c★化學(xué)反應(yīng)的速率和限度第二節(jié)-富集在海水中的元素-氯

第四章非金屬及其化合物第二節(jié)富集在海水中的元素——氯

1915年4月22日，在第一次世界大戰(zhàn)的比利時(shí)伊珀?duì)枒?zhàn)場。趁著順風(fēng)，德軍一聲令下開啟了大約6000只預(yù)先埋伏的裝滿氯氣壓縮鋼瓶。剎那間在68千米寬的正面形成2米高的黃綠色氣體幕墻滾滾向前推進(jìn)，對手毫無防范，致使5千多人死亡，一萬五千多人中毒致傷。一位戰(zhàn)地記者進(jìn)行了如此描述：“他們已經(jīng)死亡，兩手伸展著好像要揮去上方的死神。尸體遍野，他們極度痛苦的肺在喘息，滿嘴都是黃色液體?！边@就是戰(zhàn)爭史上的第一次化學(xué)戰(zhàn)，從此，化學(xué)戰(zhàn)作為最邪惡的戰(zhàn)爭被寫入了人類戰(zhàn)爭的史冊。歷史事件：反對戰(zhàn)爭，維護(hù)世界和平！！

氯氣是一種重要的化工原料，廣泛用于制造各種含氯化合物、造紙、印染及自來水消毒等工業(yè)。

為便于大量貯存、運(yùn)輸，氯氣通常是以液態(tài)、高壓充裝在鋼瓶、槽罐等容器中,若操作不當(dāng)則極有可能導(dǎo)致大量氯氣泄漏。2004年4月15日重慶天原化工總廠的氯氣發(fā)生泄漏，15萬名群眾被疏散,事故一度使舉國震驚，談“氯”色變。貯存液氯的鋼瓶發(fā)生了泄漏，旁邊的工人首先看到一股濃濃的黃綠色氣體逸出，接著聞到一股刺激性味，然后被毒倒了。消防官兵得到信息后，迅速將中毒人員轉(zhuǎn)移至地勢較高處等待救護(hù)車，同時(shí)將周圍的群眾往高處疏散。然后在周圍50米處筑起了“水墻”以降低空氣中氯氣的濃度。并將液氯鋼瓶扔進(jìn)了投放了大量燒堿的水坑內(nèi)。氯氣的泄漏一、氯氣的物理性質(zhì)

1、氯氣是黃綠色有刺激性氣味的有毒氣體2、易液化(液氯）.可溶于水，常溫常壓下，1體積水可溶解2體積氯氣（氯水呈淺黃綠色）3、密度比空氣大思考與討論1：氯氣的物理性質(zhì)包含那些方面？思考與討論2：怎樣聞氣體的氣味？思考與討論3：實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)應(yīng)采用什么方法收集？1、氯的原子結(jié)構(gòu)★常見化合價(jià)：-1，+1，+5，+7二、氯氣的化學(xué)性質(zhì)思考與討論4：寫出氯原子結(jié)構(gòu)簡圖，并據(jù)此推測氯可能具有的化學(xué)性質(zhì)?Cl

+17287Cl-

+17

28

8易得e-★易得電子→具有強(qiáng)氧化性→氯單質(zhì)是強(qiáng)氧化劑1、氯氣與金屬單質(zhì)的反應(yīng)現(xiàn)象：金屬鈉在氯氣中劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰，產(chǎn)生大量白色的煙；

（1）氯氣與鈉反應(yīng)點(diǎn)燃2Na+Cl22NaCl（2）氯氣與銅的反應(yīng)Cu+Cl2CuCl2

點(diǎn)燃a、現(xiàn)象：紅熱的鐵絲在氯氣中劇烈燃燒，產(chǎn)生棕褐色的煙；溶于水后溶液呈黃色。（3）氯氣與鐵反應(yīng)點(diǎn)燃2Fe+3Cl22FeCl33、氯氣與非金屬單質(zhì)反應(yīng)探究步驟觀察現(xiàn)象探究結(jié)論在空氣中點(diǎn)燃?xì)錃?，然后把?dǎo)管緩緩伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象。氫氣在氯氣中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，放出大量的熱，瓶口有白霧出現(xiàn)。氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫，H2+Cl22HCl點(diǎn)燃氯化氫結(jié)合空氣中的水蒸氣形成鹽酸小液滴而成白霧。

思考與討論6：

通過氫氣在氯氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，你對燃燒的條件及其本質(zhì)有什么新的認(rèn)識(shí)？①燃燒不一定有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。②燃燒的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，所有發(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)都稱為燃燒。C、燃燒：任何發(fā)光發(fā)熱的劇烈化學(xué)反應(yīng)。3、氯氣與水的反應(yīng)思考與討論9：某同學(xué)在氯氣的水溶液中滴入石蕊試液，發(fā)現(xiàn)溶液先變成紅色，但又迅速褪色變成無色溶液，Cl2+H2O=HCl+HClO（次氯酸）（弱酸）——氯氣的水溶液叫氯水回憶一下在哪里曾見過類似的現(xiàn)象？氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物有哪些，如何驗(yàn)證？氯氣與水反應(yīng)的離子方程式:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO思考：新制氯水中有哪些分子和離子:1）、分子:H2O、HClO（起漂白作用的物質(zhì)）、Cl2（氯水的主要成分）離子:H+、Cl-、ClO-、OH-Cl2+H2O=HCl+HClO思考與討論10：新制氯水中含有些什么微粒？2HClO2HCl+O2↑光照思考與討論11：新制氯水與久置的氯水相比成分相同嗎？液氯與氯水是否相同？次氯酸性質(zhì)：1)次氯酸是一元弱酸，其酸性比碳酸還弱，2)具有很強(qiáng)氧化性，能殺死水里的病菌，具有殺菌消毒作用，且能使某些染料和有機(jī)色素褪色，可用作棉、紙張等的漂白劑3)次氯酸不穩(wěn)定，且見光分解放出氧氣。液氯新制氯水久置氯水存在微粒分子離子性質(zhì)CL2CL2、H2O、HCLOH+、CL-、CLO-、OH-H2OH+、CL-、OH-液氯、新制氯水、久置氯水的比較4）氯水保存在棕色試劑瓶中。酸性、漂白性、氧化性酸性氧化性練習(xí)：將新制得的氯水加入到下列溶液中，看到的現(xiàn)象為？起作用的微粒是什么：1、加到石蕊溶液中

.2、加到Na2CO3溶液中

。離子方程式為

。3、加到AgNO3溶液中

。4、加到FeCL2溶液中

。離子方程式為

。5、加到KI-淀粉溶液中

。先變紅后褪色有氣泡產(chǎn)生有白色沉淀生成溶液成淺綠色變位黃色溶液變?yōu)樗{(lán)色2Fe2++CL2=2Fe3++2CL-4、與堿溶液的反應(yīng)氯氣與水反應(yīng)生成了鹽酸和次氯酸，如果把氯氣通如NaOH溶液中，能否發(fā)生反應(yīng)？為什么？

思考

Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O1)實(shí)驗(yàn)室制氯氣時(shí)，多余的氯氣用NaOH溶液吸收3）關(guān)于漂白粉的制取、成分、漂白原理：2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O漂白粉的成分漂白粉的有效成分CaCl2

和Ca(ClO)2的混合物Ca(ClO)22)工業(yè)制取漂白液的方法(NaCLO)2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O氯氣+堿==氯化物+次氯酸鹽+水思考：氯氣與石灰水的反應(yīng)？★關(guān)于漂白粉、漂粉精：1、漂白原理：制?。?Ca(OH)2+2Cl2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCa(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClOCa(ClO)2+2HClCaCl2+2HClO2、保存條件：密閉保存思考：漂白粉為什么能用來殺菌消毒？如何使用？思考：漂白粉溶液中通入CO2氣體能否反應(yīng)？方程式怎么寫？主要成分：Ca(ClO)2漂白液、漂白粉、漂粉精有什么不同？漂白液是次氯酸鈉的水溶液漂白粉是氯化鈣與次氯酸鈣的混合物，漂粉精與漂白粉的成份一樣，只不過是有效成份次氯酸鈣的含量更高一些而已。對氯氣泄漏事件發(fā)生后的思考如果你在事故現(xiàn)場，你應(yīng)怎樣自救。漂白性的比較名稱活性炭過氧化鈉氯水原理實(shí)質(zhì)程度范圍將有色的色素氧化為穩(wěn)定的無色物質(zhì)氯水中的次氯酸將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)氧化作用永久性永久性漂白大多數(shù)有色有機(jī)物質(zhì)漂白大多數(shù)有色有機(jī)物質(zhì)，能使紫色石蕊試液褪色吸附有色色素物理吸附氧化作用6、氯氣與鹽溶液的反應(yīng)（表現(xiàn)氯氣的強(qiáng)氧化性）2FeCL2+Cl2=2FeCL3三、氯氣的用途★殺菌、消毒★重要的化工原料：制漂白粉、農(nóng)藥、氯仿等Cl2+2KI===2KCl+I2瑞典化學(xué)家

——舍勒啟示１：科學(xué)研究需要有正確的理論作指導(dǎo)，錯(cuò)誤的理論只能浪費(fèi)時(shí)間和精力。啟示２：科學(xué)研究需要以大量事實(shí)為依據(jù)，只有大量事實(shí)才能推翻錯(cuò)誤的理論，建立正確的理論或推動(dòng)科學(xué)理論的發(fā)展。啟示３：科學(xué)研究需要有熱愛科學(xué)的思想和奉獻(xiàn)科學(xué)的精神。

1774年舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣，但他受當(dāng)時(shí)流行的錯(cuò)誤學(xué)說——燃素說的影響，未能確認(rèn)氯氣的“廬山真面目”；直到1810年英國化學(xué)家戴維以大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)確認(rèn)其為一種新元素，并將這種元素命名為Chlorine,有“綠色”的意思。我國早年將其譯成“綠氣”，后改為氯氣。閱讀：P82科學(xué)史話氯氣的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)思考與交流思考：指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物？想一想：1、在實(shí)驗(yàn)室里，氯氣可以用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)來制取氧化劑還原產(chǎn)物還原劑氧化產(chǎn)物MnO2+4HCl（濃）==MnCl2+2H2O+Cl2↑***

加熱根據(jù)反應(yīng)原理，你能設(shè)計(jì)發(fā)生裝置和收集裝置嗎？氣體發(fā)生裝置—凈化干燥—收集（反應(yīng)）—尾氣處理裝置氣體發(fā)生裝置的選擇固固加熱塊固和液體（不加熱）固液加熱儀器組裝順序：自下而上、從左到右收集裝置：尾氣處理裝置：發(fā)生裝置：固、液加熱向上排氣法（或排飽和食鹽水法）堿液（NaOH)吸收四、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法***MnO2+4HClMnCl2+2H2O+Cl2↑△★

根據(jù)反應(yīng)原理選擇反應(yīng)裝置凈化裝置：洗氣瓶：飽和食鹽水（HCL)、濃硫酸(H2O)能否用澄清石灰水代替NaOH？為什么？如何檢驗(yàn)氯氣已收集滿？多余氯氣能否直接排放到空氣中？應(yīng)如何處理？MnO2濃HCl飽和食鹽水(除HCl)濃硫酸(除H2O)注意導(dǎo)氣管的進(jìn)出方式（長進(jìn)短出）為什么？氯氣的檢驗(yàn)練習(xí)：某學(xué)生設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置用于制備純凈的氯氣。

（1）裝置中有六處錯(cuò)誤，請指出。

1、燒瓶下面缺石棉網(wǎng)2、鐵圈下面缺酒精燈

3、原料使用了稀鹽酸

4、不應(yīng)使用長頸漏斗

5、盛濃硫酸的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒了6、洗氣瓶D的氣體入口導(dǎo)管應(yīng)深插在液面下，而出口導(dǎo)管應(yīng)靠近瓶塞

思考與討論15：向某溶液中加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，則可確定該溶液中含有氯離子，這種說法對嗎？五、Cl-的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋或離子方程式加入AgNO3加入稀硝酸稀HClNaClNa2CO3自來水蒸餾水白色沉淀沉淀不溶白色沉淀沉淀不溶白色沉淀沉淀溶解產(chǎn)生氣泡白色渾濁不溶無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象Ag++Cl-=AgCl↓Ag++Cl-=AgCl

↓Ag++Cl-=AgCl

↓2Ag++CO32-=Ag2CO3↓Ag2CO3+

2H+=2Ag++

CO2↑+H2O——————氯離子的檢驗(yàn)五、Cl-的檢驗(yàn)Ag++Cl-=AgCl

↓在溶液中滴加稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則溶液中含有Cl-。2、方法和結(jié)論：1、試劑：AgNO3溶液、稀硝酸1、下列關(guān)于氯水的說法中正確的是：

A、新制氯水中只含有Cl2和H2O分子

B、新制氯水能殺菌消毒是因?yàn)镃l2有毒，能毒殺細(xì)菌

C、光照氯水有氣泡逸出，該氣體是Cl2D、氯水放置數(shù)天后酸性增強(qiáng)2、下列物質(zhì)能使紅墨水褪色的是

A、活性炭B、二氧化碳

C、NaCl溶液D、酸化的NaClO溶液課堂練習(xí)：DAD3、下列物質(zhì)既能由兩種單質(zhì)化合而生成，又能由單質(zhì)與酸反應(yīng)而生成的是：

A、FeCl2B、CuCl2C、AlCl3D、FeCl3C最外層7個(gè)電子易得一個(gè)電子，核電荷數(shù)遞增電子層數(shù)遞增原子半徑依次增大得電子能力逐漸減弱原子結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定具氧化性氧化性逐漸減弱六、鹵素—元素周期表中第VIIA族元素1、包括元素：氟F（9）、氯CL（17）、溴Br（35）、碘I（53）相似性：遞變性：F2>CL2>Br2>I2名稱反應(yīng)條件方程式氫化物穩(wěn)定性

F2

冷暗處爆炸 H2+F2====2HFHF很穩(wěn)定Cl2

光照或點(diǎn)燃 H2+Cl2=====2HClHCl穩(wěn)定Br2

高溫 H2+Br2======2HBrHBr較不穩(wěn)定I2

高溫、持續(xù)加熱H2+I2======2HIHI很不穩(wěn)定緩慢進(jìn)行

1.

鹵素與氫氣的反應(yīng)結(jié)論:

FClBrI隨著核電荷數(shù)的增多，原子半徑的增大,（1）鹵素單質(zhì)與H2化合的難易關(guān)系：F2>Cl2>Br2>I2(2)鹵化氫的穩(wěn)定性關(guān)系：HF>HCl>HBr>HI

——X2+H2=2HXBr2＋H2O=====HBr＋HBrO反應(yīng)越來越難以發(fā)生2F2＋2H2O=====4HF＋O2（特例）Cl2＋H2O=====HCl＋HClO2.鹵素與水反應(yīng)通式：X2＋H2O=====HX＋HXO（X:Cl、Br、I）I2＋H2O=====HI＋HIO3.鹵素間的相互置換**(1)Cl2＋2KBr=====2KCl＋Br2(2)Cl2＋2KI

=====2KCl＋I(xiàn)2(3)Br2+２KI

=====２KBr＋I(xiàn)2

思考：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，排出Cl2、Br2、I2的氧化性強(qiáng)弱順序及Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－的還原性強(qiáng)弱順序結(jié)論：

氧化性：Cl2＞Br2＞I2

還原性：Ｉ－＞Ｂｒ－＞Ｃｌ－1、2、作用:用濕潤的淀粉—KI試紙檢驗(yàn)CL2思考：I2能否把CL2從KCL溶液中置換出來？3、I2遇淀粉會(huì)變