富集在海水中的元素——氯(共3个课时 )

第二节 富集在海水中的元素——氯

(1)写出下列反应的化学方程式

①钠与氯气反应：2Na ＋Cl 2=====点燃

2NaCl ， ②氢气与氯气反应：H 2＋Cl 2=====点燃

2HCl ， ③硅与氯气反应：Si ＋2Cl 2=====加热

SiCl 4。 ④氯气与氯化亚铁溶液反应： Cl 2＋2FeCl 2===2FeCl 3。

(2)检验溶液中是否含有Cl －

所用的试剂是：稀HNO 3和AgNO 3溶液，反应的离子方程式为：Ag ＋

＋Cl －

===AgCl ↓。

一、氯气

1．氯的原子结构及存在 氯原子结构示意图为：→氯原子易得到1个电子→表现出典型非金属性→

自然界中以化合态存在。

2．实验室制法

在实验室里常用MnO 2和浓盐酸共热来制取Cl 2，该反应的化学方程式为：MnO 2＋4HCl(浓)=====△

MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 。

3．物理性质

颜色 状态 气味 毒性 溶解性 黄绿色

[来源:Z#xx#https://www.wendangku.net/doc/8114822940.html,]

气体

刺激性气味

有毒

1 体积水溶解

2 体积氯气

4．化学性质

(1)与金属反应(与变价金属反应生成高价金属氯化物)：

(2)与非金属反应：

(3)与H 2O 反应：

①氯气的水溶液称为“氯水”。

②溶于水的Cl 2部分与水发生反应，化学方程式为：Cl 2＋H 2O===HCl ＋HClO 。 (4)与碱反应：

漂白粉在空气中长期放置易失效，其原因为： Ca(ClO)2＋CO 2＋H 2O===CaCO 3＋2HClO ； 2HClO=====光

2HCl ＋O 2↑。 5．用途

(1)氯气是一种重要的化学工业物质。氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。

(2)在有机化工中，氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。 二、次氯酸 1．弱酸性

次氯酸是很弱的酸，比碳酸酸性弱。 2．不稳定性

次氯酸不稳定，只存在于水溶液中，见光易分解，化学方程式为：2HClO=====光照

2HCl ＋O 2↑。

3．强氧化性 (1)漂白性：

实验操作 实验现象 结论

有色布条不褪色

干燥的Cl 2无漂白作用

有色布条褪色

氯水有漂白作用，起漂白作用的是HClO

(2)杀菌、消毒。 三、氯离子的检验

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)氯气可使湿的红布条褪色，所以氯气具有漂白性( ) (2)氯气没有漂白性，但能使鲜艳的花朵褪色( ) (3)过量的铁在氯气中燃烧可生成氯化亚铁( ) (4)闻其气味时要小心的将集气瓶放在鼻孔下直接闻( ) (5)Cl 2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂( ) 解析：(1)Cl 2无漂白性，HClO 才有漂白性。 (2)鲜艳的花朵中含水，水与Cl 2反应生成次氯酸。

(3)Fe 与Cl 2反应生成FeCl 3，不能生成FeCl 2，与用量无关。[来源学科网]

(4)闻气味时要用手轻轻地扇动，使少量气体飘进鼻孔。 (5)Cl 2与NaOH 的反应中既是氧化剂也是还原剂。[来源学科网Z|X|X|K]

答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× 2．思考讨论：

(1)通过H 2在Cl 2中燃烧的实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？ (2)某地生产氯气的储罐泄漏，如果你是附近的居民，请思考应如何自救和治理污染。 (3)漂白粉为什么要密闭保存？

答案：(1)H 2在空气中可以燃烧，在Cl 2中也可以燃烧。由此可知燃烧不一定有氧气参加，燃烧的本质是氧化还原反应，所有的发光放热的剧烈的氧化还原反应都称为燃烧。

(2)①氯气密度比空气大，应往高处逆风跑。 ②立即用浸过水或弱碱溶液的毛巾捂住口鼻。 ③向空中喷洒NaOH 溶液或石灰水。

(3)漂白粉吸收空气中的水和CO 2，与有效成分Ca(ClO)2反应生成HClO ，而HClO 不稳定易分解，故可导致漂白粉失效，所以漂白粉应密闭保存。

[来源学科网ZXXK]

3．将下列用途与相应物质的化学式连起来。 ①84消毒液 A ．AgI ②人工降雨剂 B ．KIO 3 ③含氟牙膏 C ．NaClO ④加碘食盐 D ．AgBr

⑤变色眼镜 E ．NaF

答案：①－C ，②－A ，③－E ，④－B ，⑤－D

4．Cl 2、Br 2、I 2都具有氧化性，其氧化性Cl 2>Br 2>I 2，Cl 2能把溴从溴化物中置换出来，其余依次类推。请据此写出下列置换反应的化学方程式。

(1)将氯气分别通入KBr 溶液和KI 溶液中。 (2)将溴水滴入KI 溶液中。 答案：(1)2KBr ＋Cl 2===2KCl ＋Br 2， 2KI ＋Cl 2===2KCl ＋I 2； (2)2KI ＋Br 2===2KBr ＋I 2。

氯水的成分及性质

1．氯水的成分

(1)氯水中的化学反应及物质的电离： Cl 2＋H 2O===H ＋

＋Cl －

＋HClO ， HClO

H ＋

＋ClO －，2HClO=====光照

2HCl ＋O 2↑。

(2)氯水的成分：

①三分子：Cl 2、HClO 、H 2O ； ②四离子：H ＋

、Cl －

、ClO －

、OH －

。 2．氯水的性质

氯水成分的多样性决定了其性质的多重性：

[例1] [双选题]下列关于氯水的叙述，正确的是( ) A ．新制的氯水中只含Cl 2和H 2O 分子 B ．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色 C ．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl 2

D ．氯水在密封无色玻璃瓶中放置数天后酸性将增强

[解析] 氯水成分的多样性决定了氯水性质上的多重性。氯水中主要含有三种分子H 2O 、Cl 2、HClO 和四种离子H ＋

、Cl －

、ClO －

、OH －

。新制氯水中含有H ＋

和HClO ，蓝色石蕊试纸遇H ＋

变红，变红后的试纸被HClO 氧化褪色。光照氯水，发生反应2HClO=====光照

2HCl ＋O 2↑，逸出的是O 2而不是Cl 2。该反应进行后，弱酸HClO 转化为强酸HCl ，密封在无色玻璃瓶中不考虑HCl 的挥发，溶液的酸性增强。

[答案] BD

(1)饱和氯水(呈黄绿色)，属于混合物，若久置，则最终变为盐酸(无色)，故久置的氯水颜色褪去(无Cl 2)，氧化性减弱(无HClO 、Cl 2)，酸性增强(盐酸为强酸)。

(2)液氯是氯气的液态形式，属于纯净物。

氯气的实验室制法

1．原理

MnO 2＋4HCl(浓)=====△

MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 。 2．装置

(1)发生装置(Ⅰ部分)：

①特点：固体＋液体――→△

气体。

②仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。 ③试剂：A 中盛放浓盐酸，B 中盛放二氧化锰。 (2)净化装置(Ⅱ部分)：

组成 盛放试剂 试剂的作用 C 饱和氯化钠溶液

除去氯气中的氯化氢

D

浓硫酸

干燥氯气

(3)收集装置(Ⅲ部分)： ①收集方法：向上排空气法；

②验满方法：湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉KI 试纸放在集气瓶口。 (4)尾气处理装置(Ⅳ部分)： ①导气管要深入液面以下；

[来源学科网Z|X|X|K]

②F 中盛放的试剂：氢氧化钠溶液(或其他碱液)，作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。

3．注意事项

(1)必须用浓盐酸，MnO 2与稀盐酸不反应。

(2)为了减少制得的Cl 2中HCl 的含量，所以加热温度不宜过高，以减少HCl 挥发。 (3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl 2，再拆卸装置，避免污染空气。

[例2] 在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如图：

(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母)：________接________；________接________；________接________；________接________。

(2)装置中，饱和食盐水的作用是_______________________________________； NaOH 溶液的作用是________________________。

(3)化学实验中常用湿润的淀粉-KI 试纸检验是否有Cl 2产生。如果有Cl 2产生，可观察到________，反应化学方程式________________________。

(4)写出下列化学反应的化学方程式：

①气体发生装置中进行的反应：__________________________________________。 ②NaOH 溶液中发生的反应：___________________________________________。 [解析] (1)按照制备气体的“反应装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。(2)上述装置中饱和食盐水的作用是除去Cl 2中的HCl 杂质；浓H 2SO 4的作用是除去Cl 2中的水分；NaOH 溶液的作用是吸收过量的Cl 2；(3)湿润的淀粉-KI 试纸遇Cl 2时发生反应：Cl 2＋2KI===2KCl ＋I 2，I 2遇淀粉变蓝。

[答案] (1)E C D A B H G F (2)除去氯气中的HCl 杂质 吸收过量的氯气 (3)试纸变蓝 2KI ＋Cl 2===2KCl ＋I 2

(4)①MnO 2＋4HCl(浓)=====△

MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O ②2NaOH ＋Cl 2===NaCl ＋NaClO ＋H 2O

气体的制备装置一般包括反应装置、除杂装置、收集装置、尾气处理装置等。反应装置的选择要依据反应物的状态和反应的条件。收集方法的选择应考虑气体密度、溶解性及在空气中的稳定性。是否处理尾气，取决于该气体是否污染环境。

1．(对应考点一)下列实验过程中，不会产生气体的是( )

解析：A 项氯水中的HClO 见光分解生成氧气；B 项氯水中的HCl 与发酵粉中的NaHCO 3

反应生成CO 2；C 项氯水滴入NaBr 溶液中反应生成Br 2和NaCl ，没有气体产生；D 项H 2O

与Na2O2反应产生O2。

答案：C

2．(对应考点一)在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一定正确的是()

A．加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有Cl2存在

B．溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在

C．加入盐酸酸化，再加入硝酸银溶液产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－

D．加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明含有HClO分子

解析：A：HClO能使有色布条褪色，而干燥的Cl2不能，有色布条褪色不能说明有Cl2分子存在；C：加入盐酸酸化，引入了Cl－，加AgNO3溶液产生白色沉淀，不能说明氯水中有Cl－存在；D：加入NaOH溶液，黄绿色消失，只能说明Cl2被消耗，不能说明有HClO 分子的存在。

答案：B

3．(对应考点二)下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不．正确的是()

A．MnO2与浓盐酸共热

B．缓慢加热反应

C．用向下排空气法收集Cl2

D．多余氯气常用较浓的碱液吸收

解析：由于浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气的密度大，故应用向上排空气法收集Cl2；Cl2极易与碱反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。

答案：C

4．(对应考点二)在制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是()

①连接好装置，检查气密性；

②缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出；

③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末；

④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中；

⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收；

⑥用向上排空气法收集氯气。

A．①②③④⑤⑥B．③④②①⑥⑤

C．①④③②⑥⑤D．①③④②⑥⑤

解析：确定实验室制取气体的操作顺序要注意：①连接好装置后，要先检查气密性，后装药品；②装药品的顺序是先加固体，后加液体；③对于有毒的气体，一定要有尾气处理装置。

答案：D

5．(探究题)下图是一组检验氯气性质的装置。

(1)现关闭活塞K ，若有色布条是干燥的，溶液B 为浓硫酸，

则有色布条________；若溶液B 为水，则有色布条________；若溶液B 为饱和的NaHCO 3溶液，则有色布条________。

(2)现打开K ，溶液B 为氢氧化钠溶液，通入的Cl 2是湿润的，布条是干燥的，则有色布条________。

解析：(1)关闭K 通入Cl 2，若B 为浓硫酸，则进入(Ⅱ)的是干燥的Cl 2，有色布条不褪色；若B 为水，则进入(Ⅱ)的是湿润的Cl 2，有色布条褪色；若B 是NaHCO 3溶液，则Cl 2在(Ⅰ)中被消耗，有色布条不褪色。

(2)打开K ，尽管B 是NaOH 溶液，湿润的Cl 2还是直接进入(Ⅱ)，有色布条褪色。 答案：(1)不褪色 褪色 不褪色 (2)褪色

(1)Cl 2为黄绿色有毒气体，密度比空气大。

(2)Cl 2和金属、非金属、水、碱等均可发生反应，必记的重要化学方程式有：

2Fe ＋3Cl 2=====点燃

2FeCl 3，Cl 2＋H 2O===HCl ＋HClO ，Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O ， 2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O 。

(3)新制氯水中，除水外，还含有Cl 2、HClO 、H ＋

、Cl －

等，氯水成分的多样性，决定了其性质的多重性。

(4)实验室制备Cl 2的化学方程式为：MnO 2＋4HCl(浓)=====△

MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O ，通常用饱和食盐水除去挥发的HCl ，用浓H 2SO 4干燥Cl 2，用NaOH 溶液吸收多余的Cl 2。

一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分) 1．下列关于氯气的说法不．

正确的是( ) A ．氯气化学性质很活泼，但是干燥的液氯能用钢瓶贮存 B ．氯气和液氯是两种不同物质 C ．可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气

D ．氯气有毒，它曾在战争中被用于制造毒气弹

解析：在通常状况下，干燥的液氯可以用钢瓶储运，所以A 是正确的。氯气和液氯是同一种物质的不同状态，所以B 选项不正确。除去氯气中混有的水蒸气应选用不能和氯气反应的干燥剂，因为氯气气体呈酸性，不宜选用碱性干燥剂，如碱石灰等，常选用酸性或中性干燥剂，如：浓硫酸、无水氯化钙等，因此C 选项是正确的。氯气有毒，对人体有害，

可以用于制造毒气弹应用于战争中。

答案：B

2．有关漂白粉和漂白液的说法正确的是()

A．漂白粉是纯净物，漂白液是混合物

B．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2

C．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉

D．漂白液的有效成分是Na2O2

解析：漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得的混合物，化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，故其主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成分为Ca(ClO)2，漂白液的主要成分是NaClO，以上符合题意的只有B项。

答案：B

3．下列说法中，正确的是()

A．液氯和氯水都含有氯离子

B．氯气和液氯都能使干燥的有色布条褪色

C．盐酸和氯水都含有氯离子

D．盐酸和氯水都能使湿润的有色布条褪色

解析：A项，液氯中不含有Cl－；B项，Cl2和液氯均不能使干燥的有色布条褪色；D项，盐酸不能使有色布条褪色。

答案：C

4．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是()

A．用干燥的蓝色石蕊试纸

B．用干燥有色布条

C．将气体通入硝酸银溶液

D．用湿润的淀粉碘化钾试纸

解析：检验氯气采用湿润的KI-淀粉试纸，而干燥的有色布条、干燥的蓝色石蕊试纸不能检验氯气。硝酸银溶液与氯化氢和氯气反应的现象相同。

答案：D

5．[双选题]如图所示，在A处通入氯气，关闭B阀时，C处的红

色布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处的红色布条逐渐褪色。则

D瓶中盛放的溶液可能是()

A．浓硫酸B．NaOH溶液

C．H2O D．饱和氯化钠溶液

解析：解决本题的关键是要明确装置的特点及起漂白作用的是HClO(或潮湿的Cl2)。根据打开B阀后，C处的红色布条逐渐褪色，说明A处通入的Cl2为潮湿的，潮湿的Cl2在关

闭B阀时通过了D瓶，看不到C试管中红色布条有明显变化，说明D瓶吸收了Cl2或吸收了Cl2中的水蒸气。

答案：AB

二、非选择题(本题包括3小题，共30分)

6．(8分)有一包白色固体，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：

①溶于水，得无色溶液；

②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；

③再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡产生。

根据上述现象判断：

(1)白色固体一定含有的成分是________，可能含有的成分是________。

(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式：________________________________

________________________________________________________________________。

解析：由②产生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一种或两种；由③沉淀量减少且有气泡产生知，一定含有K2CO3；根据沉淀不完全消失可知，一定含有KCl。

答案：(1)KCl和K2CO3KNO3

(2)Ag＋＋Cl－===AgCl↓，

2Ag＋＋CO2－3===Ag2CO3↓，

Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑

7．(10分)室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的反应条件下，它们可以按下列框图进行反应。又知E溶液是无色的。

请回答：

(1)试写出下列物质的化学式：A________，B________，C________。

(2)反应①的化学方程式：_______________________________________________。

(3)反应③的化学方程式：_______________________________________________。

(4)反应④的离子方程式：_______________________________________________。

解析：从反应的框图中看到：反应①A＋B→D固体，反应④F＋B→D溶液，可知：F 是化合物，A是变价金属，且A在F中呈低价。又从气体颜色中可判断B是Cl2。由此可推出A是Fe，D为FeCl3，F为FeCl2。从反应③A＋E→F＋C可知，E为HCl，C为H2。

答案：(1)Fe Cl 2 H 2 (2)2Fe ＋3Cl 2===2FeCl 3

(3)2HCl ＋Fe===FeCl 2＋H 2↑ (4)2Fe 2＋

＋Cl 2===2Fe 3＋

＋2Cl －

8．(12分)为了讲授“氯气的性质和用途”，李老师以二氧化锰和浓盐酸为主要原料制取氯气，并设计了如图所示装置(其中A 是连有注射器针头的橡皮管，针头已插入并穿过橡皮塞)进行了教学。

试回答下列问题：

(1)乙中的现象是________________________，丙中的现象是________________________，丁中的现象是________________________，分离丁中液体的方法是____________；

(2)橡皮管连通后，分液漏斗的气体压强p 1与烧瓶中的气体压强p 2的关系为________(填“>”“<”或“＝”)，连接橡皮管的目的是________________________；

(3)烧瓶内发生反应的离子方程式为________________________。

解析：利用图示装置制备Cl 2，制得的Cl 2通过浓H 2SO 4(甲中)，浓H 2SO 4干燥Cl 2；Cl 2

与干红布条不反应(乙中)；Cl 2与H 2O 生成HClO ，HClO 起漂白作用(丙中)；Cl 2与KI 溶液反应生成I 2，CCl 4萃取I 2，溶液分层(丁中)；用向上排空气法收集Cl 2(戊中)；进行尾气吸收(己中)，利用针头连接后，分液漏斗与烧瓶内气压相等，有利于液体流下。

答案：(1)干燥的红布条不褪色 湿润的红布条褪色 下层CCl 4层呈紫红色 分液 (2)p 1＝p 2 有利于分液漏斗中的浓盐酸顺利流下 (3)MnO 2＋4H ＋

＋2Cl －

=====△

Mn 2＋

＋Cl 2↑＋2H 2O