第11講：氯及其化合物
【內(nèi)容與解析】
本節(jié)課復習的內(nèi)容是氯及其化合物的性質(zhì)與應用。主要是通過氯氣與單質(zhì)的反應，氯氣與水的反應氯氣與堿的反應，但在其反應過程中應該記住反應的現(xiàn)象。第二個問題就是關于氯氣的制法上，它是一個氣體的制備實驗，是高考過程中的主要實驗考查的方向，所以本節(jié)課是復習的重要內(nèi)容。應該重要的地方放在兩個地方，這樣就能加強這兩個方面的訓練。
【目標與解析】
1．目標
1.了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應用。
2．了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。
2．目標解析
1.了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應用。就是指氯與單質(zhì)的反應，氯與水的反應，氯與堿的反應，其應用主要是體現(xiàn)在氯與堿的反應中作為漂白液與漂 *** 的制取。
2．了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。就是指氯氣是有毒的，所以在其收集以及其作為物質(zhì)的生成來說一定要進行尾氣的吸收。
【問題診斷分析】
本節(jié)中學生感到困難的地方就是在于復習過程中，關于氯的計算上，特別是在氯氣的制備這個實驗問題上的計算，因為這個過程中關于氯氣的計算中氯化氫一定要過量，因為這個物質(zhì)在反應中是濃溶液。所以在這個問題上要與學生分析清楚。
【教學條件支持】
這節(jié)課主要是通過PPT這個手段，因為這樣能加快復習的速度，節(jié)約復習的時間。
【復習過程】
問題一：氯的結(jié)構與性質(zhì)
設計意圖：結(jié)構決定性質(zhì)。學習物質(zhì)的性質(zhì)，首先要清楚他的結(jié)構。
師生活動：1．氯的原子結(jié)構？
氯元素位于第三周期第ⅦA族，其原子結(jié)構示意圖為 ，氯原子最外層有7個電子易得到1個電子而形成氯離子，是活潑的非金屬元素。在 自然界中以化合態(tài)形式存在。
2．氯氣的物理性質(zhì)？
通常情況下，氯氣是黃綠色，有刺激性氣味的氣體，密度比空氣大，易溶于水，有毒，易液化。
特別提醒：氣體的顏色通常是解無機推斷題的題眼。
3．氯氣的化學性質(zhì)？
(1)與金屬反應
2Na＋Cl2======2NaCl(現(xiàn)象：黃色火焰，白煙)
Cu＋Cl2======CuCl2　2Fe＋3Cl2=====2FeCl3
(2)與非金屬反應
H2＋Cl22HCl(現(xiàn)象：安靜燃燒，蒼白色火焰)
HCl溶于水形成鹽酸，工業(yè)上利用此方法生產(chǎn)鹽酸。
例1：：（07年上海）有關物質(zhì)燃燒時火焰顏色描述錯誤的是
A 氫氣在氯氣中燃燒-蒼白色 B 鈉在空氣中燃燒——黃色
C 乙醇在空氣中燃燒——淡藍色 D 硫在氧氣中燃燒——綠色

(3)與水反應
化學方程式為：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，離子方程式為：Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO(Cl2既是氧化劑又是還原劑)。
①氯氣的水溶液叫氯水，飽和氯水呈淺黃綠色，主要含有H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－等粒子。
②次氯酸的性質(zhì)
a．弱酸性：是一元弱酸，屬弱電解質(zhì)，酸性弱于碳酸。
b．不穩(wěn)定性：2HClO2HCl＋O2↑(氯水要現(xiàn)用現(xiàn)制，保存在棕色試劑瓶中)。
c．強氧化性：HClO能氧化許多物質(zhì)。
d．殺菌漂白性：能使有色布條、品紅等有色物質(zhì)褪色，其原理主要是利用其強氧化性。
(4)與堿液反應
①與堿的反應
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(工業(yè)制漂白液，實驗室吸收多余的Cl2)。
2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(工業(yè)生產(chǎn)漂粉精)。
②漂 ***
a．漂 *** (有效氯含量為35%)的有效成分是Ca(ClO)2，漂粉精(有效氯含量為70%)的主要成分是Ca(ClO)2。
b．NaClO、Ca(ClO)2都比HClO要穩(wěn)定，容易保存。
c．漂白原理：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO,2NaClO＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2HClO。
d．漂白液、漂 *** 和漂粉精既可用于漂白又可用于消毒，露置于空氣中會與CO2反應而變質(zhì)，所以需要隔絕空氣密封保存。
:例題1：（2003年廣東、22、12分）根據(jù)下列反應框圖填空，已知反應①是工業(yè)上生產(chǎn)化合物D的反應，反應⑤是實驗室鑒定化合物E的反應。
（1）單質(zhì)L是 （2）化合物B是
（3）圖中除反應①以外，還有兩個用于工業(yè)生產(chǎn)的反應，是 和 （填代號）。
它們的化學反應方程式分別是















(5)與還原性物質(zhì)反應
Cl2＋2FeCl2===2FeCl3(溶液從淺綠色變?yōu)樽攸S色)。
Cl2＋2KI===2KCl＋I2(用濕潤的KI淀粉試紙檢驗Cl2的存在)。
例題：（09年海南化學?13）（9分）有關物質(zhì)存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關系(部分產(chǎn)物已省略)。通常C為氣體單質(zhì)，G為紫黑色固體單質(zhì)。實驗室中，常用固體E在B的催化下加熱制取氣體單質(zhì)H。




請回答下列問題：
（1）反應①的化學方程式為
（2）反應②的離子方程式為
（3）寫出另外一種實驗室制取H的化學方程式
（4）D溶液與Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀，此沉淀的Ksp=7.0×10—9。將等體積的D溶液與Pb(NO3)2溶液混合，若D的濃度為1×10—2mo1/L ，則生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小濃度為 。

(6)與有機物反應
CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl(反應類型：取代反應)
CH2===CH2＋Cl2?→CH2Cl—CH2Cl(反應類型：加成反應)

問題二：氯氣的實驗室制法
師生活動：1．反應原理？
MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，MnO2是氧化劑，HCl是還原劑。
2．儀器裝置
固＋液氣

①使用的主要儀器有 鐵架臺、酒精燈、圓底燒瓶、分液漏斗、集氣瓶、燒杯等。
②分液漏斗和圓底燒瓶在此實驗中的作用分別是添加反應物和反應器。
③制氣裝置一般包括四個組成部分：制取→凈化→收集→吸收。
(3)收集方法
①向上排空氣法(Cl2的密度比空氣大)。
②排飽和食鹽水法收集(Cl2在飽和食鹽水中的溶解度小，故也可用排飽和食鹽水法收集，也常用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl雜質(zhì))。
(4)驗滿方法
①將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍，則證明已集滿。
②將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即發(fā)生先變紅 后褪色的變化，則證明已集滿。
(5)尾氣吸收
發(fā)生的反應是：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
【例1】（2004年?遼寧文理大綜合?29）已知KMnO4與濃HCl在常溫下反應能產(chǎn)生Cl2。若用如圖所示的實驗裝備來制備純凈、干燥的氯氣，并試驗它與金屬的反應。每個虛線框表示一個單元裝置，其中有錯誤的是

A．只有①和②處B．只有②處
C．只有②和③處D．只有②、③、④處
【例2】　在實驗室里可用圖所示裝置制取氯酸鉀、次氯酸鈉和探究氯水的性質(zhì)。

圖中：①為氯氣發(fā)生裝置；②的試管里盛有15mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；③的試管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的試管里加有紫色石蕊試液；⑤為尾氣吸收裝置。
請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br>(1)制取氯氣時，在燒瓶里加入一定量的二氧化錳，通過___________(填寫儀器名稱)向燒瓶中加入適量的濃鹽酸。實驗時為了除去氯氣中的氯化氫氣體，可在①與②之間安裝盛有___________(填寫下列編號字母)的凈化裝置。
A．堿石灰　B．飽和食鹽水
C．濃硫酸 D．飽和碳酸氫鈉溶液

(2)比較制取氯酸鉀和次氯酸鈉的條件，二者的差異是：________________________________________________________________________。
反應完畢經(jīng)冷卻后，②的試管中有大量晶體析出。圖中符合該晶體溶解度曲線的是___________(填寫編號字母)；從②的試管中分離出該晶體的方法是___________(填寫實驗操作名稱)。
(3)本實驗中制取次氯酸鈉的離子方程式是：
________________________________________________________________________。
(4)實驗中可觀察到④的試管里溶液的顏色發(fā)生了如下變化，請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?br>實驗現(xiàn)象原因
溶液最初從紫色逐漸變?yōu)開_______色氯氣與水反應生成的H＋使石蕊變色
隨后溶液逐漸變?yōu)闊o色_______________
然后溶液從無色逐漸變?yōu)開_______色______________
[解析]　(1)濃鹽酸屬液體試劑，應通過分液漏斗逐滴加入；除Cl2中的HCl，應防止Cl2消耗，排除A、D項，又需吸收HCl，排除C項。
(2)①從題目條件上看：濃度不同，KOH溶液是30%，NaOH溶液是8%；溫度不同，KOH溶液需水浴加熱，而NaOH溶液卻用冰水浴冷卻。②“反應完畢經(jīng)冷卻后，②的試管中有大量晶體析出”指明該晶體的溶解度隨溫度降低而降低，則在“溶解度—溫度”圖像中，應為增函數(shù)曲線。③晶體與液體分離的方 法應采用過濾操作。
(3)由氯氣與氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉的化學方程式Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，改寫即可。
(4)①“H＋使石蕊變色”，溶液呈酸性石蕊應變紅。②石蕊屬有色有機物，褪色應考慮漂白作用，是Cl2與水產(chǎn)生的HClO作用的結(jié)果。③持續(xù)通入Cl2，會因Cl2溶于水中而使溶液顯黃綠色。
[答案]　(1)分液漏斗　B
(2)堿溶液(或反應物)的濃度不同，反應溫度不同　M　過濾
(3)Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
(4)
紅
氯氣與水反應生成的HClO將石蕊氧化為無色物質(zhì)
黃綠繼續(xù)通入的氯氣溶于水使溶液呈黃綠色
[點評]　本題是對學生實驗基礎知識的考查，包括對藥品的取用、物質(zhì)的分離、現(xiàn)象的推理及解釋等。
變式1　下圖是某學生設計的實驗室制備干燥Cl2及吸收多余氯氣的實驗裝置圖，請回答：

(1)指出上述圖中的各處錯誤：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
(2)在改過后的裝置中，下列物質(zhì)的作用分別是：
①飽和食鹽水_______ _________________________________________________________________；
②濃硫酸_______________________________________________________________________ _；
③NaOH溶液_______________________________________________ _________________________。
解析：氯氣的制備是氣體制備中的一個典型，同學們應引起重視。給一 套實驗裝置的儀器和試劑找錯應從這樣幾個方面著手：①反應物的類型、狀態(tài)、濃 度，②反應條件，③雜質(zhì)及除雜試劑，④使用儀器及儀器的連接順序，⑤導管的長短，⑥吸收劑的狀態(tài)及吸收裝置等。具體到該題則是：①MnO2和濃鹽酸制氯氣要加熱，②氯氣從濃鹽酸中逸出會帶出雜質(zhì)氣體——氯化氫和水蒸氣，除水蒸氣應在除氯化氫之后，因為除氯化氫時，還是要通過溶液——飽和食鹽水。
答案：(1)①不能用稀鹽酸，而應用濃鹽酸�、趹�有加熱裝置，應用酒精燈加熱　③盛濃硫酸和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒�、軆上礆馄坷镞M氣導管和出氣導管的長短不對
(2)①除去Cl2中的氯化氫　②除去氯氣中的水蒸氣�、畚�收多余的氯氣
【例2】　(2010?安徽師大附中檢測)氯水中存在多種分子和離子，它們在不同的反應中表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。下列結(jié)論正確的是(　　)
A．加入有色布條，片刻后有色布條褪色，說明有Cl2存在
B．溶液呈淺黃綠色，且有刺激性氣味，說明有Cl2存在
C．先加入鹽酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，說明有Cl－存在
D．加入NaOH溶液，氯水的淺黃綠色消失，說明 有HClO存在
[解析]　A項，氯水能使有色物質(zhì)褪色是因為氯水中含有的HClO具有強氧化性；C項，由于加入鹽酸酸化的過程中引入了Cl－，所以根據(jù)生成白色沉淀無法說明氯水中是否存在Cl－；D項，因Cl2、HCl和HClO均能與NaOH溶液反應，所以加入NaOH溶液時氯水顏色消失不能說明其中有HClO存在。
[答案]　B
變式2　(2010?昆明期考) 下列關于氯水的敘述正確的是(　　)
A．新制的氯水中只含有Cl2和H2O分子
B．新制的氯水可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色
C．光照氯水有氣體逸出，該氣體是Cl2
D．氯水放置數(shù)天后pH會變大
解析：新制的氯水中含有H2O、Cl2、HClO分子和H＋、Cl－、ClO－、OH－，光 照氯水發(fā)生反應2HClO2HCl＋O2↑，故A、C項錯誤；氯水中的H＋可使石蕊試紙變紅，HClO具有漂白性可使石蕊試紙褪色，前者反應速率較快，后者反應速率較慢，故試紙先變紅后褪色，故B項正確；氯水久置，因弱酸HClO分解成強酸(鹽酸)使溶液酸性增強、pH減小，故D項錯誤。
答案：B

【目標檢測】
1.中央電視臺新聞聯(lián)播報道了2006年3月29日晚發(fā)生在京滬高速江蘇省淮安段的一起交通事故，一輛載有約35 t液氯的槽罐車與一貨車相撞，導致槽罐車中的液氯大面積泄漏。由于肇事司機逃逸，延誤了最佳搶險救援時機，造成周邊幾百人中毒，28人中毒死亡。當遇到這種突 發(fā)事件，大量氯氣逸散到周圍空間，你認為以下措施合理的是(　　)
①迅速撥打求救電話；②迅速撤離人員至上風口；③迅速撤離人員至下風口；④用浸有一定濃度NaOH溶液的口罩或毛巾捂住鼻口；⑤用浸有一定濃度Na2CO3溶液的口罩或毛巾捂住鼻口；⑥盡可能切斷泄漏源(如堵住泄漏口、將其浸入堿液池等)。
A．①②④⑥　B．①②⑤⑥
C．①③⑤⑥ D．①②④⑤⑥
2．(2010?蕪湖一中模擬)下列說法正確的是(　　)
①氯氣的性質(zhì)活潑，它與氫氣混合后立即發(fā)生爆炸
②實驗室制取氯氣時，為了防止環(huán)境污染，多余的氯氣可以用氫氧化鈣溶液吸收
③新制氯水的氧化性強于久置氯水
④檢驗HCl氣體中是否混有Cl2，方法是將氣體通入硝酸銀溶液
⑤除去HCl氣體中的Cl2，可將氣體通入飽和食鹽水
A．①②③ B．②③④
C．③ D．③⑤
3．實驗室用濃鹽酸與二氧化錳反應制取氯氣，下列有關說法中正確的是(氣體體積在標準狀況下測定)(　　)
A．若提供0.4 mol HCl，MnO2不足量，則可制得氯氣2.24 L
B．若提供0.4 mol HCl，MnO2過量，則可制得氯氣2.24 L
C．若有0.4 mol HCl參與反應，則可制得氯氣2.24 L
D．若有0.4 mol HCl被氧化，則可制得氯氣2.24 L
4．自來水常用Cl2消毒，某學生在實驗室用這種自來水去配制下列物質(zhì)的溶液，不會產(chǎn)生明顯藥品變質(zhì)問題的是(　　)
①AgNO3　②FeCl3�、跱a2SO3�、蹵lCl3�、軫eCl2�、轓aHCO3
A．①②③ B．②③④
C．③④⑥ D．②④
5．下列關于鹵素(用X表示) 的敘述正確的是(　　)
A．其單質(zhì)都能與水反應，通式為X2＋H2O====HX＋HXO
B．HX易溶于水，其水溶液都是強酸
C．其單質(zhì)都有顏色，都有毒
D．最高價含氧酸的通式為HXO4
6．(2010?山東省濰坊市抽樣)某校化學實驗興趣小組欲采用如圖所示的實驗裝置制備Cl2，同時進行與氯氣有關的某些實驗，按要求回答問題。

(1)A是濃鹽酸，B是二氧化錳，將A滴入B中時發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________________________。
(2)甲同學用含有0.2 mol HCl的濃鹽酸與足量的MnO2反應制Cl2，結(jié)果制得的Cl2體積(標準狀況下)小于1.12 L，這是由于反應過程中鹽酸濃度變小造成的。請列舉導致鹽酸濃度變小的原因：_____________________________________。
(3)在實驗室中，乙同學欲用下圖中的裝置凈化氯氣，則瓶①②中應盛放的試劑分別是① ________，②________(填試劑名稱)。

(4)丙同學將純凈的Cl2通入一定量石灰乳中來制取漂 *** ，若通入224 mL(標準狀況下)Cl2完全反應，則反應過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。
【課堂小結(jié)】
本節(jié)課復習的兩個重要問題是：1氯氣的化學性質(zhì)2。氯氣的實驗室制取。
【配餐作業(yè)】
A組：名師一號：1、2、3、5、7、8
B組：名師一號：4、6、9、10、11、12、13、14
C組：名師一號：15

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