人教版高中化学必修一4.2富集在海水中的元素--氯(共40张ppt)

(共40张PPT)
富集在海水中的元素——氯
浩瀚的海洋
资源的宝库
海水中含盐3%，主要为氯化钠；
还含有氯化镁、硫酸镁等。
氯在自然界中以化合态存在（主要是NaCl）。
海水中含盐3%，主要为氯化钠；
还含有氯化镁、硫酸镁等。
若将海水中的盐结晶后平于陆地上，可使陆地平均升高
150米
一、活泼的黄绿色气体——氯气
（一）氯原子结构特点
氯原子
得到一个电子
氯离子
+17
2
8
7
+17
2
8
8
得
e－
Cl
Cl－
易得电子
结构决定性质
1、原子结构
2、存在：在海水中主要以NaCl的形式存在。
正因为Cl元素具有非常强的非金属性，决定了Cl元素在自然界中只能以化合态存在。
思考与交流：
游离态的氯是以氯原子还是氯分子的形式存在？试从原子的结构分析。
双原子分子Cl2
舍勒
(1742～1786)瑞典化学家。
阅读：P82
科学史话
氯气的发现和确认
1774年舍勒
发现氯气
他将这种元素命名为Chlorine,这个名称来自希腊文，有“绿色”的意思。我国早年译文将其译成“绿气”，后改为氯气。
MnO2
＋4HCl
（浓）＝MnCl2＋2H2O＋
Cl2
↑
△
舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。
思考与交流
启示１：科学研究需要有正确的理论作指导，错误的理论只能浪费时间和精力。
启示２：科学研究需要以大量事实为依据，只有大量事实才能推翻错误的理论，建立正确的理论或推动科学理论的发展。
启示３：科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。
3.
氯气的实验室制备
（原理、试剂、仪器、装置、验满、尾气处理）
4
HCl
（浓）+
MnO2
===MnCl2
+2H2O
+Cl2
除去氯化氢
干燥氯气
收集氯气
吸收氯气
气体净化
E
C
D
A
B
H
G
F
京沪高速公路淮安路段液氯的泄漏
新华网报道:2005年3月29日，京沪高速公路淮安路段一辆满载液氯的液罐车和对面来车相撞
,大量液氯外泄。据目击者描述
:
“一股黄绿色的气体就像探照灯光一样，‘唰’地射向空中，并有刺鼻的味道，眼睛也熏得睁不开
。”
事发后消防队员不断地用水枪喷射，但还是造成350
人中毒进医院救治,
28人中毒死亡，附近居民采取应急措施，疏散到高坡上。
颜色
状态
密度
毒性
溶解性
气味
如何掌握
物理性质
颜色
状态
味道
毒性
气味
熔点
沸点
溶解性
密度
硬度
看
闻
测
（二）氯气的物理性质
物理性质
色态：
密度：
溶解性：
气味：
有无毒性：
熔沸点
：
黄绿色
气体
密度比
空气大
在水中溶解度不大（1：2）
有刺激
性气味
有毒
较低(易液化)
不能用排水集气法
收集氯气
易液化：
氯气
液氯
固态氯
－34.6度
－101度
氯气有毒
想一想
怎样闻氯气
?闻氯气的方法是：
用手轻轻地在瓶口扇动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔。
?注意:
这是闻各种气体气味的方法。
思考与交流
1.氯气有毒，氯离子是否有毒？氯气是黄绿色，氯离子是否也是黄绿色？
2.试比较氯原子、氯分子、氯离子的活泼性。
结构决定性质
Cl2
2
2
易断裂
易得电子
分子结构不稳定
原子结构不稳定
化学性质活泼
Cl
Cl
-
（三）氯气的化学性质
1.与金属反应
（1）钠与氯气反应
现象：金属钠在氯气中剧烈燃烧，黄色火焰，产生大量的白烟，生成白色固体
点燃
2Na+Cl2
2NaCl
（2）铁与氯气反应
现象：红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟；
溶于水后溶液呈黄色。
点燃
2Fe+3Cl2
2FeCl3
在通常情况下，干燥氯气不与铁反应，所以可用钢瓶盛装和运输液氯。
注意：不生成
FeCl2。与变价金属反应，均生成金属的高价态化合物
（3）铜与氯气反应
现象：金属铜在氯气中燃烧，产生大量的棕黄色的烟，加水溶解得蓝绿色溶液。
点燃
Cu+Cl2
CuCl2
小结
①氯气具有很强的氧化性，属于氧化剂，而金属属于还原剂。
②金属+氯气→金属氯化物（盐）
成盐元素——卤素
2.与非金属反应
实验4-3
课本P83
反应现象：
①安静燃烧苍白的火焰
②反应产物在空气中呈现雾状
H2
+
Cl2
===
2HCl
点燃
或光照
H2
与Cl2的混合气体在强光下发生爆炸
实验证明，在一定条件下，Cl2还能与P、S、C等非金属直接化合。
思考与交流
通过H2在Cl2中燃烧的实验,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识?
初中：物质与氧气发生发光发热的剧烈的化学反应叫燃烧
燃烧：任何发光发热的剧烈的化学反应叫做燃烧。燃烧不一定要有氧气参加，燃烧的本质是氧化还原反应。
本质：氧化还原反应。
3.与水反应
阅读与思考
（1）打开自来水龙头为何有刺激性气味？
（2）氯气溶于水为何有杀菌、消毒作用？
（3）干燥的Cl2有杀菌、消毒和漂白作用吗？
次氯酸
Cl2
+
H2O
HCl
+
HClO
0
-1
+1
既是氧化剂又是还原剂
次氯酸（HClO）的性质
一元弱酸（酸性比碳酸还弱），强氧化性（杀菌、消毒），漂白性，不稳定易分解
2HClO
===
2HCl
+
O2↑
光照
液氯与氯水的区别？新制氯水与久置氯水的区别？
液氯
氯水
分类
成分
　
　
性质
纯净物
混合物
新制
久置
只有Cl2
分子：
Cl2
，HClO，H2O
离子：
H+，OH－，Cl－，ClO－
分子：H2O
离子：H+，OH－，Cl－
有氧化性，无酸性和漂白性
有酸性，强氧化性，能漂白，消毒，光照时HClO分解
只有酸性
实验室中使用的氯水只能现配现用,并盛放在棕色试剂瓶中
【实验4－5】
物质
现象
结论与解释
氯水
有色纸条褪色
湿润的Cl2具有漂白作用
盐酸
有色纸条不褪色
盐酸不具有漂白作用
干燥Cl2
有色纸条不褪色
干燥的Cl2不具有漂白作用
结论：干燥的氯气没有漂白作用
氯水有漂白作用，起漂白作用的是HClO
干燥红纸没有褪色，润湿红纸褪色。
氯水的性质
氯水的成分
Cl2
HClO
H+
Cl-
氧化性：2KI
+
Cl2
=
2KCl
+
I2
2Fe2+
+
Cl2
=
2Fe3+
+
2Cl-
漂白性：使有色布条、品红褪色
酸性：使石蕊变红
Zn
+
2H+
=
Zn2+
+
H2
Cl-
+
Ag+
=
AgCl↓
4.与碱反应
思考与交流
1、实验室中用NaOH溶液吸收多余的Cl2，那么
Cl2
跟NaOH溶液反应时生成了什么物质？
2、市售的漂白粉和漂白液的有效成分是什么?
3、漂白粉和漂白液的漂白原理是什么？
2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O
漂白液
有效成分:NaClO
2
Ca(OH)2+2Cl2==Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
漂白粉
漂白精
有效成分:Ca(ClO)2
想一想
氯气跟碱反应的化学方程式有规律吗？
氯气+碱
氯化物+次氯酸盐+水
漂白原理：
日常
Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
(反应原理：强酸制取弱酸）
工业
Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO
氯水、漂白液、漂白粉、漂粉精的漂白作用都是因反应生成的HClO
漂白粉失效原理
Ca(ClO)2
+
CO2
+
H2O
=
CaCO3
+
2
HClO
2
HClO
2
HCl
+
O2↑
光照
思
考
1、为什么不直接用次氯酸作漂白剂？
次氯酸不稳定，次氯酸盐较稳定。
2、怎样保存漂白粉？
密封，保存于干燥处。
漂白性的比较
名称
原理
实质
程度
范围
过氧化钠
氯
水
将有色的色素
氧化为稳定的
无色物质
氯水中的次氯酸将有色物质氧化成无色物质
氧化作用
氧化作用
永久性
永久性
漂白大多数有色物质
漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊试液褪色
活性炭
吸附有色
色素
物理吸附
5.与盐溶液反应
与FeCl2
、NaBr、KI等盐溶液反应（表现氯气的强氧化性）
2Fe2+
+
Cl2
===
2Fe3+
+
2Cl-
2KI
+
Cl2
===
I2+
2KCl
2KBr
+
Cl2
===
Br2+
2KCl
（四）氯气的用途
1、SiCl4、GeCl4、TiCl4分别是制取高纯硅、锗（半导体）和金属钛的重要中间物质
3、处理工业废水，将具有还原性的有毒物质硫化氢、氰化物等氧化成无毒物
2、合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料
4、杀菌消毒，制漂白粉（液）
二、Cl-的检验
实验：P85实验4-6
加入
AgNO3后
实验现象
加入稀硝酸后
蒸馏水
自来水
Na2CO3溶液
NaCl溶液
稀盐酸
解析
白色沉淀
白色沉淀
无现象
白色沉淀
白色沉淀
无现象
白色沉淀
白色沉淀消失，
同时有气泡生成
自来水有Cl-
Ag+
+
Cl-
=
AgCl↓
2Ag+
+
CO32-
=
Ag2CO3↓
Ag2CO3
+
2HNO3
==
2AgNO3
+
H2O
+CO2↑
白色沉淀
白色沉淀
Ag+
+
Cl-
=
AgCl↓
Ag+
+
Cl-
=
AgCl↓
结论：检验试剂—硝酸银、干扰离子—
CO32-等
排除干扰试剂—硝酸
方法：先加稀硝酸，后加硝酸银溶液
或:先加硝酸银溶液，后加稀硝酸
生成白色沉淀不溶于稀硝酸
三、成盐元素—卤素
卤素的原子结构
氟
F
9
氯
Cl
17
溴
Br
35
碘
I
53
砹
At
85
＋９
2
7
＋17
2
8
7
＋35
2
8
18
7
＋53
2
8
18
18
7
＋85
2
8
18
32
18
7
想一想
卤素原子结构有何相似点和不同点？由此推测它们化学性质有何相似性和递变性？
最外层7个电子
易得一个电子，
核电荷数递增
电子层数递增
原子半径依次增大
得电子能力逐渐减弱
原子结构
性质
决定
氧化性逐渐减弱
卤素单质的化学性质
①对比Cl2，写出Br2与
Na
、Fe
反应的化学方程式。
Br2+2Na=2NaBr
3Br2+2Fe=2FeBr3
I2
+Fe=FeI2
②对比Cl2，写出F2
、Br2、I2与
H2
反应的化学方程式。
它们发生反应的条件相同吗？
③对比Cl2，写出Br2与
H2O
反应的化学方程式。
与金属反应:F2
Cl2
Br2
的氧化性强，能把可变化合价
的金属氧化成高价的金属卤化物，I2
的氧化能力最弱，
跟铁反应只夺取铁的2个电子，生成FeI2。
2.
卤素与氢气的反应
名称
反应条件
方程式
氢化物稳定性
F2
冷暗处爆炸
H2+F2====2HF
HF很稳定
Cl2
光照或点燃
H2+Cl2=====2HCl
HCl稳定
Br2
高温
H2+Br2======2HBr
HBr较不稳定
I2
高温、持续加热
H2+I2======2HI
HI很不稳定
缓慢进行
结论:
F
Cl
Br
I
随着核电荷数的增多，原子半径的增大,
（1）卤素单质与H2化合的难易关系：F2
>Cl2>
Br2>
I
2
(2)卤化氢的稳定性关系：HF
>
HCl
>
HBr
>
HI
3.卤素与水反应
Br2＋
H2O=====HBr＋HBrO
反应越来越难以发生
2F2＋2H2O=====4HF＋O2
（特例）
Cl2
＋H2O=====HCl＋HClO
I2
＋H2O=====HI＋HIO
通式：X2
＋
H2O=====HX＋HXO（X:Cl、Br、I）
4.卤素间的相互置换
1.
Cl2＋
2Br－
=====
2Cl－＋Br2
2.
Cl2＋
2I－
=====
2Cl－＋I2
3.
Br2+
２I－
=====
２Br－＋I2
思考：根据上述实验，排出Cl2、Br2、I2的氧化性强弱顺序及Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－的还原性强弱顺序
结论：
氧化性：Cl2＞Br2＞I2
还原性：Ｉ－＞Ｂｒ－＞Ｃｌ－
Cl-、Br-、
I-的检验
试剂：硝酸银和稀硝酸
反应：Ag++
Cl-=AgCl↓
白色沉淀
Ag++
Br-=AgBr↓
浅（淡）黄色沉淀
Ag++l-=AgI↓黄色沉淀
小
结
卤素原子结构的相似性，决定了单质化学性质的
相似性。
与金属反应，生成卤化物。
与氢气反应，生成卤化氢。
与水反应，生成卤化氢和次卤酸。
卤素原子结构的差异性，决定了单质化学性质的
差异性和递变性
与氢反应的能力渐弱
氢化物的稳定性渐弱
与水反应的能力渐弱
特性
碘遇淀粉显蓝色。
氟气和水的反应：
2F2
+2H2O=4HF+
O2