人教版高中化学 第二节 富集在海水中的元素—氯课件 新人教必修1.ppt

2021/8/9 星期一1 氯元素是最重要的成盐元素，氯元素是最重要的成盐元素，主要以主要以NaClNaCl的形式存在于海水中。的形式存在于海水中。长芦盐场是我国海盐产量最大的盐长芦盐场是我国海盐产量最大的盐场，主要分布于河北省和天津市的渤海场，主要分布于河北省和天津市的渤海沿岸，其中以塘沽盐场规模最大，年产沿岸，其中以塘沽盐场规模最大，年产盐盐119119万吨。万吨。以以NaCl为主要成分的食盐，至今仍为主要成分的食盐，至今仍是人类惟一必须的食用盐。是人类惟一必须的食用盐。2021/8/9 星期一2第四章 非金属及其化合物第二节第二节 富集在海水中的元素富集在海水中的元素氯氯2021/8/9 星期一3 19151915年年4 4月月2222日，在第一次世界大战的比利时日，在第一次世界大战的比利时伊珀尔战场。趁着顺风，德军一声令下开启了大约伊珀尔战场。趁着顺风，德军一声令下开启了大约60006000只预先埋伏的压缩钢瓶。刹那间在只预先埋伏的压缩钢瓶。刹那间在6868千米宽的千米宽的正面形成正面形成2 2米高的黄绿色气体幕墙滚滚向前推进，米高的黄绿色气体幕墙滚滚向前推进，对手毫无防范，致使对手毫无防范，致使5 5千多人死亡，一万五千多人千多人死亡，一万五千多人中毒致伤。一位战地记者进行了如此描述：中毒致伤。一位战地记者进行了如此描述：“他们他们已经死亡，两手伸展着好像要挥去上方的死神。尸已经死亡，两手伸展着好像要挥去上方的死神。尸体遍野，他们极度痛苦的肺在喘息，满嘴都是黄色体遍野，他们极度痛苦的肺在喘息，满嘴都是黄色液体。液体。”这就是战争史上的第一次化学战，从此，这就是战争史上的第一次化学战，从此，化学战作为最邪恶的战争被写入了人类战争的史册。化学战作为最邪恶的战争被写入了人类战争的史册。这种气体就是我们研究的这种气体就是我们研究的氯气氯气。历史事件：历史事件：2021/8/9 星期一4反对战争，维护世界和平！反对战争，维护世界和平！2021/8/9 星期一5 氯气是一种重要的化工原料，广泛用于制氯气是一种重要的化工原料，广泛用于制造各种含氯化合物、造纸、印染及自来水消毒造各种含氯化合物、造纸、印染及自来水消毒等工业。为便于大量贮存、运输，氯气通常是等工业。为便于大量贮存、运输，氯气通常是以液态、高压充装在钢瓶、槽罐等容器中以液态、高压充装在钢瓶、槽罐等容器中,若操若操作不当，则极有可能导致大量氯气泄漏。作不当，则极有可能导致大量氯气泄漏。2004年年4月月15日重庆天原化工总厂的氯气发日重庆天原化工总厂的氯气发生泄漏，生泄漏，15万名群众被疏散万名群众被疏散,事故一度使举国震事故一度使举国震惊，惊，谈谈“氯氯”色变。色变。2021/8/9 星期一6贮存液氯的钢瓶发生了贮存液氯的钢瓶发生了泄漏，旁边的工人首先泄漏，旁边的工人首先看到一股浓浓的看到一股浓浓的黄绿色黄绿色气体逸出，接着闻到一气体逸出，接着闻到一股股刺激性刺激性味，然后被毒味，然后被毒倒了。倒了。消防官兵得到信息后，消防官兵得到信息后，迅速将中毒人员转移至迅速将中毒人员转移至地势较地势较高处高处等待救护车，等待救护车，同时将周围的群众往同时将周围的群众往高高处处疏散。疏散。2021/8/9 星期一7然后在周围然后在周围50米处米处筑起了筑起了“水墙水墙”以以降低空气中氯气的降低空气中氯气的浓度。浓度。并将液氯钢瓶扔并将液氯钢瓶扔进了投放了大量进了投放了大量烧碱烧碱的水坑内。的水坑内。氯气的泄漏氯气的泄漏2021/8/9 星期一8一、氯气的物理性质一、氯气的物理性质 1 1、氯气是黄绿色有刺激性气味的有毒气体、氯气是黄绿色有刺激性气味的有毒气体2 2、易液化，可溶于水，常温、易液化，可溶于水，常温常压下，常压下，1 1体积水可溶解体积水可溶解2 2体体积氯气（氯水呈浅黄绿色）积氯气（氯水呈浅黄绿色）3 3、密度比空气大、密度比空气大思考与讨论思考与讨论1 1：氯气的物理性质包含那些方面？：氯气的物理性质包含那些方面？思考与讨论思考与讨论2 2：怎样闻气体的气味？：怎样闻气体的气味？思考与讨论思考与讨论3 3：实验室制取氯气：实验室制取氯气时应采用什么方法收集？时应采用什么方法收集？2021/8/9 星期一91 1、氯的原子结构、氯的原子结构 常见化合价：常见化合价：-1-1，+1+1，+3+3，+5+5，+7+7二、氯气的化学性质二、氯气的化学性质思考与讨论思考与讨论4 4：写出氯原子结构简图，并据此推测氯可：写出氯原子结构简图，并据此推测氯可 能具有的化学性质能具有的化学性质?Cl +17 2 8 7Cl-+17 2 8 8易得易得e e-易得电子易得电子 具有强氧化性具有强氧化性 氯单质是强氧化剂氯单质是强氧化剂2021/8/9 星期一102、氯气与金属单质的反应、氯气与金属单质的反应实验实验 金属钠在氯气中燃烧金属钠在氯气中燃烧现象：现象：金属钠在氯气中剧烈燃烧，发出黄金属钠在氯气中剧烈燃烧，发出黄 色火焰，产生大量白色的烟色火焰，产生大量白色的烟；（1 1）氯气与钠反应）氯气与钠反应点燃点燃2Na+Cl2 2NaCl2021/8/9 星期一11（2 2）氯气与铜的反应）氯气与铜的反应Cu+Cl2 CuCl2 点燃点燃探究步骤探究步骤观察现象观察现象探究结论探究结论红热的铜丝在红热的铜丝在氯气里剧烈燃氯气里剧烈燃烧，使集气瓶烧，使集气瓶里充满棕色的里充满棕色的烟，水溶液呈烟，水溶液呈蓝色。蓝色。红热的红热的铜丝可铜丝可以在氯以在氯气里燃气里燃烧生成烧生成氯化铜。氯化铜。用坩埚钳夹住一束铜丝，灼用坩埚钳夹住一束铜丝，灼热后立即放入充满氯气的集热后立即放入充满氯气的集气瓶里，观察发生的现象。气瓶里，观察发生的现象。然后把适量水注入集气瓶里，然后把适量水注入集气瓶里，用玻璃片盖住瓶口，振荡。用玻璃片盖住瓶口，振荡。观察溶液的颜色。观察溶液的颜色。2021/8/9 星期一12在通常情况下，干燥氯气不与铁反应，所以可在通常情况下，干燥氯气不与铁反应，所以可用钢瓶盛装和运输液氯。用钢瓶盛装和运输液氯。实验实验 铁丝在氯气中燃烧铁丝在氯气中燃烧现象：现象：红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕色的烟色的烟；溶于水后溶液呈黄色。溶于水后溶液呈黄色。（3 3）氯气与铁反应）氯气与铁反应点燃点燃2Fe+3Cl2 2FeCl32021/8/9 星期一13小结小结2Na+Cl2 2NaCl点燃点燃Cu+Cl2 CuCl2 点燃点燃点燃点燃2Fe+3Cl2 2FeCl3 氯气与变价金属反应时，生成高价的金属氯气与变价金属反应时，生成高价的金属氯化物，如：氯化物，如：CuCl2、FeCl3。氯气在加热的条件下氯气在加热的条件下,可以与金属活动性顺可以与金属活动性顺序表中除铂和金以外的金属反应。序表中除铂和金以外的金属反应。思考与讨论思考与讨论5；铜元素和铁元素的化合价分别；铜元素和铁元素的化合价分别有有 ，分析铜、铁分别与氯气反应的产，分析铜、铁分别与氯气反应的产物你能得出什么结论？物你能得出什么结论？2021/8/9 星期一143 3、氯气与非金属单质反应、氯气与非金属单质反应探究步骤探究步骤观察现象观察现象探究结论探究结论在空气中点燃氢在空气中点燃氢气，然后把导管气，然后把导管缓缓伸入盛满氯缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中，气的集气瓶中，观察现象。观察现象。氢气在氯气中安氢气在氯气中安静地燃烧，发出静地燃烧，发出苍白色火焰，放苍白色火焰，放出大量的热，瓶出大量的热，瓶口有白雾出现。口有白雾出现。氢气在氯气中燃氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，烧生成氯化氢，氯化氢结合空气氯化氢结合空气中的水蒸气形成中的水蒸气形成盐酸小液滴而成盐酸小液滴而成白雾。白雾。H2 +Cl2 2HCl点燃点燃2021/8/9 星期一15 思考与讨论思考与讨论6：通过氢气在氯气中燃烧的通过氢气在氯气中燃烧的实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？的认识？燃烧燃烧不一定不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。气中才可以燃烧。燃烧的本质是燃烧的本质是氧化还原氧化还原反应，所有发光发热反应，所有发光发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。的剧烈的化学反应都称为燃烧。燃烧：任何发光发热的剧烈化学反应。燃烧：任何发光发热的剧烈化学反应。2021/8/9 星期一16 思考与讨论思考与讨论8：如果将氯气和氢气混合再点燃如果将氯气和氢气混合再点燃，可能出现什么现象？为什么？，可能出现什么现象？为什么？氢气氯气混合气光照爆炸氢气氯气混合气光照爆炸2P +3Cl2 2PCl3点燃点燃PCl3 +Cl2 PCl5白色烟雾白色烟雾烟：固体小颗粒分散在气体中形成的分散系。烟：固体小颗粒分散在气体中形成的分散系。雾：小液滴分散在气体中形成的分散系。雾：小液滴分散在气体中形成的分散系。思考与讨论思考与讨论7 7：烟和雾有什么区别？：烟和雾有什么区别？2021/8/9 星期一174、氯气与水的反应、氯气与水的反应思考与讨论思考与讨论9：某同学在氯气的水溶液中滴入石：某同学在氯气的水溶液中滴入石蕊试液，发现溶液先变成红色，但又迅速褪色蕊试液，发现溶液先变成红色，但又迅速褪色变成无色溶液，回忆一下在哪里曾见过类似的变成无色溶液，回忆一下在哪里曾见过类似的现象，由这一现象你想到了些什么？就氯水使现象，由这一现象你想到了些什么？就氯水使石蕊试液褪色你能提出些什么假设？可以怎样石蕊试液褪色你能提出些什么假设？可以怎样验证？验证？Cl2+H2O=HCl+HClO（次氯酸）（次氯酸）（弱酸）（弱酸）信息：次氯酸是一元弱酸，其酸性比碳酸还弱，具有很强氧化性，信息：次氯酸是一元弱酸，其酸性比碳酸还弱，具有很强氧化性，能杀死水里的病菌，具有杀菌消毒作用，且能使某些染料和有机能杀死水里的病菌，具有杀菌消毒作用，且能使某些染料和有机色素褪色，可用作棉、纸张等的漂白剂，次氯酸不稳定，且见光色素褪色，可用作棉、纸张等的漂白剂，次氯酸不稳定，且见光分解放出氧气。分解放出氧气。2021/8/9 星期一18新制氯水中有哪些分子和离子新制氯水中有哪些分子和离子:分子分子:H2O、HClO（起漂白作用的物质）、（起漂白作用的物质）、Cl2（氯水的主要成分）（氯水的主要成分）离子离子:H+、Cl-、ClO-H2O、Cl2、HCl、HClO新制氯水的组成：新制氯水的组成：氯气与水反应的离子方程式氯气与水反应的离子方程式:Cl2+H2O=H+Cl-+HClO思考与讨论思考与讨论10：新制氯水中含有些什么微粒？：新制氯水中含有些什么微粒？氯气成分的确定氯气成分的确定2021/8/9 星期一19由于次氯酸光照易分解：由于次氯酸光照易分解：2HClO 2HCl+O2 光照光照思考与讨论思考与讨论1111：新制氯水与久置的氯水相比成分：新制氯水与久置的氯水相比成分相同吗？液氯与氯水是否相同？相同吗？液氯与氯水是否相同？故久置氯水相当于稀盐酸故久置氯水相当于稀盐酸，氯水要现用现制，保存在棕氯水要现用现制，保存在棕色试剂瓶中色试剂瓶中。思考与讨论思考与讨论1212：在新制氯水中加入少量铁粉和另：在新制氯水中加入少量铁粉和另入过量铁粉发生的反应有区别吗？为什么？入过量铁粉发生的反应有区别吗？为什么？少量铁粉时：少量铁粉时：2Fe+3Cl2=2FeCl3过量铁粉时：先过量铁粉时：先 2Fe+3Cl2=2FeCl3 后后 2FeCl3+Fe=3FeCl22021/8/9 星期一20学学与与问问 任何事物都有两面性，化学技术和化学品也不例外。氯气是有毒气体，但它可以用于自来水消毒，而且是重要的化工原料。正确使用化学物质基础和化学技术至关重要。近来也有研究表明，使用氯气给自来水消毒时，会产生有致癌作用的物质如三氯甲烷，在一些发达国家已经使用更好的替代品如二氧化氯、臭氧等。科学发展具有局限性，科学和技术是在实践和探索中不断发展进步的。所以，我们应该认真学好知识，正确运用，让自然资源更好地为人类服务。氯气是一种有毒气体，但在工农业生产和日常生活中却有着广泛的应用,从中你得到什么启示？2021/8/9 星期一215 5、氯气与碱溶液的反应、氯气与碱溶液的反应 关于漂白粉、漂粉精：关于漂白粉、漂粉精：成分：成分：有效成分：有效成分：CaCl2 和和 Ca(ClO)2的混合的混合物物Ca(ClO)2 漂白原理：漂白原理：思考与讨论思考与讨论1313：氯气与水反应生成了盐酸和次氯酸：氯气与水反应生成了盐酸和次氯酸,如果如果把氯气通入把氯气通入NaOHNaOH溶液中溶液中,能否发生反应？能否发生反应？Cl2+2OH-Cl-+H2O+ClO-次氯酸盐比次氯酸次氯酸盐比次氯酸稳定，容易保存稳定，容易保存 制取：制取：2Ca(OH)2+2Cl2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCa(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClOCa(ClO)2 +2HCl CaCl2+2HClO 漂白条件：酸性较易漂白条件：酸性较易 保存条件：密闭保存保存条件：密闭保存氯气氯气+碱碱 氯化物氯化物+次氯酸盐次氯酸盐+水水2021/8/9 星期一22漂白液、漂白粉、漂粉精有什么不同？漂白液、漂白粉、漂粉精有什么不同？漂白液是次氯酸钠的水溶液，漂白粉是氯化钙与次氯酸钙漂白液是次氯酸钠的水溶液，漂白粉是氯化钙与次氯酸钙的混合物，漂粉精与漂白粉的成份一样，只不过是有效成的混合物，漂粉精与漂白粉的成份一样，只不过是有效成份次氯酸钙的含量更高一些而已。份次氯酸钙的含量更高一些而已。次氯酸钠、次氯酸钙、氯气这些物质是否具有漂白性？真次氯酸钠、次氯酸钙、氯气这些物质是否具有漂白性？真正起漂白作用的物质是什么？次氯酸钠、次氯酸钙要起漂正起漂白作用的物质是什么？次氯酸钠、次氯酸钙要起漂白作用，必须怎样处理？白作用，必须怎样处理？次氯酸钠的固体、次氯酸钙的固体、氯气都不具有漂白性，次氯酸钠的固体、次氯酸钙的固体、氯气都不具有漂白性，真正起漂白作用的物质是次氯酸。次氯酸钠和次氯酸钙要真正起漂白作用的物质是次氯酸。次氯酸钠和次氯酸钙要起漂白作用，必须要想办法将它们转化为次氯酸。转化成起漂白作用，必须要想办法将它们转化为次氯酸。转化成次氯酸的方法，可以直接放到水中溶解，配制成水溶液，次氯酸的方法，可以直接放到水中溶解，配制成水溶液，它们都可以与水及它们都可以与水及CO2发生反应，生成次氯酸。或者加强酸发生反应，生成次氯酸。或者加强酸稀盐酸，将其转化成次氯酸。稀盐酸，将其转化成次氯酸。2021/8/9 星期一23漂白性的比较漂白性的比较名称名称活性炭活性炭过氧化钠过氧化钠氯水氯水原理原理实质实质程度程度范围范围将有色的色素将有色的色素氧化为稳定的氧化为稳定的无色物质无色物质氯水中的次氯酸氯水中的次氯酸将有色物质氧化将有色物质氧化成无色物质成无色物质氧化作用氧化作用永久性永久性永久性永久性 漂白大多数漂白大多数有色物质有色物质 漂白大多数有色漂白大多数有色物质，能使紫色物质，能使紫色石蕊试液褪色石蕊试液褪色吸附有色吸附有色色素色素物理吸附物理吸附氧化作用氧化作用2021/8/9 星期一246 6、氯气与盐溶液的反应（表现氯气的强氧化性）、氯气与盐溶液的反应（表现氯气的强氧化性）2Fe2+Cl2 =2Fe3+2Cl-三、氯气的用途三、氯气的用途 杀菌、消毒杀菌、消毒 重要的化工原料：制漂白粉、农药、重要的化工原料：制漂白粉、农药、氯仿等氯仿等2021/8/9 星期一25瑞典化学家瑞典化学家 舍勒舍勒启示：科学研究需要有正确的理论作指导，错误的理启示：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。论只能浪费时间和精力。启示：科学研究需要以大量事实为依据，只有大量事启示：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。论的发展。启示：科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的启示：科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。精神。17741774年舍勒发现氯气，但他受当时流行的年舍勒发现氯气，但他受当时流行的错误学说错误学说燃素说的影响，未能确认氯气的燃素说的影响，未能确认氯气的“庐山真面目庐山真面目”；直到；直到18101810年英国化学家戴维年英国化学家戴维以大量的实验事实为依据确认其为一种新元素，以大量的实验事实为依据确认其为一种新元素，并将这种元素命名为并将这种元素命名为Chlorine,Chlorine,有有“绿色绿色”的的意思。我国早年将其译成意思。我国早年将其译成“绿气绿气”，后改为氯，后改为氯气。气。阅读：阅读：P P82 82 科学史话科学史话氯气的发现和确认氯气的发现和确认思考与交流思考与交流2021/8/9 星期一26仪器组装顺序：自仪器组装顺序：自下而上、从左到右下而上、从左到右收集装置：收集装置：尾气处理装置：尾气处理装置：发生装置发生装置：固、液加热固、液加热向上排气法（或排饱和食盐水法）向上排气法（或排饱和食盐水法）碱液（碱液（NaOH)NaOH)吸收吸收思考与讨论思考与讨论1414：跟据舍勒制氯气原理，写出实验室制取：跟据舍勒制氯气原理，写出实验室制取氯气的化学方程式。并指出氧化剂、还原剂、氧化产物氯气的化学方程式。并指出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。和还原产物。四、氯气的实验室制法四、氯气的实验室制法MnO2+4HCl MnCl2+2H2O+Cl2 根据反应原理选择反应装置根据反应原理选择反应装置净化装置净化装置：分液漏斗、圆底烧瓶分液漏斗、圆底烧瓶洗气瓶：洗气瓶：HCl(饱和食盐水饱和食盐水)、H2O（浓硫酸）（浓硫酸）查、连、取、集查、连、取、集能否用澄清石灰能否用澄清石灰水代替水代替NaOHNaOH？为？为什么？什么？如何检验氯如何检验氯气已收集满气已收集满？多余氯气能多余氯气能否直接排放否直接排放到空气中？到空气中？应如何处理应如何处理？MnO2浓浓HCl饱和食盐水饱和食盐水(除除HCl)浓硫酸浓硫酸(除除H2O)注意导气管注意导气管的进出方式的进出方式（长进短出）（长进短出）为什么？为什么？2021/8/9 星期一27思考与讨论思考与讨论1515：向某溶液中加入：向某溶液中加入AgNOAgNO3 3溶液产生白色沉淀，溶液产生白色沉淀，则可确定该溶液中含有氯离子，这种说法对吗？则可确定该溶液中含有氯离子，这种说法对吗？五、五、Cl-的检验的检验实验现象实验现象解释或离子方程式解释或离子方程式加入加入AgNO3加入稀硝酸加入稀硝酸稀稀HClNaClNa2CO3自来水自来水蒸馏水蒸馏水白色沉淀白色沉淀沉淀不溶沉淀不溶白色沉淀白色沉淀沉淀不溶沉淀不溶白色沉淀白色沉淀沉淀溶解沉淀溶解产生气泡产生气泡白色浑浊白色浑浊不溶不溶无明显现象无明显现象 无明显现象无明显现象Ag+Cl-=AgClAg+Cl-=AgCl Ag+Cl-=AgCl 2Ag+CO32-=Ag2CO3 Ag2CO3+2H+=2Ag+CO2+H2O 在溶液中滴加稀硝酸酸化，再滴入在溶液中滴加稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，溶液，若产生白色沉淀，则溶液中含有若产生白色沉淀，则溶液中含有Cl-。2、方法和结论方法和结论：1、试剂：试剂：AgNO3溶液、稀硝酸溶液、稀硝酸氯离子的检验氯离子的检验2021/8/9 星期一281 1、下列关于氯水的说法中正确的是：、下列关于氯水的说法中正确的是：A A、新制氯水中只含有、新制氯水中只含有ClCl2 2和和H H2 2O O分子分子 B B、新制氯水能杀菌消毒是因为、新制氯水能杀菌消毒是因为ClCl2 2有毒，能毒杀细菌有毒，能毒杀细菌 C C、光照氯水有气泡逸出，该气体是、光照氯水有气泡逸出，该气体是ClCl2 2 D D、氯水放置数天后酸性增强、氯水放置数天后酸性增强2 2、下列物质能使红墨水褪色的是、下列物质能使红墨水褪色的是 A A、活性炭、活性炭 B B、二氧化碳、二氧化碳 C C、NaClNaCl溶液溶液 D D、酸化的、酸化的NaClONaClO溶液溶液课堂练习：课堂练习：DAD2021/8/9 星期一293 3、氯气能使湿润的蓝色石蕊试纸、氯气能使湿润的蓝色石蕊试纸 A A、褪色、褪色 B B、变成红色、变成红色 C C、先褪色后变红、先褪色后变红 D D、先变红后褪色、先变红后褪色4 4、下列物质既能由两种单质化合而生成，又能由单质与、下列物质既能由两种单质化合而生成，又能由单质与酸反应而生成的是：酸反应而生成的是：A A、FeClFeCl2 2 B B、CuClCuCl2 2 C C、AlClAlCl3 3 D D、FeClFeCl3 35 5、当有大量当有大量ClCl2 2逸出在周围空间时，可以用含有一定浓度逸出在周围空间时，可以用含有一定浓度某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子，该物质最好是某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子，该物质最好是 A A、NaOH BNaOH B、NaCl CNaCl C、KBr DKBr D、NaNa2 2COCO3 3CDD2021/8/9 星期一30