高中化学 氯离子的检验、卤素及氯气的制法课件 新人教版必修1.ppt

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1、n1774年，瑞典化学家舍勒在研究软锰矿(主要成分为MnO2)的过程中将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色的、有强烈刺激性气味的气体，使人十分难受，它是氯气。舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的方法之一，你能写出舍勒发现氯气的化学方程式吗？氯气有毒，实验室制氯气，一定要尽量减少氯气外泄，降低对环境的污染，你知道1L空气最多可允许含氯气多少毫克吗？n在实验室里配制溶液时，我们要用蒸馏水，不能用自来水，原因是自来水中含有Cl等杂质离子，影响所配溶液的纯度，你知道怎样才能检验某溶液中是否含有Cl吗？n梳理导引n1氯离子的检验n(1)检验试剂：_。n(2)实验步骤：_。n(3)实验现象：_。n

2、实验结论：待测溶液中含有Cl。n(4)检验原理：_，AgCl不溶于稀硝酸中。n2卤素包括：_、_、_、_、_，这些元素的最外电子层都有_n个电子，是典型的_。n3卤素的性质n(1)与H2作用生成卤化氢n上述反应说明，卤素单质氧化性：_。n卤化氢稳定性：HFHClHBrHIn(2)与H2O作用生成HX和HXOn2F22H2O=4HFO2nX2H2O=_(X为Cl、Br、I)n(3)卤素间的置换反应n氧化性：_n可以发生反应Cl22NaBr=_，Br22KI=_n4卤素单质的特性n溴是唯一易挥发的_态非金属单位。n溴粉遇碘变_，常用于鉴别I2或淀粉的存在。n碘易_，常利用该性质来分离或提纯碘。n5

3、1774年，瑞典化学家_，通过化学反应：_，发现了氯气。n1810年，由英国化学家_确认。n参考答案：n1(1)AgNO3溶液和稀硝酸(2)向待测溶液中先加入AgNO3溶液，然后加入稀硝酸(或先向待检溶液中加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液)(3)生成白色沉淀，白色沉淀不溶于稀硝 酸(或 有 白 色 沉 淀 生 成)(4)Ag Cl=AgCl(5)Ag2CO3nAg2CO32H2AgH2OCO2n2FClBrIAt7n3(1)F2Cl2Br2I2非金属元素n(2)HXHXOn(3)FClBrIn2NaClBr2n2KBrI2n4(1)液(2)蓝色(3)升华n5舍勒n n问题探究n1如何检验N

4、a2CO3固体中是否混入了少量的NaCl杂质？写出实验操作步骤和有关的离子方程式。n解析：此题表面上看起来很简单，有的同学可能很快就能写出答案：加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，说明混入了NaCl杂质，白色沉淀消失，说明没有混入NaCl杂质。其实这答案错了，因为题给的是Na2CO3固体而不是Na2CO3溶液。所以应先将Na2CO3固体配制成溶液，再做后续实验。n答案：取少量Na2CO3固体，加水溶解，配制成溶液。向溶液中加入过量的Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，过滤除去沉淀。在滤液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶解，说明原Na2CO3固

5、体中混有NaCl；若没有沉淀，说明原Na2CO3固体中没有NaCl。n2检验溶液中的氯离子需要注意什么问题？n细品教材n氯离子的检验实验现象解释或离子方程式加入AgNO3溶液后再加入稀硝酸自来水产生白色沉淀无现象自来水常用氯气消毒Cl2H2O=HClHClOClAg=AgCl蒸馏水无现象无现象蒸馏水中不含Cl结论在被检溶液中滴入少量稀HNO3使其酸化，然后再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，证明溶液中存在Cl【答案】【答案】An【例2】自来水厂常使用氯气消毒，市场上有些小商贩，用自来水充当纯净水出售。下列试剂可用来鉴别纯净水真伪的是n()nA酚酞试液 B氯化钡溶液nC氢氧化钠溶液 D硝酸银

6、溶液n【答案】Dn【点拔】用氯气消毒的自来水含有Cl2、HClO、Cl、H、ClO等 粒 子，加 入AgNO3溶 液 时，发 生 反 应：Ag Cl=AgCl，产生白色沉淀，故选D。n【答案】Cn n细品教材n1物理性质nF2是浅黄绿色气体；Cl2是黄绿色气体；Br2(浓)是深红棕色液体；溴水是橙色；溴的苯(或CCl4)溶液是橙红色；Br2易挥发；I2(固)是紫黑色；碘水是褐色；碘的苯(或CCl4)溶液是紫红色；I2易升华。卤素单质不易溶于水，易溶于酒精、汽油、CCl4。n温馨提示：从溴水中萃取出Br2，可向其中加入苯、振荡、静置、溶液分两层、上层橙红色，下层为水层，近乎无色；从碘水中萃取I2

7、，可向其中加入CCl4振荡、静置，溶液分两层，上层(水层)近乎无色，下层为紫红色(已知苯的密度小于水的密度，CCl4的密度大于水的密度，且二者均不溶于水。)n2化学性质n(1)氧化性：F2Cl2Br2I2n(2)与H2的反应：H2X2=2HXn氟气在冷暗处即可剧烈化合爆炸；氯气强光照射或混合点燃时爆炸；溴加热时缓慢与H2化合；碘持续加热，缓慢化合，同时又分解。n(3)与H2O的反应，依F2I2逐渐减弱：n2F22H2O=4HFO2(剧烈)nCl2H2O=HClHClOnBr2、I2与水的反应比较微弱：nX22H2O=HXHXO(XBr或I)n(4)与碱溶液反应：nX22NaOH=NaXNaXO

8、H2O(XCl、Br、I，反应能力逐渐减弱)n(5)卤素单质间的置换反应：nCl2Br=2ClBr2；nCl22I=2ClI2；nBr22I=2BrI2。n典例精析n【例3】甲、乙、丙三种溶液中各只含有一种X(X可能为Cl、Br或I)，向甲中加入淀粉溶液和氯水，溶液变为橙色，再加入丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙中依次含有n()nABr、Cl、I BBr、I、ClnCI、Br、Cl DCl、I、Brn【解析】熟知有关卤素知识：单质氧化性为nCl2Br2I2，而对应阴离子的还原性IBrCl；n碘单质可使淀粉变蓝，溴水颜色为橙色。由此可推断出，甲中加入氯水和淀粉溶液时溶液变为橙色，说明甲中含有

9、Br，再加丙溶液无明显变化，则说明丙溶液中无I(若含I，则发生反应2ICl2=2ClI2)。n【答案】Bn【例4】将10.000g氯化钠、溴化钾和氯化钙的混合物溶于水中，通入氯气充分反应，然后把溶液蒸干并灼烧(高温加热)，灼烧后残留物的质量为9.813g，若将此残留物再溶于水并加入足量的碳酸钠溶液，所得的沉淀干燥后质量为0.721g。求原混合物的质量。n【解析】设混合物中各物质的质量：NaCl为x，KBr为y，CaCl2为z，则：xyz10.000g n又2KBrCl2=2KClBr2n混合物中KBr转化为KCl，灼烧后溴全都挥发，n解得：y0.500g。n残留物溶于水后加入足量碳酸钠溶液，发

10、生如下反应：nCaCl2Na2CO3=CaCO32NaCln从所得CaCO3的质量可以算出CaCl2的质量：n【答案】NaCl 8.700gKBr0.500gCaCl2 0.800gn已知Cl2、Br2、I2都具有氧化性，其氧化性Cl2Br2I2，在NaBr和KI的混合溶液中通入过量的氯气，然后将液-蒸干并灼烧，最后留下的物质是n ()nANaCl BNaCl和KBrnCKCl和NaBr DNaCl和KCln【答案】Dn【解析】将过量的氯气通入到NaBr和KI的混 合 溶 液 中，发 生 的 反 应 有：2BrCl2=Br22Cl，2ICl2=I22Cl。生成的物质有：NaCl、KCl、Br2

11、、I2，加热灼烧时，Br2易挥发、I2易升华，最终剩余的物质为NaCl、KCl。n某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入12滴溴水，振荡后溶液呈黄色。n(1)提出问题nFe3、Br2谁的氧化性更强？n(2)猜想n甲同学认为氧化性：Fe3Br2，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含_(填化学式，下同)所致。n乙同学认为氧化性：Br2Fe3，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含_所致。n(3)设计实验并验证n丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点确

12、实是正确的。n供选用的试剂：na酚酞试液 bCCl4nc无水酒精 dKSCN溶液n请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填序号)选用试剂实验现象方案1方案2n(4)结论n氧化性：BrFe3。故在足量的稀氯化亚铁溶液中加入12滴溴水，溶液呈黄色所发生反应的离子方程式为_。n(5)实验后的思考n根据上述实验推测，若在溴化亚铁溶液中通入氯气，首先被氧化的离子是_(填离子化学式)。n在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2(标准状况)，溶液中有1/2的Br被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为_。n【答案】(2)Br2Fe3n(3)n(4)2F

13、e2Br2=2Fe32Brn(5)Fe21molL1选用试剂实验现象方案1bCCl4呈无色方案2d溶液变红色n【点拔】(2)因溴水也呈黄色；因发生反应2Fe2Br2=2Fe32Br，生成Fe3使溶液呈黄色。n(3)方案一：可通过Br2在CCl4中的颜色变化来证明。若CCl4层呈无色，则说明溶液中无Br2存在，Br2被完全反应，从而说明氧化性Br2Fe3。若甲正确，则溶液中有Br2，Br2溶于CCl4中，出现橙红色的颜色变化。方案二：可通过检验Fe3存在与否来证明。向反应后的溶液中加入KSCN溶液，若出现血红色，说明有Fe3存在，从而证明氧化性Br2Fe3。n(4)因还原性Fe2Br，故Cl2优

14、先氧化Fe2。设FeBr2的物质的量为x。2.24L Cl2(标准状况)的物质的量为0.1mol，因Br被氧化了1/2，则Fe2完全被氧化，根据得失电子守恒有：x2x/20.2x，x0.1mol，故原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为1molL1。n(2)实验装置n实验室中加热MnO2和浓盐酸制取Cl2，并收集纯净而又干燥的Cl2，可用下图所示的装置：n这是实验室制取气体的三种典型装置之一，除制Cl2外，还用于制HCl、HBr等。一套完整的制气装置应该包括四个部分：n温馨提示：准确记忆各仪器名称(C、D叫洗气瓶)；n明确各部分的作用、原理及注意事项。n图中：A是分液漏斗，加浓盐酸；B是

15、圆底烧瓶，用于反应，液体不超过容积的2/3，加热时必须垫石棉网；C是洗气瓶，瓶中装饱和食盐水，除去Cl2中混有的HCl(氯气在饱和食盐水中比在水中溶解度小，可减少氯气的损耗)；D是洗气瓶，瓶中装浓H2SO4，干燥Cl2；E为收集装置，用向上排空气法收集Cl2，进气管伸入集气瓶的底部；F是尾气吸收装置，因氯气有毒，多余氯气要用NaOH的溶液将其吸收(用水和石灰水吸收效果都不好。)n氯气的检验：氯气可用湿润的KI淀粉试纸检 验，试 纸 变 蓝，其 原 理 是：Cl22KI=2KClI2，置换出的碘与淀粉反应生成蓝色物质。n2工业制法电解饱和食盐水法n n典例精析n【例5】实验室用MnO2和浓盐酸加

16、热制取纯净干燥的氯气。如下图所示n(1)制 取 Cl2的 化 学 反 应 方 程 式_。n(2)A瓶中液体是_，其作用_，原因_。nB瓶 中 液 体 是 _，其 作 用_。nC瓶采取_排空气法，是因为Cl2密度_空气。nD烧杯中液体的成分是_，其 作 用_，发生反应的方程式_。n(3)使用分液漏斗滴加浓盐酸，是利用分液漏斗 有 活 塞 可 以 _，_。如果没有分液漏斗而只有长颈漏斗和小试管是否可以替代它？n【解析】本题是综合考查Cl2的实验室制备反应原理，净化、收集及尾气的吸收，培养创新能力，增强对仪器性能的开拓。【答案】【答案】(1)60.0%(2)0.8molnn实验室用如下图所示装置制备

17、Cl2，并进行Cl2的性质实验。n(1)A中加入KMnO4固体(反应后产物是MnCl2)，B中盛有浓盐酸，烧瓶中发生反应的化学方程式为n_。n(2)C中盛有紫色石蕊试液，C中的现象是_；D中有白色沉淀生成，D中盛放的试剂可能是_；E中溶液由无色变为蓝色，E中盛放的试剂可能是_。n(3)F中 一 般 盛 放 _，其 作 用 是_。n【解析】推测洗气瓶中的现象或物质，应紧紧抓住Cl2的性质，从它反应后的生成物及在反应中的特殊作用上进行联想、推理、判断、验证。n(1)由于是制Cl2的反应，且已知KMnO4中的锰元素反应后生成MnCl2，所以KMnO4与HCl反应生成MnCl2、KCl、Cl2和H2O

18、。n(2)产生的Cl2通入紫色石蕊试液中，Cl2与水反应产生的盐酸使石蕊由紫色变为红色，产生的HClO又可将红色漂白。Cl2通入D中产生白色沉淀，应为Cl2与H2O反应产生的HCl与Ag作用产生AgCl的结果，E中溶液由无色变成蓝色应是KI与Cl2反应产生的I2与淀粉作用的结果。n(3)吸收尾气中的Cl2常用NaOH溶液，反应的化学方程式为Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。n【答案】(1)2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2On(2)先变红后褪色AgNO3溶液KI淀粉溶液n(3)NaOH溶液吸收多余的Cl2n(20092010山东滨州月考)一定量的氢气在氯

19、气中燃烧，所得混合物用100mL3.00mol/L的NaOH溶液(密度为1.12g/mL)恰好完全吸收，测 得 溶 液 中 含 有 NaClO的 物 质 的 量 为0.0500mol。n(1)原NaOH溶液的质量分数为_。n(2)所得溶液中Cl的物质的量为_mol。n(3)所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n(Cl2)：n(H2)_。n则n(H2)n(Cl2)(与氢气反应)0.1500mol0.0500mol0.100mol，故所遥氯气和参加反应的 氢 气 的 物 质 的 量 之 比 n(Cl2)n(H2)0.1500mol0.100mol32。n【答案】(1)10.7%(2)0.25(3

20、)32：n资料备选n1氟n(1)无正价，无含氧酸，非金属性最强。n(2)2F22H2O=4HFO2，与H2反应在暗处即爆炸。n(3)HF是弱酸，能腐蚀玻璃。n(4)AgF易溶于水。n2溴n(1)Br2是深红棕色液体，有挥发性。n(2)Br2易溶于有机溶剂。n(3)盛溴的试剂瓶中加水进行水封，保存液溴不能用橡胶塞。n3碘n(1)I2遇淀粉变蓝色。n(2)I2加热时易升华。n(3)I2易溶于有机溶剂。n(4)食用盐中加入KIO3防止甲状腺肿大。n4卤化银n(1)AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黄色不溶于水，Agl黄色不溶于水。AgCl、AgBr、Agl也不溶于稀硝酸。n(2)除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，应用于照相工业。n(3)AgI可进行人工降雨。