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111 第四章 非金屬及其化合物 第二節(jié) 富集在海水中的元素——氯 【第一課時教學(xué)案】 氯元素：位于第三周期第ⅦA族，原子結(jié)構(gòu)：容易得到一個電子形成 氯離子Cl－,為典型的非金屬元素，在自然界中以化合態(tài)存在，主要以NaCl的形式存在于海水和陸地的鹽礦中。 一、活潑的黃綠色氣體——氯氣 1、物理性質(zhì)：黃綠色氣體，有刺激性氣味，有毒，可溶于水，加壓和降溫條件下可變?yōu)橐簯B(tài)(液氯)和固態(tài)。 2、制法: 它是在1774年由瑞典化學(xué)家舍勒在研究軟錳礦的過程中，將它與濃鹽酸混合加熱時發(fā)現(xiàn)的。后來在1810年英國化學(xué)家戴維予以確認(rèn)并命名為chlorine.中文譯為氯氣。 MnO2＋4HCl(濃) MnCl2＋2H2O＋Cl2↑（是目前實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的常用方法） 對應(yīng)離子方程式4H+ +2Cl－+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O 3、聞法:用手在瓶口輕輕扇動,使少量氯氣進(jìn)入鼻孔。 4、化學(xué)性質(zhì)：很活潑，有氧化性，能與大多數(shù)金屬化合生成金屬氯化物（鹽）。也能與非金屬反應(yīng)： ①與金屬單質(zhì)的反應(yīng) 2Na＋Cl2點(diǎn)燃 2NaCl（白煙） 2Fe+3Cl2 △ 2FeCl3（棕褐色）（常溫Fe不能與干燥Cl2反應(yīng)，液氯用鋼瓶盛裝運(yùn)輸） Cu+Cl2 點(diǎn)燃 CuCl2（棕黃色的煙） ②與非金屬的反應(yīng) 【實(shí)驗(yàn)4-3】在空氣中點(diǎn)燃，然后把導(dǎo)管緩緩深入盛滿氯氣的集氣瓶中。 現(xiàn)象 反應(yīng)方程式 氫氣在氯氣中燃燒，火焰呈蒼白色，瓶口有大量白霧生成 （氫氣在空氣中燃燒火焰呈淡藍(lán)色） H2+Cl22HCl 【思考與交流】現(xiàn)在通過氫氣與氯氣的燃燒實(shí)驗(yàn)，你對燃燒條件及其本質(zhì)有什么新的認(rèn)識？ 燃燒不一定有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是劇烈的氧化還原反應(yīng)，所有發(fā)光放熱的劇烈化學(xué)反應(yīng)都稱為燃燒。 另外：還可以與其他非金屬反應(yīng)，如2P+3Cl22PCl3（液），PCl3+Cl2=PCl5（固） 反應(yīng)現(xiàn)象：有白色煙霧生成 ③與水的反應(yīng)： 氯氣在水中的溶解性： 1體積的水可溶解約2體積的氯氣，氯氣的水溶液稱為氯水 與水反應(yīng)的方程式： Cl2+H2OHCl+HClO（歧化反應(yīng)） 離子方程式 Cl2+H2OH+ +Cl－+HClO 生成的次氯酸不穩(wěn)定： 2HCl === 2HCl + O2↑ 久置氯水實(shí)質(zhì)就是稀鹽酸溶液 【實(shí)驗(yàn)4-4】氯水的漂白作用 將有色紙條或布條、有色花瓣放入盛有1/3容積新制氯水的廣口瓶中，蓋上玻璃片。觀察現(xiàn)象。 現(xiàn)象 有色紙條褪色 結(jié)論與解釋 氯水中含有次氯酸，HClO具有強(qiáng)氧化性，能使有色物質(zhì)褪色，起漂白作用 【實(shí)驗(yàn)4-5】干燥的氯氣能否漂白 將有色紙條或布條、有色花瓣放入盛滿干燥氯氣的集氣瓶中，蓋上玻璃片。觀察現(xiàn)象。 現(xiàn)象 有色紙條不褪色 結(jié)論與解釋 干燥的氯氣不能使有色物質(zhì)褪色，因?yàn)槠渲胁缓写温人? 結(jié)論——氯水的漂白性：氯水中含有次氯酸，HClO具有強(qiáng)氧化性，能殺死水中的病毒，起到消毒作用；也能使有色物質(zhì)褪色，起漂白作用。 氯水存在的微粒 ④與堿的反應(yīng) 漂白液的制法： Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O（實(shí)驗(yàn)室中常利用該反應(yīng)用來吸收多余Cl2） 離子方程式： Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O 漂白粉的制法：氯氣通入冷的消石灰2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 。 其主要成分： CaCl2和Ca(ClO)2有效成分： Ca(ClO)2 。 漂粉精：氯氣和Ca(OH)2反應(yīng)充分，并使Ca(ClO)2成為主要成份，則得到漂粉精 第四章 非金屬及其化合物 第二節(jié) 富集在海水中的元素——氯 【第二課時教學(xué)案】 5、Cl2的用途： ①自來水殺菌消毒 Cl2＋H2O == HCl＋HClO 1體積的水溶解2體積的氯氣形成的溶液為氯水，為淺黃綠色。其中次氯酸HClO有強(qiáng)氧化性和漂泊性，起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性，不穩(wěn)定，光照或加熱分解，因此久置氯水會失效2HClO 2HCl＋O2 ↑。 ②制漂白液、漂白粉和漂粉精 制漂白液 Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O ，其有效成分NaClO比HClO穩(wěn)定多,可長期存放制漂白粉(有效氯35％)和漂粉精(充分反應(yīng)有效氯70％) 2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O ③與有機(jī)物反應(yīng)，是重要的化學(xué)工業(yè)物質(zhì) ④用于提純Si、Ge、Ti等半導(dǎo)體和鈦 ⑤有機(jī)化工：合成塑料、橡膠、人造纖維、農(nóng)藥、染料和藥品 二、氯離子（Cl－）的檢驗(yàn)： 【實(shí)驗(yàn)4-6】在5支試管中分別加入2~3mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自來水、蒸餾水，然后各滴入幾滴AgNO3溶液，觀察現(xiàn)象。然后再分別加入稀硝酸后，觀察現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋或化學(xué)方程式、離子方程式 加入AgNO3溶液后 加入稀硝酸后 稀鹽酸 白色沉淀 沉淀不溶解 AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3 Ag+ +Cl-=AgCl↓ NaCl溶液 白色沉淀 沉淀不溶解 AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 Ag+ +Cl-=AgCl↓ Na2CO3溶液 白色沉淀 沉淀溶解，放出氣泡 2AgNO3+Na2CO3=Ag2CO3↓+2NaNO3 2Ag+ + CO32- = Ag2CO3↓ Ag2CO3＋2HNO3=2AgNO3＋CO2↑＋H2O Ag2CO3 +2H+=2Ag+ +H2O+ CO2↑ 自來水 少量白色沉淀 沉淀不溶解 Ag+ +Cl-=AgCl↓ 蒸餾水 無明顯現(xiàn)象 無明顯現(xiàn)象 無 氯離子（Cl－）的檢驗(yàn)：先加少量的稀硝酸酸化（排出干擾離子CO32－、SO32－等），再加硝酸銀溶液，有白色沉淀生成。 【科學(xué)視野】成鹽元素——鹵素 在周期表中，與氯元素相似，都處于同一縱行——第ⅦA族，稱為鹵族。它們原子的最外層都有7個電子，極易得一個電子的元素還有氟（F）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），它們是典型的非金屬元素，因此鹵素都是強(qiáng)氧化劑，在自然界均只以化合態(tài)存在。但隨著電子層數(shù)遞增，原子半徑漸增大，核對外層電子的引力漸減弱，得電子能力漸減弱，其氧化性逐漸減弱，F(xiàn)2＞Cl2＞Br2＞I2 類 別 相 似 性 差 異 性 氧化性 鹵素單質(zhì)都具有氧化性 F2＞Cl2＞Br2＞I2氧化性逐漸減弱（F2是最強(qiáng)的非金屬氧化劑，F(xiàn)元素?zé)o正價，無含氧酸，無水溶液） 與氫反應(yīng) H2 +X2 = 2HX 反應(yīng)條件逐漸增高：F2（黑暗中爆炸，F(xiàn)2是非金屬性最強(qiáng)的元素）、Cl2（點(diǎn)燃或光照，見光爆炸）、Br2（加熱且緩慢化合）、I2（蒸氣和H2持續(xù)加熱且仍為可逆反應(yīng)） 與水反應(yīng)（歧化反應(yīng)） H2O + X2 = HX + HXO 2H2O + 2F2 = 4HF + O2↑，置換反應(yīng)。故F2不能從其它鹵素化合物的水溶液中將其鹵素單質(zhì)置換出來（F2與H2O反應(yīng)是一個水最還原劑的反應(yīng)） I2微量歧化 與堿反應(yīng)（歧化反應(yīng)） 2NaOH + X2 = NaX + NaXO + H2O 6NaOH + 3X2 = 5NaX + NaXO3 + 3H2O 堿的濃度、溫度不同，產(chǎn)物不同； F2除外，因其首先置換出氧氣； 與金屬反應(yīng) 生成高價金屬鹵化物 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 ①F2和所有金屬都能反應(yīng)；②Cl2和絕大多數(shù)金屬反應(yīng)；③Br2和較活潑金屬反應(yīng)；④I2只和活潑金屬反應(yīng)；⑤I2只能生成FeI2 鹵素單質(zhì)間 的置換反應(yīng) 置換能力：Cl2＞Br2＞I2 F2除外，因水溶液中其首先置換出氧氣； 特性： ①I2 易升華：I2晶體易升華（升華后，用酒精洗，是因?yàn)镮2溶于酒精），利用這一性質(zhì)可以分離碘，碘也是常溫下固體單質(zhì)中惟一的雙原子分子 使淀粉變藍(lán)色——碘水能使淀粉變藍(lán) ②溴——Br2常溫下是液態(tài)，且是惟一的一種液態(tài)非金屬單質(zhì)（Hg是液態(tài)非金屬單質(zhì)）.液態(tài)Br2有劇毒，易揮發(fā)，故要用蠟嚴(yán)密封閉保存在磨口玻璃瓶中，還可加少許水作保護(hù)劑抑制Br2揮發(fā)，不可用橡膠塞。 ③F2——最強(qiáng)氧化劑，不能用氧化劑將F－氧化為F2（只能用電解法）F元素?zé)o正價。且能與稀有氣體化合。 ④F2、HF氣體與氫氟酸均能腐蝕玻璃，不能用玻璃容器盛裝，應(yīng)保存在塑料瓶或鉛制器皿中.（HF劇毒）。 111