1、 第四章 非金属及其化合物 第二节 富集在海水中的元素氯 若将海水中的盐结晶若将海水中的盐结晶 后平铺于陆地上，可后平铺于陆地上，可 使陆地平均升高使陆地平均升高 你知道么？你知道么？ 150米米 中国三大盐场中国三大盐场海南莺歌盐场、天津长芦汉海南莺歌盐场、天津长芦汉 沽盐场、河北唐山南堡盐场。其中天津长芦汉沽盐场、河北唐山南堡盐场。其中天津长芦汉 沽盐场我国海盐产量最大的盐场，主要分布于沽盐场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沿岸，年产盐河北省和天津市的渤海沿岸，年产盐119119万吨。万吨。 以以NaCl为主要成分的食盐，至今仍是人类惟一必须的食用盐为主要成分的食盐
2、，至今仍是人类惟一必须的食用盐 1915年4月22日，在第一次世界大战的比利时战场 上，德军正与英法联军对峙。忽然，从处于上风口的 德军阵地上升起一股股黄绿色的云团，一直飘向处于 下风口的英法阵地。毫无准备的英法士兵猝不及防， 眼看着黄绿色的气体涌来，两万余名士兵先是咳嗽继 而喘息。在这次毒气袭击中，英法联军有1.5万人中毒， 至少有5000人死亡。经统计，最终活下来的士兵大部 分都是在黄绿色云团飘来时跑到了较高的山丘上才幸 免于难，还有一些人是用湿手绢捂住了嘴才保住了性 命，而这场战争也作为战争史上第一次化学战记入了 史册。 氯氯 气气 一、物理性质 色态：色态： 黄绿色气体黄绿色气体 密度
3、：密度： 比空气大比空气大 气味：气味： 有刺激有刺激 性气味性气味 有无毒性：有无毒性： 有毒有毒 0.001mg/L 溶沸点：溶沸点： 较低较低(易液化易液化) 溶解性：溶解性： 在水中溶解度在水中溶解度 不大不大(1：2) 原子结构：原子结构： 典型非金属性典型非金属性 (强氧化性强氧化性) Cl 得得e- Cl- Cl元素在自然界以元素在自然界以化合态化合态形式存在形式存在 氯的原子结构氯的原子结构 与铁反应与铁反应 现象：现象： 产生产生棕色棕色的烟，加水得到棕黄色溶液的烟，加水得到棕黄色溶液 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 点燃点燃 1.强氧化性强氧化性 在通常情况下，干燥
4、氯气不与铁反应，所以可用钢瓶盛在通常情况下，干燥氯气不与铁反应，所以可用钢瓶盛 装和运输液氯。装和运输液氯。 与钠反应与钠反应 二、化学性质 现象：现象： 黄色火焰，大量的白烟黄色火焰，大量的白烟 (1).与金属反应与金属反应 与铜反应与铜反应 现象：现象： 铜在氯气中剧烈燃烧，生成棕黄色的烟，加铜在氯气中剧烈燃烧，生成棕黄色的烟，加 水得到蓝色或绿色溶液水得到蓝色或绿色溶液 Cu + Cl2 = CuCl2 小结小结 大多数金属都能在一定条件下与氯气化合生成相大多数金属都能在一定条件下与氯气化合生成相 应的金属氯化物应的金属氯化物(盐盐) ，在反应中氯气均作氧化剂，体，在反应中氯气均作氧化剂
5、，体 现出强氧化性现出强氧化性 。当变价金属。当变价金属(如如Fe、Cu)与与Cl2在一定在一定 条件反应时，均只生成高价金属氯化物。条件反应时，均只生成高价金属氯化物。 点燃点燃 与与H2反应反应 实验实验4-3 在空气中点燃验纯后的在空气中点燃验纯后的H2，然，然 后把导管伸入盛满氯气的集后把导管伸入盛满氯气的集 气瓶中，观察现象。气瓶中，观察现象。 点燃现象 化学方程式 安静的燃烧 苍白色火焰 瓶口有白雾 点燃 H2 + Cl2 = 2HCl (2).与非金属反应与非金属反应 /光照 爆炸 光照现象 实验证明，在一定条件下，Cl2还能与Si、S、 C等非金属直接化合。 与磷与磷(P)反应
6、反应 2P + 3Cl2 = 2PCl3 点燃点燃 Cl2少量：少量： Cl2过量：过量： 2P + 5Cl2 = 2PCl5 点燃点燃 通过以上实验，你对燃烧条件和本质有通过以上实验，你对燃烧条件和本质有 什么新的认识？什么新的认识？ 燃烧不一定有氧气参加，可燃物并不是只燃烧不一定有氧气参加，可燃物并不是只 有在氧气中才可以燃烧。有在氧气中才可以燃烧。 燃烧的本质是氧化还原反应，所有发光发燃烧的本质是氧化还原反应，所有发光发 热的剧烈的化学反应都称为燃烧。热的剧烈的化学反应都称为燃烧。 氯气溶于水，在氯气溶于水，在25时时1体积的水能溶解体积的水能溶解2体积体积 的氯气的氯气 ，溶于水的，溶
7、于水的Cl2有少量与水反应生成盐酸和次有少量与水反应生成盐酸和次 氯酸。氯酸。 2、Cl2与与H2O反应反应 H2O+Cl2 HCl+HClO +1 次氯酸次氯酸 氯气的水溶液称为氯水，该溶液为黄绿色，这是氯气的水溶液称为氯水，该溶液为黄绿色，这是 因为其中含有氯气分子。因为其中含有氯气分子。 混合物混合物 Cl2 + H2O HCl + HClO 次氯酸 三种分子：三种分子： Cl2、 H2O、HClO 四种离子：四种离子： H+、Cl-、ClO- 、 OH- 新制氯水的成分新制氯水的成分 “三分四离”“三分四离” 氯气的漂白作用 实验结论：干燥的氯气本身不具有漂白性；氯水中实验结论：干燥的
8、氯气本身不具有漂白性；氯水中 起漂白作用的是次氯酸起漂白作用的是次氯酸(HClO)(HClO) 氯气的漂白性氯气的漂白性HClOHClO 练一练练一练 2.下列各微粒中，能在新制的氯水中大量存在的的是下列各微粒中，能在新制的氯水中大量存在的的是 ( ) AS2- BI- CFe2+ DFe3+ D 1.往往PH试纸上滴加新制的氯水，观察到的现象是试纸上滴加新制的氯水，观察到的现象是 ( ) A变红变红 B褪色褪色 C先变红后褪色先变红后褪色 D不变色不变色 C 练一练练一练 3.如图所示，如图所示，A处通入湿润的处通入湿润的Cl2，关闭，关闭B阀时，阀时，C 处的红布看不到明显现象，当打开处的
9、红布看不到明显现象，当打开B阀后，阀后，C处红布处红布 条逐渐褪色，则条逐渐褪色，则D中装的是中装的是( ) A浓浓H2SO4 BNaOH溶液溶液 CH2O D饱和饱和NaCl溶液溶液 A B C D A B 液氯液氯与与氯水氯水的区别？的区别？新制氯水新制氯水与与久置氯水久置氯水的区别？的区别？ 液氯液氯 氯水氯水 分分 类类 成成 分分 性性 质质 纯净物纯净物 混合物混合物 分子：分子： 离子：离子： ClCl2 2 ，HClOHClO，H H2 2O O H H+ +，ClCl ， ，ClOClO ， ，OHOH- - 分子：分子：H H2 2O O 离子：离子：H H+ +，ClCl
10、 新制新制 有氧化性，无有氧化性，无 酸性和漂白性酸性和漂白性 有酸性，强氧化性，能漂有酸性，强氧化性，能漂 白，消毒，光照白，消毒，光照HClOHClO分解分解 久置久置 只有只有ClCl2 2分子分子 实验室中使用的氯水只能实验室中使用的氯水只能现配现用现配现用，并盛放在，并盛放在棕色棕色试剂瓶试剂瓶 中中 只有酸性只有酸性 2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O 有效成分有效成分: NaClO 2 Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O 漂白粉、漂粉精漂白粉、漂粉精 漂白液漂白液 有效成分有效成分: Ca(ClO)2 3、Cl2与碱的反应与碱的反应 氯
11、气氯气+碱碱 = 氯化物氯化物+次氯酸盐次氯酸盐+水水 H2O+Cl2 HCl+HClO HCl+NaOH =NaCl+H2O HClO+NaOH =NaClO+H2O +) 先水后碱 石灰乳石灰乳 碱性条件下易 发生歧化反应 有时当我们打开自来水时，会闻到一股轻有时当我们打开自来水时，会闻到一股轻 微的刺激性的气味？你知道这是什么原因吗？微的刺激性的气味？你知道这是什么原因吗？ 日常日常 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO 工业工业 Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO 漂白原理：漂白原理： 反应原理：强酸制取弱酸：酸性：反应原理：强酸制取弱酸：酸性：H2
12、CO3HClOHCO3- ； 本质：本质：Ca2+与与H+结合结合CO32-能力强弱能力强弱 氯水、漂白液、漂白粉、漂粉精的漂白作用都是因反应生成的氯水、漂白液、漂白粉、漂粉精的漂白作用都是因反应生成的HClO 漂白粉应漂白粉应 密封保存密封保存 漂白粉在空气中易失效漂白粉在空气中易失效 2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+2HClO 少量SO2通入漂白粉溶液中：H2O + SO2 + Ca2+ + 2ClO- = CaSO3 + 2HClO，错在忽略了HClO可以将+4 价的硫氧化。应为：Ca2+ + 3ClO- + SO2 + H2O = CaSO4 + Cl- + 2HClO 过
13、量SO2通入漂白粉溶液中：应为： Ca2+ + 2ClO- + 2SO2 + 2H2O = CaSO4 + 2Cl- + SO42-+4H+ 4、Cl2与盐的反应与盐的反应 (1)酸性酸性与碳酸盐反应与碳酸盐反应 H2O+Cl2 HCl+HClO NaCO3+2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O CO32-+2H+ = CO2 + H2O CaCO3+2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O CaCO3+ 2H+ = Ca2+ + CO2 + H2O Cl2 2I = 2Cl I2 思考：根据上述实验，排出Cl2、Br2、 Fe3+ 、 I2 的氧化性 强弱顺序及l、r 、
14、 Fe2+ 、I的还原性强弱顺序 氧化性： Cl2Br2 Fe3+ I2 还原性： Fe2+ rl (2)强氧化性强氧化性与还原性盐反应与还原性盐反应Br 、I反应反应 Cl2 2Br = 2Cl Br2 Br2 2I = 2Br I2 与与Br 、I 、S 2 反应反应 与与Fe2 +反应反应 Cl2 2Fe2+ = 2Cl 2Fe3+ Br2 2Fe2+ = 2Br 2Fe3+ 2I 2Fe3+ = I2 2Fe2+ Br2 I2 Cl2 单质 CCl4 水溶液 黄绿色 红棕(橙)色 黄色 色态 黄绿色气体 深红棕色液体 紫黑色固 体 橙色 紫红色 Cl2、Br2、I2物理性质物理性质 特
15、性 遇淀粉变蓝 三、氯离子三、氯离子( (Cl-) )的检验的检验 试剂：试剂：AgNO3(aq) + 稀稀HNO3 现象：现象：生成不溶于稀硝酸的白色沉淀生成不溶于稀硝酸的白色沉淀 排除排除Ag+、CO32-、SO32- 、SO42-等离子的干扰等离子的干扰 拓展、拓展、Br -、I-的检验的检验 法一：法一： 试剂：试剂：AgNO3(aq) + 稀稀HNO3 现象：现象： Br - ：AgBr淡黄色沉淀；淡黄色沉淀； I - ：AgI黄色沉淀黄色沉淀 法二：法二： 试剂：试剂：Cl2 + CCl4 现象：现象： Br - ：下层橙：下层橙(红红)色；色；I - ：下层紫红色：下层紫红色 加
16、淀粉变蓝加淀粉变蓝 2、如果待检溶液中确定有如果待检溶液中确定有SO42 2- -，再检验，再检验 是否有是否有Cl- -时，又该如何操作？时，又该如何操作？ 1、如何检验如何检验SO42 2- -？ 先用稀盐酸酸化，无明显现象先用稀盐酸酸化，无明显现象(排除排除Ag+、CO32-、 SO32-等离子的干扰等离子的干扰)，再滴加，再滴加BaCl2溶液，出现白色溶液，出现白色 沉淀，说明有沉淀，说明有SO42 2- - 先滴加先滴加Ba(NO3)2溶液除去溶液除去SO42 2- - ，再取上层清液，再取上层清液 或取滤液滴加稀或取滤液滴加稀HNO3和和AgNO3 先先检验检验SO42 2- -
17、；后；后检验检验Cl- - 导学案P46，例2变式 成分成分 表现的性表现的性 质质 Cl2 H HClO Cl 小结小结、氯水中各微粒的性质、氯水中各微粒的性质 强氧化性 与金属反应，如Mg，Fe：MgCl2=Mg22Cl 强酸性 弱酸性 强氧化性 漂白性 沉淀 ClAg=AgCl 氧化还原性离子，如Fe 2+，S2-，SO32-，Br-，I-等； 2Fe 2+Cl2=2Fe3+2Cl 2HCO32=CO2+H2O 2HCaCO3=Ca2+CO2+H2O HClOOH=ClO +H2O 氧化还原性离子，如Fe 2+，S2-， SO32-，Br-，I-等 漂白、消毒、灭菌 滴入紫色石 蕊，溶液
18、先 变红，后褪 色 稀硝酸稀硝酸 + AgNO+ AgNO3 3溶液溶液 反馈练习反馈练习 1.1.不能由单质直接化合而成的是不能由单质直接化合而成的是( ( ) ) A A、AlClAlCl3 3 B B、NaCl CNaCl C、FeClFeCl2 2 D D、CuClCuCl2 2 2.2.自来水可以用氯气消毒、某学生用这种自来水自来水可以用氯气消毒、某学生用这种自来水 去配制下列物质的溶液，不会产生明显的药品变去配制下列物质的溶液，不会产生明显的药品变 质问题的是质问题的是( ( ) ) AgNOAgNO3 3FeClFeCl3 3AlClAlCl3 3 NaOH NaOH FeClF
19、eCl2 2 NaNa2 2COCO3 3 A A、 B B、 C C、 DD、 C C 反馈练习反馈练习 3.将新制的氯水缓缓滴入预先滴有酚酞的将新制的氯水缓缓滴入预先滴有酚酞的 NaOH溶溶 液中，当滴到一定量时红色完全褪去。液中，当滴到一定量时红色完全褪去。 (1)产生这一现象的原因可能有两种：产生这一现象的原因可能有两种： _ _ _ (2)简述怎样用实验证明红色褪去的原因是简述怎样用实验证明红色褪去的原因是或者是或者是 _ _ 新制氯水中的新制氯水中的HCl、HClO与与 NaOH发生中和反应，使发生中和反应，使 NaOH无剩余。无剩余。 新制氯水中新制氯水中HClO具有漂白性，使红
20、色溶液褪色具有漂白性，使红色溶液褪色 向褪色的溶液中再滴加向褪色的溶液中再滴加NaOH溶液，若出现红色，则溶液，若出现红色，则 为为 原因造成；若不出现红色，则为原因造成；若不出现红色，则为原因造成原因造成 实验室氯气的制取和净化装置图实验室氯气的制取和净化装置图 饱和食盐水 MnO2 + 4HCl(浓浓)= MnCl2 + 2H2O + Cl2 2、该反应是否为氧化还原反应，若是，指出其、该反应是否为氧化还原反应，若是，指出其 中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物？中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物？ 1、该反应是否为离子反应、该反应是否为离子反应？若是，请改写为离若是，请改写为离 子
21、反应方程式。子反应方程式。 3、该反应中盐酸的作用是什么、该反应中盐酸的作用是什么？若有若有4molHCl 参加反应，则转移的电子的物质的量是多少？参加反应，则转移的电子的物质的量是多少？ 若有若有4molHCl被氧化，则转移的电子的物质的量被氧化，则转移的电子的物质的量 又是多少？又是多少？ MnO2 + 4HCl(浓浓)= MnCl2 + 2H2O + Cl2 5、实验过程中，发现浓盐酸很难滴下，请问是、实验过程中，发现浓盐酸很难滴下，请问是 由于什么原因引起的？你又会如何改进该实验？由于什么原因引起的？你又会如何改进该实验？ 4、若用含、若用含4molHCl的浓盐酸与足量的的浓盐酸与足量
22、的MnO2反反 应，反应结束后发现产生的体积小于应，反应结束后发现产生的体积小于22.4L(标况标况)， 其原因可能是什么？其原因可能是什么？ MnO2 + 4HCl(浓浓)= MnCl2 + 2H2O + Cl2 1 1某课外活动小组利用如图所示装置制取氯气某课外活动小组利用如图所示装置制取氯气( (已知已知氯气难氯气难 溶于饱和食盐水溶于饱和食盐水) )。提供的试剂有浓盐酸、饱和食盐水、氢氧。提供的试剂有浓盐酸、饱和食盐水、氢氧 化钠溶液、高锰酸钾固体。反应的化学方程式为：化钠溶液、高锰酸钾固体。反应的化学方程式为： 2KMnO2KMnO4 4+ 16HCl(+ 16HCl(浓浓)= 2K
23、Cl + 2MnCl)= 2KCl + 2MnCl2 2 + 5Cl+ 5Cl2 2+ 8H+ 8H2 2O O 装置装置H H中盛放的试剂是中盛放的试剂是 。 尾气处理时关闭弹簧夹尾气处理时关闭弹簧夹a a 和弹簧夹和弹簧夹 ，打开弹簧夹，打开弹簧夹 。 处理尾气时，发生反应的化学方程处理尾气时，发生反应的化学方程 式式 。 用含用含0.032 mol HCl0.032 mol HCl的浓盐酸跟足量高锰酸钾反应，产生的浓盐酸跟足量高锰酸钾反应，产生 氯气的物质的量应氯气的物质的量应 ( (填填”大于大于”、 “等于等于” 或或 “小于小于”)0.01 mol)0.01 mol。 小于小于 2
24、NaOH + Cl2NaOH + Cl2 2 = NaCl + NaClO + H= NaCl + NaClO + H2 2O O c c 饱和食盐水饱和食盐水 b b +9 2 7 +17 2 8 7 +35 2 8 18 7 +53 2 8 18 18 7 相相 同同 点：点： 最外层最外层7个电子个电子 易得一个电子，易得一个电子， 递变规律：递变规律： 核电荷数递增核电荷数递增 电子层数递增电子层数递增 原子半径依次增大原子半径依次增大 Cl 得电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱 氧化性逐渐减弱氧化性逐渐减弱 具有非金属性具有非金属性 I F Br 卤族元素卤族元素 卤素单质物理性质的
25、变化规律 F2 Br2 I2 Cl2 单质 密度 熔沸点 颜色 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 状态 气 体 气 体 液 体 固 体 逐 渐 增 大 逐 渐 升 高 色变规律 逐 渐 加 深 逐 渐 减 少 在水中的溶解性 与金属反应与金属反应 点燃点燃 2Na + Cl2 = 2NaCl 与非金属反应与非金属反应 H2 + Cl2 = 2HCl 点燃点燃 与碱反应与碱反应 2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O 与水反应与水反应 Cl2 + H2O = HCl + HClO 氯气的化学性质 卤素化学性 质 卤素与卤素与金属反应金属反应 卤素与卤素与非金属反应非金
26、属反应 卤素与卤素与碱反应碱反应 卤素与水反应卤素与水反应 1、卤素与金属的反 应 2Fe + 3F2 = 2Fe + 3Cl2 = 2Fe + 3Br2 = Fe + I2 = 点燃 点燃 2FeF3 2FeCl3 2FeBr3 FeI2 结论： 卤素单质都能与金属反应，表现氧化性卤素单质都能与金属反应，表现氧化性 I2的氧化性不强，与变价金属反应时只能将金的氧化性不强，与变价金属反应时只能将金 属氧化成低价属氧化成低价 2、卤素与氢气反应 反应条件反应条件 方程式方程式 生成氢化物的生成氢化物的 稳定性稳定性 冷暗处爆炸冷暗处爆炸 H2+F2=2HF HF很稳定很稳定 光光 照照 H2+C
27、l2=2HCl HCl稳定稳定 加热加热 H2+Br2=2HBr HBr较不稳定较不稳定 持续加热持续加热 H2+I2=2HI HI很不稳定很不稳定 500 光光 F2 Br2 I2 Cl2 可逆反应可逆反应： 在同一条件下，既能向正在同一条件下，既能向正 反应方向进行，同时又能向逆反应方向反应方向进行，同时又能向逆反应方向 进行的反应。进行的反应。 将左将左右进行的反应叫做右进行的反应叫做正反应正反应， 将右将右左进行的反应叫做左进行的反应叫做逆反应逆反应； H2+I2=2HI 可逆反应可逆反应 判断下列各对反应是否为可逆反应：判断下列各对反应是否为可逆反应： 2H2O 2H2 + O2 H
28、2 + O2 2H2O 点燃点燃 (1) 通电通电 思考思考 高温、高压 催化剂 高温、高压 催化剂 (2) 2SO2+ O2 2SO3 2SO3 2SO2+ O2 H H2 2+X+X2 2=2HX(X=2HX(X：F F、ClCl、BrBr、I)I) ：从氢气和卤素单质的反应条件从氢气和卤素单质的反应条件 黑暗黑暗光照光照加热加热持续加热持续加热 小结小结 ：通式：通式 卤素单质氧化性的强弱顺序为：卤素单质氧化性的强弱顺序为： F F2 2ClCl2 2BrBr2 2II2 2 及生成的气态氢化物的稳定性顺序：及生成的气态氢化物的稳定性顺序： HFHFHClHCl HBrHBrHIHI 3
29、.卤素和水反应 F2 + H2O = Cl2 + H2O = HCl + HClO Br2 + H2O = I2 + H2O = HF + HFO HBr + HBrO HI + HIO F2 + H2O = 2 2 4HF + O 2 反反 应应 越越 来来 越越 难难 以以 发发 生生 通式：X2+H2O=HX+HXO(X：Cl、Br、I) 4、卤素与碱的反 应 通式：2NaOH+X2=NaX+NaXO+H2O (X：Cl、Br、I) 练习：写出下列反应方程式 2NaOH + Cl2NaOH + Cl2 2 = = 2NaOH + Br2NaOH + Br2 2 = = 2NaOH + I
30、2NaOH + I2 2 = = 4NaF4NaF + O+ O2 2 +2H +2H2 2O O NaBrNaBr + + NaBrONaBrO + H+ H2 2O O NaINaI + + NaIONaIO + H+ H2 2O O 4NaOH +2F4NaOH +2F2 2 = = NaClNaCl + + NaClONaClO + H+ H2 2O O 先水后碱 5、卤素与盐的反应 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 小结小结
