氯及其化合物(教学设计)-2017届高三化学一轮复习.pdf
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1、第四章非金属及其化合物 课题第二课时氯及其化合物 复习目标 (1)掌握氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 (2)了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 (3)掌握 Cl2的实验室制法 (包括所用试剂、仪器,反应原理和收集方法)。 (4)卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。 教学重点氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用、Cl2的实验室制法 教学难点氯及其化合物性质的应用 教学过程 【知识精讲】 1、氯气的性质 (1)物理 1、氯气的性质 (1)物理性质性质 颜色状态气味密度毒性溶解性 黄绿色气体刺激性比空气大有毒 1 体积水溶解约2 体 积 Cl2 【注意
2、】实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是:用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔。 (2)化学性质 Cl 的最外层有7 个电子,易得到1 个 e -,具有很强的氧化性,能跟很多具有还原性的物质发生反应, 如金属、非金属单质、化合物等。 与金属反应 铜、铁在氯气中燃烧的化学方程式为: Cu+Cl2CuCl2 (棕黄色烟 ) 2Fe+3Cl22FeCl3(棕褐色烟 ) 与非金属反应 氢气在氯气中燃烧的化学方程式为: H2+Cl22HCl (苍白色火焰 ) 氢气与氯气的混合气体在光照条件下发生爆炸 H2+Cl22HCl 与水反应:Cl2+H2O = HCl+HClO 与碱反应 氯气与水或碱反应
3、,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。 a、与烧碱反应:Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O , b、制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。 漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。 漂白粉的漂白原理是:Ca(ClO)2+2HCl =CaCl 2+2HClO Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3 +2HClO 产生的 HClO 具有漂白性和强氧化性。由于HClO 见光易分解,所以漂白粉应密封保存。 跟还原性物质反应 a、氯气与KI 溶液:2KI+Cl2=2KCl+I2
4、。 b、氯气与FeCl2溶液: 2FeCl2+Cl 2=2FeCl3。 c、向氯水中通入SO2: SO2+2H 2O+Cl2=H2SO4+2HCl 。 (3)次氯酸和次氯酸盐的性质 次氯酸 (HClO) a、不稳定性:化学方程式为2HClO= 光(或 )2HClO 2 。 b、弱酸性:比碳酸酸性弱。 c、强氧化性:具有漂白性,能杀菌消毒。 Ca(ClO)2的主要化学性质 a、Ca(ClO)2的稳定性比 HClO 强。 b、水解显碱性,其水解离子方程式:ClO H2O HClO OH 。 c、与酸反应生成HClO ,作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为 Ca(ClO)2CO2H2O=2HC
5、lO CaCO3 。 2、氯气的实验室制法 氯气是一种性质活泼的气体,以氯气的实验室制备、性质实验为素材的实验题目在高考实验类试题中 占有很重要的位置,复习中应高度重视。 (1)反应的原理:用强氧化性物质(如MnO2、KMnO 4等)和浓盐酸反应。 MnO2+4HCl( 浓)MnCl2+Cl2 +2H2O 【注意】 稀盐酸与MnO2作用不能制取Cl2。 若没有浓盐酸时,也可用NaCl 和浓 H2SO4与 MnO2共热制取 Cl2: MnO2+2NaCl+3H2SO4(浓 )MnSO4+Cl2 +2NaHSO4+2H2O (2)制气类型:固+液气(注意: KMnO 4与浓盐酸的反应不需加热) 。
6、 (3)收集装置:向上排空气法或排饱和食盐水法(Cl2在饱和食盐水中的溶解度最小)。 (4)净化装置:用饱和食盐水或水洗气法除去HCl ,再用浓H2SO4干燥。 (5)尾气吸收装置:用强碱溶液吸收多余的Cl2,防止污染大气。 (6)验满方法 将湿润的淀粉-碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。 将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口, 观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。 实验室制取Cl2时,常常根据氯气的颜色判断是否收集满。 (6)注意事项 为了减少制得的Cl2中 HCl 的含量,所以加热温度不宜过高,减少HCl 挥发。 必须用浓盐酸,稀盐酸不与Mn
7、O2作用生成Cl2。 实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2。再拆卸装置,避免污染空气。 尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中含Ca(OH)2量少,吸收不完全。 3、卤族元素 (1)卤族元素原子结构的比较 相似性:卤素原子最外层上均有7 个电子,最高正价为+7 价( F 无正价),负价为 -1 价。 递变性:从FI, 原子核外电子层数依次增大,原子半径依次增大。 (2)元素的性质 相似性:均为活泼非金属,最低负化合价:-1,最高正价:+7( F 除外) ; 递变性:随着原子序数的递增,获得电子的能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱。 (3)单质的物理性质(从F2I2) 颜色由浅 到
8、 深。 状态: F2、Cl2呈气态, Br2为液态(易挥发) ,I2为固态(易升华) 。 熔、沸点:依次增大。 密度:依次增大。 溶解性:在水中的溶解度逐渐减小,在有机溶剂中的溶解性大于在水中的溶解性。 (4)化学性质 卤素单质的相似性:均具有强氧化性,均能与H2、H2O、金属反应,较活泼的卤素单质能将不活泼 的卤素从其卤化物中置换出来。 卤族元素氢化物的递变性 a、稳定性由强至弱的顺序为: HFHClHBrHI 。 b、沸点由高至低的顺序为:HFHIHBrHCl 。 HF 沸点反常的原因是:分子间存在氢键。 c、还原性由强至弱的顺序为:HIHBrHClHF 。 d、水溶液酸性由强至弱的顺序为
9、: HIHBrHClHF。 (5)卤素离子(Cl -、Br-、I-)的检验 未知液 AgNO3 , HNO3 ,据沉淀颜色判断。AgCl 为白色, AgBr 为浅黄色, AgI 为黄色。 未知液 加适量新制饱和氯水 振荡 有机层呈橙色或橙红色,表明有Br -紫色或浅紫色,表明有 I - (6)特性 氟及其化合物 a、无正价和含氧酸,非金属性最强,F -的还原性最弱。 b、与 H2反应在暗处即爆炸。 c、2F2+2H2O=4HF+O2。 d、HF 是弱酸;能腐蚀玻璃,保存在铝制器皿或塑料瓶中;有毒;在HX 中沸点最高。 溴及其化合物 a、Br2是深红棕色液体,易挥发。 b、 Br2易溶于有机溶剂
10、。 c、盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞。 碘及其化合物 a、I2遇淀粉变蓝色。 b、 I2加热时易升华。 c、 I2易溶于有机溶剂。 d、食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。 卤化银 a、 AgF 易溶于水, AgCl 白色不溶于水,AgBr 淡黄色不溶于水,AgI 黄色不溶于水。AgCl 、AgBr 、 AgI 也不溶于稀硝酸。 b、除 AgF 外,均有感光性,其中AgBr 作感光材料,可用于照相。 c、 AgI 可进行人工降雨。 d、 I2与 Fe反应产生 FeI2,其他卤素单质生成FeX3。 使溴水褪色的物质 a、因萃取作用而使溴水褪色的物质:苯、CCl4、直馏汽油
11、等有机溶剂。 b、能与溴发生氧化还原反应的还原性无机化合物:H2S、SO2、Na2S、Na2SO3等。 c、能与溴水发生反应的金属,如Na、 Mg、Al、 Zn 等。 d、能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物,如烯烃、炔烃等。 e、能被溴水氧化的,含有醛基的化合物。 f、能与溴水发生反应的碱性物质,如NaOH、Na2CO3等。 g、加入活性炭等吸附剂,使溴水褪色。 【方法精讲】 1、氯水成分及性质探究 (1)氯水成分 氯水中存在三个平衡关系: Cl2H2O HCl HClO HClOH ClO H2O H OH 根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在的各种微粒。 (2)氯水与次氯酸 氯气的水
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