第11讲:氯及其化合物
【内容与解析】
本节课复习的内容是氯及其化合物的性质与应用。主要是通过氯气与单质的反应,氯气与水的反应氯气与碱的反应,但在其反应过程中应该记住反应的现象。第二个问题就是关于氯气的制法上,它是一个气体的制备实验,是高考过程中的主要实验考查的方向,所以本节课是复习的重要内容。应该重要的地方放在两个地方,这样就能加强这两个方面的训练。
【目标与解析】
1.目标
1.了解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。
2.目标解析
1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。就是指氯与单质的反应,氯与水的反应,氯与碱的反应,其应用主要是体现在氯与碱的反应中作为漂白液与漂 *** 的制取。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。就是指氯气是有毒的,所以在其收集以及其作为物质的生成来说一定要进行尾气的吸收。
【问题诊断分析】
本节中学生感到困难的地方就是在于复习过程中,关于氯的计算上,特别是在氯气的制备这个实验问题上的计算,因为这个过程中关于氯气的计算中氯化氢一定要过量,因为这个物质在反应中是浓溶液。所以在这个问题上要与学生分析清楚。
【教学条件支持】
这节课主要是通过PPT这个手段,因为这样能加快复习的速度,节约复习的时间。
【复习过程】
问题一:氯的结构与性质
设计意图:结构决定性质。学习物质的性质,首先要清楚他的结构。
师生活动:1.氯的原子结构?
氯元素位于第三周期第ⅦA族,其原子结构示意图为 ,氯原子最外层有7个电子易得到1个电子而形成氯离子,是活泼的非金属元素。在 自然界中以化合态形式存在。
2.氯气的物理性质?
通常情况下,氯气是黄绿色,有刺激性气味的气体,密度比空气大,易溶于水,有毒,易液化。
特别提醒:气体的颜色通常是解无机推断题的题眼。
3.氯气的化学性质?
(1)与金属反应
2Na+Cl2======2NaCl(现象:黄色火焰,白烟)
Cu+Cl2======CuCl2 2Fe+3Cl2=====2FeCl3
(2)与非金属反应
H2+Cl22HCl(现象:安静燃烧,苍白色火焰)
HCl溶于水形成盐酸,工业上利用此方法生产盐酸。
例1::(07年上海)有关物质燃烧时火焰颜色描述错误的是
A 氢气在氯气中燃烧-苍白色 B 钠在空气中燃烧――黄色
C 乙醇在空气中燃烧――淡蓝色 D 硫在氧气中燃烧――绿色
(3)与水反应
化学方程式为:Cl2+H2O===HCl+HClO,离子方程式为:Cl2+H2O===H++Cl-+HClO(Cl2既是氧化剂又是还原剂)。
①氯气的水溶液叫氯水,饱和氯水呈浅黄绿色,主要含有H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-等粒子。
②次氯酸的性质
a.弱酸性:是一元弱酸,属弱电解质,酸性弱于碳酸。
b.不稳定性:2HClO2HCl+O2↑(氯水要现用现制,保存在棕色试剂瓶中)。
c.强氧化性:HClO能氧化许多物质。
d.杀菌漂白性:能使有色布条、品红等有色物质褪色,其原理主要是利用其强氧化性。
(4)与碱液反应
①与碱的反应
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(工业制漂白液,实验室吸收多余的Cl2)。
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(工业生产漂粉精)。
②漂 ***
a.漂 *** (有效氯含量为35%)的有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精(有效氯含量为70%)的主要成分是Ca(ClO)2。
b.NaClO、Ca(ClO)2都比HClO要稳定,容易保存。
c.漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,2NaClO+CO2+H2O===Na2CO3+2HClO。
d.漂白液、漂 *** 和漂粉精既可用于漂白又可用于消毒,露置于空气中会与CO2反应而变质,所以需要隔绝空气密封保存。
:例题1:(2003年广东、22、12分)根据下列反应框图填空,已知反应①是工业上生产化合物D的反应,反应⑤是实验室鉴定化合物E的反应。
(1)单质L是 (2)化合物B是
(3)图中除反应①以外,还有两个用于工业生产的反应,是 和 (填代号)。
它们的化学反应方程式分别是
(5)与还原性物质反应
Cl2+2FeCl2===2FeCl3(溶液从浅绿色变为棕黄色)。
Cl2+2KI===2KCl+I2(用湿润的KI淀粉试纸检验Cl2的存在)。
例题:(09年海南化学?13)(9分)有关物质存在如图所示的转化关系(部分产物已省略)。通常C为气体单质,G为紫黑色固体单质。实验室中,常用固体E在B的催化下加热制取气体单质H。
请回答下列问题:
(1)反应①的化学方程式为
(2)反应②的离子方程式为
(3)写出另外一种实验室制取H的化学方程式
(4)D溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀,此沉淀的Ksp=7.0×10―9。将等体积的D溶液与Pb(NO3)2溶液混合,若D的浓度为1×10―2mo1/L ,则生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为 。
(6)与有机物反应
CH4+Cl2CH3Cl+HCl(反应类型:取代反应)
CH2===CH2+Cl2?→CH2Cl―CH2Cl(反应类型:加成反应)
问题二:氯气的实验室制法
师生活动:1.反应原理?
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,MnO2是氧化剂,HCl是还原剂。
2.仪器装置
固+液气
①使用的主要仪器有 铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。
②分液漏斗和圆底烧瓶在此实验中的作用分别是添加反应物和反应器。
③制气装置一般包括四个组成部分:制取→净化→收集→吸收。
(3)收集方法
①向上排空气法(Cl2的密度比空气大)。
②排饱和食盐水法收集(Cl2在饱和食盐水中的溶解度小,故也可用排饱和食盐水法收集,也常用饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质)。
(4)验满方法
①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。
②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。
(5)尾气吸收
发生的反应是:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
【例1】(2004年?辽宁文理大综合?29)已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装备来制备纯净、干燥的氯气,并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是
A.只有①和②处B.只有②处
C.只有②和③处D.只有②、③、④处
【例2】 在实验室里可用图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。
图中:①为氯气发生装置;②的试管里盛有15mL 30% KOH溶液,并置于水浴中;③的试管里盛有15mL 8% NaOH溶液,并置于冰水浴中;④的试管里加有紫色石蕊试液;⑤为尾气吸收装置。
请填写下列空白:
(1)制取氯气时,在烧瓶里加入一定量的二氧化锰,通过___________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体,可在①与②之间安装盛有___________(填写下列编号字母)的净化装置。
A.碱石灰 B.饱和食盐水
C.浓硫酸 D.饱和碳酸氢钠溶液
(2)比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件,二者的差异是:________________________________________________________________________。
反应完毕经冷却后,②的试管中有大量晶体析出。图中符合该晶体溶解度曲线的是___________(填写编号字母);从②的试管中分离出该晶体的方法是___________(填写实验操作名称)。
(3)本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是:
________________________________________________________________________。
(4)实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化,请填写下表中的空白:
实验现象原因
溶液最初从紫色逐渐变为________色氯气与水反应生成的H+使石蕊变色
随后溶液逐渐变为无色_______________
然后溶液从无色逐渐变为________色______________
[解析] (1)浓盐酸属液体试剂,应通过分液漏斗逐滴加入;除Cl2中的HCl,应防止Cl2消耗,排除A、D项,又需吸收HCl,排除C项。
(2)①从题目条件上看:浓度不同,KOH溶液是30%,NaOH溶液是8%;温度不同,KOH溶液需水浴加热,而NaOH溶液却用冰水浴冷却。②“反应完毕经冷却后,②的试管中有大量晶体析出”指明该晶体的溶解度随温度降低而降低,则在“溶解度―温度”图像中,应为增函数曲线。③晶体与液体分离的方 法应采用过滤操作。
(3)由氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠的化学方程式Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,改写即可。
(4)①“H+使石蕊变色”,溶液呈酸性石蕊应变红。②石蕊属有色有机物,褪色应考虑漂白作用,是Cl2与水产生的HClO作用的结果。③持续通入Cl2,会因Cl2溶于水中而使溶液显黄绿色。
[答案] (1)分液漏斗 B
(2)碱溶液(或反应物)的浓度不同,反应温度不同 M 过滤
(3)Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
(4)
红
氯气与水反应生成的HClO将石蕊氧化为无色物质
黄绿继续通入的氯气溶于水使溶液呈黄绿色
[点评] 本题是对学生实验基础知识的考查,包括对药品的取用、物质的分离、现象的推理及解释等。
变式1 下图是某学生设计的实验室制备干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图,请回答:
(1)指出上述图中的各处错误:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________。
(2)在改过后的装置中,下列物质的作用分别是:
①饱和食盐水_______ _________________________________________________________________;
②浓硫酸_______________________________________________________________________ _;
③NaOH溶液_______________________________________________ _________________________。
解析:氯气的制备是气体制备中的一个典型,同学们应引起重视。给一 套实验装置的仪器和试剂找错应从这样几个方面着手:①反应物的类型、状态、浓 度,②反应条件,③杂质及除杂试剂,④使用仪器及仪器的连接顺序,⑤导管的长短,⑥吸收剂的状态及吸收装置等。具体到该题则是:①MnO2和浓盐酸制氯气要加热,②氯气从浓盐酸中逸出会带出杂质气体――氯化氢和水蒸气,除水蒸气应在除氯化氢之后,因为除氯化氢时,还是要通过溶液――饱和食盐水。
答案:(1)①不能用稀盐酸,而应用浓盐酸 ②应有加热装置,应用酒精灯加热 ③盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒 ④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对
(2)①除去Cl2中的氯化氢 ②除去氯气中的水蒸气 ③吸收多余的氯气
【例2】 (2010?安徽师大附中检测)氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是( )
A.加入有色布条,片刻后有色布条褪色,说明有Cl2存在
B.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2存在
C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,说明有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水的浅黄绿色消失,说明 有HClO存在
[解析] A项,氯水能使有色物质褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性;C项,由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl-,所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl-;D项,因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应,所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。
[答案] B
变式2 (2010?昆明期考) 下列关于氯水的叙述正确的是( )
A.新制的氯水中只含有Cl2和H2O分子
B.新制的氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C.光照氯水有气体逸出,该气体是Cl2
D.氯水放置数天后pH会变大
解析:新制的氯水中含有H2O、Cl2、HClO分子和H+、Cl-、ClO-、OH-,光 照氯水发生反应2HClO2HCl+O2↑,故A、C项错误;氯水中的H+可使石蕊试纸变红,HClO具有漂白性可使石蕊试纸褪色,前者反应速率较快,后者反应速率较慢,故试纸先变红后褪色,故B项正确;氯水久置,因弱酸HClO分解成强酸(盐酸)使溶液酸性增强、pH减小,故D项错误。
答案:B
【目标检测】
1.中央电视台新闻联播报道了2006年3月29日晚发生在京沪高速江苏省淮安段的一起交通事故,一辆载有约35 t液氯的槽罐车与一货车相撞,导致槽罐车中的液氯大面积泄漏。由于肇事司机逃逸,延误了最佳抢险救援时机,造成周边几百人中毒,28人中毒死亡。当遇到这种突 发事件,大量氯气逸散到周围空间,你认为以下措施合理的是( )
①迅速拨打求救电话;②迅速撤离人员至上风口;③迅速撤离人员至下风口;④用浸有一定浓度NaOH溶液的口罩或毛巾捂住鼻口;⑤用浸有一定浓度Na2CO3溶液的口罩或毛巾捂住鼻口;⑥尽可能切断泄漏源(如堵住泄漏口、将其浸入碱液池等)。
A.①②④⑥ B.①②⑤⑥
C.①③⑤⑥ D.①②④⑤⑥
2.(2010?芜湖一中模拟)下列说法正确的是( )
①氯气的性质活泼,它与氢气混合后立即发生爆炸
②实验室制取氯气时,为了防止环境污染,多余的氯气可以用氢氧化钙溶液吸收
③新制氯水的氧化性强于久置氯水
④检验HCl气体中是否混有Cl2,方法是将气体通入硝酸银溶液
⑤除去HCl气体中的Cl2,可将气体通入饱和食盐水
A.①②③ B.②③④
C.③ D.③⑤
3.实验室用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,下列有关说法中正确的是(气体体积在标准状况下测定)( )
A.若提供0.4 mol HCl,MnO2不足量,则可制得氯气2.24 L
B.若提供0.4 mol HCl,MnO2过量,则可制得氯气2.24 L
C.若有0.4 mol HCl参与反应,则可制得氯气2.24 L
D.若有0.4 mol HCl被氧化,则可制得氯气2.24 L
4.自来水常用Cl2消毒,某学生在实验室用这种自来水去配制下列物质的溶液,不会产生明显药品变质问题的是( )
①AgNO3 ②FeCl3 ③Na2SO3 ④AlCl3 ⑤FeCl2 ⑥NaHCO3
A.①②③ B.②③④
C.③④⑥ D.②④
5.下列关于卤素(用X表示) 的叙述正确的是( )
A.其单质都能与水反应,通式为X2+H2O====HX+HXO
B.HX易溶于水,其水溶液都是强酸
C.其单质都有颜色,都有毒
D.最高价含氧酸的通式为HXO4
6.(2010?山东省潍坊市抽样)某校化学实验兴趣小组欲采用如图所示的实验装置制备Cl2,同时进行与氯气有关的某些实验,按要求回答问题。
(1)A是浓盐酸,B是二氧化锰,将A滴入B中时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)甲同学用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2,结果制得的Cl2体积(标准状况下)小于1.12 L,这是由于反应过程中盐酸浓度变小造成的。请列举导致盐酸浓度变小的原因:_____________________________________。
(3)在实验室中,乙同学欲用下图中的装置净化氯气,则瓶①②中应盛放的试剂分别是① ________,②________(填试剂名称)。
(4)丙同学将纯净的Cl2通入一定量石灰乳中来制取漂 *** ,若通入224 mL(标准状况下)Cl2完全反应,则反应过程中转移电子的物质的量为________。
【课堂小结】
本节课复习的两个重要问题是:1氯气的化学性质2。氯气的实验室制取。
【配餐作业】
A组:名师一号:1、2、3、5、7、8
B组:名师一号:4、6、9、10、11、12、13、14
C组:名师一号:15
【内容与解析】
本节课复习的内容是氯及其化合物的性质与应用。主要是通过氯气与单质的反应,氯气与水的反应氯气与碱的反应,但在其反应过程中应该记住反应的现象。第二个问题就是关于氯气的制法上,它是一个气体的制备实验,是高考过程中的主要实验考查的方向,所以本节课是复习的重要内容。应该重要的地方放在两个地方,这样就能加强这两个方面的训练。
【目标与解析】
1.目标
1.了解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。
2.目标解析
1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。就是指氯与单质的反应,氯与水的反应,氯与碱的反应,其应用主要是体现在氯与碱的反应中作为漂白液与漂 *** 的制取。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。就是指氯气是有毒的,所以在其收集以及其作为物质的生成来说一定要进行尾气的吸收。
【问题诊断分析】
本节中学生感到困难的地方就是在于复习过程中,关于氯的计算上,特别是在氯气的制备这个实验问题上的计算,因为这个过程中关于氯气的计算中氯化氢一定要过量,因为这个物质在反应中是浓溶液。所以在这个问题上要与学生分析清楚。
【教学条件支持】
这节课主要是通过PPT这个手段,因为这样能加快复习的速度,节约复习的时间。
【复习过程】
问题一:氯的结构与性质
设计意图:结构决定性质。学习物质的性质,首先要清楚他的结构。
师生活动:1.氯的原子结构?
氯元素位于第三周期第ⅦA族,其原子结构示意图为 ,氯原子最外层有7个电子易得到1个电子而形成氯离子,是活泼的非金属元素。在 自然界中以化合态形式存在。
2.氯气的物理性质?
通常情况下,氯气是黄绿色,有刺激性气味的气体,密度比空气大,易溶于水,有毒,易液化。
特别提醒:气体的颜色通常是解无机推断题的题眼。
3.氯气的化学性质?
(1)与金属反应
2Na+Cl2======2NaCl(现象:黄色火焰,白烟)
Cu+Cl2======CuCl2 2Fe+3Cl2=====2FeCl3
(2)与非金属反应
H2+Cl22HCl(现象:安静燃烧,苍白色火焰)
HCl溶于水形成盐酸,工业上利用此方法生产盐酸。
例1::(07年上海)有关物质燃烧时火焰颜色描述错误的是
A 氢气在氯气中燃烧-苍白色 B 钠在空气中燃烧――黄色
C 乙醇在空气中燃烧――淡蓝色 D 硫在氧气中燃烧――绿色
(3)与水反应
化学方程式为:Cl2+H2O===HCl+HClO,离子方程式为:Cl2+H2O===H++Cl-+HClO(Cl2既是氧化剂又是还原剂)。
①氯气的水溶液叫氯水,饱和氯水呈浅黄绿色,主要含有H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-等粒子。
②次氯酸的性质
a.弱酸性:是一元弱酸,属弱电解质,酸性弱于碳酸。
b.不稳定性:2HClO2HCl+O2↑(氯水要现用现制,保存在棕色试剂瓶中)。
c.强氧化性:HClO能氧化许多物质。
d.杀菌漂白性:能使有色布条、品红等有色物质褪色,其原理主要是利用其强氧化性。
(4)与碱液反应
①与碱的反应
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(工业制漂白液,实验室吸收多余的Cl2)。
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(工业生产漂粉精)。
②漂 ***
a.漂 *** (有效氯含量为35%)的有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精(有效氯含量为70%)的主要成分是Ca(ClO)2。
b.NaClO、Ca(ClO)2都比HClO要稳定,容易保存。
c.漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,2NaClO+CO2+H2O===Na2CO3+2HClO。
d.漂白液、漂 *** 和漂粉精既可用于漂白又可用于消毒,露置于空气中会与CO2反应而变质,所以需要隔绝空气密封保存。
:例题1:(2003年广东、22、12分)根据下列反应框图填空,已知反应①是工业上生产化合物D的反应,反应⑤是实验室鉴定化合物E的反应。
(1)单质L是 (2)化合物B是
(3)图中除反应①以外,还有两个用于工业生产的反应,是 和 (填代号)。
它们的化学反应方程式分别是
(5)与还原性物质反应
Cl2+2FeCl2===2FeCl3(溶液从浅绿色变为棕黄色)。
Cl2+2KI===2KCl+I2(用湿润的KI淀粉试纸检验Cl2的存在)。
例题:(09年海南化学?13)(9分)有关物质存在如图所示的转化关系(部分产物已省略)。通常C为气体单质,G为紫黑色固体单质。实验室中,常用固体E在B的催化下加热制取气体单质H。
请回答下列问题:
(1)反应①的化学方程式为
(2)反应②的离子方程式为
(3)写出另外一种实验室制取H的化学方程式
(4)D溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀,此沉淀的Ksp=7.0×10―9。将等体积的D溶液与Pb(NO3)2溶液混合,若D的浓度为1×10―2mo1/L ,则生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为 。
(6)与有机物反应
CH4+Cl2CH3Cl+HCl(反应类型:取代反应)
CH2===CH2+Cl2?→CH2Cl―CH2Cl(反应类型:加成反应)
问题二:氯气的实验室制法
师生活动:1.反应原理?
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,MnO2是氧化剂,HCl是还原剂。
2.仪器装置
固+液气
①使用的主要仪器有 铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。
②分液漏斗和圆底烧瓶在此实验中的作用分别是添加反应物和反应器。
③制气装置一般包括四个组成部分:制取→净化→收集→吸收。
(3)收集方法
①向上排空气法(Cl2的密度比空气大)。
②排饱和食盐水法收集(Cl2在饱和食盐水中的溶解度小,故也可用排饱和食盐水法收集,也常用饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质)。
(4)验满方法
①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。
②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。
(5)尾气吸收
发生的反应是:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
【例1】(2004年?辽宁文理大综合?29)已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装备来制备纯净、干燥的氯气,并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是
A.只有①和②处B.只有②处
C.只有②和③处D.只有②、③、④处
【例2】 在实验室里可用图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。
图中:①为氯气发生装置;②的试管里盛有15mL 30% KOH溶液,并置于水浴中;③的试管里盛有15mL 8% NaOH溶液,并置于冰水浴中;④的试管里加有紫色石蕊试液;⑤为尾气吸收装置。
请填写下列空白:
(1)制取氯气时,在烧瓶里加入一定量的二氧化锰,通过___________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体,可在①与②之间安装盛有___________(填写下列编号字母)的净化装置。
A.碱石灰 B.饱和食盐水
C.浓硫酸 D.饱和碳酸氢钠溶液
(2)比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件,二者的差异是:________________________________________________________________________。
反应完毕经冷却后,②的试管中有大量晶体析出。图中符合该晶体溶解度曲线的是___________(填写编号字母);从②的试管中分离出该晶体的方法是___________(填写实验操作名称)。
(3)本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是:
________________________________________________________________________。
(4)实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化,请填写下表中的空白:
实验现象原因
溶液最初从紫色逐渐变为________色氯气与水反应生成的H+使石蕊变色
随后溶液逐渐变为无色_______________
然后溶液从无色逐渐变为________色______________
[解析] (1)浓盐酸属液体试剂,应通过分液漏斗逐滴加入;除Cl2中的HCl,应防止Cl2消耗,排除A、D项,又需吸收HCl,排除C项。
(2)①从题目条件上看:浓度不同,KOH溶液是30%,NaOH溶液是8%;温度不同,KOH溶液需水浴加热,而NaOH溶液却用冰水浴冷却。②“反应完毕经冷却后,②的试管中有大量晶体析出”指明该晶体的溶解度随温度降低而降低,则在“溶解度―温度”图像中,应为增函数曲线。③晶体与液体分离的方 法应采用过滤操作。
(3)由氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠的化学方程式Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,改写即可。
(4)①“H+使石蕊变色”,溶液呈酸性石蕊应变红。②石蕊属有色有机物,褪色应考虑漂白作用,是Cl2与水产生的HClO作用的结果。③持续通入Cl2,会因Cl2溶于水中而使溶液显黄绿色。
[答案] (1)分液漏斗 B
(2)碱溶液(或反应物)的浓度不同,反应温度不同 M 过滤
(3)Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
(4)
红
氯气与水反应生成的HClO将石蕊氧化为无色物质
黄绿继续通入的氯气溶于水使溶液呈黄绿色
[点评] 本题是对学生实验基础知识的考查,包括对药品的取用、物质的分离、现象的推理及解释等。
变式1 下图是某学生设计的实验室制备干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图,请回答:
(1)指出上述图中的各处错误:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________。
(2)在改过后的装置中,下列物质的作用分别是:
①饱和食盐水_______ _________________________________________________________________;
②浓硫酸_______________________________________________________________________ _;
③NaOH溶液_______________________________________________ _________________________。
解析:氯气的制备是气体制备中的一个典型,同学们应引起重视。给一 套实验装置的仪器和试剂找错应从这样几个方面着手:①反应物的类型、状态、浓 度,②反应条件,③杂质及除杂试剂,④使用仪器及仪器的连接顺序,⑤导管的长短,⑥吸收剂的状态及吸收装置等。具体到该题则是:①MnO2和浓盐酸制氯气要加热,②氯气从浓盐酸中逸出会带出杂质气体――氯化氢和水蒸气,除水蒸气应在除氯化氢之后,因为除氯化氢时,还是要通过溶液――饱和食盐水。
答案:(1)①不能用稀盐酸,而应用浓盐酸 ②应有加热装置,应用酒精灯加热 ③盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒 ④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对
(2)①除去Cl2中的氯化氢 ②除去氯气中的水蒸气 ③吸收多余的氯气
【例2】 (2010?安徽师大附中检测)氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是( )
A.加入有色布条,片刻后有色布条褪色,说明有Cl2存在
B.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2存在
C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,说明有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水的浅黄绿色消失,说明 有HClO存在
[解析] A项,氯水能使有色物质褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性;C项,由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl-,所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl-;D项,因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应,所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。
[答案] B
变式2 (2010?昆明期考) 下列关于氯水的叙述正确的是( )
A.新制的氯水中只含有Cl2和H2O分子
B.新制的氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C.光照氯水有气体逸出,该气体是Cl2
D.氯水放置数天后pH会变大
解析:新制的氯水中含有H2O、Cl2、HClO分子和H+、Cl-、ClO-、OH-,光 照氯水发生反应2HClO2HCl+O2↑,故A、C项错误;氯水中的H+可使石蕊试纸变红,HClO具有漂白性可使石蕊试纸褪色,前者反应速率较快,后者反应速率较慢,故试纸先变红后褪色,故B项正确;氯水久置,因弱酸HClO分解成强酸(盐酸)使溶液酸性增强、pH减小,故D项错误。
答案:B
【目标检测】
1.中央电视台新闻联播报道了2006年3月29日晚发生在京沪高速江苏省淮安段的一起交通事故,一辆载有约35 t液氯的槽罐车与一货车相撞,导致槽罐车中的液氯大面积泄漏。由于肇事司机逃逸,延误了最佳抢险救援时机,造成周边几百人中毒,28人中毒死亡。当遇到这种突 发事件,大量氯气逸散到周围空间,你认为以下措施合理的是( )
①迅速拨打求救电话;②迅速撤离人员至上风口;③迅速撤离人员至下风口;④用浸有一定浓度NaOH溶液的口罩或毛巾捂住鼻口;⑤用浸有一定浓度Na2CO3溶液的口罩或毛巾捂住鼻口;⑥尽可能切断泄漏源(如堵住泄漏口、将其浸入碱液池等)。
A.①②④⑥ B.①②⑤⑥
C.①③⑤⑥ D.①②④⑤⑥
2.(2010?芜湖一中模拟)下列说法正确的是( )
①氯气的性质活泼,它与氢气混合后立即发生爆炸
②实验室制取氯气时,为了防止环境污染,多余的氯气可以用氢氧化钙溶液吸收
③新制氯水的氧化性强于久置氯水
④检验HCl气体中是否混有Cl2,方法是将气体通入硝酸银溶液
⑤除去HCl气体中的Cl2,可将气体通入饱和食盐水
A.①②③ B.②③④
C.③ D.③⑤
3.实验室用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,下列有关说法中正确的是(气体体积在标准状况下测定)( )
A.若提供0.4 mol HCl,MnO2不足量,则可制得氯气2.24 L
B.若提供0.4 mol HCl,MnO2过量,则可制得氯气2.24 L
C.若有0.4 mol HCl参与反应,则可制得氯气2.24 L
D.若有0.4 mol HCl被氧化,则可制得氯气2.24 L
4.自来水常用Cl2消毒,某学生在实验室用这种自来水去配制下列物质的溶液,不会产生明显药品变质问题的是( )
①AgNO3 ②FeCl3 ③Na2SO3 ④AlCl3 ⑤FeCl2 ⑥NaHCO3
A.①②③ B.②③④
C.③④⑥ D.②④
5.下列关于卤素(用X表示) 的叙述正确的是( )
A.其单质都能与水反应,通式为X2+H2O====HX+HXO
B.HX易溶于水,其水溶液都是强酸
C.其单质都有颜色,都有毒
D.最高价含氧酸的通式为HXO4
6.(2010?山东省潍坊市抽样)某校化学实验兴趣小组欲采用如图所示的实验装置制备Cl2,同时进行与氯气有关的某些实验,按要求回答问题。
(1)A是浓盐酸,B是二氧化锰,将A滴入B中时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)甲同学用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2,结果制得的Cl2体积(标准状况下)小于1.12 L,这是由于反应过程中盐酸浓度变小造成的。请列举导致盐酸浓度变小的原因:_____________________________________。
(3)在实验室中,乙同学欲用下图中的装置净化氯气,则瓶①②中应盛放的试剂分别是① ________,②________(填试剂名称)。
(4)丙同学将纯净的Cl2通入一定量石灰乳中来制取漂 *** ,若通入224 mL(标准状况下)Cl2完全反应,则反应过程中转移电子的物质的量为________。
【课堂小结】
本节课复习的两个重要问题是:1氯气的化学性质2。氯气的实验室制取。
【配餐作业】
A组:名师一号:1、2、3、5、7、8
B组:名师一号:4、6、9、10、11、12、13、14
C组:名师一号:15