520活泼的黄绿色气体—氯气Cl2.ppt

一、Cl2的发现和确认,活泼的黄绿色气体氯气（Cl2）,（1）1774年由瑞典化学家舍勒发现,（2）1810年由英国化学家戴维确认,二、氯气的物理性质,常温常压下：氯气呈黄绿色有刺激性气味的有毒气体易液化：黄色油状液体(液氯)气体密度比空气大可溶于水（常温 1:2）,氯气的物理性质,闻气味的方法是：,左手持瓶伸直，右手在瓶口轻轻扇动，仅让少量的氯气分子飘入鼻孔。,三、氯的结构,Cl 原子最外层有 7 个电子，表现强氧化性.Cl2与绝大多数金属能反应（除极少数不活泼金属）,且变价金属（如Fe）一般能氧化到最高价.,第三周期第A族,化合价：-1(HCl)，+1(HClO)，+3(HClO2)，0（Cl2）,+5(HClO3)，+7(HClO4),特别提醒：HClO4是酸性最强的无机酸,四、氯气的化学性质,氯气的化学性质很活泼，是强氧化剂,2NaCl2 2NaCl（产生白烟）CuCl2CuCl2（现象？）2Fe3Cl22FeCl3（现象？化合价！）,（产生棕色的烟，溶于水溶液呈黄色）,（产生棕黄色的烟，溶于水溶液呈蓝绿色）,（与变价金属反应，均使金属氧化至高价态）,注：常温下干燥的氯气或液氯不能与铁发生反应，所以工业上常把干燥的液氯储存在钢瓶中,1、跟金属反应,氯气的化学性质,2.与非金属反应,1、（点燃）安静燃烧，苍白色火焰，瓶口有白雾，有刺激性气味气体生成,2、（光照）爆炸，瓶口有白雾,氯气除与 H2 反应外，还能与 P、S、S i等非金属反应,S i+2Cl2 高温 SiCl4 工业制单晶硅（高纯硅）的重要反应.,氯气的化学性质,2.与非金属反应,形成白烟,形成白雾,白色烟雾,反应现象：有白色烟雾生成中学化学中唯一的烟、雾同时 生成的一个反应.其中PCl3具有重要用途 生产农药敌百虫.PCl3、PCl5均能水解 PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl,氯气的化学性质,3.与水的反应,分子:Cl2、H2O、HClO,离子:Cl-、H+、ClO-、OH-,液氯纯净物氯水混合物，因溶有氯气显浅黄绿色,新制氯水：Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-,氯水久置：盐酸溶液，H+,Cl-,H2O,OH-PH变小!原因？,氯水的性质：,在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：,AgNO3溶液,KI溶液,NaOH溶液+酚酞试液,KMnO4+浓盐酸,Cl-,Cl 2,HClO,2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O,KClO3,凡士林密封,针管打入浓盐酸,孔隙,NaOH溶液,湿润的蓝色石蕊试纸,湿润的KI-淀粉试纸,湿润的品红试纸,浸过FeSO4的滤纸,HClO,H+、HClO,Cl2,Cl2,KClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2+3H2O,氯气的化学性质,3.与水的反应,干燥的氯气 漂白性，氯水 漂白性，这说明氯水的漂白作用的实质是 _，这种漂白是 可逆的。,无,有,氯气与水作用生成的次氯酸有漂白性,不,在新制氯水中滴入石蕊试液，现象是，这是氯水中盐酸的 性和次氯酸的 性的具体体现。,先变红后褪色,酸,漂白,4、次氯酸的特性：,(1)弱酸性：HClOH2CO3,(2)不稳定性,氯水要现用现制，保存在棕色瓶中,(3)强氧化性：HClO能氧化许多物质,(4)杀菌漂白性：HClO能使有色布条、品红、酸碱指示剂等有色物质褪色。（永久性漂白）,氯气能使湿润的有色布条褪色，不能使干燥的有色布条褪色,起漂白作用的物质:HClO,电子式？,ClO-与S2-、I-、Fe2+、SO32-等还原性离子，无论在酸性还是在碱性溶液中均不能大量共存。,氧 化 漂 白不 可 逆,与有色物质结合生成不稳定的无色物质。,永久性漂白,暂时性漂白，不能漂白指示剂,归纳比较：常见漂白剂漂白原理的差异：,物理吸附,C12+H2O H+C1-+HC1O平衡移动的应用,a用饱和食盐水除C12中的HC1b用排饱和食盐水法收集C12,c(H+)和c(Cl-)增大,左移,用NaOH溶液吸收多余C12,制漂白粉,c(H+)减小,右移,右移,c(HClO)减小,氯水避光保存或现用现配,4、液氯、新制氯水、久置氯水比较,Cl2分子,Cl2、H2O、HClO、ClO、Cl、H、OH,H2O Cl-、H+,无明显变化,先变红后褪色,变红,黄绿色 液体,淡黄绿色 液体,变成无色液体,纯净物,混合物,混合物,氯气的化学性质,4.与碱的反应,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,工业用来制取漂白粉.,温度稍高即发生副反应：,6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+2H2O,工业上用于制造漂白液，实验室用于 Cl2的吸收,工业上制造漂白粉的反应原理：,漂白粉,漂白粉主要成分：CaCl2和Ca(ClO)2漂白粉的有效成分：Ca(ClO)2漂白原理：Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO漂白粉失效的原因：Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO 2HClO 2HCl+O2,氯气的化学性质,思考：a、工业上为什么用Cl2来制取漂白粉？形成比次氯酸更稳定的次氯酸盐，便于运输、保存 b、漂白粉的主要成分是什么？有效成分是什么？其漂白 原理是什么？CaCl2和Ca(ClO)2,Ca(ClO)2 Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO,此式说明HClO的酸性比H2CO3弱。,按照这种原理次氯酸盐都有漂白性。,氯气的化学性质,5.与还原性物质反应,Cl2+2FeCl2=2FeCl3(除去FeCl3中的FeCl2)3C12+2FeBr2=2FeCl3+2Br2(苦卤中提取Br2)C12+2KI=2KCl+I2(用淀粉-碘化钾试纸检验Cl2)C12+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4(按体积比1：1混合后不具有漂白性)C12+Na2SO3+H2O=2HCl+Na2SO4(除废水中的氯),H2S+Cl2=2HCl+S(淡黄色浑浊),氯气的化学性质,6.与有机物反应,取代反应 饱和烃、苯、苯的同系物,加成反应 碳碳双键、碳碳三键,Cl2CH4，CH2CH2Cl2，,CH2ClCH2Cl（加成）,CH3ClHCl（取代）,巩固练习:将氯水分别加入到下列物质中，有何现象，并写出 有关方程式。A、紫色石蕊试液B、FeCl2溶液C、Na2CO3溶液D、AgNO3溶液E、Mg粉F、光照,现象：先变红（H+的作用）后褪色（HClO 的氧化作用）,现象：由浅绿变黄2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,现象：产生气泡2H+CO32-=CO2+H2O,现象：产生白色沉淀Ag+Cl-=AgCl,现象：Mg溶解，有气泡生成，黄绿色变浅或消失Mg+Cl2=MgCl2Mg+2HCl=MgCl2+H2,现象：有气泡,颜色变浅 2HClO=2HCl+O2,光照,解释化学性质（各用一个化学方程式来解释）：金_非_水_碱_盐_两硫_,2Fe+3Cl2=2FeCl3 Cu+Cl2=CuCl2,Cl2+H2=2HCl 2P+4Cl2=PCl3+PCl5,Cl2+H2O=HClO+HCl,Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,2KI+Cl2=2KCl+I2 2FeCl2+Cl2=2FeCl3,2H2S+Cl2=2HCl+S SO2+Cl2+H2O=2HCl+H2SO4,Na2S+Cl2=2NaCl+S,光,金非水碱盐两硫,2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,CH2=CH2+Cl2CH2Cl-CH2Cl,白色烟雾,五、氯气的制法,1、工业制法,电解饱和食盐水：（氯碱工业）,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,【现象】阴极？阳极？,阳离子交换膜,电解熔融NaCl:（也可制金属钠）,【工业装置】,氯气的制法,2、实验室制法,反应原理,MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2+2H2O,注意:该反应必须用浓盐酸，因稀盐酸几 乎无还原性，随着反应进行，浓盐酸将渐稀，一 定程度时，会自动停止，HCl不可能消耗尽。,分液漏斗,圆底烧瓶,MnO2,NaOH,浓盐酸,实验室制取要注意,要用漏斗烧瓶等仪器,氢氧化钠收多余,最后加热别忘记,制备：除杂：干燥：收集：验满：_尾气处理：,饱和食盐水除去HCl,浓硫酸除去Cl2中的水蒸气,用向上排空气法或排饱和食盐水法收集,用湿润的淀粉KI试纸靠近盛氯气的瓶口，变蓝则证明已满,用NaOH溶液吸收多余的Cl2,1稀盐酸不能与MnO2反应制取氯气。2盐酸与MnO2 反应时，随反应的进行，盐酸的浓度不断降低后反应不再进行(即MnO2 过量时，氯气的实际产量小于以盐酸计算的氯气的理论产量)。3实验室若没有浓盐酸，可以用浓硫酸和固体NaCl与MnO2共热制取氯气：MnO2+2NaCl+3H2SO4(浓)=MnSO4+2NaHSO4+Cl2+2H2O。,4氯气的尾气吸收液不能选用澄清石灰水，因Ca(OH)2溶解度小，吸收的氯气有限。,5实验室也可用KMnO4、KCIO3与浓盐酸反应来制取Cl2。,16 HCl+2 KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl 2+8H2O,KClO3+6 HCl=KCl+3 Cl2+3 H2O,收集方法,向上排空气法或排饱和食盐水法,验满方法,观察法（黄绿色）湿润淀粉KI试纸（或品红试纸）湿润蓝色石蕊试纸 蘸浓氨水的玻璃棒，3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2,细节问题,、足量MnO2和含4 mol HCl的浓盐酸加热制得Cl2物 质的量 1mol（填小于或等于或大于）（小于）,、该反应必须加热到900C左右，为什么温度不能再高？盐酸是挥发性酸，温度再高Cl2中HCl含量高,、若实验室没有浓盐酸，可用什么代替？,NaCl固体和浓H2SO4,亦可用NaCl和NaHSO4固体代替,、如何除去Cl2中少量HCl、水蒸气?可先通入饱和食盐水（亦可用水）除去HCl，再通过浓H2SO4（或P2O5或CaCl2）除去水.,、历史上曾用地康法制Cl2 4 HCl(气)+O2 Cl2+2H2O 试根据以上反应比较KMnO4、MnO2、O2三种物质的氧化性强弱,（氧化性KMnO4MnO2O2）,思考：除去二氧化碳中混有的 HCl 的方法是_ 除去SO2中混有的 HCl 的方法是_ 除去二氧化碳中混有的 SO2 的方法是 _,思考,如何清洗制氯气后烧瓶底部 的残留物？,加入少量浓盐酸（可适当加热），使之与二氧化锰反应，再用清水洗涤。,举例说明氧化还原反应的四种基本类型（同时分析氧化还原与化合价升降和电子转移的关系）:分子间的氧化还原反应4HCl（浓）+MnO2=2H2O+Cl2+MnCl2,化合价降低2 得到电子2e-还原,化合价升高2 失去电子2e-氧化,分子内的氧化还原反应2KClO3=2KCl+3 O2多种元素之间的氧化还原反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,化合价降低12 得到电子 12e-还原,化合价升高12 失去电子 12e-氧化,化合价降低44 得到电子44e-还原,化合价升高44 失去电子 44e-氧化,自身氧化还原反应(歧化反应)Cl2+H2O=HCl+HClO,化合价降低1 得到电子 e-还原,化合价升高 1 失去电子 e-氧化,