氯气与碱反应学案

第2课时氯气与碱反应及氯离子的检验
【学习目标】
1.根据氯气与水的反应能正确写出氯气与碱[NaOH、Ca(OH)2]反应的化学方程式。

2.知道漂白粉的成分和用途。

3.学会氯离子的检验方法。

【新知导学】
一、氯气与碱的反应
1．将氯气通入氢氧化钠溶液中，可制得漂白液。

(1)反应的化学方程式是__________________________。

(2)漂白液的有效成分是__________。

2．工业上制取漂白粉(氯气和石灰乳)的原理与上述反应原理相似。

(1)反应的化学方程式是________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)漂白粉的成分是________________，有效成分是____________，漂白精的主要成分是________。

(3)漂白粉的漂白原理：利用复分解反应原理和较强酸能够制取较弱酸的原理使漂白粉中的次氯酸钙转化为次氯酸进行漂白。

Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2＋2HClO，离子方程式是
________________________________________________________________________。

(4)漂白粉长期露置于空气中，最终会生成氯化钙而失效，有关反应的化学方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。

【归纳总结】
(1)自来水常用氯气来杀菌消毒，但因氯气的溶解度不大，而且生成的次氯酸很不稳定，不便于________，而次氯酸盐性质______，且遇酸或空气中的________和水蒸气可生成HClO。

因此常用氯气与碱反应制取漂白粉。

(2)漂白粉在空气中保存不当会变质。

因此漂白粉和漂粉精的保存方法是_________________ _______________。

【活学活用】
1．有关漂白粉和漂白液的说法正确的是________(填序号)。

①工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉。

②漂白液的有效成分是NaClO ，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。

③漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理不相同。

④漂白粉空气中久置不可能发生氧化还原反应。

⑤漂白粉空气中久置变质，理由是漂白粉中的CaCl 2与空气中的CO 2反应生成CaCO 3。

⑥漂白粉在空气中不稳定，所以可用于漂白纸张。

2．用漂白粉溶液浸泡过的有色布条晾置在空气中一段时间，漂白效果更好，原因是( )
A ．漂白粉被氧化了
B ．有色布条被空气中的氧气氧化了
C ．漂白粉跟空气中的CO 2反应充分，生成了较多量的HClO
D ．漂白粉溶液蒸发掉部分水，其浓度增大
二、氯气的实验室制法
实验室制取氯气的装置如图所示：
(1)用化学方程式表示制取氯气的反应原理：_______________________________________ __________________________________________________________________________。

(2)发生装置所用仪器的名称为_______________________________________________。

(3)装置C 的作用是_________________________________________________________， 装置D 的作用是____________________________________________________________。

(4)检验E 瓶集满氯气的方法是__________________________________________________。

(5)烧杯F 中盛放的液体是__________，其作用是___________________________________ ________________________________________________________________________。

【归纳总结】
1.反应原理
实验室常用强氧化剂(如MnO 2、KMnO 4等)氧化盐酸等来制取氯气：
MnO 2＋4HCl(浓)====△
MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O
2KMnO 4＋16HCl===2KCl ＋2MnCl 2＋5Cl 2↑＋8H 2O
2．仪器装置
(1)气体发生装置类型：固＋液――→△气
(2)实验装置组成 气体发生装置＋净化装置(除HCl )＋干燥装置＋收集装置＋尾气处理装置
(3)实验主要仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。

3．收集方法
(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。

(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的氯化氢气体)。

4．验满方法
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，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氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。

【活学活用】
3．(1)实验室制取氯气时，下列操作不正确的是________(填字母)。

A．装置Ⅰ可用于制取少量氯气
B．用装置Ⅱ除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置Ⅲ制取氯气
D．用装置Ⅳ干燥氯气
(2)实验室制取干燥、纯净的氯气，除了二氧化锰、浓盐酸外还需要的试剂是________________________________________、_____________________________________、_________________________________________。

(3)已知高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应能产生氯气。

若用如下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气及验证它与金属的反应。

每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是________(填字母)。

三、氯离子的检验
1．在5支试管中分别加入2～3 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水、蒸馏水，然后各滴入几滴AgNO3溶液，再分别加入少量稀硝酸，观察现象，填写下表：
实验现象
滴入几滴AgNO3溶液加入少量稀硝酸
①稀盐酸
②NaCl溶液
③Na2CO3溶液
④自来水有少量白色沉淀生成
⑤蒸馏水
2.请写出上述实验中有关的化学方程式
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。

【归纳总结】
氯离子(Cl－)的检验方法
(1)方法：先加稀________溶液，再加________溶液。

(2)现象：产生__________。

(3)原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。

(4)加稀硝酸的目的：排除________等的干扰。

【活学活用】
4．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有()
A ．Cl －、SO 2－4
B ．Cl －、NO －3
C ．Cl －、CO 2－
3 D ．Cl －、OH － 5．有一包白色固体，它可能是KCl 、K 2CO 3、KNO 3中的一种或几种，进行下列实验： ①溶于水，得到无色溶液；
②在所得溶液中滴入AgNO 3溶液，生成白色沉淀；
③再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡生成。

根据上述现象判断：
(1)白色固体中一定含有的成分是______________，可能含有的成分是________。

(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式：________________________________ ________________________________________________________________________。

【学习小结】
【达标检测】
1．下列关于漂白粉的叙述不正确的是( )
A ．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
B ．漂白粉在空气中久置后会变质
C ．漂白粉是将Cl 2通入石灰乳中制得
D ．漂白粉的主要成分是CaCl 2
2．下列检验Cl －
的方法正确的是( )
A ．在某溶液中滴加AgNO 3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有Cl －
B ．在某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO 3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl －
C ．在某溶液中先滴加AgNO 3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有Cl －
D ．在某溶液中滴加用HNO 3酸化的AgNO 3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl －
3．实验室制Cl 2的反应为MnO 2＋4HCl(浓)====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 。

下列说法错误的是
( )
A ．反应中还原剂是HCl ，氧化剂是MnO 2
B．每生成1 mol Cl2，转移电子的物质的量为2 mol
C．每消耗1 mol MnO2，起还原剂作用的HCl消耗4 mol
D．所得到的气体中，除含有一些水蒸气外，还含有HCl气体
4．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。

所得的氯气()
A．①比②多B．②比①多
C．一样多D．无法比较
5．在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。

进行此实验，所用仪器如图所示。

(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母)：________接________；________接________；________接________；________接________。

(2)装置中，饱和食盐水的作用是____________________________________________
________________________________________________________________________；NaOH溶液的作用是________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生。

如果有Cl2产生，可观察到_______________________________________________________________________，
反应的化学方程式为______________________________________________________。

(4)写出下列化学反应的化学方程式：
①气体发生装置中进行的反应：____________________________________________
________________________________________________________________________。

②NaOH溶液中发生的反应：_______________________________________________
________________________________________________________________________。

答案精析
新知导学
一、
1．(1)Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O (2)次氯酸钠
2．(1)2Ca(OH)2＋2Cl 2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O (2)CaCl 2、Ca(ClO)2 Ca(ClO)2 Ca(ClO)2
(3)ClO －＋H ＋
===HClO
(4)①Ca(ClO)2＋H 2O ＋CO 2===CaCO 3＋2HClO
②2HClO=====光照2HCl ＋O 2↑
归纳总结
(1)保存 稳定 CO 2 (2)密封、避光并置于阴凉干燥处
活学活用
1．②③
解析 ①不正确，漂白粉是将Cl 2通入石灰乳中制得的混合物，反应的化学方程式为2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O ；②正确，漂白液的有效成分是NaClO ，漂白粉的主要成分是CaCl 2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2；③正确，漂白粉用于自来水杀菌消毒，明矾用于除去水中的悬浮杂质，二者的作用原理不同；④不正确，漂白粉空气中久置的化学方程式为Ca(ClO)2＋H 2O ＋CO 2===CaCO 3＋2HClO,2HClO=====光照2HCl ＋O 2↑，既有复分解反应，又有氧化还原反应；⑤不正确，漂白粉空气中失效原因是Ca(ClO)2＋H 2O ＋CO 2===CaCO 3＋2HClO ，而CaCl 2与H 2O 和CO 2不反应；⑥漂白粉能用于漂白纸张，与其强氧化性有关，与不稳定性无关。

2．C [晾置在空气中一段时间漂白效果更好是因为漂白粉跟空气中的CO 2反应充分，生成较多量的HClO 。

故正确答案为C 。

]
二、
(1)MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O
(2)分液漏斗、圆底烧瓶
(3)除去Cl 2中的少量HCl 气体 干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)
(4)湿润的红色布条放在瓶口褪色(或湿润淀粉碘化钾试纸放在瓶口变蓝)
(5)NaOH 溶液 吸收过量的氯气，防止污染环境
活学活用
3．(1)ABCD
(2)饱和食盐水 浓H 2SO 4 NaOH 溶液
(3)BD
三、
1．(从左到右，从上到下)有白色沉淀生成 沉淀不溶解 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 有白色沉淀生成 沉淀溶解，有气泡产生 沉淀不溶解 无明显变化 无明显变化
2．②NaCl ＋AgNO 3===AgCl ↓＋NaNO 3 ③Na 2CO 3＋2AgNO 3===Ag 2CO 3↓＋2NaNO 3 Ag 2CO 3＋2HNO 3===CO 2↑＋H 2O ＋2AgNO 3 ④Cl 2＋H 2O===HCl ＋HClO HCl ＋AgNO 3===AgCl ↓＋HNO 3
归纳总结
(1)HNO 3 AgNO 3 (2)白色沉淀 (4)CO 2－
3 活学活用
4．C [根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使石灰水变浑浊的气体，则原溶液中存在CO 2－3和Cl －。

] 5．(1)KCl 和K 2CO 3 KNO 3 (2)Ag ＋＋Cl －===AgCl ↓、2Ag ＋＋CO 2－
3===Ag 2CO 3↓、Ag 2CO 3＋2H ＋===2Ag ＋
＋H 2O ＋CO 2↑
解析 三种物质溶于水均得到无色溶液，且相互之间不反应；加入AgNO 3溶液生成白色沉淀，说明固体中可能含KCl 、K 2CO 3或两者中的一种；滴加稀HNO 3，沉淀量减少说明固体中含有K 2CO 3，沉淀不完全消失说明固体中含有KCl 。

达标检测
1．D
2．D [可能有CO 2－3、PO 3－4等的干扰，A 错误；加入盐酸，引入Cl －，B 、C 错误；硝酸酸化排除干扰，加硝酸银溶液得到不溶于稀硝酸的白色沉淀即为AgCl ，由此说明原溶液中有Cl －，D 正确。

]
3．C [每消耗1 mol MnO 2，反应消耗4 mol HCl ，其中起还原作用的HCl 为2 mol 。

]
4．B [146 g HCl 的物质的量为4 mol,87 g MnO 2的物质的量为1 mol ，由化学方程式：MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 知，1 mol MnO 2可以与4 mol HCl 反应，但是由于稀盐酸与MnO 2不反应，所以含有4 mol HCl 的浓盐酸不能与MnO 2完全反应。

]
5．(1)E C D A B H G F (2)除去氯气中的HCl 杂质 吸收过量的氯气 (3)试纸变蓝 2KI ＋Cl 2===2KCl ＋I 2
(4)①MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O
②2NaOH ＋Cl 2===NaCl ＋NaClO ＋H 2O
解析 (1)制备干燥纯净的氯气应按照气流方向如下连接各部分装置：制气装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置。

(3)Cl 2氧化KI 生成碘，碘单质遇淀粉变蓝。

故观察到的现象为试纸变蓝，反应方程式为KI ＋Cl 2===2KCl ＋I 2。