2019_2020学年高中化学第四章非金属及其化合物第二节第2课时氯气与碱反应及Cl-的检验学案新人教版

第2课时 氯气与碱反应及Cl －的检验[核心素养发展目标] 1.从氯化合价的角度认识氯气与水、碱的反应，掌握氯及其化合物的转化。

2.通过实验探究氯气的制备、性质及Cl －的检验，掌握实验室制备气体的仪器选择，目的：进一步理解Cl 2对环境的影响。

一、氯气与碱的反应1．与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液(1)制取反应的化学方程式：Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O 。

(2)离子方程式：Cl 2＋2OH －===Cl －＋ClO －＋H 2O 。

(3)漂白液的有效成分是次氯酸钠。

2．与石灰乳反应——制取漂白粉(1)制取反应的化学方程式：2Ca(OH)2＋2Cl 2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O 。

(2)漂白粉的主要成分是CaCl 2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。

(3)漂白粉的漂白原理：利用复分解反应原理，漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。

(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： ①Ca(ClO)2＋H 2O ＋CO 2===CaCO 3↓＋2HClO ； ②2HClO =====光照2HCl ＋O 2↑；③CaCO 3＋2HCl===CaCl 2＋H 2O ＋CO 2↑。

(1)氯气的溶解度不大，而且生成的次氯酸很不稳定，不便于保存，而次氯酸盐性质稳定，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密封、避光并置于阴凉干燥处。

例1 在抗震救灾中要用大量漂白粉和漂白液杀菌消毒。

下列说法中正确的是( ) A ．漂白粉是纯净物，漂白液是混合物 B ．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2C ．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉D ．漂白液的有效成分是Na 2O 2答案 B解析 漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，有效成分是次氯酸钙，是混合物；漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸钠，有效成分是次氯酸钠，是混合物。

【考点】氯气与碱反应及其应用 【题点】漂白粉的制取、存放与用途例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充分反应，生成了较多量的HClOD ．漂白粉溶液蒸发掉部分水，其浓度增大 答案 C解析 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充分反应，生成较多量的HClO 。

【考点】氯气与碱反应及其应用 【题点】漂白粉的制取、存放与用途 二、氯气的实验室制法 1．反应原理实验室常用强氧化剂(如MnO 2、KMnO 4等)氧化浓盐酸等来制取氯气： MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O2KMnO 4＋16HCl(浓)===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)发生装置所用仪器的名称为分液漏斗、圆底烧瓶。

(3)装置C 的作用是除去Cl 2中少量的HCl 气体。

(4)装置D 的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。

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，用此法可除去实验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。

5．尾气处理(1)仪器装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。

(2)该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。

例3某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备Cl2。

下列分析中不正确的是( )A．①中可用分液漏斗代替长颈漏斗B．①中缺少加热装置C．②中盛放的NaOH溶液可以净化氯气D．④中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气答案 C解析A中可用分液漏斗代替长颈漏斗，避免盐酸挥发，气体逸出，同时便于控制反应速率，A正确；二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气，需要添加加热装置，B正确；NaOH 溶液吸收氯气，不能净化Cl2，可以用饱和食盐水净化氯气，C错误；氢氧化钠溶液与氯气反应，可以吸收氯气，防止污染空气，D正确。

【考点】氯气的实验室制法【题点】制取氯气实验的仪器装置例4如图所示装置可用于二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取氯气，并利用产物进行后续实验，请填写下列空白：(1)写出二氧化锰与浓盐酸反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________。

(2)在该反应中，HCl 充当的是____________(填“氧化剂”或“还原剂”)。

(3)洗气瓶B 中盛有饱和食盐水，洗气瓶C 中盛有品红溶液，在洗气瓶D 中放有石灰乳，则C 瓶中观察到的现象是______________________；D 瓶中发生反应的化学方程式是 ________________________________________________________________________。

(4)若反应产生了标况下11.2L 的氯气，则参与氧化还原反应的HCl 的物质的量是________mol 。

答案 (1)4HCl(浓)＋MnO 2=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O (2)还原剂(3)品红溶液褪色 2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O (4)1【考点】氯气的实验室制法 【题点】氯气制备的综合实验 思维启迪(1)稀盐酸与MnO 2不反应，制取氯气时必须选用浓盐酸；加热温度不宜过高，以减少氯化氢的挥发。

(2)制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。

(3)尾气处理时，不能用澄清石灰水吸收氯气，因为澄清石灰水中Ca(OH)2含量少，吸收不完全。

(4)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的氯气，再拆卸装置，避免污染空气。

相关链接氯气的实验室制法详解1．发生装置(Ⅰ)(1)特点：固体＋液体――→△气体。

(2)仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。

(3)试剂：A 中盛放浓盐酸，B 中盛放二氧化锰。

2．净化装置(Ⅱ)气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。

用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，除去氯气中的水蒸气除可用浓硫酸外，也可用干燥的CaCl2，装置如图所示。

3．收集装置(Ⅲ)(1)收集方法：用向上排空气法(Cl2的密度大于空气的密度)；不要求干燥时，也可用排饱和食盐水法收集(Cl2在饱和NaCl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HCl气体)。

(2)验满方法：用湿润的蓝色石蕊试纸检验。

将湿润的蓝色石蕊试纸放在集气瓶口，若试纸先变红后褪色，则证明Cl2已收集满。

4．尾气处理装置(Ⅳ)(1)导气管要伸入液面以下。

(2)F中盛放试剂：氢氧化钠溶液；作用：吸收过量的氯气，防止污染环境。

5．实验室制备Cl2的注意事项(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。

(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。

(3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。

(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。

6．MnO2与盐酸反应特点(1)浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，4molHCl参加反应，被氧化的Cl－为2mol。

(2)随着反应的进行盐酸浓度变小，故无论MnO2是否足量，盐酸均不能完全反应，反应后溶液为盐酸和MnCl2的混合液。

三、氯离子的检验1．在5支试管中分别加入2～3mL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：2.请写出上述实验中有关的化学方程式：②NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3；③Na2CO3＋2AgNO3===Ag2CO3↓＋2NaNO3，Ag2CO3＋2HNO3===CO2↑＋H2O＋2AgNO3。

氯离子(Cl－)的检验方法(1)方法：先加稀HNO3溶液，再加AgNO3溶液。

(2)现象：产生白色沉淀。

(3)原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。

(4)加稀硝酸的目的：排除CO2－3等离子的干扰。

例5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－、SO2－4B．Cl－、NO－3C．Cl－、CO2－3D．Cl－、OH－答案 C解析根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使澄清石灰水变浑浊的气体，则原溶液中存在CO2－3和Cl－。

【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯离子的检验例6有一包白色固体，它可能是KCl、K2CO3、KNO3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AgNO3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：___________________________________。

答案(1)KCl和K2CO3KNO3(2)Ag＋＋Cl－===AgCl↓、2Ag＋＋CO2－3===Ag2CO3↓、Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑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AgNO3溶液生成白色沉淀，说明固体中可能含KCl、K2CO3或两者中的一种；滴加稀HNO3，沉淀量减少说明固体中含有K2CO3，沉淀不完全消失说明固体中含有KCl。

【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯离子的检验1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉( )(2)漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应( )(3)漂白粉在空气中不稳定，所以可用于漂白纸张( )(4)实验室制取干燥、纯净的氯气，可依次通过浓硫酸、饱和食盐水( )(5)检验Cl－时，要加稀硝酸排除其他离子的干扰( )(6)1molCl2与足量的NaOH溶液反应，转移电子数为2N A( )答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯气性质的综合应用2．已知：2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，下列关于该反应的说法正确的是( ) A．工业上可用来制取漂白粉B．属于复分解反应C．氯元素只被还原D．还原产物与氧化产物的质量比为1∶1答案 A解析氯气与氢氧化钙溶液反应，生成氯化钙(还原产物)和次氯酸钙(氧化产物)，二者的物质的量之比为1∶1；该反应中氯气既是氧化剂又是还原剂，氯元素既被氧化又被还原。