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高一化学教案：氯气

[10-20 00:48:13]   来源：http://www.kmf8.com  高一化学教案   阅读：8952次
概要： 对于次氯酸的应用主要是利用其强氧化性，常用于漂白、杀菌、消毒等.由于次氯酸的不稳定性给次氯酸的贮存和运输带来了很大的困难，所以工业上不制备次氯酸，而是以氯水或次氯酸的盐来代替次氯酸，工业上将Cl2通入石灰乳中来制取漂白粉.2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O或2Ca(OH)2+2Cl2=2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2OCa(ClO)2的氧化性不及HClO强，所以漂白粉在使用时，可向其中加入少量的盐酸，以增强漂白粉的漂白效果.漂白粉露置在空气中时，空气中的CO2也能将 Ca(ClO)2转化为HClO，从而产生漂白作用.HClO也具有消毒、杀菌的作用.例如：下列说法中，正确的是 ( )A.久置的氯水和新制的氯水颜色相同B.久置的氯水和新制的氯水pH相同C.久置的氯水和新制的氯水都能与AgNO3溶液反应生成AgClD.由于次氯酸盐比次氯酸稳定，因此漂白粉可以露置在空气中答案：C(4)与碱反应(难点)氯气与碱溶液起反应，生成次氯酸盐、金属氯化物和水.如：Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(
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对于次氯酸的应用主要是利用其强氧化性，常用于漂白、杀菌、消毒等.由于次氯酸的不稳定性给次氯酸的贮存和运输带来了很大的困难，所以工业上不制备次氯酸，而是以氯水或次氯酸的盐来代替次氯酸，工业上将Cl2通入石灰乳中来制取漂白粉.

2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

或2Ca(OH)2+2Cl2=2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O

Ca(ClO)2的氧化性不及HClO强，所以漂白粉在使用时，可向其中加入少量的盐酸，以增强漂白粉的漂白效果.漂白粉露置在空气中时，空气中的CO2也能将 Ca(ClO)2转化为HClO，从而产生漂白作用.HClO也具有消毒、杀菌的作用.

例如：下列说法中，正确的是 ( )

A.久置的氯水和新制的氯水颜色相同

B.久置的氯水和新制的氯水pH相同

C.久置的氯水和新制的氯水都能与AgNO3溶液反应生成AgCl

D.由于次氯酸盐比次氯酸稳定，因此漂白粉可以露置在空气中

答案：C

(4)与碱反应(难点)

氯气与碱溶液起反应，生成次氯酸盐、金属氯化物和水.如：

Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O

2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

[说明] ①在常温下，Cl2与碱反应的化学方程式的一般模式为：

Cl2+碱→次氯酸盐+金属氯化物+水

但在加热的条件下Cl2与碱反应的产物有所变化.如：

3Cl2+6KOH KClO3+5KCl+3H2O

② Cl2与碱的反应还是氧化还原反应，其电子转移和元素化合价变化情况为：

在此反应中Cl2既得到电子，又失去电子，既是氧化剂，又是还原剂.

③实验室中常用NaOH溶液除去多余的Cl2，以防止污染环境.工业上将Cl2通入石灰乳中以制取漂白粉，所以漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2的混合物，其有效成分是Ca(ClO)2.

④由于HClO的酸性比H2CO3的酸性还弱，所以NaClO、Ca(ClO)2等次氯酸盐易跟包括碳酸在内的其他酸发生反应.在潮湿的空气里，次氯酸钙与空气里的二氧化碳和水蒸气反应，生成次氯酸，所以漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用.

Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO

Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO

由于Ca(ClO)2易与CO2、H2O反应，生成的HClO不稳定，所以漂粉精要密封包装，避光、隔潮存放.

⑤Cl2与碱在溶液中反应：

2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O

2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O

2Ca(OH)2(aq)+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O

思维拓展

1.实验室中要除去多余的Cl2，为什么用NaOH溶液而不用石灰水?

点拨 因为石灰水中的主要成分是Ca(OH)2，Ca(OH)2微溶于水，所以石灰水中Ca(OH)2的浓度很低，吸收Cl2的效果不及NaOH溶液好.

2.工业上制取漂白粉为什么用石灰乳而不用石灰水?

点拨 因为Ca(OH)2微溶于水，所以石灰水中Ca(OH)2的浓度很低，不利于提高产量;又因为石灰乳中含有较多未溶解的Ca(OH)2，且Ca(OH)2

=Ca2++2OH-，这样既保证了Cl2与Ca(OH)2迅速反应，又便于提高产量和生产效率.

(5)与某些盐反应

2KBr+Cl2=2KCl+Br2(溶液变为橙色)

2KI+Cl2=2KCl+I2(溶液变为褐色)

以上反应都属于置换反应，由于Cl2的氧化性较强，所以能将Br-、I-氧化为相应的单质.

Ⅳ氯元素的存在

由于氯气性质活泼，所以氯气在自然界中只能以化合态存在.如海水中含有大量的NaCl.

Ⅴ氯气的用途

(1)作消毒剂.自来水常用氯气(在1L水中通入约0.002g Cl2)来杀菌消毒.

(2)制造盐酸.H2+Cl2 2HCl.

(3)制造漂白粉.2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2 +CaCl2+2H2O，该漂白剂可用于棉、麻和纸张等的漂白.

(4)制造氯仿等有机溶剂和多种农药.

总之，氯气是一种重要的化工原料.

知识点2 氯气的实验室制法(重点、难点)

实验4-5：氯气的制取实验

实验目的：①掌握实验室制备Cl2的化学反应原理.

②掌握实验室制备Cl2的常用装置和实验方法.

③掌握实验室中收集Cl2的方法和尾气的处理方法.

实验原理：在实验室里，氯气可以用浓盐酸与二氧化锰起反应来制取.这个反应的化学方程式是：

MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2 ↑+2H2O

[说明] ①浓盐酸一般为12 mol/L，密度为1.19g/mL,稀盐酸不能发生该反应.

②从反应物、生成物的状态和反应条件分析，该反应具有以下特征：

粉末状固体+液体 气体

可见宜采用固—液加热制气装置作为气体发生装置.

实验装置：

①气体发生装置

固一液加热制气装置.首先选择反应容器，由于盐酸必须在反应中保证一定的浓度，所以用量较大，因而宜采用容积较

大的圆底烧瓶而不宜用大试管;其次，对于添加液体的容器，采用分液漏斗(不用长颈漏斗)能有效地防止Cl2逸出，且便

于控制盐酸的用量;对于圆底烧瓶，通常用酒精灯加热而且需放上石棉网，以防止圆底烧瓶受热不均而炸裂，圆底烧瓶中液

体的盛装量，一般以液体占圆底烧瓶球部容积的 ～ 为宜.实验装置如图4-8所示.

③ 气体净化装置

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，选择适当的装置来除去杂质.用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，氯气中混有HCl和H2O(g)等杂质，除去氯气中的HCl可用饱和食盐水洗气(如图4-9Ⅰ所示);除去氯气中的H2O(g)可用浓硫酸洗气(如图4-9Ⅱ所示)或用干燥的CaCl2.

③气体收集装置

气体收集装置的设计必须考虑气体和被排对象(如空气、水)的性质和欲收集气体的纯度要求，由于Cl2的密度比空气的密度大且不与空气反应，所以可以用向上排空气法收集(如图4-10Ⅰ);又因为Cl2在饱和食盐水中的溶解度不大，所以可以用排饱和食盐水法收集(如图4-10Ⅱ)，但此法收集的Cl2中含有水蒸气;还可将Cl2直接收集在橡皮球囊中.

④尾气处理装置

化学实验中，凡是有毒或易燃的尾气，都要进行适当的尾气处理，使之不会造成环境污染或形成安全隐患.对于Cl2，可以用NaOH溶液吸收而除去(如图4-11所示).

综合以上分析结果，实验室用MnO2和浓盐酸加热制取Cl2，并收集干燥纯净的 Cl2，可采用如图4-12所示的装置.

实验步骤：“连—检—装—制—集”.

①“连”——将所需仪器按图4-12所示的顺序连接.即如图4-12所示，依从下到上、从左到右的顺序连接仪器，组装成制取气体装置.

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