氯气的性质

主编:黄冈中学化学集体备课组

一、氯元素的原子结构

 Cl易得1个电子,具有强氧化性(非金属性)。

二、氯气的性质(Cl2

  (讲)氯气是1774年瑞典化学家舍勒首先发现的。氯元素英文“chlorine”,有“绿色的”意思。我国学者徐寿早年的译文将氯气称为“绿气”,后改为氯气。

1、物理性质

  (展示)一瓶氯气,让学生观察Cl2的颜色,并示范闻气体的气味的方法。

  [板书]黄绿色有刺激性气味的气味,比空气重,可溶于水(1∶2),有毒,易液化(-34.6℃,变为液体)。

  资料:

  Cl2是一种有毒的气体,吸入少量会使鼻和喉头的粘膜受到刺激而引起咳嗽,吸入过量的Cl2会使人窒息,甚至矢之。Cl2的毒性在战争中首被用作为杀伤性的武器。第一次世界大战中,德军与英、法两军在比利时的伊普尔激战了几天几夜,不相上下。这时德国的化学家哈伯(被人誉为“魔鬼与天使”),当时德军重要的高级参谋,他让士兵沿线铺设氯气罐,致使英、法联军死伤惨重,结束了这次战斗。这也使哈伯后来荣获1918年诺贝尔化学奖,引起了世界人民巨大的抗议。

2、化学性质

  Cl2是一种活泼的非金属单质,在一定条件下,能与绝大多数金属与大多数非金属反应。

  (1)和金属反应

  2Na+Cl22NaCl    (黄色火焰,大量白烟)

  Cu+Cl2CuCl2    (棕黄色的烟)

  2Fe+3Cl22FeCl3   (棕色的烟)

  (讲)Cl2氧化性强,能与除Au、Pt外的所有金属直接反应,与Fe、Cu这样的变价金属反应时,均得到高价态氯化物。但常温下,干燥的Cl2不与Fe反应。因此,人们将氯气液化贮存钢瓶内。

  (2)与非金属反应

  H2+Cl22HCl    (安静燃烧,苍白色火焰,瓶口有白雾)

  H2+Cl22HCl   (爆炸)

  (提问)工业上如何制盐酸呢?

  将H2在Cl2中点燃,由于输送的管道为钢管,混有Fe3+,工业盐酸显黄色。

  任何剧烈的发光发热的化学反应,都叫做燃烧。

  2P+3Cl22PCl3(l)

  2P+5Cl22PCl5(s)  (白色烟雾)

  

  (3)Cl2与H2O反应

   

  (板书)次氯酸HClO的性质

  a.弱酸性HClOH+ClO

  (弱酸应为弱电解质,引出HClO的电离方程式的书写)

  [演示实验]Cl2使潮湿的有色纸条褪色

  引导学生思考褪色的原因?

  [对比实验]将干燥的红色纸条放入盛Cl2的集气瓶中。(不褪色)

  得出结论:起漂白作用的为HClO。

  [板书]b.强氧化性:有机色素褪色,利用强氧化性,还可用于杀菌消毒。

  [板书]杀菌消毒

  自来水中常通入Cl2来杀菌消毒(生成HClO,HClO是有强氧化性,将细菌杀死)

  (讲)喜欢种花或养鱼的人,都会有这样的经验:在浇花或者给鱼缸换水前,会先把自来水放在太阳底下晒一晒,为什么呢?

  使得水中残留的Cl2源源不断地与水反应,所以晒一晒,会减少自来水中Cl2的残留。

  (板书)c.不稳定性: 2HClO2HCl+O2

  (讲)

  [板书] 新制氯水的成份:Cl2、H2O、HClO、H、Cl、ClO、OH(极少量)

  氯水要随配随用,保存在棕色试剂瓶中。

  (提问)久置氯水中又含有哪些微粒?

  (板书)久置氯水成份:H2O、H、Cl、OH(相当于一瓶稀盐酸)[板书有误:久置氯水成份中H2O漏写了。]

  液氯:Cl2,纯净物

  (提问)取一张蓝色的石蕊试纸,滴加新制的氯水,有何现象?

  (学生猜测)蓝色石蕊试纸先变红后褪色。

  (演示实验)中间为白色,两边为红色,并且白色不断向两边扩散。

  (过渡)HClO作为漂白剂,不易保存,一般转化为次氯酸盐来贮存和运输。

  (4)Cl2与碱反应

  Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(岐化反应)

  ①反应制得的溶液为漂白液,主要成份:NaCl和NaClO,有效成份:NaClO。NaClO比HClO稳定易保存。

  ②可以用NaOH吸收多余Cl2,防止大气污染。

  (讲)Cl2与NaOH的反应可以理解为

   

  练习:写出Cl2通入澄清石灰水中的反应:

 

  (讲)工业上利用这个反应制造漂白粉或漂粉精,由于Ca(OH)2溶解度小,工业上是将Cl2通入消石灰得到CaCl2、Ca(ClO)2

  漂白原理:

  Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO(家庭),酸性:H2CO3>HClO

  Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO(工业)

  (讲)漂白粉应密封保存

  (5)与还原性物质反应

  Cl2+2FeCl2=2FeCl3(除FeCl3中FeCl2)

  Cl2+H2S=2HCl+S↓(氧化性:Cl2>S)

  Cl2+2KI=I2+2KCl(湿润的KI淀粉试纸检验Cl2)

  Cl2+SO2+H2O=H2SO4+2HCl

三、用途

①消毒杀菌、制漂白粉

②制盐酸

③制有机溶剂:CHCl3(氯仿)等。

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