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(共60张PPT)
初识氯水
含氯消毒剂的前世今生
资料卡片2：
1897年，英国流行伤寒病，科学家们将氯气通入水中形成氯水，起到消毒的作用。直至今日，某些地方依然采用氯气为自来水杀菌消毒。
环节一：初识氯气
资料卡片1
1774年，瑞典科学家舍勒在研究软锰矿(主要成分为MnO2)时，将它与浓盐酸混合加热时产生了一种黄绿色、有刺激性气味的气体（该气体后来被命名为氯气）。他对这种气体的性质进行了研究，发现这种气体能杀死昆虫；而且能溶于水。
资料卡片3 氯气泄漏事故
物质
性质
问题1 你能从资料卡片中得到Cl2的哪些性质？
数据
熔点：-101 ℃
沸点：-34.6 ℃
密度：3.214 g/L(0℃)
熔点、沸点、密度
化学
性质
溶解性：（能溶于水，1:2）
物理
性质
颜色、气味、状态：黄绿色刺激性气味气体
毒性
【思考】若遇到氯气泄漏，应如何紧急疏散人群？
【思考】从哪些视角研究氯气的化学性质？
氧化性
氯气具有
强氧化性
非金属单质
与金属单质、
非金属单质化合
原子结构
预
测
元素化合价
0价
实验法
比较法
问题2 根据氯原子结构和化合价预测Cl2具有哪些性质？
实验操作
将加热后的钠、铁丝、铜丝分别伸入装有Cl2的集气瓶，观察。
Cl2与金属的反应
实验现象
与Na：
火焰为黄色，产生大量白烟
2Na＋Cl2==2NaCl
与Fe：
产生棕红色烟，溶于水后形成棕黄色溶液
2Fe＋3Cl2==2FeCl3
与Cu：
产生棕黄色烟，溶于水后形成蓝绿色溶液
Cu＋Cl2== CuCl2
氯气将大多数金属氧化成高价氯化物。
Cl2的化学性质
实验操作
将点燃的H2伸入装有Cl2的集气瓶中，观察现象。
Cl2与非金属H2的金属的反应
实验现象
H2在Cl2中安静燃烧，发出苍白色 火焰，集气瓶口上方出现白雾
点燃
H2＋Cl2===2HCl
（光照时剧烈反应，发生爆炸）
思考：燃烧一定需要O2参与吗？
环节二：初识氯水
资料卡片1：
1897年，英国流行伤寒病，科学家们将氯气通入水中形成氯水，起到消毒的作用。直至今日，某些地方依然采用氯气为自来水杀菌消毒。
资料卡片2：
某自来水厂公告：广大市民朋友，近期接到多起投诉，早晨打开水龙头，有时会闻到刺鼻的气味，这是自来水杀菌消毒后正常现象。还有市民朋友反应使用自来水养鱼、浇花后造成鱼死花谢，建议大家可以先将自来水放置2-4小时再养鱼、浇花。
观察氯气和氯水，对比观察有何变化？氯气进入水中是否发生反应？
若Cl2能与水反应，预测氯气与水反应的可能的产物及其检验方法。
预测
预测1 全部溶解 Cl2、H2O
预测2 部分溶解 部分反应 Cl2、新物质、H2O
预测3 全部反应 新物质、H2O
观察氯气和氯水，对比观察有何变化？氯气进入水中是否发生反应？
若Cl2能与水反应，预测氯气与水反应的可能的产物及其检验方法。
预测的产物 检验试剂 现象
预测的产物 检验试剂 现象
Cl- 稀硝酸、AgNO3溶液
H+ pH试纸
H+ NaHCO3溶液
H+ 紫色石蕊试液
结论：氯气可以与水反应。
氯水中存在HCl和一种具有漂白性的物质。
环节三：氯水中哪些微粒具有漂白性？
Cl2＋H2O=HCl＋HClO（弱酸）
氯气与水的反应：
任务1：用双线桥分析反应
任务2：总结氯水中含有的微粒
分子：
离子：
Cl2、HClO
H+、Cl-、ClO-
问题4：氯水中哪种物质有漂白性？
实验操作
将干燥、湿润有色布条、鲜花分别放入装有Cl2的集气瓶，观察。
Cl2与H2O反应
实验现象
干燥有色布条 ，湿润有色布条和有色鲜花 。
不褪色
褪色
Cl2＋H2O=HCl＋HClO
具有
漂白性
实验结论
Cl2不具有漂白性，与水反应的产物具有漂白性。
HClO有强氧化性，使某些染料和有机色素褪色，可用于棉、麻、纸张等的漂白剂。
环节三：氯水中哪些微粒具有漂白性？
问题5：氯水表现出强氧化性的是氯气还是HClO
反应试剂 现象 方程式
FeSO4
KI
NaBr
最初，人们将Cl2溶于水得到新制氯水，用作漂白剂，从微粒的角度的来看，试分析新制氯水具有哪些性质？
成 分：Cl2、H2O、HClO、Cl-、H+、ClO-、OH-
【化学与生活】
性质 理论解释 考点
显浅黄绿色
具有漂白性
酸性
具有氧化性
溶有Cl2
Cl2
HClO
HCl 、HClO
作漂白剂（氧化漂白）
先变红后褪色
原 理：Cl2 + H2O = HCl + HClO
能与Fe2+、I-、SO2、反应
能使紫色石蕊
含氯消毒剂的演变
含氯消毒剂的前世今生
问题1：贝托莱为什么放弃氯水作漂白剂？
科学史话：法国化学家贝托莱于1785年尝试将氯水用于漂白，很快，在1787年，他又制得雅韦尔溶液(主要成分次氯酸钾)，让当时的印染厂大大提升了漂白效率。
新制氯水
久置氯水
环节一：再识氯水
问题2：久置氯水是否仍有漂白性？如何设计实验证明？
方案 现象
将久置氯水滴入pH试纸
将久置氯水滴入蓝色石蕊试纸
将久置氯水滴入NaHCO3溶液
问题3：结合氯水的成分，结合实验现象预测哪种微粒发生了变化，怎样设计实验验证？
教材信息：次氯酸是很弱的酸，只存在于水溶液中，次氯酸不稳定，在光照下容易分解产生氧气。
利用数字传感器验证HClO光照分解产物实验中，分析如下，请试着写出分解方程式。
2HClO == 2HCl ↑+ O2
光照
【通过数字化实验验证次氯酸分解产物】
3. 与H2O反应
Cl2 + H2O HCl +
HClO(次氯酸)
HClO：
弱酸，只存在于水溶液中。
强氧化性，可漂白、杀菌、消毒等，可用于自来水消毒。
【思考】贝托莱发现氯水露置在日光下会失去漂白能力，同时产生盐酸和氧气，
解释原因？
3. 不稳定性，光照条件下分解产生盐酸和氧气。
2HClO 2HCl + O2↑
光照
氯气对自来水消毒可能产生对人体有害的物质。新的自来水消毒剂：二氧化氯、臭氧
由于新制氯水不稳定，人们制得较稳定的次氯酸钠(NaClO) 、次氯酸钙[Ca(ClO)2]等具有漂白作用的次氯酸盐。你知道是怎么反应的吗？
化学与生活
（1）化学方程式：________________________________。
（2）离子方程式：___________________________。
（3）漂白液的主要成分 ，有效成分是_______。
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O
NaClO
氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物分别是？
氯气有毒，该反应还可以用来吸收氯气（尾气处理）
Cl2与NaOH的反应
工业制漂白液
NaClO、NaCl
与石灰乳反应——工业制取漂白粉/漂白精
（1）化学方程式：___________________________________。
（2）离子方程式：_________________________________。
（3）漂白粉/精的主要成分是 有效成分是_________。
2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
2Cl2 + 2Ca(OH)2 = 2Ca2+ + 2Cl- + 2ClO- + 2H2O
Ca(ClO)2
（4）漂白原理：
由于HClO光照下易分解，漂白粉长期在空气中容易失效
Cl2与Ca(OH)2的反应
Ca(ClO)2+CO2＋H2O ＝ CaCO3↓＋2HClO
Ca(ClO)2、CaCl2
漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂。
已知酸性：H2CO3>HClO>HCO3-
课堂小结
Cl元素
原子结构
氯气
物理性质
与水反应
强氧化性
最外层有7个电子，易得到1个电子
化学性质
与碱反应
次氯酸
一种黄绿色有刺激性气味的气体，密度比空气大，可溶于水
与金属单质、非金属单质、还原性化合物
Cl2+H2O=HCl+HClO
制取漂白粉、漂白液
强氧化性、弱酸性、不稳定性
水质检验员是指对天然水、工业用水、生活用水等的物理性质、化学性质及生物性质进行检验和评定的专业技术人员。水质检验的目的是考察和研究环境质量、水的污染性或水受污染的程度、水质是否适宜使用。以及水处理过程的效率等。自来水厂，污水处理厂，玻璃加工、制药、食品和化工企业等都需要进行水质检验。例如，自来水厂水质检验员的工作就是在自来水出厂前，利用化学分析仪器等对水中的一些物质，如硫酸根离子、氯离子、放射性物质、微生物和有机物等进行检测，并对检测数据进行分析，以确保百姓家中的自来水达到国家《生活饮用水卫生标准》。
拓展延伸
实验操作
【实验2-9】氯离子的检验
实验现象
①稀HCl+ AgNO3
在三支试管中分别加入2~3mL稀盐酸、NaCl溶液、 Na2CO3溶液，然后各滴入几滴AgNO3溶液，观察现象。再分别加入少量稀硝酸，观察现象。
② NaCl+ AgNO3
产生不溶于稀硝酸的白色沉淀
③Na2CO3 + AgNO3:
产生白色沉淀，加入稀硝酸后沉淀溶解
Cl－＋Ag＋=AgCl↓
Ag2CO3＋2H＋=2Ag＋＋CO2↑＋H2O
CO32－＋2Ag＋=Ag2CO3↓
Cl-的检验：
试剂：稀HNO3+AgNO3溶液
实验结论
取样
现象
加试剂
结论
取少量待测液于一洁净试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若观察到溶液中有白色沉淀生成，说明溶液中含有Cl-。
操作过程及现象：
深度思考
1.如何检验Na2CO3固体中是否混入了少量的NaCl杂质？写出实验操作步骤和有关的离子方程式。
提示：取少量样品，加水溶解，配制成溶液。向该溶液中加入过量稀硝酸至没有气泡产生为止，再加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明原Na2CO3固体中有NaCl；若没有白色沉淀产生，说明原Na2CO3固体中没有NaCl。
2.若溶液中同时含有SO42-和Cl-，如何设计实验检验Cl-？
有关离子反应：CO32-＋2H＋=H2O＋CO2↑，Ag＋＋Cl－=AgCl↓
提示：先加入足量的Ba(NO3)2溶液，过滤后取滤液(或静置后取上层清液)，再加入稀硝酸酸化，最后加入AgNO3溶液，若生成白色沉淀，说明含有Cl－。
84消毒液的制备
含氯消毒剂的前世今生
1789年
法国 贝托莱
制得次氯酸钾溶液代替氯水，大大提升了印染的漂白效率
1820年
法国 拉巴拉克
制得更廉价的次氯酸钠，用于防腐防臭
1915年
英国 达金
将次氯酸钠溶液开始用于杀菌消毒
1984年
北京 地坛医院
制得高浓度次氯酸钠溶液（84消毒液）用于灭杀肝炎病毒
84消毒液演化史
问题1：84消毒液的制备原理是什么？
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
问题2：如何实现Cl-到Cl2的转化？
资料卡片：氯元素在自然界中主要以氯化物或氯离子的形式存在，其中海水中含有大量的氯元素，其含量达到19350mg·L-1
环节一：分析制备氯气的原理
Cl- Cl2
氧化剂
问题3：阅读教材，历史上，我们选用哪种氧化剂实现转化？
实验室制备氯气的原理：
MnO2+4H++2Cl- Mn2+ + Cl2↑+2H2O
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
环节一：分析制备氯气的原理
问题4：我们熟悉的氧化剂能否制取氧气？
资料卡片2：KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等氧化性均强于MnO2
①2KMnO4＋16HCl（浓）==2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O
②KClO3＋6HCl（浓）==KCl＋3Cl2↑＋3H2O
③K2Cr2O7＋14HCl（浓）==2CrCl3＋2KCl＋3Cl2↑＋7H2O
快速制氯气
MnO2与浓盐酸
混合加热
1774年
舍勒
2NaCl+3H2SO4（浓）+MnO2
1786年
贝托莱
4HCl+O2
CuCl2作催化剂
高温
1868年
洪特
海洋资源开发
电解饱和食盐水
现代工业
环节二：设计制备氯气的装置
任务1：联系初中制取氢气、氧气、CO2等气体的经验，利用下列所给装置，试着设计出实验室制氯气的装置。
A B C D E F G H
氯化氢在水中的溶解度 氯气在水中溶解度
常温常压下，1体积水可以溶解约500体积的氯化氢 常温常压下，1体积水可以溶解约2体积的氯气
每升水中氯化钠质量（g） 可溶解氯气质量（g）
0 5.80
58.34 4.11
174.83 2.95
233.17 2.55
291 2.19
资料卡片一
资料卡片二
A B C D E F G H
A B C D E F G H
实验室制备气体的思路
一、设计气体制备装置的基本思路
二、气体制备装置的连接顺序
饱和食盐水
浓硫酸
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
如何判断氯气已经集满？
浓盐酸
KMnO4
饱和食盐水
浓硫酸
饱和食盐水
干燥装置
发生装置
除杂装置
收集装置
环节三：设计制备84消毒液的装置理
资料卡片
Cl2与NaOH在不同温度下反应，产物不同。在较低温度下与浓氢氧化钠溶液反应能生成NaClO，在较高温度下与浓氢氧化钠溶液反应易生成NaClO3
任务2：结合资料卡片以及氯气的制备装置设计制备84消毒液的实验装置。
饱和食盐水
浓硫酸
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
饱和食盐水
浓硫酸
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
饱和食盐水
浓硫酸
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
NaOH溶液
饱和食盐水
浓硫酸
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
NaOH溶液
冰水
主反应装置
干燥装置
发生装置
除杂装置
尾气装置
实验室中制取气体装置的设计
实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置。
装置的连接顺序一般为：
发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置
洗气瓶
根据实际需要，还可以增加除杂装置和尾气处理装置等。
思考交流
【回忆初中学习过的气体实验室制法，根据下表的要求进行梳理】
气体 制取原理（方程式） 反应物状态 反应条件 发生装置图
CO2
固体+液体
固体+固体
固体+液体
不加热
加热
不加热
O2
O2
2H2O2 2H2O + O2↑
MnO2
实验室制取气体的反应装置，应该根据反应物的状态和反应条件来决定
CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
△
二、氯气的实验室制法
反应原理：
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
1、反应装置：
√ 　　
根据实验室制取氯气的原理，应该选择怎样的装置呢？
查阅资料：MnO2是黑色难溶于水的固体。
反应原理：
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
查阅资料：Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水
①排水法
②向上排空气法
③向下排空气法
饱和食盐水
排饱和食盐水法
如何收集氯气呢？
2、收集装置：
√ 　　
思考交流
（1）集气瓶中充满黄绿色气体。
（2）将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近瓶口，观察到试纸立即变蓝
或：湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口，观察到试纸先变红后褪色
1，用向上排空气法收集的Cl2如何验满？
√ 　　
2，实验室制氯气是否需要进行尾气吸收？如果需要，那该用 什么吸收氯气呢？
思考交流
这样收集到的氯气纯净吗？有哪些杂质？如何除去？有没有先后顺序？
收集装置
尾气处理装置
发生装置
一、氯气的实验室制法
1.反应原理：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
2.发生装置：固 + 液 气
△
3.除杂装置：饱和食盐水除HCl，浓硫酸除水蒸气
4.收集装置：向上排空气法、排饱和食盐水法
5.尾气处理：Cl2 +2NaOH NaCl+NaClO+H2O
6.验满方法：湿润的淀粉KI试纸靠近集气瓶口/导管口（变蓝）
深度思考
1.加热条件下，将含有36.5 g HCl的浓溶液与足量二氧化锰反应制备氯气，发现生成氯气的质量少于理论值，其主要原因是什么（操作和收集都规范正确）？
提示：①加热使HCl大量挥发
②随着反应的进行盐酸浓度逐渐变小，稀盐酸与MnO2不反应。
2. 84消毒液和洁厕剂（主要含HCl）混用容易引起中毒，你知道原因吗？
Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
思考：为什么稀盐酸与MnO2不反应？
因为稀盐酸的还原性比浓盐酸弱，稀盐酸不能被MnO2氧化得到Cl2。
知识拓展
其他用于实验室制取氯气的化学试剂及反应
用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂代替MnO2制取氯气，反应不需加热且反应速率较快，如：
①2KMnO4＋16HCl（浓）===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O
②KClO3＋6HCl（浓）===KCl＋3Cl2↑＋3H2O
③K2Cr2O7＋14HCl（浓）===2CrCl3＋2KCl＋3Cl2↑＋7H2O

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