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(共39张PPT)
第1课时　钠的性质与制备
专题3
2021
内容索引
01
02
课前篇
素养初探
课堂篇
素养提升
素养目标
1.了解钠的物理性质,认识钠是一种很活泼的金属;了解钠的存在、用途及制备方法。
2.能够用实验的方法探究钠及其氧化物的性质。
3.通过实验操作及观察,培养证据推理与模型认知素养。
课前篇
素养初探
【知识铺垫】
1.氯气是氧化性较强的非金属单质,可以与大多数金属反应,微热条件下,与钠反应的实验现象是钠在氯气中剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成白烟,反应的化学方程式为2Na+Cl2
2NaCl。
2.许多金属在空气中能与氧气发生反应,如铁在潮湿的空气中生成铁锈,铜在潮湿空气中久置会生成铜绿,点燃条件下铁与氧气剧烈反应生成黑色的四氧化三铁。
3.钠原子的最外电子层上只有一个电子,在与其他物质反应时,钠原子很容易失去最外层的一个电子,形成具有稳定电子层结构的钠离子。所以钠单质有较强的还原性。
【必备知识】
1.钠单质的物理性质
状态
颜色
硬度
密度
熔点
固体
银白色
质软
小于水
较低
2.钠的化学性质
(1)钠与氧气反应。
(2)钠与水反应。
钠与水反应中水是氧化剂,钠是还原剂,用双线桥表示电子转移的方向和
数目:
3.钠的保存、制取与用途
实验室中将钠保存在煤油中,使之隔绝空气和水。工业制取钠发生反应的化学方程式为2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑。金属钠作还原剂可用于冶炼某些金属,如冶炼Ti,反应的化学方程式为4Na+TiCl4
4NaCl+Ti;可用于制作电光源;钠可用于制造合金,如钠、钾合金可用作
快中子反应堆的热交换剂。
4.氧化钠、过氧化钠的性质与用途
(1)氧化钠属于碱性氧化物:与水反应生成氢氧化钠,与盐酸反应生成氯化钠和水。
(2)过氧化钠不属于碱性氧化物,具有强氧化性。
过氧化钠可作为呼吸面具和潜水艇中的供氧剂。
【正误判断】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)钠原子最外层只有1个电子,反应中易失去电子形成具有稳定结构的钠离子,所以钠的化学性质稳定。(　　)
(2)从煤油中取出钠,用滤纸小心擦干表面的煤油,可看到钠块表面有银白色的金属光泽。(　　)
(3)用小刀切割钠块,可看到断面很快变暗,这是钠与空气中氧气反应生成白色的氧化钠。(　　)
×
×
√
(4)用镊子夹取绿豆大的钠块,直接在酒精灯上加热,可看到钠块剧烈燃烧,生成淡黄色的过氧化钠。(　　)
(5)钠与氯气、氧气、水发生的反应中,钠均表现还原性。(　　)
(6)氧化钠、过氧化钠均为碱性氧化物。(　　)
(7)过氧化钠常用于呼吸面具中的供氧剂。(　　)
(8)利用金属钠的还原性,生产中可用金属钠置换出TiCl4水溶液中的金属钛。(　　)
×
√
×
√
×
课堂篇
素养提升
探究一
金属钠的性质
【问题探究】
1.金属钠与氧气在不同条件下的反应产物有什么不同?
提示
钠与氧气反应,反应条件不同,生成物也不同。常温下钠与氧气反应生成氧化钠,加热条件下钠与氧气反应生成过氧化钠。
2.钠与水反应有哪些现象?试解释原因。
提示
实验操作
实验现象
结论或解释
钠块投入到含酚酞的水中
浮在水面上
钠密度比水小
熔化成闪亮的小球
钠的熔点低,与水反应放热
与水反应发出“嘶、嘶”的响声
反应剧烈且放热
小球在水面上迅速游动,逐渐变小,最终消失
产生的气体推动小球游动,反应速率大
溶液由无色逐渐变红色
有碱生成
3.氧化钠、过氧化钠都是氧化物吗?都是碱性氧化物吗?
提示
氧化钠、过氧化钠都是氧化物;氧化钠是碱性氧化物,过氧化钠不是碱性氧化物。
【深化拓展】
1.钠与氧气的反应探究
实验操作
实验现象
实验结论
?
新切开的钠断面为有银白色,有金属光泽,在空气中表面很快变暗
常温下钠与O2反应的化学方程式为4Na+O2===2Na2O
实验操作
实验现象
实验结论
?
钠先熔化为闪亮小球,然后燃烧,火焰呈黄色,最后生成淡黄色固体
加热时与O2反应的化学方程式为
2Na+O2
Na2O2
2.钠与酸溶液反应是否比与水反应剧烈?钠与硫酸铜溶液反应是否会析出铜?
钠与水剧烈反应,酸溶液中氢离子浓度大,所以钠与酸反应比与水反应剧烈。钠与盐溶液反应,实际是先与水反应生成NaOH,氢氧化钠再与盐溶液反应,所以钠与硫酸铜溶液的反应为2Na+2H2O
===
2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4
===
Cu(OH)2↓+Na2SO4,可用总化学方程式表示:2Na+CuSO4+2H2O
===
Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4,不会析出金属铜。
3.在熔融状态下,金属钠能将熔融盐中的不活泼金属置换出来,如钠与熔融的TiCl4反应生成金属Ti,4Na+TiCl4
4NaCl+Ti,类似反应不能在水溶液中进行。
【素能应用】
典例1关于钠的叙述中,正确的是(　　)
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.将金属钠放在石棉网上,用酒精灯加热后,金属钠剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成过氧化钠
C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
D.金属钠的熔点很高
答案
B
解析
钠的硬度小,可用小刀切割,A错误;钠的焰色反应为黄色,在空气中加热生成Na2O2,B正确,C错误;钠的熔点低,与水反应放出的热量可使钠熔化成闪亮的小球,D错误。
变式训练
1-1钠与水、氧气、氯气等均能反应,下列选项正确的是(　　)
A.将Na投入盐酸中,Na先与水反应,生成的NaOH再与HCl反应
B.Na与氧气在常温下反应生成Na2O2,加热时反应生成Na2O
C.Na虽然能与氯气反应生成NaCl,但不能在氯气中燃烧
D.常温下,Na可以与水剧烈反应,证明Na比Fe更活泼
答案
D
解析
将Na投入盐酸中,Na与盐酸直接反应生成氢气及氯化钠,若Na过量,过量的Na再与水反应,A错误;Na与氧气在常温下反应生成Na2O,加热时反应生成Na2O2,B错误;Na在氯气中可以燃烧,C错误;常温下,Na可以与水剧烈反应,Fe与水在常温下不易反应,证明Na比Fe更活泼,D正确。
变式训练
1-2已知Fe(OH)3为红褐色,下列关于钠的实验现象的叙述中,不正确的是(　　)
选项
实验内容
实验现象
A
切开钠块观察颜色变化
钠切面颜色变暗,最后呈淡黄色
B
把小块钠投入硫酸铁溶液中
钠浮在水面上、四处游动、溶液中产生红褐色沉淀
C
把小块钠投入饱和氢氧化钠溶液中
钠浮在水面上、四处游动、溶液中产生白色浑浊
D
把燃着的钠伸入盛有氯气的集气瓶中
钠与氯气剧烈反应,产生大量白烟
答案
A
解析
切开的钠块断面与空气中的氧气接触,反应生成氧化钠,切面颜色变暗,但不会出现淡黄色,A错误;把小块钠投入硫酸铁溶液中,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与硫酸铁反应生成氢氧化铁沉淀,钠浮在水面上、四处游动,溶液中产生红褐色沉淀,B正确;把小块钠投入饱和氢氧化钠溶液中,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,溶液中析出NaOH固体,产生白色浑浊,C正确;把燃着的钠伸入盛有氯气的集气瓶中,钠与氯气剧烈反应,产生大量白烟,D正确。
探究二
氧化钠、过氧化钠的性质和用途
【问题探究】
1.氧化钠是碱性氧化物,具有哪些化学性质?
提示
氧化钠是可溶性碱性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物发生反应。氧化钠与水反应:Na2O+H2O
===
2NaOH;氧化钠溶于盐酸:Na2O+2HCl
===
2NaCl+H2O;氧化钠与CO2反应:Na2O+CO2
===
Na2CO3。
2.Na2O2投入滴有酚酞的水中,溶液先变红而后变化至无色,说明什么?
提示
Na2O2与水反应生成NaOH溶液,NaOH溶液使酚酞溶液变红,再变化至无色说明过氧化钠具有漂白性。
3.为什么说Na2O2不是碱性氧化物?
提示
Na2O2与水和CO2反应都生成O2,发生的反应是氧化还原反应。
【深化拓展】
1.氧化钠、过氧化钠的比较
名称
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
氧元素化合价
-2
-1
属类
碱性氧化物
过氧化物
物理性质
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
化学
性质
与H2O反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与酸反应
Na2O+2HCl===
2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===
4NaCl+2H2O+O2↑
用途
—
漂白剂、供氧剂
2.Na2O2与CO2或H2O反应中物质的量的关系
(1)物质的量的关系:无论是CO2还是H2O,与足量的Na2O2反应时,放出O2的物质的量与CO2或H2O的物质的量之比均为1∶2。
(2)Na2O2与CO2反应中的质量关系
2Na2O2　+2CO2
===
2Na2CO3+O2　Δm(固体)　　　
电子转移
2×78
g
2
mol
2×106
g
增加56
g(2
molCO的质量)
2
mol
固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量,每生成1
mol
O2都转移2
mol电子。
(3)Na2O2与H2O的反应中的质量关系
2Na2O2+2H2O
===
4NaOH+O2↑　Δm(固体)　　　
电子转移
2×78
g
2
mol
4×40
g
增加4
g(2
mol
H2的质量)
2
mol
固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量,每生成1
mol
O2都转移2
mol电子。
3.Na2O2与CO2、H2O混合气反应的先后顺序
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O发生反应(实际反应次序不一定是这样)。
【素能应用】
典例2以CO2和Na2O2为原料,制取纯净干燥的O2,实验装置如下:
下列选项不正确的是(　　)
A.装置②中试剂可以是NaOH溶液
B.装置③的作用是干燥O2
C.收集氧气应选择装置a
D.装置②、③之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶
答案
C
解析
装置②中试剂可以是NaOH溶液,用来除掉二氧化碳气体,不选A;装置③中盛有浓硫酸,作用是干燥O2,不选B;由于氧气密度大于空气,收集O2选择装置b,选C;装置②、③之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶,验证二氧化碳是否除尽,不选D。
变式训练
2下列判断正确的是(　　)
A.可用水来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
B.可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
C.可利用在纯氧气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D.将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中,最终溶液均为红色
答案
A
解析
氧化钠和水反应生成氢氧化钠,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,因此可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2,A项正确;虽然二氧化碳和氧化钠反应生成碳酸钠,过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应产物不同,但过氧化钠和二氧化碳反应过程中无明显现象,不可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2,B项错误;氧化钠在纯O2中加热生成过氧化钠,不能用在纯氧气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2,C项错误;氧化钠加入酚酞溶液中与水反应生成氢氧化钠,碱使酚酞溶液变红色,过氧化钠加入酚酞溶液中生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠使酚酞变红色,但由于过氧化钠具有强氧化性,能使溶液红色褪去,所以溶液先变红色后褪色,两者现象不同,D项错误。
素养脉络
随堂检测
1.钠在自然界中最主要的存在形式是(　　)
A.游离态
B.氯化钠
C.硫酸钠
D.硝酸钠
答案
B
解析
海水中含有大量的氯化钠,氯化钠是钠元素在自然界中的主要存在形式。
2.在实验室中,通常将金属钠保存在(　　)
A.水中
B.煤油中
C.四氯化碳中
D.汽油中
答案
B
解析
金属钠和水剧烈反应,所以不能保存在水中,A错误;金属钠与煤油不反应,且密度比煤油大,沉于煤油底部与空气隔绝,所以钠能保存在煤油中,B正确;金属钠与四氯化碳不反应,但密度比四氯化碳小,浮于上面能接触到空气,所以钠不能保存在四氯化碳中,C错误;金属钠与汽油不反应,密度比汽油大,但汽油的沸点低于煤油,易挥发,所以钠不能保存在汽油中,D错误。
3.下列关于Na和Na+的叙述错误的是(　　)
A.它们相差一个电子层
B.它们的化学性质相似
C.钠原子、钠离子均为钠元素
D.灼烧时,它们的焰色反应都呈黄色
答案
B
解析
钠原子有3个电子层,钠离子有2个电子层,它们相差一个电子层,A项正确;Na和Na+的化学性质相差很大,B项错误;钠原子、钠离子的核电荷数均为11,同属于钠元素,C项正确;焰色反应属于元素的性质,灼烧时,它们的焰色反应都是黄色,D项正确。
4.下列关于钠的叙述正确的是(　　)
A.钠的氧化物都是碱性氧化物
B.金属钠久置空气中最终转变为Na2O2
C.钠可以将钛、铌等金属从其熔融的氯化物中置换出来
D.过氧化钠只具有氧化性不具有还原性
答案
C
解析
过氧化钠属于过氧化物,不是碱性氧化物,A错误;金属钠久置空气中最终转变为Na2CO3,B错误;钠的还原性强,钠可以将钛、铌等金属从其熔融的氯化物中置换出来,C正确;过氧化钠中的氧元素化合价为-1价,氧元素化合价既可以升高又可以降低,所以过氧化钠既有氧化性又有还原性,在Na2O2与水或CO2的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,D错误。
5.下列对Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
A.Na2O、Na2O2均能与盐酸反应生成NaCl,二者都是碱性氧化物
B.Na2O2在空气中易变质,需要密封保存,Na2O性质稳定,不必密封保存
C.Na2O2与H2O反应时,H2O既不是氧化剂也不是还原剂
D.将Na2O2放入氢氧化钠溶液中,不发生反应,无明显现象
答案
C
解析
Na2O、Na2O2均能与盐酸反应生成NaCl,氧化钠是碱性氧化物,由于过氧化钠和盐酸反应还生成氧气,故不属于碱性氧化物,A错误;Na2O2在空气中易变质,需要密封保存,Na2O能与空气中的水和CO2反应,也需要密封保存,B错误;Na2O2与H2O的反应中,过氧化钠中的氧元素的化合价一部分升高、另一部分降低,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,H2O既不是氧化剂也不是还原剂,C正确;将Na2O2放入氢氧化钠溶液中,与水发生反应生成氢氧化钠和氧气,有明显现象,D错误。(共29张PPT)
第2课时　碳酸钠　碳酸氢钠
专题3
2021
内容索引
01
02
课前篇
素养初探
课堂篇
素养提升
素养目标
1.了解碳酸钠和碳酸氢钠的性质及应用。
2.掌握碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别方法,培养学生科学探究素养。
3.了解Na2CO3与NaHCO3的相互转化。
4.了解侯氏制碱原理。
课前篇
素养初探
【知识铺垫】
1.实验室制取CO2气体的反应原理为CaCO3+2HCl
===
CaCl2+CO2↑+H2O,不用碳酸钠的原因是碳酸钠能溶于水,与盐酸反应过快。
2.纯碱成分是碳酸钠,烧碱的成分是氢氧化钠。
【必备知识】
1.碳酸钠的性质及应用
(1)物理性质:碳酸钠的化学式为Na2CO3,俗称纯碱或苏打,白色粉末,易溶于水。
(2)化学性质
①与盐(CaCl2)溶液反应的化学方程式为
Na2CO3+CaCl2
===
CaCO3↓+2NaCl。
②与碱[Ca(OH)2]溶液反应的化学方程式为
Na2CO3+Ca(OH)2
===
CaCO3↓+2NaOH。
③与酸(足量盐酸)反应的化学方程式为
Na2CO3+2HCl
===
2NaCl+H2O+CO2↑。
④用pH试纸测Na2CO3溶液的pH,可知Na2CO3溶液呈碱性,因而Na2CO3被称为纯碱。
⑤Na2CO3溶液中充入CO2,反应的化学方程式为
Na2CO3+CO2+H2O
===
2NaHCO3;饱和碳酸钠溶液中通入足量CO2时反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O
===
2NaHCO3↓。
(3)应用:①Na2CO3作为重要的化工原料,在制取玻璃、肥皂、合成洗涤剂及造纸、纺织、石油加工等方面有广泛应用;②Na2CO3溶液可以除去炊具表面的油污。
2.碳酸氢钠的性质及应用
(1)物理性质:碳酸氢钠的化学式为NaHCO3,俗称小苏打,是一种酸式盐;白色晶体,易溶于水。
(2)化学性质:
①与NaOH溶液反应的化学方程式为NaHCO3+NaOH
===
Na2CO3+H2O。
②与盐酸(HCl)反应的化学方程式为NaHCO3+HCl
===
NaCl+CO2↑+H2O。
③受热分解的化学方程式为2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O。
④NaHCO3溶液呈碱性。
3.检验溶液中含碳酸根离子的方法:溶液中加氯化钙溶液,若有沉淀,过滤,在沉淀中滴加稀盐酸,若生成无色无味气体且能使澄清石灰水变浑浊,说明溶液中含碳酸根离子。
4.侯氏制碱原理:在氯化钠饱和溶液中先通入氨气,再通入CO2,过滤出生成的沉淀,加热分解可制得纯碱。反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O
===
NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑。
【正误判断】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)碳酸钠、碳酸氢钠都属于钠盐、碳酸盐。(　　)
(2)碳酸氢钠可以作为治疗胃酸过多的药物。(　　)
(3)等浓度的盐酸滴加到浓度相等的碳酸钠、碳酸氢钠溶液中反应现象相同。(　　)
(4)鉴别碳酸钠、碳酸氢钠固体,可用焰色反应或加稀盐酸。(　　)
(5)除去碳酸钠溶液中的碳酸氢钠可加稍过量的氢氧化钠溶液。(　　)
(6)侯氏制碱过程中需先在饱和氯化钠溶液中通入氨气氨化,然后通入CO2。(　　)
(7)纯碱、烧碱都是氢氧化钠的俗名。(　　)
√
√
×
×
×
√
×
课堂篇
素养提升
探究
碳酸钠、碳酸氢钠的性质与应用
【问题探究】
1.碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应快慢的比较
按要求完成实验:在两支试管中分别加入3
mL稀盐酸,将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。观察到什么实验现象?为什么?
提示
加入碳酸氢钠的试管上方的气球很快变大,另一支试管中仅生成少量气体。碳酸钠粉末倒入稀盐酸中,反应分步进行,反应的化学方程式依次是Na2CO3+HCl
===
NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl
===
NaCl+CO2↑+H2O,反应分两步进行,反应速率较慢;碳酸氢钠可直接与盐酸反应生成气体:NaHCO3+HCl
===
NaCl+CO2↑+H2O,反应速率较快;计算可知M(Na2CO3)>M(NaHCO3),所以等质量的Na2CO3和NaHCO3粉末,n(NaHCO3)>n(Na2CO3),由Na2CO3~CO2,NaHCO3~CO2可知,等质量的Na2CO3和NaHCO3粉末,NaHCO3放出的气体更多,气球体积更大。
2.利用如下图所示的“套管实验”,可以比较碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性。
小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。点燃酒精灯加热,能观察到的实验现象是小试管中棉花球变蓝色,B烧杯中澄清石灰水变浑浊,A中有少量气泡冒出。该实验可得出什么结论?
提示
Na2CO3受热不分解;NaHCO3受热易分解,生成物中含有CO2和H2O。A中有少量气泡冒出是由于大试管内空气受热膨胀,压强增大,气体逸出,与Na2CO3无关。由此可知,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。
3.向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体,有何现象发生?为什么?
提示
向饱和碳酸钠溶液中通入CO2气体会发生如下反应:
Na2CO3+CO2+H2O
===
2NaHCO3↓,一定温度时,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度,反应中用掉一部分水,所以溶解度较小的NaHCO3就会从溶液中析出,有晶体析出。另外,反应后生成的碳酸氢钠的质量也大于原碳酸钠溶质的质量,也是形成碳酸氢钠沉淀的原因之一。
4.如何鉴别0.1
mol·L-1的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液?
提示
用pH试纸分别测pH,pH大的为Na2CO3溶液;逐滴加入同浓度的盐酸,开始就有气泡产生的为NaHCO3
溶液;分别加入CaCl2溶液,有沉淀产生的为Na2CO3溶液。
5.如何鉴别Na2CO3和NaHCO3固体?如何除去NaHCO3溶液中的Na2CO3?
提示
鉴别方法,分别加热,有使澄清石灰水变浑浊的气体生成的为NaHCO3;向溶液中通入过量CO2气体可除去NaHCO3溶液中的Na2CO3。
6.发酵粉中往往含有什么成分?
提示
碳酸氢钠。
【深化拓展】
1.碳酸钠、碳酸氢钠的比较
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱、苏打
小苏打
物理
性质
颜色状态
白色晶体
细小白色晶体
溶液碱性
水溶液碱性较强
溶液碱性比同物质的量浓度的碳酸钠溶液弱
水溶性
碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠
稳定性
稳定
不稳定
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
化学
性质
滴加
盐酸
开始无气泡,后来有气泡
立即有气泡
碳酸氢钠与盐酸反应比碳酸钠与盐酸反应快
与澄清
石灰水
反应
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
NaHCO3+Ca(OH)2(过量)
===CaCO3↓+H2O+NaOH
2NaHCO3(过量)+Ca(OH)2
===2H2O+CaCO3↓+Na2CO3
不可用澄清石灰水鉴别
与CaCl2溶液
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
不反应
主要用途
制玻璃、造纸、制皂、洗涤
发酵粉、医药、灭火器
相互转化
Na2CO3
NaHCO3
(1)溶解性不同:Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度;
(2)热稳定性不同,NaHCO3受热易分解,Na2CO3稳定;
(3)与同等浓度的酸反应放出气体的快慢不同:NaHCO3的反应更快;
(4)与Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液反应都会生成沉淀。
2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
(1)加热法:利用NaHCO3固体受热易分解,Na2CO3不易分解,将固体于试管中加热,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。
(2)沉淀法:各取少量固体溶于水,再分别滴加BaCl2、CaCl2或Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成的是Na2CO3。
(3)测气体体积法:取相同质量的固体于试管中,加入足量盐酸,产生气体较多的是NaHCO3。
(4)测pH法:配成相同物质的量浓度的两溶液,用pH试纸测pH,pH较大的是Na2CO3溶液。
(5)观察生成气体快慢:各取少量固体于试管中,加适量水溶解,分别滴加稀盐酸,立刻有气体产生的是NaHCO3,开始无现象,后来有气体产生的是Na2CO3。
3.除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
4.不用其他试剂鉴别碳酸钠溶液和稀盐酸
Na2CO3溶液与盐酸互滴,根据出现的不同现象可鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸。向Na2CO3溶液中滴加盐酸,反应分两步进行:Na2CO3+HCl
===
NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl
===
NaCl+H2O+CO2↑,开始无现象(理论上反应生成NaHCO3),后来有气泡产生(NaHCO3转化为CO2);将Na2CO3溶液逐滴滴入盐酸中,将会立即产生气泡。
【素能应用】
典例有两个无标签的试剂瓶,分别装有Na2CO3和NaHCO3固体,有四位同学为鉴别它们采用以下不同方法,其中不可行的是(　　)
A.分别将它们配制成溶液,再加入澄清石灰水
B.分别将它们配制成溶液,再逐滴加入等浓度的稀盐酸
C.分别将它们配制成溶液,再加入CaCl2溶液
D.分别加热,再用澄清石灰水检验是否有CO2产生
答案
A
解析
A项中发生的反应分别为Na2CO3+Ca(OH)2
===
CaCO3↓+2NaOH,
2NaHCO3+Ca(OH)2
===
CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,两者现象相同(产生白色沉淀);B项,Na2CO3溶液中滴加盐酸,开始无现象,后来产生气体,而NaHCO3溶液中滴入盐酸立即产生气体,现象不同;C项,Na2CO3溶液与CaCl2溶液发生反应:Na2CO3+CaCl2
===
CaCO3↓+2NaCl,产生白色沉淀,NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应,可以鉴别;D项将固体物质分别加热后,2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,产生的CO2能使澄清石灰水变浑浊,Na2CO3受热不分解;故选A。
变式训练
下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的叙述中,正确的是(　　)
A.二者在水中的溶解度不同,碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度
B.二者热稳定性不同,碳酸氢钠的热稳定性强于碳酸钠的热稳定性
C.二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体,等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与同浓度的足量盐酸反应产生气体的量和反应快慢均不同
D.二者在一定的条件下可以相互转化
答案
D
解析
相同条件下,Na2CO3在水中的溶解度比NaHCO3大,A项不正确;Na2CO3受热不分解,NaHCO3受热易分解,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强,B项不正确;等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应生成气体的物质的量相等,但NaHCO3反应更快,C项不正确;一定条件下,二者可以相互转化,D项正确。
素养脉络
随堂检测
1.我国著名化学家侯德榜在20世纪40年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球,其中的“碱”指的是(　　)
A.氢氧化钠
B.碳酸氢钠
C.碳酸钠
D.碳酸钾
答案
C
解析
侯氏制碱法是向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳析出晶体,将晶体加热分解得到碳酸钠;“侯氏制碱法”中的碱是碳酸钠(Na2CO3)。
2.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是(　　)
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.CaO固体(CaCO3),将混合物充分加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量的Ba(OH)2溶液,过滤
答案
D
3.(1)鉴别KCl溶液和K2CO3溶液的试剂是　　　　　,化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)除去Na2CO3粉末中混入的NaHCO3杂质用　　　　　　方法,化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案
(1)稀盐酸　2HCl+K2CO3
===
H2O+CO2↑+2KCl(答案合理即可)
(2)加热　2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
解析
(1)碳酸钾与盐酸反应有气体生成,而KCl与盐酸不反应,可选择的试剂为稀盐酸;也可以选择BaCl2或CaCl2溶液,通过有无沉淀生成进行区分。(2)碳酸氢钠受热易分解,利用加热法可除去Na2CO3粉末中的NaHCO3,发生反应的化学方程式为2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑。(共61张PPT)
第3课时　离子反应
专题3
2021
内容索引
01
02
课前篇
素养初探
课堂篇
素养提升
素养目标
1.了解强、弱电解质的概念及其电离过程。
2.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件,正确书写常见反应的离子方程式,培养宏观辨识与微观探析素养。
课前篇
素养初探
【知识铺垫】
1.在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物叫作电解质,电解质在水溶液或熔融状态下产生自由移动离子的过程叫电离。
2.写出硫酸、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的电离方程式:
【必备知识】
1.强电解质与弱电解质
强电解质和弱电解质的共同点是都是电解质,即都是在水溶液中或熔融状态下能够电离生成自由移动离子的化合物。强电解质可完全电离,弱电解质只能部分电离。
2.离子反应
(1)在溶液中有离子参加的化学反应是离子反应。电解质在水溶液中的反应属于离子反应。
(2)离子反应发生的条件。
复分解类离子反应发生的条件:生成难溶物;生成难电离物质;生成易挥发物质。
氧化还原型离子反应的发生条件:氧化性和还原性较强的物质反应,转变为还原性和氧化性较弱的物质。
(3)离子方程式的书写(以Na2CO3和盐酸反应为例)。
3.离子方程式的意义
【正误判断】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)强电解质溶液的导电能力一定强于弱电解质溶液的导电能力。(　　)
(2)醋酸的导电能力不一定比盐酸导电能力弱。(　　)
(3)物质的量浓度相等的醋酸溶液、氨水等体积混合后,溶液的导电性增强。(　　)
(4)离子方程式只能表示特定的化学反应。(　　)
(5)离子反应是电解质在溶液中互相交换离子的反应。(　　)
(6)在溶液中有离子参与的氧化还原反应也是离子反应。(　　)
×
√
√
×
×
√
课堂篇
素养提升
探究一
强、弱电解质判断与其电离
【问题探究】
1.相同物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液的导电能力为什么强于醋酸和氨水?
提示
HCl、NaOH在水中完全电离,溶液中离子浓度大,溶液导电能力强;CH3COOH、NH3·H2O在水溶液中部分电离,溶液中离子浓度小,所以导电能力弱。
2.举例说明哪些物质是强电解质?哪些物质是弱电解质?
提示
在水溶液中能完全电离的电解质是强电解质。如①强酸:H2SO4、HCl、HNO3等;②强碱:NaOH、KOH等;③绝大多数盐。在水溶液中部分电离的电解质是弱电解质,如①弱酸:H2CO3、CH3COOH等;②弱碱:NH3·H2O等。
3.强弱电解质的电离有什么不同?
【深化拓展】
概念
强电解质
弱电解质
定义
在水溶液中能全部电离的电解质
在水溶液中只能部分电离的电解质
电离程度
完全
部分
溶液中微粒种类
电解质电离出的离子、水分子
电解质电离出的离子、水分子、弱电解质的分子
电离过程
不可逆
可逆
电离方程式中的符号
用等号
用可逆符号
【素能应用】
典例1下列电离方程式错误的是(　　)
答案
C
变式训练
1-1下列电离方程式正确的是(　　)
答案
C
变式训练
1-2在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液。其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如右图所示。请回答下列问题。
(1)写出溶液中NaHSO4的电离方程式:
　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)图中①、②分别代表滴加哪种溶液的变化曲线?
①　　　　,②　　　　。?
(3)b点溶液中大量存在的离子是　　　　　　。?
(4)曲线②中d点导电能力最弱的原因是　　　　　(用化学方程式表示)。?
(5)c点两溶液中含有相同物质的量的离子是　　　　　　　。?
根据图示知,a点时Ba(OH)2溶液和H2SO4恰好完全反应;由于H2SO4、NaHSO4溶液的物质的量浓度相等,则b点溶液中的溶质为NaOH;c点时,①中稀硫酸过量,溶质为H2SO4,②中反应后溶质为NaOH和Na2SO4;①中a点硫酸和氢氧化钡恰好完全反应,溶液导电能力最小;②中d点溶质为Na2SO4。(1)NaHSO4是强电解质,水溶液中NaHSO4的电离方程式为NaHSO4
===
Na++H++
。(2)根据上述分析可知:曲线①为Ba(OH)2溶液和H2SO4的反应,则曲线②为Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的反应。(3)a点为Ba(OH)2溶液和H2SO4恰好完全反应;H2SO4、NaHSO4溶液的物质的量浓度相等,则b点对应溶液中溶质为NaOH;NaOH是强电解质,完全电离,因此溶液中含有的大量离子是Na+、OH-。
(4)②中d点溶质为Na2SO4,此时反应2NaHSO4+Ba(OH)2
===
BaSO4↓+Na2SO4+2H2O进行完全;溶液中自由移动的离子浓度越大,溶液的导电性越强,②d点自由移动离子浓度最小,所以导电能力最弱。(5)c点时①中稀硫酸过量,溶质为H2SO4;②中反应后溶质为NaOH、Na2SO4,由于此时滴入的是等体积的物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,所以两溶液中含有相同物质的量的
。
探究二
离子反应、离子方程式的书写
【问题探究】
1.什么是离子反应?怎样表示离子反应?
提示
有离子参加的化学反应是离子反应。离子反应常用离子方程式来表示,离子方程式是用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
2.举例说明怎样书写离子方程式?
提示
写(是基础)→拆(是关键)→删(是途径)→查(是保证)。
以石灰石和盐酸反应为例表示如下:
(1)写出反应的化学方程式。
CaCO3+2HCl
===
CaCl2+H2O+CO2↑
(2)把溶于水且完全电离的物质写成离子形式,难溶于水或溶于水但难电离的物质以及气体仍用化学式表示。
CaCO3+2H++2Cl-
===
Ca2++2Cl-+H2O+CO2↑
(3)删去两边不参加反应的离子。
CaCO3+2H+
===
Ca2++H2O+CO2↑
(4)检查离子方程式两边各元素的原子数目和离子所带的电荷总数是否相等。
3.书写离子方程式时哪些物质需要改写为离子,哪些物质保留化学式?
提示
将易溶于水、易电离的电解质写成离子的形式,一般包括强酸、强碱、可溶性盐;其他物质包括单质、氧化物、沉淀、气体、难电离的物质(如水、弱酸、弱碱)等写成化学式。
【深化拓展】
1.离子方程式的书写
(1)离子方程式书写规则。
①单质、氧化物、难溶物、难电离的物质(弱酸、弱碱及水等)不能拆开。如Na2O等不可以拆开写成Na+、O2-;BaSO4不可以拆开写成Ba2+、
形式。
②易溶于水,易电离的物质改写为离子符号。如NaHCO3改写Na+、
;NaHSO4改写为Na+、H+、
。
③微溶物若出现在反应物中一般改写成离子符号(悬浊液除外),若出现在生成物中一般保留化学式。
④固体与固体物质之间的反应不是离子之间的反应,不写离子方程式。
⑤浓硫酸一般不拆开写成离子形式;HCl、HNO3溶液无论浓稀,均应改写成离子符号。
(2)酸式酸根离子的拆与不拆
强酸的酸式盐全部拆开,如NaHSO4拆成Na+、H+、
;弱酸酸式盐中的酸式酸根离子不能拆开,如NaHCO3拆成Na+、
。碱式盐一般难溶,写化学式。
不能拆成离子的物质用化学式表示,包括非电解质、弱电解质(弱酸、弱碱、水等)、难溶物质、单质、气体、氧化物等。
2.常见离子方程式的书写错误
(1)不配平(一般表现为等式两边原子不守恒或电荷数不守恒)。如
Fe3++Cu
===
Cu2++Fe2+;Na+H2O
===
Na++OH-+H2↑等。
(2)拆写错误。如Na2O溶于水O2-+H2O
===
2OH-;大理石和稀盐酸反应
+2H+
===
CO2↑+H2O;醋酸铵溶液与烧碱溶液共热
CH3COONH4+OH-
===
CH3COO-+NH3↑+H2O等。
(3)不符合反应事实。如铁片溶于稀盐酸:2Fe+6H+
===
2Fe3++3H2↑。
(4)漏写产物。如CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合Ba2++
===
BaSO4↓;
Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸H++OH-
===
H2O等。
(5)约简错误。如Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应:
Ba2++H++OH-+
===
BaSO4↓+H2O等。
【素能应用】
典例2下列离子方程式书写正确的是(　　)
A.向CaCl2溶液中通入CO2:Ca2++CO2+H2O
===
CaCO3+2H+
B.盐酸与硝酸银溶液反应:Cl-+Ag+
===
AgCl↓
C.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2++OH-+H++
===
BaSO4↓+H2O
D.碳酸钙溶于稀盐酸中:
+2H+
===
CO2↑+H2O
答案
B
解析
CaCO3溶于强酸生成CO2,A错误;盐酸与硝酸银溶液反应生成稀硝酸和AgCl沉淀,离子方程式为Cl-+Ag+
===
AgCl↓,B正确;氢氧化钡溶液与稀硫酸反应产生硫酸钡沉淀和水,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++
===
BaSO4↓+2H2O,C错误;碳酸钙是难溶于水的物质,与盐酸反应产生氯化钙、水和CO2,反应的离子方程式为CaCO3+2H+
===
Ca2++CO2↑+H2O,D错误。
方法归纳离子方程式正误判断常用方法:检查反应能否发生;检查反应物、生成物是否正确;检查各物质拆分是否正确,如难溶物、弱电解质等需要保留化学式;检查是否符合守恒关系(如质量守恒和电荷守恒等);检查是否符合原化学方程式等。
变式训练
2-1下列离子方程式正确的是(　　)
答案
C
变式训练
2-2下列离子方程式中,正确的个数是(　　)
答案
B
解析
①稀盐酸与铁屑反应生成Fe2+,①错误;②符合离子方程式拆写原则,遵循原子守恒、电荷守恒,②正确;③符合物质反应的物质的量比,遵循原子守恒、电荷守恒,③正确;④符合物质反应的物质的量比,遵循原子守恒、电荷守恒,④正确;⑤向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性,n(NaHSO4)∶n[Ba(OH)2]=2∶1,符合反应事实,遵循离子方程式拆写原则,⑤正确;⑥
与OH-也发生反应生成NH3·H2O,⑥错误;正确的离子方程式的个数是4个。
探究三
离子共存、离子检验
【问题探究】
1.离子共存中要注意哪些问题?
(3)注意题干中的具体要求:如“在××离子存在下不能共存”;“因发生氧化还原反应而不能大量共存”;“因生成沉淀和气体而不能大量共存”等。
2.怎样检验氯离子?
提示
先加稀硝酸酸化,再滴加少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则说明溶液中含氯离子。
3.向某溶液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再滴加过量盐酸,沉淀不溶解,能否说明溶液中含有
?
提示
不能。生成沉淀可能是硫酸钡,也可能是氯化银。
【深化拓展】
离子反应发生的条件:若溶液中离子间能够反应生成弱电解质、气体、难溶性物质或者发生氧化还原反应等,则在溶液中不能大量共存。
(4)发生氧化还原反应:强氧化性离子与强还原性离子不能大量共存。
【素能应用】
典例3下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
答案
D
变式训练
3-1下列有关溶液组成的描述合理的是(　　)
答案
C
变式训练
3-2在无色的强酸性溶液中,下列离子组能大量共存的是(　　)
答案
C
解析
强酸性溶液中存在大量H+,H+与OH-反应生成水,不能大量共存,A错误;含Cu2+的溶液呈蓝色,B错误;H+、Mg2+、Na+、
、Cl-相互间不发生反应,可以大量共存,C正确;H+与
反应生成二氧化碳和水,不能大量共存,D错误。
探究四
离子方程式正误判断
【问题探究】
判断下列离子方程式的正误,并指出错误的原因。
(1)盐酸与Cu(OH)2反应:H++OH-
===
H2O(　　　　　　　　　　　　　)
(2)CuO溶于盐酸:O2-+2H+
===
H2O(　　　　　　　　　　　　　　)
(3)Na2CO3溶液与稀硫酸反应:Na2CO3+2H+
===
2Na++CO2↑+H2O
(　　　　　　　　　　　　　　)
(4)CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应:Cu2++2OH-
===
Cu(OH)2↓
(　　　　　　　　　　　　　　)
(5)CO2通入澄清石灰水中:CO2+Ca(OH)2
===
CaCO3↓+H2O
(　　　　　　　　　　　　　)
(6)NaHCO3溶液与稀硫酸反应:
+2H+
===
CO2↑+H2O
(　　　　　　　　　　　　　　)
(7)Fe与稀盐酸反应:2Fe+6H+
===
2Fe3++3H2↑
(　　　　　　　　　　　　　　　)
(8)Cu与AgNO3溶液反应:Cu+Ag+
===
Ag+Cu2+
(　　　　　　　　　　　　　　　　)
提示
(1)错误,Cu(OH)2为难溶物,不能拆成Cu2+和2OH-。
(2)错误,CuO为氧化物,不可拆成Cu2+和O2-。
(7)错误,Fe与盐酸反应生成Fe2+。
(8)错误,反应前后电荷不守恒。
【深化拓展】
离子方程式正误判断的方法
(1)看离子反应是否符合客观事实。
不可主观臆造产物及反应,如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑就不符合客观事实。
(2)看表示各物质的化学式是否正确。
如多元弱酸的酸式酸根离子在离子方程式中不能拆开写,而
在水溶液中通常写成
和H+。
(3)看是否漏掉离子反应。
如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与
的离子反应,又要写Cu2+与OH-的离子反应。
(4)看质量及电荷是否守恒。
如AgNO3溶液与Cu反应,不能写成Ag++Cu===Cu2++Ag,而应写成2Ag++Cu===Cu2++2Ag。
(5)看反应物或产物的配比是否正确。
如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应不能写成H++OH-+
+Ba2+
===
BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+
+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
【素能应用】
典例4下列离子方程式书写正确的是(　　)
答案
B
方法点拨判断离子方程式是否正确主要从以下几点考虑:①拆分是否合理;②是否符合客观事实;③配平是否有误(电荷守恒,原子守恒);④有无注意反应物中量的关系;⑤能否发生氧化还原反应等。
变式训练
4类推思维是解决化学问题时常用的一种思维方法。下列有关反应方程式的类推正确的是(　　)
答案
B
解析
铁可以将铜从其盐溶液中置换出来,钠投入到铜盐溶液中先与水反应,不会置换出铜,A错误;NaHSO4与Ba(OH)2按照2∶1反应生成硫酸钡、硫酸钠和水,溶液呈中性,离子方程式为2H++
+Ba2++2OH-
===
BaSO4↓+2H2O,B正确;碘的氧化性较弱,与铁反应时生成FeI2,C错误;向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2,由于HClO可以氧化+4价硫元素而发生氧化还原反应,反应中会生成CaSO4沉淀,D错误。
素养脉络
随堂检测
1.下列反应的离子方程式正确的是(　　)
答案
B
2.下列反应可用离子方程式“H++OH-
===
H2O”表示的是(　　)
A.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合
B.NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合
C.HNO3溶液与KOH溶液混合
D.Na2HPO4溶液与NaOH溶液混合
答案
C
3.下列叙述中,能证明某物质是弱电解质的是(　　)
A.熔化时不导电
B.难溶于水
C.其水溶液的导电能力很差
D.溶液中该物质已电离的离子和未电离的分子共存
答案
D
解析
熔化时不导电,说明没有自由移动的离子,但不是弱电解质的特征,如蔗糖是非电解质,熔化时不导电,A错误;BaSO4难溶于水,但它是强电解质,B错误;水溶液的导电能力与溶液中的离子浓度和离子所带电荷的多少有关,离子浓度越大、离子所带电荷越多,导电能力越强,如硫酸钡是强电解质,由于在水中难溶,离子浓度小,导电能力弱,所以水溶液的导电能力差的不一定是弱电解质,C错误;弱电解质是指:在水溶液里部分电离的电解质,即溶液中既有电解质的分子又有弱电解质电离出的离子,如醋酸是弱电解质,其溶液中既有醋酸分子,又有醋酸电离出的氢离子和醋酸根离子,D正确。
4.对下列实验的评价正确的是(　　)
A.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸沉淀不消失的原溶液中一定有大量
B.加入稀盐酸产生无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊,原溶液中一定有大量
C.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,原溶液中一定有大量的Ba2+
D.验证某溶液中是否含有Cl-,先加稍过量的稀硝酸,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀生成则证明有Cl-
答案
D
解析
A项实验中生成的也可能是AgCl沉淀,故A错误;B项实验中生成的二氧化碳可能是
与盐酸反应生成的,故B错误;C项实验原溶液也可能含有大量的Ca2+,故C错误;验证某溶液中是否含有Cl-,先加稍过量的稀硝酸,排除碳酸根、OH-等离子的干扰,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀生成则证明有Cl-,故D正确。(共34张PPT)
第1课时　粗盐提纯　从海水中提取溴
专题3
2021
内容索引
01
02
课前篇
素养初探
课堂篇
素养提升
素养目标
1.了解物质分离提纯的物理方法,了解化学沉淀法去除粗盐中杂质离子的原理与方法,培养科学探究素养。
2.了解从海水中提取溴单质的基本原理和方法,了解溴在生产、生活中的应用。
3.认识物质及其转化在海洋资源综合利用和环境保护中的重要价值。
课前篇
素养初探
【知识铺垫】
除去粗盐中不溶性杂质的操作步骤如图所示:
1.上述三步实验操作的名称依次为溶解、过滤、蒸发结晶。
2.过滤操作要领为:一贴、二低、三靠;蒸发皿中液体的量不得超过容积的
,蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌,目的是防止液体局部温度过高而飞溅;当加热至出现大量固体时,应停止加热,利用余热蒸干。
3.上述三步实验操作中,玻璃棒的作用依次是搅拌、加速溶解,
引流、将浊液引入过滤器,搅拌、使液体均匀受热并防止液体飞溅。
【必备知识】
1.除去粗盐中可溶性杂质氯化钙、氯化镁、硫酸钠和难溶性杂质
(1)试剂选择
(2)为使杂质离子完全除去,加入的试剂需过量,后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去,例如加入Na2CO3溶液要在加BaCl2溶液之后。
2.提溴基本原理与操作
【正误判断】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)海洋是一个巨大的宝库,海水是一种取之不尽的资源。(　　)
(2)通过海水晒盐获得的粗盐可直接食用,但不能直接用于工业生产。(　　)
(3)提纯粗盐时先将粗盐溶于水,再依次加入碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡溶液,过滤,可除去其中的可溶性杂质。(　　)
(4)粗盐提纯过程中加入过量饱和碳酸钠溶液的目的是将溶液中的钙离子完全除去。(　　)
(5)工业海水提溴是向海水中通入氯气,置换出溴单质。(　　)
(6)溴化银可用作医疗上X射线胶片上的感光剂。(　　)
(7)变色玻璃中常加入少量的溴化银、氧化铜。(　　)
√
×
×
×
×
√
√
课堂篇
素养提升
探究一
粗盐精制
【问题探究】
1.下面是粗盐提纯实验加入试剂(均为溶液)的顺序:
过滤一般在哪一步之前进行?为什么?
提示
过滤一般在加入盐酸之前进行,防止生成的沉淀被盐酸部分溶解。
2.加入的三种试剂均需稍过量,碳酸钠溶液稍过量的作用是什么?最后加入盐酸的目的是什么?
提示
将溶液中的钙离子和过量的钡离子完全除去;加入盐酸可除去过量的氢氧化钠和碳酸钠。
3.怎样检验溶液中是否含有
、Cl-?
【深化拓展】
1.物质分离提纯的基本原则与注意事项
基本原则:(1)不增(不引入新杂质);(2)不减(不减少被提纯物质);(3)易分离(被提纯物与杂质易分离);(4)易复原(被提纯物易复原)。
注意事项:(1)除杂试剂要过量;(2)过量试剂要除尽;(3)去除多种杂质时要考虑加入试剂的顺序;(4)选择最佳的除杂途径。
2.提纯粗盐时除杂试剂加入顺序有3种方案,下面是其中一种:
【素能应用】
典例1下列除去粗盐中可溶性杂质(主要杂质为Ca2+、Mg2+、
)的试剂加入顺序正确的是(　　)
A.BaCl2、NaOH、盐酸、Na2CO3
B.Na2CO3、NaOH、BaCl2、盐酸
C.NaOH、BaCl2、Na2CO3、盐酸
D.BaCl2、Na2CO3、盐酸、NaOH
答案
C
方法点拨氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠;氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠;硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠;碳酸钠和过量的氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠;稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳。Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液后面加入。
变式训练
1粗盐中除了含有泥沙之外还含有Ca2+、Mg2+、
等杂质,从粗盐获得精盐的一般步骤如下:
加入的试剂①、②分别是:　　　　　、　　　　　。?
答案
BaCl2溶液　Na2CO3溶液
解析
加入氢氧化钠溶液可以除去溶液中的镁离子,加入另外两种试剂的目的是除去钙离子和硫酸根离子,加入氯化钡溶液可除去硫酸根离子,加入纯碱溶液可除去钙离子,过量的钡离子需要通过碳酸钠溶液除去,所以碳酸钠溶液必须在氯化钡溶液之后加入。
探究二
海水提溴
【问题探究】
利用下列流程可提取海水中的溴:
1.从海水中提取溴,通常是将氯气通入提取食盐后的母液中,为什么不直接将氯气通入海水中?
提示
海水中溴离子浓度小,提取氯化钠后的母液中溴离子浓度相对较大。
2.如何将母液中的Br-转化成溴单质?写出反应的化学方程式。鼓入热空气或水蒸气的目的是什么?
提示
通入氯气,将溴离子氧化为溴单质,2NaBr+Cl2
===
2NaCl+Br2;鼓入热空气或水蒸气的目的是使溴挥发出来,通过冷凝得到粗溴。
【深化拓展】
流程中涉及的反应原理如下。
氧化:Cl2+2Br-
===
2Cl-+Br2
吹出:用空气或水蒸气将Br2吹出
吸收:SO2+2H2O+Br2
===
H2SO4+2HBr(富集溴元素)
氧化:Cl2+2Br-
===
2Cl-+Br2
【素能应用】
典例2海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的生产流程如图所示:
(1)请列举海水淡化的一种方法　
。?
(2)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,该反应的离子方程式为　
,?
由此反应可知,除保护环境外,在工业生产中还应解决的问题是　　　　　　　　　。?
答案
(1)蒸馏法
(2)富集Br2,提高Br2的浓度
(3)SO2+2H2O+Br2
===
4H++2Br-+
　强酸和溴对设备的腐蚀
解析
本题考查海水提溴的反应原理,考查学生科学探究素养。步骤Ⅰ所得溶液中Br2的浓度很小,将Br2吹出后再用SO2吸收,最终用Cl2处理,可富集溴。溴具有强氧化性,可以氧化SO2生成H2SO4,因此还要注意强酸和溴对设备的腐蚀问题。
变式训练
2海水中溴的储藏量丰富,约占地球溴总储藏量的99%,溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量约为67
mg·L-1。其工业提取方法有:
(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中,把溴置换出来,再用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到溴单质。该方法涉及的反应有①　　　　　　　　　(写出离子方程式);
其中反应②中氧化剂是　　　　　;还原剂是　　　　　。?
(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1),只是将溴吹出后是用SO2来吸收的,使溴转化为氢溴酸,然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和有机溶剂中溶解度的不同进行提取的。实验室中萃取实验用到的仪器名称是　　　　　　　　　。下列可以用于萃取溴的溶剂是　　　　　(填序号)。?
①乙醇　　　②四氯化碳　　　③硝酸
答案
(1)Cl2+2Br-
===
2Cl-+Br2　Br2　Br2
(2)Br2+SO2+2H2O
===
2HBr+H2SO4
(3)分液漏斗　②
解析
工业上提取溴的反应原理是:将氯气通入到富含溴离子的海水中,把溴置换出来,然后被某些溶液吸收,再提纯即可得到成品溴。相关反应有:Cl2+2Br-
===
2Cl-+Br2;溴与二氧化硫反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O
===
2HBr+H2SO4。方法(3)是利用有机溶剂萃取出溴,①③与水互溶,萃取溴的溶剂只能是②四氯化碳。
素养脉络
随堂检测
1.海水中含有大量的化学元素,自然界中的有些元素主要存在于海水中。下列元素中,被称为“海洋元素”的是(　　)
A.钠
B.碘
C.溴
D.氯
答案
C
2.下列关于粗盐提纯的说法正确的是(　　)
A.溶解粗盐时,应尽量让溶液稀些,防止食盐不完全溶解
B.滤去不溶性杂质后,将滤液移至坩埚内加热浓缩
C.当蒸发到剩余少量液体时停止加热,利用余热将液体蒸干
D.将制得的晶体转移到新制过滤器中用大量水进行洗涤
答案
C
3.为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、
及泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列五步操作:①过滤　②加过量NaOH溶液　③加适量盐酸　④加过量Na2CO3溶液　⑤加过量BaCl2溶液。不正确的操作顺序是(　　)
A.⑤②④①③
B.⑤④②①③
C.②⑤④①③
D.①④②⑤③
答案
D
解析
镁离子用氢氧化钠溶液除去,硫酸根离子用氯化钡溶液除去,钙离子用碳酸钠溶液除去,过量的钡离子需用碳酸钠溶液除去,所以碳酸钠溶液一定在氯化钡溶液之后加入,过滤出沉淀后用盐酸调节pH,D项符合题意。
4.溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为67
mg·L-1。实验室模拟海水中溴的提取。实验方法:将适量新制氯水加入到20
mL富含溴离子的海水中(海水可以用0.1
mol·L-1的NaBr溶液代替),把溴置换出来。氯水中的氯气作　　　　　剂,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。得到的单质溴可以用有机溶剂在　　　　　(填仪器名称)中实现萃取富集,萃取试剂用　　　　　、苯等,得到的有机层显　　　　　色。?
答案
氧化　Cl2+2Br-
===
2Cl-+Br2　分液漏斗　四氯化碳　橙红
解析
把溴离子转化为溴单质时,溴离子发生氧化反应,因此需要氧化剂,氯气可以将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-
===
2Cl-+Br2。得到的单质溴可以用有机溶剂在分液漏斗中实现萃取富集,根据萃取的原理,要从水溶液中萃取某种溶质,所选择的萃取剂一定要和水互不相溶且溴在其中的溶解度要比在水中大,故还可以选择四氯化碳。溴单质在有机溶剂中的颜色是橙红色。(共38张PPT)
第2课时　从海水中提取镁　从海带中提取碘
专题3
2021
内容索引
01
02
课前篇
素养初探
课堂篇
素养提升
素养目标
1.了解海水提镁的化学原理与过程。
2.了解镁的性质和用途。
3.了解海带提碘的原理与过程。
课前篇
素养初探
【知识铺垫】
1.煅烧海边的贝壳可生成生石灰,生石灰与水反应生成熟石灰,主要发生反应的化学方程式为CaCO3
CaO+CO2↑、CaO+H2O
===
Ca(OH)2。
2.Mg是较活泼的金属,与盐酸反应的化学方程式为
Mg+2HCl
===
MgCl2+H2↑。
【必备知识】
1.镁的性质
(1)物理性质
颜色
密度
硬度
熔点
银白色
较小
较小
较低
(2)化学性质
2.海水提镁
(1)工艺流程图
(2)主要反应
沉淀Mg2+→Mg2++2OH-
===
Mg(OH)2↓
　↓
制MgCl2→Mg(OH)2+2HCl
===
MgCl2+2H2O
　↓
制取Mg→MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
3.海带提碘
海带中所含的碘元素在浸泡时以碘离子的形式进入水中,再用氧化还原反应把碘离子氧化为碘单质。
【正误判断】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)镁在自然界中主要以游离态存在于地壳中,以化合态存在于海水中。(　　)
(2)石灰乳可由海边的贝壳煅烧得到。(　　)
(3)六水合氯化镁晶体在空气中加热可生成无水氯化镁。(　　)
(4)电解氯化镁溶液可生成金属镁。(　　)
(5)Mg是较活泼金属,一定条件下易燃,一旦着火,可以用CO2灭火。(　　)
(6)海水中含有大量的碘离子,向海水中通入双氧水即可生成碘单质,然后加入有机溶剂萃取可得碘单质。(　　)
(7)碘是人体必需的微量元素,人体缺碘会患甲状腺肿大。(　　)
×
×
×
×
×
×
√
课堂篇
素养提升
探究一
海水提镁及镁的性质
【问题探究】
1.参考教材80页从海水中提取镁的工业生产流程图,回答以下问题:
(1)向海水沉淀池中加入的物质是石灰乳,为什么不加石灰水?石灰乳怎样得到?
提示
海水中镁离子浓度小,由于Ca(OH)2微溶于水,故石灰水浓度也较小,用澄清石灰水会降低生产效率;用石灰乳可以得到较多的氢氧化镁沉淀。煅烧海边的贝壳生成生石灰,生石灰与水作用可生成石灰乳。
(2)流程图中被电解的物质是什么?写出电解反应的化学方程式。
提示
被电解的物质是熔融氯化镁,电解反应的化学方程式为
MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑。
2.工业电解熔融MgCl2得到的镁,一般在H2氛围中冷却,不能在空气中冷却,为什么?
【深化拓展】
从海水中提取镁的工艺流程
由MgCl2·6H2O加热脱水制MgCl2应该在HCl气体氛围中进行;工业上通过电解熔融的氯化镁制取镁,而不是电解熔融的氧化镁制取镁,因为氧化镁熔点比氯化镁高得多,使氧化镁熔融需要消耗更多的能量。
【素能应用】
典例1从海水中可以提取多种化工原料。试根据工业对海水资源综合利用的示意图回答下列问题:
(1)粗盐溶液中含有Ca2+、Mg2+、
等杂质离子,精制所用试剂为
①盐酸　②BaCl2溶液　③NaOH溶液　④Na2CO3溶液
精制过程中加入试剂的顺序是　　　　　(填序号)。?
(2)写出用贝壳制Ca(OH)2的化学方程式:　　　　　　　　　　　　。?
(3)电解无水MgCl2可制取镁和Cl2,其中副产品Cl2和Ca(OH)2反应可制得漂白粉。制漂白粉的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)用海滩上的贝壳制Ca(OH)2,而不用异地开凿的石灰石制取,主要考虑什么问题?　
。?
(5)从提高经济效益角度看,该化工厂厂址应选在　　　　　　　。?
解析
(1)除杂原则是在除去Ca2+、Mg2+、
时,不能带入新的杂质离子。所以加入试剂的顺序是:①BaCl2溶液必须在Na2CO3溶液之前加入;②Na2CO3、NaOH必须在HCl之前加入,②、③不分先后。(2)由贝壳→Ca(OH)2的反应顺序为CaCO3→CaO→Ca(OH)2。(3)漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,可将Cl2通入石灰乳中制得。(4)海滩上的物质为海水综合利用创造了便利条件,就地取材,减少运输,可以提高经济效益。(5)在海滩建化工厂或在沿海陆地建厂有利于提高经济效益。
变式训练
1海水开发利用的部分过程如下图所示。
(1)富集溴一般先用热空气或水蒸气吹出单质溴,再用SO2的水溶液将其还原吸收,发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)为了使Mg2+转化为Mg(OH)2,试剂①可以用
　　　　　　　　　　　(填化学式)。?
(3)无水MgCl2在熔融状态下通电后会产生Mg和Cl2,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)下列有关海水综合利用的说法错误的是　　　　(填字母代号)。?
A.粗盐可采用除杂后蒸发结晶进行提纯
B.电解MgCl2溶液可制得金属镁
C.向滤液中通入Cl2是为了氧化Br-
D.海水提镁过程中涉及复分解反应
探究二
从海带中提取碘
【问题探究】
下图是实验室从海带中提取碘的流程:
1.海带灰用水浸泡、过滤目的是什么?
提示
使海带灰中的可溶性物质溶于水,过滤除去滤渣,得到的滤液中含有碘离子。
2.酸化、氧化一般可加入稀硫酸、双氧水,加双氧水的目的是什么?
提示
向滤液中加入稀硫酸酸化,滴入双氧水可将滤液中的碘离子(I-)氧化为碘单质(I2)。
3.向含碘单质的水溶液中加入CCl4进行萃取、分液后怎样分离出碘单质?
提示
从分液漏斗的下口分离出碘的四氯化碳溶液,然后将碘的四氯化碳溶液进行蒸馏可得固体碘单质。
【深化拓展】
海带提碘工艺流程与原理
加入氢氧化钠溶液碱化的目的是使溶液中某些离子形成沉淀除去;氧化常用双氧水或氯气作氧化剂,发生反应的化学方程式分别为H2O2+2KI+H2SO4
===
I2+K2SO4+2H2O,2KI+Cl2
===
I2+2KCl;粗碘提纯可以用升华法。
【素能应用】
典例2某同学取海带灰加蒸馏水煮沸2~3
min,冷却,过滤,获得含I-的溶液,并设计以下实验从中提取I2。
(1)反应1中硫酸的作用是提供酸性环境,则试剂a的作用是　　　　　。?
(2)试剂b应选择　　　　(填序号)。?
A.CCl4
B.苯(一种有机溶剂,与水互不相溶,密度比水的小)
C.酒精
D.醋酸
(3)操作1的名称是　　　　。实验室里进行操作1需要的玻璃仪器除烧杯外,还需要　　　　　　　。?
(4)反应2为3I2+6NaOH
===
5NaI+NaIO3+3H2O,用双线桥标出此反应中电子转移的方向和数目:　　　　　　　　　　　　　　　。此反应中的氧化剂是　　　　　　　,氧化产物是　　　　　　　。?
(5)反应3的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案
(1)将I-氧化成I2(或作氧化剂)
(2)A
(3)萃取、分液　分液漏斗
解析
(1)反应1中硫酸的作用是提供酸性环境,试剂a用来氧化碘离子,则其作用是将I-氧化成I2,即氧化剂。(2)结合后续实验操作可知,碘的有机溶液中加入氢氧化钠溶液发生反应生成碘化钠、碘酸钠,分液后碘单质在上层溶液中,则b为萃取剂且密度大于水,试剂b应选择四氯化碳。(3)操作1是萃取、分液得到含碘单质的有机溶液,实验室里进行操作1需要的玻璃仪器除烧杯外,还需要分液漏斗。
(4)反应2为3I2+6NaOH
===
5NaI+NaIO3+3H2O,反应中碘元素化合价部分从0价升高到+5价,部分降低到-1价,根据电子得失守恒可知转移电子数是5,
用双线桥表示此反应电子转移为
。
反应中的氧化剂是I2,氧化产物是NaIO3。(5)反应3是碘离子与碘酸根离子在酸性溶液中发生归中反应生成碘单质,反应的离子方程式为
5I-+
+6H+
===
3I2+3H2O。
变式训练
2从海带灰中提取单质碘的实验中,设计的操作正确且能达到实验目的的是(　　)
A.用图1装置过滤海带灰浸取液
B.用图2装置在滤液中通入Cl2
C.用图3装置先放出下层液体,再从下口放出有机层
D.用图4装置回收萃取剂苯并获得单质碘
答案
A
素养脉络
随堂检测
1.海水是镁的重要来源,从海水中提取镁的步骤是MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2·6H2O→MgCl2→Mg。其中没有发生的反应类型是(　　)
A.氧化还原反应
B.化合反应
C.中和反应
D.分解反应
答案
B
2.下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)
A.电解饱和食盐水可制得金属钠
B.海带提碘属于物理变化
C.海水提溴涉及氧化还原反应
D.海水提镁不涉及复分解反应
答案
C
3.下列说法不正确的是(　　)
A.通过电解熔融的无水MgCl2可以制得金属镁
B.镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物
C.氧化镁是优质的耐火材料
D.金属镁质地柔软,不适宜制作高强度的合金材料
答案
D
解析
Mg是活泼金属,工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg,A项正确;Mg在空气中燃烧生成MgO、Mg3N2,Mg还能与CO2反应生成MgO和C,所以镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物,B项正确;MgO熔点很高,所以氧化镁是优质的耐火材料,常常作耐火砖,C项正确;虽然Mg质地柔软,但密度小,是重要的合金材料,如镁铝合金广泛应用于航天器材中,D项错误。
4.下列关于海水资源综合利用的说法正确的是(　　)
A.可用海水晒盐的方法提取海水中的淡水资源
B.只通过物理变化即可提取海水中的溴单质
C.从海带灰中提取I-,需加入CCl4萃取
D.利用海水可以制取多种重要化工产品
答案
D
解析
蒸馏法、电渗析法和离子交换法是海水淡化的主要方法,A错误;海水中溴元素是以溴离子形式存在,海水中溴离子转化为溴单质的过程属于化学变化,B错误;从海带灰中提取I-,需加水溶解、过滤,C错误;海水中含有80多种元素,是重要的资源,利用海水可以制取多种重要的化工产品,D正确。(共36张PPT)
第1课时　氯气的发现与制备
专题3
2021
内容索引
01
02
课前篇
素养初探
课堂篇
素养提升
素养目标
1.初步认识工业电解饱和食盐水制取氯气的反应原理及学会实验室制取氯气的方法。
2.知道化学实验是认识和研究化学物质的重要途径,培养科学探究与创新意识。
3.认识到海水是人类的宝贵资源,培养学生与大自然友好相处的情感。
课前篇
素养初探
【必备知识】
1.氯气的实验室制法
(1)反应原理:MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)除杂与干燥:制得的氯气中一般含有氯化氢气体,可先通过饱和食盐水洗气,再将气体通过浓硫酸洗气。
(3)收集氯气可以用向上排空气法。
(4)尾气吸收:一般用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气。
2.氯气的工业制法
(1)常用方法:电解饱和食盐水,化学方程式为
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(2)与电源正极相连的石墨棒上产生
Cl2
,与电源负极相连的铁棒上产生
H2和NaOH。
【正误判断】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)自然界中的氯元素既能以游离态存在,也能以化合态存在。(　　)
(2)瑞典化学家舍勒将稀盐酸与二氧化锰混合后加热,发现生成了一种黄绿色气体,舍勒将它命名为氯气。(　　)
(3)氯气是有毒气体,工业需要量不大,工业用氯气可用浓盐酸与二氧化锰反应制得。(　　)
(4)地球上巨量的海水是工业制备氯气的首选原料。(　　)
(5)电解饱和食盐水的方法是工业制备氯气的基础。(　　)
(6)电解熔融氯化钠制氯气的工业称为氯碱工业。(　　)
×
×
×
√
√
×
课堂篇
素养提升
探究一
氯气的实验室制法
【问题探究】
1.实验室制取氯气时,若向一定量浓盐酸中加入足量MnO2固体,能否使盐酸完全反应?为什么?
提示
盐酸不能完全反应。因为MnO2只能与浓盐酸反应,随着反应的进行,盐酸浓度越来越小,变为稀盐酸时反应停止,所以盐酸不能完全反应。
2.右图是制取干燥纯净氯气的实验装置图,实验室制取氯气过程中会产生哪些杂质气体?
提示
HCl、水蒸气。
【深化拓展】
1.氯气的实验室制法
(1)反应原理:实验室常用MnO2和浓盐酸共热制取氯气:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)仪器装置
装置C的作用是除去Cl2中的少量HCl气体。
装置D的作用是干燥氯气(即除去氯气中的水蒸气)。
(3)收集方法:向上排空气法。
(4)验满方法:
将湿润的碘化钾淀粉试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸变蓝,则证明已集满。
反应原理:2KI+Cl2
===
2KCl+I2,淀粉遇碘(I2)变蓝色。
将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸发生先变红后褪色的现象,则证明已集满氯气。
反应原理:Cl2+H2O
HCl+HClO,生成的两种酸使石蕊试纸变红色;HClO具有漂白性,使石蕊试纸褪色。
(5)尾气处理:用NaOH溶液吸收多余的氯气,防止污染环境。
2.实验室制氯气的注意事项
(1)必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
(2)为了减少HCl挥发,加热温度不宜过高。
(3)实验结束后,先用NaOH溶液吸收残留的Cl2,再拆卸装置,以防止污染空气。
(4)实验室制取氯气的其他方法:可用KMnO4代替MnO2与浓盐酸反应,该反应不需要加热。
2KMnO4+16HCl(浓)
===
2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
【素能应用】
典例1某化学小组用下列装置制取并收集纯净的氯气,进而研究其性质。请回答下列问题:
(1)装置甲中仪器A的名称是　　　　　,丙中应装的溶液是　　　　　　　　　　　　　　,甲装置中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。制取并收集纯净氯气的装置接口连接顺序是a→　　　　→g(补充完整)。?
(2)制备氯气的反应会因盐酸浓度下降而停止,为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出下列实验方案:
Ⅰ方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl的质量。
Ⅱ方案:与已知量锌(过量)反应,称量剩余锌的质量(已知金属活动性Zn>Mn)。
请完成下列判断和实验:
①判定Ⅰ方案不可行,理由是　
;?
②判断Ⅱ方案的实验结果　　　　　(填“偏大”“偏小”或“准确”)。?
(3)某同学认为上述方案存在明显的缺陷,该缺陷是　　　　　　　　　。?
答案
(1)分液漏斗　饱和NaCl溶液　
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O　d→e→b→c→f
(2)①残余液中的MnCl2也会与AgNO3反应生成AgCl沉淀　②偏大
(3)没有尾气处理装置
解析
(1)装置甲中仪器A的名称为分液漏斗;二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。甲装置用来制取氯气,A为分液漏斗用来滴加浓盐酸;从甲装置出来的气体含氯化氢和水蒸气,浓硫酸具有吸水性,装置乙中浓硫酸的作用是干燥氯气;氯化氢易溶于水,氯气在饱和食盐水中溶解度较小,装置丙中可以盛放饱和食盐水以除去氯气中的氯化氢,气体依次通过丙、乙先除杂后干燥。氯气密度比空气密度大,用向上排气法收集(长进短出),正确的连接顺序为a→d→e→b→c→f→g。(2)①Ⅰ方案不可行。反应残余液中的盐酸和硝酸银反应生成氯化银沉淀,二氧化锰和浓盐酸反应生成的氯化锰也会与硝酸银反应生成氯化银沉淀,故根据AgCl的质量不能求出剩余盐酸的浓度。②Ⅱ方案:锌置换出锰,剩余的固体质量会偏小,导致实验结果偏大。(3)氯气有毒,直接排放会污染空气,方案中缺少尾气处理装置。
变式训练
1某研究性学习小组设计了用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气的实验,其实验装置如下图所示:
(1)写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　。?
(2)如果将过量的二氧化锰与20
mL
12
mol·L-1的盐酸混合加热,充分反应后生成的氯气明显少于0.06
mol。其主要的原因有
①　
;
?
②　
。?
(3)L的作用是　　　　　　　　　　　　;B的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)为了提高浓盐酸的利用率,你对实验的建议是　　　　　　　　　。?
答案
(1)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑
(2)①反应中随着HCl不断消耗,盐酸变稀,稀盐酸不能与MnO2反应　②加热时有部分HCl挥发而损失
(3)保持分液漏斗与圆底烧瓶中恒压,确保浓盐酸顺利滴下　利用Cl2在饱和食盐水中溶解度很小的性质来贮存Cl2
(4)将浓盐酸慢慢滴下;加热时用小火
解析
浓盐酸与MnO2共热可以生成Cl2,稀盐酸不能与MnO2反应;浓盐酸挥发也会导致其利用率降低,为减少浓盐酸挥发,可将浓盐酸慢慢滴下,同时用小火加热。
探究二
氯气的工业生产原理
【问题探究】
1.工业生产氯气的原料选择要考虑哪些因素?
提示
要考虑原料易得,价格低廉。工业制备氯气的首选原料是地球上巨量的海水。
2.工业上由海水怎样制备氯气?
提示
利用海水晒盐得到粗盐;粗盐净化制得精制食盐水;电解氯化钠饱和溶液获得氯气、氢气、NaOH等化工产品。
3.模拟工业制备氯气的实验装置如下图所示:
铁棒和石墨棒上各看到什么现象?说明什么?
提示
铁棒上看到有无色气体生成,石墨棒上看到有黄绿色气体生成。说明铁棒上生成的是氢气,石墨棒上生成的是氯气。
【深化拓展】
工业制取氯气的原理:2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑。
按模拟工业制氯气装置进行实验(见上图):
检验生成氢气的方法:接通电源,通电一段时间后,将小试管套在a管上,收集U形管左端产生的气体,一段时间后,提起小试管,并迅速用拇指堵住试管口,移近点燃的酒精灯,松开拇指,出现爆鸣声。
检验生成的氯气:取一支小试管,用向上排空气法收集从b管导出的气体,收集到黄绿色的气体。
检验生成的氢氧化钠:关闭电源,打开U形管左端的橡皮塞,向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,观察溶液颜色变红,说明U形管左端溶液显碱性。
【素能应用】
典例2下列关于电解氯化钠水溶液的说法不正确的是(　　)
A.电解产物为氯气和钠
B.电解过程中能产生黄绿色气体
C.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,然后滴加石蕊试液,溶液呈蓝色
D.用排水法可以收集到较纯净的氢气
答案
A
解析
电解NaCl水溶液的化学方程式:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,反应过程中,与电源正极相连接的电极上产生了黄绿色的气体(Cl2),与电源负极相连接的电极上生成了难溶于水的无色气体(H2),可用排水法收集;与电源负极相连接的电极附近生成NaOH使溶液呈碱性,能使石蕊试液变蓝。电解熔融的NaCl才得到Cl2和Na:2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑,A项说法错误。
变式训练
2某同学利用如图所示装置电解饱和
食盐水,他在导气管b处收集到的气体不具有的
特征是(　　)
A.呈黄绿色
B.有毒
C.密度小于空气
D.有刺激性气味
答案
C
解析
电解饱和食盐水时,Cl-在与电源正极相连的石墨棒上转化为Cl2,该气体是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,密度大于空气。
素养脉络
随堂检测
1.欲除去Cl2中的少量HCl气体,可选用(　　)
A.NaOH溶液
B.饱和食盐水
C.浓硫酸
D.石灰水
答案
B
解析
根据HCl极易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中溶解度较小的原理,常用饱和食盐水吸收Cl2中的少量HCl气体。
2.电解饱和食盐水制Cl2和实验室用MnO2与浓盐酸反应制Cl2,相同的反应原理是(　　)
A.都是将负价的氯转变为零价的氯
B.都是将正价的氯转变为零价的氯
C.都是复分解反应
D.都是置换反应
答案
A
解析
食盐水中氯化钠中的氯和盐酸中的氯都显-1价,生成氯气时氯元素化合价都是从-1价转化为0价。
3.下列装置中,可以验证饱和食盐水(含酚酞)电解产物的装置是(电极均为石墨,Cl2能使淀粉碘化钾溶液变蓝)(　　)
答案
D
解析
用向下排空气法收集到的是氢气,故电源的左端是负极,右端是正极,A、C两项错误;淀粉碘化钾溶液变蓝可证明有氯气产生,氢氧化钠溶液能吸收Cl2,但不能验证Cl2的产生,B项错误,D项正确。
4.在实验室中利用浓盐酸和二氧化锰制氯气,制备装置中应使用分液漏斗而不能使用长颈漏斗,下列有关叙述错误的是(　　)
A.防止氯气扩散到空气中造成污染
B.便于控制加入盐酸的量
C.长颈漏斗便于添加液体
D.尽量避免氯化氢挥发到空气中
答案
C
解析
用分液漏斗既可防止氯化氢气体和氯气挥发污染环境,同时又可控制滴加盐酸的量和快慢,从而控制反应速率,提高盐酸的利用率。
5.实验室利用下列装置制氯气,请填空:
(1)制氯气的反应原理,请用化学方程式表示:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)饱和食盐水的作用是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)浓硫酸的作用是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)氢氧化钠溶液的作用是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(5)用向上排空气法收集氯气的理由是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案
(1)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)吸收Cl2中的HCl
(3)干燥氯气(或吸收Cl2中的水蒸气)
(4)吸收多余的氯气,防止污染空气
(5)氯气比空气密度大(共40张PPT)
第2课时　氯气的性质及应用
专题3
2021
内容索引
01
02
课前篇
素养初探
课堂篇
素养提升
素养目标
1.通过实验探究,了解氯气的主要性质。
2.结合实例认识氯及其化合物的多样性,了解氯水的性质;通过化学反应探索氯水的成分及性质,培养科学探究精神。
3.认识氯气在生产中的应用和对生态环境的影响;了解含氯消毒剂的合理使用及氯气泄漏的处理方法。
课前篇
素养初探
【知识铺垫】
1.实验室制备的氯气先通过饱和食盐水洗气,食盐水颜色变淡黄绿色,目的是除去氯气中的氯化氢;一般不用水除杂,目的是减少氯气的溶解。
2.实验室制取氯气时,尾气用氢氧化钠溶液吸收,可以预测的性质是
氢氧化钠溶液能与氯气反应。
【必备知识】
1.氯气的性质
2.次氯酸、漂白剂、漂白粉
(1)次氯酸是一种弱酸,见光或受热容易分解,反应的化学方程式为
2HClO
O2↑+2HCl。
(2)次氯酸具有漂白性,其氧化性比Cl2强,可用于自来水的杀菌消毒,还可以用作漂白剂。将Cl2通入石蕊试液中,看到的现象是先变红后褪色。
(3)漂白剂的主要成分是NaCl、NaClO,有效成分是NaClO;漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。
【正误判断】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)氯气能使鲜花褪色,说明氯气有漂白性。(　　)
(2)氯原子最外层有7个电子,容易得到1个电子形成稳定结构的离子。(　　)
(3)氢气在氯气中点燃会发生爆炸,生成大量氯化氢,溶于水可生成盐酸。(　　)
(4)漂白剂是氯气与氢氧化钙水溶液反应生成的混合液,可杀菌消毒。(　　)
(5)使用漂白粉时,最好先用水浸泡一段时间,漂白效果更好。(　　)
(6)漂白粉需要在密闭容器中保存,以防止挥发。(　　)
×
√
×
×
√
×
课堂篇
素养提升
探究一
氯气、氯水的性质
【问题探究】
1.根据教材60页的实验探究填写表格,通过相关实验可得出什么结论?
提示
实验序号
实验现象
推测生成物
用化学方程式表示
实验1
钠燃烧产生白烟
氯化钠
2Na+Cl2===2NaCl
实验2
铁丝燃烧产生棕褐色烟
氯化铁
2Fe+3Cl2
2FeCl3
实验3
铜丝燃烧产生棕黄色烟
氯化铜
Cu+Cl2
CuCl2
氯气可与大多数金属化合生成氯化物,不但能与活泼金属反应,也能与某些不活泼金属发生反应。氯气与变价金属(如Fe)反应时得到高价金属的氯化物(如FeCl3)。
2.H2在Cl2中燃烧产生苍白色火焰,为什么瓶口产生白雾?工业上怎样制得盐酸?
提示
反应生成的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸小液滴。工业上利用电解饱和食盐水得到的氯气和氢气制得氯化氢,氯化氢溶于水得到盐酸。
3.根据次氯酸(HClO)的性质,完成下列填空:
(1)次氯酸是　　　　于水的弱酸,比碳酸酸性　　　　　。?
(2)次氯酸不稳定,见光易分解,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)次氯酸可用于自来水的　　　　　　　,还可以用作　　　　　　　。?
答案
(1)易溶　弱
(2)2HClO
2HCl+O2↑
(3)杀菌消毒　漂白剂
4.新制氯水的成分和久置氯水的成分有什么不同?氯气为什么可以用于自来水消毒?
提示
新制氯水的成分:
久置氯水成分:
氯气与水反应生成盐酸、次氯酸,由于次氯酸有强氧化性,所以氯气可用于自来水消毒。
【深化拓展】
1.有关氯水成分的实验探究
所加试剂
参与反应的微粒
实验现象
化学方程式或解释
AgNO3溶液
Cl-
白色沉淀
AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3
Na2CO3固体
H+
有气泡产生
Na2CO3+2HCl===
2NaCl+H2O+CO2↑
有色布条
HClO
布条褪色
漂白性
FeCl2溶液
Cl2
溶液由浅绿色变成棕黄色
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
石蕊试液
HClO、H+
先变红后褪色
酸性和漂白性
2.液氯、新制氯水和久置氯水的比较
名称
液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H+、Cl-、H2O、OH-
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
新制氯水具有漂白性是因为氯气与水反应生成了HClO。光照氯水时,溶液中的次氯酸不断分解生成氯化氢和氧气,溶液的浅黄绿色逐渐褪去,pH逐渐减小。
实验室中所用氯水常常是现用现配。保存氯水时,应避免光照、受热,实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封保存。
【素能应用】
典例1下列关于氯气的说法正确的是(　　)
A.将氯气通入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色
B.将鲜花放入盛有氯气的集气瓶中,鲜花褪色,说明Cl2具有漂白性
C.铁丝在氯气中燃烧生成氯化亚铁
D.氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰,瓶口有白色烟雾出现
答案
A
解析
氯气通入溶液中形成氯水,氯水中的次氯酸具有强氧化性和漂白性,盐酸可使石蕊试液变红,次氯酸可使石蕊试液褪色,因此溶液先变红后褪色,A项正确;氯气和水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,氯气没有漂白性,B项错误;氯气具有强氧化性,与铁反应生成氯化铁,C项错误;在点燃条件下,氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰,生成的HCl遇水蒸气形成盐酸小液滴,所以瓶口有白雾,但没有烟生成,D项错误。
方法点拨
新制氯水成分的多样性决定了它的性质的多样性。
微粒
表现的性质
反应或举例
H+
酸性
2HCl+CaCO3===CaCl2+H2O+CO2↑
HClO
漂白性
HClO具有漂白性,能使有机色素褪色,有杀菌作用
不稳定性
2HClO
2HCl+O2↑,氯水久置后变为稀盐酸;氯水要放在棕色试剂瓶中保存,且现用现制
弱酸性
HClO使紫色石蕊试液先变红(后褪色)
Cl-
沉淀反应
HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3
H2O
水的性质
若向氯水中加少量无水CuSO4,溶液呈蓝色
变式训练
1-1某同学用下列装置进行有关Cl2的实验。下列说法不正确的是(　　)
A.Ⅰ图中:实验现象证明氯气无漂白作用,氯水有漂白作用
B.Ⅱ图中:闻Cl2的气味
C.Ⅲ图中:生成棕黄色的烟
D.Ⅳ图中:若气球干瘪,证明Cl2可与NaOH溶液反应
答案
D
解析
由Ⅰ图中实验现象可知:干燥的氯气不能使有色布条褪色,说明氯气没有漂白性;氯气能使湿润的有色布条褪色,说明氯气与水反应的生成物具有漂白性,故A项说法正确;Cl2有毒,闻其气味时应用手轻轻在瓶口扇动,仅使极少量气体飘入鼻孔中,B项操作正确;红热的Cu丝在Cl2中燃烧生成棕黄色的烟,C项说法正确;若Cl2能与NaOH溶液反应,则烧瓶内压强减小,气球就会鼓起,D项说法错误。
变式训练
1-2下列说法不正确的是(　　)
①钠、氢气都能在氯气中燃烧生成白色烟雾
②铜丝在氯气中燃烧,生成蓝绿色的氯化铜
③液氯就是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
④久置的氯水,因氯气几乎完全挥发掉,剩下的就是水
A.①
B.①和②
C.①和④
D.①②③④
答案
D
解析
①Na在Cl2中燃烧生成白烟,无雾产生;氢气在氯气中燃烧后生成白雾,无烟产生。②CuCl2为棕黄色固体。③液氯为液态的氯气单质,为纯净物,不能使干燥的有色布条褪色。④久置的氯水因HClO分解而变为稀盐酸。
探究二
漂白剂、漂白粉
【问题探究】
1.怎样制取漂白剂和漂白粉?
提示
用NaOH溶液与Cl2反应制取漂白剂:
Cl2+2NaOH
===
NaCl+NaClO+H2O;
用熟石灰与Cl2反应制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2
===
CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
2.漂白粉在使用时为什么需要加水浸泡片刻?
提示
次氯酸盐溶于水后,与空气中的二氧化碳反应生成次氯酸,次氯酸能使有色物质褪色,因此,漂白粉在使用时需要用水浸泡片刻,才能更好地发挥漂白效果。Ca(ClO)2+CO2+H2O
===
CaCO3+2HClO。
【深化拓展】
1.次氯酸钠(NaClO)
次氯酸钠是常见消毒剂“84”消毒液的有效成分,可用于杀菌、消毒。次氯酸钠可用氯气与氢氧化钠反应制得:Cl2+2NaOH
===
NaCl+NaClO+H2O。
2.漂白粉
(1)生成原理:氯气通入到石灰乳中:
2Ca(OH)2+2Cl2
===
CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(2)有效成分:Ca(ClO)2[主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2]。
(3)漂白原理:Ca(ClO)2+2HCl(稀)
===
CaCl2+2HClO,
Ca(ClO)2+CO2+H2O
===
CaCO3+2HClO,HClO使有色物质褪色。
3.漂白粉久置失效的原因
漂白粉敞口存放在潮湿的空气中容易失效,其原因是Ca(ClO)2+CO2+H2O
===CaCO3+2HClO;2HClO
2HCl+O2↑;漂白粉需要密封保存。
【素能应用】
典例2用漂白粉溶液浸泡过的有色布条,若晾晒在空气中,过一段时间才会褪色的原因是(　　)
A.漂白粉被氧化
B.漂白粉和二氧化碳反应生成了次氯酸
C.有色布条被空气中的氧气氧化
D.漂白粉溶液失去了部分水分,浓度增大
答案
B
解析
漂白粉中次氯酸钙具有氧化性,难以被氧化,A项错误;用漂白粉溶液浸泡过的有色布条置于空气中,漂白粉跟空气中的CO2反应生成具有漂白性的HClO,B项正确;空气中的氧气在短时间内不能迅速氧化有色布条,C项错误;漂白粉具有漂白性的原因是与空气中二氧化碳反应生成具有漂白性的HClO,而不是漂白粉的浓度改变而使有色物质褪色,D项错误。
方法点拨漂白粉的漂白原理是次氯酸漂白,即生成次氯酸使漂白效果更好。
变式训练
2-1漂白粉在空气中容易变质的原因是(　　)
A.CaCl2易吸收空气中的水分
B.Ca(ClO)2易与盐酸反应
C.Ca(ClO)2见光易分解
D.Ca(ClO)2易与空气中的CO2和水作用
答案
D
解析
漂白粉属于混合物,主要成分是次氯酸钙和氯化钙,而有效成分是次氯酸钙。由于Ca(ClO)2易与空气中的CO2和水作用生成次氯酸和碳酸钙,而次氯酸不稳定,分解生成氯化氢和氧气,因此漂白粉在空气中容易变质。
变式训练
2-2在抗震救灾中要用大量漂白粉和漂白剂杀菌消毒。下列说法正确的是(　　)
A.漂白粉是纯净物,漂白剂是混合物
B.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
C.工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉
D.漂白液的有效成分是NaCl
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;漂白剂的主要成分是氯化钠和次氯酸钠,有效成分是次氯酸钠,也是混合物。
素养脉络
随堂检测
1.下列关于氯气和氯水的说法中,正确的是(　　)
A.氯气是一种无色、密度比空气大的有毒气体
B.新制氯水要保存在无色试剂瓶中
C.新制氯水能杀菌消毒是因为Cl2有毒,能毒杀细菌
D.氯水放置数天后漂白性消失
答案
D
解析
氯气是一种黄绿色、密度比空气大的有毒气体,A项错误;新制氯水中的次氯酸见光分解生成盐酸和氧气,因此新制氯水应保存在棕色试剂瓶中,B项错误;氯水中的次氯酸具有强氧化性能消毒杀菌,C项错误;氯水中的次氯酸见光分解生成盐酸和氧气,溶液放置数天后漂白性消失,D项正确。
2.在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)
A.向氯水中滴加稀盐酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
B.氯水使有色布条褪色,说明氯水具有漂白性
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向氢氧化钠溶液中滴加氯水,溶液黄绿色消失,说明氯水中含有Cl2
答案
A
解析
盐酸中含有氯离子,与AgNO3溶液发生反应产生白色沉淀,干扰氯水中氯离子的检验,A项错误;氯水使有色布条褪色,说明氯水具有漂白性,B项正确;向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+,C项正确;氯气为黄绿色,氯水呈浅黄绿色是由于含有氯气分子,向氢氧化钠溶液中滴加氯水,溶液黄绿色消失,说明氯水中含有Cl2,D项正确。
3.下列实验现象的描述正确的是(　　)
A.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白色烟雾
B.铜在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,产物溶于水,溶液呈蓝绿色
C.铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色的浓烟,产物溶于水,溶液呈浅绿色
D.钠在空气中燃烧,发出黄色的火焰,生成白色烟雾
答案
B
解析
氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氯化氢在空气中可形成白雾,不会出现烟,A项错误;氯气具有强氧化性,红热的铜丝在氯气中燃烧,生成氯化铜,现象为产生棕黄色的烟,加入少量水形成蓝绿色溶液,B项正确;铁与氯气反应生成棕褐色的氯化铁,可产生棕褐色的烟,产物溶于水,溶液呈黄色,C项错误;钠在空气中燃烧发出黄色火焰,不会出现白雾,D项错误。
4.下列说法不正确的是(　　)
A.用氯气制漂白粉的主要目的是使其转变为较稳定、便于贮存的Ca(ClO)2
B.漂白粉中的Ca(ClO)2和CaCl2都具有漂白性
C.漂白粉与“84”消毒液的杀菌、消毒原理相似
D.工业上漂白粉是由氯气通入石灰乳[主要成分为Ca(OH)2]中制得
答案
B
解析
氯气是气体,不便保存和运输,将气体转化为较稳定的固体物质便于保存和运输,所以工业上将氯气制成漂白粉的目的之一是便于贮存和使用,A正确;漂白粉主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2,其中有效成分为Ca(ClO)2,CaCl2不具有漂白性,B错误;“84”消毒液的消毒原理和漂白粉的漂白原理相同,都是与空气中的二氧化碳反应生成次氯酸,故C正确;工业上制漂白粉是由氯气与石灰乳[主要成分为Ca(OH)2]反应,D正确。
5.某化学兴趣小组为了探究新制氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质,做了如下四组实验,其中结论错误的是(　　)
A.将有色纸条或布条、有色花瓣放入盛有氯水的试管中,它们均褪色,说明氯水有漂白作用
B.向氯水中加大理石,有气体产生,说明氯水中含有H+
C.向氯水中滴加硝酸银溶液有白色沉淀产生,说明氯水中含有Cl-
D.光照氯水后,发现颜色逐渐变浅并产生气泡,说明放出的气体是Cl2
答案
D
解析
氯水具有漂白性,能使有色纸条或布条、有色花瓣褪色,故A正确;氯水中的H+能与大理石反应,生成氯化钙、二氧化碳和水,故B正确;氯水中的Cl-能与硝酸银溶液反应产生AgCl白色沉淀,故C正确;氯水中的HClO不稳定,遇光分解生成HCl和氧气,故D错误。(共42张PPT)
第3课时　氧化还原反应
专题3
2021
内容索引
01
02
课前篇
素养初探
课堂篇
素养提升
素养目标
1.认识氧化还原反应,了解氧化还原反应的本质。
2.了解氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、氧化反应、还原反应等概念。
3.通过氧化还原反应的本质分析,培养宏观辨识与微观探析素养。
4.学习氧化还原反应中电子转移的表示,了解氧化还原反应计算中的守恒思想。
课前篇
素养初探
【知识铺垫】
1.四种基本反应类型:化合反应是几种反应物生成一种产物的反应,分解反应是一种反应物反应后生成几种产物的反应;复分解反应是
两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应;置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质与化合物的反应。
2.在化学反应中,元素的化合价发生变化的反应属于氧化还原反应。
置换反应一定属于氧化还原反应,复分解反应一定不属于氧化还原反应,有单质参与的化合反应和有单质生成的分解反应,均属于氧化还原反应。
【必备知识】
1.氧化还原反应的概念
(1)反应类型
(2)反应物
(3)物质性质
2.氧化还原反应的实质与表示
(1)氧化还原反应的实质是反应中有电子的转移。
(2)用双线桥表示二氧化锰与浓盐酸反应中电子转移的方向和数目:
。反应中氧化剂是MnO2,还原
剂是HCl,若1
mol
MnO2参与反应,则被氧化的氯化氢的物质的量为2
mol,反应中电子转移数目为2NA个。?
3.氧化还原反应中,元素化合价升高与降低总数相等,氧化剂得到电子的数目与还原剂失去电子的数目相等。
【正误判断】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)氧化还原反应是元素化合价发生变化的反应,所以元素化合价发生变化是氧化还原反应的本质。(　　)
(2)元素化合价升高,即发生氧化反应。(　　)
(3)在氧化还原反应中,还原剂被氧化,氧化剂被还原。(　　)
(4)反应中一种物质被氧化,必定有另一种物质被还原。(　　)
(5)氧化反应和还原反应一定同时发生。(　　)
(6)氧化还原反应中物质得到和失去电子的数目一定相等。(　　)
×
√
√
×
√
√
课堂篇
素养提升
探究一
氧化还原反应的相关概念
【问题探究】
1.氧化还原反应中,元素化合价发生变化的本质原因是什么?
提示
氧化还原反应中,元素化合价发生变化本质原因是电子发生转移。
2.什么是氧化剂,什么是还原剂?各有什么性质?
提示
在氧化还原反应中,失去电子的物质是还原剂,还原剂具有还原性;得到电子的物质是氧化剂,氧化剂具有氧化性。
3.如何比较物质氧化性、还原性强弱?氧化性或还原性强弱与电子得失数目是否有关系?
提示
可以根据氧化还原反应规律来判断,较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物,即
氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
氧化性、还原性强弱与反应中得失电子数目无关。
【深化拓展】
1.氧化还原反应中的相关概念
概念
定义
氧化剂
得到电子的反应物
还原剂
失去电子的反应物
氧化反应
失去电子的反应
还原反应
得到电子的反应
被氧化
还原剂失去电子被氧化
被还原
氧化剂得到电子被还原
氧化产物
氧化反应的产物
还原产物
还原反应的产物
氧化剂得电子,所含元素化合价降低,发生还原反应,得到还原产物;还原剂失电子,所含元素化合价升高,发生氧化反应,得到氧化产物。
2.氧化反应和还原反应一定同时进行,有物质被氧化,同时必然有物质被还原,氧化反应和还原反应必然同时存在于一个反应中。氧化剂、还原剂可能是不同种物质,也可能是同种物质,如反应Cl2+2NaOH
===
NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。
【素能应用】
典例1科学家指出,食用虾类等水生甲壳类动物的同时服用维生素C容易中毒,这是因为对人体无害的+5价砷类物质在维生素C的作用下,能够转化为有毒的+3价砷类化合物。下列说法错误的是(　　)
A.维生素C具有还原性
B.+5价砷转化为+3价砷时,得到电子
C.上述过程中+5价砷类物质作还原剂
D.上述过程中砷元素发生还原反应
答案
C
解析
根据题意,+5价砷类物质在维生素C的作用下转化为有毒的+3价砷的化合物,元素化合价降低,+5价砷类物质作氧化剂,所以维生素C作还原剂,具有还原性,A项正确;反应中砷元素化合价降低,得到电子,B项正确;+5价砷化合价降低,含+5价砷的化合物作氧化剂,C项错误;砷元素由+5价变为+3价,化合价降低发生还原反应,D项正确。
规律方法
判断物质在反应中表现氧化性或还原性,可依据反应中元素化合价的变化。元素化合价升高,失去电子被氧化,物质作还原剂,表现还原性;元素化合价降低,得到电子被还原,物质作氧化剂,表现氧化性。可简记为:升、失、氧,降、得、还;若说剂,正相反。
A.①③为置换反应
B.①②③均为氧化还原反应
C.三个反应的反应物中,硅元素的化合价均升高
D.②为化合反应
答案
C
解析
①③反应均为:单质+化合物→另一种单质+另一种化合物,均为置换反应,A与题意不符;反应①②③中均有元素化合价的变化,均为氧化还原反应,B与题意不符;反应①③中Si的化合价由+4价降低到0价,反应②中硅元素化合价由0价升高到+4价,C符合题意;反应②为两种反应物生成一种化合物的反应,为化合反应,D与题意不符。
探究二
氧化性、还原性
【问题探究】
1.反应中氧化剂得到电子,表现氧化性,还原剂失去电子,表现还原性。在氧化还原反应中一种物质被氧化的同时,一定是另一种物质被还原吗?请举例说明。
提示
氧化还原反应中,氧化剂、还原剂可以是不同种物质,也可以是同一种物质,即不一定是一种物质被氧化同时另一种物质被还原,也可能同一种物质既被氧化又被还原。例如氯气与水的反应中,氯气既是氧化剂又是还原剂,反应中氯气既表现氧化性又表现还原性。
2.物质的氧化性、还原性与其中元素化合价的高低有什么关系?
提示
当物质所含元素处于最高价时,该元素的化合价只能降低,反应中只能被还原,只表现氧化性;当元素处于最低价态时,该元素的化合价只能升高,反应中只能被氧化,只表现还原性;当元素处于中间价态时,反应中该元素的化合价可能升高,也可能降低,该元素可能会表现还原性,也可能表现氧化性。
3.如何根据已知反应比较物质的氧化性、还原性强弱?
提示
对于自发进行的氧化还原反应,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
【深化拓展】
1.判断物质的氧化性、还原性强弱的方法归纳
(1)根据金属活动性顺序判断氧化性、还原性强弱。
(2)根据非金属活动性顺序来判断。
(3)根据已知氧化还原反应判断。
(还原性强)(氧化性强)　(氧化性较弱)(还原性较弱)
反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性;反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。
(4)根据氧化还原反应发生的条件来判断。如:MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)
===
2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O,由于高锰酸钾与浓盐酸的反应不需要加热,所以氧化性KMnO4>MnO2。
【素能应用】
典例2已知有如下反应:①2KBrO3+Cl2
===
Br2+2KClO3　②KClO3+6HCl
===
3Cl2↑+KCl+3H2O　③2FeCl2+Cl2
===
2FeCl3。根据上述反应,判断下列结论中错误的是(　　)
A.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
B.Cl2在①、③反应中均作氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>FeCl3
D.溶液中可发生反应:KClO3+6FeCl2+6HCl
===
6FeCl3+3H2O+KCl
答案
B
解析
根据反应②中元素化合价变化,Cl2既是氧化产物,又是还原产物,A正确;Cl2在反应①中化合价升高是还原剂,在反应③中化合价降低作氧化剂,B错误;根据反应①②③可知氧化性强弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>FeCl3,C正确;根据氧化性强弱,电荷守恒,电子守恒的原理,溶液中可发生反应KClO3+6FeCl2+6HCl
===
6FeCl3+3H2O+KCl,D正确。
变式训练
2根据下列反应,判断有关物质的氧化性由强到弱的顺序是(　　)
①Cl2+2KBr
===
2KCl+Br2　②Br2+H2SO3+H2O
===
2HBr+H2SO4　③2KMnO4+16HCl
===
2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
A.Cl2>KMnO4>Br2>H2SO4
B.KMnO4>Cl2>H2SO4>Br2
C.KMnO4>Cl2>Br2>H2SO4
D.H2SO4>Br2>Cl2>KMnO4
答案
C
解析
根据反应①Cl2+2KBr
===
2KCl+Br2可知氧化剂是Cl2,氧化产物是Br2,所以氧化性:Cl2>Br2;根据反应②Br2+H2SO3+H2O
===
2HBr+H2SO4可知氧化剂是Br2,氧化产物是H2SO4,所以氧化性:Br2>H2SO4;根据反应③2KMnO4+16HCl
===
2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O可知氧化剂是KMnO4,氧化产物是Cl2,所以氧化性:KMnO4>Cl2。综合上述分析,物质氧化性由强到弱的顺序是KMnO4>Cl2>Br2>H2SO4。
探究三
氧化还原反应中的一些规律
【问题探究】
1.从氧化还原反应的本质看,氧化还原反应中的守恒思想是什么?
提示
氧化还原反应中,还原剂失去的电子数等于氧化剂得到的电子数目,这就是氧化还原反应中的电子得失守恒。
2.同一种还原剂与氧化性强弱不同的氧化剂混合时,反应有先后顺序吗?
提示
有。优先跟氧化性强的氧化剂反应。
【深化拓展】
(1)电子守恒规律:氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。此规律常用于有关氧化还原反应的计算及配平氧化还原反应方程式。运用守恒规律进行氧化还原反应计算的方法是:氧化剂物质的量×变价元素的原子个数×化合价的变化值=还原剂物质的量×变价元素的原子个数×化合价的变化值。
(2)歧化反应:同一种物质中相同价态的同一种元素的原子(或离子),一部分失电子被氧化,另一部分得电子被还原的氧化还原反应叫歧化反应。歧化反应是某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低价态转化的反应。
(3)归中反应:同种元素由不同价态(高价态和低价态)转变为中间价态的氧化还原反应,称之为归中反应。
(4)不交叉规律:同一种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态元素化合价要降低,低价态元素化合价要升高,它们最多变为同一种中间价态,不可能发生交叉现象。同种元素的相邻价态间不发生氧化还原反应。
(5)强弱规律:一般是具有较强氧化性的氧化剂与具有较强还原性的还原剂发生反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。
(6)优先规律:当一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的优先发生反应;当一种还原剂同时和几种氧化剂相遇时,氧化性最强的优先发生反应。
【素能应用】
典例3已知下列反应均易发生:
①2H2O+Cl2+SO2
===
H2SO4+2HCl
②2KMnO4+16HCl(浓)
===
2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
根据上述两个反应填写以下空格:
(1)物质的氧化性强弱顺序为　　　　　,还原性强弱顺序为　　　　　。?
(2)反应①中氧化产物和还原产物的质量之比为　　　　　。?
(3)反应②中浓盐酸表现出的性质是　　　　　(填字母)。?
A.还原性　　　B.酸性　　　　C.氧化性
答案
(1)KMnO4>Cl2>H2SO4　SO2>HCl>MnCl2
(2)98∶73　(3)AB
解析
(1)根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物可知,反应①中氧化性:Cl2>H2SO4;还原性:SO2>Cl-。反应②中氧化性:KMnO4>Cl2;还原性:Cl->Mn2+。(2)在反应①中氧化产物为H2SO4,还原产物为HCl,其质量之比为98∶73。(3)在反应②中HCl被氧化为Cl2,表现的是还原性;同时还生成盐和水,表现的是酸性。
方法归纳对于自发进行的氧化还原反应,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。一个氧化还原反应若能自发进行,也必须满足这一关系,否则该反应不能自发进行。
变式训练
3-1在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是
和PbSO4,则参加反应的PbO2与Cr3+的物质的量之比为(　　)
A.3∶2
B.3∶1
C.1∶1
D.3∶4
答案
A
解析
PbO2与Cr3+反应,产物是
和PbSO4,由PbO2生成PbSO4,铅元素化合价降低2价,由Cr3+生成
,铬元素化合价升高3价,则PbO2与Cr3+物质的量之比为3∶2时得失电子数相等,A正确。
变式训练
3-2常温下可用Co2O3与盐酸反应制备Cl2,反应前后体系中共存在五种物质:Co2O3、H2O、Cl2、HCl和CoCl2。下列有关该反应的叙述不正确的是(　　)
A.氧化产物为Cl2
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C.当生成3
mol
H2O时,反应中转移2
mol电子
D.当生成2.24
L(标准状况下)Cl2时,反应中转移0.1
mol
电子
答案
D
解析
元素化合价升高得到的产物为氧化产物,即氧化产物为Cl2,A正确;氧化剂为Co2O3,还原剂为HCl,它们物质的量之比为1∶2,B正确;根据化学方程式Co2O3+6HCl
===
2CoCl2+Cl2↑+3H2O,Co2O3中钴元素化合价降低1价生成CoCl2,1
mol
Co2O3得到2
mol电子,生成3
mol水,C正确;根据化学方程式,生成1
mol氯气转移2
mol电子,当生成2.24
L(标准状况下)即0.1
mol
Cl2时,反应中转移0.2
mol电子,D错误。
素养脉络
随堂检测
1.航母等舰艇的船底都涂有含Cu2O的防污涂料,制备Cu2O的一种方法为Zn+2CuSO4+2NaOH
===
Cu2O+ZnSO4+Na2SO4+H2O,下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A.Zn失去电子,作氧化剂
B.CuSO4被氧化
C.NaOH是还原剂,失去电子
D.CuSO4是氧化剂
答案
D
解析
反应中Zn化合价升高,失去电子,作还原剂;硫酸铜中+2价铜化合价降低,得到电子,硫酸铜作氧化剂,被还原;NaOH中的元素化合价未发生变化,不是氧化剂,也不是还原剂。D项正确。
2.下列化学变化需要加入氧化剂才能实现的是(　　)
A.KMnO4→O2
B.C→CO2
C.CuO→Cu
D.H2SO4→BaSO4
答案
B
解析
A项中高锰酸钾自身分解可以生成O2,其本身既是氧化剂又是还原剂,不需另加氧化剂;B项中碳元素的化合价升高,发生氧化反应,需要添加氧化剂才能发生;C项变化中铜元素化合价降低,发生还原反应,需要加入还原剂才能发生;D项变化中各元素的化合价未发生变化,通过复分解反应可以实现。
3.下列各组微粒中,在一定条件下均可以作氧化剂的是(　　)
A.Fe、H2O、CO2
B.Fe3+、
C.Cl2、HClO、Mg
D.ClO-、Cl-、Ag+
答案
B
解析
A项中Fe为0价,是铁的最低化合价,铁单质只有还原性,不能作氧化剂;B项中铁、锰、氮元素化合价都处于高价态,Fe3+、
在一定条件下都可以作氧化剂;C项中镁元素化合价为0,是最低化合价,镁单质不能作氧化剂;D项Cl-中氯元素化合价为-1价,是氯元素的最低化合价,只有还原性不能作氧化剂。
4.下列电子转移方向和数目的表示不正确的是(　　)
答案
D
解析
A项反应中锌由0价变为+2价,化合价升高2价,所以失去2e-,A正确;B项反应中铁元素化合价由+3价变为0价,降低3价,反应中1
mol氧化铁得到6
mol
e-,B正确;C项反应中氯元素化合价由+5价降低到-1价,降低6价,2
mol
KClO3得到12
mol
e-,C正确;D项反应中氧元素化合价由-2价升高到0价,升高2价,高锰酸钾中的锰元素化合价分别降低1价和3价,2
mol
KMnO4在反应中得失电子数目为4NA,电子转移方向和数目的正确表示为:(共48张PPT)
专题整合
专题2
2021
内容索引
01
02
知识网络
重难突破
知识网络
从海水中获得的化学物质
从海水中获得的化学物质
重难突破
突破1
氯气的制备和性质　含氯化合物的性质与应用
典例1实验室模拟工业漂白液(有效成分为NaClO)脱除废水中氨(NH3)的流程如下:
下列分析正确的是(　　)
A.①中采用蒸馏的方法精制粗盐水
B.②中与电源正极连接的电极上的主要电极反应为4OH--4e-2H2O+O2↑
C.③中制备漂白液的反应为Cl2+OH-Cl-+HClO
D.②、③、④中均发生了氧化还原反应
答案
D
解析
蒸馏只能得到蒸馏水,得不到精制盐水,要得到精制盐水需要使用化学方法除去其中的杂质,A错误;与电源正极连接的电极上产生Cl2,B错误;氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠、氯化钠和水,③中制备漂白液的反应为Cl2+2OH-
===
Cl-+ClO-+H2O,C错误;②中电解氯化钠溶液生成氢气、氯气以及氢氧化钠,③中氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,④中次氯酸钠与氨气反应生成氮气和氯化钠,均发生了氧化还原反应,D正确。
对点训练1-1如下图所示(B中冷却装置未画出),将氯气和空气(不参与反应)以体积比约1∶3混合通入含水8%的碳酸钠中制备Cl2O,并用水吸收Cl2O制备次氯酸溶液。
已知:Cl2O极易溶于水并与水反应生成HClO;Cl2O的沸点为3.8
℃,42
℃以上分解为Cl2和O2。
(1)①实验中控制氯气与空气体积比的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②为使反应充分进行,实验中采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
③装置D的作用是?　
。?
(2)装置B中产生Cl2O的化学方程式为?　
。?
(3)装置C中采用棕色圆底烧瓶是因为?
　。?
答案
(1)①通过观察A中产生气泡的速率调节流速
②搅拌、使用多孔球泡　③吸收未反应的氯气,防止污染空气
(2)2Cl2+Na2CO3
===
Cl2O+2NaCl+CO2
(3)HClO见光易分解
解析
(1)①通过观察A中产生气泡的速率调节流速,进而控制氯气与空气的比例。②装置B安装有搅拌棒,搅拌或使用多孔球泡可以使反应更充分。③装置D的作用是吸收未反应的氯气,防止污染空气。(2)装置B中,氯气和碳酸钠反应生成Cl2O、氯化钠和二氧化碳,化学方程式为2Cl2+Na2CO3
===
Cl2O+2NaCl+CO2。(3)在C中用水吸收Cl2O制备次氯酸溶液,HClO见光易分解,故装置C中采用棕色圆底烧瓶。
对点训练1-2某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质,设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的红色布条,b为湿润的红色布条。
(1)装置Ⅰ中仪器c的名称是　　　　　　,实验室中用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)装置Ⅱ的作用是　
。?
(3)实验过程中,装置Ⅳ中的实验现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到布条b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为还需在上图装置Ⅱ与Ⅲ之间添加下图中的　　　　装置(填序号)。?
(5)装置Ⅴ的目的是防止尾气污染空气,写出装置Ⅴ中发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。
答案
(1)分液漏斗　MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)除去氯气中的氯化氢气体
(3)无色溶液变为蓝色
(4)④　(5)Cl2+2OH-
===
Cl-+ClO-+H2O
解析
(1)装置Ⅰ中仪器c的名称是分液漏斗;实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)装置Ⅱ中盛有饱和食盐水,因为浓盐酸具有挥发性,则制取的氯气中混有氯化氢,用饱和食盐水可以除去杂质氯化氢。(3)氯气具有氧化性,能够与碘化钾溶液反应生成碘单质,碘单质与淀粉作用显示蓝色,所以装置Ⅳ中通入氯气后,无色溶液变蓝色。(4)干燥的氯气不具有漂白性,Ⅱ和Ⅲ之间可增加干燥装置,除去氯气中的水蒸气;根据氯气的化学性质可知,应选浓硫酸作干燥剂。(5)装置Ⅴ盛放的是氢氧化钠溶液,目的是防止尾气污染空气,反应的离子方程式为Cl2+2OH-
===
Cl-+ClO-+H2O。
要点点拨Cl2的化学性质
(1)Cl2与金属的反应
(2)Cl2与H2反应:氢气在Cl2中燃烧产生苍白色火焰,其化学方程式为
H2+Cl2
2HCl,HCl用水吸收可制得盐酸。
(3)氯气和水的反应
①化学方程式:Cl2+H2O
HCl+HClO
②次氯酸:
(4)氯气和碱的反应
以氯气和氢氧化钠、氢氧化钙的反应为例:
突破2
钠及其化合物
典例2Na2CO3是一种重要的化工原料,工业生产Na2CO3的主要流程可表示如下:
则下列说法正确的是(　　)
A.气体A是CO2,气体B是NH3
B.③中生成的CO2可循环使用,它可完全满足生产的需要
C.通入B后的离子方程式为Na++NH3+CO2+H2O
===
NaHCO3↓+
D.溶液Q的成分是NH4Cl,可通过降温结晶的方法使其析出
答案
C
解析
二氧化碳在水中的溶解度较小,氨气极易溶于水,因此气体A是NH3,气体B是CO2,A错误。②中反应需要消耗二氧化碳,③中碳酸氢钠分解生成二氧化碳,因此③中生成的CO2可循环使用;②中需要的二氧化碳部分转化为碳酸钠,因此③中生成的CO2不能完全满足生产的需要,B错误。通入B后,氨气、氯化钠、二氧化碳和水反应生成了碳酸氢钠和氯化铵,反应的离子方程式为Na++NH3+CO2+H2O
===
NaHCO3↓+
,C正确。溶液Q的主要成分是NH4Cl、氯化钠和碳酸氢钠,且为碳酸氢钠的饱和溶液,通过降温结晶,会析出碳酸氢钠固体,D错误。
对点训练2-1对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是(　　)
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
小苏打可用于治疗胃酸过多症
NaHCO3可与盐酸反应
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
B
滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2,溶液变红
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
Ⅰ对;Ⅱ错;无关系
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
D
过氧化钠可用作航天员的供氧剂
Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2
Ⅰ对;Ⅱ对;无关系
答案
A
解析
胃酸的主要成分是盐酸,小苏打可与盐酸发生反应,减小胃酸的浓度,因此用于治疗胃酸过多症,A正确。滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,NaOH是碱,可以使酚酞溶液变为红色;但Na2O2具有强氧化性,又会将红色物质氧化变为无色,因此最后溶液为无色,B错误。Na原子最外层电子数少,容易失去,所以金属钠具有强还原性;高压钠灯发出透雾性强的黄光与钠具有强还原性没有关系,C错误。过氧化钠可用作航天员的供氧剂,是由于Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2,所以二者具有因果关系,D错误。
对点训练2-2下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的说法中,正确的是(　　)
A.热稳定性:Na2CO3B.相同温度下,在水中Na2CO3的溶解度小于NaHCO3
C.Na2CO3和NaHCO3均可与澄清石灰水反应生成沉淀
D.106
g
Na2CO3和84
g
NaHCO3分别与过量盐酸反应,放出CO2的质量:
Na2CO3>NaHCO3
答案
C
解析
加热时碳酸氢钠能分解,碳酸钠不分解,所以碳酸钠的稳定性强于碳酸氢钠的稳定性,A错误;相同的温度下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,B错误;碳酸钠和碳酸氢钠分别和氢氧化钙反应的化学方程式如下:
Na2CO3+Ca(OH)2
===
CaCO3↓+2NaOH,NaHCO3+Ca(OH)2(足量)
===
CaCO3↓+H2O+NaOH或2NaHCO3(足量)+Ca(OH)2
===
2H2O+CaCO3↓+Na2CO3,所以都能发生反应生成沉淀,C正确;106
g
Na2CO3和84
g
NaHCO3的物质的量均为1
mol,根据碳原子守恒,与过量盐酸反应生成二氧化碳物质的量均为1
mol,即生成的二氧化碳的质量相同,D错误。
突破3
海洋化学资源的利用
典例3NaIO3是碘在地壳中的存在形式之一,在海水中主要以I-的形式存在,几种粒子之间的转化关系如图所示。
下列说法中不正确的是(　　)
A.用碘化钾淀粉试纸和食醋检验加碘盐时,碘化钾淀粉试纸会变蓝
B.足量Cl2能使湿润的、已变蓝的碘化钾淀粉试纸褪色,其原因可能是5Cl2+I2+6H2O
===
2HIO3+10HCl
C.由图中转化关系可知,氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>
D.途径Ⅱ中若生成1
mol
I2,反应中转移的电子数为10NA
答案
C
解析
根据途径Ⅰ可知,氧化性:Cl2>I2,由途径Ⅱ可知,氧化性:
>I2,由途径Ⅲ可知,氧化性:Cl2>
。
对点训练3下图所示为海水综合利用的部分流程,下列有关说法不正确的是(　　)
A.第①步除去粗盐中的
、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质加入的药品顺序为NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B.第②步是电解饱和食盐水,是氯碱工业的基础反应
C.第③步是氢氧化镁与盐酸反应,得到的溶液蒸发结晶
D.第④步反应的离子方程式为Cl2+2Br-
===
2Cl-+Br2,第④⑤步的目的是富集溴元素
答案
A
解析
海水通过蒸发浓缩得到粗盐和母液,粗盐除去杂质得到精盐;电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氯气和氢气,母液中含有镁离子和溴离子,加入石灰乳沉淀镁离子后过滤得到氢氧化镁沉淀和滤液;氢氧化镁用盐酸溶解后浓缩蒸发,冷却结晶,过滤洗涤,在氯化氢气流中加热失去结晶水得到无水氯化镁;滤液中通入氯气氧化溴离子生成溴单质,把溴吹出用碳酸钠溶液吸收后,加入酸重新生成溴单质。A项,过量的钡离子最后无法除去,错误;第②步是电解饱和食盐水,是氯碱工业的基础反应,B项正确;氢氧化镁与盐酸反应,得到的溶液蒸发结晶,可获得六水合氯化镁,C项正确;第④步反应中溴元素被氧化,发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-
===
2Cl-+Br2,第⑤步反应中溴单质在碳酸钠溶液中发生歧化反应生成溴化钠和溴酸钠,第⑥步中溴化钠和溴酸钠经酸化转化为溴单质,④⑤步反应的目的是浓缩、富集溴单质,D项正确。
要点点拨1.粗盐提纯
粗盐中可溶性杂质主要有Na2SO4、CaCl2、MgCl2。
加入过量的BaCl2溶液可除去Na2SO4,加入过量的NaOH溶液可除去MgCl2,加入过量的Na2CO3溶液可除去CaCl2和过量的BaCl2,然后通过过滤把沉淀除去,再加入适量的盐酸,将溶液的pH调为7,除去多余的Na2CO3和NaOH。
有关反应的化学方程式为:
Na2SO4+BaCl2
===
BaSO4↓+2NaCl
MgCl2+2NaOH
===
Mg(OH)2↓+2NaCl
CaCl2+Na2CO3
===
CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3
===
BaCO3↓+2NaCl
Na2CO3+2HCl
===
2NaCl+H2O+CO2↑
NaOH+HCl
===
NaCl+H2O
2.海水提镁
相关反应的化学方程式为:
MgCl2+Ca(OH)2
===
Mg(OH)2↓+CaCl2
Mg(OH)2+2HCl
===
2H2O+MgCl2
MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
3.海水提溴
溴单质的氧化性介于氯和碘之间,因此海水提溴可以选取氯气作氧化剂。大体分为三个步骤:
浓缩:海水中的Br-的浓度很小,海水晒盐剩下的苦卤中的Br-浓度较大,可作提取溴的原料。
氧化:向苦卤中通入氯气。Cl2+2Br-
===
2Cl-+Br2
提取:向溶有溴的苦卤中鼓入热空气或水蒸气,使溴挥发而分离出来。
4.海带提碘
突破4
氧化还原反应
典例4现有下列氧化还原反应:①2Br-+Cl2
===
Br2+2Cl-　②2Fe2++Br2
===
2Fe3++2Br-　③2
+10Cl-+16H+
===
2Mn2++5Cl2↑+8H2O。根据上述反应,判断下列结论正确的是(　　)
A.还原性强弱顺序为:Fe2+>Br->Mn2+>Cl-
B.反应①中Cl-是Cl2的氧化产物,反应③中Cl2是Cl-的还原产物
C.若向酸性KMnO4溶液中加入FeSO4溶液,可观察到紫色褪去
D.将1
mol
Cl2通入含1
mol
FeBr2的溶液中,离子反应为
Cl2+2Fe2+
===
2Cl-+2Fe3+
答案
C
解析
由反应①2Br-+Cl2
===
Br2+2Cl-可知,还原性:Br->Cl-;由反应②2Fe2++Br2
===
2Fe3++2Br-可知,还原性:Fe2+>Br-;由反应③2
+10Cl-+16H+
===
2Mn2++5Cl2↑+8H2O可知,还原性:Cl->Mn2+;故还原性强弱顺序为Fe2+>Br->Cl->Mn2+,A错误。反应①中Cl-是Cl2的还原产物,反应③中Cl2是Cl-的氧化产物,B错误。还原性Fe2+>Mn2+,所以KMnO4可以被FeSO4还原为Mn2+,酸性KMnO4溶液的紫色褪去,C正确。还原性:Fe2+>Br->Cl-,1
mol
Cl2通入含1
mol
FeBr2的溶液中,氯气先氧化亚铁离子,后部分氧化溴离子,根据反应先后顺序及得失电子数目相等,离子方程式为2Cl2+2Fe2++2Br-
===
Br2+4Cl-+2Fe3+,D错误。
对点训练4实验:①向2
mL
1
mol·L-1
NaBr溶液中通入一定量的氯气,溶液变为黄色;②取①所得溶液滴加到淀粉KI试纸上,试纸变蓝;③向①所得溶液中继续通入氯气,溶液由黄色变成橙色。下列分析不正确的是(　　)
A.根据实验①可以说明还原性:Br->Cl-
B.根据实验②能说明氧化性:Br2>I2
C.上述实验验证了Cl2、Br2、I2氧化性的相对强弱
D.向实验③所得溶液中加CCl4,充分振荡,下层为橙红色
答案
B
解析
实验①中发生反应Cl2+2Br-
===
Br2+2Cl-,说明还原性:Br->Cl-,A正确;实验②生成了单质碘,但①所得溶液中可能含有Cl2和Br2,Cl2、Br2都能与KI反应生成I2,因此不能说明氧化性:Br2>I2,结合③中现象可知①中氯气不足量,综合实验②③可说明氧化性:Br2>I2,B错误;上述实验验证了Cl2、Br2、I2氧化性的相对强弱,C正确;向实验③所得溶液中加CCl4,溴被萃取到四氯化碳中,经充分振荡,下层为溶解了溴的四氯化碳层,为橙红色,D正确。
要点点拨1.概念
概念
定义
氧化剂
得到电子的反应物
还原剂
失去电子的反应物
氧化反应
失去电子的反应,外部表现为元素化合价升高
还原反应
得到电子的反应,外部表现为元素化合价降低
被氧化
失去电子的过程,外部表现为元素化合价升高
被还原
得到电子的过程,外部表现为元素化合价降低
2.根据已知氧化还原反应判断物质氧化性、还原性的强弱
突破5
离子反应与离子共存反应
典例5下列指定反应的离子方程式正确的是(　　)
答案
B
对点训练5某溶液里可能含有Mg2+、Na+、OH-、Cl-、
和
中的某几种,现分别取该溶液少量装于两支试管中,进行以下实验:
①向第一支试管中滴入酚酞溶液,溶液变红。
②向第二支试管中加入足量BaCl2溶液,生成白色沉淀,过滤,并将滤液移入第三支试管,在沉淀中加入稀硝酸,沉淀逐渐消失并有无色、无味气体产生,将该气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊。
③向第三支试管中先加入硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,出现白色沉淀。
通过以上实验可判断溶液中含有的离子为　　　　　　　,不含有的离子为　　　　　,无法确定是否含有的离子为　　　　　。写出实验②③中有关反应的离子方程式:　??　。?
方法归纳离子方程式正误判断技巧
看是否符合客观事实:如常温下铁被浓硫酸钝化,不会生成氢气。
看是否符合质量守恒:看方程式两边各元素的原子个数是否相等。
看是否符合电荷守恒:检查方程式两边离子所带电荷是否守恒。
看是否符合电子守恒:检查氧化还原反应中得失电子数目是否相等。
看是否符合定组成原则:检查反应物中离子微粒之间的比例关系,不能局部约简。
看拆分是否正确:只有强酸、强碱、大多数可溶性盐可拆成离子,其余一律不拆。
看量的关系是否符合题目要求:量少的物质中能反应的离子全部参加反应,如酸式盐与碱反应;FeBr2溶液与Cl2的反应等。

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