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第二节 氯及其化合物
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
湖北省利川市第一中学
【科学史话】瑞典化学家舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿（二氧化锰），当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受。
舍勒
戴维
+
盐酸
软锰矿
三十多年
直到1810年，英国化学家戴维才确认这种气体是一种新元素组成的单质—氯气
颜色
气味
氯气的性质
新华网报道:2005年3月29日，京沪高速公路淮安段一辆满载液氯的液罐车和对面来车相撞 ,大量液氯外泄。据目击者描述 : ”一股黄绿色的气体就像探照灯
【早年新闻】
光一样，‘唰’地射向高空，足有5米高,并有刺鼻的味道，眼睛也熏得有些睁不开 。”
事发后消防队员不断地用水枪喷射，但时值西南风，氯气迅速向西南方扩散 ，造成350 人中毒进医院救治, 另有28人中毒死亡的特大事故，附近居民采取应急措施,疏散到一高坡上。
颜色
气味
溶解性
毒性
密度
颜色 状态 气味 毒性 溶解性
色 ______ ___________ _____ 体积的水溶解约 体积的氯气
黄绿
气体
刺激性气味
有毒
2
（一）氯气的物理性质
一、氯气的性质
熔点：-101℃
沸点：-34.6℃
密度：3.214g/L (0℃)
数据
1
+17
2
8
7
Cl
（二）氯气的化学性质
氯原子的结构
易得1个电子
具有强氧化性
可以失电子
具有还原性
Cl2
氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质
Cl2
活泼非金属单质
O2
物质分类
性质相似
物质分类
类比推理
O2
物质组成角度
氧化还原反应角度
提示：氯是成盐元素
与金属单质：Na、Fe、Cu化合
与非金属单质：C、H2化合
氧化物
-1
0
Cl
Cl-
与金属单质化合
与非金属单质化合
氯化物
Cl2
类比推理
？
1．Cl2与金属单质的反应
产生大量白烟
产生大量棕褐色的烟
产生大量棕黄色的烟
氯气能与绝大多数金属反应，把变价金属氧化到成高价态
与钠反应
与铁反应
与铜反应
2、氯气与非金属单质的反应
实验内容 现象 方程式 用途
安静的燃烧发出苍白色火焰，集气瓶口有白雾
剧烈反应，发生爆炸，瓶口产生白雾
H2 + Cl2 === 2HCl
点燃
H2 + Cl2 === 2HCl
光照
工业上制盐酸
氢气在氯气中点燃
氢气与氯气的混合气体光照
2S +Cl2
S2Cl2
点燃
2P +5Cl2（大量）
2PCl5
点燃
Si +2Cl2
SiCl4
点燃
C+2Cl2
CCl4
△
2P +3Cl2 （少量）
2PCl3
点燃
白雾
白烟
Cl2还可以与P、S、Si、C等非金属单质反应。
请同学们谈一谈对燃烧的条件和本质有什么新的认识？
燃烧不一定要有氧气的参加，其本质是氧化还原反应。
所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。
目前，很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒。在25℃时，1体积的水可以溶解约2体积的氯气，氯气的水溶液称为氯水。
为什么氯气溶于水能杀菌、消毒呢？
3．Cl2与水的反应
Cl2 + H2O
氯水成分与性质的探究
假设 新制氯水的微粒成分
HCl
化合价降低
+
氧化产物是什么？
2.已溶解的氯气部分发生反应
1.简单溶解
3.已溶解的氯气全部发生反应
Cl2、H2O
Cl2、H2O、HCl、新物质
H2O、HCl、新物质
分析物质成分
【任务1】猜测新制氯水的成分
氯水成分与性质的探究
分析物质成分
根据物质成分选择试剂
检验对象 检验方法 实验现象
【任务2】设计实验验证任务1中的假设
实验验证
得出结论
检验H+
检验Cl―
检验Cl2
取少量AgNO3溶液于试管中，向其中滴加几滴氯水，向反应后的溶液滴加稀HNO3
装有少量镁条的试管中滴加氯水
颜色、气味、湿润的淀粉KI试纸
试纸先变蓝后褪色
有气泡产生
有白色沉淀生成，滴加稀HNO3后沉淀不溶解
通过以上实验的探究，我们可以得到氯水的成分有：
Cl2、Cl-和H+
氯水成分与性质的探究
【任务3】探究氯水中起漂白作用的物质
是什么物质起了漂白作用，让试纸褪色？
盐酸或氯气或新物质？？？
实验1：两支装有深蓝色溶液的试管中分别加入稀盐酸和新制氯水。
实验2：取干燥的和湿润的有色纸条各一条，分别放入两个盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片，观察现象。
干燥的氯气没有漂白作用，是氯气与水反应生成的新物质使试纸褪色。
HCl 不能让深蓝色溶液褪色，新制氯水可以。说明 HCl 没有漂白作用。
Cl2 + H2O
氯水成分与性质的探究
HCl
化合价降低
+
+ HClO
化合价升高
【任务4】书写方程式及梳理新制氯水的性质
HClO
弱酸性
2HClO 2HCl + O2↑
光照
不稳定性
漂白、杀菌、消毒
强氧化性
由于HClO、H2O是弱电解质，存在着微弱的电离。新制氯水中存在
①三分子：Cl2、HClO、H2O；②四离子：H＋、Cl－、ClO－、OH－。
HClO是一种比碳酸还弱的酸
新的自来水消毒剂
使用氯气对自来水消毒时，氯气会与水中的有机物发生反应，生成的有机氯化物可能对人体有害。所以，国家规定了饮用水中余氯含量的标准；而且已经开始使用新的自来水消毒剂，如二氧化氯、臭氧等。
拓展延伸
①与NaOH反应——制漂白液
化学方程式为Cl2+2NaOH === NaCl+NaClO+H2O。
漂白液的有效成分为NaClO。
②与Ca(OH)2反应——制漂白粉或漂粉精
化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2 === CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
漂白粉或漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。
4．Cl2与碱的反应
【知识拓展】
漂白粉的漂白原理
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
失效原理
2HClO 2HCl + O2
光照
“84”消毒液的消毒原理
“84”消毒液的主要成分是NaClO，与空气接触发生反应CO2+NaClO+H2O === NaHCO3+HClO，HClO具有强氧化性，可以杀菌消毒。
①与碘化钾溶液反应：
2I－＋Cl2 = I2＋2Cl－
②与SO2水溶液反应：
Cl2＋SO2＋2H2O = 4H＋＋2Cl－＋SO42－
③与FeCl2溶液反应：
2Fe2＋＋Cl2 = 2Fe3＋＋2Cl－
5．Cl2与还原性无机物的反应
Cl2＋2FeCl2===2FeCl3
Cl2＋2KI===2KCl＋I2
Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4
不同离子的检验方法不同，一般采用可产生的特殊现象来判断，高中常用的如：
1.观察颜色法：
2.焰色试验法：
3.沉淀法：
4.气体法：
钾元素焰色：紫色（通过蓝色钴玻璃观察）、钠元素焰色：
黄色
Cu2+ （ ）、Fe3+（ ）、Fe2+（ ）、
MnO4-（ ）
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
用于能转化为特殊沉淀的离子检验，如BaSO4、AgCl、Fe(OH)3等
用于能转化为特殊气体的离子检验，如CO2、NH3
二、氯离子的检验
【实验2-9】氯离子的检验——沉淀法
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。
【实验2-9】氯离子的检验——沉淀法
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。
试液2～3 mL 实验现象 离子方程式
滴入几滴AgNO3溶液 加入少量稀硝酸 ①稀盐酸 ______________ __________ __________________
②NaCl溶液 ______________ __________ __________________
③Na2CO3溶液 ______________ ____________________ __________________________________________________________
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
沉淀不溶解
有白色沉淀生成
有气泡产生
沉淀溶解，
Cl－＋Ag＋= AgCl↓
Cl－＋Ag＋= AgCl↓
CO32-＋2Ag＋= Ag2CO3↓
Ag2CO3＋2H＋= 2Ag＋＋CO2↑＋H2O
沉淀不溶解
1、反应原理
实验室用MnO2和浓盐酸加热反应制取Cl2,反应的
化学方程式为
离子方程式为
△
====
△
====
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
三、氯气的实验室制法
方法引导 实验室中制取气体装置的设计
反应物状态、反应条件
气体及所含杂质的性质
气体的密度、气体在水中溶解性、是否与水反应等
发生装置
收集装置
除杂装置
尾气处理装置
气体的性质
结合O2、CO2等气体的实验室制取方法，讨论：
设计实验室制取气体的装置时，应考虑哪些方面？
2.实验装置的选择
（1）气体发生装置
固体加热——KMnO4、KClO3(MnO2)制备氧气
固液混合不需要加热——H2O2 + MnO2、HCl+CaCO3
固液混合需要加热——HCl(浓) + MnO2
O2等
H2、CO2等
Cl2等
选用依据
反应物状态
反应条件
(2)除杂装置
氯气的净化装置
液体除杂试剂
固体除杂试剂
液体干燥剂：浓硫酸
固体干燥剂：五氧化二磷、无水CaCl2、碱石灰等
球形干燥管
U形干燥管
(3)气体收集装置
向下排空气法
（收集密度比空气小的气体）
向上排空气法
（收集密度比空气大的气体）
排空气法
收集难溶或微溶于水（或其他液体）的气体
排水法
(4)尾气处理装置
说明：在液体中溶解度不大的气体用装置A；溶解度极大的气体易倒吸，选用B可防倒吸；难吸收易燃的可以点燃处理，选用C；难吸收的少量尾气可以先收集，选用D。
A
B
C
D
【综合装置】
除HCl杂质
干燥Cl2
收集
气体
吸收Cl2
饱和NaCl
浓H2SO4
浓NaOH
淀粉碘化钾试纸
拓展：实验室制备氯气的原理
MnO2 + 4HCl（浓） MnCl2 ＋Cl2 ＋ 2H2O
氧化剂
还原剂 酸性
KClO3 + 6HCl (浓) = KCl ＋ 3Cl2↑ ＋ 3H2O
K2Cr2O7 + 14HCl(浓) = 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2↑ + 7H2O
2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Ca(ClO)2 + 4HCl (浓) = CaCl2 + 2Cl2 ↑ + 2H2O
MnO2 + 2H2SO4(浓) + 2NaCl MnSO4 + Na2SO4 + Cl2↑ + 2H2O

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