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必修一· 第二章·第二节
氯及其化合物
一、氯气
科学视野
第一次世界大战的伊普雷战役中，德国5分钟释放了180吨氯气，使15000人中毒，三分之一的人死去。
一、氯气
科学视野
1915年4月22日下午5时，在第一次世界大战两军对峙的比利时伊珀尔战场。趁着顺风，德军一声令下开启了大约6000只预先埋伏的压缩氯气钢瓶。刹那间在68千米宽的正面形成2米高的黄绿色气体幕墙滚滚向前推进，纵深到达10-15公里，对手毫无防范，致使5千多人死亡，一万五千多人中毒致伤。一位战地记者进行了如此描述：“他们已经死亡，两手伸展着好像要挥去上方的死神。尸体遍野，他们极度痛苦的肺在喘息，满嘴都是黄色液体。”这就是战争史上的第一次化学战，从此，化学战作为最邪恶的战争被写入了人类战争的史册。这种气体就是我们研究的氯气。
1.物理性质
思考：请结合课本，联系上述文字材料，总结氯气的物理性质
①氯气是黄绿色。
②有刺激性气味，有毒的气体。
③易液化。
④密度比空气大。
⑤能溶于水（1体积水可溶解2体积氯气）。
不能用排水法收集，可用排饱和食盐水法、向上排空气法收集。
根据氯气的物理性质，你能推测在实验室中应该怎样收集氯气呢？
思考
氯气有毒
想一想：怎样闻氯气？
方法：用手轻轻地在瓶口扇动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔。
注意: 这是闻各种气体气味的方法。
加压液化，贮存在钢瓶中
一、氯气
氯气的发现
18世纪
70年代
瑞典化学家舍勒
1810年
将软锰矿(主要成分为MnO2)与浓盐酸混合加热
未能确认
产生一种黄绿色、有刺激性气味的气体
英国化学家戴维
确认为氯气
得出同样结果
重做上述试验
30多年
一、氯气
2.结构与存在
在自然界中以化合态的形式存在（NaCl、KCl、MgCl2等）于海水中，还存在于陆地的盐湖和盐矿中。
一、氯气
2.结构与存在
原子结构：
典型非金属性 （强氧化性）
Cl
得e-
Cl-
＋17
2 8 7
3.氯气的化学性质
PART TWO
一、氯气
（1）氯气与金属单质的反应
(剧烈燃烧，黄色火焰，产生大量白烟)
(产生棕褐色烟，溶于水得棕黄色溶液)
(产生棕黄色烟，溶于水后溶液呈蓝绿色)
氯气可以与大多数金属化合，显强氧化性，把变价金属氧化成高价态。
白烟是由许多NaCl聚集在一起成为了小颗粒悬浮在空气中。
2Na + Cl2 = 2NaCl
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Cu + Cl2 = CuCl2
一、氯气
（2）氯气与非金属的反应
H2 + Cl2 = 2HCl
点燃
(安静地燃烧，产生苍白色火焰，瓶口有白雾，有刺激性气味气体生成。）
①苍白色火焰
②反应产物在瓶口呈现雾状
H2 + Cl2 = 2HCl
光照
(易爆炸)
白雾是HCl逸散在空气中，与空气中的水蒸气结合成盐酸的小液滴，从而形成白雾。
2e－
一、氯气
3.化学性质
课本42页 思考与讨论:通过H2在Cl2中燃烧的实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？是否都必须要有氧气参加？
可燃物与氧化剂在一定条件下发生发光、发热的剧烈的化学反应称为燃烧。
有区别，区别在于悬浮物不同。悬浮物为固体小颗粒时，现象为烟；
而悬浮物为小液滴时，则为雾。
不一定都有氧气参加。
问题一：反应现象中，烟和雾有没有区别？如有，区别是什么？
燃烧的本质:氧化还原反应
如Na、Fe、Cu、H2在Cl2中燃烧。
如Mg在N2、CO2中燃烧。
一、氯气
(3).氯气与水反应
Cl2 + H2O = HCl + HClO
Cl2 + H2O = H+ + Cl- + HClO
目前，很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒，我们偶尔闻到的自来水散发出来的刺激性气味就是余氯的气味。
在25℃时，1体积的水可溶解约2体积的氯气，氯气的水溶液称为氯水。氯气溶于水为什么能杀菌、消毒呢？
课本
既是氧化剂又是还原剂
一、氯气
(3).氯水的漂白作用
探究：氯水中有漂白作用的是什么？
H2O、HCl
分析
假设
氯水中 没有漂白性。
假设1： 具有漂白性。
假设2： 具有漂白性。
假设3： 具有漂白性。
氯气
次氯酸
氯气和次氯酸都
假设
如何设计实验方案，验证假设是否成立？
探究：氯水中有漂白作用的是什么？
通氯前
通氯后
一、氯气
现象：
次氯酸具有漂白作用。
干燥的布条不褪色，湿润的布条褪色。
结论：
思考:和活性炭的吸附作用一样吗？
一、氯气
(3).次氯酸的性质
③不稳定性: 见光易分解。
①弱酸性:次氯酸是一种比碳酸还弱的酸。
②强氧化性:能使染料和某些有机色素褪色，还能杀死水中的细菌和其他有害物质(漂白剂、杀菌消毒)。
2HClO = 2HCl + O2↑
光照
一、氯气
(3).氯气与水反应
Cl2 + H2O = HCl + HClO
Cl2 + H2O = H+ + Cl- + HClO
氯气
H2O
Cl2
HClO
H+
ClO-
Cl-
OH-
三分子
四离子
一、氯气
(3).氯水的性质
新制氯水
Cl2
强氧化性
能够氧化Fe2+、Br-、I-等
HClO
不稳定性
在强光照射下新制氯水中有气泡产生
HClO
漂白性
使湿润的有色布条或品红溶液褪色
使紫色石蕊溶液先变红(H+的酸性)后褪色(HClO的漂白性)
H+
酸性
加活泼金属、碳酸盐等产生气泡
Cl-
生成沉淀
加入AgNO3溶液产生白色沉淀
一、氯气
(3).氯水的性质
液氯 新制氯水 久置氯水
成分 Cl2 Cl2、HClO、H2O、 H＋、Cl－、ClO－、OH－ H2O
H＋、Cl－、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、强氧化性、漂白性、不稳定性 酸性
氯水应现配现用, 并置于棕色试剂瓶中保存，置于阴暗处。
一、氯气
最初，人们直接用氯气作为漂白剂，但因为氯气的溶解度不大，而且生成的HClO不稳定，难以保存，使用起来很不方便，效果也不理想。在Cl2与水反应原理的基础上，人们制得了次氯酸钠( NaClO )，次氯酸钙( Ca(ClO)2 )等具有漂白作用的次氯酸盐。
课本44页
(4).与碱反应
一、氯气
(4).与碱反应
成分与功能
84消毒液的主要成分是____________ ；
主要功能________。
商品说明
次氯酸钠(NaClO)
杀菌消毒
一、氯气
(4).与碱反应
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
漂白液成分:
漂白液有效成分:
NaCl 、 NaClO
NaClO
1984年,北京地坛医院的前身北京第一传染病医院研制成功能迅速杀灭各类肝炎病毒的消毒液,经北京市卫生局组织专家签定,授予应用成果二等奖,定名为"84"肝炎洗消液,后更名为"84消毒液"。
常用于吸收尾气中的有毒气体氯气、生产漂白液
Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O
离子方程式:
一、氯气
(4).与碱反应
2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
漂白粉成分:
有效成分:
起效:
CaCl2 、 Ca(ClO)2
Ca(ClO)2
Ca(ClO)2 + H2O + CO2 = CaCO3↓+ 2HClO
Ca(ClO)2 + 2HCl = CaCl2 + 2HClO
HCl ＞H2CO3＞HClO＞HCO3-
主要成分:
Ca(ClO)2
失效:
Ca(ClO)2 + H2O + CO2 = CaCO3↓+ 2HClO
2HClO = 2HCl + O2↑
光照
漂白粉、漂白精如何保存呢？
？
密封、避光、置于阴暗处。
Cl2 + Ca(OH)2 = Ca2+ + Cl- + ClO- + H2O
离子方程式:
84消毒液与洁厕液混合
淀粉-KI溶液变蓝
溴化钠溶液变黄
品红溶液褪色
紫甘蓝汁液变红
FeSO4-KSCN溶液变红
NaClO + 2HCl = NaCl + Cl2↑ + H2O
有氯气（Cl2）生成
一、氯气
“84消毒液”能够与洁厕灵能混合使用吗？
一、氯气
(5).与还原性物质反应
1. Cl2 + 2FeCl2
5. Cl2 + SO2 + 2H2O
2. Cl2 + 2NaBr
3. Cl2 + 2KI
4. Cl2 + H2S
= 2FeCl3
= Br2 + 2NaCl
= I2 + 2KCl
= S↓ + 2HCl
= 2HCl + H2SO4
氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，检验氯气
4.Cl2的用途
制漂白粉、漂白液 杀菌消毒，制盐酸，制高纯度硅，化工原料
一、氯气
结构 性质 用途
决定
体现
决定
体现
二、氯气的实验室制法
PART TWO
科学史话
二、氯气的实验室制法
18世纪,人们致力于采矿事业,瑞典化学家舍勒也把精力放在了软锰矿(主要成分是MnO2)的研究上。
1774年的一天当他把软锰矿粉末和浓盐酸混合加热时, 惊奇的看到一种黄绿色的气体冒出。这种呛人的气体不但能使染料褪色,还有许多奇特的性质。
直到1807年,英国化学家戴维对这种气体进行了细致的研究,并于1810年11月在英国皇家学会上正式定名确认上述黄绿色气体是由一种新元素组成,英文定名为"Chlorine",希腊文的意思是"绿色的"。
舍勒【瑞典】1742～1786
1.反应原理
MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
Δ
2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
K2Cr2O7 + 14HCl = 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2↑ + 7H2O
KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2↑ + 3H2O
NaClO + 2HCl = NaCl + Cl2↑ + H2O
Ca(ClO)2+ 4HCl = CaCl2 + 2Cl2↑+ 2H2O
氧化剂
氯气
盐
还原剂
水
二、氯气的实验室制法
MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
二、氯气的实验室制法
Δ
二氧化锰和浓盐酸直接混合还是分开混合？
既可放置二氧化锰固体又能加热的仪器？
分开混合可按需生产氯气，避免污染环境
分液漏斗
圆底烧瓶
既可存放浓盐酸又可分次滴加的仪器是什么？
2.实验装置
2.实验装置
MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
二、氯气的实验室制法
Δ
生成的氯气中可能混进什么气体？
要达到最佳除杂效果，进气口是那端？
挥发出的HCl、水蒸气
混合气体通过饱和食盐水除去HCl。因为在相同温度下，Cl2在饱和食盐水中的溶解度比在纯水中的溶解度更小。
从A端进，气体和液体充分混合
用什么试剂除去HCl？为什么？
2.实验装置
MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
二、氯气的实验室制法
Δ
干燥装置可在除HCl之前吗？
用什么方法收集Cl2？
不可以，Cl2通过饱和食盐水时也会带出水蒸气，先除杂后干燥
浓H2SO4干燥水蒸气
向上排空气法
用什么试剂除去水蒸气？
2.实验装置
MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
二、氯气的实验室制法
Δ
从哪端进气才能排出集气瓶中原有的空气？
从C端进气，氯气沉底，从D端排出空气
氯气有毒，可排入NaOH溶液中
多余的氯气能不能直接排放到空气中？
2.实验装置
MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
二、氯气的实验室制法
Δ
如何知道Cl2已经收集满了呢？
将湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口，若变蓝，则已集满。
不能，反应需要浓盐酸。反应过程中盐酸浓度减小到一定程度，反应停止。
含有146g HCl的浓盐酸与足量MnO2反应，能否制得71g Cl2？
87g MnO2与足量浓盐酸反应，能否制得71g Cl2？
能
图2-17对应实验
3.总结
饱和食盐水
1.化学原理
2.杂质来源
4.尾气处理
3.收集方法
向上排空气法
用碱液吸收,常用NaOH溶液
浓硫酸
挥发性反应物HCl
溶液中挥发出来的溶剂水
MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
Δ
二、氯气的实验室制法
三、氯离子的检验
PART THREE
三、Cl-的检验
实验2-9
Ag+ + Cl- = AgCl↓
思考: 向某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，可确定该溶液中含有Cl-，这种说法正确吗？
稀盐酸
NaCl溶液
自来水
Na2CO3溶液
蒸馏水
白色沉淀
加入AgNO3溶液
实验现象
加入稀硝酸后
白色沉淀
白色沉淀
白色浑浊
无明显现象
无明显现象
不溶
沉淀不溶
沉淀不溶
沉淀溶解
产生气泡
解释或离子方程式
Ag+ + Cl- = AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓
2Ag+ + CO32- = Ag2CO3↓
Ag2CO3 + 2H+ = 2Ag+ + 2CO2↑ + H2O
—
检验方法
操作:
取样，先加入足量的稀硝酸酸化，再加滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则含Cl-。
不能用盐酸酸化
三、Cl-的检验
Br-、I-的检验？
方法一样
AgBr↓
AgI↓
浅黄色沉淀
黄色沉淀
四、成盐元素-卤素
PART FOUR
四、成盐元素-卤素
1.卤素原子的结构
四、成盐元素-卤素
相同点：
最外层都有7个电子
易得1个电子
原子结构
性质
决定
F
Br
Cl
I
都是典型的非金属元素
都能与Na、K等金属化合生成盐，统称为卤素(成盐元素)
氧化性:F2 ＞ Cl2 ＞ Br2 ＞ I2
1.物理性质的递变规律
四、成盐元素-卤素
结构上的相同 性质上的相似
决定
（最外层均为7个电子）
（5）卤素单质间的置换反应
（回忆氯气的性质）
卤族元素的通性：
（3）都能与水反应
（2）都能与氢气反应生成卤化氢（HX）
（1）都能与金属反应生成金属卤化物
（4）都能与碱反应
2.卤素单质与氢气的反应
四、成盐元素-卤素
H2 + Cl2 = 2HCl（光照）
H2 + I2 2HI（不断加热，缓慢进行，同时分解）
H2 + F2 = 2HF（黑暗、低温、剧烈反应发生爆炸）
H2 + Br2 = 2HBr(加热500℃缓慢反应)

Δ
3.氯、溴、碘之间的置换反应
四、成盐元素-卤素
2KBr ＋ Cl2 = Br2 ＋ 2KCl
2KI ＋ Cl2 = I2 ＋ 2KCl
2KI ＋ Br2 = I2＋2KBr
氧化性： Cl2 ＞ Br2 ＞ I2
HClO
NaClO
Ca(ClO)2
Cl2
HCl
NaCl
CuCl2
FeCl3
AgCl
(1)
(2)
(8)
(3)
(4)
(6)
(5)
(7)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)

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