1、,专题二 从海水中获得的化学物质,你知道浩瀚的大海中究竟蕴藏着哪些物质吗?请查阅有关资料了解海水中主要含有的物质和各元素的含量。,调 查 研 究,查阅有关资料了解人们是如何从海水中获得氯化钠并生产氯气。,调 查 研 究,海水晒盐,第一单元 氯、溴、碘及其化合物,实验原理: 本实验的总反应是:氯化钠跟水发生 电解反应,生成的氢氧化钠和氢气在阴极, 生成的氯气在阳极。,1、氯气的工业制法,一、氯气的生产原理,氯气的工业制法,观察与思考,电解饱和食盐水,1、将实验中观察到的现象和所得结论填入下表,结论,(1),(2),(3),(4),铁棒和碳棒上通电后有气泡产生,通电后有新的气体物质生成,铁棒周围的
2、颜色变红,有碱性物质生成,将铁棒上方收集到的气体靠近火焰,有爆鸣声,有氢气生成,淀粉碘化钾溶液变蓝,黄绿色气体,闻到有刺激性气味,有氯气生成,实验现象,2、根据上述实验现象和分析结果,写出电解氯化钠溶液的化学方程式:,2NaCl+2H2O=2NaOH+ H2+ Cl2,通电,阳离子交换膜电解槽,电解槽,离子交换膜的作用: (1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸 (2)避免氯气与氢氧化钠反应影响氢氧化钠的产量,根据氯碱厂原料和产品的性质,你认为在生产过程中和贮运时应注意哪些问题?氯碱厂的厂址应如何选择?,调查研究,厂址的选择:现代化工生产要求有较大的生产规模;厂址选择涉及原料、水源、能源、土地供应、
3、市场需求、交通运输、环境保护等因素,应对这些因素综合考虑,作出合理的抉择。由于氯气有毒,不便贮存和运输,因此要求厂址应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区,厂区必须与居民区有一定距离的安全隔离带。,化学式:Cl2,观察与思考,舍勒 (17421786)瑞典化学家。 1774年舍勒 发现氯气 他将这种元素命名为Chlorine,这个名称 来自希腊文,有“绿色”的意思。我国早 年译文将其译成“绿气”,后改为氯气。,氯 气,2、氯气的实验室制法,(1)实验原理:,MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2 + 2H2O,(2)发生装置:粉末状固体或液体液体 气体,(3)除杂装置:饱和
4、食盐水,(4)干燥装置:浓硫酸,(5)收集装置:向上排空气法或排饱和食 盐水法,(6)尾气处理:用氢氧化钠溶液吸收,反馈平台,1、如图,A为直流电源,B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸,接通电路后,发现B上的c点显红色,请填空: (1)电源的A的a为 极; (2)滤纸B上发生的总反应方程式为:,正,电解2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+ Cl2,K,A,B,a,b,c,d,2 某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。,在更正后的装置图中:(1)饱和食盐水的作用 ;(2)浓硫酸的作用 ;(3)氢氧化钠的作用 。,铁架台上未加点燃的酒精灯,铁圈上未放置石棉网,不应用稀盐酸,
5、盛浓硫酸和盛饱和食盐水的两只洗气瓶位置错误,盛浓硫酸 的洗气瓶中的进气导管和出气导管连接错误,洗去氯气中所含的少量氯化氢气体,可以除去氯气 中水蒸气,吸收多余氯气防止污染空气,不应使用长颈漏斗,氯 气,重 庆 天 原 化 工 总 厂,氯气,重庆氯气泄漏抢险纪实:命悬一线 15万人大转移,新华网重庆4月17日(记者黄豁 张琴)16日凌晨,当繁华的山城已沉入梦乡的时候,一场意想不到的危险却悄然降临了。“嘭!”重庆天原化工总厂在寂静的黑夜中发出一声闷响,厂里2号氯冷凝器发生爆炸,黄绿色的氯气如同从瓶中释放的魔鬼弥漫开来。下午17时57分,正在抢险的化工厂再次发生爆炸,当即造成死亡和失踪9人,不同浓度
6、的氯气对人体的危害,大气中氯气的浓度不得超过0.1mg/m3,生产车间不超过mg/m3 居民区不超过0.03mg/m3。如果中毒,保持安静,注意保温,吸入少量乙醇和乙醚蒸汽或氨气。,氯 气,一、物理性质,二、化学性质,三 、氯气的用途,一、物理性质,颜色: 状态: 气味: 密度:溶解性: (水中),黄绿色,刺激气味,气体,比空气大,能溶于水(1:2),易液化 : 黄色油状液体 ( 液氯),(闻?),二、化学性质,结构分析:,活泼的非金属单质,Cl,Cl_,+ e,由于氯原子最外层电子为7个,所以它极易从外界获得1个电子达到最外层8电子稳定结构,所以氯气的化学性质极为活泼,可以与许多物质发生反应
7、。具体表现在:,氯气可以和绝大多数的金属反应,氯气可以和许多非金属反应,氯气可以和水反应,(1)铜与氯气的反应,现象:剧烈燃烧,生成棕黄色的烟。,反应方程式 :,加水后,溶液 呈蓝绿色(浓)或蓝色(稀),(棕黄色),(2)铁与氯气的反应,现象:剧烈燃烧,生成褐色的烟。 加水后,溶液呈,反应方程式 :,黄色。,氯气将变价金属氧化为高价,练一练,写出氯气与下列金属反应的化学方程式,Mg + Cl2Al + Cl2,(1)氯气与氢气的反应,现象:安静的燃烧,火焰呈苍白色,瓶口有白雾产生,2、与非金属单质反应, 氢气在氯气中燃烧,反应方程式 :, 氢气与氯气的混合气体在强光下,现象:释放大量的热,发生
8、爆炸。,工业制盐酸?,讨论,1、工业制盐酸条件?,2、左图是工业制盐酸使 用的燃烧管:,A处通何种气体? B处通何种气体? 先通谁? 如何防止Cl2溢出?,工业用氯气和氢气化合制盐酸,概念拓展:,任何发光发热的剧烈的化学反应,燃烧,常见助燃剂:,O2 、 Cl2,点燃后的红磷在氯气里继续燃烧,生成三氯化磷和五氯化磷的混合物,出现白色烟雾。, 氯气跟磷的反应,化学方程式,点燃,2P+3Cl2 2PCl3(无色液体),点燃,2P+5Cl2 2PCl5(白色固体),氯气量较少,氯气量较多,小结:,Cl2是很活泼的非金属单质:能与多种金属单质、非金属单质化合 表现强氧化性,Cl2+H2O,可逆反应:,
9、在相等条件下该反应既可以向正反应方向进行,又可以向逆反应方向进行。,HCl+HClO,3.与水反应:,次氯酸的氧化性很强,能杀死水中的细菌,也能使染料等有机色素褪色,在光照下易分解放出氧气。,2.新制氯水中含有的粒子:,3.久置氯水中含有的粒子:,H2O 、H+、Cl-,分子:Cl2、H2O、HClO 离子:Cl-、 H+、 ClO- 、OH -,1.氯气与水的反应的离子方程式:,氯水成分,如何检验可能含有的Cl-和H+呢?,氯 水,检验Cl-离子的实验设计:,往氯水中滴加AgNO3溶液和稀HNO3溶液,如果有白色浑浊或沉淀出现,则说明氯水中含有Cl-离子。,实验现象:,有白色的浑浊出现,实验
10、结论:,氯水中含有Cl-离子,氯 水,将氯水加入紫色石蕊试液中,如紫色石蕊试液变红,则说明氯水中含有H+离子。,检验H+离子的实验设计:,实验现象:,实验结论:,紫色石蕊试液先变红,后马上褪色。,先变红说明氯水中含有H+,后褪色说明在氯水中存在着具有漂白性的物质。,HClO,次氯酸,1、 次氯酸是一元弱酸,属于电解质,酸性弱于碳酸。,2、次氯酸不稳定,容易分解放出氧气。当氯水受到日光照射时,次氯酸的分解速率加快。,3、次氯酸具有强氧化性,因此可用来杀菌消毒和漂白有色物质。,氯 水,想一想,该漂白性物质是Cl2本身,还是Cl2与H2O反应的生成的新物质?请设计合理的实验方案检验之。,氯 水,漂白
11、性实验设计:,1.在干燥的氯气瓶中放入一干燥的有色纸条。,2.在干燥的氯气瓶中放入一湿润的有色纸条。,实验现象:,干燥的有色纸条未褪色,而湿润的有色纸条褪色。,实验结论:,具有漂白性的物质不是Cl2本身,而是Cl2与H2O反应的生成物HClO。,实验探究,新制氯水成分探究,实验2,实验3,结 论,氯水既有酸性又有漂白性,盐酸显酸性,没有漂白性(HClO),实验1,实验现象:,次氯酸有漂白性(HClO),氯水中含有氯气,可以将I2置换出来,氯水中含有Cl-,实验4,完成下列表格:,气态,液态,液态,Cl2分子,纯净物,纯净物,混合物,Cl2分子,无,无,有,H2O、 Cl2、HClO,Cl-、
12、H+、 ClO- 、OH -,归纳:,混合物,液态,H2O、 Cl-、 H+,无,思考:,氯气和水反应生成HCl和HClO,试分析氯气和碱溶液会不会反应?如果能反应,则反应的生成物将会是什么?,4、与碱反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,写出氯气与Ca(OH)2的反应方程式:,2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,工业制漂白粉:,石灰乳,漂白粉(漂粉精) 有效成份Ca(ClO)2,漂白粉使用原理:如何将Ca(ClO)2 HClO?,强酸制弱酸,Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO 空气中:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO
13、3 +2HClO,说明了什么 ?,次氯酸比碳酸弱,5、与Na2SO3反应SO32-+Cl2+H2O=2H+SO42-+2Cl-,6、卤素间置换反应,Cl2 + 2KBr = Br2 + 2KCl Cl2 + 2KI = I2 + 2KCl,: (1)用于自来水的杀菌消毒,1升水里约通人0.002克氯气; (2)用于工业上制盐酸和漂白粉; (3)用于制造多种农药,制造氯仿等有机溶剂所以,氯气是一种重要的化工原料。,氯气的用途,巩固练习:,.溴与氯同属“卤族”元素,其单质在性质上具有很大的相似性,但Cl2比Br2的活泼性强,下面是根据氯气的性质,对溴单质性质的预测,其中不正确的是 ( ) A、溴单
14、质可以和烧碱溶液反应 B、溴单质只具有氧化性 C、溴原子最外层有7个电子,在化学反应中容易得1个电子 D、溴离子可以用硝酸酸化过的AgNO3溶液来检验,B,巩固练习:,.下列有关氯气的叙述,其说法正确的是( ) A在通常情况下氯气比空气重 B点燃是使氯气和氢气化合的唯一条件 C氯气跟铁反应生成FeCl2 D将红热的铜放入氯气中生成蓝色氯化铜,A,.下列关于氯水的说法正确的是( )A.新制的氯水只含有氯气分子和水分子 B.新制氯水可使紫色石蕊试液先变红后褪色C.光照氯水有气泡逸出,该气体主要是氯气 D.新制氯水久置后酸性增强,几乎无漂白性,BD,巩固练习:,.下列物质中含有Cl-的是( )A.液
15、氯 B.氯水 C.KClO溶液 D.CuCl2溶液E.KClO3溶液,BD,巩固练习:,.用自来水养鱼时,将氯水注入鱼缸前需在阳光 下曝晒一段时间,主要目的是( )A.起杀菌作用 B.使水中的HClO分解 C.提高水温 D.增加水中O2的含量,B,巩固练习:,.自来水可以用氯气消毒。某同学用这种自来水去配制下列物质的溶液,不会产生明显的药品变质问题的是( )AAgNO3 BNa2CO3 CNa2SO3 DAlCl3,D,实验原理: 本实验的总反应是:氯化钠跟水发生 电解反应,生成的氢氧化钠和氢气在阴极,生成的氯气在阳极。,1、氯气的工业制法,一、氯气的生产原理,阳离子交换膜电解槽,电解槽,离子
16、交换膜的作用: (1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸 (2)避免氯气与氢氧化钠反应影响氢氧化钠的产量,由氯气的工业制法演变氯碱工业,二、氯气的实验室制法,1、试剂及原理: 思考:氯元素以什么粒子为最常见的存在形式?,将-1价氯转化为0价氯需加入具有什么 性质的物质?,试剂:MnO2(黑色粉末)氧化剂约37%的浓HCl提供氯离子 原理: 4HCl(浓)+MnO2=MnCl2+Cl2 +2H2O(此反应具有不彻底性),讨论:你还知道哪些氧化剂?能用于氧化浓盐酸中的氯离子吗?,也可用KMnO4 、KClO3作氧化剂: 16HCl+2KMnO4=2MnCl2+5Cl2 +2KCl+8H2O KClO3
17、+6HCl=KCl +3Cl2+3H2O,分析:决定于反应物的状态和反应条件,分液漏斗-向反应器中滴加液体 圆底烧瓶-物质间的加热反应容器,2、氯气发生装置:,结论,*为什么选用圆底烧瓶、分液漏斗? 能否用长颈漏斗代替分液漏斗?为什么?,分析:,决定于氯气的密度和溶解性,氯气的密度大于相同状况下空气密度,氯气能溶于水,但在饱和NaCl溶液中溶解度很小,结论:,3、氯气的收集:,2、向上排空气法,1、排饱和食盐水法,分析:,1、能够吸收杂质气体,2、不和所制备的气体反应,可能含有的杂质气体:HCl、H2O,结论:,4、氯气的净化:,除H2O(g)通过浓硫酸 除HCl通过饱和食盐水,装置:洗气瓶,
18、*这样制得的氯气中可能有什么杂质气体?如何除去?用什么装置?,分析:,氯气有毒,不能随便排入空气,应把它吸收,5、氯气的尾气吸收:,*通入水中、烧碱溶液中还是澄清石灰水中?为什么?,通入氢氧化钠溶液中。,结论:,氯气的实验室制法,2 某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。,在更正后的装置图中:(1)饱和食盐水的作用 ;(2)浓硫酸的作用 ;(3)氢氧化钠的作用 。,铁架台上未加点燃的酒精灯,铁圈上未放置石棉网,不应用稀盐酸,盛浓硫酸和盛饱和食盐水的两只洗气瓶位置错误,盛浓硫酸 的洗气瓶中的进气导管和出气导管连接错误,洗去氯气中所含的少量氯化氢气体,可以除去氯气 中水蒸气,吸收多余氯气防止污
19、染空气,不应使用长颈漏斗,思考、讨论并小结:到目前为止,你学过哪几种气体的实验室制法?分别是怎样的发生装置?这些其实是实验室制气体的典型发生装置。若现在要制备某种气体,你认为由哪些因素来决定选用这些典型发生装置中的一种?如何选择?,1、难溶性块状固体与液体反应 2、反应在常温下进行(不必加热) 3、产生溶解度较小的气体,固体与液体或液体与液体反应制气体,按反应的需求加热或不加热均可用此装置。,固体与固体加热反应制气体,提出问题:,溴元素在海水中以溴离子的形 式存在,碘元素在海带中以碘离子 的形式存在.生产中如何将溴,碘离 子分别转变为溴,碘单质呢?,溴、碘的提取,溴的富集,2NaBr+Cl2=
20、2NaCl+Br2,3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2,5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Na2SO4+3Br2+3H2O,粗 溴,精 制,纯 溴,碘的获取,用H2O2代替Cl2更好一些,为什么?,氧化后过滤,提纯,用CCl4从碘的饱和水溶液中萃取碘,上述步骤可概括为:装液振荡静置分液。,使用分液漏斗时应注意的问题: (1)使用前必须先检查玻璃塞和活塞处是否漏液; (2)不能长时间盛装碱性溶液; (3)萃取溶液从上口倒入,不得超过容积的; (4)萃取操作时,用右手压住分液漏斗口部,左手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来用力振荡,振荡时应不断地旋转活塞放气; (5
21、)分液操作时先要打开上口玻璃塞或将玻璃塞上的凹槽与漏斗口部的小孔对齐; (6)分液时,分液漏斗的下端管壁应紧贴烧杯内壁; (7)分液时下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出。,溴、碘的性质,检验碘单质的存在,1、碘单质的特性:,(1)碘单质 紫黑色固体,易升华,(2)淀粉溶液遇到碘变成蓝色,溴单质特性,溴单质 深棕红色液体,极易挥发,有毒,一些物质的颜色,黄绿色,淡黄绿色,深红棕色,红棕色,黄橙,橙红色,紫黑色,紫红色,深黄褐,紫红色,注意:Cl、Br-、I- 均无色、无毒、稳定,2、化学性质 Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2 Cl2+2KI=2KCl+I2 Br2+2KI=2KBr+I
22、2,氯能把溴和碘从它们的卤化物中置换出来,溴能把碘从它的卤化物中置换出来,活泼性:Cl2Br2I2,提出问题:如何检验氯离子?,NaBr + AgNO3 AgBr + NaNO3,NaI + AgNO3 AgI + NaNO3,(淡黄色),(黄色),滴加硝酸银溶液,看是否生成白色沉淀,加稀硝酸看是否溶解,对于溴离子和碘离子是否也有类似的情况呢?,4、Br-、I-的检验 NaBr+AgNO3=NaNO3+AgBr(淡黄色) KI+AgNO3=KNO3+AgI (黄色) NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl(白色)加稀HNO3+硝酸银溶液,卤化银的用途,AgBr,AgBr,Ag I,溴化银的感光性,碘化银:人工降雨剂,久置氯水还有漂白性吗?,思考:,Cl-离子和Ag+离子反应生成难溶于酸白色AgCl沉淀,根据这一特性来检验Cl-离子。,与碱反应;与碱性氧化物反应;与活泼的金属反应;与碳酸盐或碳酸氢盐反应;用酸碱指示剂。,Cl-离子的特性:,H+离子的性质:,再见!,