2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第四章 非金屬及其化合物 第二節(jié) 第2課時《氯氣與堿反應(yīng)及Cl－的檢驗》知識點歸納及例題解析 新人教版必修1.doc

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第2課時　氯氣與堿反應(yīng)及Cl－的檢驗 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]　1.根據(jù)氯氣與水的反應(yīng)能正確寫出氯氣與堿[NaOH、Ca(OH)2]反應(yīng)的化學(xué)方程式。2.知道漂白粉的成分和用途。3.學(xué)會氯離子的檢驗方法。 一　氯氣與堿的反應(yīng) 1．Cl2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。 2．工業(yè)上制取漂白粉(Cl2和石灰乳)的原理與上述反應(yīng)原理相似，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 3．自來水常用氯氣來殺菌消毒，但因氯氣的溶解度不大，而且生成的HClO很不穩(wěn)定，不便于保存，而次氯酸鹽性質(zhì)穩(wěn)定，且遇酸或空氣中的CO2和水蒸氣又可再生成HClO。因此常用氯氣與堿反應(yīng)制取漂白粉。 歸納總結(jié) 漂白液(粉)的制取與保存 (1)漂白液是NaClO溶液；漂白粉的成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2；漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。 (2)漂白粉的使用原理：利用復(fù)分解反應(yīng)原理和較強(qiáng)酸能夠制取較弱酸的原理使Ca(ClO)2轉(zhuǎn)化為HClO進(jìn)行漂白。 ①Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2＋2HClO，離子方程式：ClO－＋H＋===HClO。 ②Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO(酸性：HClO酸性比H2CO3弱)。 (3)漂白粉保存不當(dāng)會變質(zhì)的原因是Ca(ClO)2和空氣中的CO2和水蒸氣反應(yīng)生成HClO，易分解。因此漂白粉和漂粉精的保存方法是密封、避光并置于陰涼干燥處。 1．某化工廠生產(chǎn)的漂白粉，產(chǎn)品說明書如下： 漂白粉使用說明書 主要成分：次氯酸鈣，氯化鈣 用法用量：每次取漂白粉2 g，水1 000 mL，配成0.2%～0.3%的濁液。 將病人用具浸泡其中5～10分鐘，如需要，濃度可提高，時間可延長。 注意事項：…… 請你回答： (1)請你為漂白粉寫一份保存、使用的注意事項(不超過30字)___________________。 (2)用化學(xué)方程式表示： ①漂白粉的生產(chǎn)原理：_______________________________。 ②一般情況下，漂白粉失效的主要原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)密封、避光保存在陰涼處，隨配隨用，勿接觸皮膚，不能用以漂洗絲、毛織品等 (2)①2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O ②Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO、 2HClO2HCl＋O2↑ 二　Cl2的實驗室制法 實驗室制取氯氣的裝置如圖所示： (1)用化學(xué)方程式表示制取氯氣的反應(yīng)原理：__________________________________。 (2)發(fā)生裝置所用儀器的名稱為_______________________________________。 (3)裝置C的作用是________，裝置D的作用是_______________________________ ________________________________________________________________________。 (4)檢驗E瓶集滿氯氣的方法是___________________________________________。 (5)燒杯F中盛放的液體是_______，其作用是_________________________________________。 答案　(1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)分液漏斗、圓底燒瓶 (3)除去Cl2中的少量HCl氣體　干燥氯氣(或除去氯氣中的水蒸氣) (4)濕潤的紅色布條放在瓶口褪色(或濕潤淀粉KI試紙放在瓶口變藍(lán)) (5)NaOH溶液　吸收過量的氯氣，防止污染環(huán)境 歸納總結(jié) 1．反應(yīng)原理 MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2．儀器裝置 裝置特點：固＋液氣 主要儀器：鐵架臺(帶鐵圈)、酒精燈、石棉網(wǎng)、圓底燒瓶、分液漏斗、集氣瓶、燒杯等。裝置如圖所示。 說明：C裝置的作用是除去Cl2中的HCl；D裝置的作用是干燥Cl2；F裝置的作用是吸收多余的Cl2，防止污染環(huán)境。 3．收集方法 (1)向上排空氣法(Cl2密度大于空氣)。 (2)排飽和食鹽水法(Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去實驗過程中揮發(fā)產(chǎn)生的HCl氣體)。 4．驗滿方法 (1)將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿。 (2)將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛 Cl2的瓶口，觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化，則證明已集滿。 5．尾氣處理 Cl2有毒，易污染空氣，需用NaOH溶液吸收。 2．某化學(xué)小組用下圖所示裝置制取氯氣，下列說法不正確的是(　　) A．該裝置圖中至少存在兩處明顯錯誤 B．該實驗中收集氯氣的方法不正確 C．為了防止氯氣污染空氣，必須進(jìn)行尾氣處理 D．在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙可以證明是否有氯氣逸出 答案　B 三　Cl－的檢驗 1．在5支試管中分別加入2～3 mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自來水、蒸餾水，然后各滴入幾滴AgNO3溶液，再分別加入少量稀硝酸，觀察現(xiàn)象，填寫下表： 實驗現(xiàn)象 滴入幾滴AgNO3溶液 加入少量稀硝酸 ①稀鹽酸 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 ②NaCl溶液 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 ③Na2CO3溶液 有白色沉淀生成 沉淀溶解，有氣泡產(chǎn)生 ④自來水 有少量白色沉淀生成 沉淀不溶解 ⑤蒸餾水 無明顯變化 無明顯變化 2.請寫出上述實驗中有關(guān)的化學(xué)方程式 ②NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3； ③Na2CO3＋2AgNO3===Ag2CO3↓＋2NaNO3， Ag2CO3＋2HNO3===CO2↑＋H2O＋2AgNO3； ④Cl2＋H2O===HCl＋HClO， HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3。 歸納總結(jié) 檢驗Cl－的方法 先滴加AgNO3溶液后滴加少量稀HNO3，或滴加經(jīng)稀HNO3酸化的AgNO3溶液。 注意：檢驗Cl－時，滴加AgNO3后還要滴加稀HNO3，目的是排除CO等離子的干擾。 3．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有無色無味的氣體生成，將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，由此判斷水溶液中含有(　　) A．Cl－、SO B．Cl－、NO C．Cl－、CO D．Cl－、OH－ 答案　C 解析　根據(jù)題給現(xiàn)象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且產(chǎn)生使石灰水變渾濁的氣體，則原溶液中存在CO和Cl－。 1．氯氣是有毒的，曾被法西斯制成毒氣彈用于侵略戰(zhàn)爭，當(dāng)這種毒氣彈順風(fēng)爆炸時，通?？捎玫姆烙椒ㄊ?　　) A．人應(yīng)躲到低洼的地方 B．人、畜應(yīng)到較高的地方去 C．人、畜應(yīng)多飲豆?jié){和牛乳 D．可用NaOH溶液浸濕軟布蒙面 答案　B 2．下列關(guān)于漂白粉的敘述不正確的是(　　) A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2 B．漂白粉在空氣中久置后能變質(zhì) C．漂白粉是將Cl2通入石灰乳中制得 D．漂白粉的主要成分是CaCl2 答案　D 3．下列檢驗Cl－的方法正確的是(　　) A．在某溶液中滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀說明該溶液中有Cl－ B．在某溶液中先滴加鹽酸，再滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中有Cl－ C．在某溶液中先滴加AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再滴加鹽酸，沉淀不消失，說明溶液中有Cl－ D．在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中有Cl－ 答案　D 解析　可能有CO、PO等的干擾，A錯誤；加入鹽酸，引入Cl－，B、C錯誤；硝酸酸化排除干擾，加硝酸銀溶液得到不溶于稀硝酸的白色沉淀即為AgCl，由此說明原溶液中有Cl－，D正確。 4．實驗室用下列兩種方法制氯氣：①用含HCl 146 g的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)；②用87 g MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。所得的氯氣(　　) A．①比②多 B．②比①多 C．一樣多 D．無法比較 答案　B 解析　146 g HCl的物質(zhì)的量為4 mol,87 g MnO2的物質(zhì)的量為1 mol，由化學(xué)方程式：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1 mol MnO2可以與4 mol HCl反應(yīng)，但是由于稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，所以含有4 mol HCl的濃鹽酸不能與MnO2完全反應(yīng)。 5．“84消毒液”與硫酸溶液反應(yīng)可以制取氯氣，反應(yīng)方程式為NaClO＋NaCl＋H2SO4Na2SO4＋Cl2↑＋H2O。為探究氯氣的性質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計了如下所示的實驗裝置。 請回答： (1)在該實驗中，制取氯氣的裝置是________(填字母)。 (2)裝置B、C中依次放的是干燥的紅色布條和濕潤的紅色布條，實驗過程中該同學(xué)發(fā)現(xiàn)裝置B中的布條也褪色，其原因可能是______________________________________， 請?zhí)岢龊侠淼母倪M(jìn)方法_______________________________________。 (3)D中的現(xiàn)象是__________________________________________， 反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________， 分離D中液體的方法是___________________________________________。 (4)寫出氯氣與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式_______________________________________ ________________________________________________________________________， 該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為______。為驗證尾氣吸收后的溶液中存在Cl－，正確的操作是________________________________________________________。 (5)氯氣通入飽和NaHCO3溶液能產(chǎn)生無色氣體，已知酸性：鹽酸＞碳酸＞次氯酸，該實驗證明Cl2與H2O反應(yīng)的產(chǎn)物中含有________。 答案　(1)c (2)Cl2中混有少量H2O(g)　在A～B之間增加裝有濃H2SO4的洗氣瓶 (3)下層CCl4層呈紫紅色　Cl2＋2I－===I2＋2Cl－　分液 (4)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　1∶1　取少量燒杯內(nèi)吸收Cl2后的溶液，加入足量的稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，證明其中含有Cl－ (5)鹽酸 解析　(1)根據(jù)“固＋液氣”原理可知應(yīng)選擇c裝置制取Cl2。(2)布條褪色證明Cl2中混有H2O(g)，生成了HClO，應(yīng)增加除H2O(g)的裝置。(3)Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，CCl4將I2萃取出來，I2溶于CCl4，溶液呈紫紅色，分離兩種互不相溶的液體采用分液法。(4)Cl2與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，根據(jù)反應(yīng)前后Cl2l－↓　1lO－↑　1說明Cl2既作氧化劑，又作還原劑，且物質(zhì)的量之比為1∶1；檢驗Cl－，應(yīng)先用稀HNO3酸化中和溶液中的OH－，并將ClO－轉(zhuǎn)化為HClO，再加AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，證明含有Cl－。(5)因酸性HCl＞H2CO3＞HClO，HCl與NaHCO3反應(yīng)：HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2↑，而HClO不與NaHCO3反應(yīng)，故氯氣與H2O反應(yīng)的產(chǎn)物中含鹽酸。 6．(1)實驗室制取Cl2時，下列操作不正確的是________(填序號)。 ①裝置Ⅰ可用于制取少量Cl2 ②用裝置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl ③用裝置Ⅲ制取Cl2 ④用裝置Ⅳ干燥Cl2 (2)實驗室制取干燥、純凈的氯氣，除了二氧化錳、濃鹽酸外還需要____________、____________、____________。 (3)已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。 若用如下圖所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣及驗證它與金屬的反應(yīng)。每個虛線框表示一個單元裝置，其中有錯誤的是________(填字母，下同)。 (4)在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)實驗。下列收集Cl2的裝置正確的是________。 答案　(1)①②③④ (2)飽和食鹽水　濃H2SO4　NaOH溶液 (3)BD　(4)C 解析　(1)①實驗室制取Cl2用濃鹽酸和MnO2反應(yīng)，而不用稀鹽酸；②除去Cl2中的HCl氣體用飽和食鹽水，NaHCO3溶液與Cl2反應(yīng)并放出CO2氣體，氣體應(yīng)“長進(jìn)短出”；③MnO2與濃鹽酸需在加熱條件下反應(yīng)；④干燥Cl2使用濃H2SO4洗氣瓶，應(yīng)“長進(jìn)短出”。(2)制取純凈Cl2還需飽和食鹽水除去HCl氣體，濃H2SO4干燥Cl2、NaOH溶液除去多余的Cl2。(3)B處NaOH溶液與Cl2能反應(yīng)；D處試管缺少出氣導(dǎo)管且將導(dǎo)管末端通入NaOH溶液中。(4)集氣瓶中使用單孔橡膠塞塞緊，只能進(jìn)氣，不能排氣，則瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大到一定程度，可能將橡膠塞壓出，A項錯誤；因為Cl2比空氣的密度大，Cl2應(yīng)短管進(jìn)，B項錯誤；該裝置既能收集Cl2，又能進(jìn)行尾氣處理且防倒吸，C項正確；由于Cl2和NaOH反應(yīng)，所以不能收集到Cl2，D項錯誤。