第四章 第二节 第2课时.docx

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第四章第二节第2课时

第2课时　氯气与碱反应及Cl－的检验

[学习目标定位]　1.根据氯气与水的反应能正确写出氯气与碱[NaOH、Ca（OH）2]反应的化学方程式。

2.知道漂白粉的成分和用途。

3.学会氯离子的检验方法。

一　氯气与碱的反应

1．Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。

2．工业上制取漂白粉（Cl2和石灰乳）的原理与上述反应原理相似，则反应的化学方程式为2Ca（OH）2＋2Cl2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。

3．自来水常用氯气来杀菌消毒，但因氯气的溶解度不大，而且生成的HClO很不稳定，不便于保存，而次氯酸盐性质稳定，且遇酸或空气中的CO2和水蒸气又可再生成HClO。

因此常用氯气与碱反应制取漂白粉。

[归纳总结]

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：

利用复分解反应原理和较强酸能够制取较弱酸的原理使Ca（ClO）2转化为HClO进行漂白。

（1）Ca（ClO）2＋2HCl===CaCl2＋2HClO，离子方程式：

ClO－＋H＋===HClO。

（2）Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO（酸性：

HClO酸性比H2CO3弱）。

3．漂白粉保存不当会变质的原因是Ca（ClO）2和空气中的CO2和水蒸气反应生成HClO，易分解。

因此漂白粉和漂粉精的保存方法是密封、避光并置于阴凉干燥处。

[活学活用]

1．某化工厂生产的漂白粉，产品说明书如下：

漂白粉使用说明书

主要成分：

次氯酸钙，氯化钙

用法用量：

每次取漂白粉2g，水1000mL，配成0.2%～0.3%的浊液。

将病人用具浸泡其中5～10分钟，如需要，浓度可提高，时间可延长。

注意事项：

……

请你回答：

（1）请你为漂白粉写一份保存、使用的注意事项（不超过30字）。

________________________________________________________________________。

（2）用化学方程式表示：

①漂白粉的生产原理：

___________________________________________________________；

②一般情况下，漂白粉失效的主要原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）密封、避光保存在阴凉处，随配随用，勿接触皮肤，不能用以漂洗丝、毛织品等

（2）①2Ca（OH）2＋2Cl2===Ca（ClO）2＋CaCl2＋2H2O

②Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO、

2HClO

2HCl＋O2↑

二　Cl2的实验室制法

实验室制取氯气的装置如图所示：

（1）用化学方程式表示制取氯气的反应原理：

_____________________________________。

（2）发生装置所用仪器的名称为_________________________________________________。

（3）装置C的作用是________，装置D的作用是_______________________________________

________________________________________________________________________。

（4）检验E瓶集满氯气的方法是____________________________________________________。

（5）烧杯F中盛放的液体是__________，其作用是_____________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（2）分液漏斗、圆底烧瓶

（3）除去Cl2中的少量HCl气体　干燥氯气（或除去氯气中的水蒸气）

（4）湿润的红色布条放在瓶口褪色（或湿润淀粉KI试纸放在瓶口变蓝）

（5）NaOH溶液　吸收过量的氯气，防止污染环境

[归纳总结]

1．反应原理

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

2．仪器装置

装置特点：

固＋液

气

主要仪器：

铁架台（带铁圈）、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。

装置如图所示。

说明：

C装置的作用是除去Cl2中的HCl；D装置的作用是干燥Cl2；F装置的作用是吸收多余的Cl2，防止污染环境。

3．收集方法

（1）向上排空气法（Cl2密度大于空气）。

（2）排饱和食盐水法（Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体）。

4．验满方法

（1）将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。

（2）将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。

5．尾气处理

Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。

[活学活用]

2．某化学小组用下图所示装置制取氯气，下列说法不正确的是（　　）

A．该装置图中至少存在两处明显错误

B．该实验中收集氯气的方法不正确

C．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理

D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出

答案　B

三　Cl－的检验

1．在5支试管中分别加入2～3mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水、蒸馏水，然后各滴入几滴AgNO3溶液，再分别加入少量稀硝酸，观察现象，填写下表：

实验现象

滴入几滴AgNO3溶液

加入少量稀硝酸

①稀盐酸

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，有气泡产生

④自来水

有少量白色沉淀生成

沉淀不溶解

⑤蒸馏水

无明显变化

无明显变化

2.请写出上述实验中有关的化学方程式

②NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3；

③Na2CO3＋2AgNO3===Ag2CO3↓＋2NaNO3，

Ag2CO3＋2HNO3===CO2↑＋H2O＋2AgNO3；

④Cl2＋H2O===HCl＋HClO，

HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3。

[归纳总结]

检验Cl－的方法：

先滴加AgNO3溶液后滴加少量稀HNO3，或滴加经稀HNO3酸化的AgNO3溶液。

注意：

检验Cl－时，滴加AgNO3后还要滴加稀HNO3，目的是排除CO

等离子的干扰。

[活学活用]

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，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有（　　）

A．Cl－、SO

B．Cl－、NO

C．Cl－、CO

D．Cl－、OH－

答案　C

解析　根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使石灰水变浑浊的气体，则原溶液中存在CO

和Cl－。

当堂检测

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　利用了HCl极易溶于水，而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小的原理。

2．下列关于漂白粉的叙述正确的是（　　）

A．漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2和CaCl2

B．漂白粉在空气中久置后能变质

C．漂白粉是将Cl2通入石灰水中制得

D．漂白粉的主要成分是CaCl2

答案　B

解析　漂白粉是由Cl2和石灰乳反应制得，它的主要成分是CaCl2、Ca（ClO）2，有效成分是Ca（ClO）2，故A、C、D错；Ca（ClO）2易和空气中的CO2和H2O反应而失效，故B正确。

3．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是（　　）

A．用干燥的蓝色石蕊试纸

B．用干燥有色布条

C．将气体通入硝酸银溶液

D．用湿润的淀粉KI试纸

答案　D

解析　HClO具有漂白性，而Cl2不具有，在干燥环境下，Cl2不能转变为HClO，因而无漂白性，无法与HCl气体区分。

气体通入AgNO3溶液都产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl－。

Cl2与KI反应产生I2，淀粉遇I2变蓝，可以与HCl区分。

4．某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，再加入稀硝酸后，若白色沉淀不消失，说明该溶液中含有______；若白色沉淀消失，且产生无色无味气体，说明该溶液中含有________。

答案　Cl－　CO

5．漂粉精是利用Cl2与________反应来制取的，反应的化学方程式为________________________________________________________________________；

漂粉精是________物，其有效成分为________。

氯气和漂粉精用于漂白均是因为在一定条件下产生________的缘故，工业上之所以把氯气加工成漂粉精再用于漂白，是因为：

①________________________________________________________________________，

②________________________________________________________________________。

答案　消石灰　2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O　混合　Ca（ClO）2　HClO　次氯酸盐比较稳定

易于保存和运输

40分钟课时作业

[基础过关]

一、氯气与碱反应的应用

1．当不慎有大量Cl2扩散到周围空间时，处在该环境中的人可以用浸有一定浓度某物质水溶液的毛巾捂住鼻子，以防中毒，最适合采用的是（　　）

A．NaOHB．NaCl

C．NaHCO3D．NH3·H2O

答案　C

解析　该物质可以吸收Cl2，故排除B；而NaOH对皮肤有腐蚀性；氨水则易挥发出NH3，有毒。

2．植物中山茶花、石榴可以吸收氯气，紫藤和月季对氯气的吸收净化能力也很强。

在实验室制取Cl2时，尾气一般要用NaOH溶液吸收而不用澄清石灰水吸收的理由是（　　）

A．氯气不与石灰水反应

B．Ca（OH）2微溶于水，澄清石灰水中Ca（OH）2的含量少，吸收的尾气也很少

C．氯气与Ca（OH）2反应生成的CaCl2难溶于水

D．澄清石灰水能吸收空气中的CO2而变浑浊

答案　B

解析　Ca（OH）2在水中的溶解度小，吸收Cl2的量较少，吸收不充分。

注意D项与题目所问无关。

3．将Cl2制成漂白粉的主要目的是（　　）

①使它转变成较易溶于水的物质　②转变成较稳定、便于贮存的物质　③提高氯的质量分数　④提高漂白能力

A．①②B．②③④C．②③D．②

答案　D

解析　将Cl2制成漂白粉的主要目的是转变成较稳定、便于贮存的物质。

Ca（ClO）2比HClO稳定，便于贮存、运输。

二、Cl－的检验

4．检验Cl－时所用试剂HNO3的作用是（　　）

A．防止CO

的干扰B．防止Cl－的干扰

C．生成Ag2CO3沉淀D．防止NO

的干扰

答案　A

解析　检验Cl－加入的AgNO3溶液，能与CO

结合生成Ag2CO3白色沉淀，干扰Cl－的检验。

5．自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。

市场上有些不法商贩为牟取暴利，用这样的自来水冒充纯净水（离子的浓度非常低）出售，给人们的生活造成了一定的不良影响。

在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是（　　）

A．酚酞试液B．氯化钡溶液

C．氢氧化钠溶液D．硝酸银溶液

答案　D

解析　Cl2消毒过的自来水中含有HCl和HClO，用AgNO3溶液即可鉴别，产生白色沉淀的是自来水，不产生沉淀的是纯净水。

6．能证明某溶液中含有NaCl的是（　　）

A．焰色反应是黄色

B．溶液有咸味

C．取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀

D．焰色反应是黄色，同时又能与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀

答案　D

解析　要证明含有Na＋，则焰色反应为黄色；要证明含有Cl－，则加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液后生成白色沉淀。

三、氯气的制取实验

7．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。

若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验其与金属的反应。

每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（　　）

A．①和②处B．只有②处

C．②和③处D．②、③、④处

答案　D

解析　①是制备氯气的装置，②是除去氯气中氯化氢杂质的装置，③是干燥装置，④是用于氯气与金属反应的装置。

除杂时不能消耗欲保留的气体，因为氯气可与NaOH溶液反应，化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，所以②处错误；③中进气管短，出气管却插入液面下，所以无法干燥气体，也不能使气体进入④中与金属反应，所以③处错误；④是一个封闭体系，未反应的气体不断蓄积会使容器内压强过大而发生爆炸，所以④处错误。

8．实验室用浓盐酸与足量的二氧化锰反应产生少量的氯气。

若反应过程中消耗了0.2molHCl，理论上可收集到的氯气的质量（　　）

A．等于3.55gB．小于3.55g

C．大于3.55gD．约等于7.1g

答案　A

解析　理论上可收集到的氯气的质量，可直接根据化学方程式计算，设收集到氯气的质量为x，则

4HCl（浓）＋MnO2

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

4mol　　　　　　　　　　　71g

0．2mol　　　　　　　　　　x

x＝3.55g。

四、卤素单质的性质

9．溴又称为海洋元素，主要用作制取溴化物，并用于医药、农药、染料、香料、摄影材料、灭火剂、选矿、冶金、鞣革、净水等，部分用作普通分析试剂和有机合成剂。

从海水中可以提取溴，主要反应之一为2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，下列说法中正确的是（　　）

A．溴离子具有氧化性

B．氯气是还原剂

C．该反应属于复分解反应

D．氯气氧化性比溴单质的强

答案　D

解析　A项错误，溴离子只具有还原性；B项错误，氯气是氧化剂；C项错误，该反应为置换反应；据氧化还原反应以强制弱的观点，D项正确。

10．某溶液中阳离子只含K＋，其中Cl－、Br－、I－的个数比为1∶2∶3，欲使这些离子个数比变为3∶2∶1，需要通入的氯分子与原溶液中I－的个数比应为（　　）

A．1∶2B．2∶1

C．1∶3D．3∶1

答案　C

解析　将比例看成具体数字，即3种微粒分别是1mol、2mol、3mol，反应后溴离子的物质的量不变，又剩余1mol碘离子，说明氯气只和碘离子发生了反应，且只反应掉2mol碘离子，根据化学方程式Cl2＋2KI===2KCl＋I2，每反应掉2mol碘离子时，消耗1molCl2。

[能力提升]

11．溴的氧化性介于氯和碘之间，利用这一性质解决下面的问题。

（1）你认为：

将含有下列分子或离子的试剂加入到含有Br－的溶液中，可以将Br－氧化为Br2的是________（填选项编号）。

A．I2B．I－C．Cl2D．Cl－

（2）如果把氯气缓慢地通入含有相同物质的量浓度的Br－、I－的混合溶液中，________先被氧化，原因是_____________________________________________________________________。

（3）把滤纸用淀粉和碘化钾的混合溶液浸泡，晾干后就是实验室常用的淀粉KI试纸。

这种试纸润湿后遇到氯气发生的变化是__________________________________________________，

原因是________________________________________________________________________。

答案　

（1）C　

（2）I－　还原性I－＞Br－

（3）试纸变蓝色　Cl2将I－氧化成了I2，I2使淀粉变蓝色

解析　

（1）因为氧化性Cl2＞Br2，所以Cl2可以氧化Br－；

（2）因为氧化性Cl2＞Br2＞I2，所以还原性：

Cl－＜Br－＜I－，所以I－先被氧化；

（3）湿润的淀粉KI试纸遇到Cl2发生下列反应：

2KI＋Cl2===2KCl＋I2（或2I－＋Cl2===2Cl－＋I2）

I2使淀粉变蓝。

12．某溶液中可能含有K＋、Na＋、CO

、Cl－中的一种或几种，为鉴别其中所含离子，现进行如下实验：

序号

实验操作及现象

步骤①

取原溶液，进行焰色反应，显黄色，透过蓝色钴玻璃观察无紫色

步骤②

取原溶液，向溶液中加入盐酸，有气体产生

请回答下列问题：

（1）原溶液中一定存在的离子是________（填离子符号，下同），一定不存在的离子是________，可能存在的离子是________。

（2）为进一步确定原溶液中可能存在的离子是否存在，应进行的实验操作及判断依据是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）Na＋、CO

　K＋　Cl－

（2）取原溶液，向溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀HNO3，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl－，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl－

13．常温下，A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色单质气体，A、B、C、D、E都含X元素，其转化关系如图所示：

（1）请分别写出A、B、D的化学式（如为溶液请填溶质的化学式）：

A________、B________、D________；

（2）写出下列反应的化学方程式或离子方程式（请注明条件）：

A＋H2O（离子方程式）：

______________________________________________________；

A＋NaOH（离子方程式）：

_________________________________________________________；

D→A（化学方程式）：

________________________________________________________。

答案　

（1）Cl2　HClO　HCl

（2）Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO

Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

4HCl（浓）＋MnO2

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

解析　由题意可知A为氯气，B为次氯酸，D为盐酸，C为氯化钠，E为次氯酸钠。

14．漂白粉在社会生活、工业生产中用途广泛、漂白粉除了具有漂白作用外，还能杀菌消毒。

（1）5·12汶川大地震后，灾区用水设施受到损毁，水源受到污染，灾区人们的饮用水必须用漂白粉等药品消毒后才能饮用，以防传染病发生，但瓶装漂白粉久置空气中会呈稀粥状而失去漂白作用。

试用化学方程式表示漂白粉在空气中易失效的原因是①________________________；②____________________。

（2）已知浓盐酸和次氯酸钙能发生如下反应：

Ca（ClO）2＋4HCl（浓）===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O

用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中，可能含有的杂质气体是________（填选项编号）。

①CO2　②HCl　③H2O　④O2

A．①②③B．②③④C．②③D．①④

答案　

（1）①Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO

②2HClO

2HCl＋O2↑

（2）A

解析　由于H2CO3酸性强于HClO，所以Ca（ClO）2在空气中易跟CO2、H2O反应生成CaCO3和HClO，HClO又见光易分解。

用含CaCO3的Ca（ClO）2跟浓盐酸反应制Cl2，Cl2中必然含有CO2、H2O、HCl等杂质。

[拓展探究]

15．地震是一种危害极大的自然灾害，会造成大量的人员伤亡和财产损失。

在地震后的灾区常需要大量的消毒剂、漂白剂。

请回答下列相关问题：

（1）次氯酸盐是一些漂白剂和消毒剂的有效成分。

“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠，制取NaClO的反应的离子方程式是________________________________________________________________________。

（2）二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，它可由KClO3溶液在一定条件下与SO2反应制得。

该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

（3）过碳酸钠是一种有多种用途的新型固态漂白剂，化学式可表示为Na2CO3·3H2O2，它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。

下列物质不能使过碳酸钠失效的是________（填选项编号）。

A．MnO2B．KMnO4溶液

C．稀盐酸D．NaHCO3溶液

（4）漂白剂亚氯酸钠（NaClO2）在常温与黑暗处可保存一年，但亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为HClO2―→ClO2↑＋H＋＋Cl－＋H2O（未配平）。

当1molHClO2发生分解反应时，转移的电子数是____________________________________________________________。

答案　

（1）Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

（2）2ClO

＋SO2===2ClO2＋SO

（3）D　（4）4.8×1023

解析　

（2）KClO3与SO2的反应为氧化还原反应，还原产物为二氧化氯，氧化产物为硫酸根离子。

（3）过碳酸钠中的碳酸钠能够与酸反应，故稀盐酸能使之失效；二氧化锰能使过氧化氢分解；高锰酸钾能氧化过氧化氢；碳酸钠、过氧化氢与碳酸氢钠都不反应。

（4）HClO2中Cl为＋3价，ClO2中Cl为＋4价，Cl－中Cl为－1价，故5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O，故1molHClO2发生分解反应时，转移的电子数是0.8×6.02×1023，即4.8×1023。