第四章 非金属及其化合物 第二节 富集在海水中的元素 ---氯

教学目标 了解氯气的物理性质。 通过实验事实了解氯的原子结构特点、化学性质。 认识氯水的组成和性质。 了解氯离子的检验方法。 认识卤素，了解其相似点及递变性。 掌握结构决定性质决定用途的思维方法

目 录 一、活泼的黄绿色气体——氯气 1、氯气的结构特点 2、氯气的性质 3、氯气的用途 二、氯离子的检验 三、成盐元素——卤素

知识拓展 ：海洋生物资源

知识拓展： 海底矿产资源 大陆架的浅海海底： 石油、天然气、煤、硫、磷等 近岸带的滨海砂矿： 砂、贝壳等建筑材料和金属矿产 多数海盆中： 深海锰结核

[思考与交流1]你对氯气了解多少？氯气是一种什么样的物质？有什么样的性质？ 第一次世界大战时，1915年4月22日，德军与英法联军在比利时的伊普尔对峙。黎明时分，英法联军前线的士兵突然听到一阵剧烈地爆炸声，紧接着看到一股阴森森的黄绿色气体逐渐从空中降落下来。很快，战壕里的士兵们感觉双眼受到了强烈地刺激，咳嗽响成一片，数百名英法战士窒息死亡，数千名士兵双目失明。 请一个学生示范闻气体的操作。 氯元素对应的单质在历史上曾经臭名昭著。介绍二战时德军第一次将氯气用于战争，开启了化学战的邪恶历史。

一、活泼的黄绿色气体——氯气 典型非金属性 （强氧化性） 目 录 1.氯原子结构特点 氯元素在周期 表中位置？原 子结构有何特 点？氯元素有 何特性？ 查一查想一想 ＋17 2 8 7 原子结构： 得e- Cl Cl- 典型非金属性 （强氧化性） 目 录

化合价：-1，+1，+3，+5，+7 得电子能力强，非金属性强 想一下 从氯的原子结构来推测，氯在自然界中会 以化合态存在还是以游离态存在？ 氯元素在自然界中常以化合态存在. 如人体血液中含有NaCl，用来保证体内正常的生理活动和功能的发挥。氯元素在自然界中也以化合态形式存在，主要以NaCl和MgCl2的形式存在于海水和陆地的盐矿。

他将这种元素命名为Chlorine,这个名称 舍勒 (1742～1786)瑞典化学家。 阅读：P82科学史话 氯气的发现和确认 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。 思考与交流 启示１：科学研究需要有正确的理论作指导，错误的理论只能浪费时间和精力。 启示２：科学研究需要以大量事实为依据，只有大量事实才能推翻错误的理论，建立正确的理论或推动科学理论的发展。 启示３：科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。

想一想 （1）物理性质 目 录 2.氯气的性质 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 怎样闻氯气 （1）物理性质 应 该 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） 这 样 ——加压液化，贮存在钢瓶中 ——向上排空气法收集 不能用排水法收集，可用排饱和食盐水法收集 干燥的氯气 常温不与铁反应 目 录

闻氯气的方法是： 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。

（2）氯气的化学性质 （氧化剂，强氧化性） ①氯气与金属反应 目 录 点燃 2Na+Cl2 2NaCl Cu+Cl2 CuCl2 2Fe+3Cl2 2FeCl3 Cl2有很强的氧化性，能与多数金属反应生 成相应的金属氯化物，尤其要注意的是：它 和变价金属反应时，均生成高价的金属氯化物， 如：CuCl2、FeCl3 。 目 录

？ ?？ 氯气与金属反应 FeCl3和CuCl2能用它们的金属与盐酸反应制取吗？ 在一定条件（点燃或灼热）下氯气能否与金属反应？金属的价态有什么规律？ 观看实验演示 现象 黄 白色 钠与氯气反应 剧烈燃烧，火焰呈————色，生成————晶体 2Na + Cl2 === 2 NaCl 灼热 观看实验演示 棕黄 烟 铁与氯气反应 现象 铁丝剧烈燃烧，产生—————色的———— 2Fe + 3 Cl2 === 2 FeCl3 点燃 观看实验演示 铜丝在氯气里剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，产物溶于水后，溶液呈蓝绿色。 现象 氯气与铜反应 Cu + Cl2 === CuCl2 点燃 反应规律：生成高价金属的氯化物 ?？ FeCl3和CuCl2能用它们的金属与盐酸反应制取吗？

金属铁能否在在Cl2中燃烧？若能会生成什么产物呢？（氯化亚铁还是氯化铁？） 红热的铁丝伸入氯气中 现象：铁在Cl2中燃烧，产生红褐色的烟 2Fe＋3Cl2 ＝ 2FeCl3 点燃 17班该页 Fe是一种变价金属，当遇到强氧化剂时，它会失去3个电子（Fe3＋ ） ；当遇到弱的氧化剂时，它只会失去2个电子（Fe2＋）

用坩埚钳夹住一束铜丝，灼烧后立刻放入充满氯气的集气瓶里，观察现象。然后把少量的水注入集气瓶里，用玻璃片盖住瓶口，振荡，观察溶液颜色。 现象：红热的铜丝剧烈燃烧，产生棕黄色的烟（ CuCl2固体小颗粒），加水后得到蓝绿色溶液。 Cu＋Cl2 ＝ CuCl2 点燃

例1：下列化合物中，不能由氯气和相应的金属直接反应来制取的是 A. FeCl3 B. CaCl2 C. FeCl2 D. KCl （C） 例2：怎样制取FeCl2？ 提示： Fe+2HCl FeCl2+H2↑

②与某些非金属反应 目 录 H2+Cl2 2HCl 点燃 光照 2P + 3Cl2（少量） 2PCl3 (液态) 2P + 5Cl2（过量） 2PCl5 (固态) 氯气与金属反应时，是“实实在在”的得电子， 而在与非金属（如H2）反应时，氯原子和氢原 子都想得电子，最后双方为了达到稳定，形成 共用电子对。 即使这样，形成的共用电子对还 是偏向氯，偏离氢，从而使氯显-1价。 目 录

氢气和氯气的混合气体 光照或点燃后发生爆炸。 氯气与非金属反应 一定条件（点燃或光照）下氯气能与氢气反应 请看实验4-3录像 实验现象 纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，放出大量的热，瓶口有大量白雾产生。 请看实验录像 氢气和氯气的混合气体 光照或点燃后发生爆炸。 H2 + Cl2 === 2HCl 点燃 或光照 实验证明，在一定条件下，Cl2还能与P、S、C等非金属直接化合。 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? 思考与交流 燃烧：任何发光发热的剧烈的化学反应叫做燃烧。燃烧不一定要有氧气参加，燃烧的本质是发生氧化还原反应。

③氯气与水反应 Cl2+H2O HCl+HClO 2HClO 2HCl＋O2↑ 阅读与思考 次氯酸的性质： 1、弱酸性 （1）打开自来水龙头为何有刺激性气味？ （2）氯气溶于水为何有杀菌、消毒作用？ （3）干燥的Cl2有杀菌、消毒和漂白作用吗？ 阅读与思考 Cl2+H2O HCl+HClO 次氯酸 次氯酸的性质： 1、弱酸性 酸性：H2CO3 >HClO 光照 2HClO 2HCl＋O2↑ 2、不稳定易分解 3、强氧化性 漂白作用 可用于自来水的杀菌、消毒，可用做漂白剂。

氯气的水溶性：1体积的水可以溶解2体积的氯气（即氯水，黄绿色） 【思考与交流】氯气溶于水的这一过程是一个简单的物理溶解过程，还是一个伴随有化学变化的过程呢？新制的氯水当中究竟含有哪些微粒？如何证明这些微粒的存在呢？你能通过实验来说明问题吗？ 药品：（HNO3酸化的） AgNO3溶液 、紫色石蕊试剂、 红纸、镁粉、氯水等 ***注：氯水不能超过1 mL！！！！！

探究结果： 可能成分 H+ 含H+ Cl－ 含Cl－ HClO（少量ClO－ ） 氯水有漂白作用 Cl2 含Cl2 H2O 含H2O 加入试剂 现象 结论 H+ 镁粉 有气体逸出 含H+ Cl－ 酸化了的硝酸银 白色沉淀 含Cl－ HClO（少量ClO－ ） 红纸 褪色 氯水有漂白作用 Cl2 闻气味 刺激性气味 含Cl2 H2O 无水硫酸铜 蓝色晶体 含H2O （1）红纸褪色只能说明是氯水有漂白作用，不能马上得出结论说次氯酸具漂白作用。 （2）补充将红纸放入盐酸的实验。

液氯与氯水的区别？新制氯水与久置氯水的区别？ 分类 成分 　 　 性质 混合物 纯净物 新制 久置 分子：H2O 分子： Cl2 、HClO、H2O 只有Cl2分子 离子：H+、Cl－ 离子： H+、Cl－、ClO－ 有酸性，强氧化性，能漂白，消毒，光照时HClO分解 有氧化性，无酸性和漂白性 只有酸性 实验室中使用的氯水只能现配现用,并盛放在棕色试剂瓶中

例3、下列说法正确的是 （ ） A、Cl2有毒，Cl-也有毒 B、Cl和Cl-化学性质一样C、Cl2和Cl-都是黄绿色 D、液氯并非氯水 例4.将新制的氯水缓缓滴入预先滴有酚酞的 NaOH溶液中，当滴到一定量时红色完全褪去。产生这一现象的原因可能有两种： (1)是______________________________________ (2)是_____________________________________________ 新制氯水中的HCl、HClO与 NaOH发生中和反应，使NaOH无剩余 新制氯水中HClO具有漂白性，使红色溶液褪色

想一想 ④氯气与碱反应 目 录 根据氯气与水的反应原理,推测氯气与NaOH能否发生反应?若反应,其产物是什么? 有效成分:NaClO 2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O 漂白液 有效成分:Ca(ClO)2 2 Ca(OH)2+2Cl2==Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O 漂白粉、漂粉精 目 录

想一想 日常 Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO 工业 Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO 氯气跟碱反应的化学方程式有规律吗？ 氯气+碱 氯化物+次氯酸盐+水 漂白原理： 日常 Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO (反应原理：强酸制弱酸） 工业 Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO 氯水、漂白液、漂白粉、漂粉精的漂白作用都是因反应生成的HClO

注：此处为“强酸制弱酸，弱酸可以制更弱的酸” 漂白液和漂白粉的漂白原理 A.NaClO+HCl＝NaCl+HClO 2NaClO＋CO2+H2O=Na2CO3 + 2HClO B.Ca(ClO)2+2HCl＝CaCl2+2HClO Ca(ClO)2+CO2+H2O＝CaCO3↓+2HClO (漂白粉在潮湿的空气中容易失效) 注：此处为“强酸制弱酸，弱酸可以制更弱的酸”

新制的氯水有什么性质？能与那些物质发生反应？ ⑤与盐溶液的反应 与FeCl2 、NaBr、KI等盐溶液反应（氯气表现强氧化性） 2Fe2+ + Cl2 === 2Fe3+ + 2Cl- Cl2 + 2Br- === 2Cl- + Br2 Cl2 + 2 I- === 2Cl- + I2 探究： 新制的氯水有什么性质？能与那些物质发生反应？ 目 录

例5：如图所示，A处通入湿润的Cl2，关闭B阀时，C处的红布看不到明显现象，当打开B阀后，C处红布条逐渐褪色，则D中装的是( ) A．浓H2SO4 B．NaOH溶液 C．H2O D．饱和NaCl溶液 A B A B C D 例6：漂白粉在空气中易失效的原因是( ) CaCl2易吸收空气中的水分 B. Ca(ClO)2见光易分解 C. Ca(ClO)2与空气中的水分和二氧化碳作用，生成HClO D. Ca(ClO)2易被空气中的氧气氧化 C

[思考与交流]氯水如何保存？为什么？久置氯水和新制氯水有何区别？ 答： 新制氯水：H+ 、 Cl－ 、 ClO－ 、 HClO、Cl2 、 H2O，有强氧化性。 久置氯水：稀盐酸溶液，无强氧化性。 保存：棕色瓶中，阴凉、蔽光处保存

3、氯气的用途 杀菌消毒 制漂白粉（液） 作制高纯硅、锗和钛的中间物质 合成塑料、橡胶、农药、药品等 目 录

？ 小 结 二、氯离子（Cl-)的检验 目 录 某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，则可确定该溶液中一定有氯离子，这种说法正确吗？ 有关反应的离子方程式是： Ag+ + Cl– == AgCl  2Ag+ + CO32- == Ag2CO3  Ag2CO3 + 2H+ == 2Ag+ + CO2 + H2O 观察实验4-6 ？ 某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，则可确定该溶液中一定有氯离子，这种说法正确吗？ 小 结 (1)试剂: AgNO3溶液、稀硝酸 (2)方法和结论： 在被检验的溶液中加入稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则被检液中含有Cl-。 或 在被检验的溶液中滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶，则被检液中含有Cl-。 目 录

卤素的原子结构 三、成盐元素—卤素 （科学视野） 氟 F 9 氯 Cl 17 溴 Br 35 碘 I 53 砹 At 85 目 录 ＋９ 2 7 氟 F 9 卤素的原子结构 ＋17 2 8 7 氯 Cl 17 ＋35 2 8 18 7 溴 Br 35 ＋53 2 8 18 18 7 碘 I 53 ＋85 2 8 18 32 18 7 砹 At 85 想一想 卤素原子结构有何相似点和不同点？由此推测它们化学性质有何相似性和递变性？ 目 录

原子结构 性质 决定 最外层7个电子 易得一个电子， 具氧化性 核电荷数递增 得电子能力逐渐减弱 电子层数递增 氧化性逐渐减弱 原子半径依次增大

①对比Cl2，写出Br2与 Na 、Fe 反应的化学方程式。 ③对比Cl2，写出Br2与 H2O 反应的化学方程式。 卤素单质的化学性质 ①对比Cl2，写出Br2与 Na 、Fe 反应的化学方程式。 Br2+2Na=2NaBr 3Br2+2Fe=2FeBr3 I2 +Fe=FeI2 ②对比Cl2，写出F2 、Br2、I2与 H2 反应的化学方程式。 它们发生反应的条件相同吗？ ③对比Cl2，写出Br2与 H2O 反应的化学方程式。 1.与金属反应:F2 Cl2 Br2 的氧化性强，能把可变化合价 的金属氧化成高价的金属卤化物，I2 的氧化能力最弱， 跟铁反应只夺取铁的2个电子，生成FeI2。

结论: F Cl Br I 随着核电荷数的增多，原子半径的增大, 2. 卤素与氢气的反应 名称 反应条件 方程式 氢化物稳定性 F2 冷暗处爆炸 H2+F2=2HF HF很稳定 Cl2 光照或点燃 H2+Cl2=2HCl HCl稳定 Br2 高温 H2+Br2=2HBr HBr较不稳定 I2 高温、持续加热 H2+I2=2HI HI很不稳定 缓慢进行 结论: F Cl Br I 随着核电荷数的增多，原子半径的增大, (1)卤素单质与H2化合的难易关系：F2 >Cl2> Br2> I 2 (2)卤化氢的稳定性关系：HF > HCl > HBr > HI

3.卤素与水反应 反应越来越难以发生 2F2＋2H2O=4HF＋O2 （特例） Cl2 ＋H2O=HCl＋HClO Br2＋ H2O=HBr＋HBrO I2 ＋H2O=HI＋HIO 通式：X2 ＋ H2O=HX＋HXO（X:Cl、Br、I）

结论： 氧化性：Cl2＞Br2＞I2 1. Cl2＋ 2Br－ =2Cl－＋Br2 2. Cl2＋ 2I－ = 2Cl－＋I2 4.卤素间的相互置换 1. Cl2＋ 2Br－ =2Cl－＋Br2 2. Cl2＋ 2I－ = 2Cl－＋I2 3. Br2+ ２I－ = ２Br－＋I2 思考：根据上述实验，排出Cl2、Br2、I2的氧化性强弱顺序及Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－的还原性强弱顺序 结论： 氧化性：Cl2＞Br2＞I2 还原性：Ｉ－＞Ｂｒ－＞Ｃｌ－

小 结 卤素原子结构的相似性，决定了单质化学性质的 相似性 卤素原子结构的差异性，决定了单质化学性质的 差异性和递变性 特性 与金属反应，生成卤化物； 与氢气反应，生成卤化氢； 与水反应，生成卤化氢和次卤酸。 卤素原子结构的差异性，决定了单质化学性质的 差异性和递变性 与氢反应的能力渐弱； 氢化物的稳定性渐弱； 与水反应的能力渐弱。 特性 碘遇淀粉显蓝色； 氟气和水的反应： 2F2 +2H2O=4HF+ O2

练习 1.下列气体中，既有颜色又有毒性的是（ ） A．N2 B．CO C．Cl2 D．CO2 1.下列气体中，既有颜色又有毒性的是（ ） A．N2　　　　B．CO　　　　　 C．Cl2　　　　D．CO2 解析：N2、CO2是无色、无毒气体；CO有毒但无色；Cl2是黄绿色且有毒的气体。 C

2.下列叙述中能证明次氯酸是一种弱酸的是（ ） 2.下列叙述中能证明次氯酸是一种弱酸的是（　　） A．次氯酸不稳定，易分解 B．次氯酸是一种强氧化剂 C．次氯酸钙能与碳酸作用生成碳酸钙和次氯酸 D．次氯酸能使染料和有机色质褪色 解析：根据反应Ca（ClO）2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO可知，HClO的酸性比碳酸弱，故证明次氯酸也是一种弱酸。 C

3.下列说法中正确的是（ ） A．用鼻子对着盛有氯气的瓶口，就可以嗅到氯气的气味 B．用排水集气法便可以收集到纯净的氯气 C．氯气有漂白性 3.下列说法中正确的是（　　） A．用鼻子对着盛有氯气的瓶口，就可以嗅到氯气的气味 B．用排水集气法便可以收集到纯净的氯气 C．氯气有漂白性 D．自来水常用氯气来杀菌、消毒 解析：氯气是有毒气体，闻氯气的时候，应该用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。用排水法收集氯气会带有水蒸气，氯气本身没有漂白性。故选D。 D

4.下列物质中，既含有氯分子，又含有氯离子的是（ ） 4.下列物质中，既含有氯分子，又含有氯离子的是（　　） A．氯化钠溶液　　　B．新制氯水 C．漂白粉　　　　　D．液氯 解析：氯水是一种多组分的混合物，新制的氯水中除了含有较多的水分子外，还含有Cl2、HClO分子及H＋、C1－、C1O－。 B

5.下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是（ ） A．液氯是纯净物，而氯水是混合物 B．液氯无酸性，氯水有酸性 C．液氯较氯水的漂白作用更强 5.下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是（ ） A．液氯是纯净物，而氯水是混合物 B．液氯无酸性，氯水有酸性 C．液氯较氯水的漂白作用更强 D．液氯无色，氯水呈黄绿色 解析：液氯的成分就是氯分子，所以液氯无酸性，也无漂白性；氯水中存在着Cl2、HClO、盐酸等多种成分，所以氯水既有酸性，又有漂白性，故答案选A、B。 AB

6.下列物质中能使干燥的有色布条褪色的是（ ） 6.下列物质中能使干燥的有色布条褪色的是（ ） A．氯水　　　　B．液氯　　　　　 C．氯气　　　　D．次氯酸 7. Cl2可用来消灭田鼠，使用时可将Cl2通过导管子灌入洞中，这是利用Cl2下列性质中的（　　） A．黄绿色　　 B．密度比空气大 C．有毒　　　　D．较易液化 解析：利用了Cl2有毒和密度比空气大的性质。 A D B C

8.将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中，当日光照射相当一段时间后，试管中最后剩余的气体约占试管容积的（ ） A．2/3　　　　　B．1/2　　　　　C．1/3　　　　　D．1/4 解析：根据反应方程式： C12＋H2O=2HCl＋HClO和 2HClO=2HCl＋O2↑可知，充分反应后剩余气体是O2，且Cl2与O2之间满足关系式：2Cl2～O2，故答案选B。 B

9.向盛有氯气的三个集气瓶中，分别注入约五分之一的下列液体并振荡，观察下图所记录的现象，判断各瓶注入的液体是什么，将注入液体的编码填入图下方相应的括号中。 　　A．AgNO3溶液 B．NaOH溶液 C．水 解析：①中Cl2完全被NaOH溶液吸收，生成两种可溶性盐，故上下均显无色；②中Cl2跟水作用生成HCl，再跟AgNO3溶液充分作用，生成白色难溶盐AgCl，故上显无色，下显白色浑浊；③中少量Cl2溶于水形成氯水，故上、下均呈浅黄绿色。 　　答案：①B　②A　③C

10.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－、SO42-　　　B．Cl－、NO32-　　　　C．Cl－、CO32-　　　D．Cl－、OH－ 解析：由已知能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2，又因为加入稀HNO3后沉淀部分溶解，故原溶液中除含有CO32-外，还有Cl－。 C

11.浓盐酸和Ca(ClO)2能发生如下反应： Ca(ClO)2＋4HCl(浓)=CaCl2＋2Cl2↑十2H2O 用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是（　　） ①CO2　②HCl　③H2O　④O2 A．①②③　　　　B．②③④　　　 C．②③　　　　 D．①④ 解析：题中提供一条信息：Ca(ClO)2中＋1价的Cl和浓HCl中－1价的Cl可归中到0价的Cl2。漂白粉贮存很久可能有CaCO3生成，CaCO3和HCl反应可产生CO2。浓盐酸可挥发出HCl。整个体系还夹带有水蒸气。 A