氯溴碘及其化合物 教案.docx
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氯溴碘及其化合物教案
氯、溴、碘及其化合物
适用学科
高中化学
适用年级
高中三年级
适用区域
全国通用新课标版
课时时长(分钟)
120分钟
知识点
氯气的物理和化学性质性质;
次氯酸的漂白性、酸性、强氧化性;
漂白粉的制取和生效原理;
氯水的成分与性质;
氯气的制法与氯气的检验;
卤素的性质及应用。
教学目标
1、知识与技能
(1)了解氯气的工业制法(电解食盐水法)和实验室制法的原理;
(2)认识氯气性质、氯水组成与性质、HClO的漂白作用、漂白粉的制取反应及其主要化合物的性质;
(3)了解卤素的性质及应用。
2、过程与方法
通过回顾观察实验现象和反应事实,提出问题,分析问题,解决问题,了解研究学习元素化合物的方法,从中体验探究问题、发现问题、发现规律的方法。
3、情感与态度
通过实验培养学生的探究意识、问题,提高学生的观察、分析、思考的能力,体现合作学习;让学生通过实验自主地获取知识,感受到学习的乐趣;在学习过程中体会化学与社会、生活的紧密联系。
教学重点
氯气的化学性质性质;次氯酸的漂白性、酸性、强氧化性;氯水的成分与性质;氯气的制法与氯气的检验。
教学难点
卤素及其化合物的性质;卤素及其化合物的实验及其综合应用。
教学过程
一、预习
氯气为何与水处理有联系呢?
在实际生活中氯气又是怎样与水处理建立联系的呢?
阅读课本,预习氯、溴、碘及其化合物的性质和用途。
二、知识讲解
考点/易错点1氯元素的存在和原子结构
1).氯元素在自然界中以___化合态___存在,其中主要以___氯化钠___形式存在于海水中,是最重要的成盐元素。
2).氯元素位于元素周期表中第_三_周期第__ⅦA__族,原子结构示意图为__
__,最外层有__7__个电子,容易得到__1__个电子形成__8__个电子的稳定结构。
氯元素是活泼的非金属元素。
考点/易错点2氯气
(1).物理性质
通常情况下,氯气是___黄绿___色___有刺激性____气味的__气__体。
密度比空气__大__,有__毒__,易___液化___,能溶于水,通常1体积水约溶解__2__体积氯气,其水溶液称为氯水。
实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是:
用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔。
(2).化学性质
1)与金属反应
铜、铁在氯气中燃烧的化学方程式为:
(1)Cu+Cl2
CuCl2 棕黄
__________________________________(________色烟);
2Fe+3Cl2
2FeCl3 棕褐
__________________________________(________色烟)
2)与非金属反应
氢气在氯气中燃烧的化学方程式为:
H2+Cl2
2HCl苍白
___________________________________(________色火焰)。
3)与水反应Cl2+H2O
HCl+HClO
氯气与水反应的化学方程式:
______________________________________________。
4)与碱反应(完成下列化学方程式)
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
①与烧碱反应:
__________________________________________________________。
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
②制取漂白粉:
___________________________________________________________。
Ca(ClO)2、CaCl2 Ca(ClO)2
漂白粉的主要成分是_____________________,有效成分是__________。
5)跟还原性物质反应(完成下列化学方程式)
2KI+Cl2===2KCl+I2
①氯气与KI溶液:
_______________________________________________________。
SO2+2H2O+Cl2===H2SO4+2HCl
②向氯水中通入SO2:
_____________________________________________________。
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③氯气与FeCl2溶液:
_______________________________________________________。
考点/易错点3次氯酸
2HClO
2HCl+O2↑
(1).不稳定性:
化学方程式为______________________________________________。
(2).弱酸性:
比碳酸酸性_弱_,电离方程式为_____HClO
H
++ClO-____。
(3).强氧化性:
具有__漂白__性。
考点/易错点4漂白粉Ca(ClO)2
(1).用化学方程式表示漂白粉的生效(失效)原因:
______Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓____,
(2).稳定性比HClO_强__。
(3).水解显_碱___性,其水解离子方程式:
_______ClO-+H2O
HClO+OH-_____。
考点/易错点5氯水的成分和性质
(1).氯水的成分
氯气溶于水,发生反应的离子方程式是Cl2+H2O
H++Cl-+HClO,其中含有的分子有Cl2、H2O、HClO,共3种;含有的离子有Cl-、H+、OH-、ClO-,共4种。
(2).液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
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、氧化性、漂白性
酸性
粒子种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
(3).氯水的性质
参与反应
的微粒
所加试剂
实验现象
离子方程式或解释
Cl-
AgNO3溶液
白色沉淀
Cl-+Ag+===AgCl↓
H+
Na2CO3固体
有气泡产生
2H++CO
===CO2↑+H2O
HClO
有色布条
布条颜色褪去
漂白性
Cl2
FeCl2溶液
溶液变棕黄色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Cl2、H2O
SO2
黄绿色褪去
SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO
HClO、H+
石蕊试液
先变红后褪色
酸性和漂白性
(4)平衡Cl2+H2O
H+Cl+HClO影响及其应用
影响因素
对平衡的影响
应用
加入可溶性氯化物
c(Cl-)增大,平衡左移
①用排饱和食盐水的方法收集Cl2
②用饱和食盐水的方法除去Cl2中的杂质HCl
加入浓盐酸
c(Cl-)和
c(H+)都增大,平衡左移
①氯酸盐和次氯酸盐与浓盐酸反应制取Cl2
②测漂白粉中的“有效氯”
Ca(C1O)2+4HCl(浓)==CaC12+2Cl2↑+3H2O
当加入CaCO3或Na2CO3
c(H+)减少,平衡右移
制取浓度较大的HClO
加入碱溶液
c(HClO)和c(H+)都减少,平衡右移
①用浓碱液来吸收未反应完的Cl2,防止环境污染
②工业制漂白粉、漂白液
光照
HClO见光分解,平衡右移
新制氯水须避光保存,且须现做现配,而久置的氯水就是盐酸
考点/易错点6氯气的制法
1.氯碱工业---用电解饱和食盐水方法制氯气
(1)电解饱和食盐水实验
实验现象
结论
电极周围均有气泡产生
通电后有气体物质生成
收集到的气体靠近火焰有爆鸣声。
有氢气生成
湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
有氯气生成
阴极的溶液变红色。
有碱性物质生成(NaOH)
(2)反应原理的化学方程式
2.实验室制取纯净干燥的氯气的实验装置图
考点/易错点7 卤素单质及其化合物的性质
1.溴、碘的性质
注:
①溴蒸气为红棕色,碘蒸气为紫色。
②Br2是常温下唯一的液态非金属单质,易挥发有剧烈刺激性气味,有强烈的腐蚀性
物理性质
溴单质
碘单质(能升华)
颜色、状态
深红棕色、液体
紫黑色(有金属光泽)、固体
溶解性和
溶液颜色
水中
微溶、橙色
微溶、黄褐色
酒精中
易溶、橙红色
易溶、棕褐色
四氯化碳中
易溶、橙红色
易溶、紫红色
2.卤素的氧化还原性及海水提取溴、海带中碘元素的检验
(1)卤素单质氧化性的顺序是:
Cl2_>__Br2__>__I2;
阴离子的还原性顺序是:
I-_>__Br-_>_Cl-。
请写出Cl2与NaBr、KI溶液反应的离子方程式:
____Cl2+2Br-===2Cl-+Br2__、
____Cl2+2I-===2Cl-+I2 ________;
Br2与KI溶液反应的离子方程式:
______Br2+2I-===2Br-+I2_______。
(2)从海水中提取溴一般要经过___浓缩___、___氧化__、__提取___三步。
利用溴的__挥发___性,鼓入__热空气___或水蒸气,就可将溶解在苦卤中的溴分离出来。
(3)从海水中提取溴:
从海产品中提取碘:
3.卤化银:
AgCl
AgBr
AgBr
颜色
白色
浅黄色
黄色
溶解性
既不溶于水,也不溶与稀硝酸
制法
AgNO3+NaCl==
NaNO3+AgCl↓
AgNO3+NaBr==
NaNO3+AgBr↓
AgNO3+NaI==
NaNO3+AgI↓
化学性质
有感光性,在光照下会发生分解反应2AgX==X2+2Ag(黑色)
用途
————
感光材料制作照相用的胶卷和相纸等
人工降雨等
4.卤素单质的性质比较
(1)相似性
①除F2外,Cl2、Br2、I2都能与NaOH溶液反应,试写出Br2与NaOH溶液反应的离子方程式:
___Br2+2OH-===Br-+BrO-+H2O_______。
②都能与金属反应生成卤化物,试写出Na、Fe分别与Br2反应的方程式:
____2Na+Br2===2NaBr3____、_____2Fe+3Br2
2FeBr________。
③与一些还原性离子的反应,试写出Br2分别与Fe2+、SO
离子方程式:
___Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-___、___Br2+SO
+H2O===SO
+2H++2Br-____。
(2)递变性
①分别写出I2和Fe的反应,及I-和Fe3+的反应,体会卤素单质性质的递变性:
______Fe+I2
FeI2_____、__2Fe3++2I-===2Fe2++I2__。
②还有哪些事实说明氧化性Cl2>Br2>I2?
Cl2能从KBr、NaI溶液中置换出Br2、I2;Br2能从NaI溶液中置换I2,而不能从NaCl溶液中
置换Cl2等。
卤素单质和H2反应的条件及氢化物的稳定性:
例如F2和H2在暗处即能爆炸(剧烈反应),H2和Cl2光照能爆炸,而Br2和H2则加热才能发生等,且生成的氢化物的稳定性从HF至HI越来越差。
③卤素单质为什么具有相似性和递变性?
这是由原子结构决定的,从F→I,原子的最外电子层都有7个电子,都易得1个电子形成稳定结构,而原子半径越来越大,得电子能力逐渐减弱,故所形成的单质具有相似性和递变性。
(3).F2单质的特性
常温下,F2与水剧烈反应:
2F2+2H2O===4HF+O2,故不能从水溶液中置换其他卤素单质。
考点/易错点8 卤素离子的检验方法
1.AgNO3溶液——沉淀法
未知液
生成
2.置换——萃取法
I-
Br-
未知液
有机层呈
蓝色
3.氧化——淀粉法检验I-
未知液
________溶液,表示有I-
三、例题精析
【例题1】某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分,请根据下表回答问题。
实验
序号
实验方法
实验现象
结论
①
将氯水滴加到AgNO3溶液中
生成白色沉淀
②
将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中
③
淀粉KI试纸变蓝色
氯水中含有Cl2
④
将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中
氯水中含有H+
(1)实验①得出的结论______________________________________________________。
(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”:
②________________④________________________。
(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是:
________________________________
________________________________________________________________________。
(4)通过实验②的“实验现象”,同学们得出两个不同的结论。
这两个结论可能是
a.________________________________________________________________________,
b.________________________________________________________________________。
请设计简单的
实验证明哪一个是正确的______________________________________
_____________________________________________________________________
___。
【答案】
(1)氯水中含有Cl-
(2)溶液褪色 有气泡冒出
(3)取一片淀粉KI试纸,置于表面皿或玻璃片上,用洁净的玻璃棒蘸取氯水,滴在试纸上
(4)a.氯水中含有HClO,其漂白作用使溶液褪色
b.氯水中含有H+,中和OH-使溶液褪色
向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性,若溶液不再显红色,证明红色消失是HClO的漂白作用引起的;若溶液重新显红色,证明是H+的中和作用引起的
【解析】探究氯水的成分时,首先要先对明确其中含有的分子有Cl2、H2O、HClO;
离子有Cl-、H+、OH-、ClO-。
【例题2】某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如下图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略),按要求回答问题。
(1)下列方法中,可制得氯气的正确组合是________。
①MnO2和浓盐酸混合共热 ②KMnO4和浓盐酸混合③次氯酸钠和浓盐酸混合 ④K2Cr2O7和浓盐酸混合⑤KClO3和浓盐酸混合
A.①②⑤ B.②④⑤ C.①②④ D.全部可以
(2)若用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2,制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12L的原因是________________________________________________。
(3)①装置B的作用是__________,现象是___________________________________。
②装置D和E出现的不同现象说明的问题是________________________________。
③装置F的作用是______________________________________________________。
④写出装置G中发生反应的离子方程式:
____________________________________
________________________________________________________________________。
(4
)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。
为了确保实验结论的可靠
性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。
你认为装置应加在________与________之间(填装置字母序号),装置中应放____________________试剂。
【答案】
(1)D
(2)浓盐酸随着反应的进行浓度逐渐降低,最终变为稀盐酸,反应不再产生氯气
(3)①证明有水蒸气产生 白色固体变蓝色
②氯气无漂白性,次氯酸有漂白性③吸收氯气④Ag++Cl-===AgCl↓
(4)F G 湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条)
【解析】实验目的是证明Cl2中混有水蒸气和HCl气体,同时证明干燥Cl2和潮湿Cl2有无漂白性。
首先从
(1)题中选择正确的组合利用A装置制备Cl2;然后根据实验目的,再分析其他每个装置的作用。
只有B装置能够证明水蒸气的存在,则B装置中的药品为CuSO4粉末;D、E装置用来证明干燥Cl2无漂白性,潮湿氯气发生反应:
Cl2+H2O
HCl+HClO,HClO具有强氧化性,因此潮湿Cl2具有漂白性。
G装置是用来证明HCl气体的,因为Cl2与AgNO3溶液反应也能生成AgCl沉淀,因此F装置利用是Cl2易溶于CCl4的性质除
去Cl2,F、G装置之间应增加验证Cl2被除尽的装置。
【例题3】某化学课外小组为了探究卤素单质及化合物的性质,选用以下仪器和药品进行实验,请你帮助完成实验仪器的组装并回答问题。
(1)比较卤素单质的氧化性强弱,各仪器的正确连接顺序(填各接口的字母符号)g接________,______接______,________接________。
(2)装置④烧瓶中反应的化学方程式为_______________________________________。
(3)装置①中的现象是______________,装置②中的现象是______________,装置③的作用是______________。
(4)装置②中反应的离子方程式为________。
(5)若将反应的②中的溶液滴入到KI溶液中,产生的现象是________。
(6)向反应后的①中加入足量的NaOH溶液,产生的现象是________,反应的方程式是
________________________________________________________________________。
【答案】1
(1)c d a b e
(2)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)溶液变蓝色 溶液变橙黄色 吸收剩余Cl2
(4)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(5)溶液变棕黄色
(6)蓝色褪去 I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O
【解析】根据卤素单质的氧化性强弱来验证,应该将Cl2通入到NaBr和KI溶液中,观察现象。
实验中剩余的Cl2必须进行处理,故应用NaOH溶液吸收。
根据反应原理知Cl2通入到NaBr溶液中置换出Br2,溶液应变为橙黄色,Cl2通入到KI淀粉溶液中置换出I2,溶液应变蓝色。
①中加入NaOH溶液,I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O,会使蓝色褪去。
四、课堂运用
【基础】
1.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中正确的是( )
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成蓝色的烟
B.通常状况下,干燥的氯气能和Fe反应
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口呈现雾状;
光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
2.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.用干燥的有色布条
C.将气体通入硝酸银溶液D.用湿润的淀粉碘化钾试纸
3.下列现象或事实可用同一原理解释的是( )
A.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低B.氯水和活性炭使红墨水褪色
C.漂白粉和钠长期暴露在空气中变质D.氯水和过氧化钠使品红褪色
【答案】1.D2.D3.D
【巩固】
1.实验室用下列两种方法制氯气:
①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应;
②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。
所得的氯气( )
A.①比②多B.②比①多
C.一样多D.无法比较
【答案】7.B
【解析】146gHCl的物质的量为4mol,87gMnO2的物质的量为1mol,由方程式:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,1molMnO2可以与4molHCl反应,但是,应注意稀盐酸与MnO2不反应的事实,也就是说1molMnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。
2.将0.2molMnO2和50mL12mol·L-1盐酸混合后缓缓加热,反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液,生成AgCl沉淀物质的量为(不考虑盐酸的挥发)( )
A.等于0.3molB.小于0.3mol
C.大于0.3molD.以上结论都不正确
【答案】C
【解析】 [由MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
1mol 4mol
0.2mol 0.6mol
知盐酸的量不足,根据盐酸进行计算,理论上余Cl-的物质的量为0.3mol,但随着反应的进行,盐酸的浓度变稀,不再进行以上反应,实际余Cl-的物质的量大于0.3mol,故生成AgCl沉淀物质的量大于0.3mol。
3.下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是常见的气体发生装置;Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是气体收集装置,根据要求回答下列问题:
(1)若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气,应选用发生装置____________,用方程式表示制取氯气的反应原理是_________________________________________________________。
(2)若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气,应选用发生装置__________,试完成并配平下列离子方程式:
MnO
+____Cl-+____H+===____Mn2++____Cl2↑+____。
(3
)若选用Ⅳ为氯气的收集装置,应该在试管口放置一团棉花,该棉花团应用________溶液浸湿,其作用是___________________________________________________________。
(4)若选用Ⅴ为氯气收集装置,则氯气应从__________口通入。
用化学方法检验氯气收集满了的方法是_____________________________________________________________。
【答案】
(1)Ⅰ MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)Ⅲ 2 10 16 2 5 8H2O
(3)氢氧化钠 防止氯气逸出污染空气
(4)A 将湿润的淀粉KI试纸放在B口处,试纸变蓝
色,证明氯气已集满
【解析】 MnO2与浓盐酸反应
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