【师】一.氯的结构
氯元素在自然界中以单质存在,主要以离子形式存在于海水和陆地的盐矿中。氯的原子结构示意图为,氯原子最外层有7个电子,易 电子,达到8个电子的稳定结构。故氯元素的非金属性很强,在化学反应中表现出很强的氧化性。
二.物理性质
(1)通常状况下,氯气是黄绿色色的气体,有毒,有刺激性气味。
(2)密度比空气大。
(3)常温下,1体积水能溶解2体积的氯气,所以Cl2易溶于水。
注意:人吸入少量氯气,会引起胸部疼痛和咳嗽,吸入大量氯气会中毒致死。所以,在实验室里闻氯气气味时,必须十分小心。
三.化学性质
1. Cl2与金属的反应
反应物
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化学方程式
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Na与Cl2
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Fe与Cl2
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Cu与Cl2
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(1)Cl2与非金属单质发生化合反应
【实验2-7】在空气中点燃氢气,然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中,观察现象。
【学生活动】可以观察到纯净的H2在Cl2中安静的燃烧,发出苍白色火焰。反应生成的气体是HCl,它在空气中与水蒸气结合,呈现雾状。
反应式:
【思考与讨论】我们以前学过的燃烧反应,都是物质在氧气中的燃烧。现在又观察到了H2在Cl2中的燃烧。你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识?
【学生活动】(1)燃烧不一定要有氧气参与。任何发光、发热的剧烈化学反应,都是燃烧。
(2)Cl2和O2相似,既能和金属反应,也能和非金属反应,是一种活泼的非金属单质。具有强氧化性。
(3)任何可燃物的燃烧都要经历氧化分解、着火、燃烧等阶段。
【思考与讨论】目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒,我们偶尔闻到的自来水散发出的刺激性气味就是余氯的气味。为什么可以用氯气杀菌、消毒呢?
(2)Cl2与水发生化合反应
【师】在25℃时,1体积的水可以溶解约2体积的氯气,氯气的水溶液称为氯水。常温下,溶于水中的部分氯气会与水发生反应,生成盐酸和次氯酸。Cl2+H2O=HCl+HClO
总结:氯气可以杀菌、消毒,正是因为氯气与水反应产生的次氯酸。次氯酸具有强氧化性,因此,次氯酸能杀死水中的病菌,起到消毒的作用。
【思考与讨论】氯水能使石蕊溶液先变红(或使pH试纸先变红),很快又褪色,是什么物质使变红的试剂又褪色呢(什么物质具有漂白性)?是氯气吗?怎样验证?
【实验2-8】①取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条,分别放在两个盛有干燥氯气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。②将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。
【总结】干燥的氯气不具有漂白性,不能使有色纸条褪色,氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸有漂白性,可使有色纸条褪色。次氯酸的强氧化性还能使某些染料和有机色素褪色,因此,次氯酸可用作棉、麻和纸张的漂白剂。次氯酸是很弱的酸,只存在于水溶液中。次氯酸不稳定,在光照下容易分解放出氯气。
【师】氯可以与金属、非金属、水反应,它的化学性质非常活泼。那么氯能不能和碱反应呢?
【师】常温下,将Cl2通入NaOH溶液中,可以得到以NaClO为有效成分的漂白液。你能书写出正确的反应式吗?
【学生】Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
【师】常温下,将Cl2通入石灰乳中,就能得到Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉。你能书写出正确的反应式吗?
【学生】2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
【知识延伸】最初,人们直接用氯水作漂白剂,但因氯气的溶解度不大,而且生成的次氯酸不稳定,难以保存,使用起来很不方便,效果也不理想。在Cl2与水反应原理的基础上,人们制得了次氯酸钠、次氯酸钙等具有漂白作用的次氯酸盐。
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