内容正文:
第二节 氯及其化合物
课时1 氯气的性质
发 展 目 标
体 系 构 建
1.能通过实验探究Cl2、HClO、次氯酸盐的性质,培养学生“实验探究与证据推理”的核心素养。
2.建立含氯元素的物质间的转化关系,培养学生“变化观念与模型认知”的核心素养。
3.了解Cl2的主要用途和发现史,培养学生“科学态度与社会责任”的核心素养。
一、氯气的用途与物理性质
1.氯的存在:氯是一种重要的“成盐元素”,自然界中除了以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中。
2.氯气的主要用途:主要的化工原料,制造盐酸,有机溶剂、农药、染料和药品等,也可生产漂白液和漂白粉等。
3.氯气的物理性质
Cl2是黄绿色、有刺激性气味的气体,有毒,熔点为-101℃,沸点为-34.6 ℃,密度为3.214 g·L-1,比空气的密度大。25 ℃时,1体积水可溶解2体积Cl2,其水溶液称为氯水。
4.18世纪70年代,瑞典化学家舍勒发现了Cl2,1810年,英国化学家戴维确认为Cl2。
二、氯气的化学性质
氯原子结构示意图为,最外层有7个电子,化学反应中容易得到1个电子,达到8电子稳定结构,故Cl2是很活泼的非金属单质,是一种强氧化剂,具有强氧化性。
1.Cl2与金属单质的反应
写出下列反应的化学方程式
(1)与钠反应:2Na+Cl22NaCl。
(2)与铁反应:2Fe+3Cl22FeCl3。
(3)与铜反应:Cu+Cl2CuCl2。
微点拨:氯气能与绝大多数金属反应,一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到最高价。
2.氯气与非金属单质的反应
在空气中点燃氢气,然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中。
(1)现象:氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现白雾。
(2)化学方程式:H2+Cl22HCl。
(3)HCl溶于水形成盐酸。
物质燃烧一定有O2参加吗?如何定义燃烧?
[提示] 物质燃烧不一定有O2参加。剧烈的发热发光的氧化还原反应称燃烧。
3.Cl2与H2O反应
(1)Cl2与H2O反应的化学方程式为Cl2+H2O===HCl+HClO,生成的HClO具有强氧化性,能杀菌、消毒。
(2)实验探究:
①取干燥的和湿润的有色布条分别放入两个盛有干燥Cl2的集气瓶中,盖上玻璃片,现象为干燥的有色布条没有褪色,湿润的有色布条褪色。
②将有色鲜花放入盛有干燥Cl2的集气瓶中,盖上玻璃片,现象为有色鲜花褪色。
结论:通过以上两实验可得出Cl2没有漂白性,次氯酸具有漂白性。
③氯水光照有气泡,是因为次氯酸不稳定,见光分解生成O2,化学方程式为2HClO2HCl+O2↑。
微点拨:用Cl2对自来水消毒时,Cl2会与水中有机物反应,生成的有机氯化物可能对人体有害,现在已开始使用新的自来水消毒剂如ClO2、O3等。
4.氯气与碱的反应
(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
①制取反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
②离子方程式:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
③漂白液的有效成分是次氯酸钠。
(2)与石灰乳反应——制取漂白粉
①制取反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。
(3)漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白剂又可作消毒剂。
氯水作漂白剂相对于漂白粉和漂白液作漂白剂的不足有哪些?
[提示] Cl2在水中溶解度小,且生成的HClO不稳定、难以保存,使用不方便,效果不理想等。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Cl2是一种有毒的有刺激性的气体,具有氧化性。
( )
(2)Cl2与H2O反应中H2O为还原剂。
( )
(3)H2在Cl2中燃烧的火焰为苍白色。
( )
(4)漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2和CaCl2。
( )
(5)HClO是一种氧化性很强的弱酸。
( )
[答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√
2.下列氯化物既能由金属和氯气直接化合制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A.CuCl2 B.FeCl2 C.NaCl D.FeCl3
C [A项,铜与盐酸不反应,错误;B项,铁与氯气反应生成氯化铁,与盐酸反应生成氯化亚铁,错误;C项,钠与氯气或盐酸反应均生成氯化钠,正确;D项,根据B中分析可知D错误。]
3.(1)将新鲜的花瓣放入干燥的氯气中可观察到的现象是________,原因是_____________________________________。
(2)氯水久置或光照条件下均会变成稀盐酸,同时释放出氧气,说明次氯酸