2.2.1氯气的性质(word教参)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（人教版2019）

第二节　氯及其化合物 第1课时　氯气的性质 目标导航 [知识导图] [课程标准] 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯及其重要化合物的主要性质。 2.通过氯气的性质的实验探究，能说明氯水的重要性质及其应用。 3.知道氯及其化合物在生产生活中的应用和对生态环境的影响。 （见学生用书P41） 知识点1　氯气的物理性质 1.氯的存在及氯气的发现 （1） （2）氯原子的结构 （3）氯气的发现 2.物理性质 颜色 状态 气味 毒性 溶解性 　④黄绿　色 气态，低温加压变液态 刺激性气味 　⑤有毒　 1体积水溶解约2体积氯气 特别提醒：（1）氯气有毒且有强烈的刺激性气味，吸收少量氯气会刺激鼻和喉头黏膜，并引起胸痛和咳嗽，吸入较多氯气会使人中毒身亡。 （2）闻气体时的操作方法如图所示：用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。 知识点2　氯气的化学性质和用途 1.氯气的化学性质 2.氯水的漂白作用 实验操作 实验现象 结论 有色布条 　⑰不褪色　 干燥的Cl2 无漂白作用 有色布条 　⑱褪色　 干燥的Cl2与布条上的水分作用生成了有漂白性的物质 知识点3　次氯酸的性质 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）氯原子的结构示意图为，易得电子表现强氧化性。（　√　） （2）任何物质的燃烧必须有O2参与。（　×　） （3）Cl2与H2O反应的离子方程式为Cl2＋H2O2H＋＋Cl－＋ClO－。（　×　） （4）氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物。（　×　） （5）实验室用排水法收集氯气。（　×　） 名师提醒 （1）氯气是很活泼的非金属单质，具有很强的氧化性。氯气能与绝大多数金属反应， 一般把变价金属（如Fe、Cu）氧化为高价金属氯化物。 （2）燃烧是指发热发光的剧烈的化学反应。它强调的是①发光时也要发热；②反应剧烈；③实质是剧烈的氧化还原反应；④不一定要有氧气参加。 （3）因氯气的密度比空气大，故可采用向上排空气法收集氯气；若遇到氯气泄漏，逃生时要逆风并向高处走。 （见学生用书P42） 探究点1　氯气与金属、非金属的反应 1. Cl2、HCl分别与Fe反应的产物中含铁化合物是否相同？ 答案　不相同，Fe与Cl2反应生成FeCl3，与HCl反应生成FeCl2。 1.氯气与金属的反应 （1）大多数金属都能在一定条件下与氯气发生化合反应（Pt、Au除外）。 （2）氯气与金属的反应属于氧化还原反应，氯气为氧化剂。 （3）由于Cl2具有强氧化性，因此Cl2与变价金属反应时，生成高价态金属氯化物，如Cl2和Fe反应生成FeCl3，而不是FeCl2。 （4）常温下，干燥的Cl2或液氯与Fe不反应，故工业上常用钢瓶贮运液氯。 2.氯气与H2的反应 实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论 在空气中点燃H2，然后把导管缓缓伸到盛满Cl2的集气瓶中，观察H2在Cl2中燃烧时的现象 氢气在氯气中继续燃烧，火焰为苍白色，氢气燃烧结束后，抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片，观察到集气瓶口上方出现白雾 纯净的H2可以在Cl2中安静地燃烧，H2＋Cl22HCl 注意：（1）H2与Cl2混合，在强光照射下可能会发生爆炸。 （2）工业生产上，利用H2在Cl2中燃烧的反应制备盐酸。 （3）为了保证实验安全，H2在点燃之前必须先检验纯度，只有符合点燃纯度要求的H2才能点燃。 【例题1】下列物质在氯气中燃烧，不产生烟的是（　　） A.钠 B.铜 C.铁 D.氢气 思维导引：熟知金属及非金属在Cl2中燃烧的现象。 答案　D 解析　钠在氯气中燃烧生成氯化钠，产生白烟；铜在氯气中燃烧生成氯化铜，产生棕色的烟；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，产生棕黄色的烟；氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，发出苍白色火焰，不产生烟，D项正确。 【变式1】下列金属氯化物既可由金属和氯气直接反应制得，也可由金属和盐酸反应制得的是（　　） A. CuCl2 B. FeCl2 C. FeCl3 D. AlCl3 答案　D 解析　铜与氯气可以反应生成CuCl2，铜不与盐酸反应，A项错误；Fe与氯气反应生成FeCl3，Fe与盐酸反应生成FeCl2，B、C项错误；Al是活泼金属，能够与盐酸反应生成AlCl3，Al与氯气反应生成AlCl3，D项正确。 归纳总结 化学现象中烟、雾、气的比较 状态 举例 烟 固体小颗粒 白磷在O2中燃烧生成白烟（P2O5） 雾 小液滴 HCl气体在空气中遇水蒸气形成白雾（盐酸小液滴） 气 气态物质 MnO2和浓盐酸在加热条件下生成黄绿色气体 探究点2　氯气与水和碱的反应 2.自来水常用Cl2进行消毒，若用自来水养金鱼，应对自来水进行怎样的处理？ 答案　先将自来水在太阳下晒一段时间，使HClO发生反应：2HClO2HCl＋O2↑。 1.氯气与水的反应 （1）氯水 氯气常温下能溶于水，1体积的水可溶解约2体积的氯气，其水溶液为氯水。常温下，溶于水的部分会与水发生化学反应，其反应的化学方程式为：Cl2＋H2OHCl＋HClO。 氯气与水的反应不能进行完全，反应物与生成物共存于溶液中，所以氯水的成分较为复杂。氯水中的化学反应及电解质的电离：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，HClOH＋＋ClO－，2HClO2HCl＋O2↑。 （2）氯水的成分：三分子、四离子 2.氯水的性质 3.新制氯水与久置氯水的比较 新制氯水 久置氯水 成分 Cl2、HCl、HClO、H2O HCl、H2O 颜色 淡黄绿色 无色 性质 酸性、漂白作用 酸性增强、无漂白作用 原因 Cl2＋H2OHCl＋HClO，2HClO2HCl＋O2↑ 实验室中氯水需现用现配。保存氯水时，应避免光照、受热，实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封保存。 4.氯气与碱的反应 （1）与NaOH溶液的反应：Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O，利用此反应原理可以吸收尾气中的有毒气体Cl2，也可以制取“84消毒液”和“漂白液”，这两种液体的主要成分均是NaCl和NaClO，有效成分均是NaClO。 （2）与石灰乳反应：2Cl2＋2Ca（OH）2CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O，利用此反应原理可以制取漂白粉，其主要成分是CaCl2和Ca（ClO）2，有效成分是Ca（ClO）2。如果Cl2与Ca（OH）2反应充分，并使Ca（ClO）2成为主要成分，则得到漂粉精。 注意：（1）氯气的溶解度不大，而且生成的次氯酸很不稳定，不便于保存。而次氯酸盐性质稳定，常用氯气与碱反应制取漂白粉。 （2）由于Ca（ClO）2易与空气中的CO2、H2O反应[Ca（ClO）2＋CO2＋H2OCaCO3↓＋2HClO]，且HClO不稳定，所以漂粉精、漂白粉要密封包装，避光、隔潮存放。 【例题2】氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空（a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量）。 （1）能证明氯水具有漂白性的是　　　　（填“a”“b”“c”或“d”）。 （2）c过程中的现象是　　　　，b过程中反应的离子方程式为　　　　。 （3）a过程中反应的化学方程式为　　　　。 思维导引： 依据氯水的各种成分，分别与不同物质可能发生的反应进行分析。 解析　a过程，含Cl2分子，可将FeCl2氧化：2FeCl2＋Cl22FeCl3；b过程，含有H＋，可与C反应放出CO2：C＋2H＋H2O＋CO2↑；c过程，含有Cl－，可与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀：Ag＋＋Cl－AgCl↓；d过程，含有H＋可使石蕊先变红，后HClO使其褪色。 答案　（1）d　（2）产生白色沉淀　C＋2H＋H2O＋CO2↑　（3）2FeCl2＋Cl22FeCl3 【变式2】洪灾过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病暴发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。 （1）工业上将氯气通入石灰乳[Ca（OH）2]中制取漂白粉，化学方程式为　　　　。 （2）漂白粉的有效成分是　　　　（填化学式）。 （3）漂白粉溶于水后，与空气中的CO2反应，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，反应的离子方程式为　　　　。 （4）反应（1）和反应（3）中，属于氧化还原反应的是　　　　（填编号）。 （5）瓶装漂白粉久置于空气中会呈稀粥状而失效。试用化学方程式表示漂白粉在空气中易失效的原因：①　　　　；②　　　　。 解析　（1）工业上制取漂白粉的反应为2Cl2＋2Ca（OH）2CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O，该反应为氧化还原反应。（2）漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca（ClO）2，而能起漂白作用的是Ca（ClO）2。（3）漂白粉溶于水后与CO2反应的化学方程式为Ca（ClO）2＋H2O＋CO2CaCO3↓＋2HClO，产生的HClO具有强氧化性，有漂白和杀菌消毒的作用。（5）若漂白粉久置于空气中，Ca（ClO）2与CO2、H2O反应，且生成的HClO会分解：2HClO2HCl＋O2↑，从而使漂白粉失效，所以漂白粉应密封且置于避光干燥处保存。 答案　（1）2Cl2＋2Ca（OH）2CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O （2）Ca（ClO）2　（3）Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2OCaCO3↓＋2HClO　（4）（1）　（5）①Ca（ClO）2＋H2O＋CO2CaCO3↓＋2HClO　②2HClO2HCl＋O2↑ 归纳总结 次氯酸的漂白原理 次氯酸具有强氧化性，将有机色素（即有机色质）氧化，发生的是氧化还原反应，不可逆。常见的可漂白的物质有有色纸条、有色布条、酸碱指示剂、有色花瓣、红墨水、品红溶液等。 （见学生用书P45） 1.（漂白粉）下列说法不正确的是（　　） A.用氯气制漂白粉的主要目的是使其转变为较稳定、便于贮存的Ca（ClO）2 B.漂白粉中的Ca（ClO）2和CaCl2都具有漂白性 C.漂白粉与84消毒液的杀菌、消毒原理相似 D.工业上漂白粉是由氯气通入石灰水中制得的 答案　B 解析　氯气和次氯酸钙都能转变为次氯酸，次氯酸具有强氧化性可以杀菌和消毒；氯气是气体，不便保存和运输，Ca（ClO）2是较稳定固体物质、便于保存和运输，所以工业上将氯气制成漂白粉，A项正确；漂白粉主要成分是Ca（ClO）2和CaCl2，其中有效成分为Ca（ClO）2，CaCl2不具有漂白性，B项错误；84消毒液的消毒原理和漂白粉的漂白原理是一样的，都是与空气中的二氧化碳反应生成次氯酸，C项正确；工业上制漂白粉是由氯气与石灰乳反应制备的，D项正确。 2.（氯气与金属、非金属的反应）下列物质中，不能由两种单质直接化合得到的是（　　） A. HCl B. Na2O2 C. Na2O D. FeCl2 答案　D 解析　氢气在氯气中燃烧生成氯化氢；钠在氧气燃烧生成过氧化钠；钠在常温下与氧气化合生成氧化钠；铁和氯气化合生成氯化铁，得不到氯化亚铁，故选D项。 3.（氯水的性质）“氯气对水一心一意，水偏弄成三分四离。”其中“三分四离”指的是新制氯水中的七种微粒，下列对新制氯水性质与所含有的微粒关系的描述，对应错误的是（　　） 选项 氯水的性质 对应粒子 A 氯水中加入碳酸氢钠粉末，有气泡产生 H＋ B 氯水中加入硝酸银溶液，有白色沉淀产生 Cl－ C 氯水使紫色石蕊溶液先变红后褪色 H＋、Cl2 D 氯水在阳光照射后产生小气泡 HClO 答案　C 解析　加入NaHCO3粉末，有气泡产生，生成CO2，对应的微粒为H＋，A项正确；生成氯化银沉淀，对应的微粒为Cl－，B项正确；使石蕊溶液变红的是H＋，红色褪去的是HClO，C项错误；HClO见光易分解生成HCl和氧气，则氯水在阳光照射后产生小气泡，说明含有HClO，D项正确。 4.（氯气的性质）某兴趣小组设计如下装置进行氯气与金属钠的反应，先将钠预热，在钠熔融成小球时，撤火，并通入氯气发生反应。下列叙述中错误的是（　　） A.钠着火剧烈燃烧产生苍白色的火焰 B.反应产生的大量白烟是氯化钠固体 C.棉球①的作用是吸收过量氯气防止污染 D.棉球②变蓝色则证明氯气未被碱液完全吸收 答案　A 解析　钠着火燃烧产生黄色火焰，A项错误；氯气性质活泼，易与活泼金属钠发生化合反应生成NaCl，反应时有大量白烟，B项正确；氯气有毒，不能排放到空气中，氯气易与NaOH溶液反应而被吸收，所以棉球①的作用是吸收过量氯气防止产生污染，C项正确；氯气具有强氧化性，与碘化钾发生置换反应，可根据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收，棉球②变蓝色则证明氯气未被碱液完全吸收，不变蓝证明吸收完全，D项正确。 5.（综合应用）在第一次世界大战期间，有一次德军与英、法军在比利时对峙，黎明时，英、法军前线战壕的士兵突然看到一股黄绿色气体逐渐袭来，很快数百名英、法军战士窒息而死。后来人们在打扫战场时发现跑到山坡上的士兵竟幸免于难。 （1）由上述事例可归纳出氯气的性质有　　　　　　　　。 （2）写出下列反应的化学方程式： ①铁丝在氯气中燃烧：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②铁粉溶于盐酸中：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③少量的铁粉溶于氯水中：　　　　　　　　。 （3）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　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）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　　　　，反应的化学方程式为　　　　　　　　　。 答案　（1）黄绿色气体，有毒，密度比空气大　（2）①2Fe＋3Cl22FeCl3　②Fe＋2HClFeCl2＋H2↑　③Fe＋2HClFeCl2＋H2↑、2FeCl2＋Cl22FeCl3　（3）花瓣褪色　新鲜的花瓣中含有水分，遇Cl2会产生HClO，HClO具有漂白性 （4）不稳定　2HClO2HCl＋O2↑ 学科网（北京）股份有限公司 $$