专题3 第1单元 第1课时 氯气的性质及应用（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（苏教版2019）

第一单元　氯气及氯的化合物 第1课时　氯气的性质及应用 课程标准 核心素养 　　1.了解工业制取氯气和实验室制取氯气的方法。 2．初步掌握氯气及其化合物的性质，了解氯及其化合物在生产中的应用。 3．体会并初步掌握实验探究元素及其化合物性质的方法。 　　1.科学探究与创新意识：能通过实验探究Cl2、HClO、次氯酸盐的性质，培养学生“科学探究与创新意识”的核心素养。 2．变化观念与平衡思想：建立含氯元素的物质间的转化关系，培养学生“变化观念与平衡思想”的核心素养。 3．科学态度与社会责任：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、氯气的实验室制备 1．实验室发现氯气 过程 人物 时间 国家 发现 舍勒 1774年 瑞典 命名 戴维 1810年 英国 实验室制备氯气的反应原理：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 2．实验室制备氯气 发生装置 固液加热 收集装置 向上排空气法 尾气处理装置 NaOH溶液吸收 二、氯气的工业制备 1．制备装置 2．实验现象与结论 实验 操作 实验 现象 试管靠近火焰，有爆鸣声 湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 溶液变红 实验 结论 与负极相连的铁棒上有氢气生成 与正极相连的石墨棒上有氯气生成 U形管左端溶液中有氢氧化钠生成 根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。 三、氯气的性质及应用 1．氯气的物理性质 Cl2是黄绿色、有刺激性气味的气体，有毒，密度比空气大。常温常压下，1体积水约可溶解2体积Cl2，其水溶液称为氯水。 2．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。 (1) 氯气与金属单质的反应(写出下列反应的化学方程式) ①与钠反应：2Na＋Cl2===2NaCl。 ②与铁反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ③与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2。 (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，氯化氢溶于水形成盐酸。 (3)氯气与H2O反应 新制氯水能杀菌、消毒，是因为氯气与H2O反应，反应的化学方程式是Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO，次氯酸能杀菌、消毒。次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。 (4)氯气与碱的反应 ①与氢氧化钠溶液反应——制取漂白剂 制取反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 ②与冷的石灰乳反应——制取漂白粉 制取反应的化学方程式：2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。 ③漂白粉使用时加水浸泡片刻效果更好，化学方程式是Ca(ClO)2＋CO2＋H2O_===_CaCO3＋2HClO。 探究一__氯气的制备 [问题探究] (1)消毒液和洁厕灵混合为何产生氯气？ 实验室如何制取氯气呢？ 提示：洁厕灵主要成分是盐酸，消毒液主要成分是次氯酸钠，两者混合产生氯气；实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气。 (2)工业上如何制取氯气？ 提示：工业制取Cl2要大量生产，需要廉价的工业原料。用氯化钠为原料，电解氯化钠饱和溶液制取氯气。 1．Cl2实验室制取流程 2．除了MnO2能氧化浓盐酸制Cl2外，还可以用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7这些氧化剂，这些氧化剂氧化性较强，氧化浓盐酸时可以不用加热。 3．实验室制取氯气规律 (1)除杂 氯气在饱和食盐水中的溶解度小，用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢杂质，不能换成Na2CO3，Na2CO3溶液吸收Cl2和HCl，同时生成杂质气体CO2； 除杂装置不能颠倒，若颠倒收集不到干燥的Cl2 (2)干燥 干燥瓶中浓硫酸不能换成P2O5干燥剂，P2O5为固体，不能放在洗气瓶中，应放在干燥管中 (3)收集 收集Cl2除了用向上排空气法外还可以用排饱和食盐水法 (4)检验 将湿润的碘化钾淀粉试纸放于管口，试纸变蓝或将湿润的蓝色石蕊试纸放于管口，试纸先变红后褪色 (5)制取 试剂 若MnO2足量，浓盐酸不能完全反应，当浓盐酸变稀时，反应停止。实验室制取氯气一定注意不能用稀盐酸 【例1】 (原创题)下列有关实验室制取气体的说法不正确的是____________(填序号)。 (1)实验室用碳酸钙和硫酸制取二氧化碳 (2)实验室用硝酸和锌反应制取氢气 (3)实验室用二氧化锰和稀盐酸制取氯气 (4)用装置除去氯气中的氯化氢 (5)实验室制取氯气 答案：(1)(2)(3)(4)(5) 【深度思考】 【例1】中的(1)(5)为何错误？ 答案：实验制取二氧化碳要用稀盐酸，硫酸钙微溶，附着在碳酸钙的表面阻碍反应的进一步进行； 实验制取氯气，若用二氧化锰做氧化剂必须加热。 处理气体制取类型试题，一般思路是制取→净化→干燥→收集→检验→尾气吸收。 1.某化学实验小组用如图所示装置制取氯气，下列说法不正确的是　(　　) A．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理 B．该装置图中存在两处明显错误 C．该实验装置中收集氯气的方法不正确 D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的碘化钾淀粉试纸可以检验是否有氯气逸出 C　解析：用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气需要加热； 没有尾气吸收装置，B正确；氯气密度大于空气，可采用向上排空气法收集，C错误。 探究二__氯气的性质及应用 氯气的用途涉及生产、生活的方方面面，如自来水消毒、制漂白液、制漂白粉和漂粉精、制HCl。 你知道氯气有哪些性质吗？ [问题探究] (1)为什么干燥的氯气没有漂白性，潮湿的氯气有漂白性？ 提示：干燥的氯气没有漂白性，潮湿的氯气有漂白性，实际起漂白作用的是次氯酸。 (2)含氯物质的漂白性的原理是什么？ 提示：由于具有强氧化性而具有漂白性。 (3)如何使用漂白粉？ 提示：漂白粉易与空气中的二氧化碳、水反应变质，要密封保存；同时使用时可加入少量的稀酸增强漂白效果； 不能与洁厕灵混合使用。 1．氯气与金属反应 实验 实验操作 实验现象 与铜 反应 用砂纸擦去表面的铜锈使其表面呈光亮，用坩埚钳夹住在酒精灯上灼烧至红热，伸入盛有氯气的集气瓶中，瓶底加有少量的水 铜丝继续保持红热，剧烈燃烧，有棕黄色的烟生成(烟是氯化铜固体颗粒)，溶于水呈蓝绿色 与铁 反应 用砂纸擦去表面的铁锈使其表面呈光亮，用坩埚钳夹住在酒精灯上灼烧至红热，伸到盛有氯气的集气瓶中，瓶底加有少量的水 铁丝继续保持红热，剧烈燃烧，有棕褐色的烟生成(烟是氯化铁固体颗粒)，溶于水呈黄色 与金 属钠 反应 取一小块绿豆大小的金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，切去表层，放在石棉网上，用酒精灯加热，待钠熔化成金属球，将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在石棉网上 有白烟生成，有黄色火焰 2.氯气与非金属反应 氯气能与氢气、磷、硅等非金属单质反应。 (1)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。 ①观察到的现象是氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰。 ②燃烧结束后，抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片，观察到的现象是集气瓶口上方出现白雾。 ③反应的化学方程式是H2＋Cl22HCl。 (2)氯气和氢气的混合气体在强光照射时，反应瞬间完成，放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。 3．氯水 (1)实验探究氯水成分及性质 新制氯水的成分： 由于HClO、H2O是弱电解质，存在着微弱的电离。 ①三分子：Cl2、HClO、H2O； ②四离子：H＋、Cl－、ClO－、OH－。 (2)液氯、新制氯水、久置氯水的比较 物质 液氯 新制氯水 久置氯水 成分 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－ H＋、Cl－、H2O、OH－ 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 保存 特制钢瓶 棕色试剂瓶盛装，密封保存于阴凉处，一般现用现配 — 4．漂白原理的实验探究 (1)实验探究 实验 操作 实验现象 有色布条不褪色 有色布条褪色　 有色鲜花褪色 实验结论 干燥的Cl2无漂白作用 在有H2O存在的条件下，Cl2有漂白作用　 在有H2O存在的条件下，Cl2有漂白作用　 (2)潮湿的氯气、次氯酸及其盐、二氧化氯(ClO2)均因为有强氧化性而具有漂白性。二氧化氯的漂白和消毒能力比氯气强且使用起来更安全。 (3)次氯酸盐比次氯酸稳定，不易分解且次氯酸盐固体比氯水(次氯酸)易于贮存和运输，故生产、生活中常用次氯酸盐(如漂白粉)代替次氯酸作漂白剂和消毒剂。次氯酸盐要密封保存。 (4)漂白粉长期露置于空气中，最终会失效：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO；2HClO2HCl＋O2↑。 (5)用次氯酸盐而不用氯水作漂白剂的优点是便于保存且使用时生成的次氯酸浓度比氯水中的大；工业制取漂白粉时，用石灰乳而不用澄清石灰水，因为Ca(OH)2在水中溶解度小，用石灰乳可以更好地吸收Cl2制取漂白粉。 5．次氯酸的性质 【例2】 (原创题)下列说法正确的是______(填标号)。 (1)氯气扩散现场应向低处躲避，顺风脱离现场 (2)氯气与金属反应体现氧化性 (3)可以直接闻氯气的气味 (4)干燥的氯气可以保存在钢瓶中 (5)红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl (6)氯气和液氯是两种不同的物质 (7)纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现白色烟雾 (8)工业上用金属钠与氯气反应制取氯化钠 答案：(2)(4) 2．(2024·福州高一质检)数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连，可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。如图是数字化实验得到的光照过程中氯水的pH和电导率的变化情况。下列说法正确的是(　　) A．氯水pH和c(Cl－)随时间不断减小 B．氯水的电导率增大，漂白性增强 C．氯水pH减小主要原因是光照引起了Cl2溶解度减小 D．新制氯水应保存在配有磨砂玻璃塞的棕色细口瓶中 答案：D 1．下列关于Cl2的描述不正确的是(　　) A．收集氯气时，可根据集气瓶内是否充满黄绿色气体来检验是否收集满 B．红热的铜丝在Cl2中燃烧，生成CuCl2固体 C．有Cl2参加的化学反应必须在溶液中进行 D．充满氯气的塑料矿泉水瓶中加入20 mL水，盖好瓶盖，用力振荡，矿泉水瓶会变瘪 答案：C 2．下列说法正确的是(　　) A．新制的氯水可保存在无色玻璃试剂瓶中 B．氯气、次氯酸、次氯酸盐均具有漂白性，可以用于漂白各种产品 C.氢气在氯气中安静地燃烧，火焰呈苍白色，瓶口有白雾 D．氯气、液氯、氯水是同一种物质，均可以储存在钢瓶中 C　解析：次氯酸见光易分解，新制的氯水保存在棕色玻璃试剂瓶中，A错误；氯气没有漂白性，B错误；氢气在氯气中安静地燃烧，生成氯化氢，火焰呈苍白色，氯化氢溶于空气中的水蒸气在瓶口形成白雾，C正确；氯气、液氯是同一种物质，可以储存在钢瓶中，氯水是氯气的水溶液，属于混合物，氯水中含有盐酸，不能储存在钢瓶内，D错误。 3．下列关于氯气的实验装置能达到实验目的或实验效果的是(　　) ①可用于氯气的收集 ②可用于除去氯气中少量的氯化氢气体 ③可证明氯气具有漂白性 ④可用于实验室氯气的尾气吸收 A．①② B．①③ C．②③ D．①④ D　解析：氯气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，①正确；氯气能溶于水，难溶于饱和食盐水，氯化氢易溶于水，可用饱和食盐水除去氯气中少量的氯化氢气体，②错误；氯气不具有漂白性，③错误；氯气可与氢氧化钠溶液反应，④正确。 4．如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为(　　) A.①⑤⑧ B．③④⑦ C．②⑤⑥ D．②④⑧ C　解析：用H2O2制O2的反应原理为2H2O22H2O＋O2↑，由反应物的状态和反应条件可选②作为制取装置。干燥O2可选用④或⑤装置，要收集干燥的O2只能用⑥装置，故合理的装置组合为②⑤⑥或②④⑥。 5.用玻璃棒蘸取新制氯水滴在蓝色石蕊试纸中部，观察到的现象见右图。 回答下列问题： (1)氯水是电解质吗？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2)如何保存氯水？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3)向紫色石蕊试液中滴加氯水的现象是什么？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (4)氯水滴在蓝色石蕊试纸中部，为什么周围是红色的，内部是白色的？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 答案：(1)不是，电解质是化合物，氯水是混合物。 (2)氯水见光分解，应保存在棕色细口试剂瓶中。 (3)先变红后褪色。 (4)变红是由于H＋的存在，褪色是由于HClO的存在，周围红色内部白色说明H＋扩散速度大于HClO扩散速度。 学科网（北京）股份有限公司 $$