专题3 第1单元 第2课时 氯气的性质及应用（Word教参）-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第一册（苏教版2019）

第2课时　氯气的性质及应用 [学习目标] 1．了解氯气与金属单质、非金属单质、H2O、碱的反应及应用。 2．理解次氯酸的性质。 [对应学生用书P63] 知识点一　氯气的物理性质 1．氯的原子结构及存在 2．氯气的物理性质 颜色 状态 气味 毒性 溶解性 __黄绿__色 __气体__ __刺激性__ 气味 __有毒__ 1体积的水溶解约__2__体积的氯气 1．结合氯的原子结构和物质属类，预测Cl2的化学性质。 提示　氯原子最外电子层有7个电子，易得到1个电子，Cl2是活泼的非金属单质，具有强氧化性，可与许多金属、非金属单质反应，可以氧化还原性的化合物等。 2．氯元素具有多种价态，如－1、0、＋1、＋3、＋5、＋7等。从氯气中氯元素的价态预测Cl2的化学性质。 提示　氯气中氯元素为0价，处于中间价态，故氯气既有氧化性又有还原性。 1．已知实验室制取氯气的化学方程式为 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 结合氯气的物理性质，判断下列叙述是否正确(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)加热盛有二氧化锰、浓盐酸的烧瓶，瓶内充满黄绿色气体。(　　) (2)氯气的密度比空气大，常用向上排空气法收集氯气。(　　) (3)闻氯气气味时，用手轻轻在集气瓶瓶口扇动，使极少量氯气飘进鼻孔。(　　) (4)在充满氯气的集气瓶内加水，盖严后振荡，瓶内气体颜色变浅，液体变为黄绿色。(　　) (5)氯气易液化，在低温和加压的条件下可以转变为液态(液氯)和固态。(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√ 2．下列关于氯气的说法正确的是(　　) A．氯气是无色无毒的气体 B．氯气可溶于水，密度比空气大 C．氯气不能与金属单质反应 D．从Cl2化合价分析，可知Cl2只有氧化性 答案　B 知识点二　氯气与金属、非金属的反应 1．与金属的反应 2Na＋Cl22NaCl，产生__大量白烟__。 2Fe＋3Cl2__2FeCl3__，产生__棕褐色烟__，加水溶解所得溶液呈__棕黄__色(Fe3＋的颜色)。 Cu＋Cl2CuCl2，产生__大量棕黄色烟__，加水溶解所得溶液呈__绿色或蓝色__。 2．与氢气的反应 H2＋Cl22HCl，反应生成的HCl极易溶于水，溶于水得到的溶液即为__盐酸__。 1．如何理解化学现象中的烟和雾？ 提示　烟：大量细小固体颗粒分散在气体中的现象。例如Cu在Cl2中燃烧生成棕黄色的烟(CuCl2)。 雾：大量细小液滴分散在气体中的现象。例如HCl气体在空气中遇水蒸气生成的雾(盐酸小液滴)。 2．H2能在O2中安静燃烧，在空气中点燃氢气前应进行什么操作？ 提示　应先检验H2纯度。 1．氯气是很活泼的非金属单质，具有很强的氧化性。 (1)氯气能与绝大多数金属反应，把变价金属(如Fe、Cu)一般氧化到最高价。 (2)氯气能与许多还原性化合物反应，如FeCl2溶液、KI溶液、SO2水溶液等。 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)不一定要有氧气的参加。 1．下列氯化物中，既能由金属和Cl2直接化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是(　　) A．CuCl2　　　　　　　 B．MgCl2 C．FeCl2 D．FeCl3 解析　CuCl2可以由Cu与Cl2化合制得，不能由Cu和盐酸反应制得，A项不符合题意；MgCl2可以由Mg与Cl2化合制得，也可以由Mg和盐酸反应制得，B项符合题意；Fe和Cl2化合生成FeCl3，Fe和盐酸反应生成FeCl2，C、D项不符合题意。 答案　B 2．下列化合物不可通过单质直接化合生成的是(　　) A．FeCl2 B．Na2O2 C．CuCl2 D．HCl 答案　A 知识点三　氯气与水的反应　氯水的性质 1．氯气与水的反应 (1)Cl2溶于水，Cl2的水溶液叫__氯水__。在常温下溶于水的氯气部分与水反应生成了盐酸和次氯酸，反应的化学方程式为　Cl2＋H2OHCl＋HClO　。 (2)氯水的性质 实验操作 实验现象 结论 有色布条不__褪色__ 干燥的Cl2__无__漂白作用 有色布条__褪色__ 氯水有漂白作用，起漂白作用的是__HClO__ 2．次氯酸的性质 3．氯水成分与性质的多样性 为探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质，某化学兴趣小组做了如下实验： (1)观察氯水颜色，发现氯水呈黄绿色，证明氯水中含有的粒子是__Cl2__。 (2)向氯水中滴入碳酸钠溶液，有气体生成，说明氯水中含有的粒子是__H＋__。 (3)盛有氯水的试管中的有色布条褪色，说明氯水中含有的粒子是__HClO__。 (4)将紫色石蕊试液滴入新制氯水中，溶液显红色，起作用的粒子是__H＋__，过一会儿，溶液的颜色褪去，起作用的粒子是__HClO__。 (5)向氯水中滴加硝酸银溶液有白色沉淀生成，证明氯水中含有的粒子是__Cl－__。 (6)氯水经光照后，颜色逐渐消失，放出的气体是__O2__，溶液的酸性__增强__。 (7)将氯气通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是__Cl2、HClO、ClO－__。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物。(　　) (2)氯气可以使湿润的有色布条褪色。(　　) (3)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。(　　) (4)在NaClO溶液中通入CO2生成HClO，可证明碳酸酸性强于HClO。(　　) (5)光照氯水时有气体产生，该气体是氯气。(　　) (6)Cl2与H2O反应的离子方程式为Cl2＋H2O2H＋＋Cl－＋ClO－。(　　) (7)将Cl2通入紫色石蕊试液中，颜色最终褪去，说明Cl2具有漂白作用。(　　) 提示　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)× (6)×　(7)× 2．实验室如何保存氯水？ 提示　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。 3．向含有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加氯水，溶液红色褪去，如何验证是什么原因造成的？ 提示　可能有两种原因：①氯水中含有强氧化性的HClO，它的漂白性使溶液褪色；②氯水中含有H＋能中和OH－使溶液褪色。通过向褪色后的溶液中再加入氢氧化钠溶液，若溶液重新变为红色，原因②正确；若溶液无明显变化，原因①正确。 新制氯水的性质 在不同的反应中，新制氯水中起作用的成分不同。 1．下列有关次氯酸的叙述不正确的是(　　) A．次氯酸不稳定，易分解 B．次氯酸是一种强氧化剂 C．次氯酸是弱酸，但酸性比碳酸强 D．次氯酸能使染料和有机色质褪色 解析　HClO是一元弱酸，酸性比碳酸弱。 答案　C 2．某化学学习小组同学发现实验室的自来水和往常不同，有较强的刺激性气味，通过查阅资料和向自来水公司询问，知道了自来水是用氯气进行消毒的，该小组同学认为较强的刺激性气味是由于氯气过量导致的，故自来水具有与氯水相同的成分，故设计以下四个实验探究自来水的成分，请根据下表回答问题：(已知：2KI＋Cl2===2KCl＋I2) 实验序号 实验方法 实验现象 结论 ① 将自来水滴加到AgNO3溶液中 生成白色沉淀 ② 将自来水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中 ③ KI淀粉试纸变蓝色 自来水中含有Cl2 ④ 将足量的自来水滴加到Na2CO3溶液中 自来水中含有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_____________________________。 解析　(1)氯气通入水中存在：Cl2＋H2OHCl＋HClO，可用AgNO3溶液检验Cl－的存在。(2)氯气通入水中使水中含有Cl2、HCl、HClO，中和反应及HClO的漂白性均可使含有酚酞的NaOH溶液褪色，HCl可以和Na2CO3反应生成CO2。(3)自来水中的Cl2能将KI中的I－氧化成I2，淀粉遇I2变蓝色。 答案　(1)自来水中含有Cl－ (2)溶液褪色　有气泡冒出 (3)取一片KI淀粉试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取自来水，滴在试纸上 知识点四　氯气与碱的反应 1．与氢氧化钠溶液反应——制取漂白剂 (1)制取反应的化学方程式：　Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O　。 (2)漂白剂的有效成分是__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)漂白粉的漂白原理：利用复分解反应原理，漂白粉中的__次氯酸钙__与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的__次氯酸__。 1．长期露置在空气中的漂白粉成分会有怎样的变化？如何保存漂白粉？ 提示　由于会发生反应Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑，则长期露置在空气中的漂白粉的有效成分会减小，最后导致失效，所以漂白粉应密封保存。 2．下列物质都有漂白作用，其原理相同的是______(填序号)。 ①Na2O2　②活性炭　③H2O2　④Ca(ClO)2 提示　①③④ 1．常见的次氯酸盐：次氯酸钠是漂白剂的有效成分，次氯酸钙是漂白粉的有效成分。 2．次氯酸盐的漂白原理：次氯酸盐与稀盐酸或空气中的水和二氧化碳反应生成具有漂白作用的HClO。 3．漂白粉失效的原因：Ca(ClO)2在空气中与水和二氧化碳反应生成CaCO3和HClO，HClO不稳定，见光易分解。 4．ClO－无论在酸性、碱性还是中性溶液中均具有强氧化性，与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO、HSO等还原性离子均不能大量共存。 1．在抗震救灾中要用大量漂白粉和漂白剂杀菌消毒。下列说法中正确的是(　　) A．漂白粉是纯净物，漂白剂是混合物 B．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2 C．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉 D．漂白剂的有效成分是Na2O2 解析　漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，有效成分是次氯酸钙，是混合物；漂白剂的主要成分是氯化钠和次氯酸钠，有效成分是次氯酸钠，是混合物。 答案　B 2．洪灾过后，饮用水的杀菌消毒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。请回答下列问题： (1)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉，化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)漂白粉的有效成分是____________。 (3)漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)已知浓盐酸和次氯酸钙能发生如下反应：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O 。 用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中，可能含有的杂质气体是________(填字母)。 ①CO2　②HCl　③H2O　④H2 A．①②③　　　　　　 B．②③④ C．②③ D．①④ 答案　(1)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O (2)Ca(ClO)2 (3)Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO (4)A 漂白粉和明矾处理自来水的区别 用漂白粉处理是利用Ca(ClO)2产生的HClO的强氧化性对自来水进行杀菌、消毒；而明矾净水是利用其与水反应生成的氢氧化铝胶体，吸附水中的悬浮固体对自来水进行净化。 [对应学生用书P68] 1．下列说法中正确的是(　　) A．用鼻子对着盛有氯气的瓶口，就可以嗅到氯气的气味 B．用向下排空气法可以收集到纯净的氯气 C．贮氯罐意外泄漏，应沿逆风方向疏散群众 D．氯气车间液氯泄漏时，应弯腰逃离氯气泄漏区域 答案　C 2．(2024·太原检测)下列叙述正确的是(　　) A．Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同 B．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应 C．氯气具有漂白性 D．根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO 答案　D 3．下列实验现象，与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是(　　) A．使红色布条褪色(HCl) B．将NaHCO3固体加入新制氯水，有无色气泡(H＋) C．氯水呈黄绿色(Cl2) D．滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl－) 答案　A 4．已知：2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，下列关于该反应的说法正确的是(　　) A．工业上可用来制取漂白粉 B．属于复分解反应 C．氯元素只被还原 D．还原产物与氧化产物的质量比为1∶1 答案　A 5．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袭来，很快数百名英、法军士兵窒息而死。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＋2HCl===FeCl2＋H2↑ ③Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 (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↑ 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