内容正文:
第一章 认识化学科学
第二节 研究物质性质的方法和程序
第2课时 研究物质性质的基本程序
第一章 认识化学科学
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目录
contents
Part 01 梳理基础 突破重点
Part 02 随堂演练 知识落实
Part 03 课时作业
第一章 认识化学科学
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梳理基础 突破重点
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颜色
气味
状态
共性
差异
类别
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红棕色
棕黄色
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苍白色
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不褪色
褪色
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石灰乳
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随堂演练 知识落实
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课时作业(三)
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谢谢观看
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学习目标
核心素养
1.用观察法、比较法认识氯气的物理性质,预测其化学性质。
2.通过对氯气性质实验探究,体会研究物质性质的基本程序。
3.通过氯气性质的学习,体会研究物质性质要基于证据进行推理,注重宏观辨识与微观探析的联系。
1.在已有经验的基础上,综合运用观察、实验、比较等研究方法,进行一次比较完整的科学探究活动。
2.通过实验探究,学习氯气及含氯化合物的性质。
知识点一 观察比较研究氯气的性质
1.研究物质性质的方法和程序
注意:研究物质性质的“方法”和“程序”一般不单独使用,只有“方法”和“程序”相互配合才能完成对物质性质的研究。
2.氯气的性质
(1)物理性质
[实验探究] 观察法
[实验1] 取一个盛满氯气的集气瓶,观察氯气的颜色;稍打开玻璃片,用手轻轻地在瓶口扇动,使极少量的氯气飘进鼻孔,闻氯气的气味。
[实验2] 取一支盛满氯气的试管,将其倒扣在水槽中,静置一段时间后观察现象。
[实验现象及实验结论]
实验内容
实验现象
实验结论
实验1
氯气呈黄绿色,有刺激性气味
氯气为黄绿色、有刺激性气味的气体
实验2
试管内的液面升高,但未充满试管
氯气能部分溶于水且形成浅黄绿色的溶液(氯水)
(2)化学性质
氯气是一种活泼的非金属单质。
①与金属的反应
金属
实验现象
化学方程式
Na
剧烈燃烧,发出黄光,产生白烟
2Na+Cl2 eq \o(=====,\s\up15(点燃))2NaCl
Fe
铁丝在Cl2中燃烧,产生 的烟
Cu
铜丝在Cl2中燃烧,产生 的烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色
注意:Cl2与变价金属(如Fe、Cu等)反应时生成的是高价态的金属氯化物。
2Fe+3Cl2 eq \o(=====,\s\up15(点燃))2FeCl3
Cu+Cl2 eq \o(=====,\s\up15(点燃))CuCl2
②与非金属反应(H2为例)
实验
现象
纯净的H2可以在Cl2中安静地燃烧,产生 的火焰,瓶口有白雾产生
化学
方程式
H2+Cl2 eq \o(=====,\s\up15(点燃))2HCl
③与水反应
[实验方案设计]
实验
操作
实验
现象
A中干燥的有色布条 ;
B中湿润的有色布条
化学
方程式
Cl2+H2O===HCl+HClO
[实验方案实施]
实验操作
实验现象
结论
向盛有氯水的试管中滴加AgNO3溶液
溶液中生成白色沉淀
氯水中含有Cl-
向盛有氯水的试管中滴加紫色石蕊溶液
溶液先变红,后褪色
氯水中含酸性物质及具有漂白作用的物质
在红纸条上滴几滴氯水
红纸条褪色
氯水中含具有漂白作用的物质
氯气溶于水后,有少部分溶于水的氯气与水发生反应,生成盐酸及一种漂白剂(HClO)。
④与碱反应 Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O
[互动探究]
根据下列实验的现象,分析判断实验结论:
序号
实验内容
实验现象
实验结论
(1)
把氯气通入水中制得氯水,观察新制氯水的颜色
呈浅黄绿色
(2)
使干燥的Cl2依次通过内有干燥红色纸条和湿润红色纸条的集气瓶,观察两纸条的颜色变化
干燥红色纸条无变化,湿润红色纸条逐渐褪色
(3)
向盛有少量氯水的试管中滴入几滴紫色石蕊溶液,振荡,观察溶液中的现象
石蕊溶液先变红后褪色
序号
实验内容
实验现象
实验结论
(4)
向盛有少量氯水的试管中滴入几滴AgNO3溶液,振荡,观察溶液中的现象
有白色沉淀生成
(5)
把盛有少量新制氯水的试管放置于太阳光下照射,久置后再滴入几滴紫色石蕊溶液,振荡,观察溶液中的现象
新制氯水中有无色气泡放出,颜色逐渐变浅,久置后,溶液呈无色,滴入紫色石蕊溶液,溶液变红色但不褪色
提示:(1)Cl2与H2O不能完全反应,氯水中存在Cl2。
(2)Cl2没有漂白性,Cl2与H2O反应生成了漂白性物质。
(3)Cl2与H2O反应生成了酸和能使有色物质褪色的物质。
(4)氯水中含有Cl-
(5)Cl2与H2O继续反应,氯水中漂白性物质在光照下发生分解有气体生成。
1. 新制氯水的成分
Cl2溶解于水得到氯水。溶解于水中的Cl2,一部分以Cl2分子存在,一部分与水发生反应:Cl2+H2O===HCl+HClO,所以新制氯水中含有H2O、Cl2、HCl、HClO。
其中:①氯水中的HClO见光或受热易分解,故新制氯水应密封、避光并置于阴凉处保存。
②次氯酸的漂白原理是将有机色质氧化为稳定的无色物质。
3.液氯、新制氯水和久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
Cl2、H2O、
HClO、HCl
HCl、H2O
类别
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
酸性
无
弱
强
漂白性
无
有
无
(源于教材P19T4)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.铁片加入新制氯水中,有无色气泡产生(H+)
B.新制氯水使红色布条褪色(HCl)
C.向新制氯水滴加石蕊溶液,溶液先变红后褪色(H+、HClO)
D.滴加AgNO3溶液有白色沉淀产生(Cl-)
思路点拨:解答本题应注意以下两点:(1)新制氯水的主要成分。(2)新制氯水中各成分的性质。
解析:选B 新制氯水的主要成分是三分子(H2O、Cl2、HClO)、四离子(H+、Cl-、ClO-、OH-)。铁片加入后有无色气泡产生,说明有H+;使红色布条褪色主要是HClO的漂白性;先变红后褪色是酸性及HClO的漂白性所致;加AgNO3产生白色沉淀主要是Cl-所致。
自学检测
1.下列有关氯气的叙述中正确的是( )
A.氯气在常温下能与铁反应,故不能用铁罐存放液氯
B.液氯和氯水不是同一种物质
C.点燃氢气和氯气的混合气体可以制取氯化氢
D.用氯气对生活用水进行消毒的原理是氯气能杀灭细菌
解析:选B 氯气是一种化学性质非常活泼的非金属单质,能与大多数金属化合,但与金属反应时通常都需加热,故能用铁罐存放液氯。液氯是液态的Cl2,属于纯净物,而氯水是氯气的水溶液,属于混合物,故液氯和氯水不是同一种物质。纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧,生成氯化氢,工业上就是利用这一原理来制备氯化氢的,氯化氢溶于水可制得盐酸。但如果点燃的是氢气和氯气的混合气体,则可能发生爆炸。用氯气对生活用水进行消毒的原理是氯气溶于水后生成的次氯酸具有杀灭细菌的作用。
2.用自来水(以C12为杀菌消毒剂)配制下列物质的水溶液,不会出现明显的药品变质问题的是( )
A.Na2CO3 B.AgNO3
C.CuSO4 D.NaOH
解析:选C Cl2与H2O反应生成HCl和HClO,则配制Na2CO3、AgNO3、NaOH时均会与HCl反应而变质,只有CuSO4不会反应变质。
知识点二 氯元素的重要化合物
1.次氯酸(HClO)
(1)弱酸性
次氯酸的酸性比碳酸弱。
(2)不稳定性
HClO见光易分解,反应的化学方程式为 。
(3)漂白和消毒
HClO能使有色布条褪色,用作漂白剂、消毒剂。
2.漂白粉
(1)制取原料:氯气和 。
2HClO eq \o(=====,\s\up15(光))2HCl+O2↑
(2)制取原理
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(3)主要成分:Ca(ClO)2、CaCl2。
(4)有效成分:Ca(ClO)2。
(5)漂白原理:漂白粉与空气中的水和二氧化碳反应生成 。
3.“84”消毒液
(1)制取原理
Cl2+2NaOH=== +NaCl+H2O,该反应也可用于Cl2的尾气吸收。
(2)有效成分: 。
4.二氧化氯(ClO2)
可用于漂白、消毒。
NaClO
NaClO
HClO
[互动探究]
1.84消毒液和漂白粉敞口长期放置于空气中后为什么不能使有色物质褪色?
提示:因为次氯酸的酸性小于碳酸,敞口长期放置于空气中会与二氧化碳和水蒸气反应使其中的次氯酸盐逐渐转化为碳酸盐和次氯酸,其中次氯酸不稳定,发生了分解。
2.日常生活和工作生产中为了增强84消毒液和漂白粉的漂白、消毒效果,可以采取什么措施?
提示:日常生活和工业生产中在使用84消毒液和漂白粉时可加入少量的酸性物质,尽快地使其中的次氯酸盐转化为次氯酸,以增强其漂白、消毒效果。
1.84消毒液和漂白粉的漂白、消毒原理都是在酸性条件下使其中的次氯酸盐转化成次氯酸(HClO)达到漂白、消毒作用,以漂白粉为例:
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO2↓+2HClO(家庭漂白、消毒)
Ca(ClO)2+H2SO4===CaSO4↓+2HClO(工业漂白、消毒)
2.84消毒液和漂白粉在空气中久置易失效的原因是:NaClO和Ca(ClO)2在空气中与CO2和H2O反应生成了HClO,HClO不稳定,见光或受热易分解,即2HClO eq \o(=====,\s\up15(光),\s\do15(或△))2HCl+O2↑,故84消毒液和漂白粉应密封,避光保存。
(源于教材P17身边的化学)下列说法中正确的是( )
A.漂白粉是纯净物,“84”消毒液是混合物,两者都可以长期保存
B.漂白粉中含有次氯酸,所以漂白粉能使有机色质褪色
C.工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉
D.漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2不稳定
思路点拨:解答本题应注意以下两点:(1)混合物与纯净物的区别。(2)漂白粉及“84”消毒液的漂白及杀菌消毒原理。
解析:选D 漂白粉和“84”消毒液均是混合物,二者长期保存均可变质;漂白粉中不含HClO,只有与空气中的CO2和H2O反应后才会产生HClO;工业上制取漂白粉是用Cl2与石灰乳反应;漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2易与空气中的CO2和H2O反应生成HClO,HClO不稳定易分解。
【合作探究】
(1)A选项中漂白粉和“84”消毒液的有效成分分别是________、________。
提示:Ca(ClO)2 NaClO
(2)若D项改为漂白粉与“84”消毒液的消毒原理相似,则D项________(填“正确”或“错误”)。
提示:正确
自学检测
3.工业上漂白粉的制备是将氯气通入石灰乳(含水较少的熟石灰)中,所以工业漂白粉中含有次氯酸钙、氯化钙、氢氧化钙、氯气等,下列有关说法正确且全面的是( )
A.漂白粉具有漂白性主要是因为其中含有Cl2
B.漂白粉溶液显碱性是因为其中含有Ca(OH)2
C.家庭使用漂白粉必须加入少量醋酸
D.氢氧化钙的存在可以减缓漂白粉的失效
解析:选D 因为碳酸的酸性强于次氯酸,故在潮湿的环境中,次氯酸钙与空气中的二氧化碳和水蒸气反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,这是漂白粉具有漂白性的原因所在,A、C错;漂白粉溶液显碱性除了因为其中含有Ca(OH)2外,还因为次氯酸钙的水解,B不全面;因氢氧化钙更易与CO2反应,故它的存在可以减缓漂白粉的失效,D正确。
1.生活中难免会遇到一些突发事件,我们要善于利用学过的知识,采取科学、有效的方法保护自己。如果发生了氯气泄漏,以下自救方法得当的是( )
A.只要在室内放一盆水
B.向地势低的地方撤离
C.观察风向,顺风撤离
D.用湿毛巾或蘸有肥皂水的毛巾捂住口鼻撤离
解析:选D 室内放一盆水只能吸收少量氯气,故A项错;氯气的密度大于空气,故应向地势高的地方、逆风跑,B、C项均错;D项,肥皂水为碱性溶液,可以吸收氯气,正确。
2.氯水不稳定,要现用现配,下列吸收氯气制备氯水的装置最合理的是( )
解析:选D Cl2有毒且在水中的溶解度较小,故需要把导管插入水中吸收氯气,并注意尾气处理。A、B装置缺少尾气处理装置;C装置的瓶塞上缺少与瓶外相通的导气管,故气体难以通入瓶中。
3.下列关于氯气及含氯化合物的叙述不正确的是( )
A.干燥的氯气和氯水均能使鲜花褪色
B.因为氯气有毒,所以可用于杀菌、消毒、漂白
C.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
D.氯气和氯化氢通入AgNO3溶液中均能产生白色沉淀
解析:选B 干燥的Cl2虽不能使干燥的有色布条褪色,但可使鲜花褪色,因为鲜花中有充足的水分,A项正确;氯气可用于杀菌、消毒、漂白,不是由于氯气的毒性,而是利用Cl2与H2O反应生成的HClO杀菌、消毒、漂白,B项错误;漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,C项正确;氯气通入AgNO3溶液中先与水发生反应,生成的HCl再与AgNO3反应,故有白色沉淀产生,D项正确。
4.在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2存在
解析:选D Cl2为黄绿色,氯水中溶有Cl2分子,故显浅黄绿色,A正确;与AgNO3反应产生白色沉淀,且沉淀不溶于HNO3,说明氯水中含有Cl-,B正确;氯水显酸性,加入NaHCO3,H+与HCO eq \o\al(-,3)反应会产生CO2气体,C正确;Cl2没有漂白性,Cl2溶于水后与水反应生成的HClO具有漂白性,故使有色布条褪色说明溶液中存在HClO,D错误。
方法总结
研究方法 研究物质性质的基本程序 目的
被研究的物质的性质往往具有一定的未知性,所以在研究物质性质的过程中,可能需要在“预测物质的性质”和“实验和观察”两个环节中反复进行。
研究物质性质要富有科学探究精神,基于证据推理,建构思维模型,注意宏微结合,从结构分析物质的性质。
$$