内容正文:
第二章 海水中的重要元素—钠和氯
2.2.1 氯气的性质
人教版2019必修第一册
从材料中体现了氯气哪些物理性质?
京沪高速公路淮安路段液氯的泄漏
2005年3月29日,京沪高速公路淮安路段一辆满载液氯的液罐车和对面来车相撞 ,大量液氯外泄。据目击者描述 : “一股黄绿色的气体 ‘唰’地射向空中,并有刺鼻的味道,眼睛也熏得睁不开 。”
事发后消防队员不断地用水枪喷射,但还是造成350人中毒进医院救治, 28人中毒死亡,附近居民采取应急措施,疏散到高坡上。
2
(1)氯气是黄绿色气体
(2)有刺激性气味,有毒的气体
(3)熔点低、易液化(温度低于零下34.6度时,变
为液体称为液氯。液氯是纯净物保存在干燥的钢瓶中)。
(4)密度比空气大
(5)能溶于水(在常温常压下,1体积的水能够溶解约2体积的氯气。氯气的水溶液叫做氯水,氯水是混合物。)
闻气味的方法:
用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体进入鼻孔。
1. 氯气的物理性质
向上排空法
氯的单质氯气是一种重要的化工原料。大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等。
2. 氯气的用途
氯气
盐酸
农药
染料
有机溶剂
药品
万一发生氯气泄露,应该顺风逃离还是逆风逃离呢?应该往高处还是低处走呢?
逆风逃离,脱离氯气扩散的范围;氯气密度比空气大,所以人应该往高处走。有条件可用手巾蘸取肥皂水捂在嘴鼻处。
练一练
氯气可用于消灭田鼠,为此,可将氯气用软管通入到田鼠洞中,这是利用了氯气下列性质________(填序号)。
①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④易液化 ⑤可溶于水
解析 将氯气通入到田鼠洞中起灭鼠作用,一方面是利用其密度比空气大得多,可沉在洞底,另一方面是氯气有毒。
②③
练一练
【原子结构】
+17
2
8
7
得 e-
+17
2
8
8
结构决定性质
Cl
Cl-
最外层电子为_______,
反应中很容易________电子,
氯气具有较强的_______性,做_______剂。
氧化
氧化
7
得到
3、氯气的化学性质
常见化合价:
−1、0、+1、+3、+4、+5、+7
Cl2
0
既可以作氧化剂也可以作还原剂
【问题1】氯元素在自然界中的存在形式是化合态(化合物)的形式还是游离态(单质)的形式?
问题:从物质组成与氧化还原反应的角度,预测氯气能与哪些物质反应呢?
角度2: 氧化还原反应角度
角度1:物质类别
Cl2
活泼非金属单质
O2
物质分类
性质相似
物质分类
类比推理
O2
与金属单质:Na、Fe、Cu化合
与非金属单质:C、H2化合
氧化物
-1
0
Cl
Cl-
与金属单质化合
与非金属单质化合
氯化物
Cl2
类比推理
?
还原性物质
Na
现象
2Na+Cl2 2NaCl
△
①与金属单质钠反应
剧烈燃烧
火焰呈黄色
产生白烟
3、氯气的化学性质
2Fe+3Cl2 2FeCl3
点燃
现象:产生大量棕红色烟,产物的水溶液呈棕黄色
②与金属单质铁反应
现象:产生大量棕黄色烟,水溶液呈蓝绿色
点燃
Cu + Cl2 CuCl2
③与金属单质铜反应
Cl₂与金属反应:表现强氧化性
氯气能与除Au、Pt之外的所有金属直接反应,与Fe、Cu等变价金属反应均生成高价金属氯化物,S与Fe、Cu等变价金属反应均生成低价金属硫化物。
Cl₂
Na
Fe
Cu
2Fe+3Cl2 2FeCl3
Cu+Cl2 CuCl2
2Na+Cl2 2NaCl
△
△
△
,产生大量 烟
,产生大量 烟
,产生大量 烟
白
棕褐色
棕黄色
氯气与金属反应
氯气能与大多数金属化合,生成金属氯化物。例如,钠、铁、铜等都能与氯气在加热条件下发生反应。
1.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A.CuCl2 B.FeCl2 C.FeCl3 D.AlCl3
D
【思考】液氯贮存在钢瓶中,说明了什么?
干燥的氯气常温下与铁不发生反应
2. 下列关于氯气的叙述中正确的是 ( A )
钠在氯气中燃烧产生白烟
B. 红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl
C. 纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧,发出黄色火焰
D. 氯气的水溶液可以导电,说明氯气是电解质
A
④与非金属单质H2反应
可以观察到纯净的H2在Cl2中安静的燃烧,发出苍白色火焰。反应生成的气体是HCl,它在空气中与水蒸气结合,呈现雾状。
HCl气体溶于水,就成为我们常用的盐酸。
现象
点燃时
光照时
安静地燃烧,发出 色火焰,瓶口有白雾产生
苍白
剧烈反应,发生爆炸,瓶口有白雾产生
H2 + Cl2 —— 2HCl
氯气和氢气反应生成HCl
点燃
④与非金属单质H2反应
燃烧:
燃烧不一定要有氧气参加,
燃烧的本质是氧化还原反应。
任何发光发热的剧烈的化学反应叫做燃烧。
通过H2在Cl2中燃烧的实验,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识?
烟和雾有什么区别呢
18
练习:
1、同学们打开自来水时,有没有闻到一股气味呢?为什么会有这种气味,其中放了什么呢?
2、250C时,一体积水可以溶解多少体积的氯气?
思考以下问题
⑤氯气与水的反应
Cl2 + H2O HCl + HClO
升,失1×e-,被氧化
降,得1×e-,被还原
【离子方程式】:
Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO
次氯酸:
强氧化性,能杀死水中的细菌,起到消毒作用。
氯气对自来水消毒时,生成的有机氯化物可能对人体有害;而且已开始使用新的自来水消毒剂,如二氧化氯(ClO2)、臭氧等
观看氯气与水反应微观动画视频,尝试书写化学方程式。
氯水:1体积的水能溶解2体积的Cl2,Cl2能溶于水,溶于水中的部分Cl2与水反应。
拓展:HClO、 HClO2、 HClO3、 HClO4
次氯酸(弱酸)、亚氯酸、 氯酸、 高氯酸(最强酸)
推测氯水的成分:
⑤氯气与水的反应
实验操作
实验现象
结论
有色布条 。
鲜花 。
有色布条 。
不褪色
褪色
褪色
干燥氯气
不具有漂白性
湿润氯气
具有漂白性
湿润氯气
具有漂白性
结论:使有色物质褪色的物质不是氯气本身,
而是反应生成的HClO具有漂白性。
【验证】新制氯水的成分,完成表格
步骤 现象 讨论结论
观察氯水的颜色 溶液呈 色 氯水中含有 。
滴加AgNO3溶液,再滴加稀硝酸 。 氯水中存在 。
加入NaHCO3粉末 有 产生 氯水中存在 。
加入有色布条 有色布条 。 氯水中存在 。
浅黄绿
白色沉淀产生
气泡
褪色
Cl2
Cl-
H+
HClO
为什么不使用次氯酸直接作为消毒剂,而是使用氯气消毒呢?
次氯酸光照下分解,所以将其转化为较稳定的物质再作为消毒剂。
2HClO 2HCl + O2↑
【科学 技术 社会】
验证次氯酸光照分解产物的数字化实验
【实验探究】验证次氯酸光照分解产物的数字化实验(课本P48)
(2)氯离子浓度
(1)氯水的pH
(3)氧气的体积
数据:随着时间的推移,溶液的pH ,酸性 ,氯离子的浓度 ,
有 生成。
结论:次氯酸不稳定,见光易分解,反应的化学方程式: 。
减小
增强
增大
氧气
3.强氧化性,漂白作用;可用于自来水的杀菌、消毒,可用做漂白剂。
1.弱酸性
2.不稳定易分解
光照
2HClO 2HCl+O2↑
酸性:H2CO3 >HClO
4.只能在水溶液中存在(H2CO3也是)。
4、次氯酸的化学性质
新制氯水具有多种成分决定了它具有多重性质
新制氯水
氧化性
生成沉淀
不稳定性
漂白性
酸性
Cl2、HClO、ClO-
Cl-
HClO分解
HClO、ClO-
H+、HClO、ClO-
H+
5.氯水的化学性质
思考:液氯与氯水的区别?新制氯水与久置氯水的区别?
液氯 氯水
分类
成分
性质
纯净物
混合物
分子:
离子:
Cl2 ,HClO,H2O
H+,Cl-,ClO-
分子:H2O
离子:H+,Cl-
新制
有氧化性,无酸性和漂白性
有酸性,强氧化性,能漂白,消毒,光照时HClO分解
久置
只有Cl2
实验室中使用的氯水只能现配现用,并盛放在棕色试剂瓶中
只有酸性
1.下列说法中,正确的是 ( C )
液氯和氯水中都含有氯离子
B. 氯气和液氯都能使干燥的有色布条褪色
C. 盐酸和氯水中都含有氯离子
D. 盐酸和氯水都能使湿润的有色布条褪色
2.在新制氯水中存在多种分子和离子,下列实验现象和结论一致且正确的是 ( )
A.新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰,说明有Cl2
B.加入石蕊溶液,溶液变红,说明该溶液一定不含OH-
C.将KHCO3固体加入新制的氯水中,有气泡产生,说明有HClO
D.光照新制氯水有气泡逸出,该气体一定是O2
D
解析:A项,新制氯水中因含HClO而具有漂白性,Cl2没有漂白性;B项,氯水中含有盐酸,能使石蕊溶液变红色;C项,氯水中的盐酸与KHCO3反应产生CO2;D项,光照下氯水中的HClO发生分解反应产生O2。
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