内容正文:
2022
必修第一册
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
新华网报道:2005年3月29日,京沪高速公路淮安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 : ”一股黄绿色的气体就像探照灯光一样,‘唰’地射向高空,足有5米高,并有刺鼻的味道,眼睛也熏得有些睁不开 。”
事发后消防队员不断地用水枪喷射,但时值西南风,氯气迅速向西南方扩散 ,造成350人中毒进医院救治, 另有28人中毒死亡的特大事故,附近居民采取应急措施,疏散到一高坡上。
【学习任务一】从中可以看出氯气有哪些性质呢?
氯气
液氯
固态氯
-101℃
-34.6℃
一、氯气的性质
颜色 气味 状态 密度 溶解性 毒性
______ ______ ______ 比空气___ 1体积水溶解约____
体积Cl2 _____
黄绿色
大
刺激性
气体
2
数据
熔点:-101 ℃
沸点:-34.6 ℃
密度:3.214 g/L(0℃)
空气密度:1.29 g/L(0℃)
保存在钢瓶中
【思考1】若遇到氯气泄漏,应如何紧急疏散人群?
水A
B
C
【思考2】如何收集氯气?
溶解性:能溶→湿毛巾捂住口鼻
密度:ρ>ρ(空气)→高处
氯气的
性质
熔点、沸点、密度
化学
性质
溶解性:(能溶于水,1:2)
物理
性质
黄绿色刺激性气味气体
毒性
科学史话
1774年,瑞典科学家舍勒在研究软锰矿(主要成分为MnO2)时,将它与浓盐酸混合加热时产生了一种黄绿色、有刺激性气味的气体。受当时流行学说的影响,舍勒未能确认这种气体。直到1810年,英国化学家戴维才确认这种气体是一种新元素组成的单质---氯气。
舍勒
(1742-1786)
氯气的发现历史:
思考与讨论: 从发现到被确认,时间长达30多年,经历了数位科学家的不懈探索,你能从这一史实中得到哪些启示呢?
是由当时科学发展水平,人们的认知水平,实验条件水平等诸多方面决定的。
18世纪,人们认为酸中一定含氧,这种思想在化学界流行了多年。他们认为,盐酸是含有一种未知元素“盐酸素”相结合的含氧酸,氯气被认为是氧化了的盐酸。所以长期以来氯气被当作是化合物。直到戴维经过大量的实验研究,他企图从氯化物和氯气中提取出氧。经过无数次失败后,使他得出结论:氯和氯化氢中不存在氧,氯是一种元素。
7
物质
性质
熔点、沸点、密度
化学
性质
溶解性(能溶于水)
物理
性质
颜色、气味、状态:黄绿色刺激性气味气体
毒性
?
【思考】从哪些视角研究氯气的化学性质?
‹#›
氯气具有
强氧化性
非金属单质
与金属单质、
非金属单质化合
原子结构
预
测
元素化合价
0价
实验法
【学习任务二】 根据原子结构、元素价态和物质分类预测Cl2的化学性质。
O2 :生成氧化物
与非金属单质:C、H2化合
与金属单质:Na、Fe、Cu化合
与非金属单质:C、H2化合
Cl2 :生成氯化物?
与金属单质:Na、Fe、Cu化合
类比
‹#›
非金属单质,看做和氧气性质相似,氧气可以和氢气、铁反应
9
Cl2的化学性质
1. 与金属单质反应(Na、Fe、Cu)
Cl2的化学性质
1. 与金属单质反应
实验 实验现象 化学方程式 实验结论
钠与氯气
铁与氯气
铜与氯气
产生大量白烟,火焰为黄色
产生大量棕褐色(棕红色)烟,溶于水后形成棕黄色溶液
产生大量棕黄色烟,溶于水后形成蓝色溶液
2Na+Cl2=2NaCl
2Fe+3Cl2=2FeCl3
Cu+Cl2=CuCl2
△
△
△
Cl2具有强氧化性
‹#›
我们已经知道铁的常见价态为+2、+3,而铜的常见价态为+1、+2,根据上述反应,你有什么发现吗?氯气的氧化性很强,与变价金属反应时,通常将其氧化为高价态。氯气与大多数金属都能化合(Pt,Au除外)
11
Cl2的化学性质
1. 与非金属单质反应(H2)
Cl2的化学性质
2. 与非金属单质反应
【思考】通过H2在Cl2中燃烧,你对燃烧的条件及本质有什么新的认识?
现象:安静的燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾。
H2 + Cl2 2HCl
点燃
燃烧不一定要有氧气参加。
所有发光、发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。
燃烧的本质是氧化还原反应
强氧化性
‹#›
【评价任务一】(教材P51)
2.下列说法中,不正确的是( )。
A.燃烧一定伴有发光现象
B.燃烧一定是氧化还原反应
C.燃烧一定要有氧气参加
D.燃烧一定会放出热量
C
燃烧不一定要有氧气参加。
燃烧的本质是氧化还原反应;
所有发光、发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。
‹#›
【思考1】烟和雾有什么区别?
剧烈燃烧,产生大量棕褐色烟,溶于水后形成黄色溶液
2Fe+ 3Cl2 = 2FeCl3
Δ
H2 + Cl2 2HCl
安静的燃烧发出苍白色火焰,集气瓶口有白雾
烟:固体小颗粒
雾:液体小液滴
氯气
性质
化学
性质
溶解性:(能溶于水1:2)
物理
性质
黄绿色刺激性气味气体
毒性
熔点、沸点、密度
强氧化性
金属单质(Cu、Fe、Na等)
非金属单质H2
。。。
‹#›
氯气(Cl2)
【提出问题】氯气的性质非常活泼,氯气溶解于水中,是否会与水发生反应?氯气溶于水后,溶液中存在哪些微粒?
2.化学性质
(3)Cl2与H2O反应
猜想1:物理变化
猜想2:化学变化
Cl2与水反应
Cl2只溶解在水中
Cl2 + H2O
H+ 、OH-
Cl2、H2O
第 ‹#› 页
【验证猜想】实验检测H+、Cl-、Cl2等微粒是否存在于溶液中
待检验微粒 实验操作 实验现象 分析及结论
Cl-
H+
Cl2
H2O
有白色沉淀产生
取少量氯水于小试管中,加入少量稀硝酸溶液酸化,再加入AgNO3溶液
氯水中存在Cl-
观察氯水颜色,并用玻璃棒蘸取少量氯水于淀粉-KI试纸上
用玻璃棒蘸取少量氯水于pH试纸上
pH试纸先变红后褪色
呈浅黄绿色,且淀粉-KI试纸变蓝
氯水中存在H+、某种漂白性物质
氯水中存在Cl2
无需验证
3、Cl2与H2O反应
【结论】氯水中存在的微粒有: H+ 、Cl-、Cl2、H2O、漂白性物质……
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氯气(Cl2)
【结论】氯水中存在的微粒有: H+ 、Cl-、Cl2、H2O……
2.化学性质
氯气溶于水发生了化学变化
Cl2 + H2O
(3)Cl2与H2O反应
HCl +
0
-1
氧化还原反应
Cl2 + H2O HCl + HClO
0
-1
+1
次氯酸
第 ‹#› 页
氯气(Cl2)
2.化学性质
(3)Cl2与H2O反应
【提出新问题】氯水中具有漂白性的物质是谁?
HCl ?
Cl2 ?
HClO ?
【操作】干燥的pH试纸和湿润的pH试纸分别放在两瓶干燥的Cl2中
【现象】干燥的pH试纸不褪色;湿润的pH试纸褪色
【结论】干燥Cl2不具有漂白性,湿润Cl2具有漂白性
【总结】氯水中具有漂白性的物质是次氯酸HClO
氯水
Cl2 + H2O HCl + HClO
第 ‹#› 页
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探究 • 实验
氯气是否具有漂白性?
第 ‹#› 页
次氯酸(HClO)的性质
(1)强氧化性
(2)弱酸性
酸性弱于H2CO3
漂白、杀菌消毒
(3)不稳定性
2HClO 2HCl + O2 ↑
光照
探索 • 新知
【思考】新制氯水与久置氯水有区别吗?
HClO H+ + ClO-
第 ‹#› 页
拓展 • 探究
数字化实验探究HClO光照分解的产物
第 ‹#› 页
‹#›
1. 正误判断· 辨析易错易混
(1)氯气可以使湿润的有色布条褪色,但是实际起漂白作用的物质是次氯
酸,而不是氯气( )
(2)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂( )
(3)Cl2与水反应的离子方程式:Cl2+H2O==2H++Cl-+ClO-( )
(4)氯气、液氯和氯水是同一种物质 ( )
√
×
×
×
‹#›
C
‹#›
4. 氯水的成分和性质
(1)氯水中的化学反应及物质的电离
Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO
HClO H++ClO-
H2O H++OH-
(2)新制氯水成分
Cl2、H2O、HClO
三分子
四离子
Cl-、H+、ClO-、OH-
新制氯水的性质及原因
性质 理论解释 考点
显浅黄绿色
强氧化性
具有漂白性
酸的通性与个性
生成沉淀
溶有Cl2
Cl2 、HClO
HClO
H+ 、HClO
Cl-
能与Fe2+、I-、SO2、反应
能使有色布条褪色
能使紫色石蕊先变红后褪色
与Ag+结合
【思考】新制氯水与久置氯水有区别吗?
分析 • 比较
液氯、新制氯水、久置氯水
液氯 新制氯水 久置氯水
成分
存在微粒
所属物质类别
颜色
性质
Cl2
Cl2、H2O、HCl、HClO
HCl、H2O
Cl2
Cl2、H2O、HClO、
H+ 、 Cl-、 ClO-、OH-(少量)
H2O、H+ 、
Cl-、OH-(少量)
纯净物
黄绿色
氧化性
强氧化性、酸性、漂白性
酸性
浅黄绿色
无色
混合物
混合物
盐酸
氯水现用现配,且保存在棕色试剂瓶中避光保存;不可久置
2. 氯气与碱反应
根据氯气与水的反应原理,将Cl2通入NaOH溶液中,可以得到以次氯酸钠(NaClO)为有效成分的漂白液。
离子方程式:Cl2+2OH- = H2O+Cl-+ClO-
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
漂白液(84消毒液)的主要成分
次氯酸钠(NaClO)是漂白液的有效成分,具有漂白性。
(常用于尾气吸收,
除去多余氯气)
思考:氯水可以直接用来作漂白剂,不能久置,怎样解决这一问题呢?
2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
根据氯气与水的反应原理,将氯气通入冷的石灰乳中会得到以次氯酸钙为有效成分的漂白粉。
如果氯气与氢氧化钙充分反应使次氯酸钙成为主要成分,就得到了漂粉精
漂白粉的主要成分
次氯酸钙[Ca(ClO)2]是漂白粉和漂粉精的有效成分,具有漂白性。
2Cl2 + 2Ca(OH)2 = 2Ca2+ + 2Cl- + 2ClO- +2H2O
离子方程式:
氯气+碱 = 氯化物 + 次氯酸盐 + 水
氯气与碱反应的规律
1、84消毒液的 制备原理
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H 2 O
2、84消毒液的 漂白原理
NaClO + CO2+H2O = NaHCO3+HClO
次氯酸盐的应用:84消毒液
3.在空气中失效的原理:
Ca(ClO) 2 +CO2+H2O = CaCO3 + 2HClO
2HClO = 2HCl+O2↑
2.漂白原理: Ca(ClO) 2 +CO2+H2O〓CaCO3↓+2HClO
有效成分: Ca(ClO)2
主要成分: CaCl2 和Ca(ClO)2
1.制取: 2Cl2 + 2Ca(OH)2 〓 CaCl 2 + Ca(ClO) 2 +2H2O
光照
次氯酸盐的应用:漂白粉
【思考1】使用漂白粉时,在空气中露置,可以产生较多的HClO,更好地发挥其漂白、消毒作用,漂白粉的漂白原理?实际起漂白作用的物质是什么?【资料卡片】酸性强弱:H2CO3 > HClO
Ca(ClO)2+H2O+CO2= CaCO3 ↓ +2HClO
漂白粉漂白的原理:
漂白粉变质的主要原因:
Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3 +2HClO
2HClO = 2HCl+O2↑
光
【思考2】长期放置在空气中漂白粉失效的原因?
次氯酸盐比次氯酸稳定,容易储运且杀菌效果持久;保存要密封(隔绝水和二氧化碳)
【思考3】上述反应的原理是?能否用稀盐酸或稀硫酸代替H2CO3
强酸(相对强的酸)制取弱酸的原理,可以
【思考4】84消毒液与洁厕液禁止混用,你现在知道原理了吗?
Cl-+ClO-+2H+ = Cl2↑+H2O
2HCl+NaClO = Cl2↑+H2O+NaCl
化学方程式:
离子方程式:
盐酸浓度比较稀的时候,NaClO + HCl = HClO + NaCl
浓度较浓时,HClO + HCl = Cl2 + H2O
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漂白液 漂白粉 漂白精
反应物 Cl2、NaOH Cl2、Ca(OH)2 Cl2、Ca(OH)2
有效成分区别 NaClO Ca(ClO)2 Ca(ClO)2
起漂白作用物质 HClO HClO HClO
久置空气中失效的原因 与空气中CO2、H2O反应,转成HClO,HClO分解失效
如:Ca(ClO)2 +H2O + CO2 === CaCO3 + 2HClO
归纳:
【课堂总结】
2.地震后,抗震救灾要用大量漂白粉和漂白液杀菌消毒。下列叙述中正确的是( )
A.漂白粉是纯净物,漂白液是混合物
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中制取漂白粉
D.漂白液的有效成分是Na2O2
B
1.用漂白粉溶液浸泡过的有色布条,如果晾置在空气中,一段时间后,其漂白效果会更好的原因可能是( )
A.漂白粉被氧化了
B.漂白粉跟空气中的CO2和水蒸气充分反应,生成了HClO
C.有色布条被空气中的氧气氧化了
D.漂白粉溶液蒸发掉部分水,其浓度增大
B
巩固 • 练习
2.判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)氯气具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂。( )
(3)氯气没有漂白性,但能使鲜艳的花朵褪色。( )
(4) 漂白液、漂白粉和漂粉精的有效成分相同。( )
(2)氯气泄漏的污染区居民发现挂在阳台的湿衣服褪色,推测氯气具有漂白性。( )
√
×
×
×
第 ‹#› 页
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巩固 • 练习
3.下列关于新制氯水说法正确的是 ( )
A. 新制氯水中只含有Cl2和H2O
B. 新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C. 光照氯水有气泡逸出,该气体为Cl2
D. 氯水放置数天后,酸性减弱
B
第 ‹#› 页
42
3.氯水中含有多种成分,因而具有多重性质。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”)。
d
(2)c过程中的现象是_______________。
有白色沉淀生成
(3)a过程中发生的反应为2FeCl2+Cl2===2FeCl3,能证明____是新制氯水的主要成分,具有____性。b过程中的离子方程式为______________
_______。
Cl2
氧化
+H2O
Lavf57.83.100
Lavf59.23.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
Lavf57.62.100
Lavf59.23.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
CO+2H+===CO2↑
$