内容正文:
第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
第二章 海水中的重要元素-钠和氧
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化学 必修第一册
第二章 海水中的重要元素-钠和氧
随堂自测 夯基础
03
重难突破 释疑惑
02
教材梳理 探新知
01
课后素养 提升练
04
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课时作业
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第二章 海水中的重要元素-钠和氧
学业水平目标
学科核心素养
1.能列举、描述、辨识氯气的重要物理性质、化学性质及实验现象
2.能说明氯水的重要性质及其应用
3.能说明次氯酸的性质
4.熟知氯气与碱的反应,漂白粉的主要成分、漂白原理及其保存方法
1.能从原子结构的角度认识氯元素是一种很活泼的非金属元素,其单质具有强氧化性
2.通过实验探究氯气的化学性质,掌握氯气与金属单质、非金属单质及水的反应,促进“科学探究与创新意识”化学核心素养的发展
3.能根据氯水中的微粒种类和性质,预测氯水的性质,以培养学生“证据推测与模型认知”的素养水平。让学生设计实验验证氯水的性质,以培养“科学研究与创新意识”
4.通过氯气泄漏自救方案的设计,培养学生的“科学态度与社会责任”素养
[基础梳理]
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
氯气的化学性质
1.氯气与金属单质的反应
写出下列反应的化学方程式,并指明主要反应现象:
(1)与钠反应: 2Na+Cl2eq \o(=====,\s\up17(△))2NaCl ,产生大量白烟;
(2)与铁反应: 2Fe+3Cl2eq \o(=====,\s\up17(△))2FeCl3 ,产生大量棕黄色烟;
(3)与铜反应: Cu+Cl2eq \o(=====,\s\up17(△))CuCl2 ,产生大量棕黄色烟。
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+Cl2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2HCl 。
3.氯气与水的反应
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 ,次氯酸具有强氧化性,能杀菌、消毒。
4.氯气与碱的反应
(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
①制取反应的化学方程式: Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O 。
离子方程式: Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O 。
②漂白液的有效成分是 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 。
[预习质检]
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(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)氯气和变价金属反应时,生成高价态氯化物。( √ )
(3)燃烧必须有O2参加。( × )
(4)工业上制盐酸需要的HCl是通过H2和Cl2光照条件下反应生成的。( × )
(5)氯气可使湿润的红色布条褪色,所以氯气具有漂白性。( × )
(6)氯气没有漂白性,但能使鲜艳的花朵褪色。( √ )
(7)Cl2可用来消灭田鼠是因为Cl2易液化且有毒。( × )
(8)通常状况下,干燥的氯气能与铁反应。( × )
氯水的成分与性质的多样性
1.氯水的成分
氧水中存在反应:Cl2+H2O===HCl+HClO,HClO和HCl发生电离。氯水中含有以下微粒:
2.新制氯水的性质
在氯水中含有多种微粒,因此在与不同物质发生反应时,表现出不同微粒的性质,现列表如下:
所加试剂
参与反应的微粒
实验现象
离子方程式或解释
AgNO3溶液
Cl-
白色沉淀
Cl-+Ag+===AgCl↓
Na2CO3固体
H+
有气泡产生
2H++COeq \o\al(2-,3)===CO2↑+H2O
有色布条
HClO
布条颜色褪去
漂白性
FeCl2溶液
Cl2
溶液变棕黄色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
石蕊溶液
HClO、H+
先变红后褪色
酸性和漂白性
3.新制氯水和久置氯水的区别
(1)区别
新制氯水
久置氯水
颜色
浅黄绿色
无色
主要微粒
Cl2、HClO、H2OH+、Cl-、ClO-
H+、Cl-、H2O
性质
酸性、氧化性、漂白性
酸性
(2)变化的原因
Cl2+H2O===HClO+HCl,2HClOeq \o(=====,\s\up17(光照))2HCl+O2↑。
◆[典例示范]
[例1] 向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种,经过振荡,现象如下图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是( )
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水
A.②①③
B.①②③
C.③②①
D.①③②
[解析] 氯气为黄绿色气体,能溶于水,溶于水得到氯水,氯水因为溶解氯气显浅黄绿色,三个集气瓶中只有丙颜色为浅黄绿色,所以丙中液体为水;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,甲和乙中,只有乙出现了白色的沉淀而变浑浊,所以乙中液体为硝酸银溶液;氯气能够与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以氯气被氢氧化钠吸收,溶液为无色,故甲中液体为氢氧化钠溶液,则甲、乙、丙注入的液体分别是②①③。
[答案] A
◆[学以致用]
1.将氯水分别滴入下列溶液中,由实验现象得出的结论正确的是( )
选项
氯水滴入下列溶液中
实验现象
结论
A
滴有KSCN的FeCl2溶液
变红
Cl2具有还原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液
褪色
Cl2具有酸性
C
紫色石蕊溶液
先变红后褪色
Cl2具有漂白性
D
淀粉KI溶液
变蓝色
Cl2具有氧化性
解析:D [A.氯水滴入含有KSCN的FeCl2溶液,溶液变红,说明Fe2+氧化为Fe3+,Cl2具有氧化性,故A错误;B.氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液,溶液褪色,可能是因为氯水呈酸性或次氯酸的漂白性,故B错误;C.次氯酸具有漂白性,Cl2没有漂白性,故C错误;D.氯水滴入淀粉KI溶液中,2KI+Cl2===KCl+I2,说明Cl2具有氧化性,故D正确;故选D。]
由氯气制备的常用消毒剂和漂白剂
1.次氯酸的漂白原理、特点及应用范围
2.次氯酸盐
(1)“84”消毒液
①制备:由Cl2和NaOH溶液反应制得。
②主要成分:NaCl和NaClO;有效成分:NaClO。
(2)漂白粉
3.ClO2
二氧化氯可用于消毒和漂白,其漂白能力和消毒能力比氯气强且使用起来更加安全。
4.向氯水中加入CaCO3固体后,氯水的杀菌、漂白能力将增强的原因(后续课程会学习):氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,向氯水中加入CaCO3固体后,CaCO3固体与H+反应,降低H+的浓度,HClO的浓度增大,所以漂白性会增强。
◆[典例示范]
[例2] 城市生活用水可用漂白粉杀菌、消毒。下列关于漂白粉的叙述正确的是( )
A.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2
B.将Cl2制成漂白粉的主要目的是使它转化为较稳定的物质,便于保存和运输
C.漂白粉是由Cl2与烧碱反应制得的
D.在使用漂白粉时最好与浓盐酸共用
[解析] A.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,故A错误;B.氯水中的HClO能漂白,但易分解且不易保存、运输,所以制成固态漂白粉,故B正确;C.氯气与烧碱反应生成NaCl、NaClO和H2O,故C错误;D.漂白粉与浓盐酸发生反应生成氯气,氯气有毒,故D错误。
[答案] B
[方法点拨] (1)工业上制备漂白粉是用Cl2与石灰乳反应而不是与澄清石灰水反应。
(2)次氯酸盐的漂白和消毒作用通常是靠转化为HClO来实现的。
◆[学以致用]
2.有关漂白粉和漂白液的说法正确的是( )
A.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
B.漂白液的有效成分是Na2O2
C.漂白粉是纯净物,漂白液是混合物
D.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
解析:A [A.Ca(ClO)2具有强氧化性,则漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,故A正确;B.氯气与NaOH溶液反应制备漂白液,有效成分为NaClO,故B错误;C.漂白粉和漂白液均为混合物,故C错误;D.石灰水中氢氧化钙的浓度小,则工业上利用氯气与石灰乳反应制备漂白粉,故D错误。故选:A。]
2020年,全球暴发了新型冠状病毒肺炎疫情,漂白粉是常用消毒剂。如果储存不当,在空气中久置后,易出现板结现象。
(1)请根据所学知识预测该结块中所含固体物质可能有哪些?并分析漂白粉失效的原因。
(2)若探究该结块中是否含碳酸钙,请写出你所用的试剂(除水外)。
[提示] (1)CaCl2、CaCO3。漂白粉能与空气中的CO2反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,次氯酸易分解而失效。
(2)盐酸、澄清石灰水。
1.烟是由固体小颗粒分散到空气中形成的分散系。
下列反应中,能产生白烟的是( )
A.铜在氯气中燃烧
B.钠在氯气中燃烧
C.氢气在氯气中燃烧
D.氢气在氧气中燃烧
解析:B [化学反应中能产生白烟的现象说明有白色固体生成,A项虽有固体产生但不是白色;C项无固体生成,生成的氯化氢在瓶口有白雾现象。]
2.下列现象不属于H2在Cl2中燃烧现象的是( )
A.苍白色火焰
B.瓶口有白雾
C.集气瓶内气体颜色变浅
D.爆炸
解析:D [H2在Cl2中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口因生成的HCl吸收空气中的H2O形成盐酸小液滴而形成白雾,瓶内气体颜色因Cl2的消耗而变浅,但不发生爆炸。]
3.下列关于氯水的叙述中正确的是( )
A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C.光照新制氯水有气泡逸出,该气体是Cl2
D.新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将减弱
解析:B [新制氯水成分的多样性决定了新制氯水性质上的多重性。新制氯水中主要含有三种分子H2O、Cl2、HClO和四种离子H+、Cl-、ClO-、OH-;新制氯水含有H+和HClO,蓝色石蕊试纸遇H+变红,变红后的试纸被HClO氧化褪色;光照新制氯水,发生反应2HClOeq \o(=====,\s\up17(光照))2HCl+O2↑,逸出的是O2而不是Cl2;该反应进行后,弱酸HClO转化为强酸HCl,密封在密闭无色玻璃瓶中不考虑HCl挥发,溶液的酸性增强。]
4.浓盐酸和Ca(ClO)2能发生如下反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O用储存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是( )
①CO2 ②HCl ③H2O ④O2
A.①②③
B.②③④
C.②③
D.①④
解析:A [漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2,在储存过程中Ca(ClO)2会与空气中的CO2、H2O发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO、2HClOeq \o(=====,\s\up17(光照))2HCl+O2↑,从而发生变质,故久置漂白粉中会含有因变质生成的CaCO3,当与浓盐酸反应时,CaCO3则会与HCl反应生成CO2,制得的Cl2中还含有挥发出的HCl和少量H2O,A项正确。]
5.Cl2是一种重要的化工原料。下图是一些含氯产品。
(1)①中钢瓶上应贴的标签为 ________ 。
A.腐蚀品
B.爆炸品
C.有毒品
D.易燃品
(2)工业上利用Cl2制盐酸,其化学方程式为 _________________________ 。Cl2溶于水可制得氯水,如何检验一瓶氯水已经完全变质?
解析:(1)Cl2有毒,储存Cl2的钢瓶应贴的标签为有毒品。(2)久置氯水的成分为稀盐酸,新制氯水的成分为Cl2、HCl、HClO,新制氯水和稀盐酸均与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,均与Na2CO3溶液反应放出CO2气体,遇酚酞溶液均无明显现象。新制氯水中加入紫色石蕊溶液先变红后褪色,而稀盐酸中加入紫色石蕊溶液只变红色。
答案:(1)C (2)H2+Cl2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2HCl 用试管取适量该氯水,滴入几滴紫色石蕊试液,若溶液只变红不褪色,证明氯水已经完全变质。
[课堂小结]
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