第1章 第2节 第3课时 研究物质性质的基本程序（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（鲁科版 山东海南专版）

本讲义聚焦研究物质性质的基本程序这一核心知识点，以氯气为实例，系统梳理从观察物理性质（如黄绿色、可溶于水）到预测化学性质（类比氧气与金属、非金属反应），再通过实验验证（如与Na、Fe、Cu、H₂反应），进而探究氯水成分及氯气与碱反应（制漂白粉、消毒液）的完整学习脉络。 该资料通过实验探究（如氯水漂白性对比实验）和问题链设计（如思考氯水成分差异），突出科学探究与实践、证据推理与模型认知。实例丰富，如钠在氯气中燃烧现象与方程式对应，课中辅助教师实验教学，课后课时对点练帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第3课时　研究物质性质的基本程序 [核心素养发展目标]　1.以研究氯气的性质为例，熟知研究物质性质的基本程序，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。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、水及碱溶液的反应，促进“科学探究”化学核心素养的发展。 一、研究Cl2的性质 1.研究物质性质的基本程序 2.以研究Cl2的性质为例 (1)观察——认识氯气的物理性质 操作 现象 试管内气体颜色变浅，液面上升 结论 氯气在常温、常压下为黄绿色气体，有强烈的刺激性气味，可溶于水(1∶2) 特别提醒　①闻有毒氯气气味的方法：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。 ②氯气的密度比空气大。 ③氯气易液化，液氯为黄绿色。 思考1　能不能用排水法收集Cl2？Cl2可以用什么方法收集？ 提示　Cl2能溶于水，不能用排水法收集；常用排饱和食盐水或向上排空气法收集。 (2)预测——氯气的化学性质 思考2　氯气和氧气均为非金属单质，氧气能与Na、Fe、Cu等金属单质反应，也能与H2等非金属单质反应，则氯气是否也有上面的性质？ 提示　氯气能与Na、Fe、Cu等金属单质反应，也能与H2等非金属单质反应。 (3)实验验证——氯气与单质的反应 实验内容 实验现象 实验结论(填写化学方程式) 熔化的钠球在氯气中剧烈燃烧，产生白色的烟 2Na+Cl22NaCl 铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕红色的烟，产物溶于水，溶液呈棕黄色 2Fe+3Cl22FeCl3 铜丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，产物溶于水，溶液呈蓝绿色 Cu+Cl2CuCl2 纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰。集气瓶瓶口上方产生白雾 H2+Cl22HCl 特别提醒　①燃烧是发光发热的剧烈反应，燃烧过程不一定有氧气参加反应。 ②H2和Cl2在强光照射下会发生爆炸生成HCl，工业上利用氢气在氯气中燃烧的方法制取HCl。 思考3　铁有+2、+3价，Cu有+1、+2价，试根据Cl2分别与Fe、Cu的反应，总结氯气与可变价态的金属反应的规律，同时反映了Cl2的活泼性如何？ 提示　可变价态的金属Fe、Cu与Cl2反应时生成高价态氯化物，同时反映了Cl2的性质非常活泼。 1.某同学想利用所学的知识去探究CO2的性质，设计了如下研究程序，合理的是(　　) A.观察(得出CO2的物理性质)→分类(预测CO2的性质)→实验(观察实验现象、验证预测)→比较得出结论，对于异常现象再预测，通过实验验证 B.分类(预测CO2的性质)→观察(得出CO2的物理性质)→实验→比较并得出结论 C.观察(得出CO2的物理性质)→实验→分类(预测CO2的性质)→比较并得出结论 D.实验→分类(预测CO2的性质)→观察(得出CO2的物理性质)→比较并得出结论 答案　A 解析　探究物质性质的基本程序：观察物质的外部特征(得出物质的物理性质)→运用分类的方法，根据物质所属的类别或利用有关反应规律预测物质的性质→通过实验验证预测，观察实验并记录现象，对于异常现象再预测，通过实验验证→对实验现象进行分析、综合、推理，得出结论。 2.下列关于氯气的叙述正确的是(　　) A.钠在氯气中燃烧产生白色烟雾 B.红热的铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2 C.纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰 D.向田鼠洞里通入氯气杀灭田鼠，利用了氯气有毒和密度较大的性质 答案　D 解析　钠在氯气中燃烧产生白烟，没有雾，故A错误；红热的铁丝在氯气中燃烧生成FeCl3，故B错误；纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，故C错误；氯气密度比空气大且有毒，可向田鼠洞里通入氯气杀灭田鼠，故D正确。 3.室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的反应条件下，它们可按下面框图进行反应。又知D溶液为棕黄色，E溶液为无色，请回答： (1)A是　　　　　　　(填化学式，下同)，B是　　　　，C是　　　　。  (2)反应①的化学方程式为　　　　。  (3)反应③的化学方程式为　　　　。  答案　(1)Fe　Cl2　H2　(2)2Fe+3Cl22FeCl3　(3)Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ 解析　从反应的框图看出，反应①A+B→D固体，D固体溶于水得到的D溶液呈棕黄色，又从物理性质可以判断B为Cl2。推出A是Fe，D为FeCl3，F为FeCl2。从反应③A+E溶液→F溶液+C可知，E为HCl，C为H2。 二、研究氯水的性质 1.发现新问题 在研究氯气的溶解性实验中，将浅黄绿色的氯水密闭放置一段时间后发现氯水的颜色变浅。这说明氯气可能与水发生反应。 2.实验探究 (1)氯气能否与水发生反应 实验 操作 实验 现象 干燥的红纸条不褪色，而湿润的红纸条褪色 实验 结论 干燥的Cl2无漂白性，氯气能与水反应，且产生的新物质(HClO)有漂白性 (2)实验探究氯气与水反应的产物 氯水中加入的试剂 实验现象 起作用的微粒 化学方程式或解释 AgNO3溶液 产生白色沉淀 Cl- HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3 红纸条 使湿润的红纸条褪色 HClO 次氯酸具有漂白性 紫色石蕊溶液 先变红后褪色 H+、HClO 酸性使石蕊溶液变红，次氯酸使之褪色 实验结论 (写化学方程式) Cl2+H2O===HCl+HClO 知识拓展　次氯酸的性质 思考1　氯气溶于水，得到新制氯水。新制氯水中含有哪些成分？新制氯水和久置氯水成分上有什么区别？ 提示　新制氯水中主要含有HCl、HClO、Cl2、H2O。久置后HClO分解，最终成为HCl溶液，主要成分为HCl、H2O。 新制氯水、久置氯水和液氯的比较 名称 新制氯水 久置氯水 液氯 物质类别 混合物 混合物 纯净物 所含微粒 Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH- H+、Cl-、OH-、H2O Cl2 颜色 浅黄绿色 无色 黄绿色 思考2　次氯酸虽然有杀菌消毒功能，但由于其不稳定性导致其应用受限，化学家是如何解决这一问题的？ 提示　与NaOH反应制成84消毒液；也可以与石灰乳反应制成漂白粉。 3.氯气与碱的反应 (1)与氢氧化钠溶液反应——制取消毒液 ①反应的化学方程式：Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。 ②消毒液的有效成分：次氯酸钠。 (2)与石灰乳反应——制取漂白粉 ①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。 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。反应的化学方程式：Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO。 思考3　(1)工业制取漂白粉时，为什么用石灰乳而不用澄清石灰水？ 提示　Ca(OH)2在水中溶解度小，石灰乳中含有的氢氧化钙比澄清石灰水中含有的多，增加了反应物之间接触的机会，反应更快、更充分、更节省原料。 (2)漂白粉长期露置于空气中会失效，你能说出其中的原因吗？漂白粉应该如何保存？ 提示　漂白粉长期露置于空气中，其中的次氯酸钙与空气中的水和二氧化碳发生反应：Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO。而HClO不稳定，在光照条件下分解：2HClO2HCl+O2↑，具有漂白作用的次氯酸分解了，那么漂白粉也就失效了。漂白粉应该避光并置于阴凉处密封保存。 1.判断正误 (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)Cl2与H2O反应生成HCl和HClO，故氯水中无Cl2分子(　　) (3)湿润的有色布条遇Cl2褪色，说明Cl2具有漂白性(　　) (4)有大量的氯气泄漏时，应用肥皂水浸湿的软布捂住鼻孔，并迅速离开现场(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 2.(2024·烟台高一检测)“氯气对水一心一意，水偏弄成三分四离。”其中“三分四离”指的是新制氯水中的七种微粒。下列实验现象和结论一致的是(　　) A.新制氯水使紫色石蕊溶液先变红后褪色，说明有HClO和H+存在 B.向新制氯水中加入饱和NaHCO3溶液，有无色气体产生，说明有HClO存在 C.向新制氯水中加入饱和NaHCO3溶液，有无色气体产生，说明氯气和水反应生成了HCl D.向新制氯水中加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明氯水中的氯气分子与氢氧化钠直接反应 答案　AC 解析　氯气和水反应生成HCl和次氯酸，HCl使紫色石蕊溶液变红，次氯酸具有强氧化性，能够把红色物质氧化变为无色物质而褪色，A正确；HClO的酸性比碳酸的酸性弱，不能与NaHCO3反应生成气体，新制氯水中与NaHCO3反应生成气体的是HCl，B错误；由于酸性：HCl>H2CO3>HClO，所以向新制氯水中加入饱和NaHCO3溶液，有无色气体产生，说明氯气和水反应生成了HCl，反应产生的气体是CO2，C正确；新制氯水和NaOH溶液反应，不断消耗原溶液中的HCl和次氯酸，使得氯气分子继续与水反应生成HCl和次氯酸，最终氯水褪为无色，而不是氯气直接与氢氧化钠反应，D错误。 3.某同学在一次实验中发现：把新制氯水逐滴滴加到含有酚酞的氢氧化钠溶液中，当加入最后半滴时溶液的红色突然消失。 (1)知识储备：将氯气通入水中的化学方程式为　　　　。  (2)探究“溶液的红色突然消失”的原因： ①猜想：a.氯水中的盐酸和HClO中和了NaOH，使溶液由红色变成无色； b.　　　　。  ②设计实验：往已褪色的溶液中连续滴加NaOH溶液至过量，若现象为　　　　，则证明“猜想a”正确；若现象为　　　　，则证明“猜想b”正确。 答案　(1)Cl2+H2O===HCl+HClO　(2)①氯水中的HClO有漂白性，将溶液漂白而使其褪色　②溶液恢复红色　溶液不变色 解析　(2)①盐酸和次氯酸具有酸性，能够与氢氧化钠发生中和反应，使溶液褪色；也可能是次氯酸将溶液漂白。②要证明红色褪去的原因是a或b可以通过以下实验：在已经褪色的溶液中继续加入NaOH溶液，直到溶液呈碱性，若溶液恢复红色，则说明是被中和而褪色，若溶液不变色，则说明是被漂白而褪色。 课时对点练 [分值：100分] [1~8题，每小题5分] 题组一　研究物质性质的基本程序 1.下列有关研究氯气性质的基本方法和基本程序的叙述错误的是(　　) A.利用观察法观察氯气的外部特征，如氯气的颜色、存在状态等 B.预测氯气的性质属于研究物质性质的基本程序的第二步 C.预测氯气的性质时可运用分类法 D.研究氯气的性质可按照观察→实验→预测→结论的程序进行 答案　D 解析　研究物质的性质可按照观察→预测→实验→结论的程序进行，B项正确、D项错误。 题组二　氯气的性质及其与单质的反应 2.(2025·通州高一期末)下列关于氯气的说法正确的是(　　) A.具有漂白性 B.常温常压下密度大于空气 C.无色无味气体 D.与水反应的产物均稳定 答案　B 3.下列说法不正确的是(　　) A.钠、铁和铜都能与氯气反应，生成金属氯化物 B.液氯是氯气的水溶液，它能使干燥的有色布条褪色 C.氢气能在氯气中安静地燃烧 D.Na在氯气中燃烧的现象与Na在空气中加热的现象不相同 答案　B 解析　液氯是液态的氯气，没有漂白性，不能使干燥的有色布条褪色，B项错误。 4.(2024·上海杨浦区高一检测)下列化合物中一般不能通过单质与氯气直接化合制得的是(　　) A.FeCl2 B.FeCl3 C.CuCl2 D.HCl 答案　A 解析　氯气和铁发生化合反应得到氯化铁，得不到氯化亚铁，A符合题意，B不符合题意；氯气和铜发生化合反应得到氯化铜，C不符合题意；氯气和氢气发生化合反应得到氯化氢，D不符合题意。 题组三　氯水的性质 5.(2025·湘潭高一期末)下列关于氯水的叙述正确的是(　　) A.新制氯水具有漂白性 B.氯气、氯水、液氯的化学成分相同 C.向氯水中滴加稀盐酸后，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀产生，则说明氯水中一定含Cl- D.新制氯水需保存在密闭的无色玻璃瓶中 答案　A 解析　氯水为混合物，氯气和液氯为纯净物，B错误；向氯水中滴加稀盐酸，引入了Cl-，则不能说明氯水中含Cl-，C错误；HClO见光易分解，则新制氯水应密封保存在棕色试剂瓶中，D错误。 6.某同学在实验室进行下列实验操作，观察到的现象与得到的结论不相符的是(　　) 选项 实验操作 实验现象 结论 A 观察新制氯水 溶液呈浅黄绿色且有刺激性气味 新制氯水中含有Cl2 B 向新制氯水中滴加NaHCO3溶液 产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 新制氯水中含有H+ C 向新制氯水中滴加HNO3酸化的AgNO3溶液 产生白色沉淀 新制氯水中含有Cl- D 向新制氯水中滴加紫色石蕊溶液 溶液先变红后褪色 氯气具有酸性和漂白性 答案　D 解析　新制氯水中含有Cl2，所以溶液呈浅黄绿色且有刺激性气味，A正确；向NaHCO3溶液中滴加氯水，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体二氧化碳，说明氯水中有酸性物质，即含有H+，B正确；向氯水中滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，反应产生的白色沉淀为AgCl，说明氯水中含有Cl-，C正确；Cl2与水反应生成HCl和HClO，溶液呈酸性并具有强氧化性，能使石蕊溶液先变红后褪色，表现出HCl的酸性和HClO的漂白性，而不是Cl2，D错误。 题组四　氯气与碱的反应 7.在实验室制取Cl2时，尾气一般要用NaOH溶液吸收而不用澄清石灰水吸收的理由是(　　) A.氯气不与石灰水反应 B.Ca(OH)2微溶于水，澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少，吸收的尾气也很少 C.氯气与Ca(OH)2反应生成的CaCl2难溶于水 D.澄清石灰水能吸收空气中的CO2而变浑浊 答案　B 解析　Ca(OH)2在水中的溶解度小，吸收Cl2的量较少，吸收不充分。 8.(2025·淄博高一期末)工业上将Cl2通入冷的NaOH 溶液中制得漂白液，下列说法错误的是(　　) A.NaClO 溶液比 HClO 溶液稳定 B.漂白液需在阴凉处避光保存 C.通入CO2 后的漂白液消毒能力增强 D.漂白液的有效成分是NaClO和NaCl 答案　D 解析　漂白液的有效成分为NaClO，D错误。 [9~12题，每小题6分，有一个或两个选项符合题目要求] 9.某同学用下列装置进行有关Cl2的实验。下列说法不正确的是(　　) A.Ⅰ图中：实验现象证明氯气无漂白作用，氯水有漂白作用 B.Ⅱ图中：闻Cl2的气味 C.Ⅲ图中：产生苍白色火焰 D.Ⅳ图中：若气球干瘪，证明Cl2可与NaOH溶液反应 答案　D 解析　干燥的氯气不能使干燥的有色布条褪色，能使湿润的有色布条褪色，说明氯气无漂白作用，氯水有漂白作用，故A正确；在实验室，闻某些气体的气味时，只能通过扇闻的方法，以免有毒有害气体浓度过高导致中毒，故B正确；氯气和氢气燃烧生成HCl，火焰呈苍白色，故C正确；开始气球处于干瘪状态，当滴入NaOH溶液，氯气与NaOH反应使烧瓶内压力减小，气球逐渐膨胀，故D错误。 10.某同学在pH试纸上滴几滴新制氯水，现象如图所示，下列有关该实验的说法正确的是(　　) A.该实验说明HClO为弱酸 B.该实验说明溶液中H+和HClO分子能共存 C.将实验后的pH试纸在酒精灯上微热，试纸又恢复原来的颜色 D.若用久置的氯水进行实验，现象不同 答案　BD 解析　HClO 的漂白不可逆，加热不能恢复原来的颜色，C项错误；久置的氯水中溶质只有 HCl，pH试纸中间不会出现白色，D项正确。 11.(2025·广西高一质检)如图所示，在A处通入未经干燥的氯气。当关闭B处的弹簧夹时，C处的红布条看不到明显的现象；当打开B处的弹簧夹后，C处的红布条逐渐褪色，则D瓶中盛放的溶液可能是(　　) A.饱和NaCl溶液 B.NaOH溶液 C.H2O D.浓硫酸 答案　BD 解析　干燥的氯气不具有漂白性，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，在A处通入未经干燥的氯气；当关闭B处的弹簧夹时，C处的红布条看不到明显现象，当打开B处的弹簧夹后，C处的红布条逐渐褪色，说明D处液体能够吸收水或者吸收氯气，若D为浓硫酸则可以吸收氯气中的水，若D处为氢氧化钠溶液，可吸收氯气，综上所述，B、D正确。 12.(2025·通州高一期末)实验室模拟工业以贝壳(主要成分是CaCO3)为原料制备漂白粉的流程如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.贝壳高温煅烧发生的化学反应属于分解反应 B.“加水溶解”后还需要的实验操作是过滤 C.“通入Cl2”时发生反应的化学方程式是Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O D.操作采取低温蒸干的原因可能是Ca(ClO)2在高温下不稳定，易分解 答案　C 解析　“通入Cl2”时发生反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，C错误。 13.(8分)Cl2是一种重要的化工原料。如图是一些含氯产品。 (1)①中钢瓶上应贴的标签为　　　　　　(填字母，下同)。  A.腐蚀品 B.爆炸品 C.有毒品 D.易燃品 (2)下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是　　　　。  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.漂白液的有效成分是Na2O2 (3)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，检验一瓶氯水是否已经完全变质，可选用的试剂是　　　　(填字母)。  A.硝酸银溶液 B.酚酞溶液 C.碳酸钠溶液 D.紫色石蕊溶液 答案　(1)C　(2)B　(3)H2+Cl22HCl　D 解析　(2)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，漂白液的有效成分是NaClO，二者均是混合物，A、C项错误，B项正确。(3)久置氯水的成分为稀盐酸，新制氯水的主要成分为Cl2、HCl、HClO，新制氯水和久置氯水均与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，而久置氯水中加入紫色石蕊溶液只变红不褪色。 14.(10分)根据氯及其化合物的性质回答下列问题。 (1)新制氯水和漂白粉都有漂白作用，也可用于水体的杀菌消毒。 ①工业上利用氯气和石灰乳反应可制得漂白粉，漂白粉在空气中容易变质的原因为　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。 ②下列收集Cl2的正确装置是　　　　(填字母)。  ③将灼热的铜丝伸入盛有氯气的集气瓶中，反应现象为　　　　　　　　　　　　　　。  (2)如图中四条直线分别表示钠、镁、铝、铁和Cl2反应时消耗金属的质量与消耗Cl2的质量的关系，其中表示钠与Cl2反应的直线是　　　　(填字母，下同)，表示铁与Cl2反应的直线是　　　　。  答案　(1)①Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3+2HClO、2HClO2HCl+O2↑　②C　③剧烈燃烧，产生棕黄色的烟　(2)d　c 解析　(1)①漂白粉在空气中容易变质的原因是次氯酸钙与空气中的二氧化碳和水蒸气反应生成碳酸钙和次氯酸，次氯酸在光照下可分解成氯化氢和氧气。②集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内压强增大到一定程度会将橡胶塞弹出，A项错误；Cl2的密度比空气的大，Cl2应从短管口进，B项错误；该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理且防倒吸，C 项正确；Cl2能与NaOH反应，收集不到Cl2，D项错误。(2)钠、镁、铝、铁与Cl2反应的化学方程式分别为2Na+Cl22NaCl、Mg+Cl2MgCl2、2Al+3Cl22AlCl3、2Fe+3Cl22FeCl3，消耗等质量的Cl2时所需金属的质量大小关系为m(Na)>m(Fe)>m(Mg)>m(Al)，故表示钠与Cl2反应的直线是d，表示铁与Cl2反应的直线是c。 15.(18分)氯及其化合物在日常生活中有广泛应用。某实验小组对氯气性质及其漂白性进行探究，请回答下列问题： (1)实验室用向上排空气法收集氯气的原因是：氯气的密度比空气的密度　　　　　(填“大”或“小”)。  (2)氯气的水溶液呈　　　　　(填“酸”或“碱”)性，可以使用　　　　　检验氯水中是否存在Cl-。  (3)氯气是一种　　　　　色的有毒气体，生活中氯气可以用于　　　　　。  用如图装置验证氯气的“漂白性”，其中Ⅰ与Ⅲ是干燥的有色布条，C中盛装NaOH溶液，请回答下列问题： (4)装置A的作用是验证氯气是否具有漂白性，则装置A中Ⅱ的作用是　　　　　，装置A中有色布条的现象为　　　　　。  (5)B中应装入的物质是　　　　　。  a.浓硫酸 b.生石灰 c.NaCl固体 d.NaOH固体 (6)装置C的作用为　　　　　。  答案　(1)大　(2)酸　AgNO3　(3)黄绿　消毒　(4)干燥氯气　有色布条Ⅰ褪色，Ⅲ不褪色　(5)bd　(6)吸收尾气，防止氯气污染环境 学科网（北京）股份有限公司 $