内容正文:
第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
◆ 学习任务 氯气的性质
【课前自主预习】
一、氯元素的存在及氯气的发现
1.氯元素的存在
2.氯气的发现
二、氯气的性质
1.氯气的物理性质
颜色
状态
气味
溶解性
色
气体
刺激性气味
25 ℃时,1体积的水可溶解约 体积的氯气
2.氯原子结构与氯气的化学性质
(1)氯原子的结构
氯原子结构示意图为 ,最外层有 个电子,在化学反应中很容易 电子形成Cl-,使最外电子层达到8个电子的稳定结构。
(2)氯气的化学性质
①与金属单质的反应
氯气能与大多数金属化合,生成金属氯化物。
2Na+Cl22NaCl,产生 。
2Fe+3Cl2 ,产生 。
Cu+Cl2CuCl2,产生 。
②与非金属单质的反应
氯气能与大多数非金属单质发生化合反应。例如,H2在Cl2中燃烧生成HCl:
实验操作
实验现象
化学方程式
实验结论
纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出
色火焰,集气瓶口出现
反应生成的HCl极易溶于水,溶于水得到的溶液为
[注意] H2和Cl2的混合气体,在强光照射下会发生爆炸,化合生成HCl。
③与水的反应
a.氯水的形成
氯气的水溶液称为 。在常温下,溶于水中的部分氯气与水发生反应生成了HCl和HClO,反应的化学方程式为 。
b.探究干燥的氯气是否具有漂白性
实验操作
实验现象
结论
有色布条
干燥的Cl2 漂白作用
有色布条
氯水有漂白作用,起漂白作用的是
[注意] 干燥的氯气不具有漂白性,潮湿的氯气才具有漂白性,实际上起作用的是Cl2与水反应生成的HClO。
c.次氯酸的性质及用途
④与碱的反应
制取方法
化学方程式
有效成分
制漂
白液
常温下,将Cl2通入NaOH溶液中
制漂
白粉
将Cl2通入冷的石灰乳中
制漂
粉精
Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使 成为主要成分,则得到漂粉精
[注意] 工业上制取漂白粉时,选用石灰乳而不用石灰水。
【情境问题思考】
“84”消毒液、漂白粉是常用的环境消毒剂,可对微生物污染严重的区域强力消毒。
问题一:“84”消毒液、漂白粉的有效成分都是次氯酸盐。保存时,应注意什么问题?次氯酸盐在使用时,如何起到漂白和消毒的作用?
问题二:“洁厕灵”的有效成分是盐酸,“84”消毒液能和“洁厕灵”一起用吗?为什么?
【核心知识讲解】
一、氯气与金属及碱反应的规律
1.氯气与金属的反应
反应规律:Cl2+金属金属氯化物(盐)。
例如:2Fe+3Cl22FeCl3、Cu+Cl2CuCl2。
[注意] (1)Cl2与变价金属(如Fe、Cu等)反应时,生成高价态金属氯化物,且产物的种类与氯气的量无关。
(2)常温下,干燥的Cl2或液氯与Fe不反应,故可用钢瓶储存液氯。
2.氯气与碱的反应
反应规律:Cl2+碱氯化物+次氯酸盐+H2O(常温)。
例如:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O(制取“84”消毒液);
2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(制取漂白粉)。
二、氯水的成分及性质
1.氯水的主要成分及性质
2.氯水和液氯的区别
液氯
新制氯水 (三分子四离子)
久置氯水
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H+、Cl-、H2O、OH-
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
【知识迁移应用】
例1 某同学用如图所示装置进行有关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:生成棕黄色的烟
D.Ⅳ图中:若气球干瘪,证明Cl2可与NaOH反应
例2 [2025·江苏南京六校高一联考] 为探究新制氯水的性质,某学生做了如下实验。
实验
装置
试剂a
现象
①
紫色石蕊溶液
溶液先变红后褪色
②
NaHCO3溶液
产生气泡
③
HNO3酸化的AgNO3溶液
产生白色沉淀
④
KI溶液、淀粉溶液
溶液变蓝
由上述实验可得新制氯水的性质与对应的解释或离子方程式不相符的是 ( )
A.实验①说明新制氯水中含有H+、HClO
B.实验②发生的反应为HC+HClOClO-+CO2↑+H2O
C.实验③说明新制氯水中有Cl-:Cl-+Ag+AgCl↓
D.实验④说明Cl2具有强氧化性:Cl2+2I-2Cl-+I2
[易错提醒] 氯水性质的多重性
(1)氯水与还原性离子反应时一般是Cl2表现氧化性,不考虑HClO。
(2)氯水用于漂白和消毒时,考虑HClO的强氧化性。
(3)氯水呈酸性时,考虑氯水中含有H+。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)铁粉与少量Cl2反应时生成FeCl2;与足量Cl2反应时生成FeCl3。 ( )
(2)光照氯水时有气体产生,该气体是氯气。( )
(3)将Cl2通入品红溶液中,品红褪色,说明Cl2具有漂白作用。 ( )
(4)Cl2与H2O反应的离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO。 ( )
(5)Cl2与NaOH溶液反应时,Cl2是氧化剂,NaOH是还原剂。 ( )
2.[2026·湖南雅礼中学高一期中] 氯是海水中的重要元素,下列现象描述不正确的是 ( )
A.纯净的H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰
B.铁丝在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟,产物溶于水得到浅绿色溶液
C.向新制氯水中加入紫色石蕊溶液,溶液先变红后褪色
D.铜丝在氯气中燃烧,产生棕黄色的烟
3.[2025·山东济南高一检测] 如图所示,A处通入Cl2,关闭B时,C中的红色布条不褪色;打开B时,C中的红色布条逐渐褪色。下列说法错误的是 ( )
A.若A处通干燥Cl2,则D中可能为NaOH溶液,C中为湿润的红色布条
B.若A处通湿润Cl2,则D中可能为NaOH溶液或浓硫酸,C中为干燥的红色布条
C.NaOH溶液可以换成澄清石灰水
D.该实验证明干燥的氯气无漂白性
4.某研究性学习小组欲探究氯气的化学性质,设计如图所示的实验装置。
已知:该装置气密性良好;铜粉放在耐高温托盘内(防止硬质玻璃管炸裂)。
请回答下列问题:
(1)为防止铜与空气中的氧气反应,在加热之前应该进行的操作为 。
(2)当观察到AgNO3溶液中出现白色沉淀时,点燃酒精灯加热,写出生成白色沉淀的离子方程式: 。
(3)硬质玻璃管中的反应现象为 。
(4)实验进行一段时间后,盛有水的试管中溶液呈浅黄绿色,说明该溶液中含有的一种物质是 (填化学式),写出试管中反应的化学方程式: 。
(5)实验中,观察到紫色石蕊溶液颜色的变化为 ,说明氯水具有的性质是 、 。
(6)烧杯内氢氧化钠溶液中发生反应的化学方程式为 。
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第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
【新课探究】
学习任务
课前自主预习
一、1.化合物 NaCl、MgCl2、CaCl2
2.舍勒 MnO2 戴维
二、1.黄绿 2
2.(1) 7 得到1个
(2)①黄色火焰和大量白烟 2FeCl3 棕黄色的烟 棕黄色的烟
②苍白 白雾 H2+Cl22HCl 盐酸
③a.氯水 Cl2+H2OHCl+HClO
b.不褪色 无 褪色 HClO
c.弱 2HCl+O2↑ 杀菌、消毒
④Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O NaClO
2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
Ca(ClO)2 Ca(ClO)2 Ca(ClO)2
情境问题思考
问题一:提示:以次氯酸盐为有效成分的消毒剂和漂白剂应避光并置于阴凉处密封保存。次氯酸盐与空气中的CO2和H2O(g)反应生成HClO,而HClO具有强氧化性,从而发挥漂白和消毒的作用。
问题二:提示:不能。“84”消毒液的有效成分为NaClO,“洁厕灵”的主要成分为盐酸,二者发生反应:NaClO+2HClNaCl+Cl2↑+H2O,氯气有毒,故不可混用。
知识迁移应用
例1 D [解析] 图Ⅰ中,干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,证明氯气无漂白作用,氯气溶于水产生的氯水具有漂白作用,A正确;Cl2是有毒气体,为达到闻气体气味同时又避免中毒的目的,应该采用Ⅱ图中所示的扇闻的方法闻Cl2的气味,B正确;将灼热的Cu丝伸入盛有Cl2的集气瓶中,会看到铜丝在Cl2中燃烧,同时看到有棕黄色的烟,C正确;Cl2与NaOH发生反应Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,Cl2减少,烧瓶中的气体压强减小,通过导气管与外界大气相通的气球就会鼓起胀大,而不是干瘪,D错误。
例2 B [解析] 实验①中紫色石蕊溶液先变红,说明氯水呈酸性,含有H+,后褪色,说明氯水有漂白性,含有HClO,A正确;HClO的酸性比碳酸弱,实验②发生反应:HC+H+CO2↑+H2O,B错误;实验③中氯水滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,该沉淀为AgCl,C正确;实验④中氯水滴入KI溶液、淀粉溶液,溶液变蓝,说明Cl2将I-氧化生成I2,体现Cl2的强氧化性,D正确。
【课堂评价】
1.(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
2.B [解析] 纯净的H2在Cl2中会安静地燃烧并发出苍白色火焰,A正确;铁丝在Cl2中燃烧生成FeCl3,产物溶于水得到的溶液应呈黄色或棕黄色,而非浅绿色,B错误;新制氯水中含H+和HClO,石蕊溶液先变红后褪色,C正确;铜丝在Cl2中燃烧产生棕黄色烟(CuCl2),D正确。
3.C [解析] 若A处通干燥Cl2,关闭B,气体进入D中的NaOH溶液,除去了氯气,C中有色布条不褪色,打开B,干燥的氯气进入C,C中为湿润的红色布条,氯气和水反应生成HClO,使布条褪色,A正确;若A处通湿润Cl2,关闭B,气体进入D中,D中为NaOH溶液或浓硫酸,除去Cl2或除去了水,不能使干燥有色布条褪色,打开B,湿润的氯气进入C,使C中干燥的红色布条褪色,B正确;NaOH溶液的作用为尾气处理,若换成澄清石灰水,氢氧化钙溶解度小,形成溶液后浓度较低,可能无法完全除去多余的氯气,C错误;该实验可证明干燥的氯气无漂白性,D正确。
4.(1)先通入氯气排尽装置中的空气
(2)Cl-+Ag+AgCl↓
(3)产生棕黄色的烟
(4)Cl2 Cl2+H2OHCl+HClO
(5)先变红后褪色 酸性 漂白性
(6)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
[解析] (1)为防止铜与空气中的氧气反应,在加热之前应该进行的操作为先通入氯气排尽装置中的空气。(2)盛有硝酸银溶液的试管用于验证装置中的空气被排尽,当观察到AgNO3溶液中出现白色沉淀时,说明装置中的空气已经排尽,Cl2和H2O反应生成的HCl与AgNO3反应生成白色沉淀,离子方程式为Cl-+Ag+AgCl↓。(3)硬质玻璃管中氯气与铜共热反应生成氯化铜,会有大量棕黄色的烟产生。(4)盛有水的试管用于吸收氯气制得氯水,溶液呈浅黄绿色,说明其中含有未反应的Cl2;试管中氯气与水反应的化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。(5)盛有紫色石蕊溶液的试管用于验证氯水的酸性和漂白性,氯水中含有盐酸,使溶液显酸性,石蕊溶液变红色说明氯水具有酸性,具有强氧化性的次氯酸会使有机色质漂白褪色,红色溶液褪色说明氯水具有漂白性。(6)盛有氢氧化钠溶液的烧杯用于吸收有毒的氯气,防止污染空气,反应的化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
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