2.2 氯及其化合物 第1课时（教学课件）化学人教版必修第一册

第1课时 氯气的性质 氯及其化合物 第2节 第二章 海水中的重要元素—钠和氯 人教版必修第一册 1 氯气与金属单质和非金属单质的反应 2 氯元素的存在和氯气的物理性质 1 氯气与水、碱的反应 3 学习内容导览 2 1. 从原子结构角度，结合实验探究，认识氯气的强氧化性，培养宏微结合探究物质性质的能力。 2. 初步了解次氯酸的性质，结合其漂白性，认识氯气、次氯酸在生产、生活中的应用，增强环保意识，强化社会责任感。 重点：氯气的物理性质与化学性质（尤其是氯气与金属、氢气、水的反应所体现的强氧化性），以及新制氯水的成分与漂白性、酸性等性质。 难点：氯气与水反应的可逆性和次氯酸漂白作用的本质，以及液氯、新制氯水、久置氯水三者的辨析。 素养锚定·课标定位 上课之前，先请大家回忆，你是否曾经在家拧开水龙头，接杯自来水，凑近闻一闻——你有没有闻到一股淡淡的、有点像漂白粉的刺激气味？ 不少同学会心里打鼓：这水，是不是没处理干净？ 恰恰相反。这股味道，是自来水的"护身符"。1908年，世界上最早的一批城市开始用氯气为自来水消毒，直到今天，氯气仍是全世界最常用、技术最成熟的饮水消毒手段——它溶于水会生成一种叫次氯酸的物质，靠强氧化性把细菌、病毒"杀死"。所以，那股淡淡的氯味，正是消毒剂还在"站岗值班"的证明：闻到它，恰恰说明这杯水是安全的。 情境启思·任务缘起 可是，你能想象吗？就是这样一位"生命卫士"，一旦失控，却能在几分钟内夺走成千上万条生命。1915年4月22日，第一次世界大战的比利时伊普尔战场，德军打开了成排钢瓶的阀门，黄绿色的气体顺着风，像潮水一样贴着地面压向协约国阵地——1.5万名士兵中毒，5000人丧生，人类的战争史上出现了第一次大规模化学武器袭击。 同一种气体，为什么既能救人、又能杀人？它究竟具有怎样的性质？为什么氯气泄漏时，人们要"逆风、往高处撤"？今天，就让我们一起走近这位集"天使"与"恶魔"于一身的黄绿色气体——‌氯气‌。 情境启思·任务缘起 氯元素的存在和氯气的物理性质 01 一、氯元素的存在和氯气的物理性质 任务一 氯元素的存在 你了解的含氯元素的物质有哪些？请举出具体的例子。 在自然界中除了以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中，还存在于陆地的盐湖和盐矿中，即以化合态存在，氯是一种重要的“成盐元素” 海水 盐湖 盐矿 分层研学·探理悟新 一、氯元素的存在和氯气的物理性质 任务一 氯元素的存在 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。 盐酸 有机溶剂 染料 农药 药品 分层研学·探理悟新 一、氯元素的存在和氯气的物理性质 任务二 氯气的物理性质 舍勒 氯气的发现 MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 +Cl2↑ + 2H2O 瑞典化学家舍勒将软锰矿（主要成分是MnO2）与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色、有刺激性气味的气体。 分层研学·探理悟新 一、氯元素的存在和氯气的物理性质 任务一 颜色状态 气味 密度 溶解性 熔点 沸点 黄绿色 气体 有刺激性气味 （有毒） 比空气大 3.214 g/L(0℃) 可溶于水 -101℃ -34.6℃ 氯气有毒，人吸入少量氯气会使鼻喉的黏膜受到刺激，引起咳嗽和胸部疼痛，吸入大量氯气会中毒致死。 向上排空法 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量气体飘进鼻孔。 ✪提醒：液化的氯气称为液氯（纯净物） 氯气的物理性质 分层研学·探理悟新 一、氯元素的存在和氯气的物理性质 思考 将氯气用软管通入到田鼠洞中可用于消灭田鼠，这是利用了氯气哪些性质？这启示我们在遇到氯气泄漏时应怎样做？ 一方面是利用氯气的密度比空气大，可沉于洞底，另一方面是氯气有毒。 遇到氯气泄漏，要去上风向的高处躲避。 溶解性 能溶 → 湿毛巾捂住口鼻 密度 ρ>ρ(空气) → 高处 分层研学·探理悟新 一、氯元素的存在和氯气的物理性质 思考 从氯气的发现到氯被确认为一种新的元素，时间长达三十多年，其间经历了数位科学家的不懈探索。 你从这一史实中得到什么启示？ 启示1：科学研究需要由正确的理论做指导，错误的理论只会浪费时间和精力。 启示2：科学研究需要以大量事实为依据，只有大量事实才能推翻错误理论，建立正确的理论或推动科学理论的发展。 分层研学·探理悟新 典例1 一、氯元素的存在和氯气的物理性质 下列说法正确的是 A.用鼻子对着盛有氯气的瓶口，就可以嗅到氯气的气味 B.用向下排空气法可以收集到纯净的氯气 C.贮氯罐意外泄漏，应沿逆风方向向高处疏散群众 D.氯气车间液氯泄漏时，应弯腰逃离氯气泄漏区域 C 典例剖析·逻辑释疑 典例2 A 一、氯元素的存在和氯气的物理性质 下列关于氯元素的说法不正确的是 A．氯元素在自然界中主要以游离态存在 B．氯气是一种有刺激性的有毒气体 C．液氯中含有大量的氯气分子 D．液氯一般用钢瓶储存 典例剖析·逻辑释疑 氯气与金属单质和非金属单质的反应 02 思考 画出氯原子的结构示意图，推测出氯气可能具有的性质 二、氯气与金属单质和非金属单质的反应 氯气能与哪些物质发生反应？ 易得到一个电子 强氧化性 Cl- Cl 7 【结构决定性质】 自然界中没有游离态的Cl2, 自然界中氯只以化合态的形式存在 分层研学·探理悟新 任务三 氯气与金属单质的反应 二、氯气与金属单质和非金属单质的反应 ①与钠反应 2Na＋Cl2===2NaCl 安全提示 氯气有毒，有关氯气性质 的实验要在通风条件下（如在 通风橱里）进行。 ②与金属铁反应 2Fe + 3Cl2 === 2FeCl3 Δ 观察氯气与金属钠、金属铁、金属铜单质反应的实验，记录实验现象，书写化学方程式，并标出变价元素的化合价，分析其特点。 实验现象：剧烈燃烧，产生黄色火焰和大量白烟。 实验现象：剧烈燃烧，产生大量棕红色或棕褐色烟。 分层研学·探理悟新 二、氯气与金属单质和非金属单质的反应 Cu + Cl2 === CuCl2 Δ ③与金属铜反应 实验现象：剧烈燃烧，产生大量棕黄色烟。 分层研学·探理悟新 归纳 对比氯气与金属单质的反应 二、氯气与金属单质和非金属单质的反应 剧烈燃烧，黄色火焰，白烟，放出大量的热 剧烈燃烧，放出大量的热，生成棕黄色的烟，加水后溶液成蓝绿色 剧烈燃烧，放出大量的热，生成棕褐色的烟，加水后溶液成棕黄色 点燃 2Na+Cl2 2NaCl 点燃 2Fe+3Cl2 2FeCl3 Cu + Cl2 CuCl2 点燃 0 0 +1 -1 0 0 +3 -1 0 0 +2 -1 ✪注意：通常干燥的氯气不与铁反应，用钢瓶储运液氯。 化学方程式 反应现象 与活泼金属钠反应 与多价态金属铁反应 与不活泼金属铜反应 注意：无论量多量少都只生成FeCl3 氯气是强氧化剂，在加热条件下能与大多数金属化合，生成高价金属氯化物。 分层研学·探理悟新 任务五 氯气和非金属单质的反应 二、氯气与金属单质和非金属单质的反应 【实验2-7】在空气中点燃氢气，然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中，观察现象。 【实验现象】纯净的氢气在氯气中安静的燃烧发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾。 H2 + Cl2 === 2HCl 点燃 HCl气体溶于水，就成为我们常用的盐酸 验纯！ 瓶口的白雾是什么？ ✪注意：Cl2与H2混合，光照射发生爆炸。H2 与Cl2反应，条件不同，现象不同，产物相同。 分层研学·探理悟新 思考 我们以前学过的燃烧反应，都是物质在氧气中的燃烧。通过H2在Cl2中的燃烧，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？ 二、氯气与金属单质和非金属单质的反应 提示　体现了Cl2的氧化性。燃烧是发光发热的剧烈的氧化还原反应，不一定要有氧气参与。如H2+Cl2 2HCl等。 燃烧的条件中一定需要氧气？ 燃烧：可燃物与氧化剂在一定条件下（点燃、灼烧等）发生的发光、放热的剧烈反应。本质是氧化还原反应。不一定要有氧气参与。 分层研学·探理悟新 归纳 二、氯气与金属单质和非金属单质的反应 (1)氯气是很活泼的非金属单质，具有很强的氧化性。氯气能与绝大多数金属反应，一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到高价态。 (2)燃烧是指发光发热的剧烈的化学反应。它强调的是①发光，发热；②反应剧烈；③实质是剧烈的氧化还原反应；④不一定要有氧气参加。 分层研学·探理悟新 典例1 二、氯气与金属单质和非金属单质的反应 下列实验现象的描述正确的是（ ） A．氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口上方有白色烟雾 B．铁丝在氯气中燃烧，产生棕红色的浓烟，产物溶于水，溶液呈浅绿色 C．铜在氯气中燃烧，产生棕黄色烟，产物溶于水，溶液呈蓝绿色 D．钠在空气中燃烧，发出黄色的火焰，生成白色固体 C 典例剖析·逻辑释疑 典例2 二、氯气与金属单质和非金属单质的反应 工业制备盐酸以H2和为原料。实验室将点燃的气体a缓慢伸入集气瓶中模拟制备少量HCl(如图所示)，下列说法错误的是 A．实验方案会用到 、 等提示图标 B．反应过程中集气瓶口有白雾生成 C．工业上可以采用混合光照的方法制备HCl D．该实验说明燃烧不一定需要氧气参加 C 典例剖析·逻辑释疑 氯气与水、碱的反应 03 思考 请同学们观看视频并思考自来水厂为什么可以用氯气来消毒杀菌？ 三、氯气与水、碱的反应 资料卡片：1体积的水可溶解2体积的氯气，氯气的水溶液称为氯水。 水源 取水泵房 反应池 沉淀池 加药 澄清池 快滤池 清水池 送水泵房 管网 加氯 分层研学·探理悟新 任务一 氯气与水的反应 三、氯气与水、碱的反应 将盛满氯气的集气瓶倒扣在水中，静置片刻，观察现象（液面上升，气体颜色变浅）。 氯气溶于水是简单的溶解,还是发生了化学反应？ 预测 简单溶解 Cl2、H2O、新物质 全部反应 X Cl2、H2O 新物质、H2O 溶解的Cl2 部分反应 溶液应该是中性的 溶液不一定是中性 分层研学·探理悟新 思考 观看氯气与水反应微观动画视频，尝试书写化学方程式。 三、氯气与水、碱的反应 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 Cl2 + H2O HCl + HClO 分层研学·探理悟新 三、氯气与水、碱的反应 （1）取干燥的和湿润的有色纸条（或布条）各一条，分别放入两个盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片，观察现象。 （2）将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片，观察现象。 【实验2-8】 分层研学·探理悟新 三、氯气与水、碱的反应 实验操作 实验现象 解释   有色布条________ 干燥的氯气 漂白性   有色布条______ 湿润的氯气 漂白性 结论 氯气不具有漂白性， 具有漂白性 不褪色 无 褪色 有 氯气和水反应生成的次氯酸 氯气的水溶液称为氯水。新制的氯水能杀菌、消毒和漂白，是因为溶于水的部分氯气与水发生反应，生成了具有强氧化性的次氯酸，化学方程式为 。 Cl2+H2O HCl+HClO Cl2+H2O H+ + Cl- + HClO 分层研学·探理悟新 任务一 实验探究氯水的成分 三、氯气与水、碱的反应 下面是某化学课外活动小组探究氯水成分及性质的活动记录： [观察]　氯气的颜色： 色；氯水的颜色： 色。 [预测]　氯水中含有 分子。 [实验操作1]　用两根玻璃棒分别蘸取盐酸和氯水，各滴在一片pH试纸上。 [实验现象]　滴有盐酸的试纸变 ，滴有氯水的试纸中间 变为 色，外圈变 。 [分析与结论]　滴有氯水的pH试纸外圈变红，说明氯水中有___________ ，中间变为白色，说明氯水中有 的物质。 黄绿 浅黄绿 氯气 红 白 红 能使试纸变 红的酸 能够使有色物质褪色 分层研学·探理悟新 三、氯气与水、碱的反应 [实验操作2]　向2 mL新制氯水中滴加AgNO3溶液反应。 [实验现象]　产生白色沉淀。 [分析与结论]　新制氯水中含有 。 离子方程式： 。 [综合分析得结论] a.氯水中所含的分子有 。 b.氯水中所含的离子有 、OH-(极少量)，使pH试纸变红的离子为 。 Ag++Cl-===AgCl↓ Cl2、H2O、HClO Cl-、H+、ClO- H+ Cl- 分层研学·探理悟新 三、氯气与水、碱的反应 在密闭容器中，氯水的pH、氯离子浓度和氧气的体积随时间的变化如图所示。 【交流研讨】随着时间的推移，溶液的pH减小，酸性增强，氯离子的浓度增大，有氧气生成。 【结论展示】次氯酸不稳定，见光易分解，反应的化学方程式：2HClO === 2HCl+O2↑ 【阅读交流】阅读课本科学•技术•社会（课本P48） 光照 分层研学·探理悟新 思考 在阳台久置的氯水的漂白性消失了，说明了什么？ 三、氯气与水、碱的反应 结论：生成的次氯酸并不稳定，容易分解 ①弱酸性。只存在于水溶液中，酸性比碳酸弱。 ③不稳定性。见光易分解： 光照 2HClO 2HCl + O2↑ ②强氧化性 次氯酸能杀死水中的细菌，起到杀菌、消毒的作用； 能使某些染料和有机色素褪色，可用作棉、麻和纸张的漂白剂。 次氯酸 分层研学·探理悟新 归纳 新制氯水的成分与性质 三、氯气与水、碱的反应 (1)新制氯水的成分：①三分子：Cl2、HClO、H2O；②四离子：H+、Cl-、ClO-、OH-。 (2)新制氯水中各微粒的性质 能够氧化Fe2+ 、Br-、I-等 加入AgNO3溶液产生白色沉淀 使有色布条或品红溶液褪色 使紫色石蕊溶液先变红后褪色 加活泼金属、碳酸盐等产生气泡 新制氯水 Cl2 Cl- HClO H+ 不稳定性 漂白性 酸性 生成沉淀 氧化性 在强光照射下，新制氯水中有气泡产生 分层研学·探理悟新 思考 新制氯水和久置氯水的成分有什么不同？ 三、氯气与水、碱的反应 提示　新制氯水呈浅黄绿色，溶于水中的部分氯气与水发生反应：Cl2+ H2O HCl+HClO，次氯酸是弱酸，所以新制氯水中含有三种分子：Cl2、H2O、HClO，四种离子：H+、Cl-、ClO-及少量OH-；久置后次氯酸分解放出O2，最后变成了HCl溶液。 继续思考：氯水应如何保存？ 避光保存于棕色试剂瓶中 新制氯水 分层研学·探理悟新 归纳 液氯、新制氯水、久置氯水的成分对比 三、氯气与水、碱的反应 物质 液氯 新制氯水 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 保存 特制钢瓶 棕色试剂瓶盛装，密封保存于阴凉处，一般现用现配 — 分层研学·探理悟新 任务一 氯气与碱的反应 三、氯气与水、碱的反应 最初，人们直接用氯水作漂白剂，但因氯气的溶解度不大，而且生成的HClO不稳定，难以保存，使用起来很不方便，效果也不理想。在Cl2与水反应原理的基础上，人们制得了次氯酸钠(NaClO) 、次氯酸钙[Ca(ClO)2]等具有漂白作用的次氯酸盐。 分层研学·探理悟新 三、氯气与水、碱的反应 2NaOH+Cl2＝NaCl+NaClO+H2O 【应用】常用NaOH溶液吸收多余Cl2 （尾气处理 ） （次氯酸钠） ★次氯酸不稳定，次氯酸盐较稳定。 漂白液的有效成分 漂白液的制取：将氯气通入到氢氧化钠溶液中。 离子方程式：Cl2＋2OH－ === ClO－＋Cl－＋H2O 分层研学·探理悟新 三、氯气与水、碱的反应 2Ca(OH)2 + 2Cl2＝ CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O 【交流研讨】 漂白粉（漂粉精）原理： 漂白粉的有效成分 石灰乳 Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO CaCl2 + Ca(ClO)2 主要成分 漂白粉的制取：将氯气通入冷的石灰乳中。 【应用】漂白液，漂白粉和漂粉精可作为棉、麻、纸张的漂白剂，又可作为游泳池等场所的消毒剂。 分层研学·探理悟新 思考 漂白液、漂白粉的生效与失效原理 三、氯气与水、碱的反应 三者的漂白和消毒原理相同，均通过次氯酸盐与酸（如碳酸等）反应生成具有漂白、消毒作用的次氯酸而实现。 NaClO + CO2 + H2O =NaHCO3 + HClO Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO （家用漂白、消毒时，需要加水浸泡片刻，才能更好地发挥旁边效果） 应用：可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂和游泳池等场所的消毒剂。 【讨论】漂白液、漂白粉久置空气中失效的原因是什么？ 因保管不当，与空气中的CO2和H2O反应，生成的HClO分解了。 漂白液、漂白粉应______、_______保存，并置于_______干燥处。 密封 避光 阴凉 分层研学·探理悟新 拓展 三、氯气与水、碱的反应 1.ClO-无论在酸性、碱性还是中性溶液中均具有强氧化性，与具有还原性的I-、S2-、S、Fe2+等不能大量共存。 2.洁厕剂中含有HCl，不能与以次氯酸盐为有效成分的“84”消毒液等同时使用，可能发生反应：Cl-+ClO-+2H+===H2O+Cl2↑，使人中毒。 3.①次氯酸具有弱酸性，且HClO < H2CO3 ②NaClO反应时，不论CO2少量还是过量，产物只有NaHCO3 ③Ca(ClO)2反应时，CO2少量/过量，产物有CaCO3/Ca(HCO3)2 分层研学·探理悟新 典例1 B 三、氯气与水、碱的反应 下列实验现象与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是(　　) A．将Na2CO3固体加入新制氯水中，有无色气泡产生(H+) B．新制氯水使红色布条褪色(HCl) C．向FeCl2溶液中滴加新制氯水，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色(Cl2) D．向新制氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀产生(Cl-) 典例剖析·逻辑释疑 典例2 三、氯气与水、碱的反应 下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是 A.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉 B.漂白液的有效成分是NaClO，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2 C.漂白粉和Fe(OH)3胶体都常用于自来水的处理，二者的作用原理相同 D.漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应 B 典例剖析·逻辑释疑 氯元素以化合态存在 氯气的性质 氯元素的存在与氯 气的物理性质 氯气的化学性质 与金属单质反应：生成高价金属氯化物 与非金属（如氢气等）反应： 与水反应：Cl2+H2O HCl+HClO 与碱反应（制漂白粉、漂白精）：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 2Ca(OH)2 + 2Cl2＝ CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O H2 + Cl2 === 2HCl 点燃 体系梳整·认知升华 1．下列有关氯气的叙述中正确的是（  ） A．Cl2是无色无味的气体 B．液氯和氯水是同一物质 C．常温下H2和Cl2能发生化合反应 D．Cl2跟变价金属反应生成高价金属氯化物 D 当堂诊学·成效校验 2．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 当堂诊学·成效校验 A 3．下列有关氯及其化合物的说法正确的是（ ） A．Cl2和变价金属反应生成较高价态的金属氯化物 B．将氯气通入澄清石灰水中，即可制得漂白粉 C．向新制的氯水中放入有色布条会褪色说明Cl2有漂白性 D．Cl2→NaCl必须加入还原剂才能实现 当堂诊学·成效校验 4．已知两瓶气体，分别是 HCl 和 Cl2，可以区别它们的方法或试剂是 ①观察颜色　②打开瓶盖看有无白雾　③硝酸银溶液　④湿润的红色石蕊试纸　⑤湿润的蓝色石蕊试纸 A.①③④ B.①②④ C.①②④⑤ D.①②⑤ C 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 人教版必修第一册 第一章 物质及其变化 50 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.78 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) $