2.2 氯及其化合物 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

氯及其化合物 从原子结构到氯水微粒图谱 第一课时 本节学习目标 1 识记Cl2物理性质， 基于最外层7电子理解 强氧化性 3 描述H2在Cl2中燃烧现象， 理解燃烧本质是氧化还原反应 4 掌握Cl2与水可逆反应，辨析氯水中3种分子与4种离子 5 理解HClO性质与光解反应， 解释干湿氯气漂白机理 6 解释氯水使石蕊变色过程， 明确不可用pH试纸测其pH Na Fe Cu 2 掌握Cl2与Na、Fe、Cu反应 及烟色，明确产物为FeCl3 从舍勒发现氯气提出研究问题 科学史实线索 宏观外观特征 1774年舍勒发现氯气， 该反原理至今仍是 实验室制取氯气的 主流方法。 常温常压下 呈黄绿色气体 安全注意：氯气有毒， 气味仅通过资料获知，切勿直接嗅闻。 探究问题切口 外观观察能否直接判断 气体的化学反应能力? ? 氯气能否支持燃烧？ ? 漂白有色物质是否 需要水的参与？ ? 氯气性质与形态辨析 物理性质概览 存在形态辨析 颜色与状态： 常温常压下为黄绿色气体 气味与毒性： 有刺激性气味，有毒 密度前提： 同温同压下，氯气密度比空气大 气态氯气： 化学式 Cl2，常温常压形态，纯净物 液氯： 液态 Cl2，经降温或加压液化，纯净物 氯水： 氯气的水溶液，由水与氯气组成，混合物 氯气性质条件界定 条件界定： 比较气体密度必须控制同温同压； 易液化不等于常温常压下呈液态 降温 加压 氯原子的结构与氧化性预测 +e- 氯原子结构： 核电荷数17，核外电子排布 为2、8、7 氯离子形成： 易得1个电子形成Cl-， 达到8电子稳定结构（排布2、8、8） 得电子示意： Cl2 + 2e- → 2Cl- 性质预测： 氯气容易得到电子，具有强氧化性 易得1个电子 最外层7个电子 强氧化性单质 核心逻辑： 原子结构决定物质性质 氯气与金属钠、铁、铜的反应 钠（Na）： 铁（Fe）： 铜（Cu）： 现象辨析： 烟是反应生成的固体小颗粒分散在气体中形成的宏观现象 2Na + Cl2 2NaCl 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Cu + Cl2 CuCl2 剧烈燃烧，产生大量白烟 剧烈燃烧，产生棕褐色烟 剧烈燃烧，产生棕黄色烟 铁氯反应价态演变 铁与氯气直接反应时，氯气用量不足是否会生成FeCl2？ 强氧化性特征 Cl2具有强氧化性，将变价金属铁氧化至 + 3价 + Fe Cl2 FeCl3 误区辨析与本质剖析 反应事实与价态演变 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 现象： 剧烈反应，产生棕褐色烟 Fe: 0 → +3价（失3e⁻），Cl: 0 → −1价（得1e⁻） 氯气用量与产物辨析 科学事实： 铁与氯气加热直接反应，产物始终为FeCl3 错误猜想： Cl2充足生成FeCl3， Cl2不足生成FeCl2 FeCl3 FeCl2 FeCl3 Cl2不足:仅限制生成FeCl3的量，体系中有Fe剩余 FeCl3 Fe + 结论： 氯气用量不足绝不生成FeCl2 产物价态取决于氧化剂本身的强氧化性，而非投料比例 反应投料与本质模型 投料比例仅决定产物数量与剩余物， 不改变产物种类 氢气在氯气中燃烧 实验现象： 纯净 H2 在 Cl2 中安静燃烧， 发出苍白色火焰，集气瓶口出现白雾。 化学方程式： H2 + Cl2 2HCl 白雾成因： 反应生成的 HCl 是无色气体，逸出后与空气中的 水蒸气结合形成盐酸小液滴。 HCl H2O 盐酸小液滴 烟与雾的本质区别 烟与雾的本质区别： 烟（Smoke）： 固体小颗粒悬浮于气体中 雾（Mist）： 液体小液滴分散在气体中 固体颗粒 （如金属氯化形成的 固态晶体小颗粒） 液体小液滴 （如盐酸小液滴微观聚集态） 燃烧拓展与本质剖析 氧化还原特征 燃烧概念拓展 认知边界辨析 H: 0 → +1 (失电子，作还原剂) Cl: 0 → −1 (得电子，作氧化剂) 燃烧不一定需要氧气参加 燃烧本质：发光、放热的 剧烈氧化还原反应 电子转移是氧化还原的本质， 但并非所有氧化还原反应都是燃烧。 H2 + Cl2 2HCl 得到1e⁻X2 失去1e⁻X2 氧化剂角色认知进阶 非金属单质不一定作氧化剂 （如H2为还原剂） 氯气与水反应与可逆转化特征 Cl2 + H2O HCl + HClO 次氯酸 溶解与反应的区分 25 ℃时1体积水可溶解约2体积Cl2， 溶于水的Cl2仅有部分与水反应 双向箭头“⇌”的可逆特征 ● 同一条件下，正向反应与逆向反应同时进行 ● 反应物不能完全转化为生成物，体系中反应物 与生成物共存 Cl2 HCl H2O HClO 氯水微粒来源与分子清单 转化与电离路径 新制氯水微粒清单 Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO （部分反应） HCl = H+ + Cl- （完全电离，无HCl分子） HClO ⇌ H+ + ClO- （部分电离，保留HClO分子） H2O ⇌ H+ + OH- （极微弱电离） 三种分子：Cl2、H2O、HClO Cl2 H2O HClO 点击进入氯水微观世界 氯水离子成分与存在辨析 四种离子： H+、Cl-、ClO-、OH- 关键辨析： 酸性溶液中 c(H+) > c(OH-) ， 但水微弱电离使溶液中 仍含少量OH-。 干湿布条 漂白对照实验 核心实验： 干燥Cl2中的干湿布条对比 对照实验： 排除溶剂与酸的作用 干燥红布条 + 干燥Cl2 → 不褪色 （干燥Cl2无漂白作用） 湿润红布条 + 干燥Cl2 → 褪色 （产生漂白现象） 红布条 + 蒸馏水(H2O) → 不褪色 （排除水漂白） 红布条 + 稀盐酸(HCl) → 不褪色 （排除H+、Cl-漂白） 证据推理与结论 点击进入实验 漂白本质证据推理分析 Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO 水与Cl2反应生成的新物质 次氯酸（HClO）具有强氧化性 次氯酸氧化破坏有机色素， 实现漂白 次氯酸的性质与光照分解反应 HClO 结构与性质应用 性质一：强氧化性 漂白与杀菌： 氧化破坏有机色素及病菌活性 性质二：弱酸性 部分电离： HClO ⇌ H+ + ClO- (酸性比碳酸弱) 性质三：不稳定性 光照分解： 光照 2HClO ⇌ 2HCl + O2↑ 保存与应用边界 棕色试剂瓶密封避光保存，久置失效 石蕊遇氯水的分步过程 将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中，溶液为什么先变红后褪色？ 第一阶段：溶液先变红 第二阶段：随后溶液褪色 作用微粒： H+ 溶液呈酸性： 指示剂受H+作用 显红色 反应属性： 作用微粒： HClO 氧化破坏色素： HClO具有强氧化性 实现漂白 酸碱指示剂变色， 与氧化还原反应无关 石蕊褪色本质与机理 反应属性： 属于氧化还原反应， 褪色不等于呈中性 Cl2 现象分步呈现： 酸性显色在先（H+）， 氧化漂白在后（HClO） 氯水测pH失效机理 核心问题：新制氯水显酸性，为什么不能用pH试纸测定其pH? 测定原理： pH试纸依赖指示剂稳定变色， 与标准比色卡对比读数 失效机理： 氯水中存在HClO，强氧化性 破坏指示剂分子使其褪色 H+ HClO 试纸泛白褪色、比色失效 Cl2 + H2O HCl + HClO 氯水测pH 误区与结论 ● ● ● 1 2 3 显酸性即可用试纸测定？ 试纸褪色变白说明呈中性？ 无法测定说明氯水无pH？ ● ● ● ● ● ● 错误！ 错误！ 错误！ 强氧化性导致比色介质被摧毁 漂白属氧化反应， H⁺依然存在 氯水有pH，仅比色方法失效 ● ● 科学结论： 不能用pH试纸测定新制氯水的pH 氯水pH的测定对策 测定对策： 定量测量应选用精密pH计 （pH传感器）， 避免指示剂氧化干扰 Cl2 HClO Cl- H+ ClO- 课堂总结与结构性质思维模型 结构本质： 最外层7e⁻ 易得电子， 呈现强氧化性 单质反应： 加热化合得高价金属氯化物， 支持H2燃烧 氯水体系： Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO 三分子四离子 性质分工： H+呈酸性，HClO兼具 强氧化漂白与光解特性 03-氯气与铁的反应 Lavf62.3.100 https://www.bilibili.com/video/BV1Vb4y1U7yK 必修1 1504 氯气与铜的反应 Lavf60.16.100 https://www.bilibili.com/video/BV1KhedzuESQ 网络 必修1 1504 氯气与铜的反应 高中化学实验-钠和氯气反应 Lavf62.3.100 https://www.bilibili.com/video/BV11yLh6qE7G 天天练 $