人教版化学4.2《富集在海水中的元素-氯》同步学案

人教版化学《富集在海水中的元素---氯》同步学案一、学习内容分析氯元素是一种典型的化学性质活波的主族元素，也是生活中一种很常见的、化工生产中很重要的元素，了解氯元素的性质有助于学生进一步探讨卤族元素的性质，从而与其他系列元素性质比较逐步形成结构与性质规律，关于氯气的性质本节教材的内容包括三部分：（1）氯气的物理性质。（2）氯气化学性质[氯气与非金属（氢气）、金属（钠、铁、铜）、水、碱的反应和氯气和溴离子、碘离子在溶液中的置换]。在氯气的化学性质中，重点讨论了氯气与水的反应以及氯气与碱的反应，同时重点探究氯气与水反应的产物以及次氯酸的漂白作用。（3）氯离子的检验。二、学习目标要求（1）知识与技能：通过本节推测、实验探究、归纳出氯气的物理性质，氯气与水、碱液反应的化学方程式，知道次氯酸有漂白性，在光照条件下发生分解。（2）过程与方法：通过科学推测、引导发现、实验探究、合作学习的过程，体验科学探究的方法，同时强化合作能力。（3）情感与态度：在层层递进问题的引导下，通过实验探究，归纳结论，新实验探究，归纳新结论，学生体会科学探究艰辛和喜悦的过程中，树立不畏艰难的科学探究精神，并同时加强环保意识，强化团队精神。三、学习过程I．活泼的黄绿色气体-----氯气1．氯的原子结构及存在【思考】原子结构示意图为______________。氯原子在化学反应在中是易得电子还是失电子？表现氧化性还是还原性？(3)氯在自然界中以什么形态存在？2．氯气的发现和确认1774年瑞典化学家舍勒发现了氯气，其化学方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑【思考】(1)该反应中的氧化剂为_______，还原剂为________，转移的电子数为______，反应的离子方程式为______________________________________。(2)如含4molHCl的浓盐酸与足量盐酸反应能否生成1molCl2?3．物理性质氯气在通常情况下呈_______色，有_____________气味(闻气体气味时的正确操作为_____________________________________________________)，______毒。在低温和加压的条件下易________，液态的氯称为_________，氯气能溶于水，在25℃时，1体积的水可溶解约________的氯气，其水溶液称为______4．化学性质【思考】氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，具有很强的氧化性，能与具有什么性质的物质反应？⑴与金属单质反应(注意：与变价金属反应时生成高价金属氯化物)写出氯气分别与钠、铁、铜反应的化学方程式为_______________________________、__________________________________、_______________________________________。⑵与非金属单质反应课本P83实验4-3：将氢气在空气中点燃，然后把导管缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中，现象为：_______________________，化学方程式为____________。【思考】通过氢气在氯气中燃烧的实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？⑶与水的反应常温下，溶于水中的部分氯气会与水反应，反应的化学方程式为________________________，离子方程式为_____________________________，该反应中的氧化剂为________，还原剂为________。生成物中次氯酸(________)具有________性，能杀死水中的病菌，起到消毒作用，目前，很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒，近年来有科学家提出，使用氯气对自来水消毒时，氯气会与水中的有机物发生反应，生成的__________可能对人体有害，现在人们已开始研究并试用新的自来水消毒剂，如________(________)、________等。①次氯酸(________)a.弱酸性：很弱的酸，酸性比碳酸弱。b.不稳定性：不稳定，只存在于水溶液中，在光照下易分解放出氧气，反应的化学方程式为：________________________________。c.强氧化性：能杀菌消毒，具有漂白作用。课本P84实验4-4：实验操作实验现象结论有色布条褪色氯水有漂白性有色布条不褪色干燥的氯气没有漂白性【思考】（1）新制氯水中含的分子有___________________，离子有_______________，氯水是______(填纯净物或混合物)。（2）氯水具有哪些性质？（4）氯气与碱溶液反应氯气与NaOH溶液反应生成、和，其离子方程式为。工业上用和为原料制造漂白粉。主要成分为。反应方程式为：。Ⅱ．卤素单质之间的置换反应Cl2、Br2、I2都具有氧化性，其氧化性Cl2>Br2>I2，Cl2能把溴从溴化物中置换出来，其余依此类推，请写出下列置换反应的化学方程式和离子方程式。1．将氯气分别通入KBr溶液和KI溶液：、。、。2．将溴水滴入KI溶液中：、。结论：氧化性：，还原性：2287+17参考答案I．1．（1）（2）易得电子表现氧化性（3）以化合态形成存在2．（1）MnO2HCl4e－MnO2+4H＋+2Cl―Mn2＋+Cl2↑+2H2O（2）不能。随反应的发生浓盐酸变成稀盐酸，而稀盐酸不与二氧化锰反应，另外浓盐酸具有挥发性，导致浓盐酸的量减少。3．黄绿色强烈刺激性（用手将少量氯气扇入鼻子内）有毒液化2体积液氯4．还原性（1）2Na+Cl22NaCl2Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl2（2）产生苍白色火焰，在集气瓶口看到白雾H2+Cl22HCl燃烧是一切发光、发热的、剧烈的化学反应。燃烧不一定有氧气参加。燃烧的条件是：与足量的气体接触，要达到着火点。（3）Cl2+H2O＝HCl+HClOCl2+H2O＝H＋+Cl―+HClOCl2Cl2(HClO)强氧化性三氯甲烷等二氧化氯（ClO2）臭氧①HClO2HClOHCl+O2↑实验操作实验现象结论有色布条褪色氯水有漂白性有色布条不褪色干燥的氯气没有漂白性（1）H2O、Cl2、HClOH＋、Cl―、ClO―、OH―混合物（2）①Cl2的强化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化性、弱酸性；④Cl-的性质4.NaClNaClOH2OCl2+2OH―＝Cl―+ClO―+H2OCl2石灰乳2Cl2+2Ca(OH)2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OⅡ．1．Cl2+2KBr=2KCl+Br2Cl2+2Br―＝2Cl―+Br2Cl2+2KI=2KCl+I2Cl2+2I―＝2Cl―+I22．将溴水滴入KI溶液中：Br2+2KI=2KBr+I2Br2+2I―＝2Br―+I2氧化性：Cl2>Br2>I2还原性：Cl－<Br－<I－三、疑点点拨1．氯水的成分氯水是氯气的水溶液，通常情况下，2体积氯所溶于1体积水中可制得饱和氯水。已溶解的部分氯气能够与水反应，其余仍以氯分子形成存在于溶液中。因此，新制的氯水主要含有Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-等。通常说的氯水就是新制的氯水，它必须随用随配并保存在棕色瓶中。久置的氯水由于次氯酸见光分解而变成很稀的盐酸，它不再具有漂白、杀菌、消毒作用和强氧化性。氯水究竟体现哪种性质必须视具体情况而定：（1）利用氯水中H+、HClO的性质：在新制的氯水中加入石蕊试液，溶液先变红后褪色。变红是因为氯水中的盐酸电离产生H+表现酸性，褪色则是因为氯水中的HClO具有强氧化性。（2）由氯水提供Cl2分子：如在使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的反应中，是氯水中的Cl2分子起作用。（3）由氯水提供HClO：例如用氯水杀菌、消毒、漂白物质时，就是利用氯水中HClO的强氧化性，杀死水中的细菌或氧化有机色素。（4）由氯水提供Cl-：Ag++Cl-=AgCl↓2．Cl―的检验(1)反应原理①氯离子跟银离子能生成不溶于硝酸的氯化银白色沉淀。如：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3②其他阴离子也有跟银离子生成白色沉淀的。例如：Na2CO3+2AgNO3=Ag2CO3↓+2NaNO3Na2SO4+2AgNO3＝Ag2SO4↓+2NaNO3Ag2CO3外观为白色（或近似白色）与AgCl不易区分，但它能跟硝酸反应而溶解。Ag2CO3+2HNO3=2AgNO3+CO2↑+H2OAg2SO4也是一种不溶于硝酸的白色沉淀。(2)检验方法：向待测溶液中加入少许Ba(NO3)2溶液，若无现象，再滴入几滴AgNO3溶液和几滴HNO3溶液，从是否生成白色沉淀来判断是否含有Cl―。同步练习1．下列气体中，既有颜色又有毒性的是A．N2 B．CO C．Cl2 D．CO22．下列叙述中能证明次氯酸是一种弱酸的是A．次氯酸不稳定，易分解B．次氯酸是一种强氧化剂C．次氯酸钙能与碳酸作用生成碳酸钙和次氯酸 D．次氯酸能使染料和有机色质褪色3．下列物质中，既含有氯分子，又含有氯离子的是A．氯化钠溶液 B．新制氯水 C．漂白粉 D．液氯4．要除去氯气中的水蒸气，应使其通过A．氢氧化钠溶液 B．浓硫酸 C．饱和食盐水 D．碱石灰5．下列关于Cl2和Cl—的说法中，正确的是A．都有毒 B．都属于同一元素 C．都呈黄绿色 D．都能和钠反应6．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通人澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有A．Cl—、SO4— B．Cl—、NO3— C．Cl—、CO32— D．Cl—、OH—7．下列物质露置于空气中易变质的是：①氯水②水玻璃③烧碱④漂白粉⑤绿矾⑥亚硫酸钠A．除⑤外 B．除②③外 C．除②③⑥外 D．全部8．下列含氯的化合物中，氯元素的化合价最高的是A．NaClO B．KClO3 C．FeCl3 D．KClO49．下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红色再褪色的是①氯气②液氯③新制氯水④敞口放置的久置氯水⑤盐酸⑥用盐酸酸化的漂白粉溶液A．①②③ B．①②③④ C．③⑥ D．③④⑥10．为了除去氯气中混有的少量水蒸气，可使含杂质的氯气通过某特定的干燥管，此干燥管中装有下列药品中的A．五氧化二磷粉末B．浓硫酸C．饱和食盐水 D．碱石灰11．甲、乙、丙三种溶液各含有一种X－(X－为Cl－、Br－、I－)，向甲中加淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙依次含有A．Br－、Cl－、I－B．Br－、I－、Cl－C．CI－、Br－、Cl－D．Cl－、I－、Br－12．在MgCl2、（）、Ca(ClO)2、HClO2、KClO3、Cl2O7依氯的化合价升高的顺序排列中，应填入的物质是（）A．Cl2B．HClC．HClOD．Cl2O5二．填空题10．在氯水中加入AgNO3溶液，产生，这说明氯水中含有（填化学符号），离子方程式为；把染有红墨水的布条放入氯水中，可以看见，这说明氯水中含有（填化学符号），写出产生该物质的离子方程式；氯水还能和碳酸钠反应，产生，这说明氯水中含有（填化学符号）。氯水光照后，浅黄绿色会逐渐消失，并放出气体，此反应的化学方程式为。11．工业上用纯净的消石灰和氯气反应制取漂白粉，已知漂白粉的有效成分为%，则消石灰的利用率为。参考答案一．选择题题号123456789101112答案CCBBBCDDCABA二．填空题10．白色沉淀Cl—Ag++Cl—=AgCl↓布条褪色HClOCl2+H2O==H++Cl—+HClOCO2气体H+2HClO光照2HCl+O2↑11．%自我测评一、选择题（共12题，每题3分，共36分。每道试题只有一个正确答案）1.下列含氯元素的物质中属纯净物的是()A.液氯B.氯水C.盐酸D.海水2.下列气体易液化的是(A)3.下列说法正确的是()和Cl2都为黄绿色和Cl2均有毒C.Cl-和Cl2都有氧化性D.Cl-比Cl2稳定3.下列氯化物中，不能直接用金属与氯气反应制得的是()24.用自来水养金鱼后，通常先将自来水经日晒一段时间后，再注入鱼缸，其目的是()A.利用紫外线杀死水中的细菌B.提高水温，有利于金鱼生长C.增加水中的氧气的含量D.促使水中的次氯酸分解5.下列物质中同时含有氯分子（Cl2）和氯离子（Cl-）的是()A.液氯B.新制氯水溶液D.次氯酸6.下列物质能使红墨水褪色且发生是化学变化的是()A.活性炭B.二氧化碳溶液D.酸化了的NaClO7.下列说法不正确的是()①钠、氢气都能在氯气中燃烧生成白色烟雾；②铜丝在氯气中燃烧，生成蓝绿色的氯化铜；③液氯就是氯气的水溶液，它能使干燥的有色布条褪色；④久置的氯水，因氯气几乎完全挥发掉，剩下的就是水A.只有①B.①②C.①④D.①②③④8.可以用氯气灌洞的方法来消灭田鼠，这是利用了氯气的（）①密度比空气大②易液法③能溶于水④有毒A．①②B．③④C．①③④D．①④9.某化学兴趣小组，设计了如图的实验装置（试管中钠的底部加热），请你根据该装置判断下列说法错误的是（）A．氯气和钠在试管内反应缓慢B．玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气，以免其污染环境C．钠着火燃烧产生苍白色火焰D．若在棉球外沿滴一滴淀粉碘化钾溶液，可据其颜色判断氯气是否被碱液完全吸收10．下列离子方程式书写不正确的是（）A．碘化钾溶液中滴入氯水2I―+Cl2=2Cl―+I2B．氯气和水的反应Cl2+H2O=H＋+Cl―+HClOC．漂白粉溶液中通入适量的二氧化碳ClO―+CO2+H2O=CO32―+HClOD．氯水中滴入硝酸银溶液Cl2+2Ag＋=2AgCl↓11.将潮湿的Cl2通过如图的甲装置后，再通过放有干燥红色布条的乙装置，红色布条不褪色。则甲装置中所盛试剂可能是（）①浓H2SO4②NaOH溶液③KI溶液④饱和食盐水A．①②B．②③C．①②③D．①②③④12．用Cl2消毒会在水中产生CHCl3等有害卤代烃。近年来人们发现，用ClO2处理饮用水不会产生卤代烃。ClO2可用Na2SO3和NaClO3在酸性条件下反应来制备。下列说法正确的（）A．其消毒效率（以单位体积得电子的数目）是氯气的5倍。B．ClO2、Cl2稀溶液用于环境消毒，具有广谱高效的特点，对人畜无任何危害C．ClO2在常温下为气体，在自然环境中最终转化为Cl2D．制备ClO2的反应可表示为：Na2SO3+2NaClO3+H2SO4==2Na2SO4+2ClO2↑＋H2O二、简答与填空题13．（11分）如图是某研究性学习小组利用实验室制氯气的装置设计制取氯水并进行相关实验。（1）A装置中，分液漏斗中盛放的是浓盐酸，烧瓶中盛放的是次氯酸钠浓溶液，烧瓶中发生反应的离子方程式为___________________________________。（2）氯气能使湿润的红色布条褪色。对于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种粒子都有可能。请你设计实验，得出正确结论。①提出假设假设一________________________________________。假设二________________________________________。假设三_________________________________________。假设四H2O使布条褪色。②设计实验方案基于提出的假设，设计出实验方案(不需要作答)③实验过程实验=1\*GB3①：___________________________________________；实验=2\*GB3②：______________________________________________。实验=3\*GB3③：把红色布条放在水里，布条不褪色。④得出结论_____________________________。（3）这套装置的缺点是______________________，如何改进，画出改进的实验装置图。14．（12分）某化学兴趣小组的同学买来一瓶“84”消毒液，请大家与他们一同来研讨以下问题：（1）此瓶“84”消毒液的说明书上这样写道：“本品为无色液体，呈碱性……”，请你推测它的有效成分＿＿＿＿＿＿＿（填序号）：2C（2）该化学兴趣小组的同学在瓷碗中盛放20mL的“84”消毒液，露置在阳光充足的室内，他们对“84”消毒液的消毒效果和组成成分的变化进行了研究。得出数据如下从数据图1和图2可得知“84”消毒液暴露在空气中半小时后，“84”消毒液中的主要溶质是，用化学方程式表示其中变化的主要原因、、。（3）该化学兴趣小组的同学备选了紫色石蕊试液对“84”消毒液的性质进行实验检验请你帮助他们完成实验报告：实验操作预期现象结论（4）该化学实验小组同学上网查询有关“84”消毒液的信息时，发现这样一则消息：有一家庭主妇把抗SARS用的“84”消毒液和清洁济（呈酸性、含Cl－）都倒出一些混合在一起，进行刷洗。一会儿，她就晕倒在房间里。这几位同学感到迷惑不解。请你用离子方程式帮助他们解开这一悬念15．（10分）实验探究是体验知识的产生或形成过程的基本途径。下面是某同学探究实验报告的一部分，请填空：实验名称：氯、溴、碘的氧化性强弱比较实验药品：NaCl溶液、KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、四氯化碳、淀粉碘化钾试纸实验步骤实验结论①NaCl溶液＋氯水＋1mlCCl4，振荡、静置、观察CCl4溶液氧化性从强到弱的顺序：氯、溴、碘②NaBr溶液＋氯水＋1mlCCl4，振荡、静置、观察CCl4溶液③Kl溶液＋氯水＋1mlCCl4，振荡、静置、观察CCl4溶液（1）完成该实验需用到的仪器是；（2）CCl4在实验中所起的作用是；（3）在实验②中四氯化碳层颜色变化过程为；（4）该同学的实验缺陷是，改进的办法是。16．（11分）某化学兴趣小组在课外活动中，对某溶液进行了多次检测，其中三次检测结果如下表所示，请回答：检测次数溶液中检测出的离子第一次KCl、K2SO4、Na2CO3、NaCl第二次KCl、BaCl2、Na2SO4、K2CO3第三次Na2SO4、KCl、K2CO3、NaCl（1）三次检测结果中第__________次检测结果不正确。（2）在检测时，为了确定溶液中是否存在硫酸根离子、碳酸根离子和氯离子：首先，向溶液中滴加溶液（填化学式），其目的是____________；其反应的离子方程式为。其次，然后继续加入过量的该溶液，其目的是__________________；第三，向溶液中加入溶液（填化学式），其目的是；其反应的离子方程式为。第四，过滤，再向滤液中加入溶液（填化学式），其目的是。三、计算题（8分）17．（8分）某氯碱厂用纯度为%的消石灰和氯气反应制取漂白粉(杂质不易氯气反应)。消石灰的利用率为80％。某游泳池原来用氯气消毒，一次要用氯气1344L(标准状况)，现改用上述氯碱厂生产的漂白粉进行消毒，要达到和氯气相同的消毒效果，一次需要漂白粉多少千克？（假定起消毒作用的均为HClO）参考答案1.A2.A3.D4.C5.D6.D7.D8.D【解析】田鼠躲在洞或田地里，因氯气的密度比空气大能下层，且有毒性，能杀死田鼠。9.C【解析】Cl2为活泼非金属，Na为活泼金属，在加热条件下，二者迅速反应而生成NaCl，其现象为试管内产生大量白烟而不是苍白色火焰，故选项A、C错误。因多余的Cl2有毒，能污染环境，浸有NaOH的棉花球能吸收Cl2而生成NaClO等，若在棉球外沿滴一滴淀粉碘化钾酸性溶液，如果没有出现蓝色现象，可证明没有氯气逸出，即可说明Cl2已被碱液完全吸收。10.D11.C【解析】使红色布条褪色是HClO的作用，只有溶于水才能生成HClO，所以潮湿Cl2，通过浓H2SO4后不再生成HClO，不能使红色布条褪色。Cl2通过②和③时被吸收，故布条也不褪色。12.D【解析】选项B，ClO2、Cl2都是有毒物质，对环境都有危害。选项C，ClO2在自然环境中最终转化为Cl―。选项D，Na2SO3具有还原性，NaClO3具有氧化性，在酸性环境中二者发生氧化还原反应而生成ClO2，题目所给反应式正确。13．（1）ClO―+Cl―+2H＋＝Cl2↑+H2O（2）假设一氯气使布条褪色假设二HClO使布条褪色假设三盐酸使布条褪色实验=1\*GB3①：把红色干布条放入充满氯气的集气瓶中，布条不褪色；实验=2\*GB3②把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色结论：次氯酸使布条褪色（3）会造成环境污染(或其它合理装置)【解析】（1）在酸性条件下，NaClO溶液中的ClO―具有强氧化性，盐酸中的Cl―具有还原性，二者相遇发生氧化还原反应生成Cl2：ClO―+Cl―+2H＋＝Cl2↑+H2O。（2）①根据氯水成分有：Cl2、H2O、HClO、盐酸，这些物质都有可能导致红色布条褪色，据此可提出相应假设。②比较氯气和氯水的成分，干燥的氯气中，不存在H2O、HClO、盐酸，设计三个对照实验（干燥的氯气与红色干布作用、盐酸与红色布条作用、水与红色布条作用）即可证明到底是哪一种因素导致红色布条褪色。（3）该装置没有尾气处理装置，会导致有毒氯气飘散在空气中，导致环境污染，所以需尾气处理装置。14．（1）C（2）氯化钠（或NaCl）2NaClO+CO2+H2O＝2HClO+Na2CO32HClO2HCl＋O2↑2HCl＋Na2CO3＝CO2↑＋H2O＋2NaCl（3）实验操作预期现象结论取一干净试管，加入1－2毫升“84”消毒液，然后滴加几滴紫色石蕊试液先变蓝后褪色“84”消毒液具有碱性和氧化性（或漂白性）（4）ClO－＋Cl－＋2H＋＝Cl2↑＋H2O【解析】（1）含有Cl2、KMnO4的溶液有颜色，H2O2呈弱酸性，而NaClO溶液为无色且呈碱性，故“84”消毒液为NaClO溶液。（2）消毒液中的NaClO吸收空气中的CO2转化为Na2CO3和HClO，HClO分解生成HCl和O2，生成的HCl与Na2CO3反应生成NaCl、CO2和H2O，其反应为：2NaClO+CO2+H2O＝2HClO+Na2CO3，2HClO2HCl＋O2↑，