氯气的制备性质及应用学生版高一化学讲与练（苏教2019）

专题3从海水中获得的化学物质第一单元氯气及氯的化合物第1课时氯气的制备、性质及应用目标导航目标导航课程标准课标解读1．知道海水中的丰富资源和氯化钠作为重要工业原料的主要用途。2．初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。3．学会实验室制取氯气的方法，通过分析、推理，设计并完成实验。4．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。1．通过实验探究氯气的制备，能提出问题和假设。根据假设提出具体的实验方案，独立完成实验。（科学探究与创新意识）2．能根据实验现象归纳氯及其化合物的性质，认识氯及其化合物的性质及转化。（宏观辨识与微观探析）3．能从本质上认识氯及其化合物的性质，掌握它们之间的转化。（宏观辨识与微观探析）4．具有较强的问题意识，能提出问题和假设。根据假设提出具体的实验方案，独立完成实验。（科学探究与创新意识）知识01氯气的发现1．元素的存在形态游离态：元素以_______形式存在的状态。化合态：元素以_______形式存在的状态。2．氯元素在自然界中的存在在自然界中，氯元素全部以_______的形式存在。海水中蕴含丰富的氯元素，它主要以_______、_______等氯化物的形式存在。3．氯气的发现1774年，瑞典化学家舍勒将_______与_______混合加热，意外的产生一种具有强烈_______气味的_______气体。1810年，英国化学家戴维仔细研究了这种气体，并将其命名为氯气。知识02氯气的实验室制法1．反应原理实验室常用MnO2将浓盐酸中化合态的氯元素氧化为游离态的氯气，化学方程式：_________________________________________________。2．仪器装置(1)气体发生装置类型：____________________________。(2)发生装置所用仪器的名称为_____________________。3．收集方法用_______排空气法，理由是___________________________________。4．尾气处理烧杯内盛放的液体是______________，其作用是___________________________________。氯气的实验室制法1．化学原理：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。如2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。2．实验装置：(1)制备装置：粉末状固体＋液体eq\o(――→,\s\up7(△))气体。(2)除杂装置：除去Cl2中少量HCl、水蒸气，可先通入饱和食盐水除去HCl，再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。(3)收集装置eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(向上排空气法,排饱和食盐水法))验满：①观察法：集气瓶中充满黄绿色气体②湿润的淀粉碘化钾试纸(变蓝)或品红试纸(先变红后褪色)(4)吸收装置：烧杯中盛有NaOH溶液(不能用水代替)。氯气有毒，有毒气体必须加以吸收，防止污染空气。一般用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。3．实验步骤：实验室制取干燥纯净的氯气可按如下思路设计：①发生装置―→②净化装置―→③收集装置―→④尾气吸收装置。固＋液eq\o(――→,\s\up7(△))气eq\o(――→,\s\up7(饱和食盐水),\s\do5(洗气))除去HCleq\o(――→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(洗气))除去H2O―→向上排空气集气法―→NaOH溶液吸收。实验装置如下图所示：【即学即练1】实验室制备氯气的装置如图。图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是()A．①B．②C．③D．④知识03氯气的工业制法1．实验探究——模拟工业制备氯气(1)实验过程按下图所示电解饱和食盐水的装置进行实验。①接通电源，观察铁棒和石墨棒上发生的现象。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。②取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。③关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液的颜色。(2)现象与推理实验现象结论①②③(3)实验结论根据实验推断电解饱和食盐水的产物是_____________________。2．氯碱工业(1)工业制取氯气的反应原理：___________________________________。(2)氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取______________等产品的工业。氯气的工业制法1．反应原理：2NaCl＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑2．产物的检验：H2：快速收集一试管生成的气体，用拇指堵住试管口，移近酒精灯，松开拇指，可听到爆鸣声。Cl2：使湿润的淀粉KI试纸变蓝。NaOH：滴入酚酞试液，溶液变红。3．实验现象及结论实验现象结论铁棒和石墨棒上通电后有气泡产生通电后有新的气体物质生成铁棒周围的溶液滴加酚酞变红色有碱性物质(NaOH)生成将铁棒上方收集到的气体靠近火焰，有爆鸣声有氢气生成用手轻轻扇动在石墨棒上方收集到的黄绿色气体，闻到有刺激性气味且该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝有黄绿色刺激性气味的气体(Cl2)生成【即学即练2】下列关于电解饱和食盐水过程的说法正确的是()A．电解饱和食盐水的工厂要首先将食盐进行除杂B．与电源正极相连的电极区有NaOH生成C．与电源负极相连的电极上有氯气生成D．电解饱和食盐水的过程中Na＋的浓度减小知识04氯气的性质1．氯的原子结构原子结构示意图为，氯原子容易_______1个电子而形成Cl－。2．氯气的物理性质氯气是一种_______色、密度比空气_______、有_______气味的_______气体。氯气易_______，在加压条件下，氯气转化为_______，可储存在_______中。氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，在一定条件下能与多种_______和_______单质反应，生成__________。3．氯气的化学性质(1)与金属单质反应反应现象化学方程式Na剧烈燃烧，_______火焰，产生______________FeFe丝在氯气中燃烧，产生______________CuCu丝在氯气中燃烧，产生______________，溶于水后，溶液呈_______(2)与非金属单质反应氯气与H2反应的方程式为：____________________________。反应现象：H2在Cl2中能安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有_______。工业上用电解饱和食盐水得到的氯气和氢气制取_______。(3)氯气与水的反应【实验探究1】氯气在水中的溶解实验①实验操作：取一支100mL的针筒抽取80mL的氯气和20mL的水，振荡。②实验现象：活塞_______移动，水溶液颜色逐渐变为_______色。③实验结论：氯气_______于水，常温常压下，1体积的水约能溶解_______的氯气，氯水呈________色。【实验探究2】氯水的成分探究实验1：将干燥的有色布条和湿润的有色布条分别放入两瓶干燥的氯气中。实验操作实验现象实验结论实验2：分别用玻璃棒蘸取新制氯水和稀盐酸，滴在pH试纸上。实验操作实验现象实验结论新制氯水滴在pH试纸上稀盐酸滴在pH试纸上实验3：在洁净的试管中加入1mL性质氯水，再向试管中加入几滴硝酸银溶液和稀硝酸。实验现象：___________________________________。实验结论：____________________________。反应方程式为：____________________________。可逆反应的概念：在__________下，既能向_______方向进行，又能向_______方向进行的反应。氯水中含有__________等分子，也含有________等离子。氯气的化学性质1．氯气与金属单质反应氯气与除金、铂以外的绝大多数金属都能反应。变价金属单质与氯气反应，一般生成最高价氯化物，例如过量的铁丝在氯气中燃烧时，生成FeCl3而不生成FeCl2。干燥的氯气在常温下不与铁反应，因此，干燥的氯气可用钢瓶贮存。2．氯气与非金属单质反应氯气能与H2、磷等非金属单质反应。氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾（HCl气体极易溶于水，与中的水蒸气形成盐酸小液滴）。若将H2与Cl2混合点燃或强光照射会发生爆炸，但在黑暗条件下能共存。燃烧有时不需要氧气，如2P＋3Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2PCl3等。3．氯水的成分探究(1)观察颜色，氯水为浅黄绿色，证明氯水中还存在Cl2分子。(2)关于氯水具有漂白性的证据：①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。②氯水能使pH试纸变红（说明氯水呈酸性）后褪色，盐酸使pH试纸变红色。由此说明氯气与水反应生成了一种具有漂白性的物质。(3)氯水中含有H+和Cl的证据：①氯水能使pH试纸变红，说明氯水中含有H+。②氯水与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀，说明含有Cl。通过实验探究，可知氯水的成分为：三分子：Cl2、H2O、HClO四离子：H+、Cl、ClO、OH（极少量）【即学即练3】为了探究氯气的性质，进行了以下四个实验：①金属钠在氯气中燃烧、②铁丝在氯气中燃烧、③铜丝在氯气中燃烧、④氢气在氯气中燃烧。下列说法错误的是()A．四个实验中氯气均表现氧化性性B．可以用坩埚钳夹住灼烧后的钠立刻放入充满氯气的集气瓶中C．金属铁和铜在实验中均燃烧得到高价态的金属氯化物D．氢气需要先验纯再通入氯气中点燃知识05次氯酸（HClO）的性质及应用1．弱酸性HClO是一种比_______还弱的弱酸。写出下列化学方程式：HClO与NaOH反应：___________________________________。HClO与Ca(OH)2反应：___________________________________。2．强氧化性HClO具有强氧化性，其氧化性比Cl2强，能使染料等__________褪色，还能__________。3．不稳定性次氯酸不稳定，在_______或_______条件下易分解放出O2，化学方程式为：___________________________________。久置氯水的成分是_________。次氯酸的性质1．次氯酸的三大性质2．次氯酸的漂白原理、特点及应用范围(1)原理：将有色有机物质氧化为稳定的无色物质。(2)特点：被HClO漂白后的物质，久置后不再恢复原色，即HClO的漂白具有不可逆性。(3)应用范围：几乎所有有色有机物质遇HClO都会褪色。【即学即练4】下列有关次氯酸的叙述不正确的是()A．次氯酸不稳定，易分解B．次氯酸是一种强氧化剂C．次氯酸是弱酸，但酸性比碳酸强D．次氯酸能使染料和有机色质褪色知识06氯气与碱的反应1．与氢氧化钠溶液反应——制取漂白剂(1)反应的化学方程式：___________________________________。(2)漂白剂的有效成分是______________。2．与石灰乳反应——制取漂白粉(1)反应的化学方程式：__________________________________________。(2)漂白粉的主要成分是______________，有效成分是_______，漂粉精的主要成分是_______。(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_______。次氯酸钙溶液与二氧化碳反应的方程式为___________________________________。3．含氯消毒剂的合理使用(1)漂白粉应_______、_______保存，并置于_______干燥处。(2)含氯漂白剂与洁厕剂（含有_______）不能混合使用，因为两者混合会反应生成_______。(3)新型灭菌消毒剂——二氧化氯：杀菌、消毒能力比氯气强。【即学即练5】城市生活用水常用漂白粉杀菌、消毒。下列关于漂白粉的叙述正确的是()A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2B．将Cl2制成漂白粉的主要目的是使它转化为较稳定的物质，便于保存和运输C．漂白粉是由Cl2与烧碱制得的D．在使用漂白粉时应用浓盐酸题型一氯气的制备1．下列关于氯气制备原理的说法中不正确的是()A．电解饱和食盐水制氯气时，与电源正极相连的碳棒上方充满黄绿色气体B．工业上制取氯气的原料是饱和食盐水C．实验室制法和工业制法的反应实质是相同的D．实验室制取氯气时最好大火加热使温度迅速升高2．某化学小组用图示装置制取氯气，下列说法不正确的是()A．该装置图中至少存在两处明显错误B．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理C．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸，可以证明是否有氯气逸出D．该实验中收集氯气的方法不正确3．某实验兴趣小组利用如下图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成产物的实验，当图中开关K闭合片刻后，试填空：(1)电解饱和食盐水的化学方程式为__________________________。(2)a为电源的________极(填“正”或“负”)；D中收集的气体是___________。(3)C试管盛放________溶液。溶液中A电极附近的现象为_______________________________。题型二氯气的性质及应用4．下列说法中正确的是()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5．下列氯化物既可由金属和氯气直接反应制得，也可由金属和盐酸反应制得的是()A．CuCl2B．FeCl3C．FeCl2D．AlCl36．下列有关物质性质的应用正确的是()A．常温下干燥氯气与铁不反应，可以用钢瓶储存氯水B．次氯酸钠具有强氧化性，可用于配制消毒液C．“84”消毒液与“洁厕灵”混合使用，去污效果更好D．液氯有酸性，氯水有漂白性7．下列有关物质性质的应用正确的是()A．常温下干燥氯气与铁不反应，可以用钢瓶储存氯水B．次氯酸钠具有强氧化性，可用于配制消毒液C．“84”消毒液与“洁厕灵”混合使用，去污效果更好D．液氯有酸性，氯水有漂白性题型三氯水性质的多重性8．在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论正确的是()A．新制的氯水呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl－B．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋C．新制氯水滴在有色布条上，有色布条褪色，说明Cl2有漂白性D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变为棕黄色，说明氯水中含有HClO9．向盛有紫色石蕊溶液的试管中持续通入氯气至过量，溶液颜色可能出现无色、浅黄绿色、红色等变化。下列叙述错误的是()A．过程Ⅰ溶液由紫色变成红色，起作用的微粒是H＋B．过程Ⅱ溶液由红色变成无色，起作用的微粒是HClOC．过程Ⅲ溶液颜色由无色变成浅黄绿色，证明溶液中有Cl2D．若向紫色石蕊溶液中持续加入Na2O2粉末，也会出现相同的颜色变化基础巩固1．氯气是重要的化工原料，能用于对自来水消毒。下列有关氯气的叙述中正确的是()A．氯气在常温下能与铁反应，故不能用钢罐存放液氯B．液氯和氯水不是同一物质C．点燃氢气和氯气的混合气体可以制取氯化氢D．用氯气对生活用水进行消毒的原因是氯气能杀灭细菌2．如图装置用来检验氯气的部分性质，下列说法不正确的是()A．装置A的作用是除去氯气中的水蒸气B．该实验必须在通风橱中进行C．装置B的现象是两种布条都褪色D．装置C中发生的反应为Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O3．饱和氯水长期放置后，下列微粒在溶液中不减少的是()A．HClOB．Cl－C．Cl2D．ClO－4．实验室用MnO2和浓盐酸来制取氯气，主要操作有：①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上；②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈的高度，固定好铁圈，放好石棉网；③用药匙向蒸馏烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中；④检查气密性；⑤在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗，连接好导管。最好的实验操作顺序是()A．②③④①⑤B．②①③⑤④C．②①⑤④③D．②①③④⑤5．用玻璃棒蘸取新制氯水点在pH试纸上，观察到的现象是()6．将足量新制氯水分别滴加到下列溶液或滤纸上，对所观察到的现象描述合理的一组是()选项AgNO3溶液蓝色石蕊试纸Na2CO3溶液A产生沉淀变红有气泡B无明显现象变红产生沉淀C产生沉淀先变红后褪色有气泡D产生沉淀先变红后褪色产生沉淀7．下列实验过程中，不会产生气体的是()8．下列制取Cl2、净化、收集并验证某些性质的装置和原理能达到实验目的的是()9．某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，按要求回答问题。(1)若用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2，发生的化学反应方程式为____________________________________，实验制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12L的原因是_________________________________________。(2)①装置B的作用是________________，现象是__________________________。②装置D和E出现的不同现象说明的问题是______________________________。③装置F的作用是______________________。④写出装置G中发生反应的化学方程式：____________________________。10．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________。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)2C．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉D．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，如何检验一瓶氯水已经完全变质？_____________________________________________。培优竞赛1．同学们用手持技术对新制饱和氯水在光照条件下0～150s内的导电率进行监测，下列图像正确的是()2．如图所示，从A处通入新制备的Cl2，关闭B阀时，C处的红色布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处红色布条逐渐褪色。D中装的是()①浓硫酸②NaOH溶液③H2O④饱和NaCl溶液A．①③B．②④C．①②D．③④3．某同学设计用下图的装置制备少量的AlCl3(易和水蒸气反应)。下列说法错误的是()A．B装置中所装试剂为饱和的NaCl溶液，其作用是除去氯气中的HClB．装置C和F中的试剂均为浓硫酸，其作用是防止水蒸气进入E中C．用50mL12