3.1.2 氯气的性质及应用学案2023-2024学年高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册

新苏教版高中化学必修1PAGEPAGE1第2课时氯气的性质及应用[核心素养发展目标]1.认识氯气与金属和非金属的反应。2.知道氯水的成分和性质。3.知道氯气与碱反应制取漂白剂和漂白粉的原理。一、氯气与金属、非金属单质的反应1．氯气的物理性质氯气是一种黄绿色、密度比空气大，有刺激性气味的有毒气体。在加压的条件下，氯气转化为液态(称为液氯)，可储存于钢瓶中，便于运输和使用。2．氯气与金属的反应实验操作实验现象推测生成物用化学方程式表示切取绿豆粒大小的金属钠，用滤纸吸干其表面的煤油，放在石棉网上，用酒精灯微热，待熔成球状，将盛有氯气的集气瓶倒扣其上白烟NaCl2Na＋Cl2=2NaCl将擦亮的细铁丝绕成螺旋状，一端系火柴，点燃火柴，待火柴即将燃尽时，迅速伸入盛有氯气的集气瓶中棕褐色的烟FeCl32Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3坩埚钳夹住一束铜丝，加热至红热，立即放入盛有氯气的集气瓶中棕黄色的烟CuCl2Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))CuCl2结论：氯气在一定的条件下，能与金属反应，生成高价金属氯化物。3．氯气与非金属单质的反应(1)氢气与氯气在点燃或光照条件下，化合成氯化氢。化学方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃或光照))2HCl。(2)HCl溶于水得到盐酸，工业上利用电解饱和食盐水得到的氯气和氢气制取盐酸。特别提醒(1)H2在Cl2中燃烧的火焰为苍白色，集气瓶口产生白雾，HCl极易溶于空气中的水蒸气形成盐酸小液滴。(2)烟是固体小颗粒，如FeCl3棕褐色烟；雾是小液滴，如HCl气体在空气中形成盐酸小液滴。(3)燃烧是发光发热的剧烈的氧化反应，燃烧不一定有氧气参与。(1)虽然氯气有毒，但仍可闻氯气的气味，方法是用手轻轻在集气瓶瓶口扇动，使极少量氯气飘进鼻孔()(2)发生氯气泄漏时，污染区的居民应向低洼处转移()(3)铁丝在少量的Cl2中燃烧可生成FeCl2()(4)Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟，若反应后，向集气瓶中加少量水振荡，可得到棕黄色溶液()(5)Na在Cl2中燃烧产生的是白烟，而H2在Cl2中燃烧则产生白雾()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√1．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，瓶口上方形成白色烟B．铁丝在氯气中燃烧，产生棕褐色的烟，产物溶于水，溶液呈浅绿色C．铜丝在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟，产物溶于水，溶液呈蓝绿色D．钠在氯气中燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体答案C解析氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口形成白雾，没有烟，A项错误；铁与氯气反应生成FeCl3，FeCl3溶液呈黄色，B项错误。2．下列金属氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属盐酸反应制得的是()A．CuCl2 B．FeCl2C．FeCl3 D．AlCl3答案D解析铜与盐酸不反应，A项错误；铁与氯气反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，B、C项错误。二、氯水的性质1．实验探究氯气溶于水(1)操作：如图，取一支100mL的针筒抽取80mL氯气，再抽取20mL水，振荡。(2)现象：刚开始抽进去氯气的时候针管内为黄绿色，抽取水振荡后活塞向里移动，水溶液颜色逐渐变为浅黄绿色，最终活塞移动至大约60mL处。(3)结论：氯气能溶于水，其水溶液叫氯水，呈浅黄绿色，常温常压下，1体积水约能溶解2体积氯气。2．氯水的成分探究(1)探究实验序号实验操作实验现象实验结论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干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色干燥的氯气无漂白性，氯水有漂白性②分别用玻璃棒蘸取新制氯水和稀盐酸，滴在pH试纸上滴有盐酸的试纸变红，滴有氯水的试纸中间变为白色，外圈变红氯水中有能使试纸变红的酸和能使有色物质褪色的漂白性物质③向1mL新制氯水中滴加几滴硝酸银溶液和稀硝酸产生白色沉淀新制氯水中含有Cl－综合分析得结论：氯气溶于水得到的氯水显酸性，有漂白作用，氯水中存在Cl－，干燥的氯气无漂白性。(2)进一步的实验证明，氯气溶于水得到的氯水具有漂白性是因为溶解在水中的部分氯气与H2O反应生成了HClO，反应的化学方程式是Cl2＋H2OHCl＋HClO，氯水能杀菌消毒。(3)氯水中所含的分子有Cl2、HClO、H2O，氯水中所含的离子有Cl－、H＋、ClO－、OH－。特别提醒①在相同条件下，反应既能向正反应方向进行，也能向逆反应方向进行的化学反应叫作可逆反应。②氯水中含有Cl2、HClO等分子，也含有H＋、Cl－等离子，说明Cl2与H2O不能完全反应，只能进行到一定的限度。Cl2＋H2OHCl＋HClO为可逆反应。3．次氯酸(1)次氯酸能使染料等有机色素褪色，有漂白作用，还能杀菌消毒。(2)次氯酸不稳定，见光易分解，化学方程式：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))O2↑＋2HCl。(3)次氯酸是弱酸，其酸性比碳酸还弱。4．次氯酸盐(1)氯气和氢氧化钠反应制取漂白剂(有效成分为次氯酸钠)，其化学方程式为Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，其原理可视为化学方程式①＋②＋③：①Cl2＋H2OHCl＋HClO②HCl＋NaOH=NaCl＋H2O③HClO＋NaOH=NaClO＋H2O(2)氯气和石灰乳反应制取漂白粉(有效成分为次氯酸钙)，其化学程式为2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O。(3)次氯酸盐溶于水后与空气中的CO2反应生成次氯酸，漂白粉与CO2反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3＋2HClO。拓展视野二氧化氯(ClO2)是一种有刺激性气味的黄绿色气体，在水中的杀菌、消毒能力比氯气强，效果更持久，受水体的pH变化影响小，且使用起来非常方便、安全。(1)氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物()(2)湿润的有色布条遇Cl2褪色，说明Cl2具有漂白性()(3)Cl2通入到紫色石蕊试液中的现象是先变红后褪色()(4)可用pH试纸测定氯水的pH()(5)家庭中使用漂白粉时，为了增强漂白能力，可以加入少量的食醋()(6)工业上可以用澄清石灰水与Cl2反应制得漂白粉()(7)漂白剂、漂白粉的漂白、消毒原理相同，都是在酸性条件下生成具有漂白、消毒作用的次氯酸(HClO)()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)√1.实验表明：将氯水滴加到蓝色石蕊试纸上，试纸上会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环，且两环颜色不同，下列有关说法中不正确的是()A．此实验表明氯水具有酸性、漂白性B．内环呈白色，外环呈红色或浅红色C．氯水中形成次氯酸的反应为非氧化还原反应D．内外环上颜色的差异表明此变化过程中，盐酸与指示剂的反应比氧化还原反应快答案C解析由氯水的成分可知，该实验能表明氯水具有酸性、漂白性，A正确；内环呈白色，外环呈红色或浅红色，内环是HClO起作用，外环是H＋起作用，B正确；Cl2＋H2OHCl＋HClO，是氧化还原反应，C错误。2．下列有关漂白粉和漂白剂的说法正确的是________(填序号)。①工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉②漂白剂的有效成分是NaClO，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2③漂白粉和Fe(OH)3胶体都常用于自来水的处理，二者的作用原理不相同④漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应⑤漂白粉在空气中久置变质，理由是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3⑥漂白粉在空气中不稳定，所以可用于漂白纸张答案②③解析①不正确，漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得的混合物，反应的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；②正确，漂白剂的有效成分是NaClO，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2；③正确，漂白粉用于自来水杀菌消毒，Fe(OH)3胶体用于除去水中的悬浮杂质，二者的作用原理不同；④不正确，漂白粉在空气中久置的化学方程式为Ca(ClO)2＋H2O＋CO2=CaCO3＋2HClO、2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，有氧化还原反应；⑤不正确，漂白粉在空气中变质的原因是Ca(ClO)2＋H2O＋CO2=CaCO3＋2HClO，而CaCl2与H2O和CO2不反应；⑥不正确，漂白粉能用于漂白纸张，与其强氧化性有关，与其不稳定性无关。1．自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。市场上有些不法商贩为牟取暴利，用这样的自来水冒充纯净水(离子的浓度非常低)出售，给人们的生活造成了一定的不良影响。在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是()A．酚酞溶液 B．氯化钡溶液C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液答案D解析Cl2消毒过的自来水中含有HCl和HClO，用AgNO3溶液即可鉴别，产生白色沉淀的是自来水，不产生白色沉淀的是纯净水。2．下列关于氯气的说法不正确的是()A．尽管氯气的化学性质很活泼，但是干燥的液氯能用钢瓶贮存B．氯气和液氯是两种不同的物质C．可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气D．Cl2跟变价金属反应生成高价金属氯化物答案B解析氯气和液氯是同一种物质的不同状态，B不正确。3．有关氯气的性质或用途的叙述错误的是()A．工业上用氯气与消石灰反应来制漂白粉B．自来水常用氯气来消毒杀菌，其有效成分是HClOC．氯气有毒，制取氯气的尾气要用碱溶液吸收D．氢气不能在氯气中燃烧答案D解析工业上利用反应2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O制取漂白粉，A正确；用Cl2对自来水消毒时，发生的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，有效成分为HClO，B正确；Cl2有毒，可用碱溶液吸收Cl2，C正确；H2能在Cl2中燃烧生成HCl，D错误。4．漂白粉在生活、生产中用途广泛。已知浓盐酸和次氯酸钙能发生反应：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中，可能含有的杂质气体是()①CO2②HCl③H2O④O2A．①②③ B．②③④C．②③ D．①④答案A解析贮存很久的漂白粉中混有CaCO3[Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3＋2HClO]，与浓盐酸反应时会有CO2气体产生，而反应过程中带出的水及浓盐酸中挥发出的氯化氢，也是不可避免的，所以氯气中会混有CO2、HCl、H2O。5．在第一次世界大战期间，有一次德军与英法联军在比利时对峙，黎明时，英法联军前线战壕的士兵突然看到一股黄绿色气体逐渐袭来，很快数百名英、法联军战士窒息而死。后来人们在打扫战场时发现跑到山坡上的士兵竟幸免于难。(1)由上述事例可归纳出氯气的性质有______________________________________________。(2)写出下列反应的化学方程式：①铁丝在氯气中燃烧：__________________________________________________________。②铁粉溶于盐酸中：____________________________________________________________。③少量的铁粉溶于氯水中：______________________________________________________。(3)将新鲜的花瓣放入干燥的氯