人教版高中化学必修第一册第2章海水中的重要元素-钠和氯第2节第1课时氯气的性质课件

第二章第二节第一课时氯气的性质知识点一氯气与单质及水的反应知识点二氯气与碱的反应目录索引

素养目标学习要点1.能从氯原子的结构水平认识氯原子的结构与性质的关系,形成“结构决定性质”的观念,从氧化还原反应和离子反应的角度认识氯气及含氯化合物的性质,培养宏观辨识与微观探析的学科素养。2.通过实验对氯水的成分进行探究,培养证据推理与模型认知的学科素养。一种颜色:氯气为黄绿色两个重要反应:氯气与水和碱的反应三分子、四离子:氯水的成分知识点一氯气与单质及水的反应基础落实•必备知识全过关一、氯元素的存在和氯气的物理性质1.氯元素的存在、发现与用途(1)氯元素的存在:氯是一种重要的成盐元素,在自然界中除了以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水,还存在于陆地的盐湖和盐矿中。(2)氯气的发现:18世纪70年代,瑞典化学家

发现了Cl2,1810年,英国化学家

确认这种气体是Cl2。

(3)氯气的主要用途:重要的

,用于制造

、有机溶剂、农药、染料和药品等。

舍勒戴维化工原料盐酸2.物理性质

颜色常用于推断Cl2的存在状态气味

色

__________________

__________________黄绿气体刺激性气味二、氯气的化学性质氯原子最外层有7个电子,化学反应中容易

1个电子,使最外电子层达到8电子的稳定结构,故Cl2是很活泼的非金属单质,具有

性。

1.Cl2与金属单质的反应写出下列反应的化学方程式:(1)与钠反应:

。

(2)与铁反应:

。

Cl2和变价金属反应时,生成最高价态金属氯化物。(3)与铜反应:

。

得到强氧化2Na+Cl22NaCl

2Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl22.氯气与非金属单质的反应

操作在空气中点燃氢气,然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中现象

氢气与氯气混合后,强光照射会发生爆炸。氢气在氯气中安静地

,发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现

。

火焰的颜色常用于物质的推断

结论化学方程式:

燃烧白雾H2+Cl22HCl3.氯气与H2O反应

氯气难溶于饱和食盐水25℃时,1体积的水可溶解约2体积Cl2,其水溶液称为

。

颜色为浅黄绿色(1)实验探究:操作现象有色布条

有色布条

鲜花

结论氯气本身

漂白性,氯气与水反应的产物

有漂白性

氯水不褪色褪色褪色没有HClO(2)Cl2与H2O反应的化学方程式为

。

氯气既表现氧化性,又表现还原性(3)次氯酸的性质①次氯酸具有

,能杀菌、消毒。

②次氯酸的强氧化性还能使某些染料和有机色素褪色,因此次氯酸可用作

。

③次氯酸为很弱的酸,只存在于水溶液中,次氯酸不稳定,见光分解生成O2,化学方程式为

。

Cl2+H2OHCl+HClO

强氧化性

漂白剂2HClO2HCl+O2↑名师点拨闻氯气气味的方法用手轻轻地在瓶口扇动,使极少量的氯气飘进鼻孔。无论气体是否有毒,闻气体气味时均需如此操作。辨析比较氯气与金属单质反应的现象物质现象钠产生白烟铁产生红棕色烟铜产生棕黄色烟深度思考1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?提示

H2在O2中可以燃烧,在Cl2中也可以燃烧,由此可知燃烧不一定有O2参加,燃烧的本质是氧化还原反应,所有的发光、发热的剧烈的氧化还原反应都称为燃烧。特别提醒烟与雾的区别烟——固体小颗粒分散在气体中形成的分散系。雾——小液滴分散在气体中形成的混合物。教材拓展自来水消毒剂:氯气、二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)。深度思考2阅读教材“科学·技术·社会”回答:氯水长期放置在空气中,最后溶液中的溶质是什么?由此分析氯水应该如何保存?提示

HCl。由三个图像可知溶液中氢离子、氯离子的浓度增大,氧气的含量增大,可知发生反应2HClO2HCl+O2↑,最后溶质为HCl。氯水应保存在棕色试剂瓶中,放置在低温避光处。重难突破•能力素养全提升探究角度1

氯气的性质例1(2024·陕西西安高一检测)某同学用如图装置进行有关Cl2的实验。下列说法正确的是(

)A.Ⅰ图中:鲜花褪色证明氯气有漂白作用B.Ⅱ图中:除去氯气中的少量HCl,试剂X可选用饱和食盐水C.Ⅲ图中:氢气在氯气中剧烈燃烧,产生白烟D.Ⅳ图中:铁丝在氯气中燃烧生成氯化亚铁B解析

鲜花中含有水分,与氯气反应生成次氯酸,具有强氧化性,Ⅰ图中:鲜花褪色证明次氯酸有漂白作用,故A错误;氯气在饱和食盐水中的溶解度较小,氯化氢在饱和食盐水中的溶解度较大,Ⅱ图中:除去氯气中的少量HCl,试剂X可选用饱和食盐水,故B正确;氯化氢在空气中与水蒸气结合成盐酸的酸雾,Ⅲ图中:氢气在氯气中剧烈燃烧,产生白雾,故C错误;Ⅳ图中:铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁,故D错误。[对点训练1]下列关于氯气的说法中正确的是(

)A.氯气在常温下能与铁反应,故不能用铁罐存放液氯B.点燃氢气和氯气的混合气体可以制取氯化氢C.氯气氧化性很强,一般都能将还原剂中被氧化的元素氧化到它的最高价态D.氯原子最外层有7个电子,所以氯元素只有-1价和+7价C解析

氯气是一种化学性质非常活泼的非金属单质,几乎能与所有金属化合,但与金属反应时通常都需加热,常温或低温条件下,干燥氯气不能与铁反应,故常温下能用铁罐存放液氯,A不正确;在空气中燃烧着的氢气可以在氯气中继续安静地燃烧,生成氯化氢,工业上就是利用这一原理来制备氯化氢的,但如果点燃的是氢气和氯气的混合气体,则可能会发生爆炸,B不正确;氯气是一种强氧化性气体,通常能将还原剂中被氧化的元素氧化到其最高价态,C正确;氯元素除-1价和+7价外,还有0价(Cl2)、+1价(HClO)、+3价(HClO2)、+5价(HClO3)等,D不正确。探究角度2

氯水的成分和性质例2(2024·重庆检测)下列实验过程中,不会产生气体的是(

)C解析

新制的氯水中含有次氯酸,次氯酸见光分解放出氧气,A不符合题意;新制的氯水中含有盐酸,盐酸与碳酸氢钠反应放出二氧化碳气体,B不符合题意;新制的氯水含有盐酸,盐酸与硝酸银反应生成氯化银沉淀,不放出气体,C符合题意;久置氯水主要为HCl的水溶液,与Na2O2反应有O2生成,D不符合题意。图解要点

解答有关氯水问题的思路如下:归纳总结

新制氯水与久置氯水的区别

物质新制氯水久置氯水颜色浅黄绿色无色主要微粒Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-H+、Cl-、H2O性质酸性、氧化性、漂白性酸性[对点训练2]向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种,经过振荡,现象如图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是(

)①AgNO3溶液②NaOH溶液③水A.②①③

B.①②③C.③②①

D.①③②A解析

氯气为黄绿色气体,能溶于水,溶于水得到氯水,氯水因为溶解氯气显浅黄绿色,三个集气瓶中只有丙颜色为浅黄绿色,所以丙中液体为水;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,甲和乙中,只有乙出现了白色的沉淀而变浑浊,所以乙中液体为硝酸银溶液;氯气能够与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以氯气被氢氧化钠吸收,溶液为无色,故甲中液体为氢氧化钠溶液,则甲、乙、丙注入的液体分别是②①③。【变式设问】(1)若将集气瓶丙长时间放置在阳光下,会发生什么现象?(2)向集气瓶丙中加入一定量的石蕊溶液,会观察到什么现象,为什么?提示

溶液中有少量的气泡生成,集气瓶中的气体的颜色和溶液的颜色逐渐变浅,最后变为无色气体和无色的溶液。提示

紫色石蕊溶液先变红色后褪色。原因是氯水溶液中含有HCl和HClO,溶液呈酸性,因此能使紫色石蕊溶液变红,而其中的HClO又具有漂白性,因此又能使变色的石蕊褪为无色。归纳总结

氯水的成分与性质1.氯水的成分:2.新制氯水的性质:知识点二氯气与碱的反应1.与碱溶液的反应

日常常用的“84”消毒液

(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液

用于氯气的尾气吸收

反应的化学方程式:

,

离子方程式:

。

(2)与石灰乳反应——制取漂白粉

不是石灰水(浓度太小)反应的化学方程式:

。

如果Cl2与Ca(OH)2充分反应,并使

成为主要成分,则得到

。

Cl2+2NaOH══NaCl+NaClO+H2OCl2+2OH-══Cl-+ClO-+H2O

2Ca(OH)2+2Cl2══CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCa(ClO)2

漂粉精

2.漂白液与漂白粉的比较

物质漂白液漂白粉漂粉精主要成分NaCl、NaClOCaCl2、Ca(ClO)2Ca(ClO)2有效成分

用途

NaClOCa(ClO)2

Ca(ClO)2

作漂白剂、消毒剂

深度思考为了增加漂白粉的漂白性,通常可将漂白粉与稀盐酸混合使用,因发生反应:Ca(ClO)2+2HCl══CaCl2+2HClO,但在空气中使用时,通常不加盐酸就可得到漂白效果,你能解释其中的原因吗?提示

漂白粉与空气中的水和二氧化碳反应,生成HClO:Ca(ClO)2+H2O+CO2══CaCO3↓+2HClO。教材拓展漂白粉必须密封保存,敞口放置变质的原因是:Ca(ClO)2+H2O+CO2══CaCO3↓+2HClO,2HClO2HCl+O2↑。重难突破•能力素养全提升探究角度1

氯气与碱的反应例1如图A处通入Cl2,当关闭B阀时,C处的湿润的红布条没有明显变化,当打开B阀时,C处的湿润红布条逐渐褪色,则D瓶中装的溶液是(

)A.浓硫酸

B.NaOH溶液C.水

D.NaCl溶液B解析

打开B阀,C处湿润红布条逐渐褪色,说明Cl2进入C中与水反应生成了次氯酸,关闭B阀,C处湿润红布条不褪色,说明Cl2通过D中溶液,被全部吸收,故该溶液能与Cl2反应,如NaOH溶液。通过盛浓硫酸D瓶,氯气仍然是干燥的,遇C处湿润的红布条,红色布条褪色,而不是无明显变化,故A错误;NaOH溶液与氯气反应吸收氯气,所以当关闭B阀时,C处湿润的红布条没有明显变化,当打开B阀时,C处的湿润红色布条逐渐褪色,故B正确;氯气通入水,携带出水蒸气,氯气与水反应生成次氯酸具有漂白性,当关闭B阀时,C处湿润的红布条逐渐褪色,而不是没有明显变化,故C错误;若D中为NaCl溶液,不能吸收氯气,当关闭B阀时,C处湿润的红布条逐渐褪色,而不是没有明显变化,故D错误。[对点训练1](2024·山东聊城高一检测节选)某校课外小组的学生,利用排饱和食盐水的方法收集了一圆底烧瓶的氯气,同时制备了一圆底烧瓶的饱和氯水,探究完成以下性质实验。请按要求回答下列问题:按图中所示安装好实验装置,U形管内盛有有色墨水,A、B两端液面相平,圆底烧瓶中盛满氯气。通过分液漏斗向圆底烧瓶中滴加少量氢氧化钠溶液,观察到的现象是__________________________________

,

请简单解释原因:____________________________________________________

。

反应化学方程式为

。

圆底烧瓶内气体的颜色变浅,U形管A端Cl2与少量氢氧化钠溶液反应,导致气体颜色变浅,同时圆底Cl2+2NaOH══NaCl+NaClO+H2O有色墨水水位上升,B端有色墨水水位下降

烧瓶中气体压强减小

解析

Cl2呈黄绿色,Cl2与少量氢氧化钠溶液反应,消耗部分Cl2后,气体颜色变浅,同时圆底烧瓶中气体压强减小,U形管A端有色墨水水位上升,B端有色墨水水位下降。探究角度2

常见的含氯消毒剂和漂白剂例2(2024·江苏南京高一检测)为检验某漂白粉是否变质,进行下列探究实验:下列说法正确的是(

)A.工业上用氯气和澄清石灰水制取漂白粉B.实验1说明漂白粉没有变质C.实验2中产生的气体只有氯气D.实验2中下列反应的电子转移可表示为D解析

由于Ca(OH)2的溶解度很小,故工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉,A错误;已知CaCl2和Ca(ClO)2均易溶于水,由实验1步骤①中有不溶物说明漂白粉已经变质为CaCO3,步骤②说明含有次氯酸,故实验1说明漂白粉未完全变质,B错误;由B项分析可知,该漂白粉已经部分变质,故实验2中产生的气体有氯气和CO2,C错误。图解要点

根据实验现象综合分析如下

【变式设问】(1)根据上题分析,长期暴露放置的漂白粉中的主要成分为

。

(2)已知洁厕精的主要成分为盐酸,根据上题分析,“84”消毒液与洁厕精能否混用?提示

CaCl2、CaCO3。

提示

不能。“84”消毒液中含有NaClO,由上题可知次氯酸盐与浓盐酸反应会生成有毒气体Cl2。[对点训练2](教材改编题)浓盐酸和Ca(ClO)2能发生如下反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)══CaCl2+2Cl2↑+2H2O。用储存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是(

)①CO2

②HCl

③H2O

④O2A.①②③ B.②③④ C.②③ D.①④A解析

漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2,在储存过程中Ca(ClO)2会与空气中的CO2、H2O发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O══CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑,从而发生变质,故久置漂白粉中会含有因变质而生成的CaCO3,当与浓盐酸反应时会生成CO2,制得的Cl2中还含有挥发出的HCl和少量H2O,则制得的氯气中,可能含有的杂质气体为CO2、HCl、H2O,A正确。归纳总结

漂白粉的漂白原理及失效原因

分类漂白原理失效原因原理漂白粉与稀盐酸或空气中的水和二氧化碳反应,生成HClOCa(ClO)2在空气中与CO2和H2O反应生成HClO和CaCO3,HClO不稳定,见光或受热易分解化学方程式Ca(ClO)2+2HCl══CaCl2+2HClO,Ca(ClO)2+H2O+CO2══CaCO3↓+2HClOCa(ClO)2+2HCl══CaCl2+2HClO,2HClO2HCl+O2↑学以致用•随堂检测全达标题组1氯气的性质1.下列关于氯气的说法正确的是(

)A.氯气的化学性质很活泼,所以纯净的液氯不能用钢瓶贮存B.氯气和液氯是两种不同的物质C.不可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气D.氯气有毒,氯气发生泄漏时人应向地势高的地方撤离D解析

在常温下,纯净的液氯和铁不反应,纯净的液氯能用钢瓶贮存,A错误;液氯是氯气的液态形式,氯气和液氯是同种物质,B错误;浓硫酸与氯气不反应,可用浓硫酸除去氯气中的水蒸气,C错误;氯气有毒,氯气的密度大于空气,故应向地势高的地方撤离,D正确。2.(2024·福建龙岩高一检测)下列有关实验现象的描述正确的是(

)A.氢气在氯气中燃烧产生淡蓝色火焰,在瓶口出现白烟B.钠在氯气中燃烧,产生白烟C.铜丝在氯气中燃烧,产生蓝色的烟D.红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧,生成黑色固体B解析

氢气在氯气中燃烧生成HCl,发出苍白色火焰,HCl遇到空气中的水蒸气会形成盐酸小液滴,所以瓶口处有白雾出现,故A错误;钠在氯气中燃烧发出黄色的火焰,生成大量的氯化钠固体,所以生成白色的烟,故B正确;铜丝在氯气中燃烧生成氯化铜,反应产生棕黄色的烟,加少量水后形成氯化铜溶液,溶液呈蓝绿色,故C错误;铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁,产生红棕色的烟,故D错误。题组2氯气与水反应及氯水的成分3.下列关于氯水的叙述,不正确的是(

)A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子B.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色C.光照新制氯水有气泡逸出,该气体是O2D.新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将增强A解析

A项新制氯水中含有Cl2、H2O、HClO、Cl-、H+等微粒,错误;D项放置数天后HClO分解为HCl,酸性增强,正确。4.(2024·江苏徐州高一检测)某同学设计如图所示装置研究氯气能否与水发生反应。气体a是含有少量空气和水蒸气的氯气。请回答下列问题:(1)浓硫酸的作用是

。

(2)与本实验研究结论相关的实验现象为

。

除去氯气中的水蒸气,干燥氯气

装置B中的有色布条不褪色,装置C中的有色布条褪色

(3)从物质性质方面来看,这样的实验设计存在缺陷。请用化学方程式表达图中D框克服事故隐患的措施:

。

(4)工业上利用Cl2制盐酸,其化学方程式为

。

检验一瓶氯水是否已经完全变质,可选用的试剂是

(填字母)。

A.硝酸银溶液

B.酚酞溶液C.碳酸钠溶液

D.紫色石蕊溶液Cl2+2NaOH══NaCl+NaClO+H2OH2+Cl22HClD解析

该实验目的是研究氯气能否与水发生反应,通过干燥的氯气不能漂白干燥的有色布条,但能漂白水中的有色布条,从而证明氯气能与水发生反应。(1)气体a是含有少量