2024–2025学年高一化学必修第一册同步学与练（人教版）第12课 氯气的性质-氯气与水、与碱的反应（原卷版）

第12课氯气的性质——氯气与水、与碱的反应001学习目标1．通过观察与实验，能正确说出氯气的物理性质。2．依据氯气与水的反应，认识氯气与碱的反应，知道“84消毒液”和漂白粉的主要成分、性质及应用。3．知道次氯酸的三大性质——弱酸性、强氧化性、不稳定性。4．通过实验探究，知道氯水(新制氯水和久置氯水)的主要微粒，理解氯水的化学性质。002预习导学自主梳理一．氯气的物理性质与氯水的性质操作现象结论氯气氯水氯水呈黄绿色氯水中存在氯气分子干燥的氯气瓶中，插入干燥的红色纸条干燥的氯气瓶中，插入干燥的红色纸条干燥的红色纸干燥的红色纸条不褪色干燥的氯气无漂白性干燥的氯气瓶中，插入喷水的红色纸条干燥的氯气瓶中，插入喷水的红色纸条湿润的红色湿润的红色纸条褪色氯水有漂白性起漂白作用的是HClO氯水有H＋生成白色沉淀氯水有Cl－二．漂白液的性质实验一实验二操作现象紫色石蕊试液中，滴加84消毒液，石蕊试液变蓝色，褪色不明显再继续滴加稀硫酸后，溶液很快褪色吹气后，很快褪色为何实验一中石蕊试液加84消毒液褪色不明显，而加入稀硫酸后很快褪色？实验二吹气后也很快褪色？预习检测1．（2023年北京丰台区期中）下列关于氯气的描述，不正确的是A．黄绿色 B．有刺激性气味 C．密度比空气小 D．有毒2．（2022年河南省新乡市期中）新制氯水和稀盐酸中都含有的粒子是A．Cl－ B．ClO－ C．HClO D．Cl23．（2023年山东省菏泽市期中）如图所示是探究氯气某性质的实验装置图(瓶中为红纸条，液体为水)，下列说法错误的是A．氯气是黄绿色气体，密度比空气大B．该实验可以证明氯气与水发生了反应C．把AB瓶调换位置，实验现象不会发生变化D．该实验的现象是：A装置中红纸条不褪色，B装置中红纸条褪色4．（2023年河南省南阳市期中）某同学在pH试纸上滴几滴新制氯水，现象如图，下列有关该实验说法正确的是A．该实验说明Cl2分子具有漂白性B．该实验说明H＋扩散速度比HClO分子快C．将实验后的pH试纸在酒精灯上微热，试纸又恢复为原来的颜色D．若用久置的氯水进行实验，现象相同5．（2023年湖北省宜昌市协作体期中）下列实验过程中，不会产生气体的是A． B．C． D．6．（2022年湖北省孝感市期中）某化学兴趣小组为了探究新制氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质，做了如下四组实验，其中结论错误的是A．将有色纸条或布条、有色花瓣放入盛有氯水的试管中，它们均褪色，说明氯水中含有HClOB．向氯水中加入大理石，有气体产生，说明氯水中含有H＋C．光照氯水后，发现颜色逐渐变浅并产生气泡，说明放出气体是Cl2D．向氯水中滴加硝酸银溶液有白色沉淀产生，说明氯水中含有Cl－►环节一氯气的物理性质及氯气与水、碱的反应情境材料1．1．氯气在卫生方面应用的历史也是非常悠久的，早在1800年，英、法等国家就用氯水作为消毒剂；到了1903年，英国人便已经大量使用氯气来为饮用水清毒了。舍勒实验发现氯气可溶于水，使水略有酸酸味；具有漂白作用，能漂白花朵和绿叶。舍勒把氯气溶解在水里进行进一步研究，发现这种水溶液对纸张、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用，所以他认为这种氯气具有漂白性。法国化学家贝托莱听说舍勒发现了新气体，就根据自己的想法继续进行新气体的研究，最终他提出真正具有漂白作用的物质不是这种纯净干燥的氯气，而是它的水溶液。2．1854年英国就已经采用漂白粉来消除污水的气味。1785年法国人贝托雷最早利用氯气做漂白剂。他把舍勒发现的那种氯气溶解在水中，这种溶液便具有了漂白作用。1789年贝托雷改进了制备漂白溶液的方法，即把氯气通入巴黎一家化工厂生产的碱性草木灰(即氢氧化钾)的溶液中，效率又提高了很多。1798年泰纳把生产漂白剂的方法改为将氯气通到石灰水中，这样改进以后生产成本便大大地降低了。1799年泰纳经过多次加工又把这种液体的漂白剂改进成为固体的产品，当时叫做氯化石灰，也就是我们现在所用的漂白粉，这种固体产品的优越性就要大多了。问题探究1．氯气与水反应的化学方程式为__________________________________，氯水中起漂白作用的物质是__________。2．氯气通入碱性草木灰(即氢氧化钾)的溶液中，发生的反应有：Cl2＋H2OHCl＋HClO，_________________________、__________________________________。3．氯气通到石灰水中，发生的反应有：Cl2＋H2OHCl＋HClO，_________________________、__________________________________。3．在漂白粉溶液中通入少量的二氧化碳气体，产生白色沉淀，写出反应的化学方程式。____________________________________________________。要点归纳一、氯气的物理性质颜色状态气味密度溶解性沸点毒性黄绿色气体刺激性气味比空气大1体积水可溶解约2体积Cl2较高(易液化)有毒二、氯气的化学性质1．与水的反应化学方程式：Cl2＋H2OHCl＋HClO离子方程式：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO2．与碱的反应（1）与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液化学方程式：Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O离子方程式：Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O漂白液的主要成分是NaClO、NaCl，有效成分是NaClO。（2）与石灰乳反应——制取漂白粉/漂白精化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O离子方程式：2Cl2＋2Ca(OH)22Ca2＋＋2Cl－＋2ClO－＋2H2O漂白粉：主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2，有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2]，含有效氯约为35%。漂粉精：有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2]，含有效氯约为70%。①Ca(ClO)2＋CO2＋H2OCaCO3↓＋2HClO(家用漂白、消毒)②Ca(ClO)2＋2HClCaCl2＋2HClO(工业漂白)（1）溶于水的Cl2中，有1/3的Cl2与水反应，反应式写“”。（2）次氯酸的漂白作用：HClO可以将有色物质氧化为稳定的无色物质，故体现出漂白性。被HClO漂白的物质，久置后不再恢复原来的颜色，即次氯酸的漂白过程不可逆。（3）Ca(OH)2在水中溶解度小，用石灰乳可以更好的(吸收Cl2)制取漂白粉。（4）漂白粉长期露置于空气中，最终会生成CaCl2而失效，其反应原理为：Ca(ClO)2＋CO2＋H2OCaCO3↓＋2HClO、2HClOeq\o(=,\s\up7(光照),\s\do5())2HCl＋O2↑、CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑典例精讲【例1】（2022·河南平顶山期末）用图1所示装置向装有一瓶氯气的集气瓶中添加适量的蒸馏水，振荡，先利用注射器滴加NaOH溶液，再利用注射器滴加稀盐酸，用压强传感器测得集气瓶内的压强随时间变化的曲线如图2所示。下列说法错误的是

A．阶段①说明氯气溶于水，溶于水的氯气全部与水反应B．阶段②的压强变小，该过程发生了氧化还原反应C．阶段③发生反应的离子方程式为Cl－＋ClO－＋2H＋Cl2↑＋H2OD．若将Cl2换成CO2，所得的压强变化趋势与图2相似【例2】（2022年北京师范大学附属中学期中）如下图所示，A处通入湿润的Cl2，关闭B阀时，C处干燥的红布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处红布条逐渐褪色，则D瓶中装的是A．稀盐酸 B．饱和NaCl溶液C．浓硫酸 D．H2O【例3】（2022年北京丰台期中）气体X的主要成分是Cl2(含有少量水蒸气)，某学习小组用如图装置研究气体X的性质。请回答下列问题：（1）C中的现象是_____________________；结合化学方程式说明B、C中现象不同的原因_____________________________________________________________________________。（2）需要在D处连接如图所示装置，气体应该由______(填“a”或“b”)管通入。该装置作用是____________________，用离子方程式表示其原理___________________________。►环节二次氯酸与氯水情境材料法国化学家贝托莱根据他自己的想法继续进行了舍勒关于氯法国化学家贝托莱根据他自己的想法继续进行了舍勒关于氯气的研究，于1785年证明氯可用来漂白。他将氯水露置在阳光下(见右图)，发现了氯水中奇妙的变化。氯水在光照条件下有气体产生，贝托莱研究后认为是氧气。问题探究若用强光照射氯水，利用数字化传感技术对氯水的pH变化、氯离子浓度及O2浓度变化进行测定。实验数据记录见下图：请根据以上信息，写出次氯酸见光分解的化学方程式____________________________________。要点归纳三、次氯酸的性质弱酸性酸性很弱，比碳酸还弱(在新制氯水中主要以HClO分子的形式存在)强氧化性用于漂白、杀菌和消毒不稳定性不稳定，见光易分解，化学方程式：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照),\s\do5())2HCl＋O2↑次氯酸的漂白作用原理特点应用范围将有色物质氧化为稳定的无色物质被HClO漂白的物质，久置后不再恢复原色几乎所有的有色物质遇HClO都会褪色四、氯水的成分与性质成分三分子H2O、Cl2、HClO四离子H＋、OH－、Cl－、ClO－性质表现粒子反应的物质或现象氧化性Cl2Fe2＋、S2－、Br－、I－、SO2－、SO2酸性HCl、HClONaOHCa(OH)2Na2CO3Mg漂白性HClO有机色质如红纸、品红溶液沉淀性Cl－AgNO3溶液不稳定性HClO见光产生气泡有时氯水的二种粒子同场献技：如紫色石蕊试液滴入氯水中，溶液先变红(H＋)后褪色(HClO)。典例精讲【例4】（2022年广西北海期末）数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连，可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。如图是数字化实验得到的光照过程中氯水的pH变化情况、对此，下列有关说法。正确的是A．pH减小的主要原因是光照使Cl2溶解度的减小，氯气逸出导致了溶液H＋浓度减小B．光照过程中，氯水pH减小的同时，溶液中Cl－的浓度也不断增大C．光照使氯水中的次氯酸分解为盐酸，溶液的酸性减弱D．对氯水光照时间的延长，氯水的漂白性没有变化【例5】（2022年福建省宁德市同心顺联盟期中）为了探究HClO的漂白性，甲同学设计了如下实验。（1）通入干燥的氯气后，A瓶中湿润的有色布条很快褪色，而B瓶中干燥的有色布条没有褪色，由此甲同学得出的结论：____________________________________________。氯气与水发生反应的化学方程式是_____________________________。（2）细心的乙同学发现一段时间后干燥的有色布条也褪色了，乙同学经过仔细思考，认为上述的甲同学的设计有缺陷，你认为乙同学可做的修改是：____________________________________________。（3）丙同学认为按乙同学的方案修改后，还需要增加一个实验才能确认是不是HClO使有色布条褪色，你认为还需要增加的实验是：______________________________________。（4）装置C的作用________________________________，装置C中发生的反应的化学方程式是：_________________________________________。004课堂总结一、氯气的化学性质二、新制液氯、氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水粒子种类Cl2H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－H2O、H＋、Cl－、OH－分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质强氧化性酸性、强氧化性、漂白性酸性三、氯水的性质00503强化训练1．（2022年北京西域期末）下列关于氯气性质的描述中，不正确的是A．无色气体 B．有刺激性气味C．能溶于水 D．常温常压下密度比空气的大2．（2022年北京市顺义区期末）对于反应Cl2＋H2OHCl＋HClO叙述正确的是A．氯气既是氧化剂又是还原剂 B．水作还原剂C．反应消耗1个Cl2分子，转移2个电子 D．反应产物都是强酸3．（2023年湖北省宜昌市协作体期中）下列关于氯及其化合物的叙述中正确的是A．氯气发生泄漏，向低处疏散B．部分自来水厂已用ClO2、O3代替氯气进行消毒C．漂白液的有效成分为NaClD．漂白粉比HClO稳定，可露置于空气中长期保存4．（2022年上海第四中学期中）漂粉精暴露在潮湿的空气中易失效，其原因是A．Ca(ClO)2易与盐酸反应 B．Ca(ClO)2生成易分解的HClOC．Ca(ClO)2见光易分解 D．CaCl2易吸收空气中水分5．（2023年四川省成都市四县区期中）氯水在光照过程中，颜色逐渐变浅。下图是通过传感器采集得到的在光照过程中氯水的pH及Cl－浓度变化图。下列说法正确的是A．氯水呈黄绿色，说明氯水中存在Cl2、HCl、HClOB．pH值下降的原因是氯气持续与水反应生成的次氯酸发生了电离C．Cl－浓度上升的原因是氯气与水反应生成的HCl电离及氯气与水反应生成HClO分解产生的HCl电离D．若在光照开始时，向氯水中滴入几滴紫色石蕊试液，随实验的进行，溶液红色逐渐加深，最终颜色深度不再改变6．（2023年山东省潍坊市期中）由下列实验操作和现象所得到的结论正确的是选项实验操作和现象结论A新制氯水中滴入硝酸银溶液会产生白色沉淀新制氯水中有氯离子B将湿润的蓝色石蕊试纸放入盛有干燥氯气的集气瓶内，石蕊试纸先变红后褪色氯气具有漂白性C盛满氯气的试管倒扣在水槽中，静置一段时间，试管中液面上升一段距离，溶液呈浅黄绿色氯气能溶于水D用小刀切割金属钠，钠表面光亮的银白色迅速变暗金属钠质软，钠在空气中被氧化为Na2O2A．A B．B C．C D．D7．（2023年辽宁省葫芦岛市期中）“84”消毒液的有效成分是NaClO，可用它浸泡、擦拭物品，喷洒空气，对地面进行消毒，以达到杀灭大多数病菌和部分病毒的目的。下列用来解释事实的方程式中，不合理的是A．该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2来制备：Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2OB．HClO的酸性强于H2CO3：ClO－＋H2O＋CO2HClO＋HCO－C．该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用，产生有毒Cl2：2H＋＋Cl－＋ClO－Cl2↑＋H2OD．该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：CH3COOH＋ClO－HClO＋CH3COO－8．（2023年辽宁省葫芦岛市期中）将紫色石蕊试液滴入NaOH溶液中，溶液变蓝色，再通入氯气，溶液由蓝色先变成红色，最后颜色慢慢退去，其原因是①氯气有漂白性②氯气与NaOH溶液反应③氯气的水溶液呈酸性④次氯酸有漂白性⑤氯化钠有漂白性A．①④ B．②③④C．①②③ D．④⑤9．（2023年河南省安阳市期中）含氯消毒剂可有效灭活病毒。Cl2可用于自来水的杀菌、消毒。NaClO是家用消毒液的有效成分，可通过与NaOH溶液反应制得。NaClO能与CO2反应生成HClO。ClO2是一种比Cl2更安全、高效的消毒剂，易溶于水，与碱反应生成ClO－和ClO－等。实验室制备ClO2的反应原理为2KClO3＋H2C2O4＋H2SO42ClO2↑＋2CO2↑＋K2SO4＋2H2O。下列说法正确的是A．可用pH试纸测定新制氯水的pHB．Cl2用于自来水的杀菌、消毒，说明Cl2具有强氧化性C．HClO是弱酸，酸性比H2CO3强D．新制氯水应保存在带玻璃塞的棕色试剂瓶中10．（2023年北京丰台区上学期期中）甲同学在研究氯气的溶解性时，将黄绿色的