高中 化学 必修 第一册 第二章 海水中的重要元素 钠和氯《第二节 第1课时 氯气的性质》教学设计

第二节氯及其化合物第1课时氯气的性质[学习目标]1.从原子结构角度，结合实验探究，认识氯气的强氧化性，培养宏微结合探究物质性质的能力。2．初步了解次氯酸的性质，结合其漂白性，认识氯气、次氯酸在生产、生活中的应用，增强环保意识，强化社会责任感。任务一氯气与单质的反应1．认识氯气(1)氯元素在自然界中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中，还存在于陆地的盐湖和盐矿中；只以化合态形式存在于自然界中。(2)氯气的用途氯气是一种重要的化工原料，大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等。(3)氯气的物理性质氯气为黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，25℃时，1体积的水溶解约2体积的氯气。[交流研讨1](1)参照教材数据，预测氯气是否易液化。已知氧气的沸点为－183℃，预测氧气是否易液化。(2)将氯气用软管通入到田鼠洞中可用于消灭田鼠，这是利用了氯气哪些性质？这启示我们在遇到氯气泄漏时应该怎样做？提示：(1)从教材数据可知，氯气的沸点为－34.6℃，易液化；氧气不易液化。(2)将氯气通入到田鼠洞中起灭鼠作用，一方面是利用其密度比空气大，可沉于洞底，另一方面是氯气有毒。遇到氯气泄漏，要去上风向的高处躲避。2．氯气与单质的反应(1)原子结构：氯的原子结构示意图为，在化学反应中很容易得到1个电子。可预测氯气具有强氧化性。(2)与金属单质的反应反应现象化学方程式与钠反应产生大量白色烟2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2NaCl与铁反应产生大量棕褐色烟2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3与铜反应产生大量棕黄色烟Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))CuCl2提醒：氯气在加热条件下能与大多数金属化合，生成高价金属氯化物，体现了氯气较强的氧化性。(3)与非金属单质H2的反应在空气中点燃H2，然后把导管缓慢伸入盛满Cl2的集气瓶中。现象：H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾。化学方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl。提醒：若将H2与Cl2混合点燃或强光照射会发生爆炸；氯化氢的水溶液俗称盐酸。[交流研讨2]Cu、Fe、H2在Cl2中燃烧，体现了Cl2的什么性质？你对燃烧的本质有什么新的认识？提示：体现了Cl2的氧化性。燃烧不一定要有氧气参与。1.氯气是很活泼的非金属单质，具有很强的氧化性。2．氯气能与绝大多数金属反应，一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到高价态。3．燃烧是指发光发热的剧烈的化学反应。其实质是剧烈的氧化还原反应，不一定要有氧气的参加。1．正误判断，错误的说明原因。(1)铁丝在少量的Cl2中燃烧可生成FeCl2：。(2)H2与Cl2混合气体点燃会安静地燃烧，发出苍白色火焰：。(3)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：。答案：(1)错误。只能生成FeCl3(2)错误。点燃H2与Cl2的混合气体，会发生爆炸(3)错误。CuCl2浓溶液呈蓝绿色(CuCl2稀溶液呈蓝色)2．下列化合物中，不能通过两种单质间化合直接制取的是()A．FeCl3 B．CuCl2C．HCl D．FeCl2答案：D解析：Cl2与金属反应生成高价态的金属氯化物，所以FeCl2不能由两种单质直接化合制取。任务二氯气与水、碱的反应1．氯气与水的反应(1)氯气的水溶液称为氯水。氯气与水反应的化学方程式：Cl2＋H2OHCl＋HClO。(2)实验探究氯水的漂白性实验①：在盛有干燥氯气的集气瓶中放入干燥的有色布条，有色布条不褪色。实验②：在盛有干燥氯气的集气瓶中放入湿润的有色布条，有色布条褪色。实验③：在盛有干燥氯气的集气瓶中放入鲜花，鲜花褪色。实验结论：氯气没有漂白性，氯气与水反应产生有漂白性的物质。(3)实验探究氯水的成分观察：氯气为黄绿色；氯水为浅黄绿色。预测：氯水中含有氯气分子。实验①：用两根玻璃棒分别蘸取盐酸和氯水，各滴在一片pH试纸上。现象滴有盐酸的试纸变红色，滴有氯水的试纸中间变为白色，外圈变红色结论滴有氯水的pH试纸外圈变红，说明氯水中有能使试纸变红的酸，中间变为白色，说明氯水中有能够使有色物质褪色的物质实验②：向2mL新制氯水中滴加AgNO3溶液反应。现象产生白色沉淀结论新制氯水中含有Cl－，发生反应的离子方程式：Ag＋＋Cl－=AgCl↓1．氯水中所含的分子有Cl2、H2O、HClO。2．氯水中所含的离子有Cl－、H＋、ClO－、OH－(极少量)，使pH试纸变红的离子为H＋。2．次氯酸的性质(1)具有强氧化性，能杀菌、消毒和漂白。新型自来水消毒剂：二氧化氯(ClO2)、臭氧等。(2)酸性比碳酸弱，只存在于水溶液中。(3)次氯酸不稳定，易分解，化学方程式为2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。[交流研讨1]你知道用自来水养金鱼应注意什么吗？应该用晒过2～3天的自来水养金鱼。这是因为用氯气处理过的自来水含有氯气，易造成金鱼中毒。(1)晒水过程中发生了哪些反应？用方程式表示。(2)新制氯水和久置氯水的成分有什么不同？提示：(1)2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，Cl2＋H2OHCl＋HClO。(2)新制氯水中含有三种分子：Cl2、H2O、HClO，四种离子：H＋、Cl－、ClO－及少量OH－；久置后次氯酸分解放出O2，最后变成了HCl溶液。3．氯气与碱的反应(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液化学方程式：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。离子方程式：Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O。漂白液的有效成分：次氯酸钠。(2)与石灰乳反应——制取漂白粉化学方程式：2Ca(OH)2＋2Cl2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。离子方程式：Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O。漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。[交流研讨2]漂白粉和漂白液使用后均需避光密封保存，长期暴露在空气中会失效。请用化学方程式解释漂白粉露置空气中失效的原因。提示：①Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO；②2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。1．正误判断，错误的说明原因。(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)充满氯气的塑料矿泉水瓶中加入20mL水，盖好瓶盖，用力振荡，矿泉水瓶会变瘪。。答案：(1)错误。氯气和液氯是同一种物质，属于纯净物；氯水是氯气的水溶液，属于混合物(2)错误。Cl2不具有漂白性，Cl2遇水发生反应生成了有漂白性的次氯酸(3)正确2．下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是()A．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉B．漂白液的有效成分是NaClO，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2C．漂白粉和Fe(OH)3胶体都常用于自来水的处理，二者的作用原理相同D．漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应答案：B3．氯水中含有多种成分，因而具有多重性质。根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量)。(1)能证明氯水具有漂白性的是(填“a”、“b”、“c”或“d”)。(2)c过程中的现象是。(3)a过程中发生的反应为2FeCl2＋Cl2=2FeCl3，能证明是新制氯水的主要成分，具有性。b过程中的离子方程式为。答案：(1)d(2)有白色沉淀生成(3)Cl2氧化COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O解析：(1)氯水中的HClO有强氧化性，可将有色物质氧化成无色物质，氯水能使石蕊溶液先变红后褪色。(2)氯水中含有Cl－，加入AgNO3溶液生成AgCl白色沉淀。(3)Cl2是新制氯水的主要成分，具有强氧化性，可与FeCl2发生氧化还原反应，反应的化学方程式为2FeCl2＋Cl2=2FeCl3；氯水中含有H＋，与COeq\o\al(2－,3)反应生成CO2气体，反应的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。1．一家大型化工厂发生爆炸，有大量的Cl2扩散，下列应急措施不正确的是()A．向顺风方向的低洼处跑B．用浸有小苏打溶液的毛巾捂住口鼻迅速逃离C．向逆风方向的高处跑D．来不及逃离的可用浸湿的棉被堵好门窗，并及时请求救援答案：A解析：氯气的密度大于空气，氯气随风向低洼处漂移，所以人要向逆风方向的高处跑，故A错误，C正确；小苏打溶液呈弱碱性，能吸收氯气，用浸有小苏打溶液的毛巾捂住口鼻迅速逃离，可以防止中毒，故B正确；氯气能溶于水，用浸湿的棉被堵好门窗可以吸收氯气，防止氯气进入室内引起中毒，故D正确。2．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雾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．钠在空气中燃烧，发出黄色火焰，生成白色固体答案：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；钠与空气中的氧气在点燃条件下反应，生成的过氧化钠为淡黄色固体，D项错误。3．下列氯化物中，既能由金属和Cl2直接化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是()A．CuCl2 B．MgCl2C．FeCl2 D．FeCl3答案：B解析：CuCl2可以由Cu与Cl2化合制得，不能由Cu和盐酸反应制得，A项不符合题意；MgCl2可以由Mg与Cl2化合制得，也可以由Mg和盐酸反应制得，B项符合题意；Fe和Cl2化合生成FeCl3，Fe和盐酸反应生成FeCl2，C、D项均不符合题意。4．下列关于氯水的叙述中正确的是()A．新制氯水中只含有Cl2和H2O分子B．用pH试纸无法正确测出新制氯水的pHC．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2D．氯水放置数天后，酸性减弱答案：B解析：新制氯水中有Cl2、HClO、H2O分子，H＋、Cl－、ClO－、OH－等离子，故A项错误；新制氯水中含有HClO，HClO具有漂白性，不能正确测量pH，故B项正确；光照条件下，氯水发生反应：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，逸出的气体是O2，不是Cl2，故C项错误；HClO分解后变成HCl，HCl是强酸，溶液的酸性增强，故D项错误。5．某同学利用如图所示的装置进行有关实验。其中气体A的主要成分是氯气，还含有少量空气和水蒸气。请回答下列问题：(1)该实验的主要目的是研究。(2)浓硫酸的作用是。(3)实验过程中观察到B瓶中干燥的有色布条(填“褪”或“不褪”)色。答案：(1)干燥的氯气是否具有漂白作用(2)除去H2O(干燥氯气)(3)不褪解析：(1)该实验的主要目的是研究干燥的氯气是否具有漂白作用。(2)浓硫酸的作用是作干燥剂干燥氯气。(3)实验过程中观察到B瓶中干燥的有色布条不褪色。课时测评15氯气的性质(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)题点一氯气与单质的反应1．下列说法正确的是()A．Cl－和Cl2的性质相同B．Cl2有毒，Cl－也有毒C．Cl原子比Cl－离子活泼D．Cl2和Cl原子都呈黄绿色答案：C解析：Cl－和Cl2是两种不同的微粒，结构上不同，性质也不同，A错误；氯气有毒，但Cl－无毒，B错误；Cl原子最外层有7个电子，易得到一个电子，化学性质活泼，Cl－最外层有8个电子，结构稳定，性质比Cl原子稳定，C正确；Cl2为黄绿色，Cl原子不会表现颜色，D错误。2．烟是由固体小颗粒分散到空气中形成的分散系。下列反应中，能产生白烟的是()A．铜在氯气中燃烧 B．钠在氯气中燃烧C．氢气在氯气中燃烧 D．氢气在氧气中燃烧答案：B解析：化学反应中能产生白烟的现象说明有白色固体生成，A项虽有固体产生但不是白色；C项无固体生成，生成的氯化氢在瓶口有白雾现象。3．(2023·广东新兴高一检测)用下图装置进行实验：加热钠至熔化后，停止加热并通入氯气，钠剧烈燃烧并生成大量白烟。以下叙述错误的是()A．钠燃烧产生苍白色火焰B．反应生成的大量白烟是氯化钠固体小颗粒C．棉花球处发生的化学反应为Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2OD．可在棉花球右侧用湿润的淀粉碘化钾试纸判断氯气是否被碱液完全吸收答案：A解析：钠燃烧产生黄色火焰，A错误。Na和Cl2反应生成NaCl固体，产生大量白烟，B正确。棉花球中NaOH溶液的作用是吸收尾气，防止污染环境，发生的反应为Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，C正确。Cl2可将KI氧化生成I2，淀粉遇I2显蓝色，若试纸变蓝，说明氯气未被完全吸收，若试纸不变蓝，则Cl2被完全吸收，D正确。题点二氯气与水的反应4．下列物质中，同时含有氯气分子和氯离子的是()A．氯水 B．液态氯化氢C．液氯 D．氯酸钾溶液答案：A解析：氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸，氯水中含有氯气分子、次氯酸分子、氢离子、氯离子、次氯酸根离子等微粒；液态氯化氢由氯化氢分子构成，不含氯分子、氯离子；液氯是液态氯分子，不含氯离子；氯酸钾能电离出钾离子和氯酸根离子(ClOeq\o\al(－,3))，不存在氯分子、氯离子。5．(2023·云南大理高一检测)向氯水中加入下列物质，表中现象及解释均正确的是()选项加入物质现象解释AAgNO3溶液有白色沉淀生成氯水中含有Cl－B石蕊溶液显红色氯水中有盐酸、次氯酸CCaCO3有气体放出盐酸、次氯酸酸性比碳酸强D有色布条有色布条褪色Cl2有漂白性答案：A解析：氯水中存在Cl－，和Ag＋结合生成白色沉淀，离子反应为Cl－＋Ag＋=AgCl↓，故A正确；氯水中有盐酸，故存在H＋，能使石蕊显红色，存在HClO分子具有漂白性，所以溶液先变红后褪色，故B错误；氯水中有盐酸，故存在H＋，能与CaCO3反应生成氯化钙、水和二氧化碳，但次氯酸不和CaCO3反应，故C错误；氯水中存在HClO，具有漂白性，能够使有色布条褪色，而Cl2不具有漂白性，故D错误。6．(2023·辽宁海城高一检测)经氯气消毒的自来水，若用于配制以下溶液：①KOH②AgNO3③NaHCO3④FeCl2⑤Na2CO3，会使配制的溶液变质的是()A．全部 B．②④⑤C．②⑤ D．④答案：A解析：经氯气消毒的自来水相当于较稀的氯水，含有H＋，可与KOH、NaHCO3、Na2CO3发生反应；含有Cl－，可与AgNO3反应生成AgCl；含有Cl2、HClO等氧化性物质，可将FeCl2氧化，故可使上述溶液变质。题点三氯气与碱的反应7．(2023·山东龙口高一检测)将适量物质分别加到干燥的红色布条上，不能使其褪色的是()A．新制的氯水 B．“84”消毒液C．液氯 D．次氯酸溶液答案：C解析：液氯为液态Cl2，不能使干燥的红色布条褪色；新制的氯水、“84”消毒液、次氯酸溶液中都含具有强氧化性的HClO，可使干燥的红色布条褪色。8．下列说法正确的是()A．用氯气制漂白粉的主要目的是使其转变为较稳定、便于贮存的Ca(ClO)2B．工业上漂白粉是由氯气通入石灰水中制得的C．“84”消毒液与洁厕灵(主要成分为盐酸)可以混用进行杀菌消毒D．漂白粉中的Ca(ClO)2和CaCl2都具有漂白性答案：A9．现有盐酸、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液和氯水四种溶液，可用来区别它们的一种试剂是()A．AgNO3溶液 B．酚酞溶液C．紫色石蕊溶液 D．饱和食盐水答案：C解析：盐酸使紫色石蕊溶液变红；紫色石蕊溶液遇NaCl溶液无明显现象；NaOH溶液使紫色石蕊溶液变蓝；氯水使紫色石蕊溶液先变红后褪色。10．氯气及含氯化合物常被用来杀菌、消毒。(1)我国多数地区的自来水厂使用氯气杀菌、消毒。氯气和水反应生成具有杀菌作用的物质是。(2)工业上将氯气通入氢氧化钠溶液中制取消毒液，反应的化学方程式是，其中氧化剂是(填名称，下同)；消毒液中的有效成分是。(3)使用氯水消毒不如用消毒液方便，原因是。答案：(1)HClO(或次氯酸)(2)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O氯气次氯酸钠(3)氯水中次氯酸含量低且次氯酸不稳定，见光易分解11．(2023·湖南炎陵高一期末)下列关于氯气和新制氯水的说法正确的是()A．足量铁丝在Cl2中燃烧生成FeCl2B．向加有淀粉的KI溶液中通入少量Cl2后溶液变蓝，说明Cl2的氧化性强于I2C．FeCl2溶液中滴加新制氯水，溶液变成棕黄色，说明新制氯水中含有还原性物质D．用强光照射新制氯水一段时间后，溶液pH升高答案：B解析：足量铁丝在Cl2中燃烧生成FeCl3，故A错误；氧化剂的氧化性强于氧化产物，向加有淀粉的KI溶液中通入少量Cl2后溶液变蓝，说明Cl2的氧化性强于I2，故B正确；FeCl2溶液中滴加新制氯水，溶液变成棕黄色，说明新制氯水中含有氧化性物质，故C错误；用强光照射新制氯水一段时间后，氯水最终生成盐酸，pH降低，故D错误。12．Cl2是一种重要的化工原料，下图是一些含氯产品。(1)①中钢瓶上应贴的标签为(填字母)。A．腐蚀品 B．爆炸品C．有毒品 D．易燃品(2)工业上利用Cl2制取盐酸，其化学方程式为。Cl2溶于水可制得氯水，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(3)自来水消毒不再使用Cl2，原因是，目前试用的消毒剂主要有、等。答案：(1)C(2)H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HClD(3)氯气会与水中的有机物发生