1、第二节氯及其化合物第一课时氯气的性质1能从原子结构的视角认识氯元素是一种很活泼的非金属元素，其单质具有强氧化性。2通过实验探究氯气的化学性质，掌握氯气与金属单质、非金属单质及水、碱的反应，以促进科学探究与创新意识化学核心素养的发展。1氯气的发现18世纪70年代，瑞典化学家舍勒(K.W.Scheele,17421786)将软锰矿(主要成分是MnO2)与浓盐酸混合加热，产生了一种能溶于水的黄绿色、有刺激性气味的气体。受当时流行学说的影响，舍勒未能确认这种气体。2氯气的命名1810年，英国化学家戴维(S.H.DaVy，17781829)以大量事实为依据，确认这种黄绿色气体是一种新元素组成的单质，并将
2、这种元素命名为chlorine。这一名称来自希腊文，有“绿色”的意思。中文译名曾为“绿气”，后改为“氯气”。氯气性质的相关数据：问题探讨1依据上述信息中提供的氯气的性质，你如何收集一瓶这种黄绿色气体？提示：因Cl2的密度大于空气的密度，故可用向上排空气法收集，但不能用排水法收集。2氯气有毒，若遇到氯气泄漏，你应如何处理？提示：逆风向高处撤离并报警。3从氯气的发现到氯被确认为一种新元素，时间长达三十多年，其间经历了数位科学家的不懈探索。你从这一史实中得到什么启示？提示：科学研究需要有正确的理论做指导，错误的理论只能浪费时间和精力；科学研究需要以大量事实为依据，只有大量事实才能推翻错误的理论，建立
3、正确的理论或推动科学理论的发展；科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。2氯的原子结构氯的原子结构示意图为，氯原子的最外层上有7个电子，在化学反应中很容易得到1个电子，使最外层达到8个电子的稳定结构。因此，氯气是很活泼的非金属单质，具有强氧化性。3氯气的物理性质状态颜色气味溶解性密度气态黄绿色刺激性能溶于水大于空气名师点拨(1)闻气体时的操作方法如右图所示。用手轻轻在集气瓶口扇动，使极少量的气体飘进鼻孔。(2)低温和加压的条件下，氯气(Cl2)可转变为液态(称为液氯)和固态，二者都是纯净物。 (3)氯气有毒，人吸入少量氯气会使鼻和喉头的黏膜受到刺激，引起咳嗽和胸部疼痛，吸入大量氯气会中毒
4、致死。因此做氯气相关实验时要注意安全。1下列说法正确的是()A实验室用排水法收集氯气B闻氯气气味时，用手轻轻在集气瓶口扇动，使极少量氯气飘进鼻孔CCl和Cl2均有毒DCl和Cl2均呈黄绿色解析：选B氯气能溶于水，密度比空气的大，不能用排水法收集氯气，应该用向上排空气法收集。Cl无色、无毒。2将氯气通过软管灌入田鼠洞中可用于消灭田鼠，这是利用了Cl2的哪些性质()黄绿色密度比空气大有毒容易液化ABCD解析：选B氯气可以用来消灭田鼠利用了它的毒性，使田鼠中毒死亡；将氯气通过软管灌入田鼠洞中，氯气的密度比空气的大，与空气混合时，在混合气体的下部，所以能够被田鼠吸入，从而达到灭鼠的目的。实验1探究氯气
5、与金属单质的反应实验实验现象化学方程式剧烈燃烧，产生白色的烟2NaCl22NaCl剧烈燃烧，产生棕褐色的烟2Fe3Cl2 2FeCl3剧烈燃烧，产生棕黄色的烟CuCl2 CuCl2问题探讨(1)能否通过两种单质直接化合的方法制取FeCl2？说明理由。提示：不能；因为Fe与Cl2化合生成的是FeCl3而不是FeCl2。(2)常温下，能不能用钢瓶储运液氯？说明理由。提示：能；原因是常温下，干燥的Cl2与Fe不反应。实验2探究氯气与非金属单质(如H2)的反应实验装置实验操作实验现象化学方程式在空气中点燃纯净的氢气，然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气
6、瓶口有白雾产生H2Cl22HCl问题探讨(1)在点燃氢气前，需要进行的实验操作是什么？提示：检验氢气的纯度。(2)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。氯气与单质的反应名师点拨(1)Cl2是具有强氧化性的非金属单质，与变价金属反应时，生成高价态的金属氯化物，如与Fe反应生成FeCl3而不是FeCl2，Cu与Cl2反应生成的是CuCl2而不是CuCl(氯化亚铜)。(2)任何发光、发热的剧烈的氧化还原反应都称为燃烧。(3
7、)描述现象时，固体小颗粒分散在空气中形成“烟”，液体小液滴分散在空气中形成“雾”。1下列关于对燃烧现象的认识中，不正确的是()A燃烧一定是氧化还原反应B燃烧一定发光放热C燃烧一定是化学反应D燃烧一定有氧气参与解析：选D燃烧是剧烈的发光、发热的氧化还原反应，故A、B、C正确；但燃烧不一定有氧气参与，如铁在氯气中燃烧生成氯化铁，故D错误。2下列化合物中，不能通过两种单质间化合直接制取的是()AFeCl3BCuCl2CHClDFeCl2解析：选DCl2与金属反应生成高价态的氯化物，所以FeCl2不能由两种单质直接化合制取。3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，瓶口上方有
8、白色烟雾B铜在氯气中燃烧，产生棕黄色烟，产物溶于水，溶液呈蓝绿色C铁丝在氯气中燃烧，产生棕红色的浓烟，产物溶于水，溶液呈浅绿色D钠在空气中燃烧，发出黄色的火焰，生成白色固体解析：选B氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，可形成白雾，不会出现烟，A项错误；氯气具有强氧化性，红热的铜丝在氯气中燃烧，生成氯化铜，现象为产生棕黄色的烟，加入少量水形成蓝色溶液，B项正确；铁与氯气反应生成棕褐色的氯化铁，可发出棕褐色的烟，产物溶于水，溶液呈棕黄色，C项错误；钠在空气中燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体，D项错误。(一)氯气与水的反应实验探究氯水的漂白性实验操作实验现象实验结论有色布条不褪色干燥的Cl2无(填“有”或
9、“无”，下同)漂白作用有色布条褪色在有H2O存在的条件下，Cl2有漂白作用有色鲜花褪色在有H2O存在的条件下，Cl2有漂白作用问题探讨1为什么干燥的Cl2无漂白性，湿润的Cl2有漂白性？提示：湿润的Cl2有漂白性的原因是Cl2与水反应生成了HClO，HClO具有强氧化性，能漂白有色物质。2能否用pH试纸测定氯水的pH？为什么？提示：不能；因为氯水中含有HClO，能将pH试纸漂白，不能测得溶液的pH。3Cl2与H2O的反应是氧化还原反应吗？若是，写出反应的化学方程式并分析氧化剂、还原剂分别是什么物质？提示：Cl2与H2O的反应中存在元素化合价的变化，是氧化还原反应，发生化合价升高和降低的都是氯元
10、素，故Cl2既是氧化剂又是还原剂。化学方程式为Cl2H2O=HClHClO。(二)氯气与碱的反应含氯消毒剂能杀灭病毒，常用的含氯消毒剂有液氯、漂白粉、84消毒液、二氧化氯等。问题探讨184消毒液的有效成分是NaClO，工业制取该漂白液的化学方程式为Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。2漂白粉的成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，工业制取漂白粉的化学方程式为2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。3漂白粉应密封并置于阴凉处保存的原因是什么？提示：Ca(ClO)2与空气中的CO2和水反应生成不稳定的HClO而变质失效。4工业上制取漂白粉是将
11、Cl2通入澄清石灰水还是石灰乳中？为什么？提示：将Cl2通入石灰乳中；原因是Ca(OH)2微溶于水，澄清石灰水中Ca(OH)2的量少，不适合工业大规模生产。1. 氯气与H2O的反应(1)在25 时，1体积的水可溶解约2体积的氯气，氯气的水溶液称为氯水。Cl2溶于水同时与水发生反应，化学方程式为Cl2H2O=HClHClO。氯气不具有漂白性，氯水具有漂白性，是因为氯水中含有HClO。(2)氯水的性质2氯气与碱溶液的反应(1)与NaOH溶液的反应：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，利用此反应原理可以吸收尾气中的有毒气体Cl2，也可以制取漂白液，这种液体的主要成分是NaCl和NaClO，有
12、效成分是NaClO。(2)与石灰乳反应：2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O，利用此反应原理可以制取漂白粉，其主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。如果Cl2与Ca(OH)2反应充分，并使Ca(ClO)2成为主要成分，则得到漂粉精。3漂白液和漂白粉的漂白原理及保存(1)均利用“强酸制弱酸”的反应原理使其有效成分NaClO或Ca(ClO)2与较强的酸反应转化为HClO来进行漂白或消毒，如Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO，Ca(ClO)22HCl=CaCl22HClO。(2)由于漂白液和漂白粉中的有效成分NaClO或Ca(Cl
13、O)2能够与空气中的CO2和H2O反应生成不稳定的HClO，漂白液和漂白粉应密封、避光并置于阴凉干燥处保存。4氯气的用途(1)用于工业制盐酸；(2)制漂白液、漂白粉和漂粉精；(3)用于自来水的杀菌、消毒；(4)用作制取其他含氯工业产品的原料。名师点拨(1)实验室中氯水需现用现配。保存氯水时，应避免光照、受热，实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封保存。(2)光照氯水，浅黄绿色逐渐褪去，溶液的pH逐渐减小(HClO能转化为强酸HCl)：2HClO2HClO2。(3)Cl2可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，其原因是Cl2与水反应生成的HCl使蓝色石蕊试纸变红，具有强氧化性的HClO又将变色后的石蕊
14、试纸氧化褪色(漂白)。(4)在Cl2与碱溶液的反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂。(5)漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂。1下列有关新制氯水的说法错误的是()A加入CaCO3不发生反应B具有酸性和氧化性C强光照射有气体产生D具有漂白性解析：选A加入CaCO3与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故A错误；氯水中含盐酸和次氯酸，所以具有酸性和氧化性，故B正确；在光照时HClO会分解：2HClO2HClO2，故C正确；次氯酸具有漂白性，故D正确。2下列物质中，不能使有色布条褪色的是()A次氯酸钠溶液B次氯酸钙溶液C氯水D氯化钙溶液解析：选D氯水中含有H
15、ClO，次氯酸钠、次氯酸钙溶液与空气中的CO2反应可产生HClO，三者均有漂白性，氯化钙溶液中不含有也不能生成HClO，没有漂白性。问题探讨12 mL新制氯水呈黄绿色，说明氯水中含有什么物质？提示：Cl2呈黄绿色，说明新制氯水中含有Cl2。2实验一中产生气泡的成分是什么？由实验一中的现象，说明氯水中含有的微粒是什么？写出该反应的离子方程式。提示：CO2气体；说明氯水中含有H，反应的离子方程式为CO2H=H2OCO2。3由实验二中的现象，说明氯水有哪些性质？提示：氯水能使紫色石蕊溶液变红，说明氯水具有酸性，一段时间后红色褪去，说明氯水具有漂白性。4实验三中2 mL新制氯水在太阳光下放置发生的反应
16、是什么？实验中“红色不褪去”的原因是什么？提示：氯水中的HClO光照发生分解，反应的化学方程式为2HClO2HClO2；长时间放置氯水中无HClO，失去漂白性，故红色不褪去。5由实验四中的现象，说明氯水中含有的微粒是什么？写出反应的离子方程式。提示：Cl，AgCl=AgCl。1新制氯水的性质在不同的反应中，新制氯水中起作用的成分不同2次氯酸的漂白作用3液氯、新制氯水和久置氯水的比较物质液氯新制氯水久置氯水成分Cl2Cl2、HClO、H2O、H、Cl、ClO、OHH、Cl、OH、H2O分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性保存方法特制钢瓶棕色试剂瓶盛装，置
17、于阴凉处，一般现配现用置于普通试剂瓶，玻璃塞即可(会腐蚀橡胶)名师点拨(1)解答氯水的成分和性质类题目的思路(2)氯水中因含有Cl2、HClO而具有强氧化性，当氯水与还原性物质(如FeCl2、NaBr、KI等)反应时，只看作Cl2参与反应，如2Fe2Cl2=2Fe32Cl；当考虑氯水的漂白性和消毒性时，只看作HClO起作用。某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分，请根据下表回答问题。实验序号实验方法实验现象结论将氯水滴加到AgNO3溶液中生成白色沉淀将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中淀粉KI试纸变蓝 色氯水中含有Cl2将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中氯水中含有H(1)根据实验得出的结论
18、是_。(2)写出实验和实验中的“实验现象”：_，_。(3)实验中“实验方法”的具体操作过程是_。(4)通过实验的“实验现象”，同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是a._，b._。请设计一个简单的实验证明哪一个是正确的：_。解析：通过AgNO3溶液检验氯水中Cl的存在。通过淀粉KI试纸检验氯水中含有的Cl2，发生的反应为Cl22KI=I22KCl。通过氯水与Na2CO3溶液的反应检验氯水中含有的H，发生的反应为Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2。往含有酚酞的NaOH溶液中滴加氯水，溶液红色褪去，原因可能有两种，一是氯水中含有强氧化性的HClO，它的漂白性使溶液红色褪去，二是氯水中
19、含有H，H能中和OH，使溶液褪色；可以通过向褪色后的溶液中再加入NaOH溶液，看溶液是否重新变成红色来确定溶液褪色的原因。答案：(1)氯水中含有Cl(2)溶液褪色有气泡冒出(3)取一片淀粉KI试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上(4)氯水中含有HClO，其漂白作用使溶液褪色氯水中含有H，中和OH使溶液褪色向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液显红色，证明是H的中和作用引起的分级训练课课过关1下列关于氯气性质的描述错误的是()A无色气体B能溶于水C有刺激性气味D点燃条件下与氢气反应解析：选A氯气是黄
20、绿色、有毒并有刺激性气味的气体，密度比空气大，熔沸点较低，能溶于水，易溶于有机溶剂，在25 时，1体积的水可溶解约2体积的氯气，点燃条件下与氢气反应生成氯化氢。2下列氯化物中，既能由金属和氯气直接化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是()ACuCl2BFeCl2CMgCl2DFeCl3解析：选C铜不能和盐酸反应生成CuCl2；铁和氯气反应生成FeCl3，Fe与盐酸反应生成FeCl2；Mg与盐酸、氯气反应均能生成MgCl2。3有些地方的自来水用氯气消毒。某学生用这种自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显变质的是()ANaOHBAgNO3CNaHCO3D盐酸解析：选D氯气、HClO、H都能与NaO
21、H反应，不能用于配制NaOH溶液，故A错误；氯水中含有Cl，加入AgNO3生成AgCl沉淀，不能用于配制AgNO3溶液，故B错误；氯水中的H能与NaHCO3反应，生成二氧化碳和水，不能用于配制NaHCO3溶液，故C错误；氯水中的成分和盐酸之间都不会发生反应，可以用该水配制盐酸，故D正确。4在探究新制氯水成分及性质的实验中，依据下列方法和现象，不能得出相应结论的是()选项方法现象结论A观察氯水颜色氯水呈浅黄绿色氯水中含Cl2B向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水有无色气体产生氯水中含HClOC向红色纸条上滴加氯水红色纸条褪色氯水具有漂白性D向FeCl2溶液中滴加氯水溶液变成棕黄色氯水具有氧化性解
22、析：选B氯气为黄绿色气体，氯水呈浅黄绿色，是因为溶解了氯气，故A正确；向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水，有气泡产生，是因为HCO与氯水中的H发生反应生成水和二氧化碳，故B错误；红色纸条褪色，说明氯水具有漂白性，故C正确；向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液变成棕黄色，是因为发生反应2FeCl2Cl2=2FeCl3，说明氯水具有氧化性，故D正确。5Cl2是一种重要的化工原料。如图是一些含氯产品。(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
23、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，检验一瓶氯水是否已经完全变质，可选用的试剂是_。A硝酸银溶液B酚酞溶液C碳酸钠溶液D紫色石蕊溶液解析：(1)Cl2有毒，储存Cl2的钢瓶应贴的标签为有毒品。(2)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，漂白液的有效成分是NaClO，二者均是混合物，A、D项错误；制取漂白粉时，不用澄清石灰水，因氢氧化钙的溶解度较小，一般用石灰乳，也可用氯气与稍湿的消石灰作用制得，C项错误。(3)久置氯水的成分为稀盐酸，新制氯水的主要成分为Cl2、HCl、HClO，新制氯水和稀盐酸均与AgNO3溶液反应生成白色沉淀，均与Na2CO3溶液反应放出CO2气体，遇酚酞溶液均无明显现象。新制氯水中加入紫色石蕊溶液先变红后褪色，而稀盐酸中加入紫色石蕊溶液只变红不褪色。答案：(1)C(2)B(3)H2Cl22HClD