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第二节 氯及其化合物
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第3课时 氯气的性质
认识黄绿色的气体——氯气
01
氯气与金属、非金属单质的反应
02
氯气与水、碱的反应
03
巩固提升
04
考点 · 突破
Exam Points
Breakthrough
05
探究氯水的成分与性质
EPB
考点突破
01
认识黄绿色的气体——氯气
【问题探究】
【情境】
1．氯气的发现
18世纪70年代，瑞典化学家舍勒(K.W.Scheele,1742—1786)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，1778—1829)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：
相对分子量：71 熔 点：-101℃ 沸 点： -34 ℃ 密 度：3.21kg/m （0℃）
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？
【解析】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？
【解析】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？
【解析】①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；②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，建立正确的理论或推动科学理论的发展；③科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。
归纳总结
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
易错点
(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
大量氯气会中毒致死。因此做氯气相关实验时要注意安全。
课堂练习
1．下列关于氯气或氯元素的叙述中，正确的是
A．Cl2以液态形式存在时可称作氯水 B．氯气有毒，氯离子无毒
C．氯离子和氯气均有刺激性气味 D．液氯中含有大量的氯离子
【答案】B
【解析】A．Cl2的水溶液可称作氯水，Cl2以液态形式存在时可称作液氯，故A错误；
B．氯气有毒，氯离子无毒，故B正确；C．氯离子无味、氯气有刺激性气味 ，故C错误；
D．液氯中只含有大量的氯气分子，故D错误； 选B。
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(　　)
①黄绿色　②密度比空气大　③有毒　④容易液化
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【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。
3．Cl2是有毒气体，遇到少量Cl2泄漏时，下列措施或解释不合理的是
A．用浸有浓NaOH溶液的毛巾捂住口鼻，因为NaOH能吸收Cl2
B．人群向逆风方向疏散，利用风吹动气体移动，使人群脱离Cl2气流
C．人群向高处疏散，因为Cl2密度比空气大，低处浓度高，高处浓度小
D．向泄露地点洒石灰，因为Cl2能与Ca(OH)2反应，可降低危害
【答案】A
【解析】A．氯气溶于水，且也能与碱或碱性溶液反应，氯气泄漏时，用浸有水或弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻，但NaOH有较强的腐蚀性，不能用浓NaOH溶液的毛巾捂住口鼻，A不合理；
B．氯气朝顺风扩散较快，为避免中毒，人群朝逆风向疏散，B合理；
C．氯气密度大于空气，有少量氯气泄露时，氯气向下沉，人群应向高处疏散，C合理；
D．氯气与石灰(CaO)反应而被吸收，故D合理；
故答案选A。
EPB
考点突破
02
氯气与金属、非金属单质的反应
【情境】
[实验1]　探究氯气与金属单质的反应
白
棕褐
棕黄
【问题探究】
(1)能否通过两种单质直接化合的方法制取FeCl2？说明理由。
【解析】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。
【解析】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
苍白
白雾
【问题探究】
(1)在点燃氢气前，需要进行的实验操作是什么？
【解析】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？
【解析】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。
归纳总结
氯气与单质的反应
易错点
(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)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”。
课堂练习
1．下列氯化物既可以由氯气与金属反应制得，又可以由金属与盐酸反应制得的是
A．FeCl2 B．NaCl C．AgCl D．CuCl2
【答案】B
【解析】A．氯气与铁共热发生化合反应只能生成氯化铁，不能生成氯化亚铁，故A错误；
B．钠在氯气中燃烧生成氯化钠，钠与盐酸反应生成氯化钠和氢气，故B正确；
C．银是不活泼金属，不能与盐酸反应生成氯化银，故C错误；
D．铜是不活泼金属，不能与盐酸反应生成氯化银，故D错误；
故选B。
【答案】C
【解析】A．鲜花中含有水分，氯气可能先溶解在鲜花内的水中，与水反应的产物使鲜花褪色，所以不能证明氯气有漂白作用，A正确；
B．除去氯气中的少量HCl，试剂X应具有吸收HCl但不吸收Cl2的性质，所以可选用饱和食盐水，B正确；
C．氢气在氯气中剧烈燃烧，生成的HCl在瓶口遇到水蒸气，从而产生白雾，C不正确；
D．氯气具有强氧化性，铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁，D正确；
故选C。
3．下列实验现象描述中，正确的是
A．硫在纯净氧气中燃烧，发出淡蓝色的火焰
B．铁丝在氯气中燃烧，火星四射，生成黑色固体颗粒
C．氢气在氯气中燃烧的火焰为苍白色，瓶口有白色的烟生成
D．铜丝在氯气中燃烧产生棕黄色的烟，产物溶于少量水中呈蓝绿色溶液
【答案】D
【解析】A．硫在纯净氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，A错误；
B．铁丝在氯气中燃烧，产生红棕色烟，B错误；
C．氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口上方有白雾，C错误；
D．铜在氯气中燃烧，产生棕黄色烟，产物溶于水，氯化铜溶液呈蓝绿色，D正确；
答案选D。
4．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。
EPB
考点突破
03
氯气与水、碱的反应
【问题探究】
【情境】
(一)氯气与水的反应
探究氯水的漂白性
1．为什么干燥的Cl2无漂白性，湿润的Cl2有漂白性？
【解析】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。
不褪色
褪色
褪色
无
有
有
2．能否用pH试纸测定氯水的pH？为什么？
【解析】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。
3．Cl2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？
【解析】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素，故Cl2既是氧化剂又是还原剂。化学方程式为Cl2＋H2O===HCl＋HClO。
【情境】
(二)氯气与碱的反应
【问题探究】
1．84消毒液的有效成分是 ，工业制取该漂白液的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
2．漂白粉的成分是 ，有效成分是 ，工业制取漂白粉的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
NaClO
CaCl2、Ca(ClO)2
Ca(ClO)2
3．漂白粉应密封并置于阴凉处保存的原因是什么？
【解析】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Cl2通入澄清石灰水还是石灰乳中？为什么？
【解析】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。
归纳总结
1. 氯气与H2O的反应
(2)氯水的性质
2．氯气与碱溶液的反应
(1)与NaOH溶液的反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，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，有效成分是NaClO。
(2)与石灰乳反应：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，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)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2＋2HClO。
(2)由于漂白液和漂白粉中的有效成分NaClO或Ca(ClO)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。
易错点
(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)：2HClO2HCl＋O2↑。
(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。
课堂练习
1．下列关于氯气、液氯、氯水叙述正确的是
A．干燥氯气能使干燥有色纸花褪色 B．液氯为混合物
C．新制氯水中只存在2种分子 D．新制氯水长期放置在空气中，酸性增强
2．在新制氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是
A．新制氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明溶液中有HCl分子存在
B．用强光照射新制氯水一段时间后，溶液pH增大，说明溶液中有HCl存在
C．将铁片加入新制氯水中，有无色气泡产生，说明溶液中有HCl存在
D．Na2S溶液中滴加新制氯水，生成淡黄色的单质硫沉淀，说明新制氯水中有HClO存在
EPB
考点突破
04
探究氯水的成分与性质
【情境】
【问题探究】
1．2 mL新制氯水呈黄绿色，说明氯水中含有什么物质？
【解析】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。
3．由实验二中的现象，说明氯水有哪些性质？
【解析】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是什么？实验中“红色不褪去”的原因是什么？
【解析】氯水中的HClO光照发生分解，反应的化学方程式为2HClO 2HCl＋O2↑；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。
【解析】Cl－，Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
归纳总结
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
易错点
课堂练习
EPB
考点突破
05
巩固提升
01
练习与应用
1．下列关于氯气的说法中，不正确的是
A．常温常压下是黄绿色气体 B．能溶解于水且与水发生反应
C．相同条件下，密度比空气小 D．有刺激性气味，有毒
【答案】C
【解析】A．常温常压下氯气是黄绿色气体，A正确；
B．氯气能溶于水，并能与水反应生成盐酸和次氯酸，B正确；
C．相同条件下氯气的密度比空气大，C错误；
D．氯气是一种有刺激性气味的黄绿色有毒气体，D正确；
故选C。
练习与应用
02
2．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是
A．CuCl2 B．FeCl2 C．HCl D．AlCl3
【答案】B
【解析】A．单质Cu与单质Cl2在加热条件下能直接化合成CuCl2，A项不符合题意；
B．单质Fe与单质Cl2在加热条件下能直接化合生成FeCl3，不能化合成FeCl2，B项符合题意；
C．单质H2和单质Cl2在点燃或光照下能直接化合成HCl，C项不符合题意；
D．单质Al和单质Cl2在加热条件下能直接化合成AlCl3，D项不符合题意；
答案选B。
03
练习与应用
03
练习与应用
【答案】C
【分析】从A处通入新制备的Cl2，关闭B阀时，C处的干燥红色布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处的红色布条逐渐褪色，可知D中溶液可干燥氯气或与氯气反应，以此来解答。
【解析】①浓硫酸可干燥氯气，关闭B阀时，C处的干燥红色布条看不到明显现象，故①正确；
②NaOH溶液与氯气反应，关闭B阀时，C处的干燥红色布条看不到明显现象，故②正确；
③水与氯气反应生成次氯酸，具有漂白性，关闭B阀时，c处的干燥红色布条褪色，故③错误；
④饱和NaCl溶液与氯气不反应，且氯气与水反应生成的HClO具有漂白性，关闭B阀时，C处的干燥红色布褪色，故④错误；
故选：C。
练习与应用
04
练习与应用
04
练习与应用
05
【答案】C
【解析】能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，说明该物质具有酸性和漂白性，
①氯气不是酸性气体，也不具有漂白性，不能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色；
②液氯为液态的氯气，没有酸性，也不具有漂白性，不能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色；
③新制氯水中含有盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，则能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色；
④NaClO溶液是碱性的，不能使干燥的蓝色石蕊试纸变红，溶液中含有HClO具有漂白性，能使干燥的蓝色石蕊试纸褪色；
⑤盐酸具有酸性，但没有漂白性，只能使干燥的蓝色石蕊试纸变红，不能褪色；
⑥盐酸与少量漂白粉的混合溶液显酸性，漂白粉的有效成分是次氯酸钙，可与氢离子结合形成次氯酸，次氯酸具有漂白性，则能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色；
综上分析，能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是③⑥，答案选C。
练习与应用
06
练习与应用
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【答案】A
【解析】A．无水氯化钙主要是干燥氯气，碱石灰会与氯气反应，因此脱脂棉中的无水氯化钙不能用碱石灰代替，故A错误；
B．从左边出来的干燥氯气，先与干燥品红接触，品红不褪色，说明干燥的氯气没有漂白作用，故B正确；
C．由于HCl易挥发，因此挥发的HC l使湿润石蕊试纸先变红，因此不能说明生成了酸性物质，故C正确；
D．淀粉碘化钾试纸先变蓝，是碘离子被氯气氧化为单质碘，单质碘遇淀粉变蓝，说明氯气将I-氧化，故D正确；
综上所述，答案为A。
07
练习与应用
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练习与应用
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练习与应用
①结合化学方程式解释新制氯水光照一段时间后，pH减小的原因 。
②Ⅰ中白色沉淀为AgCl，试剂a为 。
③对比实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，可以得到的结论是 。
(7)根据(6)的结论，设计提高P中所得产物漂白效果的方案： 。
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练习与应用
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练习与应用
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练习与应用
（7）由分析可知，P中所得溶液为氯化钠和次氯酸钠的混合溶液，由(6)的结论可知次氯酸具有漂白性，由次氯酸的酸性弱于碳酸可知，可向向P中所得溶液中通入过量的二氧化碳，将溶液中的次氯酸钠转化为次氯酸，使溶液的漂白性增强，由于次氯酸钠具有强氧化性，能与盐酸反应生成氯气，所以不能向P中所得溶液中加入盐酸将次氯酸钠转化为次氯酸，故答案为：向P中所得溶液中通入过量CO2。
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