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第二章 海水中的重要元素
第二节 氯及其化合物
第一课时 氯气的性质
第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
第一课时 电解质的电离
一、氯气的发现史
在1774年,瑞典化学家舍勒将软锰矿(主要成分为MnO2)与浓盐酸混合加热时,产生了一种黄绿色的气体,这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受，受当时流行学说——燃素说的影响，舍勒未能确认这种气体的成分。
直到1810年，英国的化学家戴维发现它的组成，给这种气体起名叫Chlorine，意思是绿色的，中文译为“绿气”，后改为“氯气”。
[思考与讨论] 从氯气的发现到确认氯气这种气体经历长达三十多年，期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发
二、氯气的物理性质
材料：第一次世界大战时，德军战役中首次大规模使用毒气。当时战场出现了有利于德军的风向，德军打开了早已在前沿阵地屯集的装满氯气的钢瓶，一人多高的黄绿色烟云被微风吹向英法联军阵地。面对扑面而来的强烈刺激性的怪味，英法守军一阵大乱，阵线迅速崩溃。部分士兵用湿毛巾捂住嘴巴，他们逃往地势更高的地方，最终幸免于难。这次攻击，英法守军共中毒15000人，5000多人死亡，德军亦有数千人中毒和死亡。
读下面材料，结合预习内容，总结出氯气的物理性质。
二、氯气的物理性质
1、氯气的物理性质
颜色 状态 气味 密度 熔沸点 溶解性 毒性
黄绿色
气体
刺激性气味
用手轻轻在瓶品扇动，仅使极少量的氯气飘过鼻孔。
二、氯气的物理性质
1、氯气的物理性质
颜色 状态 气味 密度 熔沸点 溶解性 毒性
黄绿色
气体
刺激性气味
比空气大
较低
(易液化)
在水中溶解度不大(1：2)
有毒
熔点：-101℃
沸点：-34.6℃
液氯：氯气的液态形式，纯净物
氯气的水溶液称为氯水
对应训练
[典例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. 用浸有纯碱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
A　
三、氯气的结构
[思考与讨论] 氯元素以NaCl、MgCl2等形式大量存在于海水中，也存在于陆地的盐湖和盐矿中。结合氯原子的结构，想想为什么氯元素被称为成盐元素
8
Cl
Cl－
得e—
结构决定性质：容易得到1个电子，表现出较强的氧化性。
在自然界中氯元素均以化合态存在。
四、氯气的化学性质
1、与金属反应
四、氯气的化学性质
1、与金属反应
四、氯气的化学性质
1、与金属反应
四、氯气的化学性质
1、与金属反应
金属 现象 化学方程式
钠
铁
铜
黄色火焰，产生白烟。
2Na+Cl2 === 2NaCl
△
产生棕褐色的烟，
溶于水得棕黄色溶液。
2Fe+3Cl2 === 2FeCl3
产生棕黄色的烟，溶于水后溶液呈蓝绿色，稀释后呈蓝色。
Cu+Cl2 === CuCl2
△
△
—Cl2能与绝大多数金属反应，生成最高价金属氯化物
+2
+3
思考： FeCl3和CuCl2能用它们的金属与盐酸反应制取吗？
对应训练
[典例2] 下列各化合物不能由单质直接化合制取的是( )
A. FeCl3 B. CuCl2 C. AlCl3 D. FeCl2
[典例3] 下列关于氯气的叙述正确的是( )
A．燃烧不一定有氧气参加
B．红热的铜丝可以在氯气中燃烧，产生棕黄色烟雾
C．H2在Cl2中安静燃烧，产生苍白色火焰，形成白色烟雾
D．通常状况下氯气能和Fe反应，氯气的储存不能用铁质容器
D　
C　
四、氯气的化学性质
2、与非金属反应
[实验2-7] 氯气与氢气的反应：在空气中点燃氢气，然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中，观察现象。
实验现象1：纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾。
H2 + Cl2 === 2HCl
点燃
H2 + Cl2 === 2HCl
光照
实验现象2：剧烈反应，发生爆炸。
四、氯气的化学性质
[思考与讨论] 通过Na、Fe、Cu、H2分别在氯气中燃烧的实验，你对燃烧的条件与本质有什么新的认识？
①燃烧不一定需要氧气。
②燃烧的本质是还原剂(可燃物)与氧化剂(助燃剂)之间的剧烈的发光发热的氧化还原反应。
四、氯气的化学性质
3、与其他还原性物质反应
Cl2＋2KI = 2KCl＋I2
Cl2＋SO2＋2H2O = H2SO4＋2HCl
Cl2＋2FeCl2 = 2FeCl3
Cl2＋2I— = 2Cl—＋I2
Cl2＋SO2＋2H2O = 4H+＋SO42—＋2Cl—
Cl2＋2Fe2+ = 2Fe3+＋2Cl—
四、氯气的化学性质
4、与水反应
氯气可溶于水，氯气溶于水得到的溶液称为氯水。自来水厂用氯气杀菌、消毒，闻到的刺激性气味是余氯的气味。那么氯气溶于水时是否和水发生了化学反应呢
四、氯气的化学性质
4、与水反应
化学方程式：Cl2 + H2O HCl + HClO
离子方程式：Cl2 + H2O H+ + Cl— + HClO
HClO：次氯酸，一元弱酸，具有强氧化性，因此次氯酸能杀死水中的细菌，起到消毒作用。
氯气会与水中有机物发生反应，产生的有机氯化物可能对人体有害。因此开始使用新的自来水消毒剂，如二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)等。
四、氯气的化学性质
4、与水反应
化学方程式：Cl2 + H2O HCl + HClO
离子方程式：Cl2 + H2O H+ + Cl— + HClO
新制氯水的成分：三分子、四离子
三分子
Cl2
HClO
H2O
四离子
ClO—
Cl—
OH—
H+
四、氯气的化学性质
[实验2-8]
(1)取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条，分别放入两个盛有干燥氣气的集气瓶中，盖上玻璃片，观察现象。
(2)将有色鲜花放入盛有干燥氣气的集气瓶中，盖上玻璃片，观察现象。
四、氯气的化学性质
四、氯气的化学性质
[实验现象]
有色布条+干燥氯气 有色布条+潮湿氯气
鲜花+干燥氯气
实验现象
实验结论
有色布条不褪色
有色布条褪色
鲜花褪色
干燥氯气
不具有漂白性
湿润氯气
具有漂白性
湿润氯气
具有漂白性
褪色原因：使有色物质褪色的物质不是氯气本身，而是氯气与水反应生成的HClO。
四、氯气的化学性质
次氯酸具有强氧化性，能将有色物质氧化成无色物质，因而具有漂白性。
氯水的漂白性
①向紫色石蕊溶液中通入过量的氯气， 现象为：溶液先变红 ，
后褪色。
②由于次氯酸具有漂白性， 故不能用pH试纸测定氯水的pH。
四、氯气的化学性质
次氯酸的性质
HClO
弱酸性：醋酸 > 碳酸 > 次氯酸
不稳定性：2HClO ==== 2HCl+O2↑
实验室中氯水需现用现配，置于棕色试剂瓶中密封保存。
光照
强氧化性：①杀菌、消毒；②能将某些有机色素氧化成无色物质，可以用作棉、麻和纸张的漂白剂。
液氯 氯水
分类
新制氯水 久置氯水
成分 　 　
性质
纯净物
混合物
Cl2，HClO，H2O
H+，OH—，Cl—，ClO—
H2O，H+，
OH—，Cl—
黄绿色，只有强氧化性
浅黄绿色，有酸性、强氧化性、漂白性
只有Cl2
无色，只有酸性(稀盐酸混合物)
[思考与讨论] 液氯与氯水的区别 新制氯水与久置氯水的区别
四、氯气的化学性质
新制氯水的多重性质
新制氯水
Cl2
Cl—
HClO
H+
氧化性：可以氧化Fe2+、Br—、I—
加入AgNO 溶液会产生白色沉淀
不稳定性：阳光照射会产生O2
漂白性：使石蕊溶液先变红后褪色
加活泼金属、碳酸盐会产生气泡
对应训练
[典例4] 数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行数据采集与分析的实验手段。如图是利用数字化实验测定光照氯水过程中得到的图象，该图象表示的意义是( )
A. 氯离子浓度随时间的变化
B. 氧气体积分数随时间的变化
C. 氯水的pH随时间的变化
D. 氯水导电能力随时间的变化
C　
对应训练
[典例5] 为探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质，某化学兴趣小组做了如下实验：
(1)观察氯水颜色，发现氯水呈黄绿色，证明氯水中含有的粒子是___ _______(填化学式，下同)。
(2)向氯水中滴入碳酸钠溶液，有气体生成，说明氯水中含有的粒子是__________。
(3)在盛有氯水的试管中的有色布条褪色，说明氯水中含有的粒子是_________。
Cl2
H+
HClO
对应训练
(4)将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中，溶液显红色，起作用的微粒是_______，过一会儿，溶液的颜色褪去，起作用的微粒是________。
(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成，证明氯水中含有的粒子是________。
(6)氯水经光照后，颜色逐渐消失，并放出的气体是______，溶液的酸性_______(填“增强”“不变”或“减弱”)
(7)将Cl2通入水中，溶液中具有氧化性的微粒是___________________。
H+
HClO
Cl—
O2
增强
Cl2、ClO—、HClO
对应训练
[典例6] 用胶头滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液中，当滴到一定量时，红色突然褪去。试回答下列问题。
(1) 产生上述现象的原因可能有两种：
(2) 怎样用实验证明红色褪去的原因是①或②
氯水中含有强氧化性的HClO，它的漂白作用能使红色褪去。
氯水中含有H+，能中和OH—，使酚酞褪色。
可通过向褪色后的溶液中再加入足量的NaOH溶液，看溶液是否重新变成红色来验证溶液褪色的原因。
四、氯气的化学性质
5、与碱反应
漂白液的制备：在常温下，把氯气通入NaOH溶液中，可以得到以NaClO为有效成分的漂白液。
总方程：Cl2 + 2NaOH ══ NaCl + NaClO + H2O
漂白液主要成分
Cl2 + H2O HCl + HClO
HCl + HClO + 2NaOH ══ NaCl + NaClO + 2H2O
四、氯气的化学性质
5、与碱反应
漂白粉的制备：在常温下，把氯气通入冷的石灰乳中，可以得到以Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉。
总方程：2Cl2 + 2Ca(OH)2 ══ CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
漂白粉主要成分
Cl2 + H2O HCl + HClO
2HCl + 2HClO + 2Ca(OH)2 ══ CaCl2 + Ca(ClO)2 + 4H2O
注意：氯气和Ca(OH)2充分反应可制得漂粉精〔Ca(ClO)2浓度更大〕
四、氯气的化学性质
漂粉精、漂白液、漂白粉既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂。
[思考与讨论] 如果漂白粉长期露置于空气中会不会失效
四、氯气的化学性质
5、与碱反应
漂白液/漂白粉的漂白原理：
利用复分解反应原理， 与酸(如碳酸等)反应生
成具有漂白性的 。
漂白粉长期露置于空气中，最终会生成氯化钙而失效，有关反应的化学方程式：
① ；
② ；
③ 。
NaClO或Ca(ClO)2
HClO
Ca(ClO)2＋H2O＋CO2 === CaCO3↓＋2HClO
CaCO3＋2HCl === CaCl2＋H2O＋CO2↑
四、氯气的化学性质
5、与碱反应
漂白液/漂白粉的漂白原理：
利用复分解反应原理， 与酸(如碳酸等)反应生
成具有漂白性的 。
漂白液的失效原理，有关反应的化学方程式：
① ；
② 。
NaClO或Ca(ClO)2
HClO
NaClO + CO2 + H2O === NaHCO3 + HClO
四、氯气的化学性质
常见几种漂白性物质的比较
名称 活性炭 过氧化钠 次氯酸
原理
实质
程度
范围
将有色物质氧化为无色物质
将有色物质氧化成无色物质
氧化作用
氧化作用
永久性
永久性
漂白大多数有色物质
几乎所有有色物质，能使紫色石蕊褪色
吸附色素
物理吸附
五、氯气的用途
氯气的用途：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
盐酸
有机溶剂
农药
药品
染料
对应训练
[典例7] 判断正误，正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)氯气具有强氧化性，在反应中只做氧化剂。(　　)
(2)新制氯水中，除水分子外，粒子数最多的是Cl—。(　　)
(3)铜元素的焰色是绿色，所以铜在Cl2中燃烧产生绿色的烟。(　　)
(4)漂白粉久置空气中失效与次氯酸的稳定性差有关。(　 )
(5)燃烧一定是可燃物与空气中的氧气发生的一种剧烈的氧化还原反应。 (　　)
×
×
×
√
×
对应训练
[典例8] 在新制氯水中存在多种分子和离子，下列实验现象和结论一致且正确的是 (　 )
A．新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰，说明有Cl2
B．加入石蕊溶液，溶液变红，说明该溶液一定不含H+
C．将KHCO3固体加入新制的氯水中，有气泡产生，说明有HClO
D．光照新制氯水有气泡逸出，该气体一定是O2
D　
对应训练
[典例9] 下列说法正确的是( )
A、在饱和氯水中Cl—、NO3—、 Na+、CO32—可以大量共存
B、用pH试纸测得氯水pH=4
C、向石蕊溶液中滴加氯水，溶液先变红后褪色
D、将氯气溶于水制备次氯酸的离子方程式：
Cl2＋H2O === 2H＋＋Cl—＋ClO—
C　
对应训练
[典例11] 如图为氯及其化合物的“价—类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别：A___________和化学式B___________。
(2)某同学利用以下试剂研究HCl性质，进行了如下预测：
a.NaClO b.Fe c.NaOH d.KMnO4
从物质类别上看，HCl属于_________，可能与___________发生反应(填序号)；
从化合价角度看，Cl—具有_________性，可能与________发生反应(填序号)。
单质
HClO
还原
abc
酸
ad

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