2.2.1氯气的性质(课件 教案 学案,共3份)

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2.2.1氯气的性质(课件 教案 学案,共3份)

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第二节 氯及其化合物
基础课时12 氯气的性质
学习目标 1.了解氯气的物理性质,掌握氯气的化学性质,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养证据推理意识。2.能从原子结构的角度认识氯及其重要化合物的主要性质,了解其在生产中的应用和对生态环境的影响。3.通过了解氯气的发现史,学习科学家的研究精神及勤于钻研、严谨求实的科学态度。
一、氯气与金属、非金属单质的反应
(一)知识梳理
1.氯的原子结构
氯原子结构示意图为,容易得到1个电子,氯气的化学性质活泼,常表现强氧化性。
2.氯气的物理性质
氯气是黄绿色有刺激性气味的有毒气体, 25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气。
3.氯气与金属、非金属单质的反应
(1)与金属单质的反应
化学方程式 反应现象
与钠反应 2Na+Cl22NaCl 产生大量白色烟
与铁反应 2Fe+3Cl22FeCl3 产生大量棕褐色烟
与铜反应 Cu+Cl2CuCl2 产生大量棕黄色烟
(2)与非金属单质(如H2)的反应(实验装置如图)
实验操作: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。
实验现象:纯净的氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现白雾。
反应方程式为H2+Cl22HCl。
(二)互动探究
某化学老师为进行氯气与金属钠反应的实验设计了如图所示装置。将一根玻璃管与氯气发生器相连,玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠(已吸净煤油),玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花。先用酒精灯给钠预热,钠熔成小球时,撤去酒精灯,立即通入氯气,钠着火燃烧,生成大量白烟。
【问题讨论】
问题1 反应生成的大量白烟是________。
提示 氯化钠固体
问题2 玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花的目的是_________________________________________________________________
____________________________________________________________。
提示 吸收过量的氯气,以免其污染空气
问题3 钠着火燃烧产生________火焰,发生的反应方程式为________________________________________________________________。
提示 黄色 2Na+Cl22NaCl
【探究归纳】 氯气的性质
(1)氯气是很活泼的非金属单质,具有强氧化性。
①氯气能与绝大多数金属反应,一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到最高价。
②氯气在一定条件下能与非金属单质(如H2、S、P等)反应。
(2)燃烧是发光发热的剧烈化学反应,也是氧化还原反应,不一定要有氧气参与,如2P+3Cl22PCl3等。
(3)描述现象时,固体小颗粒分散在空气中形成“烟”,液体小液滴分散到空气中形成“雾”。
1.氯气是一种活泼的非金属单质,下列关于氯气的叙述正确的是(  )
A.若氯气发生泄漏,应立即向下风地区转移
B.氯气是一种有刺激性气味的气体
C.可用排水法收集氯气
D.Cl-、Cl2均呈黄绿色,有毒
答案 B
解析 氯气有毒且密度比空气的大,若发生泄漏,应立即向上风地区转移,并用湿毛巾捂住口鼻,A项错误;通常氯气呈气态,且有刺激性气味,B项正确;氯气可溶于水,常温下1体积水约溶解2体积的氯气,故不能用排水法收集,可用排饱和食盐水法收集,C项错误;Cl-无色、无毒,D项错误。
2.对于实验现象的描述要以事实为依据,下列相关描述正确的是(  )
A.钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成白色固体
B.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白雾
C.钠在氯气中燃烧,发出黄色火焰,产生淡黄色固体
D.铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色烟,产物溶于水,溶液呈浅绿色
答案 B
解析 A项,钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成的过氧化钠为淡黄色固体;B项,氢气在氯气中点燃后产生苍白色火焰,放出大量热,生成了氯化氢气体,瓶口上方形成白雾;C项,Na在氯气中燃烧,发出黄色火焰,生成NaCl为白色固体; D项,铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色烟,产物溶于水,但氯化铁溶液呈黄色。
3.下列物质中,不能由单质之间直接化合生成的是(  )
A.CuCl2 B.FeCl2
C.HCl D.AlCl3
答案 B
解析 A项,Cu在Cl2中反应生成CuCl2;B项,Fe与Cl2反应生成高价态的FeCl3;C项,H2在Cl2中反应生成HCl; D项, Al在Cl2中反应生成AlCl3。
二、氯气与水、碱的反应
(一)知识梳理
1.氯气与水反应
(1)干燥的氯气不具有漂白性,湿润的氯气具有漂白性,原因是溶于水中的部分氯气与水发生反应:Cl2+H2O??HCl+HClO(填化学方程式),生成的HClO具有强氧化性,能起漂白作用,氯气的水溶液称为氯水。
(2)次氯酸的性质
弱酸性 酸性很弱,比碳酸弱
不稳定性 不稳定,见光易分解,化学方程式为2HClO2HCl+O2↑
强氧化性 能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂,用于漂白、杀菌、消毒
2.氯气与碱反应
(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
①制取反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
②漂白液的主要溶质是NaClO、NaCl ,有效成分是NaClO。
(2)与石灰乳反应——制取漂白粉
①制取反应的化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。
③漂粉精:使Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使Ca(ClO)2成为主要成分。
(二)互动探究
探究新制氯水的性质与成分
【问题讨论】
问题1 2 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。
问题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CO+2H+===H2O+CO2↑。
问题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。
问题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?
提示 氯水中的HClO光照发生分解,反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑;长时间放置氯水中无HClO,失去漂白性,故红色不褪去。
问题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-,Ag++Cl-===AgCl↓。
【探究归纳】
1.新制氯水的成分
2.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
3.漂白粉的成分与性质
1.下列关于氯水的叙述中,正确的是(  )
A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B.液氯与氯水都是纯净物
C.新制氯水的颜色为浅黄绿色
D.氯水经光照有气泡逸出,该气体为HCl
答案 C
解析 新制的氯水因其含Cl2而呈淡黄绿色,其中还含有HClO和H2O分子,故A错误;液氯是纯净物,氯水是混合物,故B错误; 新制的氯水因其含Cl2而呈淡黄绿色,故C正确; 氯水由于其中的HClO见光易分解:2HClO2HCl+O2↑,所以氯水经光照有O2气泡逸出,故D错误。
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)2
C.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 B
解析 漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得的混合物,反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,A错误;漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,B正确;漂白粉用于自来水杀菌消毒,Fe(OH)3胶体用于除去水中的悬浮杂质,二者的作用原理不同,C错误;漂白粉在空气中久置的化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3+2HClO,2HClO2HCl+O2↑,有氧化还原反应发生,D错误。
3.下列实验现象与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是(  )
A.将Na2CO3固体加入新制氯水中,有无色气泡产生(H+)
B.新制氯水使红色布条褪色(HCl)
C.向FeCl2溶液中滴加新制氯水,溶液由浅绿色变为棕黄色(Cl2)
D.向新制氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀产生(Cl-)
答案 B
解析 由于新制氯水中存在HCl,则将Na2CO3加入新制氯水中发生反应Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,表现出HCl的酸性,即H+的性质,A项正确;新制氯水使红色布条褪色是次氯酸的漂白作用,B项错误;Cl2具有强氧化性,能把Fe2+氧化为Fe3+,C项正确;向新制氯水中滴加AgNO3溶液,能发生反应HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3,表现出Cl-的性质,D项正确。
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)氯气与金属、非金属单质的反应
1.(2023·日照五莲一中高一月考)当足量的Cl2或盐酸分别与下列金属反应时,均有MCl2型化合物生成的是(  )
A.Al B.Mg
C.Cu D.Ag
答案 B
解析 铝与氯气或盐酸反应均生成氯化铝,A错误;氯气、盐酸与镁反应,均生成氯化镁,B正确;铜不与盐酸反应,C错误;氯气与银反应生成氯化银,盐酸不与银反应,D错误。
2.为了探究氯气的性质,进行了以下四个实验。下列说法错误的是(  )
A.四个实验中氯气均表现氧化性
B.氯气是无色,有刺激性气味的气体
C.金属铁和铜在实验中均燃烧得到高价态的金属氯化物
D.氢气在氯气中燃烧,火焰呈苍白色
答案 B
解析 钠、铁、铜和氢气在氯气中燃烧分别生成氯化钠、氯化铁、氯化铜、氯化氢气体,Cl的化合价均降低为-1价,氯气均表现出氧化性,故A正确; 氯气是黄绿色、有刺激性气味的气体,故B错误; 氯气与变价金属反应生成高价的金属氯化物,铁在氯气中的反应为2Fe+3Cl22FeCl3,铜在氯气中反应为Cu+Cl2CuCl2,故C正确; 氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体,火焰呈苍白色,故D正确。
3.如图所示实验装置,烧瓶内充满氯气,底部有一层细沙(不参与反应),在细沙上放一小块钠,再用滴管从a口滴下几滴水,恰好落在钠块上,瓶内剧烈反应。下列对此实验的说法,不正确的是(  )
A.所充氯气应用向上排空气法收集
B.玻璃导管具有平衡气压的作用
C.烧瓶中氯气与两种物质发生了反应
D.反应中,烧瓶内充满了白色烟雾
答案 C
解析 氯气密度比空气大,应用向上排空气法收集,故A正确; 玻璃导管与大气相连,具有平衡气压的作用,故B正确; Na与水反应生成氢氧化钠和氢气放热,同时Na、水、氢气、氢氧化钠均与氯气反应,故C错误; 钠与水反应放出大量的热使钠与氯气反应生成氯化钠固体颗粒,氯气与氢气反应有HCl生成,与水蒸气结合,故为白色烟雾,故D正确。
(二)氯气与水、碱的反应
4.实验表明:将氯水滴加到蓝色石蕊试纸上,试纸上会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环,且两环颜色不同,下列有关说法不正确的是(  )
A.此实验表明氯水具有酸性、漂白性
B.内环呈白色外环呈红色或浅红色
C.氯水中形成次氯酸的反应中还原产物是HClO
D.内外环上颜色的差异表明此变化过程中,盐酸与指示剂的反应比氧化还原反应快
答案 C
解析 由氯水的成分和实验现象可知,该实验能表明氯水具有酸性、漂白性,A正确;内环呈白色外环呈红色或浅红色,内环是HClO起作用,外环是H+起作用,B正确;Cl2+H2O??HCl+HClO,还原产物是HCl,HClO是氧化产物,C错误。
5.漂白液和漂白粉在生活中有着广泛的应用,下列有关其说法正确的是(  )
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)2
B.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 A
解析 氯气是气体,不便于保存和运输,将气体转化为较稳定的固体物质便于保存和运输,所以工业上将氯气制成漂白粉,A正确;工业上用氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,石灰水中氢氧化钙浓度太低,生产的漂白粉太少,不经济,B错误;“84”消毒液的有效成分是NaClO,NaClO与洁厕灵所含成分盐酸反应可生成氯气,因此“84”消毒液与洁厕灵不能混用,C错误;Ca(ClO)2可生成具有漂白性的次氯酸,氯化钙不具有漂白性,D错误。
6.如图所示,从A处通入新制备的Cl2,关闭B时,C处的干燥红色布条看不到明显现象,当打开B后,C处红色布条逐渐褪色,D瓶中装的溶液不可能是(  )
A.浓硫酸 B.NaOH溶液
C.KI溶液 D.饱和NaCl溶液
答案 D
解析 浓硫酸具有吸水性,氯气通过浓硫酸得到干燥的氯气,C中红色布条无明显现象,故A与题意不符;氯气通过NaOH溶液,与氢氧化钠反应,关闭B时,C处的红色布条看不到明显现象,故B与题意不符;氯气通过KI溶液,与KI溶液反应,关闭B时,C处的红色布条看不到明显现象,故C与题意不符;氯气与饱和食盐水不反应,进入C的为潮湿的氯气,关闭B时,C处红色布条逐渐褪色,故D符合题意。
7.(1)在某防空防灾演习现场,模拟一起大客车与一辆装有氯气的槽罐车发生追尾事故,造成槽罐翻落、氯气泄露。人防办立即指挥专业救援队在事发地点,测定风向,进行事故处置。引导大客车上的乘客________(填序号)
a.顺风向高处转移 b.顺风向低处转移
c.逆风向高处转移 d.逆风向低处转移
(2)如图所示,将氯气依次通过盛有干燥有色布条的广口瓶和盛有潮湿有色布条的广口瓶,可观察到的现象是____________________________________________
________________________________________________________________。
(3)为防止氯气尾气污染空气,根据氯气的性质,可用NaOH溶液吸收多余的氯气,原理是(用离子方程式表示)___________________________________________
__________________________________________________________________。
根据这一原理,工业上常用廉价的石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉,漂白粉的有效成分是________(填化学式),长期露置于空气中的漂白粉会失效的原因,用化学反应方程式可表示为___________________________________________
_________________________________________________________________。
答案 (1)c (2)干燥的有色布条无明显变化,湿润的有色布条褪色
(3)Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O Ca(ClO)2
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,2HClO2HCl+O2↑
解析 (1)氯气有毒,且氯气的密度大于空气的密度,因此引导大客车上的乘客逆风高处转移,选项c正确。(2)氯气本身不具有漂白性,干燥的氯气不能使干燥的有色布条褪色,氯气遇到水产生次氯酸,次氯酸具有强氧化性,具有漂白性,氯气能使湿润有色布条褪色。(3)Cl2能与NaOH发生歧化反应,其离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O;漂白粉的成分是CaCl2和Ca(ClO)2,其有效成分是Ca(ClO)2;碳酸的酸性强于次氯酸,漂白粉长期露置于空气中发生Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,2HClO2HCl+O2↑。
B级 素养培优练
8.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↑+H2O
D.若将Cl2换成CO2,所得的压强变化趋势与图2相似
答案 A
解析 A项,阶段①说明氯气溶于水,但溶于水的氯气只是部分与水反应生成盐酸和次氯酸,错误;B项,阶段②的压强变小,是因为氯气和氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠、氯化钠和水,该过程发生了氧化还原反应,正确;C项,阶段③压强又逐渐增大,说明有气体生成,该气体是氯气,发生反应的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O,正确;D项,若将Cl2换成CO2,二氧化碳能溶于水,但溶解度不大,加入氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,最后加入盐酸又产生二氧化碳,因此所得的压强变化趋势与图2相似,正确。
9.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
A AgNO3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
C CaCO3 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,氯水中存在HClO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。
10.已知:KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,如图所示,将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置,实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上,并用表面皿盖好。已知KSCN遇Fe3+会生成红色的物质。
(1)在KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O反应中________(填化学式)是氧化剂,氧化剂与还原剂个数之比为________。
(2)滴有KSCN的FeCl2溶液变为________色。
(3)滴有酚酞的NaOH溶液颜色变化为________。
(4)紫色石蕊溶液颜色变化为先变红后褪色,褪色是因为________有漂白性。
(5)淀粉 KI溶液变为蓝色,用离子方程式表示反应原理:___________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案 (1)KClO3 1∶5 (2)红 (3)溶液红色褪去 (4)HClO(或次氯酸) (5)Cl2+2I-===I2+2Cl-
解析 (1)在KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O反应中,KClO3中Cl元素的化合价由+5价→0,被还原,为氧化剂,HCl中Cl元素的化合价由-1→0,被氧化,为还原剂,其中6个HCl生成1个KCl,被氧化的HCl为5个,则氧化剂与还原剂个数之比为1∶5。(2)生成的氯气遇到滴有KSCN的FeCl2溶液,氯气能将亚铁离子氧化为铁离子,KSCN溶液遇铁离子变红。(4)氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,酸使石蕊变红,次氯酸使其褪色,则溶液先变红后褪色,能说明次氯酸具有漂白性。(5)生成的氯气遇到淀粉 KI溶液,氯气能将碘离子氧化为碘单质,淀粉溶液遇碘单质变蓝,反应的离子方程式为Cl2+2I-===I2+2Cl-。
11.冬季是流感高发季节,口罩作为防护工具,可以有效防止飞沫的传播。除了佩戴口罩,还需要加强对隔离场所的消毒。常用的消毒剂有双氧水、医用酒精以及含氯消毒剂。其中含氯消毒剂的家族最庞大、应用最广泛。
(1)“84”消毒液是一种常用消毒剂,写出工业上用氯气制备“84”消毒液的化学方程式:______________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)二氧化氯是一种高效消毒剂。工业制备ClO2的反应为2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。
①用双线桥表示电子转移的方向和数目:___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
② ClO2在杀菌消毒过程中会产生少量副产物亚氯酸盐(ClO),需将其转化为Cl-除去,下列试剂中可将ClO转化为Cl-的是________(填字母)。
a.O3 b.FeSO4
c.KI d.KMnO4
③相同条件下,ClO2的消毒能力是相同分子数的Cl2的________倍 (假设ClO2、Cl2全部都被还原为Cl-,没有其他的含氯产物生成)。
(3)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的消毒剂和漂白剂。Mathieson法制备亚氯酸钠的流程如图:
①写出反应Ⅰ的化学方程式:_______________________________________
______________________________________________________________。
②反应Ⅱ生成的氧化产物是________(写化学式)。
答案 (1)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
(2)①+2H2O+2NaCl
②bc ③2.5 
(3)①2NaClO3+H2SO4+SO2===2NaHSO4+2ClO2 ②O2
解析 (2)②ClO转化为Cl-,氯元素由+3价变为-1价,ClO作氧化剂,被还原,需要外加还原剂,故选bc。③ClO2生成氯离子,化合价由+4价变为-1价,故共转移5个电子,Cl2生成氯离子,化合价由0价变成-1价,共转移2个电子,故ClO2的消毒能力是等分子数Cl2的2.5倍。(3)①根据图示可知反应物为NaClO3、H2SO4、SO2,生成物为NaHSO4、ClO2,结合得失电子守恒、原子守恒可得反应的化学方程式为2NaClO3+ H2SO4+SO2===2NaHSO4+2ClO2。②由图示可得反应Ⅱ的反应为ClO2+H2O2+NaOH―→NaClO2+其他产物,可以分析氯元素的化合价由+4变为+3,是氧化剂,被还原,故NaClO2为还原产物,则H2O2为还原剂,其中氧元素的化合价由-1价变为0价,故氧化产物为O2。第二节 氯及其化合物
基础课时12 氯气的性质
学习目标 1.了解氯气的物理性质,掌握氯气的化学性质,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养证据推理意识。2.能从原子结构的角度认识氯及其重要化合物的主要性质,了解其在生产中的应用和对生态环境的影响。3.通过了解氯气的发现史,学习科学家的研究精神及勤于钻研、严谨求实的科学态度。
一、氯气与金属、非金属单质的反应
                
(一)知识梳理
1.氯的原子结构
氯原子结构示意图为        ,容易      1个电子,氯气的化学性质活泼,常表现      性。
2.氯气的物理性质
氯气是      色        的      气体, 25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气。
3.氯气与金属、非金属单质的反应
(1)与金属单质的反应
化学方程式 反应现象
与钠反应 2Na+Cl22NaCl 产生大量白色烟
与铁反应 产生大量棕褐色烟
与铜反应 产生大量棕黄色烟
(2)与非金属单质(如H2)的反应(实验装置如图)
实验操作: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。
实验现象:纯净的氢气在氯气中安静地    ,发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现白雾。
反应方程式为              。
(二)互动探究
某化学老师为进行氯气与金属钠反应的实验设计了如图所示装置。将一根玻璃管与氯气发生器相连,玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠(已吸净煤油),玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花。先用酒精灯给钠预热,钠熔成小球时,撤去酒精灯,立即通入氯气,钠着火燃烧,生成大量白烟。
【问题讨论】
问题1 反应生成的大量白烟是    。
问题2 玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花的目的是             
              。
问题3 钠着火燃烧产生    火焰,发生的反应方程式为              。
【探究归纳】 氯气的性质
(1)氯气是很活泼的非金属单质,具有强氧化性。
①氯气能与绝大多数金属反应,一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到最高价。
②氯气在一定条件下能与非金属单质(如H2、S、P等)反应。
(2)燃烧是发光发热的剧烈化学反应,也是氧化还原反应,不一定要有氧气参与,如2P+3Cl22PCl3等。
(3)描述现象时,固体小颗粒分散在空气中形成“烟”,液体小液滴分散到空气中形成“雾”。
1.氯气是一种活泼的非金属单质,下列关于氯气的叙述正确的是 (  )
A.若氯气发生泄漏,应立即向下风地区转移
B.氯气是一种有刺激性气味的气体
C.可用排水法收集氯气
D.Cl-、Cl2均呈黄绿色,有毒
2.对于实验现象的描述要以事实为依据,下列相关描述正确的是 (  )
A.钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成白色固体
B.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白雾
C.钠在氯气中燃烧,发出黄色火焰,产生淡黄色固体
D.铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色烟,产物溶于水,溶液呈浅绿色
3.下列物质中,不能由单质之间直接化合生成的是 (  )
A.CuCl2 B.FeCl2 C.HCl D.AlCl3
二、氯气与水、碱的反应
                
(一)知识梳理
1.氯气与水反应
(1)干燥的氯气不具有漂白性,湿润的氯气具有漂白性,原因是溶于水中的部分氯气与水发生反应:Cl2+H2O          (填化学方程式),生成的      具有强氧化性,能起漂白作用,氯气的水溶液称为              。
(2)次氯酸的性质
弱酸性 酸性很弱,比碳酸弱
不稳定性 不稳定,见光易分解,化学方程式为              
强氧化性 能将有色物质氧化为无色物质,作      ,用于漂白、杀菌、消毒
2.氯气与碱反应
(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
①制取反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
②漂白液的主要溶质是NaClO、NaCl ,有效成分是NaClO。
(2)与石灰乳反应——制取漂白粉
①制取反应的化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。
③漂粉精:使Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使Ca(ClO)2成为主要成分。
(二)互动探究
探究新制氯水的性质与成分
【问题讨论】
问题1 2 mL新制氯水呈黄绿色,说明氯水中含有什么物质
             
             
问题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。
             
             
问题3 由实验二中的现象,说明氯水有哪些性质
             
             
问题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
             
             
             
问题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。
             
             
【探究归纳】
1.新制氯水的成分
2.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
3.漂白粉的成分与性质
1.下列关于氯水的叙述中,正确的是 (  )
A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B.液氯与氯水都是纯净物
C.新制氯水的颜色为浅黄绿色
D.氯水经光照有气泡逸出,该气体为HCl
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)2
C.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
3.下列实验现象与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是 (  )
A.将Na2CO3固体加入新制氯水中,有无色气泡产生(H+)
B.新制氯水使红色布条褪色(HCl)
C.向FeCl2溶液中滴加新制氯水,溶液由浅绿色变为棕黄色(Cl2)
D.向新制氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀产生(Cl-)
:课后完成 第二章 基础课时12(共51张PPT)
第二节 氯及其化合物
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
基础课时  氯气的性质
12
1.了解氯气的物理性质,掌握氯气的化学性质,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养证据推理意识。2.能从原子结构的角度认识氯及其重要化合物的主要性质,了解其在生产中的应用和对生态环境的影响。3.通过了解氯气的发现史,学习科学家的研究精神及勤于钻研、严谨求实的科学态度。
学习目标
一、氯气与金属、非金属单质的反应
二、氯气与水、碱的反应


CONTENTS
课后巩固训练
一、氯气与金属、非金属单质的反应
对点训练
(一)知识梳理
1.氯的原子结构
氯原子结构示意图为 ,容易______1个电子,氯气的化学性质活泼,常表现________性。
2.氯气的物理性质
氯气是______色______________的______气体, 25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气。
得到
强氧化
黄绿
有刺激性气味
有毒
3.氯气与金属、非金属单质的反应
(1)与金属单质的反应
化学方程式 反应现象
与钠反应 2Na+Cl2 2NaCl 产生大量白色烟
与铁反应 产生大量棕褐色烟
与铜反应 产生大量棕黄色烟
(2)与非金属单质(如H2)的反应(实验装置如图)
实验操作: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。
实验现象:纯净的氢气在氯气中安静地______,发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现白雾。
反应方程式为 。
燃烧
(二)互动探究
某化学老师为进行氯气与金属钠反应的实验设计了如图所示装置。将一根玻璃管与氯气发生器相连,玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠(已吸净煤油),玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花。先用酒精灯给钠预热,钠熔成小球时,撤去酒精灯,立即通入氯气,钠着火燃烧,生成大量白烟。
【问题讨论】
问题1 反应生成的大量白烟是________。
问题2 玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花的目的是_________________________________________________________________。
问题3 钠着火燃烧产生________火焰,发生的反应方程式为________________________________________________________________。
氯化钠固体
吸收过量的氯气,以免其污染空气
黄色
1.氯气是一种活泼的非金属单质,下列关于氯气的叙述正确的是(  )
A.若氯气发生泄漏,应立即向下风地区转移
B.氯气是一种有刺激性气味的气体
C.可用排水法收集氯气
D.Cl-、Cl2均呈黄绿色,有毒
解析 氯气有毒且密度比空气的大,若发生泄漏,应立即向上风地区转移,并用湿毛巾捂住口鼻,A项错误;通常氯气呈气态,且有刺激性气味,B项正确;氯气可溶于水,常温下1体积水约溶解2体积的氯气,故不能用排水法收集,可用排饱和食盐水法收集,C项错误;Cl-无色、无毒,D项错误。
B
2.对于实验现象的描述要以事实为依据,下列相关描述正确的是(  )
A.钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成白色固体
B.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白雾
C.钠在氯气中燃烧,发出黄色火焰,产生淡黄色固体
D.铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色烟,产物溶于水,溶液呈浅绿色
解析 A项,钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成的过氧化钠为淡黄色固体;B项,氢气在氯气中点燃后产生苍白色火焰,放出大量热,生成了氯化氢气体,瓶口上方形成白雾;C项,Na在氯气中燃烧,发出黄色火焰,生成NaCl为白色固体; D项,铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色烟,产物溶于水,但氯化铁溶液呈黄色。
B
3.下列物质中,不能由单质之间直接化合生成的是(  )
A.CuCl2 B.FeCl2 C.HCl D.AlCl3
解析 A项,Cu在Cl2中反应生成CuCl2;B项,Fe与Cl2反应生成高价态的FeCl3;C项,H2在Cl2中反应生成HCl; D项, Al在Cl2中反应生成AlCl3。
B
二、氯气与水、碱的反应
对点训练
(一)知识梳理
1.氯气与水反应
弱酸性 酸性很弱,比碳酸弱
不稳定性 不稳定,见光易分解,化学方程式为__________________________
强氧化性 能将有色物质氧化为无色物质,作_______,用于漂白、杀菌、消毒
HCl+HClO
HClO
氯水
漂白剂
2.氯气与碱反应
(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
①制取反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
②漂白液的主要溶质是NaClO、NaCl ,有效成分是NaClO。
(2)与石灰乳反应——制取漂白粉
①制取反应的化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。
③漂粉精:使Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使Ca(ClO)2成为主要成分。
(二)互动探究
探究新制氯水的性质与成分
【问题讨论】
问题1 2 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。
问题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。
问题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。
问题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?
问题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-,Ag++Cl-===AgCl↓。
【探究归纳】
1.新制氯水的成分
2.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
3.漂白粉的成分与性质
1.下列关于氯水的叙述中,正确的是(  )
A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B.液氯与氯水都是纯净物
C.新制氯水的颜色为浅黄绿色
D.氯水经光照有气泡逸出,该气体为HCl
C
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)2
C.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
B
3.下列实验现象与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是(  )
A.将Na2CO3固体加入新制氯水中,有无色气泡产生(H+)
B.新制氯水使红色布条褪色(HCl)
C.向FeCl2溶液中滴加新制氯水,溶液由浅绿色变为棕黄色(Cl2)
D.向新制氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀产生(Cl-)
解析 由于新制氯水中存在HCl,则将Na2CO3加入新制氯水中发生反应Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,表现出HCl的酸性,即H+的性质,A项正确;新制氯水使红色布条褪色是次氯酸的漂白作用,B项错误;Cl2具有强氧化性,能把Fe2+氧化为Fe3+,C项正确;向新制氯水中滴加AgNO3溶液,能发生反应HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3,表现出Cl-的性质,D项正确。
B
课后巩固训练
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)氯气与金属、非金属单质的反应
1.(2023·日照五莲一中高一月考)当足量的Cl2或盐酸分别与下列金属反应时,均有MCl2型化合物生成的是(  )
A.Al B.Mg C.Cu D.Ag
解析 铝与氯气或盐酸反应均生成氯化铝,A错误;氯气、盐酸与镁反应,均生成氯化镁,B正确;铜不与盐酸反应,C错误;氯气与银反应生成氯化银,盐酸不与银反应,D错误。
B
2.为了探究氯气的性质,进行了以下四个实验。下列说法错误的是(  )
A.四个实验中氯气均表现氧化性
B.氯气是无色,有刺激性气味的气体
C.金属铁和铜在实验中均燃烧得到高价态的金属氯化物
D.氢气在氯气中燃烧,火焰呈苍白色
B
3.如图所示实验装置,烧瓶内充满氯气,底部有一层细沙(不参与反应),在细沙上放一小块钠,再用滴管从a口滴下几滴水,恰好落在钠块上,瓶内剧烈反应。下列对此实验的说法,不正确的是(  )
A.所充氯气应用向上排空气法收集
B.玻璃导管具有平衡气压的作用
C.烧瓶中氯气与两种物质发生了反应
D.反应中,烧瓶内充满了白色烟雾
C
解析 氯气密度比空气大,应用向上排空气法收集,故A正确; 玻璃导管与大气相连,具有平衡气压的作用,故B正确; Na与水反应生成氢氧化钠和氢气放热,同时Na、水、氢气、氢氧化钠均与氯气反应,故C错误; 钠与水反应放出大量的热使钠与氯气反应生成氯化钠固体颗粒,氯气与氢气反应有HCl生成,与水蒸气结合,故为白色烟雾,故D正确。
(二)氯气与水、碱的反应
4.实验表明:将氯水滴加到蓝色石蕊试纸上,试纸上会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环,且两环颜色不同,下列有关说法不正确的是(  )
A.此实验表明氯水具有酸性、漂白性
B.内环呈白色外环呈红色或浅红色
C.氯水中形成次氯酸的反应中还原产物是HClO
D.内外环上颜色的差异表明此变化过程中,盐酸与指示剂的反应比氧化还原反应快
C
5.漂白液和漂白粉在生活中有着广泛的应用,下列有关其说法正确的是(  )
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)2
B.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
解析 氯气是气体,不便于保存和运输,将气体转化为较稳定的固体物质便于保存和运输,所以工业上将氯气制成漂白粉,A正确;工业上用氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,石灰水中氢氧化钙浓度太低,生产的漂白粉太少,不经济,B错误;“84”消毒液的有效成分是NaClO,NaClO与洁厕灵所含成分盐酸反应可生成氯气,因此“84”消毒液与洁厕灵不能混用,C错误;Ca(ClO)2可生成具有漂白性的次氯酸,氯化钙不具有漂白性,D错误。
A
6.如图所示,从A处通入新制备的Cl2,关闭B时,C处的干燥红色布条看不到明显现象,当打开B后,C处红色布条逐渐褪色,D瓶中装的溶液不可能是(  )
A.浓硫酸 B.NaOH溶液 C.KI溶液 D.饱和NaCl溶液
解析 浓硫酸具有吸水性,氯气通过浓硫酸得到干燥的氯气,C中红色布条无明显现象,故A与题意不符;氯气通过NaOH溶液,与氢氧化钠反应,关闭B时,C处的红色布条看不到明显现象,故B与题意不符;氯气通过KI溶液,与KI溶液反应,关闭B时,C处的红色布条看不到明显现象,故C与题意不符;氯气与饱和食盐水不反应,进入C的为潮湿的氯气,关闭B时,C处红色布条逐渐褪色,故D符合题意。
D
7.(1)在某防空防灾演习现场,模拟一起大客车与一辆装有氯气的槽罐车发生追尾事故,造成槽罐翻落、氯气泄露。人防办立即指挥专业救援队在事发地点,测定风向,进行事故处置。引导大客车上的乘客________(填序号)
a.顺风向高处转移 b.顺风向低处转移 c.逆风向高处转移 d.逆风向低处转移
(2)如图所示,将氯气依次通过盛有干燥有色布条的广口瓶和盛有潮湿有色布条的广口瓶,可观察到的现象是_______________________________________
______________________________________________。
c
干燥的有色布条无明显变化,湿润的有色
布条褪色
(3)为防止氯气尾气污染空气,根据氯气的性质,可用NaOH溶液吸收多余的氯气,原理是(用离子方程式表示)_________________________________________。
根据这一原理,工业上常用廉价的石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉,漂白粉的有效成分是________(填化学式),长期露置于空气中的漂白粉会失效的原因,用化学反应方程式可表示为________________________________________
_________________________________________________________________。
Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
Ca(ClO)2
B级 素养培优练
8.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↑+H2O
D.若将Cl2换成CO2,所得的压强变化趋势与图2相似
A
解析 A项,阶段①说明氯气溶于水,但溶于水的氯气只是部分与水反应生成盐酸和次氯酸,错误;B项,阶段②的压强变小,是因为氯气和氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠、氯化钠和水,该过程发生了氧化还原反应,正确;C项,阶段③压强又逐渐增大,说明有气体生成,该气体是氯气,发生反应的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O,正确;D项,若将Cl2换成CO2,二氧化碳能溶于水,但溶解度不大,加入氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,最后加入盐酸又产生二氧化碳,因此所得的压强变化趋势与图2相似,正确。
9.向氯水中加入下列物质,表中现象及解释均正确的是(  )
A
选项 加入物质 现象 解释
A AgNO3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
C CaCO3 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
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,氯水中存在HClO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。
10.已知:KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,如图所示,将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置,实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上,并用表面皿盖好。已知KSCN遇Fe3+会生成红色的物质。
(1)在KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O反应中________(填化学式)是氧化剂,氧化剂与还原剂个数之比为________。
(2)滴有KSCN的FeCl2溶液变为________色。
(3)滴有酚酞的NaOH溶液颜色变化为______________。
(4)紫色石蕊溶液颜色变化为先变红后褪色,褪色是因为________________有漂白性。
(5)淀粉 KI溶液变为蓝色,用离子方程式表示反应原理:__________________________________________________________________。
KClO3
1∶5

溶液红色褪去
HClO(或次氯酸)
Cl2+2I-===I2+2Cl-
解析 (1)在KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O反应中,KClO3中Cl元素的化合价由+5价→0,被还原,为氧化剂,HCl中Cl元素的化合价由-1→0,被氧化,为还原剂,其中6个HCl生成1个KCl,被氧化的HCl为5个,则氧化剂与还原剂个数之比为1∶5。(2)生成的氯气遇到滴有KSCN的FeCl2溶液,氯气能将亚铁离子氧化为铁离子,KSCN溶液遇铁离子变红。(4)氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,酸使石蕊变红,次氯酸使其褪色,则溶液先变红后褪色,能说明次氯酸具有漂白性。(5)生成的氯气遇到淀粉 KI溶液,氯气能将碘离子氧化为碘单质,淀粉溶液遇碘单质变蓝,反应的离子方程式为Cl2+2I-===I2+2Cl-。
11.冬季是流感高发季节,口罩作为防护工具,可以有效防止飞沫的传播。除了佩戴口罩,还需要加强对隔离场所的消毒。常用的消毒剂有双氧水、医用酒精以及含氯消毒剂。其中含氯消毒剂的家族最庞大、应用最广泛。
(1)“84”消毒液是一种常用消毒剂,写出工业上用氯气制备“84”消毒液的化学方程式:___________________________________________________________。
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
+2H2O+2NaCl
bc
2.5
(3)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的消毒剂和漂白剂。Mathieson法制备亚氯酸钠的流程如图:
①写出反应Ⅰ的化学方程式:___________________________________________。
②反应Ⅱ生成的氧化产物是________(写化学式)。
2NaClO3+H2SO4+SO2===2NaHSO4+2ClO2
O2

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