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第二章　海水中的重要元素——钠和氯
第二节　氯及其化合物
第1课时　氯气的性质
课程标准 核心素养目标
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯及其化合物的主要性质。
2．了解氯及其化合物在生产、生活中的应用。 1.科学探究与创新意识：通过实验探究氯气的物理性质、化学性质，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用。
2．科学态度与社会责任：了解氯气的主要性质及在生产中的应用和对生态环境的影响。
一、氯元素的存在及氯气的发现
1．氯元素的存在
化合物
NaCl、MgCl2、CaCl2
2．氯气的发现
舍勒
MnO2
戴维
二、氯气的性质
1．物理性质
颜色 状态 气味 溶解性(常温下) 密度
色 气态 有刺激性 1体积水可溶解约 体积的氯气 大于空气
黄绿
2
2.化学性质
(1)与金属单质的反应
氯气能与大多数金属化合，生成金属氯化物。例如，钠、铁、铜等都能与氯气在加热条件下发生反应。
金属 实验现象 化学方程式
Na 产生大量白烟
Fe 产生棕黄色的烟
Cu 产生棕黄色的烟
(2)与非金属单质的反应
氯气能与大多数非金属单质发生化合反应。例如，H2在Cl2中燃烧生成HCl：
实验操作 实验现象 化学方程式
纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出 色火焰，生成的气体是HCl，在空气中与水蒸气结合，呈现 .
苍白
雾状
[微点归纳]　H2和Cl2的混合气体，在强光照射下会发生爆炸，化合生成HCl。
(3)与水的反应
①氯水的形式
氯气的水溶液称为氯水。在常温下，溶于水的部分氯气与水反应生成HCl和HClO，化学方程式为 。
Cl2＋H2O HCl＋HClO
②探究干燥的氯气是否具有漂白性
实验操作 实验现象 实验结论
有色布条 . 干燥的Cl2 漂白作用
有色布条 . 氯水有漂白作用，起漂白作用的是 .
不褪色
无
褪色
HClO
③次氯酸的性质及用途
弱
2HClO 2HCl+O2
点燃
(4)与碱的反应
用途 制取方法 反应的化学方程式 有效成分
制漂
白液 常温下，将Cl2通入NaOH溶液中
制漂
白粉 将Cl2通入冷的石灰乳中
制漂
粉精 Cl2与Ca(OH)2充分反应，使 成为主要成分，则得到漂粉精
Ca(ClO)2
Cl2＋2NaOH NaCl＋NaClO＋H2O
2Cl2＋2Ca(OH)2 Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
NaClO
Ca(ClO)2
[微点归纳]漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可作游泳池等场所的消毒剂。
◆拓展延伸
闻气体的操作方法
打开瓶塞，用手在瓶口轻轻扇动，使极少量的气体飘进鼻孔。
◆名师点拨
从氯原子结构角度认识
氯气的化学性质
氯原子的最外电子层上有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，故氯气是很活泼的非金属单质，具有强氧化性。
◆易错警示
氯气与金属的反应
(1)氯气与变价金属(如Fe、Cu)反应的规律：
Cl2＋金属 高价态金属氯化物
(2)常温下，干燥的Cl2与Fe不反应，故工业上常用钢瓶储运液氯。
◆名师点拨
关于燃烧的理解
(1)燃烧的本质是氧化还原反应，所有发光、发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。
(2)燃烧不一定要有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才能燃烧。
◆拓展延伸
实验现象中的“烟”“雾”
“烟”是指分散在空气中的固体小颗粒；“雾”是指分散在空气中的小液滴。
◆深度剖析
次氯酸的漂白性
(1)次氯酸具有漂白性，能使某些染料和有机色素褪色。
(2)次氯酸的漂白性是通过其强氧化性实现的，具有永久性、不可逆性。
(3)类似于次氯酸，具有强氧化性的Na2O2、H2O2、O3等物质都具有漂白性。
◆易错警示
氯水、次氯酸盐溶液都具有强氧化性，可使pH试纸褪色，故不能用pH试纸测定氯水、次氯酸盐溶液的pH。
探究一 氯气与水的反应
某水务有限公司进行液氯气瓶更换作业时，发生氯气泄漏事故，造成两名作业人员受伤。该水务公司在水处理过程中，使用液氯作为消毒剂，为市民提供生活饮用水。
[问题设计]
(1)生活饮用水利用Cl2消毒的原理是什么？写出反应的化学方程式。
提示：Cl2通入水中发生反应，生成具有强氧化性的HClO，能够杀菌、消毒；Cl2＋H2O HClO＋HCl。
(2)利用自来水养金鱼，为什么要先放在光照下晒几天再使用呢？
1．氯水的成分
氯水中存在反应：Cl2＋H2O HClO＋HCl，HClO和HCl是电解质，发生电离，故氯水中存在以下粒子：
2．氯水的性质
3．新制氯水与久置氯水的比较
类别 新制氯水 久置氯水
颜色 浅黄绿色 无色
主要粒子 Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－ H＋、Cl－、H2O
性质 酸性、氧化性、漂白性 酸性
[例1] 下列关于氯水的叙述正确的是(　　)
A．新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B．光照氯水，有气体逸出，该气体为Cl2
C．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
D．氯水密封放置数天后pH将变大
C
新制氯水中除了Cl2和H2O，还有HClO，A错误；光照氯水，次氯酸分解放出O2，B错误；新制氯水有酸性和漂白性，可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，C正确；氯水密封放置数天后，次氯酸分解生成盐酸，pH会变小，D错误。
解析：
[深度思考]　已知酸性：HCl＞H2CO3＞HClO。将少量Na2CO3粉末投入氯水中，可观察到什么现象？试写出反应的离子方程式。
1．下列关于氯水的说法错误的是(　　)
A．氯水呈黄绿色
B．氯水具有漂白性
C．可用pH试纸测定新制氯水的pH
D．氯水光照后酸性增强
C
氯水中含氯气分子，呈黄绿色，A正确；氯水中含次氯酸，有漂白性，不能用pH试纸测定新制氯水的pH，B正确，C错误；氯水中含次氯酸，次氯酸在光照下分解生成HCl和O2，使溶液酸性增强，D正确。
解析：
探究二 氯气与碱的反应
84消毒液是日常生活中广泛使用的消毒剂，其有效成分是NaClO。84消毒液可有效杀灭多种病毒、细菌、真菌和寄生虫，主要用于各种物体表面以及环境等的消毒。
[问题设计]
(1)将Cl2通入NaOH溶液中可制得84消毒液，请写出反应的化学方程式，并从氧化还原反应角度描述Cl2的作用。
提示：Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O；Cl2既是氧化剂又是还原剂。
(2)已知酸性H2CO3＞HClO，请结合化学方程式说明84消毒液在空气中敞口放置失效的原因。
(3)洁厕灵的有效成分是盐酸，室内扫除时，84消毒液不能与洁厕灵混合使用。请结合化学方程式分析其中原因。
提示：若混合使用，则会发生反应NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O，产生有毒的Cl2，若室内通风不畅，还会造成中毒。
提示：84消毒液的有效成分为NaClO，由于酸性H2CO3＞HClO，84消毒液在空气中敞口放置易吸收CO2，发生反应2NaClO＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2HClO，HClO不稳定，易发生分解反应2HClO
2HCl＋O2↑，导致消毒液失效。
光照
1．氯气与碱的反应规律
[注意]　温度会对Cl2与NaOH溶液的反应产生影响，温度不同，产物可能不同。
例如，加热时，Cl2与NaOH溶液发生反应：3Cl2＋6NaOH
5NaCl＋NaClO3＋3H2O。
△
2．次氯酸盐的漂白原理
次氯酸盐[如NaClO、Ca(ClO)2等]的漂白作用实际上是通过HClO实现的，次氯酸盐吸收空气中的CO2(或与某些酸反应)，生成具有强氧化性的HClO，使有机色素褪色。
[例2] 下列说法正确的是(　　)
A．Ca(ClO)2中含有氯离子
B．漂白粉与84消毒液的消毒原理相似
C．漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2不稳定、易分解
D．漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2
B
Ca(ClO)2中含有Ca2+和ClO－，没有氯离子，A错误；二者的消毒原理都是与酸反应生成次氯酸，B正确；漂白粉在空气中失效是因为Ca(ClO)2与空气中的CO2和H2O反应生成HClO，HClO不稳定继续分解，C错误；漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，D错误。
解析：
2．漂白粉和84消毒液是生产生活中常用的消毒剂。下列说法错误的是(　　)
A．漂白粉是混合物，其有效成分是次氯酸钙
B．为了提高漂白粉的漂白效果，使用时可加少量盐酸
C．84消毒液和漂白粉的有效成分相同
D．漂白粉和84消毒液应置于阴凉处密封保存
C
漂白粉主要成分为氯化钙和次氯酸钙，属于混合物，其有效成分是Ca(ClO)2，A正确；次氯酸的浓度越大，漂白效果越好，次氯酸是弱酸，加入少量盐酸能促进次氯酸的生成，增强漂白效果，B正确；84消毒液有效成分为NaClO，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，不相同，C错误；次氯酸具有不稳定性，见光易分解，所以漂白粉和84消毒液应置于阴凉处密封保存，D正确。
解析：
1．下列物质能使潮湿的有色布条褪色的是(　　)
A．氯化钙 B．氯化氢
C．氯气 D．氯化钠
　　　　　　　
C
氯气能使潮湿的有色布条褪色，其原因是Cl2与H2O反应生成HClO和HCl，HClO具有强氧化性，使有色布条褪色。CaCl2、HCl和NaCl都不具有强氧化性，都不能使有色布条褪色。
解析：
B
解析：
氯气与氢氧化钠反应生成无色的次氯酸钠和氯化钠，故无色溶液瓶注入的是NaOH溶液；氯水中的氯离子遇硝酸银生成白色沉淀，故有白色沉淀的集气瓶注入的是AgNO3溶液；氯气溶于水生成氯水，呈浅黄绿色，故浅黄绿色溶液的集气瓶注入的是水。
3．下列氯化物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(　　)
①CuCl2　②FeCl2　③MgCl2　④ZnCl2　⑤NaCl
A．③④⑤ B．①③④
C．②③④ D．①②③④⑤
A
解析：
①Cu为不活泼金属，与盐酸不反应；②FeCl2只能由Fe和盐酸反应生成；③MgCl2既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得；④ZnCl2既可由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得；⑤NaCl既可由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得。
4．在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是(　　)
A．将有色布条放入氯水中，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有Cl2存在
B．氯水呈浅黄绿色，说明有Cl2存在
C．向氯水中加入NaOH粉末，氯水的黄绿色消失，说明氯水中含有HClO
D．向氯水中加入AgNO3溶液，出现白色沉淀，说明有ClO－存在
B　
解析：
次氯酸具有漂白性，向氯水中加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明氯水中存在次氯酸，A错误；氯气为黄绿色，氯水呈浅黄绿色，说明氯水中存在Cl2，B正确；氯气为黄绿色，加入NaOH粉末，氯水浅黄绿色消失，只能说明溶液中有Cl2存在，C错误；加入AgNO3溶液，出现白色沉淀，说明氯水中有氯离子存在，D错误。
5．某研究性学习小组的同学欲探究氯气的化学性质，设计下图所示的实验装置。
已知：该装置气密性良好；铜粉放在耐高温托盘内(防止硬质玻璃管炸裂)。请回答下列问题：
为防止铜与空气中的氧气反应，在加热之前应该进行的操作为_______________________________________________。
(2)当观察到AgNO3溶液中出现白色沉淀时，点燃酒精灯加热，写出生成白色沉淀反应的离子方程式：_____________________________。
(3)硬质玻璃管中的实验现象为_________________________________。
(4)实验进行一段时间后，盛有水的试管中溶液呈浅黄绿色，说明该溶液中含有的一种物质是____________(填化学式)，写出试管中反应的化学方程式：________________________。
通入氯气排尽装置中的空气
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
产生棕黄色的烟
Cl2　
Cl2＋H2O HCl＋HClO
(5)实验中，观察到紫色石蕊溶液颜色的变化为
____________________，说明氯水具有的性质是________、________。
(6)烧杯中氢氧化钠溶液中发生反应的化学方程式为
_____________________________________________。
溶液先变红后褪色
酸性
漂白性
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
解析：
(1)为防止铜与空气中的氧气反应，在加热之前应该进行的操作为通入氯气排尽装置中的空气。
(2)盛有硝酸银溶液的试管用于验证装置中的空气是否被排尽，当观察到溶液中出现白色沉淀时，说明装置中空气已经排尽，生成白色沉淀反应的离子方程式为Cl－＋Ag＋===AgCl↓。
(3)硬质玻璃管中氯气与铜共热反应生成氯化铜，会产生有大量棕黄色的烟。
(4)盛有水的试管用于吸收氯气制得浅黄绿色的氯水，试管中氯气与水反应的化学方程式为Cl2＋H2O HCl＋HClO。
(5)盛有紫色石蕊溶液的试管用于验证氯水的酸性和漂白性，氯水中含有盐酸和次氯酸，使溶液显酸性，紫色石蕊溶液变红色说明氯水具有酸性，具有强氧化性的次氯酸会使有机色素褪色，红色溶液褪色说明氯水具有漂白性。
(6)盛有氢氧化钠溶液的试管用于吸收有毒的氯气，防止污染空气，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
解析：

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