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(共56张PPT)
第二节　氯及其化合物
第1课时　氯气的性质
【学习目标】
1.能根据氯原子的结构预测在特定条件下氯气可能具有的性质和可能发生的化学变化,形成结构决定性质的观念。(变化观念与平衡思想)
2.通过对氯气的性质及氯水成分的探究,能依据探究目的,设计探究方案。(科学探究与创新意识)
01
学习任务一　认识氯气的性质
【新知导学】
一、氯的原子结构和氯元素的存在
1.原子结构
原子结构示意图为_______,氯原子容易____________而形成Cl-,因此氯气是很活泼的非金属单质,具有_______性。
2.氯元素的存在
氯在自然界中以_____态存在,除了以____________________等形式大量存在于海水中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中。
得到1个电子
强氧化
化合
NaCl、MgCl2、CaCl2
二、氯气的物理性质
颜色 状态 气味 密度 毒性 溶解性(25 ℃)
_______ 气体 _______ 比空
气大 _____ 1体积水溶解
约2体积Cl2
黄绿色
刺激性
有毒
【思考】将氯气用软管通入田鼠洞中可用于消灭田鼠,这是利用了氯气哪些性质 这启示我们在遇到氯气泄漏时应该怎样做
提示:将氯气通入田鼠洞中起灭鼠作用,一方面是利用其密度比空气大,可沉于洞底,另一方面是氯气有毒。遇到氯气泄漏,要去上风向的高处躲避。
三、氯气与金属、非金属单质的反应
1.与金属单质反应
项目 化学方程式 反应现象
与钠
反应 2Na+Cl2 2NaCl 产生大量白色烟
固体小颗粒
与铁
反应 2Fe+3Cl2 2FeCl3 产生大量_______烟
与铜
反应 Cu+Cl2 CuCl2 产生大量_______烟
棕褐色
棕黄色
2.[实验2-7]与非金属单质(H2)反应
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
　　　 小液滴
出现白雾。反应方程式为__________________。(H2和Cl2
在光照条件下发生爆炸。)
燃烧
H2+Cl2 2HCl
【思考】Cu、Fe、H2在Cl2中燃烧,体现了Cl2的什么性质 能否用足量铁粉与Cl2反应制取FeCl2
提示:体现了Cl2的氧化性。不能;Cl2具有强氧化性,与Fe反应只能生成FeCl3。
【教材微拓】(溯源教材·P45)
　　　　 　
所有发光发热的剧烈的氧化还原反应都称为燃烧,本质是氧化还原反应。燃烧不一定有氧气参加,如氢气在氯气中燃烧。
易错
【总结升华】
(1)氯气与金属反应时表现出强氧化性,与变价金属(如Fe)反应时得到高价金属氯化物(如FeCl3);氯气不但能与大多数金属反应,还能与某些非金属单质如H2、P、S等反应。
(2)纯净H2在氯气中安静地燃烧,工业上利用该反应制盐酸;Cl2、H2混合后在光照条件下发生爆炸生成HCl。
(3)“烟”与“雾”的区别:“烟”是指固体“小颗粒”,而“雾”是指“小液滴”,H2在Cl2中燃烧时集气瓶口的“白雾”是产物HCl与空气中的水蒸气结合成的“盐酸小液滴”。
【即学即练】
1.易错辨析
(1)用向下排空气法可以收集到纯净的氯气。( )
提示:氯气的密度比空气大,可用向上排空气法收集氯气。
(2)燃烧是发光发热的剧烈的化学反应,必须有氧气参与。( )
提示:燃烧是发光发热的剧烈的氧化还原反应,不一定要有氧气参与。
(3)铁丝在少量的Cl2中燃烧可生成FeCl2。( )
提示:Cl2和Fe的反应与量无关,生成FeCl3。
×
×
×
2.氯原子结构示意图为 ,下列说法正确的是(　　)
A.氯原子在化学反应中易失去电子
B.氯原子易得到电子形成稳定的氯离子
C.氯元素的化合价只有-1
D.氯原子的原子核外有7个电子
【解析】选B。氯原子最外电子层上有7个电子,易得到1个电子形成具有稳定结构的氯离子,B正确。
√
3.(2026·南阳高一月考)下列物质中,不能由单质直接化合生成的是 (　　)
A.CuCl　　　　　 　 B.FeCl3
C.Na2O2 D.CO2
【解析】选A。Cu与Cl2在点燃时剧烈反应生成CuCl2,不能直接化合生成CuCl,A符合题意;Fe与Cl2反应生成FeCl3,B不符合题意;Na在O2中燃烧生成Na2O2,能直接化合,C不符合题意;C在足量O2中燃烧生成CO2,能直接化合,D不符合题意。
√
4.(2026·北京丰台区高一期中)某学习小组在做氯气性质实验时,下列描述不正确的是 (　　)
A.在通风橱内制备氯气气体
B.闻氯气时用手轻轻扇动,使少量气体飘进鼻孔
C.用氯气与灼热的铁丝反应时,在集气瓶中需加少量水
D.氢气在氯气中剧烈燃烧,产生蓝色火焰,瓶口产生白雾
√
【解析】选D。氯气为有毒气体,在通风橱内制备可有效排出有毒气体,符合安全要求,A不符合题意;闻气体时用手扇动少量气体,避免直接吸入,符合规范,B不符合题意;集气瓶中加水可防止高温反应导致容器炸裂,符合安全要求,C不符合题意;氢气在氯气中安静地(不剧烈)燃烧,产生苍白色火焰,瓶口产生白雾,D符合题意。
02
学习任务二　探究氯气与水、碱的反应
【新知导学】
一、氯气与水的反应
1.氯气的水溶液称为氯水。新制的氯水能杀菌、消毒
注意反应程度
和漂白,是因为溶于水的部分氯气与水发生反应,生成了具有强氧化性的次氯酸,化学方程式为____________________。
新型自来水消毒剂:二氧化氯(ClO2)、臭氧等。
Cl2+H2O HCl+HClO
2.实验探究氯水的漂白性 [实验2-8]
实验操作 实验现象 解释
有色布条_______ 干燥的氯气___漂白性
有色布条_____ 湿润的氯气___漂白性
结论 氯气不具有漂白性,氯气和水反应生成的_______具有漂白性
不褪色
无
褪色
有
次氯酸
二、次氯酸的性质
1.弱酸性
易溶于水的弱酸(酸性比H2CO3弱),在新制氯水中主要以__________的形式存在。
氯气与水反应的离子方程式为______________________。
HClO分子
Cl2+H2O H++Cl-+HClO
2.强氧化性
(1)能将有色物质氧化为无色物质,作_______。
(2)杀菌、消毒。
3.不稳定性
次氯酸见光易分解:______________________。
漂白剂
2HClO 2HCl+O2↑
【思考】久置氯水的成分是什么
提示:HCl溶液。新制氯水含有HCl和HClO,HClO是弱酸,久置后次氯酸分解放出O2,最后变成了HCl溶液。
三、氯气与碱的反应
1.制取漂白液(将Cl2通入___________中)
化学方程式:_______________________________,离子方程式:_________
_________________。
2.制取漂白粉(将Cl2通入冷的_______中)
化学方程式:______________________________________。漂白粉的主要成分是________________,有效成分是_________, 漂粉精的主要成分是_________。
NaOH溶液
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
Cl2+2OH-
===ClO-+ Cl-+H2O
石灰乳
2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
CaCl2、Ca(ClO)2
Ca(ClO)2
Ca(ClO)2
注意区别
【思考】漂白粉和漂白液均需避光密封保存,长期暴露在空气中会失效。请用化学方程式解释漂白粉露置空气中失效的原因。
提示:①Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO;
②2HClO 2HCl+O2↑。
【合作探究】
【探究】自来水用Cl2消毒的原理
[情境]液氯消毒法指的是将液氯变成氯气后通过加氯机投入水中完成氧化和消毒的方法。其特点是液氯成本低、工艺成熟、效果稳定可靠。液氯消毒将生成有害的有机氯化合物,它的持续灭菌能力,让它成为现今水处理行业里比较常用的工艺。
(1)自来水用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次氯酸能够杀菌、消毒。化学方程式:Cl2+H2O HCl+HClO。
(2)用液氯消毒法处理的自来水与蒸馏水如何区分
提示:根据Cl2+H2O HCl+HClO,消毒后的自来水中含有Cl-,可以用硝酸银溶液区分自来水和蒸馏水,能产生白色沉淀的是自来水。
(3)自来水晒过一段时间后,可以减少水中的有毒物质,发生的化学反应是什么
提示:氯气对自来水消毒后,含有少量氯气和次氯酸。经过阳光照射后,发生的化学反应为2HClO 2HCl+O2↑。
【总结升华】
新制氯水的成分与性质
(1)新制氯水的成分
①三分子:Cl2、HClO、H2O;
②四离子:H+、Cl-、ClO-、OH-(极少量)。
(2)新制氯水中各微粒的性质
(3)液氯、新制氯水和久置氯水的区别
物质 液氯 新制氯水 久置氯水
成分 Cl2 Cl2、HClO、H2O、
H+、Cl-、ClO-、OH- H+、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 特质
钢瓶 棕色试剂瓶盛装,置于
阴凉处,一般现配现用 —
[注意](1)利用氯水(新制)代替氯气作氧化剂时,起作用的主要是Cl2,可将Fe2+、I-等还原性离子氧化,一般不考虑HClO、ClO-。
(2)氯水(新制)使有机色质褪色时,起作用的是HClO,可使某些染料和有机色素褪色,使紫色石蕊溶液先变红后褪色。
【即学即练】
1.易错辨析
(1)氯气、氯水、液氯是同一种物质,只是状态不同,都属于纯净物。( )
提示:氯水是混合物。
(2)湿润的有色布条遇Cl2褪色,说明Cl2具有漂白性。( )
提示:氯水有漂白性,Cl2没有漂白性。
(3)可用pH试纸测定氯水的pH。( )
提示:氯水能漂白pH试纸。
(4)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂。( )
提示:Cl2与水、碱反应既作氧化剂又作还原剂。
×
×
×
×
2.(2026·吴忠高一期中)该图是用强光照射广口瓶中新制氯水时所获图像,下列纵坐标代表的物理量与图像不相符的是 (　　)
A.氯水溶液的pH
B.溶液中氢离子的个数
C.瓶中氧气的体积分数
D.溶液的导电能力
√
【解析】选A。用强光照射新制氯水,HClO分解生成HCl,溶液酸性增强,pH减小,与图像不符,A符合题意;光照时,发生反应2HClO 2HCl+O2↑,HCl在水中完全电离,则氢离子的个数增多,与图像相符,B不符合题意;HClO分解生成O2,则瓶中氧气的体积分数增大,与图像相符,C不符合题意;HClO是弱酸,分解生成强酸HCl,溶液中离子浓度增大,则溶液的导电能力增强,与图像相符,D不符合题意。
3.向新制的饱和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 有色布条 有色布条褪色 Cl2有漂白性
B 紫色石蕊溶液 显红色 氯水中有盐酸、次氯酸
C CaCO3 有气体放出 HCl、次氯酸酸性比碳酸强
D HNO3酸化的AgNO3溶液 有白色沉淀生成 氯水中含有Cl-
√
【解析】选D。氯水中存在HClO,具有漂白性,能够使有色布条褪色,Cl2不具有漂白性,A项错误;HClO分子具有漂白性,加入石蕊溶液后溶液先变红后褪色,现象不符合实际,B项错误;HCl的酸性强于碳酸,能与CaCO3反应: CaCO3+2HCl=== CaCl2+CO2↑+H2O,而HClO的酸性小于碳酸,C项错误;Cl-和Ag+结合生成不溶于硝酸的AgCl白色沉淀,说明氯水中存在Cl-,D项正确。
4.(2026·龙岩高一月考)某地因连日下雨,雨水漏进存放漂白粉的屋子,屋内物质冒出浓烟。在排险过程中,有多名人员因氯气中毒,被紧急送往医院救治。下列说法正确的是 (　　)
A.漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2
B.可能是漂白粉内的物质在一定条件下发生氧化还原反应而散发出氯气
C.紧急疏散人群的同时,应向散发氯气的地方喷洒氢氧化钠浓溶液
D.漂白粉若长时间放置在露天仓库中变质,其中只发生了一个化学反应
√
【解析】选B。漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2与CaCl2,A错误;漂白粉中的Cl-和ClO-在酸性条件下发生归中反应生成Cl2,属于氧化还原反应,B正确;氢氧化钠浓溶液腐蚀性强,应使用生石灰等更安全的物质处理,C错误;漂白粉变质涉及Ca(ClO)2与CO2反应生成HClO,以及HClO分解两个反应,D错误。
【题后归纳】
氯气与碱的反应规律及次氯酸盐的漂白性
03
课堂检测 效果诊断
1.(2026·菏泽高一期中)实验室对药品的保存和实验事故的处理中不正确的是 (　　)
A.含氯气的废气可用氢氧化钠溶液吸收
B.遇氯气逸散,可用浸有纯碱溶液的毛巾捂住口鼻
C.少量氯水保存在棕色细口瓶中
D.氯气能与铁反应,所以液氯不能用钢瓶储运
√
【解析】选D。氯气与氢氧化钠溶液反应可生成可溶性的盐,A正确;碳酸钠溶液呈碱性,可以吸收氯气,B正确;氯水需避光保存,棕色细口瓶符合要求,C正确;液氯在常温下不与铁反应,可用钢瓶储运,D错误。
2.(2026·南阳高一月考)下列关于氯及其化合物的说法正确的是 (　　)
A.液氯和氯水均能使干燥的有色布条褪色
B.工业生产中可用Cl2与石灰水反应制取漂白粉
C.“84”消毒液、漂白粉的消毒原理不同
D.含氯漂白剂和消毒剂应避光并置于阴凉处密封保存
√
【解析】选D。液氯是液态的Cl2,是纯净的Cl2,Cl2无漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,氯水含HClO,HClO具有漂白性,能够使干燥的有色布条褪色,A错误;工业上是使用Cl2与石灰乳发生反应制漂白粉,而不是使用Cl2与石灰水反应制取,B错误;“84”消毒液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,二者的消毒原理均为ClO-与空气中的CO2、H2O反应转化为具有强氧化性HClO,HClO氧化漂白,因此二者的漂白原理相同,C错误;含氯漂白剂和消毒剂中的次氯酸盐见光或受热易分解,因此需避光、阴凉保存,D正确。
3.(2026·北京西城区高一月考)下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是 (　　)
①氯气　　②液氯　　③新制氯水
④氯气的酒精溶液　　⑤盐酸
A.①③　　B.①②③　　C.③　　D.③④
√
【解析】选C。干燥的蓝色石蕊试纸变红需酸性(H+),褪色需强氧化性(如HClO)。①氯气(Cl2)干燥时无H+,无法变红;②液氯为液态Cl2,性质同①;③新制氯水含HCl(H+变红)和HClO(褪色),符合条件;④氯气的酒精溶液中Cl2未解离出H+,无法变红;⑤盐酸仅有H+,无漂白性。仅③满足条件,故选C。
4.(2025·湖北鄂东南重点高中高一期中联考)“价—类”二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型,部分含Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是　 (　　)
A.干燥的a可使鲜花褪色
B.b是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂
C.c为强酸
D.家庭使用含e的消毒液时,若加入少量醋酸,消毒效果会更好
√
【解析】选C。根据图中化合价分析a、b、c、d、e分别是Cl2、ClO2、HClO、HClO4、ClO-(盐)。鲜花富含水分,干燥的氯气与水反应生成的HClO,可使鲜花褪色,A合理;ClO2氧化性极强且在规定浓度范围内安全无毒,B合理;C为HClO,属于很弱的酸,C不合理;向含次氯酸钠的溶液中加入少量醋酸,醋酸与次氯酸盐反应生成次氯酸,消毒效果更好,D合理。
5.氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据氯水分别与图中四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应,且氯水足量)。
(1)能证明氯水具有漂白性的是__________(填“a”“b”“c”或“d”)。
(2)c过程中的现象为______________________, b过程中反应的离子方程式为__________________________________。
(3)a过程中反应的化学方程式为__________________________________。
【深挖掘 教材激活】
6.(溯源教材·P52T6)某学生应用如图所示的方法来探究物质的性质,其中气体a的主要成分是氯气,杂质是空气和水蒸气。回答下列问题:
(1)该实验的主要目的是______________________________________。
(2)B、C的实验现象是__________________________________________。
(3)该实验设计存在什么明显缺陷 ______________________________,请在图中D处画出该装置。其反应的化学方程式为________________ ________。
(4)为了确证是HClO使湿润的有色布条褪色,你认为还应增加的实验是____
______________________。
(5)根据(3)的原理,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)。写出漂白粉在水中加少量稀盐酸的漂白原理(用化学方程式表示):____________________。
(6)漂白粉在空气中长期存放会变质而失效的原理是(用化学方程式说明) ______________________________。 你认为购买和存放漂白粉或漂粉精时应注意哪些问题:______________________________。
【解析】(1)B、C装置起对比作用,则该实验的目的为探究氯气具有漂白性的条件;
(2)B中有色布条不褪色,C中有色布条褪色;
(3)氯气有毒,应进行尾气处理,不能随意排放到空气中,应加尾气处理装置,如图 ,氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,化学方程式为2NaOH+Cl2===NaClO+NaCl+H2O;
(4)由Cl2+H2O HCl+HClO可知,生成盐酸和次氯酸,则应设计一个实验验证盐酸是否有漂白性;
(5)氯气和氢氧化钙反应:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,漂白粉在水中加少量稀盐酸的漂白原理为Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO;
(6)漂白粉在空气中长期存放会变质是因为次氯酸钙吸收空气中的水蒸气和二氧化碳生成次氯酸,次氯酸不稳定分解而失效,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO、2HClO 2HCl+O2↑,故购买和存放漂白粉或漂粉精时应注意密封避光。第二节　氯及其化合物
第1课时　氯气的性质
【学习目标】 1.能根据氯原子的结构预测在特定条件下氯气可能具有的性质和可能发生的化学变化,形成结构决定性质的观念。(变化观念与平衡思想) 2.通过对氯气的性质及氯水成分的探究,能依据探究目的,设计探究方案。(科学探究与创新意识)
学习任务一　认识氯气的性质
【新知导学】
一、氯的原子结构和氯元素的存在
1.原子结构
原子结构示意图为,氯原子容易得到1个电子而形成Cl-,因此氯气是很活泼的非金属单质,具有强氧化性。
2.氯元素的存在
氯在自然界中以化合态存在,除了以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中。
二、氯气的物理性质
颜色 状态 气味 密度 毒性 溶解性(25 ℃)
黄绿色 气体 刺激性 比空 气大 有毒 1体积水溶解 约2体积Cl2
【思考】将氯气用软管通入田鼠洞中可用于消灭田鼠,这是利用了氯气哪些性质 这启示我们在遇到氯气泄漏时应该怎样做
提示:将氯气通入田鼠洞中起灭鼠作用,一方面是利用其密度比空气大,可沉于洞底,另一方面是氯气有毒。遇到氯气泄漏,要去上风向的高处躲避。
三、氯气与金属、非金属单质的反应
1.与金属单质反应
项目 化学方程式 反应现象
与钠 反应 2Na+Cl22NaCl 产生大量白色烟 固体小颗粒
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.[实验2-7]与非金属单质(H2)反应
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
　　　小液滴
出现白雾。反应方程式为H2+Cl22HCl。(H2和Cl2在光照条件下发生爆炸。)
【思考】Cu、Fe、H2在Cl2中燃烧,体现了Cl2的什么性质 能否用足量铁粉与Cl2反应制取FeCl2
提示:体现了Cl2的氧化性。不能;Cl2具有强氧化性,与Fe反应只能生成FeCl3。
【教材微拓】(溯源教材·P45)
　　　　　　　 燃烧三要点
　所有发光发热的剧烈的氧化还原反应都称为燃烧,本质是氧化还原反应。燃烧不一定有氧气参加,如氢气在氯气中燃烧。
易错
【总结升华】
　(1)氯气与金属反应时表现出强氧化性,与变价金属(如Fe)反应时得到高价金属氯化物(如FeCl3);氯气不但能与大多数金属反应,还能与某些非金属单质如H2、P、S等反应。
(2)纯净H2在氯气中安静地燃烧,工业上利用该反应制盐酸;Cl2、H2混合后在光照条件下发生爆炸生成HCl。
(3)“烟”与“雾”的区别:“烟”是指固体“小颗粒”,而“雾”是指“小液滴”,H2在Cl2中燃烧时集气瓶口的“白雾”是产物HCl与空气中的水蒸气结合成的“盐酸小液滴”。
【即学即练】
1.易错辨析
(1)用向下排空气法可以收集到纯净的氯气。 (×)
提示:氯气的密度比空气大,可用向上排空气法收集氯气。
(2)燃烧是发光发热的剧烈的化学反应,必须有氧气参与。 (×)
提示:燃烧是发光发热的剧烈的氧化还原反应,不一定要有氧气参与。
(3)铁丝在少量的Cl2中燃烧可生成FeCl2。 (×)
提示:Cl2和Fe的反应与量无关,生成FeCl3。
2.氯原子结构示意图为,下列说法正确的是 (　　)
A.氯原子在化学反应中易失去电子
B.氯原子易得到电子形成稳定的氯离子
C.氯元素的化合价只有-1
D.氯原子的原子核外有7个电子
【解析】选B。氯原子最外电子层上有7个电子,易得到1个电子形成具有稳定结构的氯离子,B正确。
3.(2026·南阳高一月考)下列物质中,不能由单质直接化合生成的是 (　　)
A.CuCl　　　　　　B.FeCl3
C.Na2O2 D.CO2
【解析】选A。Cu与Cl2在点燃时剧烈反应生成CuCl2,不能直接化合生成CuCl,A符合题意;Fe与Cl2反应生成FeCl3,B不符合题意;Na在O2中燃烧生成Na2O2,能直接化合,C不符合题意;C在足量O2中燃烧生成CO2,能直接化合,D不符合题意。
4.(2026·北京丰台区高一期中)某学习小组在做氯气性质实验时,下列描述不正确的是 (　　)
A.在通风橱内制备氯气气体
B.闻氯气时用手轻轻扇动,使少量气体飘进鼻孔
C.用氯气与灼热的铁丝反应时,在集气瓶中需加少量水
D.氢气在氯气中剧烈燃烧,产生蓝色火焰,瓶口产生白雾
【解析】选D。氯气为有毒气体,在通风橱内制备可有效排出有毒气体,符合安全要求,A不符合题意;闻气体时用手扇动少量气体,避免直接吸入,符合规范,B不符合题意;集气瓶中加水可防止高温反应导致容器炸裂,符合安全要求,C不符合题意;氢气在氯气中安静地(不剧烈)燃烧,产生苍白色火焰,瓶口产生白雾,D符合题意。
学习任务二　探究氯气与水、碱的反应
【新知导学】
一、氯气与水的反应
1.氯气的水溶液称为氯水。新制的氯水能杀菌、消毒
注意反应程度
和漂白,是因为溶于水的部分氯气与水发生反应,生成了具有强氧化性的次氯酸,化学方程式为Cl2+H2O HCl+HClO。
新型自来水消毒剂:二氧化氯(ClO2)、臭氧等。
2.实验探究氯水的漂白性 [实验2-8]
实验操作 实验现象 解释
有色布条不褪色 干燥的氯气无漂白性
有色布条褪色 湿润的氯气有漂白性
结论 氯气不具有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性
二、次氯酸的性质
1.弱酸性
易溶于水的弱酸(酸性比H2CO3弱),在新制氯水中主要以HClO分子的形式存在。
氯气与水反应的离子方程式为Cl2+H2O H++Cl-+HClO。
2.强氧化性
(1)能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
(2)杀菌、消毒。
3.不稳定性
次氯酸见光易分解:2HClO2HCl+O2↑。
【思考】久置氯水的成分是什么
提示:HCl溶液。新制氯水含有HCl和HClO,HClO是弱酸,久置后次氯酸分解放出O2,最后变成了HCl溶液。
三、氯气与碱的反应
1.制取漂白液(将Cl2通入NaOH溶液中)
化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,离子方程式:Cl2+2OH-===ClO-+ Cl-+H2O。
2.制取漂白粉(将Cl2通入冷的石灰乳中)
化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2, 漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。
　　　　　　　　　注意区别
【思考】漂白粉和漂白液均需避光密封保存,长期暴露在空气中会失效。请用化学方程式解释漂白粉露置空气中失效的原因。
提示:①Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO;
②2HClO2HCl+O2↑。
【合作探究】
【探究】自来水用Cl2消毒的原理
[情境]液氯消毒法指的是将液氯变成氯气后通过加氯机投入水中完成氧化和消毒的方法。其特点是液氯成本低、工艺成熟、效果稳定可靠。液氯消毒将生成有害的有机氯化合物,它的持续灭菌能力,让它成为现今水处理行业里比较常用的工艺。
(1)自来水用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次氯酸能够杀菌、消毒。化学方程式:Cl2+H2O HCl+HClO。
(2)用液氯消毒法处理的自来水与蒸馏水如何区分
提示:根据Cl2+H2O HCl+HClO,消毒后的自来水中含有Cl-,可以用硝酸银溶液区分自来水和蒸馏水,能产生白色沉淀的是自来水。
(3)自来水晒过一段时间后,可以减少水中的有毒物质,发生的化学反应是什么
提示:氯气对自来水消毒后,含有少量氯气和次氯酸。经过阳光照射后,发生的化学反应为2HClO2HCl+O2↑。
【总结升华】
新制氯水的成分与性质
(1)新制氯水的成分
①三分子:Cl2、HClO、H2O;
②四离子:H+、Cl-、ClO-、OH-(极少量)。
(2)新制氯水中各微粒的性质
(3)液氯、新制氯水和久置氯水的区别
物质 液氯 新制氯水 久置氯水
成分 Cl2 Cl2、HClO、H2O、 H+、Cl-、ClO-、OH- H+、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 特质 钢瓶 棕色试剂瓶盛装,置于 阴凉处,一般现配现用 —
[注意](1)利用氯水(新制)代替氯气作氧化剂时,起作用的主要是Cl2,可将Fe2+、I-等还原性离子氧化,一般不考虑HClO、ClO-。
(2)氯水(新制)使有机色质褪色时,起作用的是HClO,可使某些染料和有机色素褪色,使紫色石蕊溶液先变红后褪色。
【即学即练】
1.易错辨析
(1)氯气、氯水、液氯是同一种物质,只是状态不同,都属于纯净物。 (×)
提示:氯水是混合物。
(2)湿润的有色布条遇Cl2褪色,说明Cl2具有漂白性。 (×)
提示:氯水有漂白性,Cl2没有漂白性。
(3)可用pH试纸测定氯水的pH。 (×)
提示:氯水能漂白pH试纸。
(4)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂。 (×)
提示:Cl2与水、碱反应既作氧化剂又作还原剂。
2.(2026·吴忠高一期中)该图是用强光照射广口瓶中新制氯水时所获图像,下列纵坐标代表的物理量与图像不相符的是 (　　)
A.氯水溶液的pH
B.溶液中氢离子的个数
C.瓶中氧气的体积分数
D.溶液的导电能力
【解析】选A。用强光照射新制氯水,HClO分解生成HCl,溶液酸性增强,pH减小,与图像不符,A符合题意;光照时,发生反应2HClO2HCl+O2↑,HCl在水中完全电离,则氢离子的个数增多,与图像相符,B不符合题意;HClO分解生成O2,则瓶中氧气的体积分数增大,与图像相符,C不符合题意;HClO是弱酸,分解生成强酸HCl,溶液中离子浓度增大,则溶液的导电能力增强,与图像相符,D不符合题意。
3.向新制的饱和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 有色布条 有色布条褪色 Cl2有漂白性
B 紫色石蕊溶液 显红色 氯水中有盐酸、次氯酸
C CaCO3 有气体放出 HCl、次氯酸酸性比碳酸强
D HNO3酸化的AgNO3溶液 有白色沉淀生成 氯水中含有Cl-
【解析】选D。氯水中存在HClO,具有漂白性,能够使有色布条褪色,Cl2不具有漂白性,A项错误;HClO分子具有漂白性,加入石蕊溶液后溶液先变红后褪色,现象不符合实际,B项错误;HCl的酸性强于碳酸,能与CaCO3反应:CaCO3+2HCl=== CaCl2+CO2↑+H2O,而HClO的酸性小于碳酸,C项错误;Cl-和Ag+结合生成不溶于硝酸的AgCl白色沉淀,说明氯水中存在Cl-,D项正确。
4.(2026·龙岩高一月考)某地因连日下雨,雨水漏进存放漂白粉的屋子,屋内物质冒出浓烟。在排险过程中,有多名人员因氯气中毒,被紧急送往医院救治。下列说法正确的是 (　　)
A.漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2
B.可能是漂白粉内的物质在一定条件下发生氧化还原反应而散发出氯气
C.紧急疏散人群的同时,应向散发氯气的地方喷洒氢氧化钠浓溶液
D.漂白粉若长时间放置在露天仓库中变质,其中只发生了一个化学反应
【解析】选B。漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2与CaCl2,A错误;漂白粉中的Cl-和ClO-在酸性条件下发生归中反应生成Cl2,属于氧化还原反应,B正确;氢氧化钠浓溶液腐蚀性强,应使用生石灰等更安全的物质处理,C错误;漂白粉变质涉及Ca(ClO)2与CO2反应生成HClO,以及HClO分解两个反应,D错误。
【题后归纳】
氯气与碱的反应规律及次氯酸盐的漂白性
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1.(2026·菏泽高一期中)实验室对药品的保存和实验事故的处理中不正确的是 (　　)
A.含氯气的废气可用氢氧化钠溶液吸收
B.遇氯气逸散,可用浸有纯碱溶液的毛巾捂住口鼻
C.少量氯水保存在棕色细口瓶中
D.氯气能与铁反应,所以液氯不能用钢瓶储运
【解析】选D。氯气与氢氧化钠溶液反应可生成可溶性的盐,A正确;碳酸钠溶液呈碱性,可以吸收氯气,B正确;氯水需避光保存,棕色细口瓶符合要求,C正确;液氯在常温下不与铁反应,可用钢瓶储运,D错误。
2.(2026·南阳高一月考)下列关于氯及其化合物的说法正确的是 (　　)
A.液氯和氯水均能使干燥的有色布条褪色
B.工业生产中可用Cl2与石灰水反应制取漂白粉
C.“84”消毒液、漂白粉的消毒原理不同
D.含氯漂白剂和消毒剂应避光并置于阴凉处密封保存
【解析】选D。液氯是液态的Cl2,是纯净的Cl2,Cl2无漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,氯水含HClO,HClO具有漂白性,能够使干燥的有色布条褪色,A错误;工业上是使用Cl2与石灰乳发生反应制漂白粉,而不是使用Cl2与石灰水反应制取,B错误;“84”消毒液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,二者的消毒原理均为ClO-与空气中的CO2、H2O反应转化为具有强氧化性HClO,HClO氧化漂白,因此二者的漂白原理相同,C错误;含氯漂白剂和消毒剂中的次氯酸盐见光或受热易分解,因此需避光、阴凉保存,D正确。
3.(2026·北京西城区高一月考)下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是 (　　)
①氯气　　②液氯　　③新制氯水
④氯气的酒精溶液　　⑤盐酸
A.①③　　B.①②③　　C.③　　D.③④
【解析】选C。干燥的蓝色石蕊试纸变红需酸性(H+),褪色需强氧化性(如HClO)。①氯气(Cl2)干燥时无H+,无法变红;②液氯为液态Cl2,性质同①;③新制氯水含HCl(H+变红)和HClO(褪色),符合条件;④氯气的酒精溶液中Cl2未解离出H+,无法变红;⑤盐酸仅有H+,无漂白性。仅③满足条件,故选C。
4.(2025·湖北鄂东南重点高中高一期中联考)“价—类”二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型,部分含Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是　 (　　)
A.干燥的a可使鲜花褪色
B.b是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂
C.c为强酸
D.家庭使用含e的消毒液时,若加入少量醋酸,消毒效果会更好
【解析】选C。根据图中化合价分析a、b、c、d、e分别是Cl2、ClO2、HClO、HClO4、ClO-(盐)。鲜花富含水分,干燥的氯气与水反应生成的HClO,可使鲜花褪色,A合理;ClO2氧化性极强且在规定浓度范围内安全无毒,B合理;C为HClO,属于很弱的酸,C不合理;向含次氯酸钠的溶液中加入少量醋酸,醋酸与次氯酸盐反应生成次氯酸,消毒效果更好,D合理。
5.氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据氯水分别与图中四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应,且氯水足量)。
(1)能证明氯水具有漂白性的是__________(填“a”“b”“c”或“d”)。
(2)c过程中的现象为______________________, b过程中反应的离子方程式为__________________________________。
(3)a过程中反应的化学方程式为__________________________________。
【解析】a过程:氯水中含有Cl2分子,可将FeCl2氧化:2FeCl2+Cl2===2FeCl3;b过程:氯水中含有H+,可与C反应,放出CO2∶C+2H+===H2O+CO2↑;c过程:氯水中含有Cl-,可与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀:Ag++Cl-===AgCl↓;d过程:氯水中有HClO分子和H+,可使石蕊溶液先变红后褪色。
答案:(1)d　
(2)溶液中产生白色沉淀
C+2H+===H2O+CO2↑
(3)2FeCl2+Cl2===2FeCl3
【深挖掘 教材激活】
6.(溯源教材·P52T6)某学生应用如图所示的方法来探究物质的性质,其中气体a的主要成分是氯气,杂质是空气和水蒸气。回答下列问题:
(1)该实验的主要目的是__________________________________________。
(2)B、C的实验现象是__________________________________________。
(3)该实验设计存在什么明显缺陷 ______________________________,请在图中D处画出该装置。其反应的化学方程式为________________________。
(4)为了确证是HClO使湿润的有色布条褪色,你认为还应增加的实验是____
______________________。
(5)根据(3)的原理,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)。写出漂白粉在水中加少量稀盐酸的漂白原理(用化学方程式表示):____________________。
(6)漂白粉在空气中长期存放会变质而失效的原理是(用化学方程式说明) ____
__________________________。 你认为购买和存放漂白粉或漂粉精时应注意哪些问题:______________________________。
【解析】(1)B、C装置起对比作用,则该实验的目的为探究氯气具有漂白性的条件;
(2)B中有色布条不褪色,C中有色布条褪色;
(3)氯气有毒,应进行尾气处理,不能随意排放到空气中,应加尾气处理装置,如图,氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,化学方程式为2NaOH+Cl2===NaClO+NaCl+H2O;
(4)由Cl2+H2O HCl+HClO可知,生成盐酸和次氯酸,则应设计一个实验验证盐酸是否有漂白性;
(5)氯气和氢氧化钙反应:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,漂白粉在水中加少量稀盐酸的漂白原理为Ca(ClO)2+2HCl ===CaCl2+2HClO;
(6)漂白粉在空气中长期存放会变质是因为次氯酸钙吸收空气中的水蒸气和二氧化碳生成次氯酸,次氯酸不稳定分解而失效,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2 +H2O===CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑,故购买和存放漂白粉或漂粉精时应注意密封避光。
答案:(1)探究氯气具有漂白性的条件
(2)B中有色布条不褪色,C中有色布条褪色
(3)缺少尾气处理装置　
2NaOH+Cl2===NaClO+NaCl+H2O
(4)验证盐酸是否能使有色布条褪色
(5)Ca(ClO)2　Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO
(6)Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑　密封避光

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