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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
目
录
知识点二　氯气与水、碱的反应
课时作业
知识点一　氯气与单质的反应
即时演练
1.宏观辨识与微观探析:从氯原子结构水平认识氯气及含氯化合物的性质,形成“结构决定性质”的观念。
2.证据推理与模型认知:通过实验探究氯水的成分及化学性质,培养证据意识。
核心素养发展目标
一
知识点一　氯气与单质的反应
1.氯元素的存在及氯气的物理性质
(1)氯元素的存在
氯是一种重要的“____元素”,在自然界中除了以________、________、________等形式大量存在于海水中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中,即以____态存在。
(2)氯气的物理性质
氯气是一种____色、________气味的气体,密度比空气__;在25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气。
成盐
NaCl
MgCl2
CaCl2
化合
黄绿
有刺激性
大
2.氯气与单质的反应
(1)氯的原子结构
氯原子的结构示意图为 ,在反应中很容易____1个电子,使最外电子层达到8个电子的稳定结构。氯气是很活泼的非金属单质,具有______性。
得到
强氧化
(2)氯气与金属、非金属单质的反应
①与金属单质的反应(与变价金属反应生成高价金属氯化物)
项目 化学方程式 反应现象
与钠反应 ______________________ ____________
与铁反应 _____________________ ________________
与铜反应 __________________ ________________
2Na+Cl2 2NaCl
2Fe+3Cl2 2FeCl3
Cu+Cl2 CuCl2
产生大量白烟
产生大量棕褐色烟
产生大量棕黄色烟
②与非金属单质反应(以H2为例)
实验操作 实验现象 化学方程式
在空气中点燃H2,然后把导管缓慢伸入盛满Cl2的集气瓶中 纯净的H2在Cl2中__________,发出__________ H2+Cl2 2HCl　
燃烧结束后,抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片 瓶口上方出现____
安静地燃烧
苍白色火焰
白雾
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)瑞典科学家舍勒发现了氯气并且确认了这种气体。(　 　)
(2)铁丝在少量的Cl2中燃烧可生成FeCl2。 ( 　 　)
(3)燃烧是发光发热的剧烈的化学反应,必须有氧气参与。(　 　)
(4)Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟,产物溶于水,可得到蓝色溶液。(　 　)
基础诊断
×
×
×
√
(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)氧化到高价态。
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的化学反应,也是氧化还原反应,不一定要有氧气参与。
(3)描述现象时,固体小颗粒分散到空气中形成“烟”,液体小液滴分散到空气中形成“雾”
归纳提升
C
1.下列说法正确的是 (　 　)
A.用鼻子对着盛有氯气的集气瓶瓶口,就可以嗅到氯气的气味
B.用向下排空气法可以收集到纯净的氯气
C.储氯罐意外泄漏,应沿逆风方向向高处疏散群众
D.氯气车间液氯泄漏时,应弯腰逃离氯气泄漏区域
解析:闻气体的方法是用手轻轻地在集气瓶瓶口扇动,仅使少量的气体飘入鼻孔,A不正确;氯气密度比空气大,可用向上排空气法收集氯气,B不正确;氯气是一种有毒且密度比空气大的气体,泄漏时氯气会沿着顺风方向扩散,疏散群众时应该沿逆风方向向高处转移,C正确;氯气密度比空气大,泄漏时离地面越近,氯气浓度越大,因此不应弯腰逃离,D不正确。
2.如图是H2在Cl2中燃烧的示意图。下列有关该实验的说法错误的是(　 　)
A.H2、Cl2均属于单质
B.氢气在氯气中燃烧火焰呈淡蓝色
C.燃烧过程中集气瓶瓶口会产生大量白雾
D.该实验能充分说明燃烧不一定有氧气参加
解析:H2、Cl2均属于单质,A正确;氢气在氯气中燃烧发出苍白色火焰,B错误;氯气和氢气燃烧生成HCl气体,HCl气体在集气瓶瓶口与空气中的水蒸气结合,形成盐酸小液滴,产生大量白雾,C正确;该实验中氢气在氯气中燃烧,没有氧气参与,充分说明燃烧不一定有氧气参加,D正确。
B
3.下列氯化物中,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(　 　)
A.CuCl2 B.FeCl2
C.MgCl2 D.FeCl3
解析:铜和氯气反应生成CuCl2,但铜不能和盐酸反应,A错误;铁和氯气反应生成FeCl3,但铁和盐酸反应生成FeCl2,B、D错误。
C
二
知识点二　氯气与水、碱的反应
1.氯气与水的反应
(1)在常温下,氯气的水溶液称为氯水,溶于水中的部分氯气与水发生反应的化学方程式是__________________________。
(2)探究氯水的漂白性
操作
现象 有色纸条(或布条)______ 有色纸条(或布条)____ 鲜花____
结论 氯气本身没有漂白性,氯气与水反应的产物________有漂白性
Cl2+H2O HCl+HClO
不褪色
褪色
褪色
HClO
(3)次氯酸的化学性质
次氯酸是很弱的酸,只存在于水溶液中。
弱
棕色
2.氯气与碱的反应
(1)与NaOH溶液反应——制取漂白液
化学方程式为__________________________________________;
离子方程式为______________________________。
(2)与石灰乳反应——制取漂白粉
化学方程式为________________________________________。漂白粉的有效成分是___________。如果Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使_____________成为主要成分,则得到______。
(3)应用:漂白液、漂白粉和漂粉精既可用作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。
Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O
Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
2Ca(OH)2+2Cl2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
Ca(ClO)2
Ca(ClO)2
漂粉精
(1)新制氯水和久置氯水的成分有什么不同
提示:新制氯水呈浅黄绿色,溶于水中的部分氯气与水发生反应:Cl2+H2O
HCl+HClO,次氯酸是弱酸,所以新制氯水中含有三种分子:Cl2、H2O、HClO,四种离子:H+、Cl-、ClO-及少量OH-;久置后次氯酸分解放出O2,最后变成了HCl溶液,含有H2O分子、H+、Cl-及少量OH-。
(2)漂白粉和漂白液使用后均需避光密封保存,长期露置在空气中会失效。请用化学方程式解释漂白粉露置在空气中失效的原因。
提示:①Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO;②2HClO 2HCl+ O2↑。
问题探究
(3)“洁厕灵”的有效成分是盐酸,“84”消毒液的有效成分为NaClO,二者能一起使用吗 为什么
提示:不能。二者发生反应:NaClO+2HCl NaCl+Cl2↑+H2O,氯气有毒,故不可混用。
B
1.下列对氯水的描述正确的是 (　 　)
A.液氯和新制氯水均有漂白性
B.向氯水中滴加紫色石蕊溶液,溶液会先变红后褪色
C.可以用pH试纸测氯水的pH
D.由于次氯酸很稳定,因此氯水长时间保存也不会变质
解析:液氯是氯单质,无漂白性,故A错误;氯水含有氧化性粒子,不能用pH试纸测氯水的pH,故C错误;由于次氯酸很不稳定,因此氯水很容易变质,故D错误。
2.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。下列实验现象与新制氯水中的某些成分(括号内物质)对应关系不正确的是 ( 　 　)
A.使红色布条褪色(HClO)
B.氯水呈黄绿色(Cl2)
C.向NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气泡产生(H+)
D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(HClO)
D
解析:次氯酸具有漂白性,使红色布条褪色的是HClO,A正确;氯气呈黄绿色,氯水呈黄绿色是由溶解的Cl2引起的,B正确;向NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气泡产生,原因是HC和H+反应产生CO2,C正确;滴加AgNO3溶液生成白色沉淀,为Cl-和Ag+反应生成的AgCl沉淀,D错误。
方法规律
新制氯水性质的多样性
提醒:(1)氯水与还原性离子反应时一般是Cl2表现氧化性,不考虑HClO。(2)氯水用于漂白和消毒时,考虑HClO的强氧化性。(3)氯水呈酸性时,考虑氯水中含有H+。
3.下列有关漂白粉和漂白液的说法错误的是(　 　)
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,二者的作用原理不相同
D.漂白粉在空气中久置可能发生氧化还原反应
A
解析:漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得的混合物,A不正确;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正确;漂白粉在空气中久置发生反应的化学方程式为Ca(ClO)2+
H2O+CO2 CaCO3+2HClO、2HClO 2HCl+O2↑,有氧化还原反应发生,D正确。
三
即时演练
D
1.下列关于氯气的说法不正确的是(　 　)
A.氯气是黄绿色的有毒气体
B.氯气具有强烈的刺激性气味
C.相同条件下氯气的密度比空气大
D.氯气溶于水是物理变化过程
解析:氯气是一种有刺激性气味的黄绿色有毒气体,相同条件下氯气的密度比空气大,氯气能溶于水,并能与水反应生成HCl和HClO。
2.漂白粉是生活、生产中常用的漂白剂。下列说法错误的是(　 　)
A.工厂生产的漂白粉需要密封避光保存
B.漂白粉溶液吸收CO2后变浑浊的离子方程式为Ca2++CO2+H2O
CaCO3↓+2H+
C.使用漂白粉时加入少量白醋可提高漂白效果
D.在空气中久置的漂白粉与稀盐酸反应会生成CO2
B
解析:漂白粉中的Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应生成CaCO3和HClO,次氯酸光照下分解为HCl和O2,所以漂白粉易变质,需要密封避光保存,A正确;漂白粉溶液中的H2O、Ca(ClO)2与CO2反应,离子方程式为Ca2++2ClO-+CO2+H2O CaCO3↓+2HClO,B错误;白醋(主要成分为CH3COOH)的酸性比次氯酸强,可与Ca(ClO)2反应生成具有漂白性的HClO,从而提高漂白效果,C正确;漂白粉久置后,Ca(ClO)2会与空气中的CO2和H2O反应生成CaCO3,加入稀盐酸后,CaCO3与盐酸反应会生成CO2,D正确。
C
3.工业上常以H2和Cl2为原料制备盐酸。如图,实验室将点燃的气体a缓慢伸入集气瓶中模拟制备少量HCl。下列说法错误的是 (　 　)
A.实验方案会用到 、 等提示图标
B.a气体是氢气,瓶内气体为氯气
C.工业上可以采用混合光照的方法制备HCl
D.反应后的产物溶于水,即得盐酸
解析:该实验涉及的Cl2为有毒气体,生成的HCl为腐蚀性气体,故实验方案
会用到 、 等提示图标,A正确;a气体能够在空气中被点燃,所以a气体为H2,瓶内气体如果是H2,由于其密度小于空气,打开玻璃片后,气体会迅速逸出,因此瓶内气体只能是Cl2,B正确;将H2和Cl2混合光照会发生爆炸,工业上不能采用混合光照的方法制备HCl,存在安全隐患,C错误;反应后的产物为HCl,溶于水后即得盐酸,D正确。
4.Cl2是一种重要的化工原料,可以制备许多含氯产品。
(1)盛Cl2钢瓶上应贴的标签为__(填字母)。
a.腐蚀品 b.爆炸品
c.有毒品 d.易燃品
解析:液氯有毒,储存在钢瓶中,钢瓶上应贴的标签为c。
(2)氯气可用于自来水的杀菌、消毒,请用化学方程式和简要的文字说明原因:___________________________________________________________________________________。
解析:Cl2+H2O HCl+HClO,氯气与水反应生成次氯酸,HClO具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒的作用。
c
Cl2+H2O HCl+HClO,HClO具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒的作用
(3)氯气的水溶液称为氯水。把新制氯水滴在蓝色石蕊试纸上,观察到的现象是__________________,说明氯水具有的性质是____________。
解析:氯水中有HCl和HClO,溶液显酸性,使蓝色石蕊试纸变红,次氯酸具有漂白性,使变红的蓝色石蕊试纸褪色。
试纸先变红色后褪色
酸性和漂白性
四
课时作业10
B
(选择题1~11题,每题3分,第12题6分,第13题16分)
1.下列有关氯气的叙述正确的是 ( 　 　)
A.氯气与过量的铁在点燃条件下反应生成FeCl2
B.氯水和液氯是两种不同的物质
C.点燃氢气和氯气的混合气体可以用来制取氯化氢
D.用氯气对生活用水进行消毒的原因是氯气本身能杀灭细菌
解析:氯气与铁反应,无论铁是否过量,反应均生成FeCl3,A错误;氯水是氯气的水溶液,液氯是液态氯气,二者是不同的物质,B正确;点燃氢气和氯气的混合气体易发生爆炸,在氯气中点燃氢气反应生成HCl,C错误;Cl2本身不具有杀菌能力,氯气对生活用水进行消毒的原理是Cl2与水反应生成HClO和HCl,HClO具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒作用,D错误。
B
2.下列物质中既含有Cl-,又含有氯气分子的是(　 　)
A.液氯 B.新制氯水
C.次氯酸 D.NaCl溶液
解析:液氯中只含有氯气分子,为纯净物,故A错误;新制氯水中部分氯气与水发生反应:Cl2+H2O HCl+HClO,HCl电离出Cl-,溶液中既含有氯气分子,又含有Cl-,故B正确;HClO为纯净物,不含氯气分子和Cl-,故C错误;NaCl溶液含有Na+和Cl-,无氯气分子,故D错误。
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
解析:硫在纯净氧气中燃烧,发出蓝紫色火焰,A错误;铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色烟,B错误;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;铜在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,产物溶于少量水中,CuCl2溶液呈蓝绿色,D正确。
D
C
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
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,HCl是还原产物,HClO是氧化产物,C错误。
5.市售“84”消毒液显碱性,其有效成分是NaClO。下列分析错误的是(　 　)
A.制备“84”消毒液的离子方程式:Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
B.加入AgNO3溶液有沉淀生成,证明“84”消毒液中含有Cl-
C.消毒液作用于物体表面时适当放置一段时间效果更好
D.用次氯酸盐代替Cl2作消毒剂,储存更方便、使用更安全
解析:“84”消毒液显碱性,加入AgNO3溶液有沉淀生成,可能是AgOH,不一定是AgCl,无法证明“84”消毒液中含有Cl-,B错误。
B
D
6.某学习小组学习了氯气的性质后,对下面的装置图有以下看法,你认为错误的是(　 　)
A.可以根据a不褪色,b是否褪色,推断氯气能否与水反应
B.最后烧杯中盛放的液体可以是烧碱溶液
C.a、b的位置不可以互换
D.a不褪色,b能褪色,说明氯气具有漂白性
解析:a不褪色说明干燥氯气无漂白性,b褪色说明氯气与水反应生成了具有漂白性的物质(如HClO),可推断氯气能与水反应,A正确;氯气有毒,需用碱液吸收尾气,烧碱(NaOH)溶液可与Cl2反应:Cl2+2NaOH NaCl+ NaClO+H2O,能有效吸收尾气,B正确;若a、b互换位置,干燥氯气先经过湿润的有色布条(b)会带出水,再接触干燥的有色布条(a)时,a也会接触湿润氯气而褪色,无法对比干燥氯气与湿润氯气的差异,故a、b位置不可互换,C正确;a不褪色说明干燥氯气无漂白性,b褪色是因为氯气与水反应生成的HClO具有漂白性,并非氯气本身有漂白性,D错误。
7.已知两瓶气体,分别是HCl和Cl2,可以区别它们的方法或试剂是(　 　)
①观察颜色　②打开瓶盖看有无白雾　③硝酸银溶液　④湿润的红色石蕊试纸　⑤湿润的蓝色石蕊试纸
A.①③④ B.①②④
C.①②④⑤ D.①②⑤
C
解析:①Cl2为黄绿色气体,HCl为无色气体,通过观察气体颜色可以鉴别二者;②HCl极易溶于水,打开瓶盖后有白雾,而Cl2打开瓶盖无白雾,通过观察有无白雾可鉴别二者;③HCl和Cl2都能够与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀,无法用硝酸银溶液鉴别二者;④HCl不能使湿润的红色石蕊试纸变色,而Cl2能够使湿润的红色石蕊试纸褪色,据此可以鉴别二者;⑤湿润的蓝色石蕊试纸遇Cl2先变红后褪色,而遇HCl只变红,据此可以鉴别二者。
8.下图为氯元素的“价—类”二维图。下列说法不正确的是(　 　)
A.②与Ca(OH)2充分反应,并使Ca(ClO)2成为主要成分,则得到漂粉精
B.③是一种优良的新型自来水消毒剂
C.④为具有强氧化性的强酸
D.⑤是厨房中常见的调味品
C
解析:根据氯元素的“价—类”二维图可以推知,①为HCl,氯元素为1价,属于氢化物;②为Cl2,属于单质,氯元素的化合价为0;③为ClO2,氯元素的化合价为+4价,属于氧化物;④为HClO,氯元素为+1价,属于弱酸;⑤为NaCl,氯元素为1价,属于钠盐;⑥为NaClO,氯元素为+1价,属于钠盐。Cl2与石灰乳反应生成CaCl2、Ca(ClO)2,并使Ca(ClO)2成为主要成分,则得到漂粉精,A正确;ClO2具有强氧化性,是一种优良的新型自来水消毒剂,B正确;HClO属于弱酸,C错误;NaCl即食盐的主要成分,是厨房中常见的调味品,D正确。
9.用如图装置探究Cl2的部分性质并模拟工业上制备少量漂白粉。已知I2遇淀粉溶液会变蓝。下列说法错误的是 (　 　)
A.甲处试纸变蓝,说明氧化性:Cl2>I2
B.a为冷的澄清石灰水,乙中液面下的导管口要注意防堵塞
C.漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2
D.若丙中生成了数目相同的ClO-和Cl,则丙中反应的化学方程式可能为4Cl2+8NaOH 6NaCl+NaClO+NaClO3+4H2O
B
解析:甲处试纸变蓝,说明有I2生成,说明氯气具有氧化性,将I-氧化为碘单质,氧化性:Cl2>I2,A项正确;将Cl2通入冷的石灰乳中,则可制得以Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2 + 2H2O,而非澄清石灰水,若用澄清石灰水,反应产物Ca(ClO)2和CaCl2均可溶于水,不会造成堵塞,B项错误;漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,C项正确;丙中生成了数目相同的ClO-和Cl,根据得失电子守恒和原子守恒可知丙中的反应为4Cl2+8NaOH 6NaCl+ NaClO+NaClO3+4H2O,D项正确。
10.工业上将氯气通入石灰乳中制备漂白粉,其流程如图。下列有关说法错误的是(　 　)
A.漂白粉是混合物
B.漂白粉在空气中久置变质,是因为Ca(ClO)2在空气被氧化
C.过滤操作中需要使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
D.工业制备漂白粉的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+ Ca(ClO)2 +2H2O
B
解析:漂白粉主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,还含少量未反应的Ca(OH)2等,属于混合物,A正确;漂白粉在空气中久置变质,是因为Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应生成HClO和CaCO3,生成的HClO分解导致变质,B错误;过滤操作需用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;工业上Cl2与石灰乳反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和H2O,化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2
CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,D正确。
11.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: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HCl和HClO,A错误;阶段②的压强变小,是因为氯气和NaOH溶液反应生成NaClO、NaCl和水,该过程发生了氧化还原反应,B正确;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,C正确;若将Cl2换成CO2,CO2能溶于水,但溶解度不大,加入NaOH溶液和CO2反应生成Na2CO3和水,最后加入盐酸又产生CO2,因此所得的压强变化趋势与图2相似,D正确。
12.(6分)“化学——我们的生活,我们的未来”,学习化学应该明白“从生活中来,到生活中去”的道理。请回答下列问题:
(1)漂白粉真正起消毒作用的物质是HClO。漂白粉在水中释放HClO的途径如下:
途径1:Ca(ClO)2+2H2O Ca(OH)2+2HClO;
途径2:漂白粉溶于水后,受空气中CO2的作用,产生有漂白、杀菌作用的HClO,反应的化学方程式为_____________________________________。
解析:漂白粉溶于水后,吸收空气中的CO2,生成HClO和CaCO3沉淀,其化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2 CaCO3↓+2HClO。
Ca(ClO)2+H2O+CO2 CaCO3↓+2HClO
(2)游泳池水的酸碱性对漂粉精的消毒效果影响明显。池水酸性过强,会刺激眼睛和皮肤。通常加入Na2CO3、NaHCO3以降低酸性。池水碱性过强,消毒作用会____(填“增强”或“减弱”)。
解析:池水碱性过强,HClO的浓度减小,消毒作用会减弱。
减弱
13.(16分)某研究性学习小组欲探究氯气的化学性质,设计如图所示的实验装置。
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:
(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__________________________。
解析: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先通入氯气排尽装置中的空气。
先通入氯气排尽装置中的空气
(2)当观察到AgNO3溶液中出现白色沉淀时,点燃酒精灯加热,写出生成白色沉淀的离子方程式:__________________。
解析:盛有AgNO3溶液的试管用于验证装置中的空气是否被排尽,当观察到AgNO3溶液中出现白色沉淀时,说明装置中的空气已经排尽,Cl2和H2O反应生成的HCl与AgNO3反应生成白色沉淀AgCl,离子方程式为Cl-+Ag+
AgCl↓。
Cl-+Ag+ AgCl↓
(3)硬质玻璃管中的反应现象为______________。
解析:硬质玻璃管中氯气与铜粉共热反应生成CuCl2,会产生大量棕黄色的烟。
(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),写出该试管中反应的化学方程式:__________________________。
解析:盛有水的试管用于吸收氯气制得氯水,溶液呈浅黄绿色,说明其中含有未反应的Cl2;该试管中氯气与水反应的化学方程式为Cl2+H2O HCl+HClO。
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____、______。
解析:盛有紫色石蕊溶液的试管用于验证氯水的酸性和漂白性,紫色石蕊溶液变红说明氯水具有酸性,红色溶液褪色说明氯水具有漂白性。
(6)烧杯内NaOH溶液中发生反应的化学方程式为______________________ _______________________。
解析:盛有NaOH溶液的烧杯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。
先变红后褪色
酸性
漂白性
Cl2+2NaOH
NaCl+NaClO+H2O
Thank you
本课结束第二节　氯及其化合物
第1课时　氯气的性质
1.宏观辨识与微观探析:从氯原子结构水平认识氯气及含氯化合物的性质,形成“结构决定性质”的观念。
2.证据推理与模型认知:通过实验探究氯水的成分及化学性质,培养证据意识。
知识点一　氯气与单质的反应
1.氯元素的存在及氯气的物理性质
(1)氯元素的存在
氯是一种重要的“成盐元素”,在自然界中除了以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,即以化合态存在。
(2)氯气的物理性质
氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体,密度比空气大;在25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气。
2.氯气与单质的反应
(1)氯的原子结构
氯原子的结构示意图为,在反应中很容易得到1个电子,使最外电子层达到8个电子的稳定结构。氯气是很活泼的非金属单质,具有强氧化性。
(2)氯气与金属、非金属单质的反应
①与金属单质的反应(与变价金属反应生成高价金属氯化物)
项目 化学方程式 反应现象
与钠反应 2Na+Cl22NaCl 产生大量白烟
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与非金属单质反应(以H2为例)
实验操作 实验现象 化学方程式
在空气中点燃H2,然后把导管缓慢伸入盛满Cl2的集气瓶中 纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰 H2+Cl22HCl　
燃烧结束后,抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片 瓶口上方出现白雾
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)瑞典科学家舍勒发现了氯气并且确认了这种气体。(　×　)
(2)铁丝在少量的Cl2中燃烧可生成FeCl2。 (　×　)
(3)燃烧是发光发热的剧烈的化学反应,必须有氧气参与。(　×　)
(4)Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟,产物溶于水,可得到蓝色溶液。(　√　)
(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)氧化到高价态。
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的化学反应,也是氧化还原反应,不一定要有氧气参与。
(3)描述现象时,固体小颗粒分散到空气中形成“烟”,液体小液滴分散到空气中形成“雾”。
1.下列说法正确的是 (　C　)
A.用鼻子对着盛有氯气的集气瓶瓶口,就可以嗅到氯气的气味
B.用向下排空气法可以收集到纯净的氯气
C.储氯罐意外泄漏,应沿逆风方向向高处疏散群众
D.氯气车间液氯泄漏时,应弯腰逃离氯气泄漏区域
解析:闻气体的方法是用手轻轻地在集气瓶瓶口扇动,仅使少量的气体飘入鼻孔,A不正确;氯气密度比空气大,可用向上排空气法收集氯气,B不正确;氯气是一种有毒且密度比空气大的气体,泄漏时氯气会沿着顺风方向扩散,疏散群众时应该沿逆风方向向高处转移,C正确;氯气密度比空气大,泄漏时离地面越近,氯气浓度越大,因此不应弯腰逃离,D不正确。
2.如图是H2在Cl2中燃烧的示意图。下列有关该实验的说法错误的是 (　B　)
A.H2、Cl2均属于单质
B.氢气在氯气中燃烧火焰呈淡蓝色
C.燃烧过程中集气瓶瓶口会产生大量白雾
D.该实验能充分说明燃烧不一定有氧气参加
解析:H2、Cl2均属于单质,A正确;氢气在氯气中燃烧发出苍白色火焰,B错误;氯气和氢气燃烧生成HCl气体,HCl气体在集气瓶瓶口与空气中的水蒸气结合,形成盐酸小液滴,产生大量白雾,C正确;该实验中氢气在氯气中燃烧,没有氧气参与,充分说明燃烧不一定有氧气参加,D正确。
3.下列氯化物中,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(　C　)
A.CuCl2 B.FeCl2
C.MgCl2 D.FeCl3
解析:铜和氯气反应生成CuCl2,但铜不能和盐酸反应,A错误;铁和氯气反应生成FeCl3,但铁和盐酸反应生成FeCl2,B、D错误。
知识点二　氯气与水、碱的反应
1.氯气与水的反应
(1)在常温下,氯气的水溶液称为氯水,溶于水中的部分氯气与水发生反应的化学方程式是Cl2+H2OHCl+HClO。
(2)探究氯水的漂白性
操作
现象 有色纸条(或 布条)不褪色 有色纸条(或 布条)褪色 鲜花褪色
结论 氯气本身没有漂白性,氯气与水反应的产物HClO有漂白性
(3)次氯酸的化学性质
次氯酸是很弱的酸,只存在于水溶液中。
2.氯气与碱的反应
(1)与NaOH溶液反应——制取漂白液
化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O;
离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。
(2)与石灰乳反应——制取漂白粉
化学方程式为2Ca(OH)2+2Cl2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。漂白粉的有效成分是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)应用:漂白液、漂白粉和漂粉精既可用作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。
(1)新制氯水和久置氯水的成分有什么不同
提示:新制氯水呈浅黄绿色,溶于水中的部分氯气与水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,次氯酸是弱酸,所以新制氯水中含有三种分子:Cl2、H2O、HClO,四种离子:H+、Cl-、ClO-及少量OH-;久置后次氯酸分解放出O2,最后变成了HCl溶液,含有H2O分子、H+、Cl-及少量OH-。
(2)漂白粉和漂白液使用后均需避光密封保存,长期露置在空气中会失效。请用化学方程式解释漂白粉露置在空气中失效的原因。
提示:①Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO;②2HClO2HCl+O2↑。
(3)“洁厕灵”的有效成分是盐酸,“84”消毒液的有效成分为NaClO,二者能一起使用吗 为什么
提示:不能。二者发生反应:NaClO+2HClNaCl+Cl2↑+H2O,氯气有毒,故不可混用。
1.下列对氯水的描述正确的是 (　B　)
A.液氯和新制氯水均有漂白性
B.向氯水中滴加紫色石蕊溶液,溶液会先变红后褪色
C.可以用pH试纸测氯水的pH
D.由于次氯酸很稳定,因此氯水长时间保存也不会变质
解析:液氯是氯单质,无漂白性,故A错误;氯水含有氧化性粒子,不能用pH试纸测氯水的pH,故C错误;由于次氯酸很不稳定,因此氯水很容易变质,故D错误。
2.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。下列实验现象与新制氯水中的某些成分(括号内物质)对应关系不正确的是 (　D　)
A.使红色布条褪色(HClO)
B.氯水呈黄绿色(Cl2)
C.向NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气泡产生(H+)
D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(HClO)
解析:次氯酸具有漂白性,使红色布条褪色的是HClO,A正确;氯气呈黄绿色,氯水呈黄绿色是由溶解的Cl2引起的,B正确;向NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气泡产生,原因是HC和H+反应产生CO2,C正确;滴加AgNO3溶液生成白色沉淀,为Cl-和Ag+反应生成的AgCl沉淀,D错误。
新制氯水性质的多样性
提醒:(1)氯水与还原性离子反应时一般是Cl2表现氧化性,不考虑HClO。(2)氯水用于漂白和消毒时,考虑HClO的强氧化性。(3)氯水呈酸性时,考虑氯水中含有H+。
3.下列有关漂白粉和漂白液的说法错误的是(　A　)
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,二者的作用原理不相同
D.漂白粉在空气中久置可能发生氧化还原反应
解析:漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得的混合物,A不正确;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正确;漂白粉在空气中久置发生反应的化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3+2HClO、2HClO2HCl+O2↑,有氧化还原反应发生,D正确。
1.下列关于氯气的说法不正确的是(　D　)
A.氯气是黄绿色的有毒气体
B.氯气具有强烈的刺激性气味
C.相同条件下氯气的密度比空气大
D.氯气溶于水是物理变化过程
解析:氯气是一种有刺激性气味的黄绿色有毒气体,相同条件下氯气的密度比空气大,氯气能溶于水,并能与水反应生成HCl和HClO。
2.漂白粉是生活、生产中常用的漂白剂。下列说法错误的是(　B　)
A.工厂生产的漂白粉需要密封避光保存
B.漂白粉溶液吸收CO2后变浑浊的离子方程式为Ca2++CO2+H2OCaCO3↓+2H+
C.使用漂白粉时加入少量白醋可提高漂白效果
D.在空气中久置的漂白粉与稀盐酸反应会生成CO2
解析:漂白粉中的Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应生成CaCO3和HClO,次氯酸光照下分解为HCl和O2,所以漂白粉易变质,需要密封避光保存,A正确;漂白粉溶液中的H2O、Ca(ClO)2与CO2反应,离子方程式为Ca2++2ClO-+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO,B错误;白醋(主要成分为CH3COOH)的酸性比次氯酸强,可与Ca(ClO)2反应生成具有漂白性的HClO,从而提高漂白效果,C正确;漂白粉久置后,Ca(ClO)2会与空气中的CO2和H2O反应生成CaCO3,加入稀盐酸后,CaCO3与盐酸反应会生成CO2,D正确。
3.工业上常以H2和Cl2为原料制备盐酸。如图,实验室将点燃的气体a缓慢伸入集气瓶中模拟制备少量HCl。下列说法错误的是 (　C　)
A.实验方案会用到、等提示图标
B.a气体是氢气,瓶内气体为氯气
C.工业上可以采用混合光照的方法制备HCl
D.反应后的产物溶于水,即得盐酸
解析:该实验涉及的Cl2为有毒气体,生成的HCl为腐蚀性气体,故实验方案会用到、等提示图标,A正确;a气体能够在空气中被点燃,所以a气体为H2,瓶内气体如果是H2,由于其密度小于空气,打开玻璃片后,气体会迅速逸出,因此瓶内气体只能是Cl2,B正确;将H2和Cl2混合光照会发生爆炸,工业上不能采用混合光照的方法制备HCl,存在安全隐患,C错误;反应后的产物为HCl,溶于水后即得盐酸,D正确。
4.Cl2是一种重要的化工原料,可以制备许多含氯产品。
(1)盛Cl2钢瓶上应贴的标签为c(填字母)。
a.腐蚀品 b.爆炸品
c.有毒品 d.易燃品
(2)氯气可用于自来水的杀菌、消毒,请用化学方程式和简要的文字说明原因:Cl2+H2OHCl+HClO,HClO具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒的作用。
(3)氯气的水溶液称为氯水。把新制氯水滴在蓝色石蕊试纸上,观察到的现象是试纸先变红色后褪色,说明氯水具有的性质是酸性和漂白性。
解析:(1)液氯有毒,储存在钢瓶中,钢瓶上应贴的标签为c。(2)Cl2+H2OHCl+HClO,氯气与水反应生成次氯酸,HClO具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒的作用。(3)氯水中有HCl和HClO,溶液显酸性,使蓝色石蕊试纸变红,次氯酸具有漂白性,使变红的蓝色石蕊试纸褪色。
课时作业10
(总分:55分)
(选择题1~11题,每题3分,第12题6分,第13题16分)
1.下列有关氯气的叙述正确的是 (　B　)
A.氯气与过量的铁在点燃条件下反应生成FeCl2
B.氯水和液氯是两种不同的物质
C.点燃氢气和氯气的混合气体可以用来制取氯化氢
D.用氯气对生活用水进行消毒的原因是氯气本身能杀灭细菌
解析:氯气与铁反应,无论铁是否过量,反应均生成FeCl3,A错误;氯水是氯气的水溶液,液氯是液态氯气,二者是不同的物质,B正确;点燃氢气和氯气的混合气体易发生爆炸,在氯气中点燃氢气反应生成HCl,C错误;Cl2本身不具有杀菌能力,氯气对生活用水进行消毒的原理是Cl2与水反应生成HClO和HCl,HClO具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒作用,D错误。
2.下列物质中既含有Cl-,又含有氯气分子的是(　B　)
A.液氯 B.新制氯水
C.次氯酸 D.NaCl溶液
解析:液氯中只含有氯气分子,为纯净物,故A错误;新制氯水中部分氯气与水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,HCl电离出Cl-,溶液中既含有氯气分子,又含有Cl-,故B正确;HClO为纯净物,不含氯气分子和Cl-,故C错误;NaCl溶液含有Na+和Cl-,无氯气分子,故D错误。
3.下列实验现象描述中,正确的是(　D　)
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
解析:硫在纯净氧气中燃烧,发出蓝紫色火焰,A错误;铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色烟,B错误;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;铜在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,产物溶于少量水中,CuCl2溶液呈蓝绿色,D正确。
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(　C　)
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
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+H2OHCl+HClO,HCl是还原产物,HClO是氧化产物,C错误。
5.市售“84”消毒液显碱性,其有效成分是NaClO。下列分析错误的是(　B　)
A.制备“84”消毒液的离子方程式:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
B.加入AgNO3溶液有沉淀生成,证明“84”消毒液中含有Cl-
C.消毒液作用于物体表面时适当放置一段时间效果更好
D.用次氯酸盐代替Cl2作消毒剂,储存更方便、使用更安全
解析:“84”消毒液显碱性,加入AgNO3溶液有沉淀生成,可能是AgOH,不一定是AgCl,无法证明“84”消毒液中含有Cl-,B错误。
6.某学习小组学习了氯气的性质后,对下面的装置图有以下看法,你认为错误的是(　D　)
A.可以根据a不褪色,b是否褪色,推断氯气能否与水反应
B.最后烧杯中盛放的液体可以是烧碱溶液
C.a、b的位置不可以互换
D.a不褪色,b能褪色,说明氯气具有漂白性
解析:a不褪色说明干燥氯气无漂白性,b褪色说明氯气与水反应生成了具有漂白性的物质(如HClO),可推断氯气能与水反应,A正确;氯气有毒,需用碱液吸收尾气,烧碱(NaOH)溶液可与Cl2反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,能有效吸收尾气,B正确;若a、b互换位置,干燥氯气先经过湿润的有色布条(b)会带出水,再接触干燥的有色布条(a)时,a也会接触湿润氯气而褪色,无法对比干燥氯气与湿润氯气的差异,故a、b位置不可互换,C正确;a不褪色说明干燥氯气无漂白性,b褪色是因为氯气与水反应生成的HClO具有漂白性,并非氯气本身有漂白性,D错误。
7.已知两瓶气体,分别是HCl和Cl2,可以区别它们的方法或试剂是(　C　)
①观察颜色　②打开瓶盖看有无白雾　③硝酸银溶液　④湿润的红色石蕊试纸　⑤湿润的蓝色石蕊试纸
A.①③④ B.①②④
C.①②④⑤ D.①②⑤
解析:①Cl2为黄绿色气体,HCl为无色气体,通过观察气体颜色可以鉴别二者;②HCl极易溶于水,打开瓶盖后有白雾,而Cl2打开瓶盖无白雾,通过观察有无白雾可鉴别二者;③HCl和Cl2都能够与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀,无法用硝酸银溶液鉴别二者;④HCl不能使湿润的红色石蕊试纸变色,而Cl2能够使湿润的红色石蕊试纸褪色,据此可以鉴别二者;⑤湿润的蓝色石蕊试纸遇Cl2先变红后褪色,而遇HCl只变红,据此可以鉴别二者。
8.下图为氯元素的“价—类”二维图。下列说法不正确的是(　C　)
A.②与Ca(OH)2充分反应,并使Ca(ClO)2成为主要成分,则得到漂粉精
B.③是一种优良的新型自来水消毒剂
C.④为具有强氧化性的强酸
D.⑤是厨房中常见的调味品
解析:根据氯元素的“价—类”二维图可以推知,①为HCl,氯元素为-1价,属于氢化物;②为Cl2,属于单质,氯元素的化合价为0;③为ClO2,氯元素的化合价为+4价,属于氧化物;④为HClO,氯元素为+1价,属于弱酸;⑤为NaCl,氯元素为-1价,属于钠盐;⑥为NaClO,氯元素为+1价,属于钠盐。Cl2与石灰乳反应生成CaCl2、Ca(ClO)2,并使Ca(ClO)2成为主要成分,则得到漂粉精,A正确;ClO2具有强氧化性,是一种优良的新型自来水消毒剂,B正确;HClO属于弱酸,C错误;NaCl即食盐的主要成分,是厨房中常见的调味品,D正确。
9.用如图装置探究Cl2的部分性质并模拟工业上制备少量漂白粉。已知I2遇淀粉溶液会变蓝。下列说法错误的是 (　B　)
A.甲处试纸变蓝,说明氧化性:Cl2>I2
B.a为冷的澄清石灰水,乙中液面下的导管口要注意防堵塞
C.漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2
D.若丙中生成了数目相同的ClO-和Cl,则丙中反应的化学方程式可能为4Cl2+8NaOH6NaCl+NaClO+NaClO3+4H2O
解析:甲处试纸变蓝,说明有I2生成,说明氯气具有氧化性,将I-氧化为碘单质,氧化性:Cl2>I2,A项正确;将Cl2通入冷的石灰乳中,则可制得以Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,而非澄清石灰水,若用澄清石灰水,反应产物Ca(ClO)2和CaCl2均可溶于水,不会造成堵塞,B项错误;漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,C项正确;丙中生成了数目相同的ClO-和Cl,根据得失电子守恒和原子守恒可知丙中的反应为4Cl2+8NaOH6NaCl+ NaClO+NaClO3+4H2O,D项正确。
10.工业上将氯气通入石灰乳中制备漂白粉,其流程如图。下列有关说法错误的是(　B　)
A.漂白粉是混合物
B.漂白粉在空气中久置变质,是因为Ca(ClO)2在空气被氧化
C.过滤操作中需要使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
D.工业制备漂白粉的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
解析:漂白粉主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,还含少量未反应的Ca(OH)2等,属于混合物,A正确;漂白粉在空气中久置变质,是因为Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应生成HClO和CaCO3,生成的HClO分解导致变质,B错误;过滤操作需用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;工业上Cl2与石灰乳反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和H2O,化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,D正确。
11.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　)
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
解析: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HCl和HClO,A错误;阶段②的压强变小,是因为氯气和NaOH溶液反应生成NaClO、NaCl和水,该过程发生了氧化还原反应,B正确;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,C正确;若将Cl2换成CO2,CO2能溶于水,但溶解度不大,加入NaOH溶液和CO2反应生成Na2CO3和水,最后加入盐酸又产生CO2,因此所得的压强变化趋势与图2相似,D正确。
12.(6分)“化学——我们的生活,我们的未来”,学习化学应该明白“从生活中来,到生活中去”的道理。请回答下列问题:
(1)漂白粉真正起消毒作用的物质是HClO。漂白粉在水中释放HClO的途径如下:
途径1:Ca(ClO)2+2H2OCa(OH)2+2HClO;
途径2:漂白粉溶于水后,受空气中CO2的作用,产生有漂白、杀菌作用的HClO,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO。
(2)游泳池水的酸碱性对漂粉精的消毒效果影响明显。池水酸性过强,会刺激眼睛和皮肤。通常加入Na2CO3、NaHCO3以降低酸性。池水碱性过强,消毒作用会减弱(填“增强”或“减弱”)。
解析:(1)漂白粉溶于水后,吸收空气中的CO2,生成HClO和CaCO3沉淀,其化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO。(2)池水碱性过强,HClO的浓度减小,消毒作用会减弱。
13.(16分)某研究性学习小组欲探究氯气的化学性质,设计如图所示的实验装置。
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:
(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先通入氯气排尽装置中的空气。
(2)当观察到AgNO3溶液中出现白色沉淀时,点燃酒精灯加热,写出生成白色沉淀的离子方程式:Cl-+Ag+AgCl↓。
(3)硬质玻璃管中的反应现象为产生棕黄色的烟。
(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Cl2(填化学式),写出该试管中反应的化学方程式:Cl2+H2OHCl+HClO。
(5)实验中,观察到紫色石蕊溶液颜色的变化为先变红后褪色,说明氯水具有的性质是酸性、漂白性。
(6)烧杯内NaOH溶液中发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+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先通入氯气排尽装置中的空气。(2)盛有AgNO3溶液的试管用于验证装置中的空气是否被排尽,当观察到AgNO3溶液中出现白色沉淀时,说明装置中的空气已经排尽,Cl2和H2O反应生成的HCl与AgNO3反应生成白色沉淀AgCl,离子方程式为Cl-+Ag+AgCl↓。(3)硬质玻璃管中氯气与铜粉共热反应生成CuCl2,会产生大量棕黄色的烟。(4)盛有水的试管用于吸收氯气制得氯水,溶液呈浅黄绿色,说明其中含有未反应的Cl2;该试管中氯气与水反应的化学方程式为Cl2+H2OHCl+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,紫色石蕊溶液变红说明氯水具有酸性,红色溶液褪色说明氯水具有漂白性。(6)盛有NaOH溶液的烧杯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+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。

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