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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
知识点一、氯的存在和使用
1．氯元素的存在形式
Cl的原子结构示意图为 ，易得电子形成离子，因此氯气化学性质很活泼，自然界中氯元素只以化合态形式存在，主要以NaCl、MgCl2、CaCl2等存在于海水和陆地的盐矿中，氯是一种重要的“成盐元素”
2．氯气的储运
氯气易液化，通常将氯气加压液化后储存于钢瓶中运输，储运液氯的钢瓶必须是干燥的（常温无水条件下，液氯不与铁反应）
3．氯气的安全使用
氯气有毒，使用时要注意安全。实验室制取氯气时，应在通风橱中进行闻Cl2的气味时应用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔
【例1】当有大量Cl2逸散到周围空间时，以下措施合理的是（ ）
①迅速拨打求救电话
②迅速撤离人员至地势较高处
③迅速撤离至下风口
④用浸有一定浓度NaOH溶液的口罩或毛巾捂住口鼻
⑤用浸有一定浓度Na2CO3溶液的口罩或毛巾捂住口鼻
⑥尽可能切断泄漏源（堵住泄漏口、将其浸入碱液池等
A．①②④⑥ B．①②⑤⑥ C．①③⑤⑥ D．①②④⑤⑥
【例2】浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源，其中可为人类利用的氯化物含量相当高。海水中含量最多的氯化物是（ ）
A．NaCl B．MgCl2 C．KCl D．CaCl2
知识点二、氯气的性质
1．氯气的物理性质
颜色 状态 气味 溶解性 密度 沸点
黄绿色 气体 刺激性 可溶于水（1：2） 比空气大 -34.6℃，易液化
2．氯气的化学性质
（1）与金属单质的反应
氯气体现氧化性，将变价金属被氧化到最高价
Na Fe Cu
实验现象 燃烧，火焰呈黄色，有白烟 燃烧，产生棕褐色烟 燃烧，产生棕黄色烟
方程式
（2）与非金属单质的反应
①与H2反应
现象：安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾产生
化学方程式为：
【注】氢气与氯气光照时，会发生爆炸，也生成HCl
②与磷反应
2P＋3Cl2 2PCl3（氯气不足，产生白雾） 2P＋5Cl2 2PCl5（氯气充足，产生白烟）
（3）与水的反应
氯气能溶于水，其水溶液称为氯水（混合物），溶解于水中的部分Cl2与水反应
Cl2+H2O=HCl+HClO Cl2+H2O=H++Cl- + HClO
（4）与碱的反应
①制漂白液、84消毒液：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
②制漂白粉、漂白精：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
（5）与其他还原剂（如FeCl2、H2S、SO2、NaBr、KI等溶液）反应
Cl2+2FeCl2=2FeCl3、 Cl2+H2S=S↓+2HCl、 Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4、
Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl、 Cl2+2KI=I2+2KCl（可用湿润的淀粉-KI试纸检验氯气）
【例3】下列相关叙述中正确的是（ ）
A．氢气在氯气中燃烧，火焰呈黄色
B．用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子
C．铁在少量氯气中燃烧生成FeCl3和FeCl2
D．铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝
【例4】下列物质分别在氯气中燃烧，能产生白烟现象的是（ ）
A．Na B．H2 C．Fe D．Cu
【例5】下列金属氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，也能由金属和盐酸反应制得的是（ ）
A．CuCl2 B．FeCl2 C．FeCl3 D．MgCl2
【例6】0.9 g某元素的单质与足量氯气反应后，质量增加3.55 g，则这种元素是（ ）
A．P B．Mg C．Al D．Fe
【例7】氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性。下列叙述中正确的是（ ）
A．纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，在集气瓶口形成白色烟雾
B．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂
C．过量铁与Cl2反应生成FeCl2
D．氯气与水反应，不能全部转化为HCl和HClO
【例8】检验HCl气体中是否混有Cl2，可采用的方法是（ ）
A．用干燥的蓝色石蕊试纸 B．将气体通入AgNO3溶液
C．用NaOH溶液吸收 D．用湿润的淀粉碘化钾试纸
知识点三、氯水的性质
氯水的成分
新制氯水为黄绿色溶液，Cl2大部分以分子形式存在于水中，有少部分氯分子与水反应生成盐酸和次氯酸（HClO），所以氯水中的微粒有：
）
2．氯水的性质
（1）强氧化性：Cl2是新制氯水的主要成分，实验室常用氯水代替氯气，如氯水中的氯气能与 KI，KBr、FeCl2、SO2、Na2SO3等物质反应；此外HClO也有强氧化性
（2）漂白性：氯水中的HClO有强氧化性，能将有色物质氧化成无色物质，用于漂白和消毒，漂白过程不可逆
实验操作 实验现象 实验结论
有色布条不褪色 干燥的Cl2无漂白作用
有色布条褪色 氯水有漂白作用
有色鲜花褪色 干燥的Cl2与鲜花中的水反应生成了有漂白性的物质
（3）酸性：氯水中含有HCl（强酸）和HClO（弱酸），可与碱发生中和反应，与盐如NaHCO3、CaCO3
等反应
（4）不稳定性：HClO光照易分解，2HClO 2HCl+O2↑，因此久置氯水会变成盐酸，失去漂白性
（5）沉淀反应：氯水中含有Cl－，加入AgNO3溶液有白色沉淀生成
3．氯水的应用
氯水可用于自来水的杀菌消毒，用自来水配制如KI、 KBr、FeCl2、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液会变质
4．漂白粉与漂白液的漂白原理
漂白粉露置在空气中，发生反应Ca(ClO)2＋CO2＋H2O = CaCO3↓＋2HClO，若通入过量CO2则发生反应：Ca(ClO)2＋2CO2＋2H2O = Ca(HCO3)2＋2HClO，生成的HClO有漂白性。若HClO光照分解，则漂白粉失效，所以漂白粉应密封保存于干燥处
【例9】关于氯气的叙述中，下列正确的是（ ）
A．氯气是一种黄绿色、有毒的气体
B．氯气在自然界中既可以以化合态存在，也可以以游离态存在
C．氯气不能溶解于水，所以可用排水法收集氯气
D．氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物
【例10】如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面（已知：KMnO4与浓盐酸反应可制取氯气）。对“实验现象”的“解释或结论”正确的是（ ）
选项 实验现象 解释或结论
A a处变蓝，b处变红棕色 氧化性：Cl2>Br2>I2
B c处先变红，后褪色 氯气与水生成了酸性物质
C d处褪色 氯气与水生成了漂白性物质
D e处产生白色沉淀 还原性：SO2>Cl-
【例11】探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据现象得出的结论错误的是（ ）
A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2
B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl-
C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H+
D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
【例12】某同学用氯气消毒的自来水配制下列物质的溶液，会产生明显药品变质的是_______
①FeCl2 ②AgNO3 ③NaHCO3 ④AlCl3 ⑤KI ⑥石蕊
【例13】用玻璃棒蘸取新制氯水滴在蓝色石蕊试纸中部，观察到的现象是（ ）
A B C D
【例14】漂白粉在社会生活、工业生产中用途广泛。已知浓盐酸和次氯酸钙能发生反应：Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O。用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中，可能含有的杂质气体是（ ）
①CO2 ②HCl ③H2O ④O2
A．①②③ B．②③④ C．②③ D．①④
【例15】洁厕灵使用注意事项中特别说明在使用时切勿与漂白剂一同使用。写出“84”消毒液与洁厕灵（有效成分为盐酸）混合后反应的离子方程式：_________________________。
【例16】下列有关漂白粉和漂白液的说法中正确的是________
①工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉
②漂白液的有效成分是NaClO，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
③漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理不相同
④漂白粉在空气中久置变质，原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
答案：例1 B； 例2 A； 例3 D； 例4 A； 例5 D； 例6 C； 例7 D；
例8 D； 例9 A； 例10 D； 例11 D； 例12 ①②③⑤⑥； 例13 C； 例14 A； 例15 Cl- + ClO-+2H+=Cl2↑+H2O； 例16 ②③
课后练习
1.常温下,下列实验过程中,不会产生气体的是 (　　)
A　 B C D
答案: C
2.用自来水养金鱼时,通常先将自来水日晒一段时间后,再注入鱼缸,其目的是 (　　)
A.利用紫外线杀死水中的细菌
B.提高水温,有利于金鱼生长
C.增加水中氧气的含量
D.促使水中的次氯酸分解
答案: D
3.下列关于新制氯水与久置氯水的说法中,错误的是 (　　)
A.新制氯水的氧化性比久置氯水强
B.久置氯水可以视为稀盐酸
C.新制氯水中无Cl-,久置氯水中有Cl-
D.新制氯水的酸性比久置氯水弱
解析:新制氯水中主要成分是Cl2、H+、Cl-、HClO等,而久置氯水由于HClO的分解,变成稀盐酸(主要成分为H+、Cl-),都存在Cl-。
答案: C
4.下列说法中错误的是 (　　)
A.Cl2与碱的反应属于Cl2的自身氧化还原反应
B.利用Cl2与碱的反应,可以消除Cl2污染
C.用湿润的淀粉-KI试纸可以检验Cl2
D.Cl2与盐的反应不一定都是氧化还原反应
解析: Cl2与碱(NaOH)溶液反应的化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,该反应前后只有氯元素化合价发生变化,属于Cl2的自身氧化还原反应,A、B项正确。因为Cl2的氧化性大于I2,可以发生反应Cl2+2KI2KCl+I2,淀粉遇I2变蓝,C项正确。Cl2参与的反应,氯元素均有价态变化,都是氧化还原反应,D项错误。
答案: D
5.(双选)下列离子方程式错误的是 (　　)
A.实验室制Cl2:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
B.在NaCl溶液中滴入AgNO3溶液:Ag++Cl-AgCl↓
C.Cl2溶于水:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
D.用NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+OH-Cl-+ClO-+H2O
答案: CD
6.如图所示,氯水分别与四种物质发生反应,下列表述中正确的是 (　　)
A.a反应的离子方程式可能是2Fe2++4Br-+3Cl22Fe3++2Br2+6Cl-
B.b反应中产生无色无味气体,说明HClO的酸性强于H2CO3
C.从c反应的现象中知可以只使用硝酸银溶液鉴定Cl-存在
D.d反应的最终现象是紫色石蕊溶液褪色,因为Cl2具有漂白性
解析: Fe2+、Br-均可以被氯气氧化,当氯气足量时,a反应的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-,A项正确;盐酸的酸性强于碳酸,氯水中的HCl与碳酸钠反应产生二氧化碳气体,不能说明HClO的酸性强于H2CO3,B项错误;与硝酸银溶液反应产生白色沉淀的不一定为Cl-,CO32-也能与硝酸银溶液反应产生白色沉淀,不能只使用硝酸银溶液鉴定Cl-存在,C项错误;d反应的最终现象是紫色石蕊溶液褪色,因为次氯酸具有漂白性,氯气没有漂白性,D项错误。
答案: A
7.(1)下列有关漂白粉和漂白液的说法中正确的是　 (填字母)。
A.漂白粉是纯净物,漂白液是混合物
B.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
C.工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉
D.漂白液的有效成分是Na2O2
(2)工业上利用Cl2制盐酸,其反应的化学方程式为　　　　　　 　。Cl2溶于水可制得氯水,检验一瓶氯水是否已经完全变质,可选用的试剂
是　　 (填字母)。
A.硝酸银溶液 B.酚酞溶液
C.碳酸钠溶液 D.紫色石蕊溶液
答案: (1)B　(2)H2+Cl22HCl　D
【拓展提高】
8.用下图装置进行实验,加热钠至熔化后,停止加热并通入氯气,钠剧烈燃烧并生成大量白烟。以下叙述中错误的是 (　　)
A.钠着火燃烧产生苍白色火焰
B.反应生成的大量白烟是氯化钠固体小颗粒
C.棉花球处发生的化学反应是Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
D.可在棉花球右侧用湿润的淀粉碘化钾试纸判断氯气是否被碱液完全吸收
答案: A
9.在第一次世界大战期间,有一次德军与英、法军在比利时对峙,黎明时,英、法军前线战壕的士兵突然看到一股黄绿色气体逐渐袭来,很快数百名英、法军战士窒息而死。后来人们在打扫战场时,发现跑到山坡上的士兵竟幸免于难。
(1)由上述事例可归纳出氯气的性质有 　　　　　 　　　。
(2)写出下列反应的化学方程式。
①铁丝在氯气中燃烧:　 。
②铁粉溶于盐酸中:　 。
(3)将新鲜的花瓣放入干燥的氯气中可观察到的现象是　 ,
原因是 　 。
(4)氯水久置或光照条件下均会变成稀盐酸,同时释放出氧气,说明次氯酸　 , 反应的化学方程式为　 。
答案: (1)黄绿色气体,有毒,密度比空气大
(2)①2Fe+3Cl22FeCl3　②Fe+2HClFeCl2+H2↑
(3)花瓣褪色　新鲜的花瓣含有水分,遇Cl2会产生HClO,HClO具有漂白性
(4)不稳定　2HClO2HCl+O2↑
【挑战创新】
10.现有X、Y、Z三种元素,已知:①三种元素的单质在常温下都是气体；②X的单质可以在Z的单质中燃烧,生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色；③XZ极易溶于水,同时电离出X+和Z-,其水溶液使蓝色石蕊试纸变红；④两分子X的单质,可与一分子Y的单质化合,生成两分子X2Y,X2Y常温下为液体；⑤Z的单质溶于X2Y中,所得溶液有漂白作用。
(1)试推断X、Y、Z的元素种类及XZ和X2Y各是何物质(用元素符号和化学式表示)。
X　　　　　；Y　　　　　；Z　　　　　； XZ；X2Y　　　　　。
(2)写出反应②和④的化学方程式:
②　 ；
④　 。
(3)解释Z的单质溶于X2Y中,所得溶液具有漂白作用的原因: 　　　　　　　　　　　　(包括简洁文字和相应的化学方程式)。
解析:由H2在Cl2中燃烧产生苍白色火焰知,X为H,Z为Cl,因X2Y常温下为液体,可知Y为O,通过Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白性,可进一步证明前面的推断正确。
答案: (1)H　O　Cl　HCl　H2O
(2)H2+Cl22HCl　2H2+O22H2O
(3)氯气溶于水,部分氯气与水反应生成HClO:Cl2+H2OHCl+HClO,因为HClO的强氧化性,而使氯水有漂白作用
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