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第二节 富集在海水中的元素-氯（共2课时） 第1课时 氯气的性质【教学目标】1明确氯的原子结构和化学性质的关系。2掌握氯气与单质、水的反应。3进一步掌握氯气的化学性质-与NaOH的反应【教学重难点】1重点：氯气、氯水的化学性质。2氯水的性质及漂白原理。【教学过程】一、氯的原子结构及其在自然界中的存在：1氯的原子结构：最外层七个电子，氯原子在化学反应中容易得到1个电子，形成Cl-，表现为典型的非金属性。在自然界以化合物形式存在（NaCl、MgCl2 等，海水中，盐矿里）。从化合价的角度分析：Cl2中显零价，还有-1，+1，+3，+5，+7等价。Cl2 处于中间价，既有氧化性，又有还原性，但以氧化性为主。自然界中有没有游离态的氯?如果没有，人们是怎样制得氯气的呢？阅读教材P82上的科学史话。【点拨】1774年舍勒发现氯气，他将这种元素命名为Chlorine,这个名称来自希腊文，有“绿色”的意思。我国早年译文将其译成“绿气”，后改为氯气。【思考与交流】阅读科学史话“氯气的发现和确认”，并思考：1从氯气的发现到确认为一种新的元素，时间长达三十多年。你从这一史实中得到什么启示？【启示1】科学研究需要有正确的理论作指导，错误的理论只能浪费时间和精力。【启示2】科学研究需要以大量事实为依据，只有大量事实才能推翻错误的理论，建立正确的理论或推动科学理论的发展。【启示3】科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。2舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。请写出舍勒发现氯气的化学反应方程式。氯气的实验室制法：MnO2 +4HClMnCl2 +Cl2 +2H2O 【过度】1915年4月22日，德军在比利时的伊普尔战役中首次大规模使用毒气。当时战场出现了有利于德军的风向，德军打开了早已在前沿阵地屯集的装满氯气的钢瓶，一人多高的黄绿色烟云被每秒23米的微风吹向英法联军阵地。面对扑面而来的刺鼻的怪味，英法守军一阵大乱，阵线迅速崩溃，部分士兵用湿毛巾捂住嘴巴，甚至有的士兵用自己尿液浸湿的毛巾捂住嘴巴，他们逃往地势更高的地方，幸免遇难。这次攻击，英法守军共中毒15000人，5000多人死亡，德军亦有数千人中毒和死亡。这是战争史上的第一次化学战，从此，化学战作为最邪恶的战争被写入了战争的史册。 氯气被人吸入后，可迅速附着于呼吸道黏膜，之后可以导致人体支气管痉挛、支气管炎、支气管周围水肿、充血和坏死。呼吸道黏膜受刺激，可造成局部平滑肌痉挛，再加上黏膜充血、水肿及灼伤，可引起严重的通气障碍。人吸入浓度为每立方米二点五毫克的氯气时，就会死亡。【思考】：1为什么氯气可作为生化武器?2为什么要逃往地势更高的地方呢?3、为什么湿毛巾在一定程度上可以防止氯气中毒？【过度】带着这些问题，让我们一同进入氯气性质的学习。二、活泼的黄绿色气体-氯气 1物理性质：氯气（Cl2）通常情况下，呈黄绿色，是一种有剧烈的刺激性气味的有毒气体。能溶于水、密度比空气大；易液化。【强调】易液化的气体一般是气体分子的相对分子质量较大，液态氯又称为液氯。【方法点拨】闻气体的方法：闻气体的时候，不管毒性大小如何，均要正确操作，即“用手轻轻 地在瓶口（或试管口）扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔”。干燥的氯气在常温下不与铁反应，且氯易液化，因此大量的氯气要加压液化后贮存于钢瓶中。氯气能溶于水，但1体积水溶2体积的氯气，故不能用排水法收集，但可以用排饱和食盐水收集。另外，氯气的密度比空气大，因此要用向上排空气法收集，但大家要注意的是，氯气有毒，因此要有尾气吸收装置。【思考】1.根据氯的原子结构，推断氯气的化学性质是否活泼，它具有强还原性还是强氧化性?为什么?最外层有七个电子，易得电子，具有强氧化性。【思考】写出金属钠和氯气反应的化学方程式，并指出哪个是氧化剂，哪个是还原剂。2化学性质（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）：金属实验现象 化学方程式钠产生黄色火焰和大量白烟2NaCl22NaCl铜产生大量棕色的烟CuCl2CuCl2铁产生大量棕褐色的烟2Fe3Cl22FeCl3【点拨】：1氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有强氧化性，能与活泼金属反应。2大多数金属都能在一定条件下雨氯气化合（Pt、Au除外）。3氯气与金属的反应都属于氧化还原反应，Cl2均作氧化剂。4一定条件下氯气与常见金属的反应为放热反应。但常温下，液态氯与铁发生化学反应，故可用钢瓶贮运液氯。5氯气与变价金属反应时，金属均被氧化成高价金属，如：【练习1】下列氯化物中，既能由金属与氯气直接反应得到，又能由金属与盐酸反应制得的是（ B ）AFeCl2 BAlCl3 CFeCl3 DCuCl2【解析】Cl2是一种强氧化剂，当Cl2与变价金属反应时，生成高价态的金属氯化物，如Fe与Cl2反应生成FeCl3，Cu与Cl2反应生成CuCl2。当铁在溶液中与非氧化性酸反应时，生成Fe2+，如：Fe+2HCl=FeCl2+H2，Cu不与盐酸反应。（2）与非金属反应【过渡】氯气能跟多种金属直接化合，那么氯气能否跟非金属反应呢?下面让我们来做H2在Cl2中燃烧的实验。【实验4-3】在空气中点燃H2，然后把导管伸入盛满Cl2的集气瓶中，观察H2在Cl2燃烧时的现象。【实验现象】：H2在Cl2继续燃烧，发出苍白色火焰，燃烧结束后，抽去盖在集气瓶口的玻璃片，观察到在集气瓶上方出现白雾。【实验结论】：H2 +Cl22HCl H2能在Cl2中燃烧生成HCl，HCl遇空气中水蒸气形成盐酸小液滴而呈雾状。【点拨】：（1）为了保证实验安全，氢气在点燃之前必须先检验纯度。（2）为了防止环境污染，氢气燃烧完毕后应立即用玻璃片盖住集气瓶口，然后向集气瓶中加入少量氢氧化钠稀溶液并振荡来吸收氯化氢气体。（3）H2在Cl2中燃烧是工业上制取HCl的方法，将制得的HCl溶于水即得盐酸。（4）在光照的条件下，H2和Cl2的混合气体易发生爆炸：H2 +Cl22HCl【思考与交流】通过H2在Cl2中燃烧的实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？【点拨】：燃烧不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应，所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。如Na、Fe、H2等物质均可在Cl2中燃烧。实验证明，在一定条件下，Cl2还可跟P、S、C等非金属直接化合。试写出下列反应的化学方程式：【点拨】P在Cl2(不足量)里燃烧生成PCl3 2.P在Cl2(过量)里燃烧生成PCl52P+3Cl2 2PCl3 (在空气中形成白雾) 2P+5Cl2 2PCl5 (在空气中形成白烟)【讨论】金属、非金属跟Cl2化合时，氯元素的化合价如何变化?表现了氯气的什么性质?【小结】氯气是一种很活泼的非金属单质，在化学反应中表现出较强的氧化性。【练习2】下列关于对燃烧现象的认识中，不正确的是（ D ） A燃烧一定是氧化还原反应 B燃烧一定发光放热C燃烧一定是化学反应 D燃烧一定有氧气参与【交流探讨】打开自来水龙头，会闻到一股刺激性的气味，你想过什么原因么？【点拨】自来水厂用氯气消毒，刺激性的气味是余氯的气味。氯气溶解于水，所得的水溶液叫氯水。溶解的部分氯与水反应。（3）氯气与水反应：在常温下，溶于水中的部分Cl2与水发生反应，生成盐酸和次氯酸（HClO）：Cl2H2O = HClOHCl Cl2与水的反应是氧化还原反应，氯元素的化合价既有升高又有降低，Cl2既表现氧化性，又表现还原性，Cl2既是氧化剂又是还原剂。次氯酸的重要性质：A次氯酸是一种弱酸，酸性比碳酸还弱，在水中只有极少部分发生电离：B次氯酸强氧化性：HClO中+1价的Cl表现出很强的得电子能力，易得电子被还原成Cl-，其氧化性比Cl2还强。【点拨】次氯酸是一种强氧化剂能杀死水里的病菌，自来水常用氯气杀菌消毒，就是因为氯气溶于水产生次氯酸，次氯酸起杀菌作用。次氯酸可用作漂白剂，因为它能使染料和有机色质氧化而褪色。C次氯酸是一个不稳定酸。HClO只存在于水溶液中，在光照下易分解放出氧气：2HClO 2HClO2新制氯水的成分【实验4-4、4-5】【讨论】Cl2可以使湿润的有色布条褪色，不能使干燥的有色布条褪色，这个事实说明什么?【点拨】说明Cl2没有漂白性，而是HClO起漂白作用。即起氧化作用的不是氯气而是次氯酸。【探究性实验】氯气溶于水的这一过程是一个简单的物理溶解过程，还是一个伴随有化学变化的过程呢？新制的氯水当中究竟含有哪些微粒？如何证明这些微粒的存在呢？你能通过实验来说明问题吗？ 【药品】：（HNO3 酸化的）AgNO3溶液 、紫色石蕊试剂、 红纸、镁粉、氯水等【注】：氯水使用时不能超过1mL！微粒检验方法现象H2O无水硫酸铜变成蓝色晶体Cl2观察颜色，闻气味黄绿色、有刺激性气味HClO(少量ClO-)红纸褪色H加入CaCO3粉末或者锌粒有气体生成Cl-加入HNO3酸化过的AgNO3溶液有白色沉淀【思考】液氯与氯水的区别？新制氯水和久置氯水的区别？液氯新制的氯水久置的氯水分类纯净物混合物混合物成份只有Cl2 分子分子：Cl2 、H2O 、HClO 离子：H、Cl、ClO、极少量的OH 分子：H2O 离子：H 、Cl 性质有氧化性，无酸性和漂白性有酸性、强氧化性，能漂白、杀毒、光照时HClO分解只有酸性，相当于盐酸溶液【点拨】因为HClO 见光易分解，故氯水要放在棕色试剂瓶里。最初人们直接用氯气做漂白剂，但因氯气不稳定溶解度小难以保存，使用起来很不方便，经过多年的实验改进，才有了今天的漂白液、漂白粉。【练习3】1在新制氯水中的各种微粒中：（1）使氯水呈黄绿色的是 (用化学式或离子符号填写，下同) ；（2）能使AgNO3溶液产生白色沉淀的是 ；（3）能使紫色石蕊试液显红色的是 ；（4）能使红纸褪色的是 ；（5）能使无水CuSO4变蓝的是 ；（6）能与NaHCO3溶液反应放出气体的是 ； 【解答】（1）C12 （2）Cl一 （3）H+ （4）HClO （5）H2O （6）H+ 2用自来水养鱼，在将水注入鱼缸之前需把水在阳光下曝晒一段时间，目的是（ C ）A增加水中含氧量。 B利用阳光中紫外线杀菌。 C使自来水中少量次氯酸分解。 D通过日照提高水的温度。【解析】自来水常用Cl2作消毒剂，Cl2溶于水会与水反应生成HClO，HClO是强氧化剂，它的存在对金鱼的生长有害，而HClO见光易分解，故选C。3为什么实验室通常所用的氯水是新制氯水？【点拨】氯气的水溶液是氯水。Cl2通入水中能发生反应：Cl2+H2O=HCl+HClO。HClO不稳定，见光受热可以发生分解反应：2HClO2HCl+O2，所以久置的氯水中含有H2O分子和H+、Cl-、OH-等，相当于稀盐酸。因此，实验室中使用的氯水只能现配现用，并盛放在棕色试剂瓶中。【思考】请同学们阅读课本中氯气与碱反应的有关内容。阅读后用化学方程式回答下列问题：1Cl2跟NaOH溶液反应。2工业上用Cl2与石灰乳作用制取漂粉精。3漂粉精为什么具有漂白、消毒作用?（4）与碱液反应：漂白液的制取：Cl22NaOH = NaClNaClOH2O 漂白粉的制取：2Cl22Ca(OH)2 = Ca(ClO)2CaCl22H2O【点拨】如果氯气与Ca(OH)2反应充分，并使次氯酸钙成为主要成分，则得到漂白精。【小结】氯气与碱反应的规律：【点拨】：（1）Cl2与碱的反应是氧化还原反应，其电子转移和元素化合价的变化情况为：Cl2既是氧化剂又是还原剂。（2）实验室常用NaOH溶液除去多余的Cl2，以防止污染环境。【讨论】漂白液、漂白粉、漂白精有何区别？【注解】： 漂白液（有效成分：NaClO）、漂白粉(主要成分：Ca(ClO)2、CaCl2，有效成分Ca(ClO)2)）。漂粉精(主要成分和有效成分都是Ca(ClO)2 )。【点拨】次氯酸钠（NaClO）和次氯酸钙a(ClO)2具有漂白性，是因为它们会与空气中的CO2 和水蒸气反应生成次氯酸。漂白粉漂白原理：Ca(ClO)2CO2H2O = CaCO32HClO【点拨】反应利用的是强酸制弱酸的原理，CO2与H2O组成碳酸可以制出比其酸性更弱的次氯酸。次氯酸盐与强酸反应的离子方程式：ClO- +H=HClO 【思考】存放漂粉精时应注意哪些问题?【点拨】漂白粉能与空气中的H2O和CO2反应并造成失效，故应密封保存。漂白粉失效的原理： Ca(ClO)2CO2H2O = CaCO32HClO 2HClO 2HClO2因为氯气具有强氧化性，它还可以与一些具有还原性的溶液反应。（5）与盐溶液反应：2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- (溶液由浅绿色变成棕黄色)2Br- +Cl2=2Cl-+Br2 2I-+Cl2=I2 +2Cl- (可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)用氯气对饮用水消毒会产生使人致癌的有机氯，世界环保联盟已全面禁止用氯气对饮用水消毒，建议采用广谱高效消毒剂二氧化氯(ClO2)。二氧化氯是无色或微黄色透明液体，无悬浮物，是近年来国内外研究开发的一种新型的广谱、安全、快速、高效氧化消毒剂，已被联合国卫生组织（WHO）列为A1级安全消毒剂。广泛应用于养殖、食品、医疗卫生、饮用水、工业水处理等领域。在抗“非典”中，因其高效、环保而成为抗“非典”明星消毒剂。【思考与交流】如何从结构决定性质的角度出发来认识氯气的化学性质？【解析】可以从氯原子的结构特征去认识氯气的化学性质。氯原子最外层7个电子，很容易得到一个电子而达到8电子的稳定结构。所以氯气的化学性质很活泼，易和一些金属、非金属反应，而将它们氧化。若金属有可变价态，一般氧化至高价态，如：2Fe+3Cl2=2FeCl3。同时氯气还可溶于水，与水发生化学反应。氯气和碱的反应可以结合氯气和水反应加以理解：氯气和水的反应生成的酸再和碱发生中和反应而得到相应的氯化物和次氯酸盐。3氯气的用途：杀菌消毒-溶于水生成的HClO具有强氧化性。制漂白粉（液）、漂白精是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等的重要原料。制高纯度的半导体（硅、锗）和高纯度的金属钛。制盐酸：（H2 +Cl22HCl）【点拨】氯气是一种有毒气体，会损伤人的喉粘膜和肺，严重时可使人窒息而死，因此使用时要注意安全。【学与问】氯气是一种有毒气体，但可用于自来水的杀菌消毒；使用氯气对自来水消毒时可能产生一些负面影响，因此，人们开始研究并试用一些新型自来水消毒剂。从中你得到什么启示？【点拨】：启示一：任何事物都有两面性，符合对立统一的哲学观；启示二：正确使用化学物质和化学技术至关重要；启示三：科学发展具有局限性，科学和技术是在实践和探索中不断发展进步的。【课堂小结】氯气的主要化学性质可通过下列转化关系来掌握：【注意】：氯气是强氧化剂，与变价金属（如Fe、Cu等）反应，生成物为高价金属的氯化物（如FeCl3、CuCl2）。 硫与Fe、Cu反应，生成低价金属硫化物。Cl2的非金属性比S的非金属性强。 氯水为黄绿色，所含Cl2有少量与水反应(Cl2+H2OHCl+HClO)，大部分仍以分子形式存在，氯水的主要溶质是Cl2。新制氯水含Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-等微粒。 描述现象时注意烟和雾的区别。固体小颗粒分布于气体中的现象叫烟，液体小液滴分布于气体中的现象叫雾。故打开浓盐酸、浓硝酸的瓶盖，瓶口产生白雾。【应用示例】1自来水常用氯气进行消毒如果在实验室用自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显药品变质问题的是（ ）AFeCl2 BNa2SO3 CNaOH DAlCl3【解析】氯水的成分为：Cl2、HClO、HCl、H2O，故遇到FeCl2时：2FeCl2Cl2=2FeCl3；遇到Na2SO3时：Na2SO3Cl2H2O=Na2SO42HCl；遇到NaOH时：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，所以A、B、C项中药品都会变质。答案选D。2下列说法正确的是（ ）A卤素单质(X2)跟水反应的通式是X2H2O=HXHXO B液溴保存在煤油中C漂白粉的有效成分是次氯酸钙 D光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2【解析】：A项X2与H2O反应放出O2，如：2F22H2O=4HFO2；少量的液溴利用水封保存，不需保存于煤油中；漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2；光照氯水时，2HClO2HClO2，产生的气体是O2。答案选C。3浓盐酸和Ca(ClO)2能发生反应：Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O.用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是（ ）CO2HClH2OO2A B C D【解析】：贮存很久的漂白粉中有CaCO3，故制得的Cl2中含有CO2、挥发的HCl和水蒸气。答案选A。4（1）液氯和氯水是一种物质吗？（2）怎样证明新制氯水中含有大量Cl2？ 用实验证明氯气能与水反应。（3）氯水中有多种化学物质，故性质较复杂。下列现象各是基于哪种物质的什么性质? 氯水能使紫色石蕊试液先变红后褪色。 向氯水中滴加饱和NaHCO3溶液，有气泡出现。 向氯水中滴入AgNO3溶液，产生白色沉淀。【解析】：（1）不是。液氯是Cl2在加压或冷却时变成的液态Cl2，是纯净物，而氯水是氯气溶于水中形成的溶液，是混合物。 （2）观察氯水颜色，呈黄绿色，此即氯气的颜色，说明新制氯水中含大量Cl2。 向新制的氯水中加AgNO3溶液若产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl，即有部分氯气与水反应了。 Cl2H2OHClHClO ，AgNO3HClAgClHNO3 另法：也可向新制氯水中放入一红布条或滴入几滴品红溶液，若布条或品红褪色，说明新制氯水中有HClO，即Cl2与水发生了反应。 （3） H、HClO H Cl5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新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色C光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2 D氯水放置数天后pH将变小【解析】新制氯水中有Cl2、HClO、H2O分子，有H+、Cl-、ClO-（OH-极少，不计），故A错；新制氯水中含有H+和HClO，蓝色石蕊试纸遇H+变红，变红后的试纸被强氧化剂HClO氧化而褪色；2HClO2HCl+O2，逸出的气体是O2，不是Cl2；HClO分解后变成HCl，HCl是强酸，溶液的酸性增强，pH变小。答案选BD。6当不慎有大量Cl2扩散到周围空间时，处在该环境中的人可以用浸有一定浓度某种物质水溶液的毛巾捂住鼻子，以防中毒，该物质最适宜采用的是（ ）ANaOH BNaCl CNaHCO3 DNH3H2O【解析】NaOH有强腐蚀性；NH3H2O对人有很强的刺激作用；NaCl不能与Cl2反应，所以A、B、D选项错误；NaHCO3无腐蚀性，吸收Cl2，因氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，都能与NaHCO3反应，氯气的吸收能力强且快。故选C。【巩固练习】1今年我国科技年的主题是“珍惜资源，建设节约型社会”。随着经济的发展，人口的增长和人民生活水平的提高，水资源短缺的问题日益突出。21世纪将是开发海洋的世纪。海洋水资源可以为人类解决水资源危机，海洋化学资源可以为人类提供丰富的化工原料。海水中含量最多的金属离子是（ A ）A钠离子 B氯离子 C钙离子 D镁离子【解析】：海水中食盐的含量最为丰富，其他的盐含量也很大，但与食盐相比要少得多。2下列物质，不能使湿润的有色布条褪色的是（ ）ACl2 B氯水 CNaClO溶液 DNa2O2与水反应后长时间放置后的溶液【解析】A、B、C中的物质都能使湿润的有色布条褪色；Na2O2与水反应后长时间放置，最终形成的是NaOH溶液，NaOH溶液不具有漂白性。答案选D。3可以用氯气灌洞的的方法来消灭田鼠，这是利用了氯气的（ D ） 密度比空气大 易液化 能溶于水 有毒 A B C D4关于氯气的叙述中，下列正确的是（ A ）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【解析】：氯气性质活泼，在自然界中只能以化合态存在，不能以游离态存在；氯气能溶于水，不能用排水法收集氯气；氯气、液氯是同一种物质，都属于纯净物，只是状态不同，但氯水是氯气的水溶液，是混合物。5下列反应发生时，会产生棕黄色烟的是（ B ） A金属钠在氯气中燃烧 B金属铜在氯气中燃烧 C氢气在氯气中燃烧 D金属钠在氧气中燃烧6制取氯水最好的方法是（ C ） 7光照是引发某些化学反应的重要条件，化学上把光照条件下的反应称为光化学反应。下列物质不能发生光化学分解反应的是（ D ）AHNO3 BAgNO3 CHClO DNaHCO3【解析】：NaHCO3受热分解，见光不分解，而另外三种见光都可以分解。答案选D。8下列离子方程式正确的是（ D ）A向氯化亚铁溶液中通入氯气：Fe2+Cl2=Fe3+2Cl- B氯气通入溴化钠溶液中：Cl2+Br-=Cl-+Br2C氯气跟水反应：Cl2+2H2O=ClO-+2H+ D金属铝溶于盐酸中：2Al+6H+=2Al3+3H2【解析】A、B没配平，等号两边电荷不相等；C中的次氯酸为弱酸，应以化学式表示。答案选D。9制取漂白液的化学方程式是：Cl22NaOHNaClNaClOH2O，该反应的氧化剂与还原剂之比为（ A ） A1：1 B1：2 C 2：1 D 3：210氯气之所以长期用于自来水消毒，原因是（ C ）A氯气有毒，可以毒死细菌、病毒 B氯气具有刺激性气味，可以熏死细菌、病毒C氯气与水反应生成具有强氧化性的HClO，可以杀死细菌、病毒 D氯气是绿色气体，不会污染空气【解析】：氯气之所以长期用于自来水消毒，原因是氯气与水反应生成具有强氧化性的HClO，可以杀死细菌、病毒。氯气有毒，会污染空气。答案选C。11检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是（ D ）A用干燥的蓝色石蕊试纸 B用干燥有色布条 C将气体通入硝酸银溶液 D用湿润的淀粉碘化钾试纸【解析】：】氯气遇干燥的蓝色石蕊试纸和干燥有色布条都不会发生化学反应，故A、B无法检验氯化氢气体中是否混有Cl2；C中由于Cl2能使硝酸银溶液产生白色沉淀，无法达到实验要求。检验氯气采用湿润的KI淀粉试纸，而干燥的有色布条、干燥的蓝色石蕊试纸不能检验氯气。硝酸银溶液则与氯化氢和氯气的现象相同。12当你打开家里的自来水龙头时，会闻到一股刺鼻的气味，它是什么？请你试着给大家解释解释。【解析】：家里的自来水都是消过毒的饮用水，它里面的气味很可能是消毒剂的气味。【答案】：它是氯气的气味。因为一般的自来水厂都是采用氯气来给自来水消毒，氯气在自来水中的溶解度不是很大，但在空气中仍然可以闻到刺鼻的气味。13观察与思考是学习科学知识的基本方法之一。家里用自来水养金鱼时，总要将自来水晾晒之后才加入鱼缸中。你知道这里面的奥妙吗？【解析】：用于自来水消毒的是氯气，但氯气是有毒的，直接用来养鱼可能使金鱼中毒。所以必须在使用之前进行晾晒，使溶解在自来水中的氯气全部从自来水中逸出，防止金鱼中毒。【答案】：使溶解在自来水中的氯气全部从自来水中逸出，防止金鱼中毒。14从以下公共安全事件中，你能得到关于氯气性质的一些什么信息？ 马来西亚中部怡保市郊区2010年3月22日下午发生氯气中毒事件，造成近千人受到不同程度的中毒，其中有16人中毒较重，被送入怡保中央医院治疗。 2004年4月15日下午，处于主城区的重庆天原化工总厂氯氢分厂工人在操作中发现，2号氯冷凝器出现穿孔，有氯气泄漏，厂方随即进行处置。16日1时左右，裂管发生爆炸；凌晨4时左右，再次发生局部爆炸，大量氯气向周围弥漫。由于附近民居和单位较多，重庆市连夜组织人员疏散居民。16日17时57分，5个装有液氯的氯罐在抢险处置过程中突然发生爆炸，事故共造成9人死亡和失踪，3名重伤已脱离生命危险。死伤人员均为天原化工总厂领导技术人员和职工。事故发生后，重庆市消防特勤队员昼夜连续用高压水网（碱液）进行高空稀释，在较短的时间内控制了氯气的扩散。【解析】：氯气中毒首先说明了氯气有毒的性质；氯气冷凝器出现穿孔说明氯气对金属有一定的腐蚀性；液氯罐在抢险过程中发生爆炸，说明液氯受热后很容易汽化，导致容器内压强过大而爆炸；消防队处理时用高压水网（碱液），说明碱液可以消除氯气的毒性。【答案】：氯气有毒；氯气对金属有一定腐蚀性；液氯容易汽化；碱液可吸收氯气消除氯气的毒性。15为确定氯水的新制溶液进行如下实验，请填写下表：操作步骤实验现象实验结论及有关反应的离子方程式取少量溶液于一试管中，加入镁粉有无色可燃性气体生成在一试管中取少量溶液，加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀生成在一试管中取少量溶液，加入NaBr粉末少许及少量CCl4，振荡CCl4层由无色变为橙红色将蓝色布条投入该溶液中布条蓝色褪去根据以上事实，完成下列问题：（1）该物质溶液中有哪些分子及离子_。（2）向该物质溶液中加入紫色石蕊试液，先见石蕊变红，后红色又褪去，其原因是_。【解析】：加入镁粉有氢气产生，说明溶液中有大量的氢离子存在；加入酸化的硝酸银溶液有白色沉淀产生，说明溶液中存在着氯离子；能将溴化钠溶液中的溴置换出来，说明溶液中有氯分子；可使蓝色布条褪色，说明溶液中存在着次氯酸。【答案】：操作步骤实验现象实验结论及有关反应的离子方程式 取少量溶液于一试管中，加入镁粉有无色可燃性气体生成有氢气产生，说明溶液中存在着大量H+；Mg+2H+=Mg2+H2在一试管中取少量溶液，加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀生成有白色沉淀生成，说明溶液中存在着大量Ag+；Ag+Cl-=AgCl在一试管中取少量溶液，加入NaBr粉末少许及少量CCl4，振荡CCl4层由无色变为橙红色氯气将溴化钠中的溴置换出来了，说明溶液中存在着氯分子；Cl2+2Br-=Br2+2Cl-将蓝色布条投入该溶液中布条蓝色褪去具有漂白性，说明溶液中存在着次氯酸（1）Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-及少量的OH-（水电离的）（2）溶液呈酸性，所以可以使石蕊显红色；溶液中还有次氯酸，接着将溶液漂白了【课后作业】1下列叙述正确的是（ B ）A氯原子和氯离子的化学性质相同 B氯离子比氯原子多一个电子C氯气有毒，氯离子也有毒 D氯气和氯离子都呈黄绿色。2下列物质见光会分解的是（ C ）AHCl BCa(ClO)2 CHClO DNaCl4漂白粉在空气中易失效的原因是（ C ）ACaCl2 易吸收空气中的水分 B Ca(ClO)2见光易分解CCa(ClO)2与空气中的水分和二氧化碳作用，生成HClO DCa(ClO)2易被空气中的氧气氧化5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，下列叙述中不正确的是（B ） A红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟B通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应C纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸D氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸6一定条件下磷与干燥氯气反应，若0.25g磷消耗掉314mL氯气（标准状况），则产物中PCl3与PCl5的物质的量之比接近于（ C ）A1：2 B2：3 C3：1 D5：3【解析】设n(PCl3)=X mol, n(PCl5)=Y mol，由P元素守恒有：X+Y=0.25/310.008；由Cl元素守恒有3X+5Y=（0.3142）/22.40.028，联立之可解得：X=0.006,Y=0.002故选C。7将0.2 mol MnO2和50 mL 12 mol/L盐酸混合后缓缓加热，反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成AgCl沉淀物质的量为（ ）(不考虑盐酸的挥发)A等于0.3 mol B小于0.3 mol C大于0.3 mol D以上结论都不正确【解析】由MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O 1 mol 4 mol 0.2 mol 0.6 mol知盐酸的量不足，根据盐酸进行计算，理论上余Cl的物质的量为0.3 mol，但随着反应的进行，盐酸的浓度变稀，不再进行以上反应，实际余Cl的物质的量大于0.3 mol，故生成AgCl沉淀物质的量大于0.3 mol。答案选C。8下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中，正确的是（ ）A氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质B漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理是相同的C氯气可以使湿润的有色布条褪色，但实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气D在滴有酚酞的Na2CO3溶液中，加入BaCl2溶液后溶液的红色褪去，说明BaCl2溶液具有酸性【解析】：电解质必须是化合物，氯气是单质，既不是电解质，也不是非电解质；漂白粉是利用强氧化性杀菌消毒，而明矾净水原理是利用Al3水解生成的Al(OH)3胶体吸附杂质；加入BaCl2生成BaCO3沉淀，CO浓度变小，水解产生的c(OH)变小，酚酞褪色。答案选C。9下列说法正确的是（ ）氯气的性质活泼，它与氢气混合后立即发生爆炸实验室制取氯气时，为了防止环境污染，多余的氯气可以用氢氧化钙溶液吸收新制氯水的氧化性强于久置氯水检验HCl气体中是否混有Cl2方法是将气体通入硝酸银溶液除去HCl气体中的Cl2，可将气体通入饱和食盐水A B C D【解析】：中光照条件下可发生爆炸；中多余氯气应用NaOH溶液吸收；中检验方法应用湿润的淀粉KI试纸；中HCl极易溶于水。答案选C。10已知：KClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2O。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，并用表面皿盖好下表中由实验现象得出的结论完全正确的是（ ） 选项实验现象结论A滴有KSCN的FeCl2溶液变红色Cl2具有还原性B滴有酚酞的NaOH溶液褪色Cl2具有酸性C石蕊溶液先变为红色后褪色Cl2具有漂白性D淀粉KI溶液中变蓝色Cl2具有氧化性【解析】：A项说明Cl2具有氧化性；B项是Cl2与H2O反应生成了有漂白性的次氯酸；C项是Cl2与H2O反应生成的HCl具有酸性，HClO具有漂白性；D项的反应为Cl22KI=2KClI2，说明Cl2具有氧化性。答案选D。11目前H1N1甲型流感病毒蔓延，某些疫区为防止疫情流行，需要用大量的消毒剂、漂白剂等对环境进行消毒处理请回答下列问题：（1）某消毒液标签上有如下文字：本品为无色溶液；使用时可加水稀释；可对铁制餐具进行消毒根据上述内容，你认为该消毒液可能是_（填字母）。A碘酒 B氯水 C高锰酸钾溶液 D次氯酸钠溶液（2）上述消毒液会吸收空气中的CO2得到一种强氧化性弱酸，该弱酸分解的化学方程式为_。（3）ClO2和Cl2一样，在消毒时氯元素最终都变为Cl.现对某水样进行消毒，消耗ClO2 100 g，若要达到相同的消毒效果，则需消耗_L(标准状况下)Cl2。【解析】：（1）A、B、C均有颜色，D项NaClO无色符合题意。（2）生成HClO分解生成HCl和O2。2HClO2HClO2（3）100 g ClO2转移的电子数为57.41 mol，需要的Cl2体积为22.4 L/mol82.96 L.12根据下列反应框图填空，已知反应是工业上生产化合物D的反应，反应是实验室鉴定化合物E的反应 （1）单质L是_。（2）化合物B是_。（3）图中除反应以外，还有两个用于工业生产的反应，是_和_（填代号）。它们的化学反应方程式分别是_和_。【解析】：在中学化学常见的重要反应中，工业上按分解反应类型来生产物质的反应，很容易想到用碳酸钙分解反应制备CaO和CO2；经反应检验E，同时又生成CaCO3，则E为CO2，G为Ca(OH)2，B为H2O；又有反应电解A的水溶液得到三种物质，结合电解原理知，A和H2O中各有一种离子在电极上放电而得到两种单质，又由H可与Ca(OH)2反应生成三种物质，不难联想到工业上制取漂白粉的反应原理2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O，则H为Cl2，A为NaCl，L为H2，反应的化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。【答案】：（1）H2（2）H2O（3）2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22Ca(OH)22Cl2=Ca(ClO)2CaCl22H2O 第2课时 氯离子的检验 卤族元素的活泼性比较【教学目标】1巩固氯气的化学性质，初步掌握Cl的检验方法。2了解卤族元素的性质与氯的相似之处。【教学重难点】1教学重点：Cl的检验方法。2卤族元素单质的氧化性。【教学过程】二、氯离子（Cl-）的检验【实验4-6】检验盐酸、NaCl溶液中的Cl-，并用Na2CO3溶液做对比实验，并填表。加入AgNO3溶液再加稀HNO3解释或离子方程式稀盐酸产生白色沉淀不溶解Ag+ Cl- = AgCl 氯化钠溶液产生白色沉淀不溶解Ag+ Cl- = AgCl自来水产生白色沉淀不溶解自来水常用氯气消毒：Cl2H2O = H+Cl-HClO Ag+ Cl- = AgCl碳酸钠溶液产生白色沉淀白色沉淀溶解，有气体生成 2Ag+ CO32- = Ag2CO3 Ag2CO32H+ = 2Ag+CO2H2O蒸馏水无明显现象无现象蒸馏水中不含Cl-结论向被检验溶液中滴加少量稀硝酸使其酸化，然后再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，则证明溶液中存在Cl-【点拨】：若在Na2CO3溶液中加入AgNO3溶液，溶液也会产生白色的沉淀Ag2CO3，但此沉淀可溶于稀硝酸：2Ag+ CO32- = Ag2CO3 Ag2CO32H+ = 2Ag+CO2H2O。所以在用AgNO3溶液检验溶液中的Cl的存在时，一般先在被检液中加入稀硝酸酸化，以排除CO32-的干扰。【小结】检验Cl的方法（1）试剂：AgNO3溶液，稀HNO3（2）原理：Ag+ Cl- = AgCl，AgCl不溶于稀HNO3（3）方法：先在被检验的溶液中加入稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液（4）结论：若按上述方法操作，滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则被检液中含有Cl。【思考】为什么检验Cl-时，先加几滴硝酸银溶液，再加几滴稀硝酸？【点拨】加入稀硝酸的目的是为了排除其他与银离子反应产生白色沉淀的离子（如CO32）的干扰。不能用稀盐酸和稀硫酸酸化，因为它们会引入Cl-和SO42-。【练习1】检验某未知溶液中是否含有氯离子，正确的操作是（ ）A向未知溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀产生B向未知溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸后，沉淀不消失C向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入硝酸银溶液，有白色沉淀产生D向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入硝酸银溶液，有白色沉淀产生【解析】在检验氯离子时，一定不能用盐酸，因为盐酸本身含有氯离子，加入后会干扰检验结果。在检验过程中加入硝酸是为了排除碳酸根离子等的干扰，至于加入硝酸的顺序，可以先加，也可以后加。【科学视野】【思考与交流】1检验溶液中的Cl-需注意什么问题?探究：（1）一般先在被测液中加入稀硝酸酸化，以排除干扰离子。因为：加入AgNO3溶液，Ag+Cl-=AgCl（白色），AgCl沉淀是不溶于稀硝酸的，若在Na2CO3溶液中加入AgNO3溶液也会产生白色的Ag2CO3沉淀，此沉淀可溶于稀硝酸。2Ag+ CO32-=Ag2CO3，Ag2CO3+2HNO3=2AgNO3+H2O+CO2。PO43-也能与Ag+发生反应生成Ag3PO4的黄色沉淀，此沉淀也可溶于稀硝酸。（2）若被检液中有SO42-存在，由于SO42-可以与Ag+生成白色微溶物Ag2SO4且不溶于稀硝酸，则在检验Cl-之前，需先用Ba（NO3）2溶液除去SO42-，再加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验Cl-的存在。【问题导思】 离子的检验利用的是其特性，即不同于其他离子的性质，但现实中一般的离子极少具有这样的与众不同的性质，所以我们通常采取先分组缩小范围的方法，再进一步在小组内检验；另一种方法就是尽量避免性质相同或相似离子的干扰。 由于氯化银和硫酸钡都是既不溶于水又不溶于酸的白色沉淀，所以检验氯离子需要排除硫酸根的干扰，反之检验硫酸根时也需要排除氯离子的干扰。 检验离子排除干扰是一个关键步骤，否则无法确定离子是否存在。 首先明确新制氯水成分，含有Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-等微粒。 其次新制的氯水每一种成分又都各有自己的性质，其中次氯酸性质极不稳定，当长期放置后，受热或见光它都可以分解，从而改变氯水的成分。三、成盐元素-卤素1卤素元素周期表中，F、Cl、Br、I、At处于同一纵行（处于同一主族），最外层都有7个电子，是典型的非金属元素，在化学反应中易得一个电子，成为8电子的稳定结构。这些元素都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合生成盐，所以统称为卤族元素卤素（成盐元素之意）。【点拨】氟单质是淡黄绿色气体，氯气是黄绿色气体，溴是深红棕色液体，易挥发，用水封，溴水是橙红色。碘是紫黑色固体，易升华，碘水是棕黄色，碘遇淀粉变蓝色。【思考与交流】F、Cl、Br、I原子最外层都有7个电子，结构相似，其单质的化学性质也相似。请类比氯气的性质，试推导F 2、Cl2、Br2、I2可能的化学性质，并设计实验，比较F 2、Cl2、Br2、I2的氧化性强弱。 2卤素单质的性质（1）卤素单质的氧化性：F 2Cl2Br2I2。【思考】氯气可以与金属反应，那溴和碘哪？请写出溴与碘和铁反应的化学方程式F2、Cl2、Br2的氧化性强，能把可变化合价的金属氧化成高价的金属卤化物，I2的氧化能力最弱，跟铁反应只夺取铁的2个电子，生成FeI2。 3Br2+2Fe=2FeBr3I2+Fe=FeI2【思考与交流】卤素单质都能与氢气化合吗？条件是否相同？（2）卤素单质与H2的反应：H2 +X22HXH2+F2=2HF（黑暗、低温、剧烈反应发生爆炸） H