高中化学新教材同步必修第一册 第2章 第二节 第1课时教案讲义

第二节氯及其化合物第1课时氯气[核心素养发展目标]1.能从原子结构的角度认识氯元素是一种很活泼的非金属元素，其单质具有强氧化性。2.通过实验探究氯气的化学性质，掌握氯气与金属单质、非金属单质及水的反应，促进“科学探究”化学核心素养的发展。一、氯气的物理性质1．氯的原子结构及存在2．氯气的物理性质颜色状态气味毒性溶解性黄绿色气体刺激性气味有毒1体积的水溶解约2体积的氯气已知实验室制取氯气的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。结合氯气的物理性质，判断下列叙述是否正确。(1)加热盛有二氧化锰、浓盐酸的烧瓶，瓶内充满黄绿色气体()(2)氯气的密度比空气大，常用向上排空气法收集氯气()(3)闻氯气气味时，用手轻轻在集气瓶瓶口扇动，使极少量氯气飘进鼻孔()(4)在充满氯气的集气瓶内加水，盖严后振荡，瓶内气体颜色变浅，液体变为黄绿色()(5)氯气易液化，在低温和加压的条件下可以转变为液态(液氯)和固态()答案(1)√(2)√(3)√(4)√(5)√二、氯气与金属、非金属的反应1．氯气与金属单质的反应(1)写出下列反应的化学方程式，并指明主要反应现象：①与钠反应：2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2NaCl，产生大量白烟；②与铁反应：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3，产生大量棕褐色烟；③与铜反应：Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))CuCl2，产生大量棕黄色烟。(2)上述反应中的氧化剂是氯气，还原剂是金属单质(钠、铁、铜)。2．氯气与非金属单质氢气的反应(1)在空气中点燃氢气，然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中。①观察到的现象是氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰。②燃烧结束后，抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片，观察到的现象是集气瓶口上方出现白雾。③反应的化学方程式是H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl。(2)氯气和氢气的混合气体在强光照射时，反应瞬间完成，放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。(1)从氯原子结构的角度解释氯气为什么具有强氧化性？提示氯原子最外电子层上有7个电子，易得到1个电子，形成8电子稳定结构。所以氯气是活泼的非金属单质，具有强氧化性。(2)H2能在Cl2中安静地燃烧，在空气中点燃氢气前应进行什么操作？提示应先检验H2的纯度。(3)写出下列反应的离子方程式①氯气将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋；②氯气与溴化钾溶液发生置换反应。提示①Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋②2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－(1)氯气是很活泼的非金属单质，具有很强的氧化性。①氯气能与绝大多数金属反应，把变价金属(如Fe、Cu)一般氧化到最高价。②氯气能与许多还原性化合物反应，如FeCl2溶液、KI溶液、SO2水溶液等。(2)燃烧是指发热发光的剧烈的化学反应。它强调的是：①发光时也要发热；②反应剧烈；③实质是剧烈的氧化还原反应；④不一定要有氧的参加。三、氯气与水的反应1．氯水的性质(1)氯气能溶于水，其水溶液俗称氯水。按下图要求完成氯水的性质实验：甲乙①图甲所示的实验现象是有色布条不褪色，实验结论是干燥氯气不具有漂白性。②图乙所示的实验现象是有色布条褪色，实验结论是新制氯水具有漂白性。(2)新制氯水具有漂白性是因为氯气与H2O反应生成了HClO，反应的化学方程式是Cl2＋H2O=HCl＋HClO，该反应的氧化剂是Cl2，还原剂是Cl2。2．次氯酸(HClO)的性质(1)次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性弱，写离子方程式时不能拆成离子形式。氯气和水反应的离子方程式：Cl2＋H2O=H＋＋Cl－＋HClO。(2)次氯酸不稳定，见光易分解，反应的方程式：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。(3)次氯酸具有强氧化性(其氧化性比氯气强)，可用于自来水的杀菌消毒，还可以用作漂白剂。(4)氯气用于自来水消毒时，因与水中的有机物反应生成有机氯化物对人体有害，所以要严格控制饮用水中氯的含量，并开始使用二氧化氯、臭氧等新的自来水消毒剂。3．氯水成分与性质的多样性为探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质，某化学兴趣小组做了如下实验：(1)观察氯水颜色，发现氯水呈浅黄绿色，证明氯水中含有的粒子是________。(2)向氯水中滴入碳酸钠溶液，有气体生成，说明氯水中含有的粒子是________。(3)盛有氯水的试管中的有色布条褪色，说明氯水中含有的粒子是________。(4)将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中，溶液显红色，起作用的微粒是________，过一会儿，溶液的颜色褪去，起作用的微粒是________。(5)向氯水中滴加硝酸银溶液有白色沉淀生成，证明氯水中含有的粒子是________。(6)氯水经光照后，颜色逐渐消失，放出的气体是________，溶液的酸性________(填“增强”“不变”或“减弱”)。(7)将氯气通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯微粒是__________。答案(1)Cl2(2)H＋(3)HClO(4)H＋HClO(5)Cl－(6)O2增强(7)Cl2、ClO－、HClO(1)新制的氯水久置后会变成什么溶液，写出反应的化学方程式。提示变为稀盐酸，2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。(2)实验室如何保存氯水？提示保存氯水时，应避免光照、受热，实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封保存。新制氯水的成分与性质1．下列说法中正确的是()A．用鼻子对着盛有氯气的瓶口，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．贮氯罐意外泄漏，应沿逆风方向疏散群众D．氯气车间液氯泄漏时，应弯腰逃离氯气泄漏区域答案C解析闻气体气味的方法是用手轻轻地在瓶口扇动，仅使少量的气体飘入鼻孔，不能直接用鼻子闻，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；氯气是一种有毒的气体，氯气会顺着风向扩散，疏散时应该逆着风向转移，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，应尽量向高处逃生，D不正确。2．下列关于氯气的叙述中正确的是()A．钠在氯气中燃烧产生白烟B．红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuClC．纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧，发出黄色火焰D．氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质答案A解析钠在氯气中燃烧，生成NaCl固体小颗粒，形成白烟，A项正确；红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2，B项错误；氢气在氯气中燃烧发出苍白色火焰，C项错误；Cl2是单质，既不是电解质，也不是非电解质，D项错误。3．下列实验现象的描述正确的是()A．氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口上方形成白色烟雾B．铁丝在氯气中燃烧，产生棕褐色的烟，产物溶于水，溶液呈浅绿色C．铜丝在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟，产物溶于水，溶液呈蓝绿色D．钠在空气中燃烧，发出黄色火焰，生成白色固体答案C解析氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口形成白雾，没有烟，A项错误；铁与氯气反应生成FeCl3，FeCl3溶液呈黄色，B项错误；钠与空气中的氧气反应，生成的过氧化钠为淡黄色固体，D项错误。4．下列氯化物中，既能由金属和Cl2直接化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是()A．CuCl2 B．MgCl2C．FeCl2 D．FeCl3答案B解析CuCl2可以由Cu与Cl2化合制得，不能由Cu和盐酸反应制得，A项不符合题意；MgCl2可以由Mg与Cl2化合制得，也可以由Mg和盐酸反应制得，B项符合题意；Fe和Cl2化合生成FeCl3，Fe和盐酸反应生成FeCl2，C、D项均不符合题意。5．下列关于氯水的叙述中正确的是()A．新制氯水中的微粒只含Cl2和H2OB．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色C．光照新制氯水有气泡逸出，该气体是Cl2D．新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将减弱答案B解析新制氯水成分的多样性决定了新制氯水性质上的多重性。新制氯水中主要含有三种分子H2O、Cl2、HClO和四种离子H＋、Cl－、ClO－、OH－；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HClO氧化褪色；光照新制氯水，发生反应2HClO光照,2HCl＋O2↑，逸出的是O2而不是Cl2；该反应进行后，弱酸(次氯酸)转化为强酸(盐酸)，在密闭无色玻璃瓶中不考虑HCl挥发，溶液的酸性增强。6．下列有关次氯酸的叙述不正确的是()A．次氯酸不稳定，易分解B．次氯酸是一种强氧化剂C．次氯酸是弱酸，但酸性比碳酸强D．次氯酸能使染料和有机色质褪色答案C解析HClO是一元弱酸，酸性比碳酸弱。7．检验氯化氢气体中是否混有氯气，可采用的方法是()A．用干燥的蓝色石蕊试纸检验B．用湿润的有色布条检验C．将气体通入硝酸银溶液中检验D．用滴有酚酞的NaOH溶液检验答案B解析A项，干燥的蓝色石蕊试纸遇HCl不变红色，遇Cl2不变红也不褪色，不能检验；B项，HCl不能使湿润的有色布条褪色，Cl2能使湿润的有色布条褪色，能检验是否有Cl2；C项，HCl气体通入AgNO3溶液中发生反应HCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3，Cl2通入AgNO3溶液中发生反应Cl2＋H2O=HCl＋HClO，HCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3，不能检验；D项，HCl和Cl2都能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，不能检验。8．在第一次世界大战期间，有一次德军与英法联军在比利时对峙，黎明时，英法联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少量的铁粉溶于氯水中：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(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＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3②Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑③Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，2FeCl2＋Cl2=2FeCl3(3)花瓣褪色新鲜的花瓣中含有水分，遇Cl2会产生HClO，HClO具有漂白性(4)不稳定2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑题组一氯的结构与单质的物理性质1．(2018·大连高一月考)生活中难免会遇到一些突发事件，我们要善于利用学过的知识，采取科学、有效的方法保护自己。如果发生了氯气泄漏，以下自救得当的是()A．用湿毛巾或蘸有肥皂水的毛巾捂住口鼻撤退B．向地势低的地方撤离C．观察风向，顺风撤离D．在室内放一盆水答案A解析因肥皂水显弱碱性，则可以吸收氯气且不伤皮肤，A正确；氯气的密度大于空气，故应向地势高的地方撤离，B错误；逆风撤离，才可以脱离氯气的笼罩，C错误；氯气与水反应，其速度慢且反应不充分，D错误。2．下列关于氯气的说法不正确的是()A．尽管氯气的化学性质很活泼，但是干燥的液氯能用钢瓶贮存B．氯气和液氯是两种不同的物质C．可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气D．氯气有毒，它曾在战争中被用于制造毒气弹答案B解析氯气和液氯是同一种物质的不同状态，B不正确。3．氯元素的原子结构示意图为，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价D．氯的原子核外有7个电子答案B解析氯元素的原子最外层上有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。题组二氯气与单质的反应4．(2018·北京101中学期末)下列化合物不能通过单质直接化合生成的是()A．FeCl2B．Na2O2C．CuCl2D．HCl答案A解析Fe与氯气反应生成FeCl3，故A错误；钠在氧气中燃烧生成Na2O2，故B正确；铜在氯气中燃烧生成CuCl2，故C正确；氢气在氯气中燃烧生成HCl，故D正确。5．下列物质中，不可能与氯气发生反应的是()A．氢气B．单质硅C．白磷D．空气答案D解析在一定条件下，氯气能与非金属单质氢气、硅、磷、硫、碳等反应，与空气(或氧气)一般不反应。6．(2019·长春市十一中期末)下列物质在氯气中燃烧，实验现象描述正确的是()A．Na——黄色的烟 B．H2——苍白色火焰C．Cu——蓝色的烟 D．Fe——棕色的雾答案B解析钠在氯气中燃烧产生白色的烟，发出黄色火焰；H2在氯气中燃烧，产生苍白色火焰；铜在氯气中燃烧产生棕黄色烟；铁在氯气中燃烧产生棕褐色的烟。题组三氯气与水反应7．在Cl2＋H2O=HCl＋HClO中，氯气是()A．只作氧化剂B．只作还原剂C．既作氧化剂又作还原剂D．既不是氧化剂又不是还原剂答案C8．下列物质中，同时含有氯气分子和氯离子的是()A．氯水 B．液态氯化氢C．液氯 D．氯酸钾溶液答案A解析氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸，氯水中含有氯气分子、次氯酸分子、氢离子、氯离子、次氯酸根离子等微粒；液态氯化氢由氯化氢分子构成，不含氯气分子、氯离子；液氯是液态氯气分子，不含氯离子；氯酸钾能电离出钾离子和氯酸根离子(ClOeq\o\al(－,3))，不存在氯气分子、氯离子。9．新制氯水中存在多种分子和离子，可通过实验的方法加以确定。下列有关新制氯水中存在的粒子的说法错误的是()A．加入含有硫酸氢钠的红色石蕊溶液红色褪去，说明有Cl2存在B．加入有色布条，有色布条褪色，说明有HClO存在C．新制氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在D．加入硝酸酸化的硝酸银溶液产生白色沉淀，说明有Cl－存在答案A解析氯气与水反应生成盐酸(强酸)和次氯酸(弱酸)，反应后的溶液中含有氯气分子(新制氯水为浅黄绿色)、次氯酸分子(使石蕊溶液褪色，具有漂白性)、氢离子、氯离子(与硝酸银溶液产生白色沉淀)、次氯酸根离子等粒子。10．(2019·银川一中期末)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，下列关于氯水的说法不正确的是()A．氯水放置数天后pH将变小B．加入有色布条，布条褪色，说明溶液中有HClOC．氯水和液氯都是混合物D．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色答案C11．用自来水养金鱼时，我们通常先将自来水日晒一段时间后，再注入鱼缸，其目的是()A．利用日光中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解析自来水用氯气消毒时发生反应Cl2＋H2O=HCl＋HClO，强氧化性的次氯酸不利于金鱼生存，日晒可促进水中的次氯酸分解，有利于金鱼生存。12．(2018·固原一中期末)饱和氯水久置后，溶液中的各种微粒：①Cl2②H2O③Cl－④HClO⑤H＋会减少的是()A．①②④B．①②③C．①④D．②④答案A解析新制氯水呈浅黄绿色，在氯水中存在反应：Cl2＋H2O=HCl＋HClO，次氯酸是弱酸，所以新制的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，最后变成了HCl溶液，所以减少的是①Cl2、②H2O、④HClO。13．氯水中含有多种成分，因而具有多重性质。根据氯水分别与如图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过程中的现象是_____________________________________________________________。(3)a过程中的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________________；b过程中的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)d(2)有白色沉淀生成(3)2FeCl2＋Cl2=2FeCl3COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O解析(1)氯水中的HClO有强氧化性，可将有色物质氧化成无色物质，氯水能使石蕊溶液先变红后褪色。(2)氯水中含有Cl－，加入AgNO3溶液生成AgCl白色沉淀。(3)Cl2是新制氯水的主要成分，具有强氧化性，可与FeCl2发生氧化还原反应，反应的化学方程式为2FeCl2＋Cl2=2FeCl3；氯水中含有H＋，与COeq\o\al(2－,3)反应生成CO2气体，反应的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。14．(2018·日照高一检测)A、B、C、D、E是高中阶段学习的常见单质或化合物，单质A在单质B中燃烧产生苍白色的火焰，产物溶于水得到常见的强酸。化合物C具有强氧化性、漂白性，是单质B与水反应的产物之一。化合物D是淡黄色物质，可用于呼吸面具，可由一种活泼金属E在氧气中燃烧得到。回答问题：(1)物质C的名称为________，化合物D中非金属元素的化合价为____________。(2)单质A在单质B中燃烧的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________。(3)单质B与水反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)化合物D与水反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)次氯酸－1(2)H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl(3)Cl2＋H2O=HCl＋HClO(4)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑解析由单质A在单质B中燃烧产生苍白色的火焰可知A和B分别是氢气和氯气；由化合物C具有强氧化性、漂白性且是单质B与水反应的产物之一可知C是次氯酸；化合物D是淡黄色物质，可用于呼吸面具，可由一种活泼金属E在氧气中燃烧得到，可知D和E分别是过氧化钠和钠。15．(2018·广东实验中学高一月考)下面是某化学课外活动小组探究氯水漂白性的活动记录：[观察]：氯气的颜色：黄绿色；氯水的颜色：浅黄绿色。[预测]：氯水中含有氯气分子。[实验操作]：用两根玻璃棒分别蘸取盐酸和氯水，各滴在一片蓝色石蕊试纸上。[