《氯气的性质》教案

PAGE第二节氯及其化合物基础课时9氯气的性质学习任务1．能通过实验探究Cl2、HClO、次氯酸盐的性质，培养学生“实验探究与证据推理”的核心素养。2．建立含氯元素的物质间的转化关系，培养学生“变化观念与模型认知”的核心素养。3．了解Cl2的主要用途和发现史，培养学生“科学态度与社会责任”的核心素养。一、氯的存在和氯气的物理性质1．氯的存在：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。2．氯气的主要用途：重要的化工原料，制造盐酸，有机溶剂、农药、染料和药品等，也可生产漂白液和漂白粉等。3．氯气的物理性质与发现(1)Cl2是黄绿色、有刺激性气味的气体，有毒，熔点为－101_℃，沸点为－34.6_℃，密度为3.214g·L－1(0℃)，比空气的密度大。25℃时，1体积水可溶解2体积Cl2，其水溶液称为氯水。(2)18世纪70年代，瑞典化学家舍勒发现了Cl2,1810年，英国化学家戴维确认为Cl2。(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)氯元素在自然界中以化合态存在。 ()(2)氯气是一种无色有毒气体。 ()(3)氯气泄漏时可逆风躲到低洼处。 ()[答案](1)√(2)×(3)×二、氯气的化学性质氯原子结构示意图为，最外层有7个电子，化学反应中容易得到1个电子，达到8电子稳定结构，故Cl2是很活泼的非金属单质，是一种强氧化剂，具有强氧化性。1．Cl2与金属单质的反应写出下列反应的化学方程式(1)与钠反应：2Na＋Cl2eq\o(=====,\s\up10(△))2NaCl。(2)与铁反应：2Fe＋3Cl2eq\o(=====,\s\up10(△))2FeCl3。(3)与铜反应：Cu＋Cl2eq\o(=====,\s\up10(△))CuCl2。2．氯气与非金属单质的反应在空气中点燃氢气，然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中。(1)现象：氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾。(2)化学方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up10(点燃))2HCl。(3)HCl气体溶于水形成盐酸。3．氯气与H2O反应(1)新制氯水能杀菌、消毒，是因为氯气与H2O反应，反应的化学方程式是Cl2＋H2O=HCl＋HClO，次氯酸具有强氧化性，能杀菌、消毒。(2)次氯酸①稳定性：次氯酸分解反应的化学方程式为2HClOeq\o(=,\s\up10(光))2HCl＋O2↑。②强氧化性：ⅰ.能将有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。ⅱ.杀菌、消毒。③弱酸性：HClO的酸性比H2CO3弱，向NaClO溶液中通入足量CO2，离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O=HClO＋HCOeq\o\al(－,3)。4．氯气与碱的反应(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液①制取反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。②离子方程式：Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。③漂白液的有效成分是次氯酸钠。(2)与冷的石灰乳反应——制取漂白粉①制取反应的化学方程式：2Ca(OH)2＋2Cl2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。②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。(3)漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白剂又可作消毒剂。(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)Cl2是一种常见氧化剂，可以氧化金属或某些非金属单质。 ()(2)Cl2与过量Fe反应生成FeCl2。 ()(3)任何物质的燃烧必须有O2参与。 ()(4)Cl2与H2O反应的离子方程式为Cl2＋H2O=2H＋＋Cl－＋ClO－。 ()[答案](1)√(2)×(3)×(4)×(1)氯水中存在粒子有________、OH－等粒子。(2)“84”消毒液的有效成分为________。[答案](1)H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－(2)NaClO(1)氯水作漂白剂相对于漂白粉和漂白液作漂白剂的不足有哪些？[提示]Cl2在水中溶解度小，且生成的HClO不稳定、难以保存，使用不方便，效果不理想等。(2)夏天、游泳池常放入一些漂白粉，其目的是什么？[提示]漂白粉中在水中生成HClO，能杀菌消毒。(3)漂白液中加几滴食醋，可增强漂白性的原理是什么？写出有离子方程式。[提示]加食醋，漂白液中生成了较多的HClO，ClO－＋CH3COOH=HClO＋CH3COO－。全面理解Cl2的性质及应用下面两幅图片是某氯气泄漏事故现象。从图片可以看出现场人员撤离时均用一块毛巾捂住口鼻以防止吸入氯气。(1)现场人员撤离时，是向高处转移还是向低处转移？若有风时，是逆风撤离还是顺风撤离？(2)捂口鼻的毛巾如何处理？(3)消防人员在现场向空中喷洒石灰水，这是为什么？写出有关化学方程式。[答案](1)高处、逆风撤离。(2)将毛巾蘸碱性肥皂水或小苏打水吸收Cl2，不能蘸碱性很强的Na2CO3和NaOH溶液。(3)吸收空气中的Cl2，2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。氯气(Cl2)的主要性质1．氯气与单质的反应注意：(1)Cl2是具有强氧化性的非金属单质，与变价金属反应时，生成高价态的金属氯化物，如与Fe反应生成FeCl3而不是FeCl2，Cu与Cl2反应生成的是CuCl2而不是CuCl(氯化亚铜)。(2)描述现象时，固体小颗粒分散在空气中形成“烟”，液体小液滴分散到空气中形成“雾”。2．氯气与H2O反应——氯水Cl2＋H2O=HCl＋HClO注意：Cl2通入水中部分Cl2参与反应，氯水中含Cl2。3．氯气与碱反应①制漂白液：Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O②制漂白粉：Cl2与石灰乳反应制漂白粉，2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O4．氯气与某些化合物反应(1)Cl2通入FeCl2溶液中：Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－(2)Cl2通入KI溶液中：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－1．下列氯化物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．FeCl2C．NaCl D．FeCl3C[A项，铜与盐酸不反应，错误；B项，铁与氯气反应生成氯化铁，与盐酸反应生成氯化亚铁，错误；C项，钠与氯气或盐酸反应均生成氯化钠，正确；D项，根据B中分析可知D错误。]2．将紫色石蕊试液滴入NaOH溶液中，溶液变蓝色，再通入氯气，溶液由蓝色先变成红色，最后颜色慢慢褪去，其原因是()①氯气有漂白性②氯气与NaOH溶液反应③氯气的水溶液呈酸性④次氯酸有漂白性⑤氯化钠有漂白性A．①④ B．②③④C．①②③ D．④⑤B[Cl2与NaOH反应生成NaCl和NaClO，当Cl2过量时，Cl2与水反应生成HCl和HClO，溶液呈酸性，因此使石蕊变红色，而HClO有漂白性，又使溶液褪色。]深化理解氯水的成分及其多重性(1)[实验一]中产生气泡的成分是什么？由[实验一]的现象说明氯水中含有的微粒是什么？写出该反应的离子方程式。(2)解释[实验二]中现象．(3)[实验三]中2mL新制氯水在太阳光下放置发生的反应是什么？实验中“红色不褪去”的原因是什么？(4)由[实验四]的现象，说明氯水中含有的微粒是什么？写出反应的离子方程式。[答案](1)CO2气体；说明氯水中含有H＋，反应离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑。(2)紫色石蕊试液变红是因为氯水存在大量H＋，红色褪去是因为Cl2与H2O反应生成HClO具有漂白性。(3)氯水中的HClO光照分解，反应的化学方程式为2HClOeq\o(=,\s\up10(光照))2HCl＋O2↑；长时间放置氯水中无HClO，失去漂白性，故红色不褪去。(4)Cl－，Ag＋＋Cl－=AgCl↓。1．氯水的成分及主要性质(1)氯水的成分——“三分子、四离子”(2)氯水的性质2．次氯酸的主要性质注意：氯水应保存于棕色试剂瓶中，放于冷暗处。3．液氯、新制氯水、久置氯水的比较物质液氯新制氯水久置氯水成分Cl2Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－H＋、Cl－、H2O、OH－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、漂白性酸性保存特制钢瓶棕色试剂瓶盛装，密封保存于阴凉处，一般现用现配—3．在新制氯水中存在多种分子和离子，下列实验现象和结论一致且正确的是()A．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在B．加入有色布条，有色布条褪色，说明有Cl2存在C．加入盐酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明有Cl－存在D．加入NaOH溶液，新制氯水浅黄绿色消失，说明有HClO存在A[因为Cl2是黄绿色且有刺激性气味的气体，所以溶液呈浅黄绿色且有刺激性气味，说明有Cl2存在，故A正确；加入有色布条，有色布条褪色，体现了HClO的漂白性，故B错误；盐酸中含有Cl－，加入盐酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，不能说明原溶液中有Cl－存在，故C错误；NaOH溶液能和新制氯水中的Cl2发生反应Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，新制氯水浅黄绿色消失，故D错误。]4．(双选)新制氯水与久置氯水相比较，下列说法不正确的是()A．都呈酸性B．前者能使有色布条褪色C．光照新制氯水有气体逸出，该气体是Cl2D．加入KI淀粉溶液后溶液均变蓝CD[新制氯水中含有Cl2、HClO、H2O3种分子，H＋、Cl－、ClO－、OH－4种离子，光照时发生反应2HClOeq\o(=,\s\up10(光照))2HCl＋O2↑，所以久置的氯水实际上已经是盐酸，故A、B项正确，C、D项错误。]1．田鼠对庄稼产生危害，Cl2可用于消灭田鼠，因此可将Cl2用软管通入田鼠洞中，这是利用了氯气下列性质中的()①黄绿色②密度比空气大③有毒④易液化⑤能溶于水A．①②B．②③C．①②③D．③④⑤[答案]B2．氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，下列叙述中不正确的是()A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成CuCl2B．钠在氯气中燃烧，生成白色的烟C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现白色烟雾D．氯气能与水反应生成次氯酸和盐酸，久置氯水最终变为稀盐酸C[H2与Cl2反应生成的HCl在瓶口形成的雾，不是烟雾，C项错误。]3．实验室为了使用方便，通常将氯气溶解于水中形成氯水或将氯气降温加压形成液氯来使用。下列有关这两种液体的实验描述都正确的是()A．两种液体都可以使干燥的布条褪色B．两种液体都可以使干燥的蓝色石蕊试纸变红C．用这两种液体都可给自来水消毒D．分别向这两种液体中投入几颗金属锌粒均有气泡产生C[液氯不能使干燥的布条或石蕊试纸褪色，液氯与Zn反应也不能生成气体，ABD项均错。]4．结合氯气的相关知识解决下列问题。(1)漂白粉能与盐酸发生反应，但盐酸浓度不同时，漂白粉与盐酸混合发生反应的类型不同。①漂白粉与稀盐酸发生复分解反应，化学方程式为________________________________________________________________。②漂白粉与浓盐酸发生氧化还原反应，化学方程式为________________________________________________________________。(2)氯水中含有多种成分，因而具有很多性质，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”)。②c过程中的现象是___________________________________。③a过程的离子方程式为_______________________________。[解析](1)①盐酸酸性强于次氯酸，漂白粉与稀盐酸反应生成氯化钙和次氯酸，化学方程式为Ca(ClO)2＋2HCl=CaCl2＋2HClO；②次氯酸根离子具有强的氧化性，能够氧化浓盐酸，次氯酸钙与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气、氯化钙和水，化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl(浓)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(2)①氯水中的HClO有强氧化性，一般在应用其漂白性时，HClO的强氧化性将有色物质氧化成无色物质，本题中氯水能使石蕊试液先变红，后褪色，故合理选项是d。②氯水中有Cl－，加入AgNO3溶液，发生反应：Ag＋＋Cl－=AgCl↓，生成AgCl白色沉淀。[答案](1)①Ca(ClO)2＋2HCl=CaCl2＋2HClO②Ca(ClO)2＋4HCl(浓)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O(2)①d②产生白色沉淀③Cl2＋2I－=I2＋2Cl－课后训练巩固提升1.下列关于氯气的说法中不正确的是()A.氯气是黄绿色气体,易液化B.氯气有毒,吸入过多会使人中毒死亡C.相同状况下氯气的密度比空气的密度大D.氯气易溶于水,并能与水反应,氯水无色答案:D解析:氯气能溶于水,溶于水的氯气只有一部分与水反应,氯水中仍然有氯气分子,所以氯水为浅黄绿色。2.能使干燥的有色布条褪色的是()A.氯气 B.新制氯水C.液氯 D.盐酸答案:B解析:选项中的物质只有氯水中含有HClO,能使干燥的有色布条褪色。3.用氯气消毒的自来水配制下列溶液时,会使配制的溶液变质的是()①NaOH②AgNO3③Na2CO3④FeCl2A.②④ B.③④C.①③ D.①②③④答案:D解析:用氯气消毒的自来水仍含有余氯,氯气能与NaOH反应,能将FeCl2氧化;氯气溶于水中,产生盐酸和次氯酸,盐酸与AgNO3溶液反应产生AgCl沉淀,与Na2CO3溶液反应会产生CO2气体。4.在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。下列实验现象和结论正确的是()A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2存在B.溶液呈浅黄绿色,有刺激性气味,说明有Cl2存在C.加入盐酸酸化,再加入硝酸银溶液产生白色沉淀,说明氯水中有Cl-存在D.加入NaOH溶液,氯水浅黄绿色消失,说明有HClO分子存在答案:B解析:能使有色布条褪色的物质是次氯酸,不是氯气,A项错误;溶液呈浅黄绿色,说明有氯气存在,B项正确;加入盐酸,引入了氯离子,不能说明溶液中有氯离子存在,C项错误;加入氢氧化钠溶液,氯水浅黄绿色消失,是因为氯气与氢氧化钠反应,不能说明次氯酸分子存在,D项正确。5.氯气可用于生活用水的杀菌和消毒,这是因为()A.氯气本身有毒,可毒死细菌和病毒B.氯气具有漂白作用C.氯气与水反应生成具有强氧化性的HClOD.氯气与水反应生成的HCl是强酸答案:C解析:氯气与水反应生成HClO,HClO具有强氧化性,能杀菌和消毒。6.湿润的蓝色石蕊试纸接触氯气后,其颜色变化为()A.变红 B.先变红后变白C.变白 D.不变答案:C解析:氯气与水反应生成HCl和HClO,H+使湿润的蓝色石蕊试纸变红(很快),HClO将石蕊漂白后试纸变白(较慢)。7.合乎实际并可用于工业生产的是()A.用金属钠与氯气反应制取氯化钠B.氢气与氯气混合后经强光照射制取氯化氢C.利用氯气与澄清石灰水反应制取漂白粉D.利用氯气与NaOH溶液反应制备漂白液答案:D解析:氯化钠可从海水中得到,成本低,而用金属钠制取氯化钠成本高,且不便于操作,安全性低,A项错误;氢气与氯气混合后经强光照射可能发生爆炸,且不便于操作,B项错误;澄清石灰水中Ca(OH)2浓度太低,不利于获得漂白粉,C项错误。8.工业上将氯气制成漂白粉的主要目的是()A.使它转变为较易溶于水的物质B.转变为较稳定,便于贮存的物质C.提高氯的百分含量D.提高漂白能力答案:B解析:将氯气制成漂白粉主要目的是次氯酸钙比次氯酸稳定得多,易保存,使用起来方便。9.现有X、Y、Z三种元素,已知:①X、Y、Z的单质在常温下均为气体。②X的单质在Z的单质中燃烧,产生苍白色火焰,产物XZ的水溶液可使紫色石蕊溶液变红。③由X、Y组成的化合物X2Y常温下为液体。④Z的单质溶于X2Y中,所得溶液具有漂白性。据此推断:(1)写出元素符号:X,Y,Z。

(2)写出②中反应的化学方程式:,该反应中氧化剂是。

(3)写出④中反应的化学方程式:,其中具有漂白性的物质是。

答案:(1)HOCl(2)H2+Cl22HClCl2(3)Cl2+H2OHCl+HClOHClO解析:抓住特征现象和特征性质进行推断。根据苍白色可推出是氢气在氯气中燃烧,产生的HCl水溶液呈酸性,使紫色石蕊溶液变红。常温下的液体X2Y应为H2O,Cl2与水反应生成的HClO具有漂白性。选考奠基素养提升1.下面关于氯气的叙述中,正确的是()A.氯气可使有色鲜花褪色,说明氯气具有漂白性B.氯气没有漂白性,但通入石蕊溶液中,最终石蕊溶液会褪色C.因为氯气能与铁反应,所以不能用钢瓶储存液氯D.闻氯气的气味时要将集气瓶放在鼻孔下轻轻吸气答案:B解析:氯气没有漂白性,起漂白作用的是氯气与鲜花中的水反应生成的HClO,A项错误;氯气在加热条件下能与铁反应,常温下干燥氯气不与铁反应,可以用钢瓶储存液氯,C项错误;氯气有毒,应用手在瓶口处轻轻扇动,仅使极少量氯气飘进鼻孔,D项错误。2.用漂白粉溶液浸泡过的有色布条,如果晾置在空气中,过了一段时间,其漂白效果会更好的原因可能是()A.漂白粉被氧化了B.有色布条被空气中的氧气氧化了C.漂白粉与空气中的CO2反应充分,生成了较多量的HClOD.漂白粉溶液蒸发掉部分水,其浓度增大答案:C解析:漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,Ca(ClO)2有漂白作用是因为它在空气中发生反应,生成具有漂白性的HClO:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO,HClO的浓度增大,漂白效果更好。3.室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体,在适当反应条件下,它们可以按下图进行反应,如果E溶液是无色的,请回答下列问题:(1)A是,B是,C是(均填化学式)。

(2)反应①的化学方程式为

。

(3)反应③的化学方程式为

。

(4)反应④的化学方程式为

。

答案:(1)FeCl2H2(2)2Fe+3Cl22FeCl3(3)Fe+2HClFeCl2+H2↑(4)2FeCl2+Cl22FeCl3解析:由B为黄绿色的气体单质,可知B为Cl2,C为无色气体且与Cl2能发生反应,则C为H2,E为HCl;由反应③④可以推出,在金属活动性顺序中A为排在H前面的金属,且A为变价金属,因此A为Fe。4.漂白粉是过去常用的自来水消毒剂,它是次氯酸钙、氯化钙和氢氧化钙所组成的水合复盐,是将Cl2通入冷的石灰乳中制成的:2Cl2+3Ca(OH)2Ca(ClO)2·CaCl2·Ca(OH)2·H2O+H2O。(1)漂白粉的有效成分是(填化学式)。

(2)上述反应中,化合价有变化的元素是(填元素名称)。

(3)漂白粉在潮湿的空气中放置会慢慢失效,请写出有关反应的化学方程式:。

(4)长期露置于空气中的漂白粉,加稀盐酸后产生的气体是(填字母代号)。

A.O2 B.Cl2C.CO2 D.HClO(5)新型自来水消毒剂ClO2可由如下反应制取:Cl2+2X2NaCl+2ClO2,则X的化学式为。

答案:(1)Ca(ClO)2(2)氯元素(3)Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO,2HClO2HCl+O2↑(4)C(5)NaClO2解析:(1)漂白粉的有效成分是次氯酸钙。(2)从化学方程式可知,反应中只有氯元素化合价发生变化。(3)漂白粉中的Ca(ClO)2易与空气中的水和二氧化碳反应生成HClO,HClO不稳定,见光分解,生成的物质没有漂白性,从而导致漂白粉失效。(4)长期露置于空气中的漂白粉,主要成分为CaCl2和CaCO3,加稀盐酸后产生CO2气体。(5)化学方程式为Cl2+2X2NaCl+2ClO2,反应物中除2X外,有2个Cl原子,生成物中有2个Na原子、4个Cl原子、4个O原子,根