《氯气的性质》课件

《氯气的性质》1.能通过实验探究氯气的物理性质、化学性质,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养证据推理意识。2.能用氧化还原反应、离子反应的观点预测并解释氯气的化学性质,并能用化学方程式正确表达。3.以氯及其化合物知识的学习为线索,建立含氯元素的物质间的转化关系,进一步了解研究物质的思路和方法。目标素养4.通过含氯物质性质和用途的学习,感受物质性质和用途的关系,体会化学对生活、环境保护的重要意义,增强社会责任感。5.了解氯气的发现史,学习科学家的研究精神及勤于钻研、严谨求实的科学态度。初步学会氯气的实验室制备方法,并能根据反应原理选取合适的实验装置,树立安全意识和环保意识。6.了解氯离子的检验方法,能够排除杂质离子的干扰,培养严谨求实的科学精神。

目标素养知识概览一、氯的原子结构及氯元素的存在1.氯的原子结构。

表现出

氧化

性。2.氯元素的存在形态。氯是一种重要的“

成盐

元素”,在自然界中主要以

NaCl

、MgCl2、CaCl2等形式存在于海水中,还存在于陆地的盐湖、盐矿中。

二、氯气的发现和常见性质1.氯气的发现。氯气是18世纪70年代,瑞典化学家

舍勒

在研究软锰矿时发现的,但受当时流行学说的影响,他未能确认。直到1810年,英国化学家戴维才确认这种气体是氯气。

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,密度比空气的

大

,能溶于水。

微思考1如何闻氯气的气味?提示:取一个盛满氯气的集气瓶,用手在瓶口上方向鼻孔轻轻扇动,使极少量气体飘进鼻孔。三、氯气的化学性质1.与金属单质的反应。2.与非金属单质的反应。

微思考2我们以前学过的燃烧反应,都是物质在氧气中的燃烧。通过观察氢气在氯气中的燃烧,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识?提示:燃烧并不一定需要氧气参与。燃烧是指发光、放热的剧烈氧化反应。3.与水的反应。(1)25℃时,1体积水可溶解约

2

体积氯气,氯气的水溶液称为氯水,氯水呈浅黄绿色。

(2)溶于水的部分氯气与水发生反应,化学方程式为Cl2+H2O

HCl+HClO,该反应的氧化剂是

Cl2

,还原剂是

Cl2

。(3)次氯酸具有

强氧化

性,能杀死水中的病菌,起到消毒的作用。

(4)验证次氯酸的漂白性。

褪色原因分析:使有色物质褪色的物质

不是氯气本身,而是氯气与水反应生成的次氯酸

。

(5)次氯酸是很弱的酸,只存在于水溶液中。次氯酸不稳定,在光照条件下容易发生分解反应,化学方程式为

2HClO2HCl+O2↑

。

4.与碱的反应。(1)自来水常用氯气来杀菌、消毒,但因氯气的溶解度不大,而且生成的HClO不稳定,不便于

保存

。因此常用氯气与碱反应制取次氯酸钠、次氯酸钙等具有

漂白

作用的物质。(2)Cl2与NaOH溶液反应可以得到以

NaClO

为有效成分的漂白液。反应的化学方程式为

2NaOH+Cl2══NaCl+NaClO+H2O

。(3)将Cl2通入冷的石灰乳中,可以得到以

Ca(ClO)2

为有效成分的漂白粉。反应的化学方程式为

2Ca(OH)2+2Cl2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

。如果Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使次氯酸钙成为主要成分,则得到漂粉精。

(4)漂白液、漂白粉、漂粉精可用作漂白棉、麻、纸张等的

漂白

剂,也可用作游泳池等场所的

消毒

剂。

微判断(1)漂白粉和漂粉精都属于纯净物。(

)(2)湿润的有色布条遇Cl2褪色,说明Cl2具有漂白性。(

)××一氯气、次氯酸及其盐的性质问题探究下面图片是某氯气泄漏事故现场。(1)从图片可以看出,现场人员撤离时,均用一块用水打湿的毛巾捂住口鼻,这样可以减少氯气的危害,原因是什么?不考虑当时的条件,为了尽量减少氯气的危害,毛巾最好用什么溶液打湿?(2)消防人员在现场向空中喷洒石灰水,这是为什么?请用化学方程式说明原理。(3)制取漂白粉时应选择石灰水还是石灰乳?为什么?提示:(1)氯气能与水反应,减少氯气的吸入。毛巾最好用碱性溶液打湿,如肥皂水、苏打或小苏打溶液。(2)2Cl2+2Ca(OH)2══CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。(3)由于氢氧化钙的溶解度较小,制备漂白粉不能用石灰水,应用石灰乳。归纳总结1.Cl2的主要性质。(1)氯气与金属反应时表现出强氧化性,与变价金属反应时得到高价的氯化物(如与Fe反应生成FeCl3);氯气不但能与活泼金属反应,也能与某些不活泼金属发生反应(如与铜反应)。(2)H2与Cl2的反应条件可以是点燃,用于制HCl,然后溶于水制备盐酸,也可以是加热或光照二者的混合气体,但会发生爆炸。(3)溶于水的部分氯气与水发生反应,氯水中仍有剩余的Cl2分子。(4)Cl2与碱反应可用于工业上制漂白液和漂白粉。

制漂白粉2Cl2+2Ca(OH)2══CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O[有效成分:Ca(ClO)2]制漂白液Cl2+2NaOH══NaCl+NaClO+H2O(有效成分:NaClO)2.次氯酸的性质。

3.含氯漂白剂的使用注意事项。(1)漂白液、漂白粉在空气中久置会变质失效,都必须密封保存。(2)浓盐酸与次氯酸钙能发生下列反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)══CaCl2+2Cl2↑+2H2O,所以不能将浓盐酸和漂白粉混合在一起使用。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有CO2、HCl。典例剖析【例1】

下图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固体上滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl══2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,Cl2+2NaBr══2NaCl+Br2,Cl2+2KI══2KCl+I2,Fe3+遇KSCN溶液变红。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Aa处变蓝,b处变红棕色氧化性:Cl2>Br2>I2Bc处先变红,后褪色氯气与水生成了酸性物质Cd处立即褪色氯气与水生成了漂白性物质De处变红色还原性:Fe2+>Cl-答案:D解析:向KMnO4固体滴加一滴浓盐酸后,产生的氯气会与a~e处的物质发生反应。a处发生反应Cl2+2KI══2KCl+I2,可知氧化性:

Cl2>I2,b处发生反应Cl2+2NaBr══2NaCl+Br2,可知氧化性Cl2>Br2,但无法比较Br2与I2的氧化性强弱,A错误;c处蓝色石蕊试纸先变红后褪色,可知在此过程中有酸性物质生成,同时生成了漂白性物质,B错误;d处立即褪色,在此过程中只能判断溶液不再显碱性,无法判断有无漂白性物质生成,C错误;e处变红,说明Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,而Cl2被还原为Cl-,还原剂Fe2+的还原性强于还原产物Cl-的还原性,D正确。学以致用1.下列各化合物不能由单质直接化合制取的是(

)。A.FeCl3 B.CuCl2C.AlCl3

D.FeCl2答案:D解析:因Cl2化学性质很活泼,与变价金属反应时生成高价态金属氯化物,Fe元素有+2价、+3价,Cu元素有+1价、+2价,Al元素只有+3价,所以D项符合题意。2.漂粉精暴露在潮湿的空气中易失效,其原因与下列叙述无关的是(

)。A.HClO的酸性比H2CO3的弱B.Ca(ClO)2是盐C.HClO见光易分解D.Ca(ClO)2能与碳酸反应答案:B解析:HClO的酸性比H2CO3的弱,漂粉精暴露在潮湿的空气中,其主要成分Ca(ClO)2易吸收空气中的H2O和CO2生成HClO,Ca(ClO)2+H2O+CO2══CaCO3↓+2HClO,HClO见光易分解:2HClO2HCl+O2↑,生成无漂白性的物质而失效,该过程与Ca(ClO)2是盐无关,故选B。二氯水的成分与性质问题探究某实验小组对氯水成分和性质进行了研究:(1)实验一的现象表明氯水具有哪些性质?(2)结合化学方程式说明实验二中“红色不褪去”的原因。(3)实验三中产生的白色沉淀是什么?说明氯水中含有哪种微粒?(4)可以用pH试纸检测氯水的酸碱性吗?为什么?提示:(1)酸性和漂白性。(2)HClO不稳定,光照条件下分解生成HCl和氧气,化学方程式为2HClO2HCl+O2↑,光照后溶液中不存在HClO,因此“红色不褪去”。(3)白色沉淀是AgCl,说明氯水中含有Cl-。(4)不可以。因为氯水有漂白性,会将pH试纸漂白,无法判断溶液的酸碱性,可以用pH计检测氯水的酸碱性。归纳总结1.氯水成分分析。氯水中存在反应:Cl2+H2O

HCl+HClO,HClO和HCl发生电离。氯水中含有以下粒子:2.新制氯水的性质。氯水中存在多种粒子,决定了它具有多重性质。3.液氯、新制氯水和久置氯水的比较。(1)区别。比较项目液氯新制氯水久置氯水粒子种类Cl2H2O、Cl2、H+、Cl-、HClO、ClO-、OH-H2O、H+、Cl-、OH-分类纯净物混合物混合物比较项目液氯新制氯水久置氯水颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性等酸性保存特制钢瓶棕色试剂瓶装,密封放置在冷暗处,一般现用现配—(2)变化的原因。

典例剖析【例2】

在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列实验现象及得出的结论不正确的是(

)。A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2B.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.蓝色石蕊试纸滴加氯水只是变红,说明氯水中含有H+D解析:氯水因含氯气分子而呈浅黄绿色,A正确;Ag+与Cl-生成AgCl白色沉淀,B正确;碳酸氢钠与酸发生反应:H++══H2O+CO2↑,C正确;蓝色石蕊试纸滴加氯水后变红说明氯水中含有H+,但氯水中还含有HClO,会使变红的试纸再褪色,D错误。学以致用3.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:新制氯水中存在的粒子有Cl2、H2O、HClO、Cl-、H+,A错误;光照新制氯水发生反应2HClO2HCl+O2↑,故产生的气体为O2,C错误;放置数天后HClO分解为HCl,酸性增强,D错误。1.下列有关氯气的性质或用途的叙述中错误的是(

)。A.工业上用氯气与消石灰反应来制漂白粉B.用向上排空气法可收集氯气C.氯气有毒,制取氯气的尾气要用碱溶液来吸收D.氯气能使有色的鲜花变色,说明氯气具有漂白性答案:D解析:Cl2使有色的鲜花变色,是因为Cl2与水反应生成的HClO具有漂白性,D项错误。2.如图所示,在A处通入未经干燥的氯气,当关闭B阀时,C处的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是(

)。①饱和NaCl溶液

②NaOH溶液③H2O

④浓硫酸A.①②

B.①③C.②④

D.③④答案:C解析:干燥的氯气没有漂白性,D中盛放能消耗氯气的物质或干燥氯气的物质均会使C处的红布条无明显现象。A处通入未经干燥的Cl2,关闭B阀时,C处干燥的红布条看不到明显现象,当打开B阀后,C处干燥的红布条逐渐褪色,则洗气瓶D中装的物质具有吸水性或能与氯气发生化学反应。①饱和NaCl溶液不与氯气反应,也不能将氯气干燥,不符合题意,故①不选;②NaOH溶液与氯气反应,除去氯气,符合题意,故②选;③水不能完全吸收氯气,导致氯气中会混有水蒸气,不符合题意,故③不选;④浓硫酸具有吸水性,得到干燥的氯气,符合题意,故④选;故选C。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其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.这两种液体都可用于消毒D.分别向这两种液体中投入几颗金属锌粒均有气泡产生答案:C解析:液氯成分为Cl2,氯水(新制)成分为Cl2、HCl、HClO、H2O,液氯无漂白性、无酸性,氯水(新制)有漂白性和酸性,液氯溶于水得氯水,故选C。4.室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体,在合适反应条件下,它们可按下面框图进行反应,又知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)Fe

Cl2

H2

探究一氯水的成分及其多重性质【问题探究】养金鱼的人都有如下经验:用容器取适量的自来水,将其放置在阳光照射的地方两天以上,再将其倒进鱼缸里面。这是因为自来水为了适合人类饮用,都经过了消毒等处理,其中含有氯气,此气体对于金鱼的生长不利,时间久了很容易造成金鱼中毒。1.自来水用Cl2消毒的原理是什么?水中含氯的微粒有哪些?提示

Cl2通入水中发生反应,生成具有强氧化性的次氯酸,能够杀菌、消毒。Cl2+H2O===HCl+HClO。水中含氯的微粒有Cl2、HClO、Cl-、ClO-。2.将氯水滴入NaHCO3溶液中,有何现象?为什么?提示

溶液中产生气泡,因为氯水中的H+与NaHCO3发生反应3.氯水中加入AgNO3溶液,有什么现象?为什么?提示

溶液中有白色沉淀生成,因为氯水中的Cl-与Ag+发生反应生成AgCl沉淀。4.氯水在光照条件下,有什么现象?为什么?提示

氯水中有气泡冒出,因为氯水中的HClO在光照条件下分解生成HCl和O2。5.久置的氯水的成分是什么?应如何保存氯水?提示

因为HClO易分解,久置的氯水的成分是HCl和H2O;氯水应放在棕色瓶中密封保存。【深化拓展】1.氯水的成分(1)相关化学反应及物质的电离(2)氯水的成分①三分子:Cl2、HClO、H2O。②四离子:H+、Cl-、ClO-、OH-。2.氯水的性质氯水成分的多样性决定了其性质的多重性:3.新制氯水、久置氯水、液氯的比较

物质新制氯水久置氯水液氯物质类别混合物混合物纯净物主要微粒三分子:H2O、Cl2、HClO四离子:H+、OH-、Cl-、ClO-H2O、H+、Cl-Cl2颜色浅黄绿色无色黄绿色主要性质酸性、漂白性强酸性Cl2的性质保存棕色瓶盛装,置于阴暗处—低温密封误区警示

(1)不能使用pH试纸测定氯水的pH,因为会被次氯酸漂白。(2)氯水与还原性离子反应时一般考虑Cl2,不考虑HClO。(3)氯水的漂白和消毒作用,是由于HClO的强氧化性。【素能应用】典例1在新制氯水含有的各种微粒中:(1)使氯水呈浅黄绿色的是

(填化学式或离子符号,下同)。

(2)能使AgNO3溶液产生白色沉淀的是

。

(3)能使紫色石蕊溶液显红色的是

。

(4)能使红色石蕊试纸褪色的是

。

(5)能使无水CuSO4变蓝的是

。

(6)能与NaHCO3溶液反应放出气体的是

。

答案

(1)Cl2

(2)Cl-

(3)H+

(4)HClO(5)H2O

(6)H+解析

根据新制氯水的成分进行分析,其中使红色石蕊试纸褪色的是HClO而非Cl2。变式训练1(2020山东青岛高一检测)向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种,经过振荡,现象如下图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是(

)①AgNO3溶液②NaOH溶液③水A.②①③ B.①②③ C.③②① D.①③②答案

A解析

氯气为黄绿色气体,能溶于水,溶于水得到氯水,氯水因为溶解氯气显浅黄绿色,三个集气瓶中只有丙颜色为浅黄绿色,所以丙中液体为水;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,甲和乙中,只有乙出现了白色沉淀而变浑浊,所以乙中液体为硝酸银溶液;氯气能够与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以氯气被氢氧化钠吸收,溶液为无色,故甲中液体为氢氧化钠溶液,则甲、乙、丙注入的液体分别是②①③。探究二含氯漂白剂的漂白原理【问题探究】为了探究HClO的漂白性,某同学设计了如下的实验。1.通入Cl2,根据集气瓶A、B中红色花朵的现象,你能得出什么结论?提示

Cl2不能使烘干的红色花朵褪色,Cl2能使新鲜的红色花朵褪色,因此Cl2不具有漂白作用,但Cl2溶于水后具有漂白作用。2.为了确认是HClO使新鲜的红色花朵褪色,你认为还需增加的实验是什么?提示

Cl2溶于水并与H2O发生反应:Cl2+H2O===HClO+HCl,因此为了确认是HClO具有漂白性,还应增加一个将HCl通过新鲜的红色花朵的实验装置,以验证盐酸不具有漂白性。3.烧杯中NaOH溶液的作用是什么?反应的离子方程式是怎样的?提示

NaOH溶液用于吸收Cl2,反应的离子方程式为

Cl2+2OH-

===Cl-+ClO-+H2O。4.“84”消毒液消毒的原理是什么?用化学方程式说明。提示

“84”消毒液的主要成分是NaClO,与空气接触发生反应CO2+NaClO+H2O===NaHCO3+HClO,HClO具有强氧化性,可以杀菌消毒。【深化拓展】1.氯水、次氯酸盐溶液的漂白实质是HClO具有强氧化性。2.次氯酸的漂白性原理→将有色物质氧化为稳定的无色物质

|特点→被HClO漂白的物质,久置后不再恢复原色

|应用范围→几乎所有的有色物质遇HClO都会褪色特别提示

向氯水中加入CaCO3固体后,CaCO3固体与H+反应