第二章海水中的重要元素——鈉和氯

第二節(jié)氯及其化合物

第1課時(shí)氯氣的性質(zhì)

學(xué)習(xí)目標(biāo)：能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究Cl2的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)對(duì)認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用；能用氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)的觀點(diǎn)預(yù)測(cè)并解釋Cl2的化學(xué)性質(zhì)，并能用化學(xué)方程式正確表達(dá)；進(jìn)一步理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途這一化學(xué)觀念，能通過(guò)氯原子的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)Cl2的化學(xué)性質(zhì)，并能根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)推測(cè)其用途；了解Cl2的發(fā)現(xiàn)史，學(xué)習(xí)科學(xué)家的科研精神及勤于鉆研、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。第一次世界大戰(zhàn)—1915年4月22日伊普霍戰(zhàn)役【學(xué)習(xí)任務(wù)一】Cl2的存在

閱讀P44第一段，認(rèn)識(shí)Cl2的存在。

氯元素的存在①氯是一種重要的“成鹽元素”，在自然界中除了以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中，致使海水既咸又苦，不能直接飲用。還存在于陸地的鹽湖和鹽礦中。②人體體液中的Na+和Cl-來(lái)自食物和食鹽（重要的調(diào)味劑）。③氯在自然界中以化合態(tài)存在。【學(xué)習(xí)任務(wù)二】Cl2的發(fā)現(xiàn)史

閱讀P44第二段與資料卡片，回答問(wèn)題?！舅伎寂c討論】簡(jiǎn)述Cl2的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。從氯氣的發(fā)現(xiàn)到氯被確認(rèn)為一種新的元素，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)三十多年，其間經(jīng)歷了數(shù)位科學(xué)家的不懈探索。你從這一史實(shí)中得到什么啟示?從材料中，你發(fā)現(xiàn)了氯氣的哪些物理性質(zhì)？誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？誰(shuí)確認(rèn)的？又是誰(shuí)命名的？啟示1:科學(xué)研究需要有可靠的理論作指導(dǎo)，否則只能浪費(fèi)時(shí)間和精力。啟示2:科學(xué)研究需要以大量事實(shí)為依據(jù)。啟示3:科學(xué)研究需要有對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)和奉獻(xiàn)科學(xué)的精神。【學(xué)習(xí)任務(wù)三】Cl2的物理性質(zhì)

觀察氯氣樣品、觀看視頻，結(jié)合上述材料和事件，思考氯氣具有哪些物理性質(zhì)？并填寫下表。顏色狀態(tài)氣味密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)毒性溶解性特性黃綠色氣體刺激性比空氣大-1010C-34.60C有毒1體積水溶解約2體積Cl2易液化為什么Cl2易液化呢？【總結(jié)】思考：若你遇到氯氣泄漏，你該如何處理呢？用濕毛巾捂住口鼻，并向上風(fēng)處逃跑?！镜淅?】生活中可以用氯氣灌洞的方法來(lái)消滅田鼠，這是利用了氯氣的哪些性質(zhì)（

）

①密度比空氣大②易液化③能溶于水④有毒

A．①② B．③④ C．④ D．①④D【典例2】一家大型化工廠發(fā)生爆炸，有大量的Cl2擴(kuò)散，下列應(yīng)急措施不正確的是(

)A．向逆風(fēng)方向的高處跑

B．用浸有燒堿液的毛巾捂住口鼻迅速逃離

C．用浸有純堿液的毛巾捂住口鼻迅速逃離

D．來(lái)不及逃離的可用浸濕的棉被堵好門窗，并及時(shí)請(qǐng)求救援B【學(xué)習(xí)任務(wù)四】Cl2的化學(xué)性質(zhì)

結(jié)合Cl原子的結(jié)構(gòu)，推測(cè)Cl2的化學(xué)性質(zhì)。得電子結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)結(jié)論：氯原子最外層7個(gè)電子，容易得到一個(gè)電子，生成具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的氯離子。因此，氯氣是活潑的非金屬單質(zhì)，具有強(qiáng)氧化性?；瘜W(xué)性質(zhì)1-與金屬、非金屬單質(zhì)的反應(yīng)觀看視頻，寫出氯氣與金屬鈉、鐵、銅三種單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指明主要反應(yīng)現(xiàn)象。有何規(guī)律？工業(yè)上為什么可以用鋼瓶?jī)?chǔ)運(yùn)液氯？現(xiàn)象：劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰，產(chǎn)生大量白煙。原理：2Na＋Cl2

2NaCl氯氣與鈉的反應(yīng)現(xiàn)象：劇烈燃燒，產(chǎn)生大量棕褐色煙。原理：2Fe＋3Cl2

2FeCl3注意：液氯即液態(tài)的氯氣，常溫下干燥的氯氣（或液氯）與金屬鐵不能反應(yīng)，因此工業(yè)上可以用鋼瓶?jī)?chǔ)運(yùn)液氯。氯氣與鐵的反應(yīng)【思考】鐵的常見(jiàn)價(jià)態(tài)為+2、+3，而銅的常見(jiàn)價(jià)態(tài)為+1、+2，根據(jù)上述反應(yīng)，你有什么發(fā)現(xiàn)嗎？氯氣與有變價(jià)的金屬反應(yīng)時(shí)，總是生成高價(jià)金屬氯化物。氯氣與銅的反應(yīng)現(xiàn)象：劇烈燃燒，產(chǎn)生大量棕黃色煙，溶于水后，溶液呈藍(lán)綠色。原理：Cu＋Cl2CuCl2氯氣也能與大多數(shù)非金屬單質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)?！緦?shí)驗(yàn)2-7】在空氣中點(diǎn)燃?xì)錃?，然后把?dǎo)管緩慢伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象?！舅伎寂c討論】我們以前學(xué)過(guò)的燃燒反應(yīng)，都是物質(zhì)在氧氣中的燃燒。通過(guò)H2在Cl2中的燃燒，你對(duì)燃燒的條件及其本質(zhì)有什么新的認(rèn)識(shí)?燃燒不一定要有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，所有發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)都稱為燃燒。現(xiàn)象：純凈的H在Cl2中安靜的燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，瓶口有白霧解析：產(chǎn)物HCl在空氣中與水蒸氣結(jié)合，呈現(xiàn)霧狀，所以瓶口有白霧。注意，光照條件下該反應(yīng)也可發(fā)生【思考】性質(zhì)決定用途。目前，很多自來(lái)水廠用氯氣來(lái)殺菌、消毒，我們偶爾聞到的自來(lái)水散發(fā)出來(lái)的刺激性氣味就是余氯的氣味。Cl2溶于水為什么能殺菌消毒？請(qǐng)用相關(guān)的化學(xué)方程式解析。（提示：根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理、質(zhì)量守恒定律及已掌握的Cl2的性質(zhì)預(yù)測(cè)Cl2與H2O反應(yīng)的生成物。）（1）在常溫下，溶于水中的部分氯氣與水發(fā)生反應(yīng):H2O+Cl2

?HCl+HClO產(chǎn)物次氯酸(HClO)具有強(qiáng)氧化性，因此，次氯酸能殺死水中的病菌，起到消毒的作用。化學(xué)性質(zhì)2-與水的反應(yīng)【思考與討論】閱讀P46第四段黑體字，回答問(wèn)題。啟示1:要一分為二地看待物質(zhì)，正確認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，合理使用物質(zhì)。啟示2:化學(xué)研究的方向之一就是根據(jù)需要發(fā)現(xiàn)、合成并使用新物質(zhì)?！局R(shí)拓展】養(yǎng)魚可以用井水、江河、湖水屬天然水源、泉水屬地下溫性水源以及蒸餾水。不建議使用自來(lái)水來(lái)養(yǎng)魚。因?yàn)轸~的身體表皮層內(nèi)長(zhǎng)有一種杯狀細(xì)胞，每天不斷地在分泌著粘液，使魚體減少游在水中的摩擦的同時(shí)，保護(hù)魚體不受寄生物、霉菌、細(xì)菌和其他微小生物的侵蝕，并使皮膚具有一種正常的滲透能力。而自來(lái)水里面含有很不穩(wěn)定的強(qiáng)氧化劑“次氯酸”，該氧化劑對(duì)魚具有很強(qiáng)的穿透殺傷力，它使魚體分泌的粘液失去了對(duì)魚的保護(hù)作用，導(dǎo)致其體內(nèi)電解質(zhì)代謝嚴(yán)重失調(diào)，并在缺氧的狀態(tài)下窒息死亡。（2）實(shí)驗(yàn)2-7驗(yàn)證氯水的漂白性取干燥的和濕潤(rùn)的有色紙條（或布條）各一條，分別放入兩個(gè)盛有干燥氯氣的集氣瓶中，蓋上玻璃片，觀察現(xiàn)象。將有色鮮花放入盛有干燥氯氣的集氣瓶中，蓋上玻璃片，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：①干燥的有色布條不褪色；②濕潤(rùn)的有色布條和鮮花褪色；結(jié)論：①干燥的氯氣不具有漂白性，濕潤(rùn)的氯氣具有漂白性；②氯氣溶于水時(shí)，氯氣要與水反應(yīng)生成生成新物質(zhì)，具有有漂白性。原理：Cl2＋H2O

HCl＋HClO。次氯酸的強(qiáng)氧化性還能使某些染料和有機(jī)色素褪色，因此，次氯酸可用作棉、麻和紙張的漂白劑。（3）次氯酸是很弱的酸，只存在于水溶液中。次氯酸不穩(wěn)定，在光照下容易分解放出氧氣。請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理、質(zhì)量守恒定律寫出該反應(yīng)方程式。（4）【思考】已知次氯酸（HClO）是一元弱酸，具有漂白性（強(qiáng)氧化性），見(jiàn)光易分解，觀察新制氯水樣品，新制氯水中含有哪些物質(zhì)？思考如何設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證氯氣與水發(fā)生了上述反應(yīng)？巧計(jì)口訣：“三分四離”三分：Cl2、H2O、HClO四離：H+、Cl-、ClO-、OH-發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：Cl2＋H2O

HCl＋HClO驗(yàn)證發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：Cl2＋H2O

HCl＋HClO【思路引導(dǎo)】驗(yàn)證存在產(chǎn)物HCl、HClO，說(shuō)明該反應(yīng)已正向進(jìn)行，驗(yàn)證存在Cl2，說(shuō)明該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。①觀察氯水樣品呈淡黃綠色，說(shuō)明有氯氣的分子存在—Cl2。②試管中加入一定量的氯水，向氯水中滴加硝酸銀溶液觀察到有白色沉淀，這說(shuō)明氯水有一定量的氯離子，即有HCl生成。③根據(jù)濕潤(rùn)的氯氣才具有漂白性或向氯水中滴加紫色的石蕊試液，觀察到溶液先變紅后褪色，證明產(chǎn)物有HClO生成。注意：氯水可以使酸堿指示劑褪色；氯水對(duì)有色物質(zhì)的漂白是不可恢復(fù)的。思考：試根據(jù)所學(xué)知識(shí)推測(cè)久制氯水中的主要成分。三分：Cl2、H2O、HClO四離：H+、Cl-、ClO-、OH-發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：Cl2＋H2O

HCl＋HClO由于氯氣與水的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，且HClO不穩(wěn)定，見(jiàn)光易分解：2HClO

2HCl＋O2↑。因此，久置的氯水則只有HCl和H2O兩種物質(zhì)，我們可以認(rèn)為久置的氯水為稀鹽酸，不再具有強(qiáng)氧化性或漂白性?！舅伎肌柯葰庖灿袕?qiáng)氧化性，為什么是因?yàn)镠ClO的強(qiáng)氧化性使石蕊溶液被漂白，而非氯氣的強(qiáng)氧化性使石蕊溶液被漂白？回顧實(shí)驗(yàn)2-8往稀氫氧化鈉溶液中滴加酚酞溶液，再逐滴滴加氯水，會(huì)有什么現(xiàn)象?實(shí)驗(yàn)中酚酞褪色的原因是什么?是因?yàn)镃l2與堿發(fā)生了反應(yīng)，還是因?yàn)槁人泻械腍ClO起了漂白作用?你能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明哪種猜測(cè)是對(duì)的呢?往稀氫氧化鈉溶液中滴加酚酞溶液，溶液變紅，逐滴滴加氯水后，紅色褪去。

向褪色溶液中再滴加NaOH溶液，若紅色再現(xiàn)，則是Cl2與堿發(fā)生了反應(yīng)；若紅色不再現(xiàn)，則是氯水中含有的HClO起了漂白作用?！究茖W(xué)技術(shù)社會(huì)】

驗(yàn)證次氯酸光照分解產(chǎn)物的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)將傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)依次相連，采集實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各種物理量(如pH、溫度、壓強(qiáng)、電導(dǎo)率等)變化的數(shù)據(jù)并記錄和呈現(xiàn)，通過(guò)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論。也就是說(shuō)，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是利用傳感器和信息處理終端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與分析。驗(yàn)證次氯酸光照分解的產(chǎn)物可以設(shè)計(jì)成數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)將pH傳感器、氯離子傳感器、氧氣傳感器分別與數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)連接;(2)將三種傳感器分別插入盛有氯水的廣口瓶中;(3)用強(qiáng)光照射氯水，同時(shí)開(kāi)始采集數(shù)據(jù)。P48【思考】閱讀課本上P47，回答問(wèn)題。下圖為市面上常用的漂白劑，為什么不直接用次氯酸作漂白劑？氯氣在水中的溶解度不大，而且生成的HClO不穩(wěn)定，難以保存，使用起來(lái)很不方便，效果也不理想。次氯酸鹽比次氯酸的穩(wěn)定性強(qiáng)很多。比如NaClO雖然也會(huì)分解，但它的水溶液在低溫下存放三年才分解一半左右，比HClO穩(wěn)定得多。次氯酸鹽可以在溶液中轉(zhuǎn)化為次氯酸，從而具有一定的漂白和消毒能力，所以漂白液、漂白粉、漂粉精都是常用的消毒劑和漂白劑。漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、紙張的漂白劑，又可用作游泳池等場(chǎng)所的消毒劑。（1）Cl2與NaOH溶液：在常溫下，將Cl2通入NaOH溶液中，可以得到以NaClO為有效成分的漂白液。根據(jù)氯氣與水的反應(yīng)，寫出氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式，并改寫為離子方程式。Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2OCl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O化學(xué)性質(zhì)3-與堿的反應(yīng)——NaOH＆Ca(OH)2漂白液：有效成分：主要成分：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O將氯氣通入冷的石灰乳中會(huì)得到以次氯酸鈣為有效成分的漂白粉。如果氯氣與氫氧化鈣充分反應(yīng)使次氯酸鈣成為主要成分，就得到了漂粉精（2）Cl2與冷的石灰乳：漂白粉：有效成分：主要成分：漂粉精：主要成分：【知識(shí)拓展】漂白粉和漂白液的消毒、漂白原理Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClONaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO【思考與交流】怎樣保存漂白粉？密封，在陰涼干燥處保存?！舅伎肌看温人猁}如何轉(zhuǎn)化為次氯酸?漂白粉、漂白液如何生效？能不能用化學(xué)方程式解釋一下這樣保存的原因呢？應(yīng)用探究：你是如何理解漂白液、漂白粉的漂白原理？并歸納氯的用途。漂白粉的漂白原理②漂白液、漂白粉的漂白、消毒原理相同，都是在酸性條件下生成具有漂白、消毒作用的次氯酸(HClO)。①利用復(fù)分解反應(yīng)原理，漂白粉中的次氯酸鈣與酸(如鹽酸或碳酸等)反應(yīng)生成具有漂白性的次氯酸，說(shuō)明HClO的酸性比碳酸弱。強(qiáng)酸制弱酸③反應(yīng)方程式：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaC