第二節(jié)氯及其化合物第1課時氯氣的性質[學習目標]1.從原子結構角度，結合實驗探究，認識氯氣的強氧化性，培養(yǎng)宏微結合探究物質性質的能力。2．初步了解次氯酸的性質，結合其漂白性，認識氯氣、次氯酸在生產、生活中的應用，增強環(huán)保意識，強化社會責任感。任務一氯氣與單質的反應1．認識氯氣(1)氯元素在自然界中的存在氯是一種重要的“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，還存在于陸地的鹽湖和鹽礦中；只以化合態(tài)形式存在于自然界中。(2)氯氣的用途氯氣是一種重要的化工原料，大量用于制造鹽酸、有機溶劑、農藥、染料和藥品等。(3)氯氣的物理性質氯氣為黃綠色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，25℃時，1體積的水溶解約2體積的氯氣。[交流研討1](1)參照教材數(shù)據，預測氯氣是否易液化。已知氧氣的沸點為－183℃，預測氧氣是否易液化。(2)將氯氣用軟管通入到田鼠洞中可用于消滅田鼠，這是利用了氯氣哪些性質？這啟示我們在遇到氯氣泄漏時應該怎樣做？提示：(1)從教材數(shù)據可知，氯氣的沸點為－34.6℃，易液化；氧氣不易液化。(2)將氯氣通入到田鼠洞中起滅鼠作用，一方面是利用其密度比空氣大，可沉于洞底，另一方面是氯氣有毒。遇到氯氣泄漏，要去上風向的高處躲避。2．氯氣與單質的反應(1)原子結構：氯的原子結構示意圖為，在化學反應中很容易得到1個電子?？深A測氯氣具有強氧化性。(2)與金屬單質的反應反應現(xiàn)象化學方程式與鈉反應產生大量白色煙2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2NaCl與鐵反應產生大量棕褐色煙2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3與銅反應產生大量棕黃色煙Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))CuCl2提醒：氯氣在加熱條件下能與大多數(shù)金屬化合，生成高價金屬氯化物，體現(xiàn)了氯氣較強的氧化性。(3)與非金屬單質H2的反應在空氣中點燃H2，然后把導管緩慢伸入盛滿Cl2的集氣瓶中?，F(xiàn)象：H2在Cl2中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，集氣瓶口上方出現(xiàn)白霧?；瘜W方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl。提醒：若將H2與Cl2混合點燃或強光照射會發(fā)生爆炸；氯化氫的水溶液俗稱鹽酸。[交流研討2]Cu、Fe、H2在Cl2中燃燒，體現(xiàn)了Cl2的什么性質？你對燃燒的本質有什么新的認識？提示：體現(xiàn)了Cl2的氧化性。燃燒不一定要有氧氣參與。1.氯氣是很活潑的非金屬單質，具有很強的氧化性。2．氯氣能與絕大多數(shù)金屬反應，一般把變價金屬(如Fe、Cu)氧化到高價態(tài)。3．燃燒是指發(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學反應。其實質是劇烈的氧化還原反應，不一定要有氧氣的參加。1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)鐵絲在少量的Cl2中燃燒可生成FeCl2：。(2)H2與Cl2混合氣體點燃會安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰：。(3)Cu在Cl2中燃燒產生棕黃色的煙，若反應后，向集氣瓶中加少量水振蕩，可得到棕黃色溶液：。答案：(1)錯誤。只能生成FeCl3(2)錯誤。點燃H2與Cl2的混合氣體，會發(fā)生爆炸(3)錯誤。CuCl2濃溶液呈藍綠色(CuCl2稀溶液呈藍色)2．下列化合物中，不能通過兩種單質間化合直接制取的是()A．FeCl3 B．CuCl2C．HCl D．FeCl2答案：D解析：Cl2與金屬反應生成高價態(tài)的金屬氯化物，所以FeCl2不能由兩種單質直接化合制取。任務二氯氣與水、堿的反應1．氯氣與水的反應(1)氯氣的水溶液稱為氯水。氯氣與水反應的化學方程式：Cl2＋H2OHCl＋HClO。(2)實驗探究氯水的漂白性實驗①：在盛有干燥氯氣的集氣瓶中放入干燥的有色布條，有色布條不褪色。實驗②：在盛有干燥氯氣的集氣瓶中放入濕潤的有色布條，有色布條褪色。實驗③：在盛有干燥氯氣的集氣瓶中放入鮮花，鮮花褪色。實驗結論：氯氣沒有漂白性，氯氣與水反應產生有漂白性的物質。(3)實驗探究氯水的成分觀察：氯氣為黃綠色；氯水為淺黃綠色。預測：氯水中含有氯氣分子。實驗①：用兩根玻璃棒分別蘸取鹽酸和氯水，各滴在一片pH試紙上?，F(xiàn)象滴有鹽酸的試紙變紅色，滴有氯水的試紙中間變?yōu)榘咨?，外圈變紅色結論滴有氯水的pH試紙外圈變紅，說明氯水中有能使試紙變紅的酸，中間變?yōu)榘咨f明氯水中有能夠使有色物質褪色的物質實驗②：向2mL新制氯水中滴加AgNO3溶液反應?，F(xiàn)象產生白色沉淀結論新制氯水中含有Cl－，發(fā)生反應的離子方程式：Ag＋＋Cl－=AgCl↓1．氯水中所含的分子有Cl2、H2O、HClO。2．氯水中所含的離子有Cl－、H＋、ClO－、OH－(極少量)，使pH試紙變紅的離子為H＋。2．次氯酸的性質(1)具有強氧化性，能殺菌、消毒和漂白。新型自來水消毒劑：二氧化氯(ClO2)、臭氧等。(2)酸性比碳酸弱，只存在于水溶液中。(3)次氯酸不穩(wěn)定，易分解，化學方程式為2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。[交流研討1]你知道用自來水養(yǎng)金魚應注意什么嗎？應該用曬過2～3天的自來水養(yǎng)金魚。這是因為用氯氣處理過的自來水含有氯氣，易造成金魚中毒。(1)曬水過程中發(fā)生了哪些反應？用方程式表示。(2)新制氯水和久置氯水的成分有什么不同？提示：(1)2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，Cl2＋H2OHCl＋HClO。(2)新制氯水中含有三種分子：Cl2、H2O、HClO，四種離子：H＋、Cl－、ClO－及少量OH－；久置后次氯酸分解放出O2，最后變成了HCl溶液。3．氯氣與堿的反應(1)與氫氧化鈉溶液反應——制取漂白液化學方程式：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。離子方程式：Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O。漂白液的有效成分：次氯酸鈉。(2)與石灰乳反應——制取漂白粉化學方程式：2Ca(OH)2＋2Cl2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。離子方程式：Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O。漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。[交流研討2]漂白粉和漂白液使用后均需避光密封保存，長期暴露在空氣中會失效。請用化學方程式解釋漂白粉露置空氣中失效的原因。提示：①Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO；②2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)氯氣、氯水、液氯是同一種物質，只是狀態(tài)不同，都屬于純凈物。。(2)濕潤的有色布條遇Cl2褪色，說明Cl2具有漂白性。。(3)充滿氯氣的塑料礦泉水瓶中加入20mL水，蓋好瓶蓋，用力振蕩，礦泉水瓶會變癟。。答案：(1)錯誤。氯氣和液氯是同一種物質，屬于純凈物；氯水是氯氣的水溶液，屬于混合物(2)錯誤。Cl2不具有漂白性，Cl2遇水發(fā)生反應生成了有漂白性的次氯酸(3)正確2．下列有關漂白粉和漂白液的說法正確的是()A．工業(yè)上將氯氣通入澄清石灰水制取漂白粉B．漂白液的有效成分是NaClO，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2C．漂白粉和Fe(OH)3膠體都常用于自來水的處理，二者的作用原理相同D．漂白粉在空氣中久置不可能發(fā)生氧化還原反應答案：B3．氯水中含有多種成分，因而具有多重性質。根據氯水分別與如圖四種物質發(fā)生的反應填空(a、b、c、d重合部分代表物質間反應，且氯水足量)。(1)能證明氯水具有漂白性的是(填“a”、“b”、“c”或“d”)。(2)c過程中的現(xiàn)象是。(3)a過程中發(fā)生的反應為2FeCl2＋Cl2=2FeCl3，能證明是新制氯水的主要成分，具有性。b過程中的離子方程式為。答案：(1)d(2)有白色沉淀生成(3)Cl2氧化COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O解析：(1)氯水中的HClO有強氧化性，可將有色物質氧化成無色物質，氯水能使石蕊溶液先變紅后褪色。(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，具有強氧化性，可與FeCl2發(fā)生氧化還原反應，反應的化學方程式為2FeCl2＋Cl2=2FeCl3；氯水中含有H＋，與COeq\o\al(2－,3)反應生成CO2氣體，反應的離子方程式為COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。1．一家大型化工廠發(fā)生爆炸，有大量的Cl2擴散，下列應急措施不正確的是()A．向順風方向的低洼處跑B．用浸有小蘇打溶液的毛巾捂住口鼻迅速逃離C．向逆風方向的高處跑D．來不及逃離的可用浸濕的棉被堵好門窗，并及時請求救援答案：A解析：氯氣的密度大于空氣，氯氣隨風向低洼處漂移，所以人要向逆風方向的高處跑，故A錯誤，C正確；小蘇打溶液呈弱堿性，能吸收氯氣，用浸有小蘇打溶液的毛巾捂住口鼻迅速逃離，可以防止中毒，故B正確；氯氣能溶于水，用浸濕的棉被堵好門窗可以吸收氯氣，防止氯氣進入室內引起中毒，故D正確。2．下列實驗現(xiàn)象的描述正確的是()A．氫氣在氯氣中燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，瓶口上方形成白色煙霧B．鐵絲在氯氣中燃燒，產生棕褐色的煙，產物溶于水，溶液呈淺綠色C．銅絲在氯氣中燃燒，產生棕黃色的煙，產物溶于水，溶液呈藍綠色D．鈉在空氣中燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成白色固體答案：C解析：氫氣在氯氣中燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，瓶口形成白霧，沒有煙，A項錯誤；鐵與氯氣反應生成FeCl3，F(xiàn)eCl3溶液呈黃色，B項錯誤；鈉與空氣中的氧氣在點燃條件下反應，生成的過氧化鈉為淡黃色固體，D項錯誤。3．下列氯化物中，既能由金屬和Cl2直接化合制得，又能由金屬和鹽酸反應制得的是()A．CuCl2 B．MgCl2C．FeCl2 D．FeCl3答案：B解析：CuCl2可以由Cu與Cl2化合制得，不能由Cu和鹽酸反應制得，A項不符合題意；MgCl2可以由Mg與Cl2化合制得，也可以由Mg和鹽酸反應制得，B項符合題意；Fe和Cl2化合生成FeCl3，F(xiàn)e和鹽酸反應生成FeCl2，C、D項均不符合題意。4．下列關于氯水的敘述中正確的是()A．新制氯水中只含有Cl2和H2O分子B．用pH試紙無法正確測出新制氯水的pHC．光照氯水有氣泡逸出，該氣體是Cl2D．氯水放置數(shù)天后，酸性減弱答案：B解析：新制氯水中有Cl2、HClO、H2O分子，H＋、Cl－、ClO－、OH－等離子，故A項錯誤；新制氯水中含有HClO，HClO具有漂白性，不能正確測量pH，故B項正確；光照條件下，氯水發(fā)生反應：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，逸出的氣體是O2，不是Cl2，故C項錯誤；HClO分解后變成HCl，HCl是強酸，溶液的酸性增強，故D項錯誤。5．某同學利用如圖所示的裝置進行有關實驗。其中氣體A的主要成分是氯氣，還含有少量空氣和水蒸氣。請回答下列問題：(1)該實驗的主要目的是研究。(2)濃硫酸的作用是。(3)實驗過程中觀察到B瓶中干燥的有色布條(填“褪”或“不褪”)色。答案：(1)干燥的氯氣是否具有漂白作用(2)除去H2O(干燥氯氣)(3)不褪解析：(1)該實驗的主要目的是研究干燥的氯氣是否具有漂白作用。(2)濃硫酸的作用是作干燥劑干燥氯氣。(3)實驗過程中觀察到B瓶中干燥的有色布條不褪色。課時測評15氯氣的性質(本欄目內容在學生用書中以活頁形式分冊裝訂！)題點一氯氣與單質的反應1．下列說法正確的是()A．Cl－和Cl2的性質相同B．Cl2有毒，Cl－也有毒C．Cl原子比Cl－離子活潑D．Cl2和Cl原子都呈黃綠色答案：C解析：Cl－和Cl2是兩種不同的微粒，結構上不同，性質也不同，A錯誤；氯氣有毒，但Cl－無毒，B錯誤；Cl原子最外層有7個電子，易得到一個電子，化學性質活潑，Cl－最外層有8個電子，結構穩(wěn)定，性質比Cl原子穩(wěn)定，C正確；Cl2為黃綠色，Cl原子不會表現(xiàn)顏色，D錯誤。2．煙是由固體小顆粒分散到空氣中形成的分散系。下列反應中，能產生白煙的是()A．銅在氯氣中燃燒 B．鈉在氯氣中燃燒C．氫氣在氯氣中燃燒 D．氫氣在氧氣中燃燒答案：B解析：化學反應中能產生白煙的現(xiàn)象說明有白色固體生成，A項雖有固體產生但不是白色；C項無固體生成，生成的氯化氫在瓶口有白霧現(xiàn)象。3．(2023·廣東新興高一檢測)用下圖裝置進行實驗：加熱鈉至熔化后，停止加熱并通入氯氣，鈉劇烈燃燒并生成大量白煙。以下敘述錯誤的是()A．鈉燃燒產生蒼白色火焰B．反應生成的大量白煙是氯化鈉固體小顆粒C．棉花球處發(fā)生的化學反應為Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2OD．可在棉花球右側用濕潤的淀粉碘化鉀試紙判斷氯氣是否被堿液完全吸收答案：A解析：鈉燃燒產生黃色火焰，A錯誤。Na和Cl2反應生成NaCl固體，產生大量白煙，B正確。棉花球中NaOH溶液的作用是吸收尾氣，防止污染環(huán)境，發(fā)生的反應為Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，C正確。Cl2可將KI氧化生成I2，淀粉遇I2顯藍色，若試紙變藍，說明氯氣未被完全吸收，若試紙不變藍，則Cl2被完全吸收，D正確。題點二氯氣與水的反應4．下列物質中，同時含有氯氣分子和氯離子的是()A．氯水 B．液態(tài)氯化氫C．液氯 D．氯酸鉀溶液答案：A解析：氯氣能與水反應生成鹽酸和次氯酸，氯水中含有氯氣分子、次氯酸分子、氫離子、氯離子、次氯酸根離子等微粒；液態(tài)氯化氫由氯化氫分子構成，不含氯分子、氯離子；液氯是液態(tài)氯分子，不含氯離子；氯酸鉀能電離出鉀離子和氯酸根離子(ClOeq\o\al(－,3))，不存在氯分子、氯離子。5．(2023·云南大理高一檢測)向氯水中加入下列物質，表中現(xiàn)象及解釋均正確的是()選項加入物質現(xiàn)象解釋AAgNO3溶液有白色沉淀生成氯水中含有Cl－B石蕊溶液顯紅色氯水中有鹽酸、次氯酸CCaCO3有氣體放出鹽酸、次氯酸酸性比碳酸強D有色布條有色布條褪色Cl2有漂白性答案：A解析：氯水中存在Cl－，和Ag＋結合生成白色沉淀，離子反應為Cl－＋Ag＋=AgCl↓，故A正確；氯水中有鹽酸，故存在H＋，能使石蕊顯紅色，存在HClO分子具有漂白性，所以溶液先變紅后褪色，故B錯誤；氯水中有鹽酸，故存在H＋，能與CaCO3反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，但次氯酸不和CaCO3反應，故C錯誤；氯水中存在HClO，具有漂白性，能夠使有色布條褪色，而Cl2不具有漂白性，故D錯誤。6．(2023·遼寧海城高一檢測)經氯氣消毒的自來水，若用于配制以下溶液：①KOH②AgNO3③NaHCO3④FeCl2⑤Na2CO3，會使配制的溶液變質的是()A．全部 B．②④⑤C．②⑤ D．④答案：A解析：經氯氣消毒的自來水相當于較稀的氯水，含有H＋，可與KOH、NaHCO3、Na2CO3發(fā)生反應；含有Cl－，可與AgNO3反應生成AgCl；含有Cl2、HClO等氧化性物質，可將FeCl2氧化，故可使上述溶液變質。題點三氯氣與堿的反應7．(2023·山東龍口高一檢測)將適量物質分別加到干燥的紅色布條上，不能使其褪色的是()A．新制的氯水 B．“84”消毒液C．液氯 D．次氯酸溶液答案：C解析：液氯為液態(tài)Cl2，不能使干燥的紅色布條褪色；新制的氯水、“84”消毒液、次氯酸溶液中都含具有強氧化性的HClO，可使干燥的紅色布條褪色。8．下列說法正確的是()A．用氯氣制漂白粉的主要目的是使其轉變?yōu)檩^穩(wěn)定、便于貯存的Ca(ClO)2B．工業(yè)上漂白粉是由氯氣通入石灰水中制得的C．“84”消毒液與潔廁靈(主要成分為鹽酸)可以混用進行殺菌消毒D．漂白粉中的Ca(ClO)2和CaCl2都具有漂白性答案：A9．現(xiàn)有鹽酸、氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液和氯水四種溶液，可用來區(qū)別它們的一種試劑是()A．AgNO3溶液 B．酚酞溶液C．紫色石蕊溶液 D．飽和食鹽水答案：C解析：鹽酸使紫色石蕊溶液變紅；紫色石蕊溶液遇NaCl溶液無明顯現(xiàn)象；NaOH溶液使紫色石蕊溶液變藍；氯水使紫色石蕊溶液先變紅后褪色。10．氯氣及含氯化合物常被用來殺菌、消毒。(1)我國多數(shù)地區(qū)的自來水廠使用氯氣殺菌、消毒。氯氣和水反應生成具有殺菌作用的物質是。(2)工業(yè)上將氯氣通入氫氧化鈉溶液中制取消毒液，反應的化學方程式是，其中氧化劑是(填名稱，下同)；消毒液中的有效成分是。(3)使用氯水消毒不如用消毒液方便，原因是。答案：(1)HClO(或次氯酸)(2)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O氯氣次氯酸鈉(3)氯水中次氯酸含量低且次氯酸不穩(wěn)定，見光易分解11．(2023·湖南炎陵高一期末)下列關于氯氣和新制氯水的說法正確的是()A．足量鐵絲在Cl2中燃燒生成FeCl2B．向加有淀粉的KI溶液中通入少量Cl2后溶液變藍，說明Cl2的氧化性強于I2C．FeCl2溶液中滴加新制氯水，溶液變成棕黃色，說明新制氯水中含有還原性物質D．用強光照射新制氯水一段時間后，溶液pH升高答案：B解析：足量鐵絲在Cl2中燃燒生成FeCl3，故A錯誤；氧化劑的氧化性強于氧化產物，向加有淀粉的KI溶液中通入少量Cl2后溶液變藍，說明Cl2的氧化性強于I2，故B正確；FeCl2溶液中滴加新制氯水，溶液變成棕黃色，說明新制氯水中含有氧化性物質，故C錯誤；用強光照射新制氯水一段時間后，氯水最終生成鹽酸，pH降低，故D錯誤。12．Cl2是一種重要的化工原料，下圖是一些含氯產品。(1)①中鋼瓶上應貼的標簽為(填字母)。A．腐蝕品 B．爆炸品C．有毒品 D．易燃品(2)工業(yè)上利用Cl2制取鹽酸，其化學方程式為。Cl2溶于水可制得氯水，檢驗一瓶氯水是否已經完全變質，可選用的試劑是(填字母)。A．硝酸銀溶液 B．酚酞溶液C．碳酸鈉溶液 D．紫色石蕊溶液(3)自來水消毒不再使用Cl2，原因是，目前試用的消毒劑主要有、等。答案：(1)C(2)H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HClD(3)氯氣會與水中的有機物發(fā)生