《氯氣的性質》教案

PAGE第二節氯及其化合物基礎課時9氯氣的性質學習任務1．能通過實驗探究Cl2、HClO、次氯酸鹽的性質，培養學生“實驗探究與證據推理”的核心素養。2．建立含氯元素的物質間的轉化關系，培養學生“變化觀念與模型認知”的核心素養。3．了解Cl2的主要用途和發現史，培養學生“科學態度與社會責任”的核心素養。一、氯的存在和氯氣的物理性質1．氯的存在：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。2．氯氣的主要用途：重要的化工原料，制造鹽酸，有機溶劑、農藥、染料和藥品等，也可生產漂白液和漂白粉等。3．氯氣的物理性質與發現(1)Cl2是黃綠色、有刺激性氣味的氣體，有毒，熔點為－101_℃，沸點為－34.6_℃，密度為3.214g·L－1(0℃)，比空氣的密度大。25℃時，1體積水可溶解2體積Cl2，其水溶液稱為氯水。(2)18世紀70年代，瑞典化學家舍勒發現了Cl2,1810年，英國化學家戴維確認為Cl2。(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)氯元素在自然界中以化合態存在。 ()(2)氯氣是一種無色有毒氣體。 ()(3)氯氣泄漏時可逆風躲到低洼處。 ()[答案](1)√(2)×(3)×二、氯氣的化學性質氯原子結構示意圖為，最外層有7個電子，化學反應中容易得到1個電子，達到8電子穩定結構，故Cl2是很活潑的非金屬單質，是一種強氧化劑，具有強氧化性。1．Cl2與金屬單質的反應寫出下列反應的化學方程式(1)與鈉反應：2Na＋Cl2eq\o(=====,\s\up10(△))2NaCl。(2)與鐵反應：2Fe＋3Cl2eq\o(=====,\s\up10(△))2FeCl3。(3)與銅反應：Cu＋Cl2eq\o(=====,\s\up10(△))CuCl2。2．氯氣與非金屬單質的反應在空氣中點燃氫氣，然后把導管伸入盛有氯氣的集氣瓶中。(1)現象：氫氣在氯氣中安靜地燃燒，發出蒼白色火焰，集氣瓶口上方出現白霧。(2)化學方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up10(點燃))2HCl。(3)HCl氣體溶于水形成鹽酸。3．氯氣與H2O反應(1)新制氯水能殺菌、消毒，是因為氯氣與H2O反應，反應的化學方程式是Cl2＋H2O=HCl＋HClO，次氯酸具有強氧化性，能殺菌、消毒。(2)次氯酸①穩定性：次氯酸分解反應的化學方程式為2HClOeq\o(=,\s\up10(光))2HCl＋O2↑。②強氧化性：ⅰ.能將有色物質氧化為無色物質，作漂白劑。ⅱ.殺菌、消毒。③弱酸性：HClO的酸性比H2CO3弱，向NaClO溶液中通入足量CO2，離子方程式為ClO－＋CO2＋H2O=HClO＋HCOeq\o\al(－,3)。4．氯氣與堿的反應(1)與氫氧化鈉溶液反應——制取漂白液①制取反應的化學方程式：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。②離子方程式：Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。③漂白液的有效成分是次氯酸鈉。(2)與冷的石灰乳反應——制取漂白粉①制取反應的化學方程式：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劑又可作消毒劑。(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)Cl2是一種常見氧化劑，可以氧化金屬或某些非金屬單質。 ()(2)Cl2與過量Fe反應生成FeCl2。 ()(3)任何物質的燃燒必須有O2參與。 ()(4)Cl2與H2O反應的離子方程式為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”消毒液的有效成分為________。[答案](1)H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－(2)NaClO(1)氯水作漂白劑相對于漂白粉和漂白液作漂白劑的不足有哪些？[提示]Cl2在水中溶解度小，且生成的HClO不穩定、難以保存，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，能殺菌消毒。(3)漂白液中加幾滴食醋，可增強漂白性的原理是什么？寫出有離子方程式。[提示]加食醋，漂白液中生成了較多的HClO，ClO－＋CH3COOH=HClO＋CH3COO－。全面理解Cl2的性質及應用下面兩幅圖片是某氯氣泄漏事故現象。從圖片可以看出現場人員撤離時均用一塊毛巾捂住口鼻以防止吸入氯氣。(1)現場人員撤離時，是向高處轉移還是向低處轉移？若有風時，是逆風撤離還是順風撤離？(2)捂口鼻的毛巾如何處理？(3)消防人員在現場向空中噴灑石灰水，這是為什么？寫出有關化學方程式。[答案](1)高處、逆風撤離。(2)將毛巾蘸堿性肥皂水或小蘇打水吸收Cl2，不能蘸堿性很強的Na2CO3和NaOH溶液。(3)吸收空氣中的Cl2，2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。氯氣(Cl2)的主要性質1．氯氣與單質的反應注意：(1)Cl2是具有強氧化性的非金屬單質，與變價金屬反應時，生成高價態的金屬氯化物，如與Fe反應生成FeCl3而不是FeCl2，Cu與Cl2反應生成的是CuCl2而不是CuCl(氯化亞銅)。(2)描述現象時，固體小顆粒分散在空氣中形成“煙”，液體小液滴分散到空氣中形成“霧”。2．氯氣與H2O反應——氯水Cl2＋H2O=HCl＋HClO注意：Cl2通入水中部分Cl2參與反應，氯水中含Cl2。3．氯氣與堿反應①制漂白液：Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O②制漂白粉：Cl2與石灰乳反應制漂白粉，2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O4．氯氣與某些化合物反應(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屬和氯氣直接化合制得，又能由金屬和鹽酸反應制得的是()A．CuCl2 B．FeCl2C．NaCl D．FeCl3C[A項，銅與鹽酸不反應，錯誤；B項，鐵與氯氣反應生成氯化鐵，與鹽酸反應生成氯化亞鐵，錯誤；C項，鈉與氯氣或鹽酸反應均生成氯化鈉，正確；D項，根據B中分析可知D錯誤。]2．將紫色石蕊試液滴入NaOH溶液中，溶液變藍色，再通入氯氣，溶液由藍色先變成紅色，最后顏色慢慢褪去，其原因是()①氯氣有漂白性②氯氣與NaOH溶液反應③氯氣的水溶液呈酸性④次氯酸有漂白性⑤氯化鈉有漂白性A．①④ B．②③④C．①②③ D．④⑤B[Cl2與NaOH反應生成NaCl和NaClO，當Cl2過量時，Cl2與水反應生成HCl和HClO，溶液呈酸性，因此使石蕊變紅色，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)[實驗一]中產生氣泡的成分是什么？由[實驗一]的現象說明氯水中含有的微粒是什么？寫出該反應的離子方程式。(2)解釋[實驗二]中現象．(3)[實驗三]中2mL新制氯水在太陽光下放置發生的反應是什么？實驗中“紅色不褪去”的原因是什么？(4)由[實驗四]的現象，說明氯水中含有的微粒是什么？寫出反應的離子方程式。[答案](1)CO2氣體；說明氯水中含有H＋，反應離子方程式為COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑。(2)紫色石蕊試液變紅是因為氯水存在大量H＋，紅色褪去是因為Cl2與H2O反應生成HClO具有漂白性。(3)氯水中的HClO光照分解，反應的化學方程式為2HClOeq\o(=,\s\up10(光照))2HCl＋O2↑；長時間放置氯水中無HClO，失去漂白性，故紅色不褪去。(4)Cl－，Ag＋＋Cl－=AgCl↓。1．氯水的成分及主要性質(1)氯水的成分——“三分子、四離子”(2)氯水的性質2．次氯酸的主要性質注意：氯水應保存于棕色試劑瓶中，放于冷暗處。3．液氯、新制氯水、久置氯水的比較物質液氯新制氯水久置氯水成分Cl2Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－H＋、Cl－、H2O、OH－分類純凈物混合物混合物顏色黃綠色淺黃綠色無色性質氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性保存特制鋼瓶棕色試劑瓶盛裝，密封保存于陰涼處，一般現用現配—3．在新制氯水中存在多種分子和離子，下列實驗現象和結論一致且正確的是()A．溶液呈淺黃綠色，且有刺激性氣味，說明有Cl2存在B．加入有色布條，有色布條褪色，說明有Cl2存在C．加入鹽酸酸化的AgNO3溶液，產生白色沉淀，說明有Cl－存在D．加入NaOH溶液，新制氯水淺黃綠色消失，說明有HClO存在A[因為Cl2是黃綠色且有刺激性氣味的氣體，所以溶液呈淺黃綠色且有刺激性氣味，說明有Cl2存在，故A正確；加入有色布條，有色布條褪色，體現了HClO的漂白性，故B錯誤；鹽酸中含有Cl－，加入鹽酸酸化的AgNO3溶液，產生白色沉淀，不能說明原溶液中有Cl－存在，故C錯誤；NaOH溶液能和新制氯水中的Cl2發生反應Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，新制氯水淺黃綠色消失，故D錯誤。]4．(雙選)新制氯水與久置氯水相比較，下列說法不正確的是()A．都呈酸性B．前者能使有色布條褪色C．光照新制氯水有氣體逸出，該氣體是Cl2D．加入KI淀粉溶液后溶液均變藍CD[新制氯水中含有Cl2、HClO、H2O3種分子，H＋、Cl－、ClO－、OH－4種離子，光照時發生反應2HClOeq\o(=,\s\up10(光照))2HCl＋O2↑，所以久置的氯水實際上已經是鹽酸，故A、B項正確，C、D項錯誤。]1．田鼠對莊稼產生危害，Cl2可用于消滅田鼠，因此可將Cl2用軟管通入田鼠洞中，這是利用了氯氣下列性質中的()①黃綠色②密度比空氣大③有毒④易液化⑤能溶于水A．①②B．②③C．①②③D．③④⑤[答案]B2．氯氣是一種化學性質很活潑的非金屬單質，下列敘述中不正確的是()A．紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒，生成CuCl2B．鈉在氯氣中燃燒，生成白色的煙C．純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒，發出蒼白色火焰，集氣瓶口呈現白色煙霧D．氯氣能與水反應生成次氯酸和鹽酸，久置氯水最終變為稀鹽酸C[H2與Cl2反應生成的HCl在瓶口形成的霧，不是煙霧，C項錯誤。]3．實驗室為了使用方便，通常將氯氣溶解于水中形成氯水或將氯氣降溫加壓形成液氯來使用。下列有關這兩種液體的實驗描述都正確的是()A．兩種液體都可以使干燥的布條褪色B．兩種液體都可以使干燥的藍色石蕊試紙變紅C．用這兩種液體都可給自來水消毒D．分別向這兩種液體中投入幾顆金屬鋅粒均有氣泡產生C[液氯不能使干燥的布條或石蕊試紙褪色，液氯與Zn反應也不能生成氣體，ABD項均錯。]4．結合氯氣的相關知識解決下列問題。(1)漂白粉能與鹽酸發生反應，但鹽酸濃度不同時，漂白粉與鹽酸混合發生反應的類型不同。①漂白粉與稀鹽酸發生復分解反應，化學方程式為________________________________________________________________。②漂白粉與濃鹽酸發生氧化還原反應，化學方程式為________________________________________________________________。(2)氯水中含有多種成分，因而具有很多性質，根據氯水分別與如圖四種物質發生的反應填空(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”)。②c過程中的現象是___________________________________。③a過程的離子方程式為_______________________________。[解析](1)①鹽酸酸性強于次氯酸，漂白粉與稀鹽酸反應生成氯化鈣和次氯酸，化學方程式為Ca(ClO)2＋2HCl=CaCl2＋2HClO；②次氯酸根離子具有強的氧化性，能夠氧化濃鹽酸，次氯酸鈣與濃鹽酸發生氧化還原反應生成氯氣、氯化鈣和水，化學方程式為Ca(ClO)2＋4HCl(濃)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(2)①氯水中的HClO有強氧化性，一般在應用其漂白性時，HClO的強氧化性將有色物質氧化成無色物質，本題中氯水能使石蕊試液先變紅，后褪色，故合理選項是d。②氯水中有Cl－，加入AgNO3溶液，發生反應：Ag＋＋Cl－=AgCl↓，生成AgCl白色沉淀。[答案](1)①Ca(ClO)2＋2HCl=CaCl2＋2HClO②Ca(ClO)2＋4HCl(濃)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O(2)①d②產生白色沉淀③Cl2＋2I－=I2＋2Cl－課后訓練鞏固提升1.下列關于氯氣的說法中不正確的是()A.氯氣是黃綠色氣體,易液化B.氯氣有毒,吸入過多會使人中毒死亡C.相同狀況下氯氣的密度比空氣的密度大D.氯氣易溶于水,并能與水反應,氯水無色答案:D解析:氯氣能溶于水,溶于水的氯氣只有一部分與水反應,氯水中仍然有氯氣分子,所以氯水為淺黃綠色。2.能使干燥的有色布條褪色的是()A.氯氣 B.新制氯水C.液氯 D.鹽酸答案:B解析:選項中的物質只有氯水中含有HClO,能使干燥的有色布條褪色。3.用氯氣消毒的自來水配制下列溶液時,會使配制的溶液變質的是()①NaOH②AgNO3③Na2CO3④FeCl2A.②④ B.③④C.①③ D.①②③④答案:D解析:用氯氣消毒的自來水仍含有余氯,氯氣能與NaOH反應,能將FeCl2氧化;氯氣溶于水中,產生鹽酸和次氯酸,鹽酸與AgNO3溶液反應產生AgCl沉淀,與Na2CO3溶液反應會產生CO2氣體。4.在氯水中存在多種分子和離子,它們在不同的反應中表現出各自的性質。下列實驗現象和結論正確的是()A.加入有色布條,一會兒有色布條褪色,說明溶液中有Cl2存在B.溶液呈淺黃綠色,有刺激性氣味,說明有Cl2存在C.加入鹽酸酸化,再加入硝酸銀溶液產生白色沉淀,說明氯水中有Cl-存在D.加入NaOH溶液,氯水淺黃綠色消失,說明有HClO分子存在答案:B解析:能使有色布條褪色的物質是次氯酸,不是氯氣,A項錯誤;溶液呈淺黃綠色,說明有氯氣存在,B項正確;加入鹽酸,引入了氯離子,不能說明溶液中有氯離子存在,C項錯誤;加入氫氧化鈉溶液,氯水淺黃綠色消失,是因為氯氣與氫氧化鈉反應,不能說明次氯酸分子存在,D項正確。5.氯氣可用于生活用水的殺菌和消毒,這是因為()A.氯氣本身有毒,可毒死細菌和病毒B.氯氣具有漂白作用C.氯氣與水反應生成具有強氧化性的HClOD.氯氣與水反應生成的HCl是強酸答案:C解析:氯氣與水反應生成HClO,HClO具有強氧化性,能殺菌和消毒。6.濕潤的藍色石蕊試紙接觸氯氣后,其顏色變化為()A.變紅 B.先變紅后變白C.變白 D.不變答案:C解析:氯氣與水反應生成HCl和HClO,H+使濕潤的藍色石蕊試紙變紅(很快),HClO將石蕊漂白后試紙變白(較慢)。7.合乎實際并可用于工業生產的是()A.用金屬鈉與氯氣反應制取氯化鈉B.氫氣與氯氣混合后經強光照射制取氯化氫C.利用氯氣與澄清石灰水反應制取漂白粉D.利用氯氣與NaOH溶液反應制備漂白液答案:D解析:氯化鈉可從海水中得到,成本低,而用金屬鈉制取氯化鈉成本高,且不便于操作,安全性低,A項錯誤;氫氣與氯氣混合后經強光照射可能發生爆炸,且不便于操作,B項錯誤;澄清石灰水中Ca(OH)2濃度太低,不利于獲得漂白粉,C項錯誤。8.工業上將氯氣制成漂白粉的主要目的是()A.使它轉變為較易溶于水的物質B.轉變為較穩定,便于貯存的物質C.提高氯的百分含量D.提高漂白能力答案:B解析:將氯氣制成漂白粉主要目的是次氯酸鈣比次氯酸穩定得多,易保存,使用起來方便。9.現有X、Y、Z三種元素,已知:①X、Y、Z的單質在常溫下均為氣體。②X的單質在Z的單質中燃燒,產生蒼白色火焰,產物XZ的水溶液可使紫色石蕊溶液變紅。③由X、Y組成的化合物X2Y常溫下為液體。④Z的單質溶于X2Y中,所得溶液具有漂白性。據此推斷:(1)寫出元素符號:X,Y,Z。

(2)寫出②中反應的化學方程式:,該反應中氧化劑是。

(3)寫出④中反應的化學方程式:,其中具有漂白性的物質是。

答案:(1)HOCl(2)H2+Cl22HClCl2(3)Cl2+H2OHCl+HClOHClO解析:抓住特征現象和特征性質進行推斷。根據蒼白色可推出是氫氣在氯氣中燃燒,產生的HCl水溶液呈酸性,使紫色石蕊溶液變紅。常溫下的液體X2Y應為H2O,Cl2與水反應生成的HClO具有漂白性。選考奠基素養提升1.下面關于氯氣的敘述中,正確的是()A.氯氣可使有色鮮花褪色,說明氯氣具有漂白性B.氯氣沒有漂白性,但通入石蕊溶液中,最終石蕊溶液會褪色C.因為氯氣能與鐵反應,所以不能用鋼瓶儲存液氯D.聞氯氣的氣味時要將集氣瓶放在鼻孔下輕輕吸氣答案:B解析:氯氣沒有漂白性,起漂白作用的是氯氣與鮮花中的水反應生成的HClO,A項錯誤;氯氣在加熱條件下能與鐵反應,常溫下干燥氯氣不與鐵反應,可以用鋼瓶儲存液氯,C項錯誤;氯氣有毒,應用手在瓶口處輕輕扇動,僅使極少量氯氣飄進鼻孔,D項錯誤。2.用漂白粉溶液浸泡過的有色布條,如果晾置在空氣中,過了一段時間,其漂白效果會更好的原因可能是()A.漂白粉被氧化了B.有色布條被空氣中的氧氣氧化了C.漂白粉與空氣中的CO2反應充分,生成了較多量的HClOD.漂白粉溶液蒸發掉部分水,其濃度增大答案:C解析:漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,Ca(ClO)2有漂白作用是因為它在空氣中發生反應,生成具有漂白性的HClO:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO,HClO的濃度增大,漂白效果更好。3.室溫下,單質A、B、C分別為固體、黃綠色氣體、無色氣體,在適當反應條件下,它們可以按下圖進行反應,如果E溶液是無色的,請回答下列問題:(1)A是,B是,C是(均填化學式)。

(2)反應①的化學方程式為

。

(3)反應③的化學方程式為

。

(4)反應④的化學方程式為

。

答案:(1)FeCl2H2(2)2Fe+3Cl22FeCl3(3)Fe+2HClFeCl2+H2↑(4)2FeCl2+Cl22FeCl3解析:由B為黃綠色的氣體單質,可知B為Cl2,C為無色氣體且與Cl2能發生反應,則C為H2,E為HCl;由反應③④可以推出,在金屬活動性順序中A為排在H前面的金屬,且A為變價金屬,因此A為Fe。4.漂白粉是過去常用的自來水消毒劑,它是次氯酸鈣、氯化鈣和氫氧化鈣所組成的水合復鹽,是將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(填化學式)。

(2)上述反應中,化合價有變化的元素是(填元素名稱)。

(3)漂白粉在潮濕的空氣中放置會慢慢失效,請寫出有關反應的化學方程式:。

(4)長期露置于空氣中的漂白粉,加稀鹽酸后產生的氣體是(填字母代號)。

A.O2 B.Cl2C.CO2 D.HClO(5)新型自來水消毒劑ClO2可由如下反應制取:Cl2+2X2NaCl+2ClO2,則X的化學式為。

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鈣。(2)從化學方程式可知,反應中只有氯元素化合價發生變化。(3)漂白粉中的Ca(ClO)2易與空氣中的水和二氧化碳反應生成HClO,HClO不穩定,見光分解,生成的物質沒有漂白性,從而導致漂白粉失效。(4)長期露置于空氣中的漂白粉,主要成分為CaCl2和CaCO3,加稀鹽酸后產生CO2氣體。(5)化學方程式為Cl2+2X2NaCl+2ClO2,反應物中除2X外,有2個Cl原子,生成物中有2個Na原子、4個Cl原子、4個O原子,根