第1課時氯氣的性質1.能通過實驗探究氯氣的物理性質、化學性質,體會實驗對認識和研究物質性質的重要作用,培養證據推理意識。2.能用氧化還原反應、離子反應的觀點預測并解釋氯氣的化學性質,并能用化學方程式正確表達。3.以氯及其化合物知識的學習為線索,建立含氯元素的物質間的轉化關系,進一步了解研究物質的思路和方法。目標素養4.通過含氯物質性質和用途的學習,感受物質性質和用途的關系,體會化學對生活、環境保護的重要意義,增強社會責任感。5.了解氯氣的發現史,學習科學家的研究精神及勤于鉆研、嚴謹求實的科學態度。初步學會氯氣的實驗室制備方法,并能根據反應原理選取合適的實驗裝置,樹立安全意識和環保意識。6.了解氯離子的檢驗方法,能夠排除雜質離子的干擾,培養嚴謹求實的科學精神。

目標素養知識概覽一、氯的原子結構及氯元素的存在1.氯的原子結構。

表現出

氧化

性。2.氯元素的存在形態。氯是一種重要的“

成鹽

元素”,在自然界中主要以

NaCl

、MgCl2、CaCl2等形式存在于海水中,還存在于陸地的鹽湖、鹽礦中。

二、氯氣的發現和常見性質1.氯氣的發現。氯氣是18世紀70年代,瑞典化學家

舍勒

在研究軟錳礦時發現的,但受當時流行學說的影響,他未能確認。直到1810年,英國化學家戴維才確認這種氣體是氯氣。

2.氯氣的物理性質。氯氣是一種

黃綠

色、

有刺激性

氣味的氣體,密度比空氣的

大

,能溶于水。

微思考1如何聞氯氣的氣味?提示:取一個盛滿氯氣的集氣瓶,用手在瓶口上方向鼻孔輕輕扇動,使極少量氣體飄進鼻孔。三、氯氣的化學性質1.與金屬單質的反應。2.與非金屬單質的反應。

微思考2我們以前學過的燃燒反應,都是物質在氧氣中的燃燒。通過觀察氫氣在氯氣中的燃燒,你對燃燒的條件及其本質有什么新的認識?提示:燃燒并不一定需要氧氣參與。燃燒是指發光、放熱的劇烈氧化反應。3.與水的反應。(1)25℃時,1體積水可溶解約

2

體積氯氣,氯氣的水溶液稱為氯水,氯水呈淺黃綠色。

(2)溶于水的部分氯氣與水發生反應,化學方程式為Cl2+H2O

HCl+HClO,該反應的氧化劑是

Cl2

,還原劑是

Cl2

。(3)次氯酸具有

強氧化

性,能殺死水中的病菌,起到消毒的作用。

(4)驗證次氯酸的漂白性。

褪色原因分析:使有色物質褪色的物質

不是氯氣本身,而是氯氣與水反應生成的次氯酸

。

(5)次氯酸是很弱的酸,只存在于水溶液中。次氯酸不穩定,在光照條件下容易發生分解反應,化學方程式為

2HClO2HCl+O2↑

。

4.與堿的反應。(1)自來水常用氯氣來殺菌、消毒,但因氯氣的溶解度不大,而且生成的HClO不穩定,不便于

保存

。因此常用氯氣與堿反應制取次氯酸鈉、次氯酸鈣等具有

漂白

作用的物質。(2)Cl2與NaOH溶液反應可以得到以

NaClO

為有效成分的漂白液。反應的化學方程式為

2NaOH+Cl2══NaCl+NaClO+H2O

。(3)將Cl2通入冷的石灰乳中,可以得到以

Ca(ClO)2

為有效成分的漂白粉。反應的化學方程式為

2Ca(OH)2+2Cl2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

。如果Cl2與Ca(OH)2反應充分,并使次氯酸鈣成為主要成分,則得到漂粉精。

(4)漂白液、漂白粉、漂粉精可用作漂白棉、麻、紙張等的

漂白

劑,又可用作游泳池等場所的

消毒

劑。

微判斷

(1)漂白粉和漂粉精都屬于純凈物。(

)(2)濕潤的有色布條遇Cl2褪色,說明Cl2具有漂白性。(

)××一氯氣、次氯酸及其鹽的性質問題探究下面圖片是模擬氯氣泄漏事故緊急疏散現場。(1)從圖片可以看出,現場人員撤離時,均用一塊用水打濕的毛巾捂住口鼻,這樣可以減少氯氣的危害,原因是什么?不考慮當時的條件,為了盡量減少氯氣的危害,毛巾最好用什么溶液打濕?提示:氯氣能與水反應,減少氯氣的吸入。毛巾最好用堿性溶液打濕,如肥皂水、蘇打或小蘇打溶液。(2)消防人員在現場向空中噴灑石灰水,這是為什么?請用化學方程式說明原理。提示:2Cl2+2Ca(OH)2══CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。(3)制取漂白粉時應選擇石灰水還是石灰乳?為什么?提示:由于氫氧化鈣的溶解度較小,制備漂白粉不能用石灰水,應用石灰乳。歸納總結1.Cl2的主要性質。(1)氯氣與金屬反應時表現出強氧化性,與變價金屬反應時得到高價的氯化物(如與Fe反應生成FeCl3);氯氣不但能與活潑金屬反應,也能與某些不活潑金屬發生反應(如與銅反應)。(2)H2與Cl2的反應條件可以是點燃,用于制HCl,然后溶于水制備鹽酸,也可以是加熱或光照二者的混合氣體,但會發生爆炸。(3)溶于水的部分氯氣與水發生反應,氯水中仍有剩余的Cl2分子。(4)Cl2與堿反應可用于工業上制漂白液、漂白粉和漂粉精。制漂白粉、漂粉精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.次氯酸的性質。

3.含氯漂白劑的使用注意事項。(1)漂白液、漂白粉和漂粉精在空氣中久置會變質失效,都必須密封保存。(2)濃鹽酸與次氯酸鈣能發生下列反應:Ca(ClO)2+4HCl(濃)══CaCl2+2Cl2↑+2H2O,所以不能將濃鹽酸和含氯漂白劑混合在一起使用。用貯存很久的漂白粉與濃鹽酸反應制得的氯氣中,可能含有的雜質氣體有CO2、HCl。典例剖析【例1】

下圖是驗證氯氣性質的微型實驗,a、b、c、d、e是浸有相關溶液的濾紙。向KMnO4固體上滴加一滴濃鹽酸后,立即用另一培養皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl══2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,Cl2+2NaBr══2NaCl+Br2,Cl2+2KI══2KCl+I2,Fe3+遇KSCN溶液變紅。對實驗現象的“解釋或結論”正確的是(

)。

選項實驗現象解釋或結論Aa處變藍,b處變紅棕色氧化性:Cl2>Br2>I2Bc處先變紅,后褪色氯氣與水生成了酸性物質Cd處立即褪色氯氣與水生成了漂白性物質De處變紅色還原性:Fe2+>Cl-答案:D解析:向KMnO4固體滴加一滴濃鹽酸后,產生的氯氣會與a~e處的物質發生反應。a處發生反應Cl2+2KI══2KCl+I2,可知氧化性:

Cl2>I2,b處發生反應Cl2+2NaBr══2NaCl+Br2,可知氧化性Cl2>Br2,但無法比較Br2與I2的氧化性強弱,A錯誤;c處藍色石蕊試紙先變紅后褪色,可知在此過程中有酸性物質生成,同時生成了漂白性物質,B錯誤;d處立即褪色,在此過程中只能判斷溶液不再顯堿性,無法判斷有無漂白性物質生成,C錯誤;e處變紅,說明Fe2+被Cl2氧化為Fe3+,而Cl2被還原為Cl-,還原劑Fe2+的還原性強于還原產物Cl-的還原性,D正確。學以致用1.下列各化合物不能由單質直接化合制取的是(

)。A.FeCl3 B.CuCl2C.AlCl3

D.FeCl2答案:D解析:因Cl2化學性質很活潑,與變價金屬反應時生成高價態金屬氯化物,Fe元素有+2價、+3價,Cu元素有+1價、+2價,Al元素只有+3價,所以D項符合題意。2.漂粉精暴露在潮濕的空氣中易失效,其原因與下列敘述無關的是(

)。A.HClO的酸性比H2CO3的弱B.Ca(ClO)2是鹽C.HClO見光易分解D.Ca(ClO)2能與碳酸反應答案:B解析:HClO的酸性比H2CO3的弱,漂粉精暴露在潮濕的空氣中,其主要成分Ca(ClO)2易吸收空氣中的H2O和CO2生成HClO,Ca(ClO)2+H2O+CO2══CaCO3↓+2HClO,HClO見光易分解:2HClO2HCl+O2↑,生成無漂白性的物質而失效,該過程與Ca(ClO)2是鹽無關,故選B。二氯水的成分與性質問題探究某實驗小組對氯水成分和性質進行了研究:(1)實驗一的現象表明氯水具有哪些性質?提示:酸性和漂白性。(2)結合化學方程式說明實驗二中“紅色不褪去”的原因。提示:HClO不穩定,光照條件下分解生成HCl和氧氣,化學方程式為2HClO2HCl+O2↑,光照后溶液中不存在HClO,因此“紅色不褪去”。(3)實驗三中產生的白色沉淀是什么?說明氯水中含有哪種微粒?提示:白色沉淀是AgCl,說明氯水中含有Cl-。(4)可以用pH試紙檢測氯水的酸堿性嗎?為什么?提示:不可以。因為氯水有漂白性,會將pH試紙漂白,無法判斷溶液的酸堿性,可以用pH計檢測氯水的酸堿性。歸納總結1.氯水成分分析。氯水中存在反應:Cl2+H2O

HCl+HClO,HClO和HCl發生電離。氯水中含有以下粒子:2.新制氯水的性質。氯水中存在多種粒子,決定了它具有多重性質。3.液氯、新制氯水和久置氯水的比較。(1)區別。比較項目液氯新制氯水久置氯水粒子種類Cl2H2O、Cl2、H+、Cl-、HClO、ClO-、OH-H2O、H+、Cl-、OH-分類純凈物混合物混合物比較項目液氯新制氯水久置氯水顏色黃綠色淺黃綠色無色性質氧化性酸性、氧化性、漂白性等酸性保存特制鋼瓶棕色試劑瓶裝,密封放置在冷暗處,一般現用現配—(2)變化的原因。

典例剖析【例2】

在探究新制飽和氯水成分的實驗中,下列實驗現象及得出的結論不正確的是(

)。A.氯水的顏色呈淺黃綠色,說明氯水中含有Cl2B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,產生白色沉淀,說明氯水中含有Cl-C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有氣泡產生,說明氯水中含有H+D.藍色石蕊試紙滴加氯水只是變紅,說明氯水中含有H+D解析:氯水因含氯氣分子而呈淺黃綠色,A正確;Ag+與Cl-生成AgCl白色沉淀,B正確;碳酸氫鈉與酸發生反應:H++══H2O+CO2↑,C正確;藍色石蕊試紙滴加氯水后變紅說明氯水中含有H+,但氯水中還含有HClO,會使變紅的試紙再褪色,D錯誤。學以致用3.下列關于氯水的敘述正確的是(

)。A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子B.新制氯水可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色C.光照新制氯水有氣泡逸出,該氣體是Cl2D.新制氯水在密閉無色玻璃瓶中放置數天后酸性將減弱答案:B解析:新制氯水中存在的粒子有Cl2、H2O、HClO、Cl-、H+,A錯誤;光照新制氯水發生反應2HClO2HCl+O2↑,故產生的氣體為O2,C錯誤;放置數天后HClO分解為HCl,酸性增強,D錯誤。1.下列有關氯氣的性質或用途的敘述中錯誤的是(

)。A.工業上用氯氣與消石灰反應來制漂白粉B.用向上排空氣法可收集氯氣C.氯氣有毒,制取氯氣的尾氣要用堿溶液來吸收D.氯氣能使有色的鮮花變色,說明氯氣具有漂白性答案:D2.如圖所示,在A處通入未經干燥的氯氣,當關閉