氯氣及氯的化合物 第2課時(shí) 學(xué)案 高一上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）必修第一冊

第二課時(shí)氯氣的性質(zhì)及應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．從氯原子結(jié)構(gòu)，特別是最外層電子角度，結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識氯氣的強(qiáng)氧化性，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析相結(jié)合探究物質(zhì)性質(zhì)的能力。2．初步了解次氯酸的弱酸性、強(qiáng)氧化性和不穩(wěn)定性，結(jié)合其漂白性，認(rèn)識氯氣、次氯酸在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)環(huán)保意識，強(qiáng)化自身的社會責(zé)任感。一、eq\a\vs4\al(氯氣的性質(zhì)及應(yīng)用)一、氯氣的物理性質(zhì)顏色氣味密度水溶性特性黃綠色刺激性比空氣大約1∶2(氯水呈淺黃綠色)易液化二、氯氣的化學(xué)性質(zhì)1．氯氣與金屬單質(zhì)的反應(yīng)化學(xué)方程式現(xiàn)象與Na2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2NaCl劇烈燃燒，火焰呈黃色，產(chǎn)生白煙與Fe2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3產(chǎn)生棕褐色煙，溶于水，溶液呈黃色與CuCu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))CuCl2產(chǎn)生棕黃色煙，溶于水，溶液呈藍(lán)色【注意】與變價(jià)金屬反應(yīng)生成最高價(jià)態(tài)金屬氯化物。2．氯氣與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)在空氣中點(diǎn)燃?xì)錃猓缓笊烊胧⒂新葰獾募瘹馄恐小?1)現(xiàn)象：氫氣在氯氣中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，集氣瓶口上方出現(xiàn)白霧。(2)化學(xué)方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃或光照))2HCl。3．氯氣與水的反應(yīng)(1)新制氯水能殺菌、消毒，是因?yàn)槁葰馀cH2O反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cl2＋H2OHCl＋HClO，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，能殺菌、消毒。(2)次氯酸①不穩(wěn)定性次氯酸見光分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。②強(qiáng)氧化性ⅰ.能使有色物質(zhì)褪色，作漂白劑。ⅱ.殺菌、消毒。③弱酸性HClO的酸性比H2CO3的弱，向NaClO溶液中通入足量CO2，化學(xué)方程式為NaClO＋CO2＋H2O=HClO＋NaHCO3。(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證次氯酸的漂白性實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋有色布條不褪色干燥的氯氣不具有漂白性有色布條褪色濕潤的氯氣具有漂白性鮮花褪色濕潤的氯氣具有漂白性結(jié)論氯氣不具有漂白性，次氯酸具有漂白性4．氯氣與堿的反應(yīng)(1)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)——制取漂白劑、吸收尾氣①制取反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。②漂白劑的有效成分是NaClO。(2)與石灰乳反應(yīng)——制取漂白粉①制取反應(yīng)的化學(xué)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漂白粉的漂白原理：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。三、氯氣的用途1．氯氣可用于消毒。2．工業(yè)制造鹽酸、漂白劑、農(nóng)藥等。3．廣泛應(yīng)用于合成聚氯乙烯、制備藥物、冶金及染料工業(yè)等各個領(lǐng)域。【對點(diǎn)練習(xí)】1．田鼠對莊稼產(chǎn)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。這是利用了下列氯氣性質(zhì)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．①② B．②③C．①②③ D．③④⑤解析：選B將Cl2通入田鼠洞里滅鼠，一方面利用其密度比空氣大，能沉在洞里，另一方面是利用Cl2有毒，故選B。2．氯氣是一種化學(xué)性質(zhì)很活潑的非金屬單質(zhì)。下列敘述不正確的是()A．紅熱的銅絲在氯氣中劇烈燃燒，生成棕黃色的煙B．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(fā)出蒼白色火焰，集氣瓶口呈現(xiàn)白色煙霧D．氯氣能與水反應(yīng)生成次氯酸和鹽酸，久置氯水最終變?yōu)橄←}酸解析：選CH2和Cl2反應(yīng)生成HCl氣體，HCl易溶于水，可觀察到白霧，沒有煙，故C錯誤。3．在生產(chǎn)生活中我們需要對餐具、水、疫源地等進(jìn)行殺菌消毒處理，我們最常用的消毒劑有漂白粉、84消毒液、二氧化氯、潔廁劑(主要成分為HCl)等含氯試劑。但是將84消毒液和潔廁劑混用卻會因產(chǎn)生Cl2引起中毒。(1)84消毒液的主要成分是什么？有效成分是什么？寫出84消毒液和潔廁劑混合使用引起中毒的化學(xué)方程式。(2)寫出制造84消毒液的化學(xué)方程式。解析：(1)84消毒液的主要成分是NaClO和NaCl，潔廁劑的主要成分是HCl，兩者常溫下反應(yīng)生成有毒氣體Cl2，人吸入引起中毒。(2)84消毒液由Cl2與NaOH溶液反應(yīng)制得。答案：(1)NaClO和NaCl；NaClO；2HCl＋NaClO=Cl2↑＋H2O＋NaCl。(2)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。二、eq\a\vs4\al(氯水的成分與性質(zhì)的多樣性)1．將盛有氯水的燒瓶置于陽光下照射，有氣泡產(chǎn)生，此氣泡成分是氯氣嗎？燒瓶內(nèi)溶液的酸堿性有何變化？提示：不是。酸性增強(qiáng)(因反應(yīng)2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，反應(yīng)中放出O2，且有HCl生成，故燒瓶內(nèi)溶液的酸性增強(qiáng))。2．某同學(xué)用玻璃棒蘸取氯水，滴在pH試紙上，待顏色不再變化后，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比，確定氯水的pH。這種操作正確嗎？如不正確，應(yīng)用什么儀器測量氯水的pH?提示：不正確。因?yàn)槁人哂衅仔?，可以漂白pH試紙，所以無法確定pH的大小。應(yīng)用pH計(jì)測量氯水的pH。3．(情境應(yīng)用)你知道如何用自來水養(yǎng)金魚嗎？首先，用容器取適量的自來水，將其放置在陽光照射的地方兩天(三天更好)，再將其倒進(jìn)魚缸里面。這是因?yàn)樽詠硭疄榱诉m合人類飲用，都經(jīng)過了處理，其中含有氯氣，此氣體對于金魚的生長不利，時(shí)間久了很容易造成金魚死亡。將其放置在陽光照射的地方，是因?yàn)樵陉柟庹丈湎拢梢允褂卸疚镔|(zhì)減少，從而使金魚慢慢適應(yīng)新的水源。①自來水用氯氣消毒，說明氯氣具有哪些方面的性質(zhì)？②自來水曬過一段時(shí)間后，可以減少水中的有毒物質(zhì)，發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)？提示：①自來水用氯氣消毒，說明氯氣具有強(qiáng)氧化性。②氯氣對自來水消毒后，含有少量氯氣和次氯酸。經(jīng)過陽光照射后，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。4．試討論：新制氯水有哪些主要性質(zhì)？提示：新制氯水中主要含有三種分子H2O、Cl2、HClO和四種離子H＋、Cl－、ClO－、OH－，新制氯水成分的多樣性決定了新制氯水性質(zhì)上的多重性。(1)新制氯水呈淺黃綠色，是由于Cl2存在；(2)新制氯水呈酸性(H＋)：能與碳酸氫鈉反應(yīng)放出CO2氣體；又由于HClO的存在，藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色；(3)不穩(wěn)定性：光照新制氯水，HClO見光分解，發(fā)生反應(yīng)2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，產(chǎn)生的氣體是O2不是Cl2；(4)漂白性：能使有色布條褪色；(5)在新制氯水中加入硝酸酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀?！究偨Y(jié)歸納】1．氯水的成分氯水中存在反應(yīng)：Cl2＋H2OHCl＋HClO，HClO和HCl發(fā)生電離。氯水中含有以下微粒：2．新制氯水的多重性質(zhì)在氯水中含有多種微粒，因此在與不同物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，表現(xiàn)出不同微粒的性質(zhì)，現(xiàn)列表如下：所加試劑參與反應(yīng)的微粒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式或解釋AgNO3溶液Cl－白色沉淀HCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3Na2CO3固體H＋有氣泡產(chǎn)生2HCl＋Na2CO3=2NaCl＋CO2↑＋H2O有色布條HClO有色布條顏色褪去漂白性FeCl2溶液Cl2溶液由淺綠色變成黃色2FeCl2＋Cl2=2FeCl3石蕊溶液HClO、H＋先變紅后褪色酸性和漂白性3．新制氯水與久置氯水的區(qū)別(1)區(qū)別新制氯水久置氯水顏色淺黃綠色無色主要微粒Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－H＋、Cl－、H2O性質(zhì)酸性、氧化性、漂白性酸性(2)變化的原因Cl2＋H2OHClO＋HCl，2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑?！緦c(diǎn)練習(xí)】1．向盛有Cl2的三個集氣瓶甲、乙、丙中各注入下列液體中的一種，經(jīng)過振蕩，現(xiàn)象如下圖所示，則甲、乙、丙中注入的液體分別是()①AgNO3溶液②NaOH溶液③水A．②①③ B．①②③C．③②① D．①③②解析：選A氯氣為黃綠色氣體，能溶于水，溶于水得到氯水，氯水因?yàn)槿芙饬寺葰怙@淺黃綠色，三個集氣瓶中只有丙中顏色為淺黃綠色，所以丙中液體為水；氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，鹽酸與硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，甲和乙中，只有乙因出現(xiàn)了白色沉淀而變渾濁，所以乙中液體為硝酸銀溶液；氯氣能夠與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，所以氯氣能被氫氧化鈉吸收，溶液為無色，故甲中液體為氫氧化鈉溶液，則甲、乙、丙注入的液體分別是②①③。2．下列關(guān)于氯水性質(zhì)及現(xiàn)象的描述和相關(guān)解釋正確的是()操作現(xiàn)象解釋A將氯水加入紫色石蕊試液中石蕊試液先變紅色后褪色氯水中有H＋B氯水中加入硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀氯水中有Cl－C氯水中加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生氣體氯水中有HClOD氯水中加入有色布條有色布條褪色氯水中有Cl2解析：選B氯氣與水反應(yīng)生成HCl、HClO，HCl顯強(qiáng)酸性，使石蕊試液變紅，HClO具有強(qiáng)氧化性，使石蕊褪色，故A錯誤；氯水中加入硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明生成白色沉淀氯化銀，所以氯水中含有Cl－，故B正確；次氯酸的酸性弱于碳酸的酸性，所以氯水中加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生氣體，說明反應(yīng)的是鹽酸而不是次氯酸，故C錯誤；氯水中加入有色布條，有色布條褪色是因?yàn)榇温人岬钠仔?，而不是因?yàn)槁葰獾淖饔?，故D錯誤。3．實(shí)驗(yàn)室為了使用方便，通常將氯氣溶解于水中形成氯水或?qū)⒙葰饨禍丶訅盒纬梢郝葋硎褂?。下列有關(guān)這兩種液體的實(shí)驗(yàn)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(lán)色石蕊試紙變紅C．用這兩種液體都可以給自來水消毒D．分別向這兩種液體中投入幾顆金屬鋅粒均有氣泡產(chǎn)生解析：選C氯氣無漂白性，氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸具有漂白性，故氯水具有漂白性，液氯是氯氣的液態(tài)形式，無漂白性，不能使干燥的布條褪色，A錯誤；新制氯水中含有HCl和HClO，能使干燥的藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色，液氯不顯酸性，故不能使干燥的藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色，B錯誤；液氯給自來水消毒，是利用氯氣與水反應(yīng)生成HClO的性質(zhì)，氯水本身就含有HClO，故兩種液體都可給自來水消毒，C正確；氯水顯酸性，故鋅與H＋反應(yīng)可生成氫氣，液氯中無氫離子，故無氣泡產(chǎn)生，D錯誤。4.氯水是一種環(huán)境消毒劑，在生活中有著廣泛的應(yīng)用。氯水中含有多種成分，因而具有多種性質(zhì)，根據(jù)氯水分別與如圖四種物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)填空(a、b、c、d中重合部分代表物質(zhì)間反應(yīng)，且氯水足量)。Ⅰ.(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__________________________________________________，b過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________。(3)久置的氯水變?yōu)開_______，用化學(xué)反應(yīng)方程式表示為________________________________________________________________________。(4)實(shí)驗(yàn)室保存飽和氯水的方法是_________________________________________。Ⅱ.(1)化學(xué)研究小組發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)光照射下新制氯水產(chǎn)生細(xì)小氣泡，且淺黃綠色逐漸消失，請預(yù)測氣泡的成分________。(2)請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測定強(qiáng)光照射下久置氯水中氯元素的質(zhì)量(簡單敘述實(shí)驗(yàn)過程即可，不涉及具體數(shù)值計(jì)算)：________________________________________________________________________。解析：Ⅰ.氯水中含有HCl、Cl2、H2O、HClO等，可以與AgNO3溶液、Na2CO3等發(fā)生反應(yīng)。HClO具有漂白性，故氯水可使石蕊先變紅(HCl的酸性)后褪色，但HClO不穩(wěn)定，見光易分解。Ⅱ.(1)氯氣和水反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2＋H2OHCl＋HClO，次氯酸見光易分解：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，所以氣泡的成分為氧氣。(2)久置氯水中所有的氯元素都反應(yīng)為氯離子，再利用硝酸銀檢驗(yàn)氯離子，方法為量取一定量的試樣，加入足量的硝酸銀溶液，過濾、洗滌、干燥，稱量沉淀質(zhì)量。答案：Ⅰ.(1)d(2)有白色沉淀生成Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑(3)稀鹽酸2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑(4)在陰涼處置于棕色試劑瓶中密封保存Ⅱ.(1)氧氣(2)量取一定量的試樣，加入足量的硝酸銀溶液，過濾、洗滌、干燥，稱量沉淀質(zhì)量【隨堂訓(xùn)練】1．城市生活用水可用漂白粉殺菌、消毒。下列關(guān)于漂白粉的敘述正確的是()A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2B．將Cl2制成漂白粉的主要目的是使它轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的物質(zhì)，便于保存和運(yùn)輸C．漂白粉是由Cl2與燒堿反應(yīng)制得的D．在使用漂白粉時(shí)最好與濃鹽酸共用解析：選B漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，故A錯誤；氯水中的HClO具有漂白性，但易分解且不易保存、運(yùn)輸，所以制成固態(tài)漂白粉，故B正確；漂白粉是由氯氣與石灰乳反應(yīng)制得的，故C錯誤；漂白粉與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯氣，且氯氣有毒，故D錯誤。2．下列說法不正確的是(