新教材2023年高中化學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課時氯氣的性質課件新人教版必修第一冊

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(yǎng)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。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(huán)境保護的重要意義,增強社會責任感。目標素養(yǎng)5.了解氯氣的發(fā)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(tài)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(huán)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(yǎng)嚴謹求實的科學精神。目標素養(yǎng)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(tài)。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(fā)現和常見性質1.氯氣的發(fā)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(fā)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?根據氯氣的性質,你能推測在實驗室中應該怎樣收集氯氣嗎?提示:聞氯氣氣味的方法:用手在盛有氯氣的瓶口上方向鼻孔輕輕扇動,使極少量氣體飄進鼻孔。收集氯氣的方法:可采用向上排空氣法收集,不能采用排水法,但可以用排飽和食鹽水法收集。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(fā)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(fā)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(wěn)定,在光照條件下容易發(fā)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(wěn)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,也可用作游泳池等場所的

消毒

劑。

微思考3漂白粉、漂白液的使用都比較方便,但如果保存不善,它們也容易變質,想一想它們變質后會生成什么物質?應該怎樣保存呢?提示:漂白液中的NaClO在空氣中會與空氣中的H2O、CO2作用生成HClO。HClO見光易分解為HCl和O2,因此漂白液最終會變成含有NaCl、HCl的溶液。漂白粉則會變成含有CaCl2和CaCO3的混合物。保存時應注意密封、避光。微判斷(1)漂白粉和漂粉精都屬于純凈物。(

)(2)Cl2與H2O反應的離子方程式為Cl2+H2O══2H++Cl-+ClO-。(

)××一、氯氣的性質規(guī)律重難歸納1.氯氣與金屬的反應規(guī)律。(1)大多數金屬在一定條件下都能跟氯氣發(fā)生化合反應(Pt、Au等除外)。(2)氯氣與金屬的反應均屬于氧化還原反應,氯氣為氧化劑。(3)氯氣與變價金屬發(fā)生反應時,金屬均能被氧化為高價態(tài)。如Fe→FeCl3、Cu→CuCl2等。(4)常溫下,干燥的氯氣或液氯都不與鐵發(fā)生反應,所以干燥的氯氣和液氯可以貯存在鋼瓶中。2.氯氣的氧化性。(1)氯氣具有強氧化性,不但表現在與金屬的反應中,也可表現在其他一些反應中,如氯氣遇到一些還原性物質如FeCl2、SO2等的時候,也可把它們氧化為高價態(tài)的化合物。(2)氯氣與水或堿的反應中,氯氣既做氧化劑又做還原劑。(1)某氯氣泄漏事故現場人員撤離時均用一塊毛巾捂住口鼻以防止吸入氯氣,請說明應急處理毛巾的方法。(2)消防人員在某氯氣泄漏事故現場向空中噴灑石灰水進行處理,請說明這樣處理的原理(用化學方程式說明)。提示:(1)可以將毛巾蘸肥皂水或小蘇打水等呈弱堿性的溶液。(2)2Cl2+2Ca(OH)2══CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。典例剖析下圖所示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(yǎng)皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl(濃)══2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,Cl2+2NaBr══2NaCl+Br2,Cl2+2KI══2KCl+I2,Fe3+遇KSCN溶液變紅色。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固體上滴加一滴濃鹽酸后,產生的氯氣會與a~e處的物質發(fā)生反應。a處發(fā)生反應Cl2+2KI══2KCl+I2,可知氧化性:

Cl2>I2,b處發(fā)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項錯誤。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項錯誤。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項錯誤。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項正確。學以致用1.生活中難免會遇到一些突發(fā)事件,我們要善于利用學過的知識,采取科學有效的方法保護自己。如果發(fā)生了氯氣泄漏,以下自救方法不得當的是(

)。A.戴上浸有氫氧化鈉溶液的口罩撤離B.向地勢高的地方撤離C.觀察風向,逆風撤離D.用浸有純堿水的毛巾捂住口鼻撤離答案:A解析:NaOH溶液具有腐蝕性,A項錯誤;氯氣的密度大于空氣的密度,故應向地勢高的地方撤離,B項正確;氯氣有毒,發(fā)生泄漏時,應逆風撤離,C項正確;純堿水為Na2CO3溶液,可以吸收氯氣,D項正確。2.下列說法不正確的是(

)。A.鈉和鐵一樣,都能在氯氣中燃燒生成金屬氯化物B.液氯是氯氣的水溶液,它能使干燥的有色布條褪色C.氯氣與變價金屬反應生成高價金屬氯化物D.氯水具有殺菌、漂白作用是因為氯水中含有強氧化性的次氯酸答案:B解析:液氯是液態(tài)的Cl2,不能使干燥的有色布條褪色,B項錯誤。二、氯水的成分與性質重難歸納1.氯水成分分析。氯水中存在反應:Cl2+H2O══HCl+HClO,HClO和HCl發(fā)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(qū)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。

用經氯氣消毒的自來水養(yǎng)金魚,應將自來水放置在陽光照射的地方兩天以上,才容易使金魚適應新的水源。(1)自來水經過太陽照射一段時間后,才適宜養(yǎng)金魚的原因是什么(用必要文字和化學方程式表示)?(2)將盛有氯水的燒瓶置于陽光下照射有氣泡產生,此氣泡成分是什么?燒瓶內溶液的酸堿性變化是怎樣的?(3)向含有酚酞的氫氧化鈉溶液中滴加氯水,可以觀察到什么現象?產生此現象的可能原因是什么?并設計實驗驗證產生此現象的可能原因。提示:(1)用氯氣消毒的自來水中,含有少量氯氣和次氯酸,次氯酸有強氧化性,經過陽光照射,發(fā)生化學反應2HClO2HCl+O2↑,放出氧氣。(2)氣泡的成分是氧氣。燒瓶內溶液酸性增強。(3)溶液紅色褪去?？赡苡袃煞N原因:①氯水中含具有強氧化性的HClO,它的漂白性使溶液褪色;②氫氧化鈉與氯水中含有的酸性物質反應,溶液的堿性減弱而使溶液褪色。向褪色后的溶液中再加入氫氧化鈉溶液,若溶液重新變?yōu)榧t色則是原因②;若溶液無明顯變化,則是原因①。典例剖析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+答案:D解析:A項,氯水因含氯氣分子而呈淺黃綠色,正確;B項,Ag+與Cl-生成AgCl白色沉淀,正確;C項,碳酸氫鈉與酸發(fā)生反應:H++

══H2O+CO2↑,正確;D項,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,錯誤。學以致用下列對新制氯水與久置氯水性質的敘述正確的是(

)。A.都為黃綠色B.都具有漂白性C.都能與硝酸銀溶液反應產生白色沉淀D.都能使紫色石蕊溶液變紅答案:C解析:新制備的氯水含有氯氣分子,顯淺黃綠色,久置氯水主要成分為HCl,不含氯氣分子,不顯黃綠色,故A錯誤;久置氯水不含次氯酸,所以不具有漂白性,故B錯誤;新制氯水與久置氯水都含有氯離子,都能與銀離子反應生成白色氯化銀沉淀,故C正確;新制氯水含有氫離子和次氯酸分子,能夠使紫色石蕊溶液先變紅后褪色,久置氯水的主要成分為HCl,能夠使紫色石蕊溶液變紅,故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(yè)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:D解析:Cl2使有色的鮮花變色,是因為Cl2與水反應生成的HClO具有漂白性,D項錯誤。2.如圖所示,在A處通入未經干燥的氯氣,當關閉B閥時,C處的紅布條看不到明顯現象;當打開B閥后,C處的紅布條逐漸褪色。則D瓶中盛放的溶液可能是(

)。①飽和NaCl溶液

②NaOH溶液③H2O

④濃硫酸A.①②

B.①③C.②④

D.③④答案:C解析:干燥的氯氣沒有漂白性,D中盛放能消耗氯氣的物質或干燥氯氣的物質均會使C處的紅布條無明顯現象。A處通入未經干燥的Cl2,關閉B閥時,C處干燥的紅布條看不到明顯現象,當打開B閥后,C處干燥的紅布條逐漸褪色,則洗氣瓶D中裝的物質具有吸水性或能與氯氣發(fā)生化學反應。①飽和NaCl溶液不與氯氣反應,也不能將氯氣干燥,不符合題意,故①不選;②NaOH溶液與氯氣反應,除去氯氣,符合題意,故②選;③水