3.1.2 氯氣的性質(zhì)及應(yīng)用學(xué)案2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）必修第一冊

新蘇教版高中化學(xué)必修1PAGEPAGE1第2課時氯氣的性質(zhì)及應(yīng)用[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.認(rèn)識氯氣與金屬和非金屬的反應(yīng)。2.知道氯水的成分和性質(zhì)。3.知道氯氣與堿反應(yīng)制取漂白劑和漂白粉的原理。一、氯氣與金屬、非金屬單質(zhì)的反應(yīng)1．氯氣的物理性質(zhì)氯氣是一種黃綠色、密度比空氣大，有刺激性氣味的有毒氣體。在加壓的條件下，氯氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)(稱為液氯)，可儲存于鋼瓶中，便于運(yùn)輸和使用。2．氯氣與金屬的反應(yīng)實驗操作實驗現(xiàn)象推測生成物用化學(xué)方程式表示切取綠豆粒大小的金屬鈉，用濾紙吸干其表面的煤油，放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈微熱，待熔成球狀，將盛有氯氣的集氣瓶倒扣其上白煙NaCl2Na＋Cl2=2NaCl將擦亮的細(xì)鐵絲繞成螺旋狀，一端系火柴，點燃火柴，待火柴即將燃盡時，迅速伸入盛有氯氣的集氣瓶中棕褐色的煙FeCl32Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2FeCl3坩堝鉗夾住一束銅絲，加熱至紅熱，立即放入盛有氯氣的集氣瓶中棕黃色的煙CuCl2Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))CuCl2結(jié)論：氯氣在一定的條件下，能與金屬反應(yīng)，生成高價金屬氯化物。3．氯氣與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)(1)氫氣與氯氣在點燃或光照條件下，化合成氯化氫。化學(xué)方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃或光照))2HCl。(2)HCl溶于水得到鹽酸，工業(yè)上利用電解飽和食鹽水得到的氯氣和氫氣制取鹽酸。特別提醒(1)H2在Cl2中燃燒的火焰為蒼白色，集氣瓶口產(chǎn)生白霧，HCl極易溶于空氣中的水蒸氣形成鹽酸小液滴。(2)煙是固體小顆粒，如FeCl3棕褐色煙；霧是小液滴，如HCl氣體在空氣中形成鹽酸小液滴。(3)燃燒是發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化反應(yīng)，燃燒不一定有氧氣參與。(1)雖然氯氣有毒，但仍可聞氯氣的氣味，方法是用手輕輕在集氣瓶瓶口扇動，使極少量氯氣飄進(jìn)鼻孔()(2)發(fā)生氯氣泄漏時，污染區(qū)的居民應(yīng)向低洼處轉(zhuǎn)移()(3)鐵絲在少量的Cl2中燃燒可生成FeCl2()(4)Cu在Cl2中燃燒產(chǎn)生棕黃色的煙，若反應(yīng)后，向集氣瓶中加少量水振蕩，可得到棕黃色溶液()(5)Na在Cl2中燃燒產(chǎn)生的是白煙，而H2在Cl2中燃燒則產(chǎn)生白霧()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√1．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B．鐵絲在氯氣中燃燒，產(chǎn)生棕褐色的煙，產(chǎn)物溶于水，溶液呈淺綠色C．銅絲在氯氣中燃燒，產(chǎn)生棕黃色的煙，產(chǎn)物溶于水，溶液呈藍(lán)綠色D．鈉在氯氣中燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體答案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(yīng)生成FeCl3，F(xiàn)eCl3溶液呈黃色，B項錯誤。2．下列金屬氯化物中，既能由金屬和氯氣直接反應(yīng)制得，又能由金屬鹽酸反應(yīng)制得的是()A．CuCl2 B．FeCl2C．FeCl3 D．AlCl3答案D解析銅與鹽酸不反應(yīng)，A項錯誤；鐵與氯氣反應(yīng)生成FeCl3，與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2，B、C項錯誤。二、氯水的性質(zhì)1．實驗探究氯氣溶于水(1)操作：如圖，取一支100mL的針筒抽取80mL氯氣，再抽取20mL水，振蕩。(2)現(xiàn)象：剛開始抽進(jìn)去氯氣的時候針管內(nèi)為黃綠色，抽取水振蕩后活塞向里移動，水溶液顏色逐漸變?yōu)闇\黃綠色，最終活塞移動至大約60mL處。(3)結(jié)論：氯氣能溶于水，其水溶液叫氯水，呈淺黃綠色，常溫常壓下，1體積水約能溶解2體積氯氣。2．氯水的成分探究(1)探究實驗序號實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論①將干燥的有色布條和濕潤的有色布條分別放入兩瓶干燥的氯氣中干燥的有色布條不褪色，濕潤的有色布條褪色干燥的氯氣無漂白性，氯水有漂白性②分別用玻璃棒蘸取新制氯水和稀鹽酸，滴在pH試紙上滴有鹽酸的試紙變紅，滴有氯水的試紙中間變?yōu)榘咨馊ψ兗t氯水中有能使試紙變紅的酸和能使有色物質(zhì)褪色的漂白性物質(zhì)③向1mL新制氯水中滴加幾滴硝酸銀溶液和稀硝酸產(chǎn)生白色沉淀新制氯水中含有Cl－綜合分析得結(jié)論：氯氣溶于水得到的氯水顯酸性，有漂白作用，氯水中存在Cl－，干燥的氯氣無漂白性。(2)進(jìn)一步的實驗證明，氯氣溶于水得到的氯水具有漂白性是因為溶解在水中的部分氯氣與H2O反應(yīng)生成了HClO，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cl2＋H2OHCl＋HClO，氯水能殺菌消毒。(3)氯水中所含的分子有Cl2、HClO、H2O，氯水中所含的離子有Cl－、H＋、ClO－、OH－。特別提醒①在相同條件下，反應(yīng)既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，也能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)叫作可逆反應(yīng)。②氯水中含有Cl2、HClO等分子，也含有H＋、Cl－等離子，說明Cl2與H2O不能完全反應(yīng)，只能進(jìn)行到一定的限度。Cl2＋H2OHCl＋HClO為可逆反應(yīng)。3．次氯酸(1)次氯酸能使染料等有機(jī)色素褪色，有漂白作用，還能殺菌消毒。(2)次氯酸不穩(wěn)定，見光易分解，化學(xué)方程式：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))O2↑＋2HCl。(3)次氯酸是弱酸，其酸性比碳酸還弱。4．次氯酸鹽(1)氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)制取漂白劑(有效成分為次氯酸鈉)，其化學(xué)方程式為Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，其原理可視為化學(xué)方程式①＋②＋③：①Cl2＋H2OHCl＋HClO②HCl＋NaOH=NaCl＋H2O③HClO＋NaOH=NaClO＋H2O(2)氯氣和石灰乳反應(yīng)制取漂白粉(有效成分為次氯酸鈣)，其化學(xué)程式為2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O。(3)次氯酸鹽溶于水后與空氣中的CO2反應(yīng)生成次氯酸，漂白粉與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3＋2HClO。拓展視野二氧化氯(ClO2)是一種有刺激性氣味的黃綠色氣體，在水中的殺菌、消毒能力比氯氣強(qiáng)，效果更持久，受水體的pH變化影響小，且使用起來非常方便、安全。(1)氯氣、氯水、液氯是同一種物質(zhì)，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)Cl2通入到紫色石蕊試液中的現(xiàn)象是先變紅后褪色()(4)可用pH試紙測定氯水的pH()(5)家庭中使用漂白粉時，為了增強(qiáng)漂白能力，可以加入少量的食醋()(6)工業(yè)上可以用澄清石灰水與Cl2反應(yīng)制得漂白粉()(7)漂白劑、漂白粉的漂白、消毒原理相同，都是在酸性條件下生成具有漂白、消毒作用的次氯酸(HClO)()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)√1.實驗表明：將氯水滴加到藍(lán)色石蕊試紙上，試紙上會出現(xiàn)如圖所示的半徑慢慢擴(kuò)大的內(nèi)外兩個圓環(huán)，且兩環(huán)顏色不同，下列有關(guān)說法中不正確的是()A．此實驗表明氯水具有酸性、漂白性B．內(nèi)環(huán)呈白色，外環(huán)呈紅色或淺紅色C．氯水中形成次氯酸的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)D．內(nèi)外環(huán)上顏色的差異表明此變化過程中，鹽酸與指示劑的反應(yīng)比氧化還原反應(yīng)快答案C解析由氯水的成分可知，該實驗?zāi)鼙砻髀人哂兴嵝浴⑵仔?，A正確；內(nèi)環(huán)呈白色，外環(huán)呈紅色或淺紅色，內(nèi)環(huán)是HClO起作用，外環(huán)是H＋起作用，B正確；Cl2＋H2OHCl＋HClO，是氧化還原反應(yīng)，C錯誤。2．下列有關(guān)漂白粉和漂白劑的說法正確的是________(填序號)。①工業(yè)上將氯氣通入澄清石灰水制取漂白粉②漂白劑的有效成分是NaClO，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2③漂白粉和Fe(OH)3膠體都常用于自來水的處理，二者的作用原理不相同④漂白粉在空氣中久置不可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)⑤漂白粉在空氣中久置變質(zhì)，理由是漂白粉中的CaCl2與空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3⑥漂白粉在空氣中不穩(wěn)定，所以可用于漂白紙張答案②③解析①不正確，漂白粉是將Cl2通入石灰乳中制得的混合物，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；②正確，漂白劑的有效成分是NaClO，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2；③正確，漂白粉用于自來水殺菌消毒，F(xiàn)e(OH)3膠體用于除去水中的懸浮雜質(zhì)，二者的作用原理不同；④不正確，漂白粉在空氣中久置的化學(xué)方程式為Ca(ClO)2＋H2O＋CO2=CaCO3＋2HClO、2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，有氧化還原反應(yīng)；⑤不正確，漂白粉在空氣中變質(zhì)的原因是Ca(ClO)2＋H2O＋CO2=CaCO3＋2HClO，而CaCl2與H2O和CO2不反應(yīng)；⑥不正確，漂白粉能用于漂白紙張，與其強(qiáng)氧化性有關(guān)，與其不穩(wěn)定性無關(guān)。1．自來水廠常用氯氣對生活用水進(jìn)行殺菌消毒。市場上有些不法商販為牟取暴利，用這樣的自來水冒充純凈水(離子的濃度非常低)出售，給人們的生活造成了一定的不良影響。在下列化學(xué)試劑中，可以用于鑒別這種自來水和純凈水的是()A．酚酞溶液 B．氯化鋇溶液C．氫氧化鈉溶液 D．硝酸銀溶液答案D解析Cl2消毒過的自來水中含有HCl和HClO，用AgNO3溶液即可鑒別，產(chǎn)生白色沉淀的是自來水，不產(chǎn)生白色沉淀的是純凈水。2．下列關(guān)于氯氣的說法不正確的是()A．盡管氯氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑，但是干燥的液氯能用鋼瓶貯存B．氯氣和液氯是兩種不同的物質(zhì)C．可以用濃硫酸除去氯氣中的水蒸氣D．Cl2跟變價金屬反應(yīng)生成高價金屬氯化物答案B解析氯氣和液氯是同一種物質(zhì)的不同狀態(tài)，B不正確。3．有關(guān)氯氣的性質(zhì)或用途的敘述錯誤的是()A．工業(yè)上用氯氣與消石灰反應(yīng)來制漂白粉B．自來水常用氯氣來消毒殺菌，其有效成分是HClOC．氯氣有毒，制取氯氣的尾氣要用堿溶液吸收D．氫氣不能在氯氣中燃燒答案D解析工業(yè)上利用反應(yīng)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O制取漂白粉，A正確；用Cl2對自來水消毒時，發(fā)生的反應(yīng)為Cl2＋H2OHCl＋HClO，有效成分為HClO，B正確；Cl2有毒，可用堿溶液吸收Cl2，C正確；H2能在Cl2中燃燒生成HCl，D錯誤。4．漂白粉在生活、生產(chǎn)中用途廣泛。已知濃鹽酸和次氯酸鈣能發(fā)生反應(yīng)：Ca(ClO)2＋4HCl(濃)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。用貯存很久的漂白粉與濃鹽酸制得的氯氣中，可能含有的雜質(zhì)氣體是()①CO2②HCl③H2O④O2A．①②③ B．②③④C．②③ D．①④答案A解析貯存很久的漂白粉中混有CaCO3[Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3＋2HClO]，與濃鹽酸反應(yīng)時會有CO2氣體產(chǎn)生，而反應(yīng)過程中帶出的水及濃鹽酸中揮發(fā)出的氯化氫，也是不可避免的，所以氯氣中會混有CO2、HCl、H2O。5．在第一次世界大戰(zhàn)期間，有一次德軍與英法聯(lián)軍在比利時對峙，黎明時，英法聯(lián)軍前線戰(zhàn)壕的士兵突然看到一股黃綠色氣體逐漸襲來，很快數(shù)百名英、法聯(lián)軍戰(zhàn)士窒息而死。后來人們在打掃戰(zhàn)場時發(fā)現(xiàn)跑到山坡上的士兵竟幸免于難。(1)由上述事例可歸納出氯氣的性質(zhì)有______________________________________________。(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：①鐵絲在氯氣中燃燒：__________________________________________________________。②鐵粉溶于鹽酸中：____________________________________________________________。③少量的鐵粉溶于氯水中：______________________________________________________。(3)將新鮮的花瓣放入干燥的氯