人教版高中化學(xué)必修第一冊第2章海水中的重要元素-鈉和氯第2節(jié)第1課時氯氣的性質(zhì)課件

第二章第二節(jié)第一課時氯氣的性質(zhì)知識點一氯氣與單質(zhì)及水的反應(yīng)知識點二氯氣與堿的反應(yīng)目錄索引

素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)要點1.能從氯原子的結(jié)構(gòu)水平認(rèn)識氯原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念,從氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)的角度認(rèn)識氯氣及含氯化合物的性質(zhì),培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的學(xué)科素養(yǎng)。2.通過實驗對氯水的成分進(jìn)行探究,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科素養(yǎng)。一種顏色:氯氣為黃綠色兩個重要反應(yīng):氯氣與水和堿的反應(yīng)三分子、四離子:氯水的成分知識點一氯氣與單質(zhì)及水的反應(yīng)基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)一、氯元素的存在和氯氣的物理性質(zhì)1.氯元素的存在、發(fā)現(xiàn)與用途(1)氯元素的存在: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,還存在于陸地的鹽湖和鹽礦中。(2)氯氣的發(fā)現(xiàn):18世紀(jì)70年代,瑞典化學(xué)家

發(fā)現(xiàn)了Cl2,1810年,英國化學(xué)家

確認(rèn)這種氣體是Cl2。

(3)氯氣的主要用途:重要的

,用于制造

、有機溶劑、農(nóng)藥、染料和藥品等。

舍勒戴維化工原料鹽酸2.物理性質(zhì)

顏色常用于推斷Cl2的存在狀態(tài)氣味

色

__________________

__________________黃綠氣體刺激性氣味二、氯氣的化學(xué)性質(zhì)氯原子最外層有7個電子,化學(xué)反應(yīng)中容易

1個電子,使最外電子層達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故Cl2是很活潑的非金屬單質(zhì),具有

性。

1.Cl2與金屬單質(zhì)的反應(yīng)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:(1)與鈉反應(yīng):

。

(2)與鐵反應(yīng):

。

Cl2和變價金屬反應(yīng)時,生成最高價態(tài)金屬氯化物。(3)與銅反應(yīng):

。

得到強氧化2Na+Cl22NaCl

2Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl22.氯氣與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)

操作在空氣中點燃?xì)錃?然后把導(dǎo)管伸入盛有氯氣的集氣瓶中現(xiàn)象

氫氣與氯氣混合后,強光照射會發(fā)生爆炸。氫氣在氯氣中安靜地

,發(fā)出蒼白色火焰,集氣瓶口上方出現(xiàn)

。

火焰的顏色常用于物質(zhì)的推斷

結(jié)論化學(xué)方程式:

燃燒白霧H2+Cl22HCl3.氯氣與H2O反應(yīng)

氯氣難溶于飽和食鹽水25℃時,1體積的水可溶解約2體積Cl2,其水溶液稱為

。

顏色為淺黃綠色(1)實驗探究:操作現(xiàn)象有色布條

有色布條

鮮花

結(jié)論氯氣本身

漂白性,氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物

有漂白性

氯水不褪色褪色褪色沒有HClO(2)Cl2與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

氯氣既表現(xiàn)氧化性,又表現(xiàn)還原性(3)次氯酸的性質(zhì)①次氯酸具有

,能殺菌、消毒。

②次氯酸的強氧化性還能使某些染料和有機色素褪色,因此次氯酸可用作

。

③次氯酸為很弱的酸,只存在于水溶液中,次氯酸不穩(wěn)定,見光分解生成O2,化學(xué)方程式為

。

Cl2+H2OHCl+HClO

強氧化性

漂白劑2HClO2HCl+O2↑名師點撥聞氯氣氣味的方法用手輕輕地在瓶口扇動,使極少量的氯氣飄進(jìn)鼻孔。無論氣體是否有毒,聞氣體氣味時均需如此操作。辨析比較氯氣與金屬單質(zhì)反應(yīng)的現(xiàn)象物質(zhì)現(xiàn)象鈉產(chǎn)生白煙鐵產(chǎn)生紅棕色煙銅產(chǎn)生棕黃色煙深度思考1通過H2在Cl2中的燃燒,你對燃燒的條件及其本質(zhì)有什么新的認(rèn)識?提示

H2在O2中可以燃燒,在Cl2中也可以燃燒,由此可知燃燒不一定有O2參加,燃燒的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng),所有的發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的氧化還原反應(yīng)都稱為燃燒。特別提醒煙與霧的區(qū)別煙——固體小顆粒分散在氣體中形成的分散系。霧——小液滴分散在氣體中形成的混合物。教材拓展自來水消毒劑:氯氣、二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)。深度思考2閱讀教材“科學(xué)·技術(shù)·社會”回答:氯水長期放置在空氣中,最后溶液中的溶質(zhì)是什么?由此分析氯水應(yīng)該如何保存?提示

HCl。由三個圖像可知溶液中氫離子、氯離子的濃度增大,氧氣的含量增大,可知發(fā)生反應(yīng)2HClO2HCl+O2↑,最后溶質(zhì)為HCl。氯水應(yīng)保存在棕色試劑瓶中,放置在低溫避光處。重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

氯氣的性質(zhì)例1(2024·陜西西安高一檢測)某同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行有關(guān)Cl2的實驗。下列說法正確的是(

)A.Ⅰ圖中:鮮花褪色證明氯氣有漂白作用B.Ⅱ圖中:除去氯氣中的少量HCl,試劑X可選用飽和食鹽水C.Ⅲ圖中:氫氣在氯氣中劇烈燃燒,產(chǎn)生白煙D.Ⅳ圖中:鐵絲在氯氣中燃燒生成氯化亞鐵B解析

鮮花中含有水分,與氯氣反應(yīng)生成次氯酸,具有強氧化性,Ⅰ圖中:鮮花褪色證明次氯酸有漂白作用,故A錯誤;氯氣在飽和食鹽水中的溶解度較小,氯化氫在飽和食鹽水中的溶解度較大,Ⅱ圖中:除去氯氣中的少量HCl,試劑X可選用飽和食鹽水,故B正確;氯化氫在空氣中與水蒸氣結(jié)合成鹽酸的酸霧,Ⅲ圖中:氫氣在氯氣中劇烈燃燒,產(chǎn)生白霧,故C錯誤;Ⅳ圖中:鐵絲在氯氣中燃燒生成氯化鐵,故D錯誤。[對點訓(xùn)練1]下列關(guān)于氯氣的說法中正確的是(

)A.氯氣在常溫下能與鐵反應(yīng),故不能用鐵罐存放液氯B.點燃?xì)錃夂吐葰獾幕旌蠚怏w可以制取氯化氫C.氯氣氧化性很強,一般都能將還原劑中被氧化的元素氧化到它的最高價態(tài)D.氯原子最外層有7個電子,所以氯元素只有-1價和+7價C解析

氯氣是一種化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷姆墙饘賳钨|(zhì),幾乎能與所有金屬化合,但與金屬反應(yīng)時通常都需加熱,常溫或低溫條件下,干燥氯氣不能與鐵反應(yīng),故常溫下能用鐵罐存放液氯,A不正確;在空氣中燃燒著的氫氣可以在氯氣中繼續(xù)安靜地燃燒,生成氯化氫,工業(yè)上就是利用這一原理來制備氯化氫的,但如果點燃的是氫氣和氯氣的混合氣體,則可能會發(fā)生爆炸,B不正確;氯氣是一種強氧化性氣體,通常能將還原劑中被氧化的元素氧化到其最高價態(tài),C正確;氯元素除-1價和+7價外,還有0價(Cl2)、+1價(HClO)、+3價(HClO2)、+5價(HClO3)等,D不正確。探究角度2

氯水的成分和性質(zhì)例2(2024·重慶檢測)下列實驗過程中,不會產(chǎn)生氣體的是(

)C解析

新制的氯水中含有次氯酸,次氯酸見光分解放出氧氣,A不符合題意;新制的氯水中含有鹽酸,鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w,B不符合題意;新制的氯水含有鹽酸,鹽酸與硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀,不放出氣體,C符合題意;久置氯水主要為HCl的水溶液,與Na2O2反應(yīng)有O2生成,D不符合題意。圖解要點

解答有關(guān)氯水問題的思路如下:歸納總結(jié)

新制氯水與久置氯水的區(qū)別

物質(zhì)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[對點訓(xùn)練2]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.①③②A解析

氯氣為黃綠色氣體,能溶于水,溶于水得到氯水,氯水因為溶解氯氣顯淺黃綠色,三個集氣瓶中只有丙顏色為淺黃綠色,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,只有乙出現(xiàn)了白色的沉淀而變渾濁,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?！咀兪皆O(shè)問】(1)若將集氣瓶丙長時間放置在陽光下,會發(fā)生什么現(xiàn)象?(2)向集氣瓶丙中加入一定量的石蕊溶液,會觀察到什么現(xiàn)象,為什么?提示

溶液中有少量的氣泡生成,集氣瓶中的氣體的顏色和溶液的顏色逐漸變淺,最后變?yōu)闊o色氣體和無色的溶液。提示

紫色石蕊溶液先變紅色后褪色。原因是氯水溶液中含有HCl和HClO,溶液呈酸性,因此能使紫色石蕊溶液變紅,而其中的HClO又具有漂白性,因此又能使變色的石蕊褪為無色。歸納總結(jié)

氯水的成分與性質(zhì)1.氯水的成分:2.新制氯水的性質(zhì):知識點二氯氣與堿的反應(yīng)1.與堿溶液的反應(yīng)

日常常用的“84”消毒液

(1)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)——制取漂白液

用于氯氣的尾氣吸收

反應(yīng)的化學(xué)方程式:

,

離子方程式:

。

(2)與石灰乳反應(yīng)——制取漂白粉

不是石灰水(濃度太小)反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

如果Cl2與Ca(OH)2充分反應(yīng),并使

成為主要成分,則得到

。

Cl2+2NaOH══NaCl+NaClO+H2OCl2+2OH-══Cl-+ClO-+H2O

2Ca(OH)2+2Cl2══CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCa(ClO)2

漂粉精

2.漂白液與漂白粉的比較

物質(zhì)漂白液漂白粉漂粉精主要成分NaCl、NaClOCaCl2、Ca(ClO)2Ca(ClO)2有效成分

用途

NaClOCa(ClO)2

Ca(ClO)2

作漂白劑、消毒劑

深度思考為了增加漂白粉的漂白性,通常可將漂白粉與稀鹽酸混合使用,因發(fā)生反應(yīng):Ca(ClO)2+2HCl══CaCl2+2HClO,但在空氣中使用時,通常不加鹽酸就可得到漂白效果,你能解釋其中的原因嗎?提示

漂白粉與空氣中的水和二氧化碳反應(yīng),生成HClO:Ca(ClO)2+H2O+CO2══CaCO3↓+2HClO。教材拓展漂白粉必須密封保存,敞口放置變質(zhì)的原因是:Ca(ClO)2+H2O+CO2══CaCO3↓+2HClO,2HClO2HCl+O2↑。重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

氯氣與堿的反應(yīng)例1如圖A處通入Cl2,當(dāng)關(guān)閉B閥時,C處的濕潤的紅布條沒有明顯變化,當(dāng)打開B閥時,C處的濕潤紅布條逐漸褪色,則D瓶中裝的溶液是(

)A.濃硫酸

B.NaOH溶液C.水

D.NaCl溶液B解析

打開B閥,C處濕潤紅布條逐漸褪色,說明Cl2進(jìn)入C中與水反應(yīng)生成了次氯酸,關(guān)閉B閥,C處濕潤紅布條不褪色,說明Cl2通過D中溶液,被全部吸收,故該溶液能與Cl2反應(yīng),如NaOH溶液。通過盛濃硫酸D瓶,氯氣仍然是干燥的,遇C處濕潤的紅布條,紅色布條褪色,而不是無明顯變化,故A錯誤;NaOH溶液與氯氣反應(yīng)吸收氯氣,所以當(dāng)關(guān)閉B閥時,C處濕潤的紅布條沒有明顯變化,當(dāng)打開B閥時,C處的濕潤紅色布條逐漸褪色,故B正確;氯氣通入水,攜帶出水蒸氣,氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性,當(dāng)關(guān)閉B閥時,C處濕潤的紅布條逐漸褪色,而不是沒有明顯變化,故C錯誤;若D中為NaCl溶液,不能吸收氯氣,當(dāng)關(guān)閉B閥時,C處濕潤的紅布條逐漸褪色,而不是沒有明顯變化,故D錯誤。[對點訓(xùn)練1](2024·山東聊城高一檢測節(jié)選)某校課外小組的學(xué)生,利用排飽和食鹽水的方法收集了一圓底燒瓶的氯氣,同時制備了一圓底燒瓶的飽和氯水,探究完成以下性質(zhì)實驗。請按要求回答下列問題:按圖中所示安裝好實驗裝置,U形管內(nèi)盛有有色墨水,A、B兩端液面相平,圓底燒瓶中盛滿氯氣。通過分液漏斗向圓底燒瓶中滴加少量氫氧化鈉溶液,觀察到的現(xiàn)象是__________________________________

,

請簡單解釋原因:____________________________________________________

。

反應(yīng)化學(xué)方程式為

。

圓底燒瓶內(nèi)氣體的顏色變淺,U形管A端Cl2與少量氫氧化鈉溶液反應(yīng),導(dǎo)致氣體顏色變淺,同時圓底Cl2+2NaOH══NaCl+NaClO+H2O有色墨水水位上升,B端有色墨水水位下降

燒瓶中氣體壓強減小

解析

Cl2呈黃綠色,Cl2與少量氫氧化鈉溶液反應(yīng),消耗部分Cl2后,氣體顏色變淺,同時圓底燒瓶中氣體壓強減小,U形管A端有色墨水水位上升,B端有色墨水水位下降。探究角度2

常見的含氯消毒劑和漂白劑例2(2024·江蘇南京高一檢測)為檢驗?zāi)称追凼欠褡冑|(zhì),進(jìn)行下列探究實驗:下列說法正確的是(

)A.工業(yè)上用氯氣和澄清石灰水制取漂白粉B.實驗1說明漂白粉沒有變質(zhì)C.實驗2中產(chǎn)生的氣體只有氯氣D.實驗2中下列反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移可表示為D解析

由于Ca(OH)2的溶解度很小,故工業(yè)上用氯氣和石灰乳制取漂白粉,A錯誤;已知CaCl2和Ca(ClO)2均易溶于水,由實驗1步驟①中有不溶物說明漂白粉已經(jīng)變質(zhì)為CaCO3,步驟②說明含有次氯酸,故實驗1說明漂白粉未完全變質(zhì),B錯誤;由B項分析可知,該漂白粉已經(jīng)部分變質(zhì),故實驗2中產(chǎn)生的氣體有氯氣和CO2,C錯誤。圖解要點

根據(jù)實驗現(xiàn)象綜合分析如下

【變式設(shè)問】(1)根據(jù)上題分析,長期暴露放置的漂白粉中的主要成分為

。

(2)已知潔廁精的主要成分為鹽酸,根據(jù)上題分析,“84”消毒液與潔廁精能否混用?提示

CaCl2、CaCO3。

提示

不能?！?4”消毒液中含有NaClO,由上題可知次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)會生成有毒氣體Cl2。[對點訓(xùn)練2](教材改編題)濃鹽酸和Ca(ClO)2能發(fā)生如下反應(yīng):Ca(ClO)2+4HCl(濃)══CaCl2+2Cl2↑+2H2O。用儲存很久的漂白粉與濃鹽酸反應(yīng)制得的氯氣中,可能含有的雜質(zhì)氣體是(

)①CO2

②HCl

③H2O

④O2A.①②③ B.②③④ C.②③ D.①④A解析

漂白粉的主要成分為Ca(ClO)2和CaCl2,在儲存過程中Ca(ClO)2會與空氣中的CO2、H2O發(fā)生反應(yīng):Ca(ClO)2+CO2+H2O══CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑,從而發(fā)生變質(zhì),故久置漂白粉中會含有因變質(zhì)而生成的CaCO3,當(dāng)與濃鹽酸反應(yīng)時會生成CO2,制得的Cl2中還含有揮發(fā)出的HCl和少量H2O,則制得的氯氣中,可能含有的雜質(zhì)氣體為CO2、HCl、H2O,A正確。歸納總結(jié)

漂白粉的漂白原理及失效原因

分類漂白原理失效原因原理漂白粉與稀鹽酸或空氣中的水和二氧化碳反應(yīng),生成HClOCa(ClO)2在空氣中與CO2和H2O反應(yīng)生成HClO和CaCO3,HClO不穩(wěn)定,見光或受熱易分解化學(xué)方程式Ca(ClO)2+2HCl══CaCl2+2HClO,Ca(ClO)2+H2O+CO2══CaCO3↓+2HClOCa(ClO)2+2HCl══CaCl2+2HClO,2HClO2HCl+O2↑學(xué)以致用?隨堂檢測全達(dá)標(biāo)題組1氯氣的性質(zhì)1.下列關(guān)于氯氣的說法正確的是(

)A.氯氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑,所以純凈的液氯不能用鋼瓶貯存B.氯氣和液氯是兩種不同的物質(zhì)C.不可以用濃硫酸除去氯氣中的水蒸氣D.氯氣有毒,氯氣發(fā)生泄漏時人應(yīng)向地勢高的地方撤離D解析

在常溫下,純凈的液氯和鐵不反應(yīng),純凈的液氯能用鋼瓶貯存,A錯誤;液氯是氯氣的液態(tài)形式,氯氣和液氯是同種物質(zhì),B錯誤;濃硫酸與氯氣不反應(yīng),可用濃硫酸除去氯氣中的水蒸氣,C錯誤;氯氣有毒,氯氣的密度大于空氣,故應(yīng)向地勢高的地方撤離,D正確。2.(2024·福建龍巖高一檢測)下列有關(guān)實驗現(xiàn)象的描述正確的是(

)A.氫氣在氯氣中燃燒產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,在瓶口出現(xiàn)白煙B.鈉在氯氣中燃燒,產(chǎn)生白煙C.銅絲在氯氣中燃燒,產(chǎn)生藍(lán)色的煙D.紅熱的鐵絲在氯氣中劇烈燃燒,生成黑色固體B解析

氫氣在氯氣中燃燒生成HCl,發(fā)出蒼白色火焰,HCl遇到空氣中的水蒸氣會形成鹽酸小液滴,所以瓶口處有白霧出現(xiàn),故A錯誤;鈉在氯氣中燃燒發(fā)出黃色的火焰,生成大量的氯化鈉固體,所以生成白色的煙,故B正確;銅絲在氯氣中燃燒生成氯化銅,反應(yīng)產(chǎn)生棕黃色的煙,加少量水后形成氯化銅溶液,溶液呈藍(lán)綠色,故C錯誤;鐵絲在氯氣中燃燒生成氯化鐵,產(chǎn)生紅棕色的煙,故D錯誤。題組2氯氣與水反應(yīng)及氯水的成分3.下列關(guān)于氯水的敘述,不正確的是(

)A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子B.新制氯水可使藍(lán)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O2D.新制氯水在密閉無色玻璃瓶中放置數(shù)天后酸性將增強A解析

A項新制氯水中含有Cl2、H2O、HClO、Cl-、H+等微粒,錯誤;D項放置數(shù)天后HClO分解為HCl,酸性增強,正確。4.(2024·江蘇徐州高一檢測)某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置研究氯氣能否與水發(fā)生反應(yīng)。氣體a是含有少量空氣和水蒸氣的氯氣。請回答下列問題:(1)濃硫酸的作用是

。

(2)與本實驗研究結(jié)論相關(guān)的實驗現(xiàn)象為

。

除去氯氣中的水蒸氣,干燥氯氣

裝置B中的有色布條不褪色,裝置C中的有色布條褪色

(3)從物質(zhì)性質(zhì)方面來看,這樣的實驗設(shè)計存在缺陷。請用化學(xué)方程式表達(dá)圖中D框克服事故隱患的措施:

。

(4)工業(yè)上利用Cl2制鹽酸,其化學(xué)方程式為

。

檢驗一瓶氯水是否已經(jīng)完全變質(zhì),可選用的試劑是

(填字母)。

A.硝酸銀溶液

B.酚酞溶液C.碳酸鈉溶液

D.紫色石蕊溶液Cl2+2NaOH══NaCl+NaClO+H2OH2+Cl22HClD解析

該實驗?zāi)康氖茄芯柯葰饽芊衽c水發(fā)生反應(yīng),通過干燥的氯氣不能漂白干燥的有色布條,但能漂白水中的有色布條,從而證明氯氣能與水發(fā)生反應(yīng)。(1)氣體a是含有少量