第2章 海水中的重要元素-鈉和氯 第2節(jié) 第1課時(shí) 氯氣的性質(zhì)-2024-2025高一化學(xué)必修第一冊(cè)（人教版）配套課件

第1課時(shí)氯氣的性質(zhì)1.能通過實(shí)驗(yàn)探究氯氣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),體會(huì)實(shí)驗(yàn)對(duì)認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用,培養(yǎng)證據(jù)推理意識(shí)。2.能用氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)的觀點(diǎn)預(yù)測(cè)并解釋氯氣的化學(xué)性質(zhì),并能用化學(xué)方程式正確表達(dá)。3.以氯及其化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)為線索,建立含氯元素的物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,進(jìn)一步了解研究物質(zhì)的思路和方法。目標(biāo)素養(yǎng)4.通過含氯物質(zhì)性質(zhì)和用途的學(xué)習(xí),感受物質(zhì)性質(zhì)和用途的關(guān)系,體會(huì)化學(xué)對(duì)生活、環(huán)境保護(hù)的重要意義,增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。5.了解氯氣的發(fā)現(xiàn)史,學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究精神及勤于鉆研、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。初步學(xué)會(huì)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備方法,并能根據(jù)反應(yīng)原理選取合適的實(shí)驗(yàn)裝置,樹立安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。6.了解氯離子的檢驗(yàn)方法,能夠排除雜質(zhì)離子的干擾,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神。

目標(biāo)素養(yǎng)知識(shí)概覽一、氯的原子結(jié)構(gòu)及氯元素的存在1.氯的原子結(jié)構(gòu)。

表現(xiàn)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(xiàn)和常見性質(zhì)1.氯氣的發(fā)現(xiàn)。氯氣是18世紀(jì)70年代,瑞典化學(xué)家

舍勒

在研究軟錳礦時(shí)發(fā)現(xiàn)的,但受當(dāng)時(shí)流行學(xué)說的影響,他未能確認(rèn)。直到1810年,英國(guó)化學(xué)家戴維才確認(rèn)這種氣體是氯氣。

2.氯氣的物理性質(zhì)。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(gè)盛滿氯氣的集氣瓶,用手在瓶口上方向鼻孔輕輕扇動(dòng),使極少量氣體飄進(jìn)鼻孔。三、氯氣的化學(xué)性質(zhì)1.與金屬單質(zhì)的反應(yīng)。2.與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)。

微思考2我們以前學(xué)過的燃燒反應(yīng),都是物質(zhì)在氧氣中的燃燒。通過觀察氫氣在氯氣中的燃燒,你對(duì)燃燒的條件及其本質(zhì)有什么新的認(rèn)識(shí)?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(yīng)。3.與水的反應(yīng)。(1)25℃時(shí),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(yīng),化學(xué)方程式為Cl2+H2O

HCl+HClO,該反應(yīng)的氧化劑是

Cl2

,還原劑是

Cl2

。(3)次氯酸具有

強(qiáng)氧化

性,能殺死水中的病菌,起到消毒的作用。

(4)驗(yàn)證次氯酸的漂白性。

褪色原因分析:使有色物質(zhì)褪色的物質(zhì)

不是氯氣本身,而是氯氣與水反應(yīng)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(yīng),化學(xué)方程式為

2HClO2HCl+O2↑

。

4.與堿的反應(yīng)。(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(yīng)制取次氯酸鈉、次氯酸鈣等具有

漂白

作用的物質(zhì)。(2)Cl2與NaOH溶液反應(yīng)可以得到以

NaClO

為有效成分的漂白液。反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)的化學(xué)方程式為

2Ca(OH)2+2Cl2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

。如果Cl2與Ca(OH)2反應(yīng)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(chǎng)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(rùn)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(zhì)問題探究下面圖片是模擬氯氣泄漏事故緊急疏散現(xiàn)場(chǎng)。(1)從圖片可以看出,現(xiàn)場(chǎng)人員撤離時(shí),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(dāng)時(shí)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(yīng),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(xiàn)場(chǎng)向空中噴灑石灰水,這是為什么?請(qǐng)用化學(xué)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(shí)應(yīng)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(yīng)用石灰乳。歸納總結(jié)1.Cl2的主要性質(zhì)。(1)氯氣與金屬反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性,與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)得到高價(jià)的氯化物(如與Fe反應(yīng)生成FeCl3);氯氣不但能與活潑金屬反應(yīng),也能與某些不活潑金屬發(fā)生反應(yīng)(如與銅反應(yīng))。(2)H2與Cl2的反應(yīng)條件可以是點(diǎn)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(huì)發(fā)生爆炸。(3)溶于水的部分氯氣與水發(fā)生反應(yīng),氯水中仍有剩余的Cl2分子。(4)Cl2與堿反應(yīng)可用于工業(yè)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(zhì)。

3.含氯漂白劑的使用注意事項(xiàng)。(1)漂白液、漂白粉和漂粉精在空氣中久置會(huì)變質(zhì)失效,都必須密封保存。(2)濃鹽酸與次氯酸鈣能發(fā)生下列反應(yīng):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(yīng)制得的氯氣中,可能含有的雜質(zhì)氣體有CO2、HCl。典例剖析【例1】

下圖是驗(yàn)證氯氣性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn),a、b、c、d、e是浸有相關(guān)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══2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,Cl2+2NaBr══2NaCl+Br2,Cl2+2KI══2KCl+I2,Fe3+遇KSCN溶液變紅。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的“解釋或結(jié)論”正確的是(

)。

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋或結(jié)論Aa處變藍(lán),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(zhì)Cd處立即褪色氯氣與水生成了漂白性物質(zhì)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(chǎn)生的氯氣會(huì)與a~e處的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。a處發(fā)生反應(yīng)Cl2+2KI══2KCl+I2,可知氧化性:

Cl2>I2,b處發(fā)生反應(yīng)Cl2+2NaBr══2NaCl+Br2,可知氧化性Cl2>Br2,但無法比較Br2與I2的氧化性強(qiáng)弱,A錯(cuò)誤;c處藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色,可知在此過程中有酸性物質(zhì)生成,同時(shí)生成了漂白性物質(zhì),B錯(cuò)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(zhì)生成,C錯(cuò)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(qiáng)于還原產(chǎn)物Cl-的還原性,D正確。學(xué)以致用1.下列各化合物不能由單質(zhì)直接化合制取的是(

)。A.FeCl3 B.CuCl2C.AlCl3

D.FeCl2答案:D解析:因Cl2化學(xué)性質(zhì)很活潑,與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)生成高價(jià)態(tài)金屬氯化物,Fe元素有+2價(jià)、+3價(jià),Cu元素有+1價(jià)、+2價(jià),Al元素只有+3價(jià),所以D項(xiàng)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(guān)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(yīng)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(zhì)而失效,該過程與Ca(ClO)2是鹽無關(guān),故選B。二氯水的成分與性質(zhì)問題探究某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)氯水成分和性質(zhì)進(jìn)行了研究:(1)實(shí)驗(yàn)一的現(xiàn)象表明氯水具有哪些性質(zhì)?提示:酸性和漂白性。(2)結(jié)合化學(xué)方程式說明實(shí)驗(yàn)二中“紅色不褪去”的原因。提示:HClO不穩(wěn)定,光照條件下分解生成HCl和氧氣,化學(xué)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(shí)驗(yàn)三中產(chǎn)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(cè)氯水的酸堿性嗎?為什么?提示:不可以。因?yàn)槁人衅仔?會(huì)將pH試紙漂白,無法判斷溶液的酸堿性,可以用pH計(jì)檢測(cè)氯水的酸堿性。歸納總結(jié)1.氯水成分分析。氯水中存在反應(yīng):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(zhì)。氯水中存在多種粒子,決定了它具有多重性質(zhì)。3.液氯、新制氯水和久置氯水的比較。(1)區(qū)別。比較項(xiàng)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(xiàng)目液氯新制氯水久置氯水顏色黃綠色淺黃綠色無色性質(zhì)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(xiàn)用現(xiàn)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(shí)驗(yàn)中,下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及得出的結(jié)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(chǎn)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(chǎn)生,說明氯水中含有H+D.藍(lán)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(fā)生反應(yīng):H++══H2O+CO2↑,C正確;藍(lán)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(huì)使變紅的試紙?jiān)偻噬?D錯(cuò)誤。學(xué)以致用3.下列關(guān)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(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Cl2D.新制氯水在密閉無色玻璃瓶中放置數(shù)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(cuò)誤;光照新制氯水發(fā)生反應(yīng)2HClO2HCl+O2↑,故產(chǎn)生的氣體為O2,C錯(cuò)誤;放置數(shù)天后HClO分解為HCl,酸性增強(qiáng),D錯(cuò)誤。1.下列有關(guān)氯氣的性質(zhì)或用途的敘述中錯(cuò)誤的是(

)。A.工業(yè)上用氯氣與消石灰反應(yīng)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(jīng)干燥的氯氣,當(dāng)關(guān)閉