化学必修 第一册第二节 氯及其化合物第1课时导学案

第1课时　氯气的性质　

1．物理性质：

2.化学性质：

(1)Cl2与金属单质的反应

写出下列反应的化学方程式：

①与钠反应：2Na＋Cl22NaCl。

②与铁反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。

③与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2。

(2)氯气与非金属单质的反应

在空气中点燃氢气，然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中。

①现象：氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾。

②化学方程式：H2＋Cl22HCl。

(3)Cl2与H2O反应

①Cl2与H2O反应的化学方程式为Cl2＋H2O===HCl＋HClO。

②次氯酸的性质

a．次氯酸具有强氧化性，能杀菌、消毒。

b．次氯酸为很弱的酸，只存在于水溶液中，次氯酸不稳定，见光分解生成O2，化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。

③实验探究：

通过以上实验可得出Cl2没有漂白性，次氯酸具有漂白性。

(4)氯气与碱的反应

①与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液

制取反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，离子方程式：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。

②与石灰乳反应——制取漂白粉

制取反应的化学方程式：2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。

1.判断下列说法是否正确：

(1)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。(　×　)

提示：氯气与水、碱的反应中既表现氧化性，又表现还原性。

(2)过量的铁与Cl2在一定条件下生成FeCl2。(　×　)

提示：氯气与变价金属反应时得到金属的高价氯化物，如FeCl3，与铁的用量无关。

(3)一分子Cl2与水充分反应转移2个电子。(　×　)

提示：Cl2与水反应中既表现氧化性，又表现还原性。一分子Cl2与水完全反应转移电子数为1个。

2．阅读教材“科学·技术·社会”回答：氯水长期放置在空气中，最后溶液中的溶质是什么？由此分析氯水应该如何保存？

提示：HCl。由三个图像可知溶液中氢离子、氯离子的浓度增大，氧气的含量增大，可知发生反应2HClO2HCl＋O2↑，最后溶质为HCl。氯水应保存在棕色试剂瓶中，放置在低温避光处。

3.1915年4月22日，第一次世界大战西线战场，夜幕刚刚落下，防守比利时伊普尔的法军阵地前方，从对面德军堡壕里突然升起一股奇怪的致命绿烟，微风将这股绿烟吹向法军阵地，士兵们四处溃逃，瞬间许多人就中毒倒地，他们呼吸急促，挣扎着倒下，渐渐地，他们没有了呼吸。

(1)氯气使人中毒死亡的原理是什么？

提示：氯气具有强烈的刺激性气味，吸入少量氯气会使人鼻和喉头黏膜受到刺激并引起胸痛和咳嗽，吸入大量氯气时会使人中毒致死。

(2)当日常生活中遇到氯气泄漏时，应如何躲避？

提示：氯气密度比空气大，应躲避到较高位置。可以使用蘸有弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻。

氯水的成分和性质

你知道如何用自来水养金鱼吗？首先，用容器取适量的自来水，将其放置在阳光照射的地方两天以上，再将其倒进鱼缸里面。这是因为自来水为了适合人类饮用，都经过了处理，其中含有氯气，此气体对于金鱼的生长不利，时间久了很容易造成金鱼中毒。将其放置在阳光照射的地方，是因为在阳光照射下，可以使得有毒物质减少，从而使得金鱼慢慢适应新的水源。

氯水的成分和性质

1．自来水用Cl2消毒的原理是什么？写出化学方程式。水中含氯的微粒有哪些？

提示：Cl2通入水中发生反应，生成具有强氧化性的次氯酸能够杀菌、消毒。Cl2＋H2O===HCl＋HClO。水中含氯的微粒有Cl2、HClO、Cl－、ClO－。

2．用Cl2消毒的自来水，为了增强消毒性有哪些方法？举例说明。

提示：向自来水中加少量CaCO3或NaHCO3。

3．自来水晒过一段时间后，可以减少水中的有毒物质，发生了哪些化学反应？

提示：氯气对自来水消毒后，含有少量氯气和次氯酸。经过阳光照射后，发生的化学反应有2HClO2HCl＋O2↑。

1．氯水的成分：

氯水中存在反应：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，HClO和

HCl发生电离。氯水中含有以下微粒：

2．新制氯水的性质：

3．新制氯水与久置氯水的区别：

【思考讨论】

(1)将盛有氯水的烧瓶置于阳光下照射，有气泡产生，此气泡成分是氯气吗？烧瓶内溶液的酸碱性有何变化？

提示：不是　酸性增强。因反应2HClO2HCl＋O2↑，放出O2，有HCl生成，酸性增强。

(2)向含有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加氯水，溶液红色褪去，如何验证是什么原因造成的？

提示：可能有两种原因：①氯水中含具有强氧化性的HClO，它的漂白性使溶液褪色；②氯水中含有H＋能中和OH－使溶液褪色。通过向褪色后的溶液中再加入氢氧化钠溶液，若溶液重新变为红色则原因②正确，若溶液无明显变化则原因①正确。

【典例】向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，经过振荡，现象如图所示，则甲、乙、丙中注入的液体分别是(　　)

①AgNO3溶液　②NaOH溶液　③水

A. ②①③　　B. ①②③　　C．③②①　　D. ①③②

【思维建模】解答有关氯水问题的思路如下：

【解析】选A。氯气为黄绿色气体，能溶于水，溶于水得到氯水，氯水因为溶解氯气显浅黄绿色，三个集气瓶中只有丙颜色为浅黄绿色，所以丙中液体为水；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，甲和乙中，只有乙出现了白色的沉淀而变浑浊，所以乙中液体为硝酸银溶液；氯气能够与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，所以氯气被氢氧化钠吸收，溶液为无色，故甲中液体为氢氧化钠溶液，则甲、乙、丙注入的液体分别是②①③。

(1)若将集气瓶丙长时间放置在阳光下，会发生什么现象？(关键能力—分析与推测)

提示：溶液中有少量的气泡生成，集气瓶中的气体的颜色和溶液的颜色逐渐变浅，最后变为无色气体和无色的溶液。

(2)向集气瓶丙中加入一定量的石蕊试液，会观察到什么现象，为什么？(关键能力—探究与创新)

提示：紫色石蕊试液先变红色后褪色。原因是氯水溶液中含有HCl和HClO，溶液呈酸性，因此能使紫色石蕊试液变红，而其中的HClO又具有漂白性，因此又能使变色的石蕊褪为无色。

【备选例题】

在探究新制氯水成分及性质的实验中，依据下列方法和现象，不能得出相应结论的是(　　)

【解析】选B。Cl2是黄绿色气体，氯水呈黄绿色，是由于溶于水的Cl2仅部分与水反应，氯水中含有Cl2，A对；饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水，有气泡产生，是因为HCO与氯水中的HCl反应生成CO2和H2O，B错；向红色纸条上滴加氯水，红色纸条褪色，说明氯水具有漂白性，C对；向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液变成棕黄色，是因为发生反应2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，说明氯水具有氧化性，D对。

1．某同学用氯气消毒的自来水配制下列物质的溶液，会产生明显变质的是(　　)

①FeCl2　 ②AgNO3　 ③NaHCO3　 ④AlCl3　 ⑤KI

A．①②④　　B．①②③⑤　　C．①④⑤　　D．全部

【解析】选B。氯气溶于自来水后，自来水中存在的粒子有H2O、Cl2、H＋、Cl－、HClO、ClO－、OH－(极少量)。①Fe2＋会被氧化；②Ag＋会与Cl－反应生成AgCl沉淀；③H＋会与HCO反应；④不受影响；⑤I－会被氧化。

2．(双选)下列关于氯水性质及现象的描述和相关解释正确的是(　　)

【解析】选A、B。氯气与水反应生成HCl、HClO，HCl显强酸性，使石蕊变红，HClO具有强氧化性，使其褪色，故A正确；氯水中加入硝酸银溶液产生白色沉淀，说明生成白色沉淀氯化银，所以氯水中含有氯离子，故B正确；次氯酸的酸性弱于碳酸，所以氯水中加入碳酸钠溶液产生气体，说明有盐酸而不是次氯酸，故C错误；氯水中加入有色布条，有色布条褪色是次氯酸的漂白性，而不是氯气的作用，故D错误。

【补偿训练】

下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是(　　)

A．液氯是纯净物，而氯水是混合物

B．液氯与氯水均有酸性

C．液氯较氯水的漂白作用更强

D．液氯无色，氯水呈黄绿色

【解析】选A。氯气可液化为液氯，液氯(黄绿色液体)是由氯气分子构成的纯净物，无酸性、无漂白性；氯气溶于水得到氯水(浅黄绿色溶液)，新制的氯水是含有Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－的混合物，既有酸性，又有漂白性。

某化学小组进行了以下实验：

发现氯气能使湿润的红色布条褪色。对于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种粒子都有可能。请设计实验，得出正确结论。

(1)提出问题：氯水中哪种物质能使红色布条褪色？

(2)收集资料：①氯气有强氧化性；②氯气与水反应生成稀盐酸和次氯酸；③次氯酸有强氧化性。

(3)提出假设：

①______________________________________________________________；

②___________________________________________________________；

③______________________________________________________________；

④水使红色布条褪色。

(4)验证假设：实验①：把红色布条放入充满氯气的集气瓶中，布条不褪色；

实验②：_________________________________________________________；

实验③：__________________________________________________________；

实验④：把红色布条放在水里，布条不褪色。

(5)得出的实验结论是______________________________________________。

【解析】提出假设是根据收集到的资料结合所学知识进行的。氯气有氧化性，那么假设氯气使红色布条褪色，氯气和水生成盐酸和次氯酸，假设盐酸或次氯酸能使红色布条褪色。氯水中的氯气、盐酸、水均不能使红色布条褪色，说明是次氯酸使红色布条褪色。

答案：(3)①氯气使红色布条褪色　②次氯酸使红色布条褪色　③稀盐酸使红色布条褪色

(4)②把红色布条伸入次氯酸溶液中，红色布条褪色

③把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色

(5)次氯酸使红色布条褪色

1．(水平1)下列关于氯气的说法中正确的是(　　)

A．氯气在常温下能与铁反应，故不能用铁罐存放液氯

B．点燃氢气和氯气的混合气体可以制取氯化氢

C．氯气氧化性很强，一般都能将还原剂氧化为它的最高价态

D. 氯原子最外层有7个电子，所以氯元素只有－1和＋7价

【解析】选C。氯气是一种化学性质非常活泼的非金属单质，几乎能与所有金属化合，但与金属反应时通常都需加热，常温或低温条件下，干燥氯气不能与铁反应，故常温下能用铁罐存放液氯，A项不正确；在空气中燃烧着的氢气可以在氯气中继续安静地燃烧，生成氯化氢，工业上就是利用这一原理来制备氯化氢的，但如果点燃的是氢气和氯气的混合气体，则可能会发生爆炸，B项不正确；氯气是一种强氧化性气体，通常能将还原剂氧化为其最高价态，C项正确；氯元素除－1价和＋7价外，还有0价(Cl2)、＋1价(HClO)、＋3价(HClO2)、＋5价(HClO3)等，D项不正确。

【补偿训练】

下列有关于Cl2的说法中，不正确的是(　　)

A．Cl2是一种黄绿色、密度比空气大的有毒气体

B．Cl2能与水反应生成盐酸和次氯酸

C．工业上用Cl2和石灰水为原料制造漂白粉

D．红热的铁丝在Cl2中剧烈燃烧，产生棕色烟

【解析】选C。Cl2是一种黄绿色、密度比空气大的有毒气体，故A正确；Cl2能与水反应生成盐酸和次氯酸，Cl2＋H2O===HCl＋HClO，故B正确；氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，工业上用Cl2和石灰乳为原料制造漂白粉，故C错误；氯气与铁反应生成氯化铁，反应产生棕色的烟，故D正确。

2．(水平1)海啸、地震、洪水等自然灾害过后，地下水等饮用水都会受到一定程度的污染，为了保证人民身心健康，下列物质不能用于水源消毒的是(　　)

A．氯气　　B．漂白粉　　C．烧碱　　D．次氯酸钠

【解析】选C。烧碱的主要成分为NaOH，不具有漂白、杀菌、消毒作用。

3．(双选)下列有关实验的现象描述正确的是(　　)

A．氢气在氯气中燃烧，火焰呈苍白色，瓶口出现大量白雾

B．磷在氯气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生大量白色烟雾

C．铜在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟，加水溶解后可得蓝绿色溶液

D．用洁净的铂丝沾取碳酸钾粉末在酒精灯火焰上灼烧，可观察到明亮的紫色火焰

【解析】选A、C。在点燃条件下，氢气能在氯气中燃烧生成苍白色火焰，生成的HCl遇水蒸气形成盐酸小液滴，所以会看到白雾产生，故A正确；磷在空气中燃烧，发出黄光，产生大量白烟，故B错误；铜在氯气中燃烧，产生大量棕黄色的烟，加水溶解后可得蓝绿色溶液，故C正确；观察钾元素的焰色反应时，必须透过蓝色的钴玻璃，滤去黄色光的干扰，故D错误。

4．(水平2)自来水厂在配水前的最后一步是向水中通入Cl2，下列有关说法错误的是(　　)

A．自来水中起杀菌、消毒作用的是HCl

B．自来水散发出的少量刺激性气味是Cl2的气味

C．自来水在阳光下晒一段时间后水中出现的气泡是O2

D．长期用自来水养鱼，鱼身颜色逐渐变浅，可能是由HClO引起

【解析】选A。自来水中起杀菌、消毒作用的是次氯酸，而不是HCl，故A错误；氯气能溶于水，且有刺激性气味，所以自来水散发出的少量刺激性气味是Cl2的气味，故B正确；次氯酸见光分解产生氧气，所以自来水在阳光下晒一段时间后水中出现的气泡是O2，故C正确；次氯酸具有漂白性，所以鱼身颜色逐渐变浅，可能是由HClO引起，故D正确。

【补偿训练】

(2021·福州高一检测)某学生在实验室用自来水配制下列物质的溶液时，不会使药品明显变质的是(　　)

A．氢氧化钠　　　　　B．石蕊

C．硝酸银       D．硫酸钠

【解析】选D。自来水常用氯气消毒杀菌，在自来水中存在反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO。A.NaOH与氯水反应生成NaCl、NaClO和H2O，会明显变质；B.自来水加入石蕊中，石蕊先变红后褪色，会明显变质；C.AgNO3和自来水中的HCl反应生成白色AgCl沉淀和HNO3，会变质；D.硫酸钠与氯水不反应，不会变质；答案选D。

5．(双选)应对新冠疫情，环境消毒非常重要，掌握一定的化学知识，疫情期间让你更加安全。

下列说法正确的是(　　)

A．家用消毒液的主要成分是NaClO

B．酒精消毒液浓度越高，杀毒效果越好

C．消毒液和洁厕灵混合使用消毒效果更佳

D．据说病毒可以通过气溶胶传播，胶体胶粒直径在1～100 nm之间

【解析】选A、D。家用“84”消毒液的主要有效成分是NaClO，故A正确；家庭消毒选用75%的酒精，酒精浓度过大，会在病毒表面产生一层保护膜，这样会阻止酒精进入病毒内部，从而不能有效地杀死病毒，故B错误；“84”消毒液含NaClO，与含盐酸的洁厕灵混合，发生氧化还原反应生成氯气，氯气有毒，不能混合使用，故C错误；据说病毒可以通过气溶胶传播，分散质粒子的直径介于1～100 nm之间的分散系是胶体，故D正确。

6．(水平2·教材习题改编)氯水是一种环境消毒剂，在生活中有着广泛的应用。氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d中重合部分代表物质间反应，且氯水足量)。

Ⅰ.(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a”“b”“c”或“d”)。

(2)c过程中的现象是____________，b过程中反应的化学方程式为___________。

(3)久置的氯水变为________，用化学反应方程式表示为________________。

(4)实验室保存饱和氯水的方法是________________。

Ⅱ.(1)化学研究小组发现在强光照射下新制氯水产生细小气泡，且浅黄绿色逐渐消失，请预测气泡的成分____________________________________________。

(2)请设计实验测定强光照射下久置氯水中氯元素的质量(简单叙述实验过程即可，不涉及具体数值计算)：______________________________________。

【解析】Ⅰ.氯水中含有HCl、Cl2、H2O、HClO等，可以与AgNO3溶液、Na2CO3等发生反应。HClO具有漂白性，故氯水可使石蕊先变红(HCl的酸性)后褪色，但HClO不稳定，见光易分解。Ⅱ.(1)氯气和水反应的化学方程式为Cl2＋H2OHCl＋HClO，次氯酸见光易分解：2HClO2HCl＋O2↑，所以气泡的成分为氧气；

(2)久置氯水中所有的氯元素都反应为氯离子，再利用硝酸银检验氯离子，方法为量取一定量的试样，加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤，干燥，称量沉淀质量。

答案：Ⅰ.(1)d　(2)有白色沉淀生成　Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑

(3)稀盐酸　2HClO2HCl＋O2↑

(4)在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存

Ⅱ.(1)氧气　(2)量取一定量的试样，加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤，干燥，称量沉淀质量