2023_2024学年新教材高中化学第1章认识化学科学第2节研究物质性质的方法和程序第2课时研究物质性质的基本程序学生用书鲁科版必修第一册

第2课时　研究物质性质的基本程序

学业要求

1．通过对氯气性质的研究等一系列科学探究活动，认识氯气是一种非常活泼的非金属单质。了解氯气的物理性质和主要化学性质，形成实验探究与创新意识的化学核心素养。

2．通过对氯气性质的实验探究，体会实验方法在化学研究中的作用，体验分类、比较等研究方法在研究和学习物质性质过程中的重要应用，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。

3．通过对氯气性质的探究，认识研究物质性质的基本程序，形成证据推理与模型认知的化学核心素养。

4．树立安全意识和环保意识；培养将化学知识与生产、生活实践相结合的意识，形成科学态度与社会责任的化学核心素养。

知识网络

学业基础——自学·思记·尝试

一、研究物质性质的基本程序

二、氯气的性质

1．观察法研究氯气的物理性质

特别提醒

(1)氯气能溶于水，不能用排水法收集氯气，常用排饱和食盐水法或向上排空气法收集氯气。

(2)氯气有毒，闻氯气气味的方法：稍打开玻璃片，用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。

(3) Cl2易液化，是纯净物，可用钢瓶贮存。

2.氯气的化学性质

(1)预测Cl2的化学性质

Cl2和O2均为非金属单质，根据O2的性质，Cl2也能与金属(或非金属)单质反应。

(2)实验探究氯气与金属(或非金属)单质的反应

(3)氯气与水的反应

预测与依据：

实验方案设计：

实验方案实施：

(4)氯气与碱的反应

a．与氢氧化钠溶液反应——制取84消毒液

①化学方程式：___________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②84消毒液的有效成分是________。

b．与石灰乳反应——制取漂白粉

①化学方程式：____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②漂白粉的主要成分是________________，有效成分是________。

[即学即练]

1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)Cl2是黄绿色的有毒气体(　　)

(2)要得到FeCl3，既可以让铁与Cl2直接反应，也可以让铁与盐酸反应(　　)

(3)Cl2溶于水，可以与H2O发生化学反应(　　)

(4)氯气可以使湿润的有色布条褪色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气(　　)

(5)新制氯水必须用棕色瓶密封保存，光照氯水有气体逸出，该气体是氯气(　　)

(6)氯水可使石蕊溶液变红，且长时间不变(　　)

2．下列关于研究物质性质的基本程序的步骤正确的是(　　)

①观察物质的外部特征　②实验和观察　③解释和结论　④预测物质的性质

A．②①③④ B．①②③④

C．①④②③ D．①④③②

3．下列有关研究物质性质的方法和程序的说法，正确的是(　　)

A．探究金属钠的性质只需应用实验法即可

B．研究未知物质的性质可按照观察→实验→预测→结论的顺序进行

C．科学家提出的假说一定能成为科学理论

D．使用模型有助于人们研究物质的性质

4．某城市以“液氯泄漏”做应急预警演习，演习时下列防护措施合理的是(　　)

①及时向上风口和地势较高处转移疏散人群　②及时戴上用浓烧碱溶液湿润过的口罩　③用高压水枪向泄漏口附近喷洒稀碱液并设法控制氯气泄漏　④及时戴上用稀纯碱溶液湿润过的口罩　⑤就近向地下商场转移

A．②③⑤    B．①②④

C．①③④    D．①③④⑤

5．下列关于氯气的叙述正确的是(　　)

A．铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2

B．红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟

C．氯气、液氯和氯水都是纯净物，都有漂白性

D．用氯气对生活用水进行消毒的原因是氯气本身能杀灭细菌

6．下列实验现象与新制氯水中的某些成分(括号内微粒)没有关系的是(　　)

A．将NaHCO3固体加入新制氯水中，有无色气泡冒出(H＋)

B．新制氯水呈浅黄绿色(Cl2)

C．使蓝色石蕊试纸先变红后褪色(H＋、Cl2)

D．滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl－)

三、次氯酸　次氯酸盐

1．次氯酸(HClO)

(1)次氯酸是________，酸性比H2CO3________。

(2)次氯酸是一种不稳定的酸，见光易分解，其化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。

(3)次氯酸能使有色物质________，并能________细菌，因此次氯酸具有________作用和________作用。

2．次氯酸盐

(1)次氯酸盐比次氯酸稳定，不易分解，且次氯酸盐固体比氯水(次氯酸)易于贮存和运输，故生产、生活中常用次氯酸盐(如漂白粉)代替次氯酸作漂白剂和消毒剂。

(2)84消毒液与漂白粉的对比

[即学即练]

1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)次氯酸的酸性比碳酸的酸性强(　　)

(2)新制取的漂白粉是纯净物(　　)

(3)漂白粉的有效成分为CaCl2(　　)

(4)漂白粉与84消毒液的漂白原理相同(　　)

2．下列说法中正确的是(　　)

A．漂白粉是纯净物，84消毒液是混合物，两者都可以长期保存

B．漂白粉中含有次氯酸，所以漂白粉能使有机色质褪色

C．工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉

D．漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2不稳定

3．(走进生活)在生产生活中我们需要对餐具、水、环境、疫源地等进行杀菌消毒处理，我们最常用的消毒剂有液氯、漂白粉、84消毒液、二氧化氯、洁厕剂等含氯消毒剂。但是将84消毒液和洁厕剂混用却会产生Cl2引起中毒。

(1)84消毒液和洁厕剂的主要成分是什么？写出混合使用引起中毒的化学方程式。

(2)写出制造84消毒液的化学方程式。

核心素养——合作·探究·分享

一、氯气的性质

[例1]　下列实验现象的描述正确的是(　　)

A．氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口上方出现白色烟雾

B．铁丝在氯气中燃烧，产生红棕色的烟，产物溶于水，溶液呈浅绿色

C．铜丝在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟，产物溶于水，溶液呈蓝绿色

D．钠在空气中燃烧，发出黄色火焰，生成白色固体

状元随笔　烟、雾、烟雾、气的区别

[提升1]　下列关于氯气的叙述正确的是(　　)

A．若氯气发生泄漏，应立即向下风地区转移

B．用管子把氯气通入老鼠洞中可以灭鼠

C．氯气不能溶于水，所以可用排水法收集

D．Cl－、Cl2均呈黄绿色且均有毒

状元随笔　有关Cl2的几个注意点

(1)Cl2有毒，故不能直接闻气味，且实验室制Cl2时需进行尾气处理。

(2)Cl2能溶于水，在饱和食盐水中的溶解度较小，Cl2的密度比空气密度大。因此，实验室中通常用向上排空气法或排饱和食盐水法收集Cl2。

(3)进行有关Cl2的实验，最好在通风橱中进行，或者采取可靠的防止Cl2外排的措施。

(4)如果身处有Cl2泄漏的环境，要尽快逆风向高处转移。有条件时要用湿布捂住鼻孔和嘴。

关键能力

状元随笔　

(1)Cl2与除Au、Pt以外的绝大多数金属都能反应。变价金属单质与Cl2反应，一般生成最高价氯化物，例如过量的铁丝在Cl2中燃烧时，生成FeCl3而不生成FeCl2。

(2)由以上实验可知，燃烧有时不需要氧气。

(3)FeCl3溶液呈棕黄色，CuCl2溶液浓度大时呈黄色、浓度小时呈蓝色、浓度适中时呈蓝绿色。

(4)工业上常利用H2与Cl2反应制备盐酸。

(5)H2和Cl2在光照下混合会发生爆炸生成HCl，但在黑暗条件下能共存。

二、氯水的成分与性质

[例2]　新制氯水的成分多样，某研究性学习小组欲检验新制氯水的成分来确定氯气与水是否反应。该小组设计下列实验及表格，请帮助他们完成实验及表格，并分析氯气与水是否反应。

(7)氯气与水________(填“反应”或“不反应”)；若反应，其反应方程式为________________________________________________________________________。

状元随笔　解有关新制氯水性质类题的注意事项

(1)新制氯水的成分为三种分子(Cl2、H2O、HClO)和四种离子[H＋、Cl－、ClO－、OH－(极少量)]。

(2)新制氯水中的每种成分均使其呈现出该种成分的性质，其中有Cl2的强氧化性、HClO的漂白性、H＋的酸性、Cl－与Ag＋生成白色沉淀。

(3)在书写新制氯水与FeCl2、KI、NaBr、NaOH等溶液反应的化学方程式时，通常将Cl2作为反应物。

[提升2]　下列关于氯水的叙述中，正确的是(　　)

A．向新制氯水中加入少量CaCO3，检验新制氯水中含有HClO

B．密封的久置氯水酸性增强

C．用pH试纸测得氯水的pH＝4

D．新制氯水不可以使干燥的有色布条褪色

状元随笔　由于碳酸的酸性强于次氯酸，所以漂白粉和84消毒液都能与空气中的水和二氧化碳反应生成次氯酸；次氯酸钙溶液中通入适量二氧化碳有白色沉淀生成，则证明碳酸酸性强于次氯酸。

关键能力

1.液氯、新制氯水及久置氯水的区别

状元随笔　(1)常温下，钢铁与干燥的氯气不反应，故液氯可保存于钢瓶中。

(2)新制氯水可以代替氯气使用。

(3)久置氯水实际上就是稀盐酸。

(4)新制氯水的成分表示为：

氯水

2．氯水的溶质的性质分析

状元随笔　(1)AgNO3溶液无法鉴别Cl2和HCl两种气体。因为Cl2也能与水反应生成Cl－。

(2)实验室中用的氯水要现用现配，且避光、密封保存在棕色细口试剂瓶中。久置氯水最后变为稀盐酸，酸性增强但无漂白性。

(3)HClO不稳定，不能单独存在，只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。

3．氯水久置后，由于发生反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO，2HClO2HCl＋O2↑，最终得到稀盐酸，其溶质为HCl，故溶液酸性增强，无漂白性。

学考评价——夯实·测控·演练

1．下列关于氯气的说法正确的是(　　)

A．将氯气通入紫色石蕊溶液中，溶液先变红后褪色

B．将鲜花放入盛有氯气的集气瓶中，鲜花褪色，说明Cl2具有漂白性

C．金属铁在氯气中燃烧生成氯化亚铁

D．氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰，瓶口有白色烟雾

2．氯气泄漏事故发生时会严重污染环境。下列有关处理方法不正确的是(　　)

A．在事发现场喷洒石灰水

B．将人、畜迅速转移到地势较高的地方

C．用毛巾浸透NaOH溶液捂住口、鼻

D．用毛巾浸透肥皂水捂住口、鼻

3．下列关于氯水的叙述正确的是(　　)

A．新制氯水中有3种分子，有3种离子

B．新制氯水在光照的条件下可以反应产生气体，该气体是氧气

C．向新制氯水中滴加硝酸银溶液，没有任何现象

D．新制氯水不可以使干燥的有色布条褪色

4．下列关于含氯化合物的说法正确的是(　　)

A．由于Cl2完全与H2O反应，故氯水中无Cl2分子存在

B．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2

C．HClO是一种稳定性较强的弱酸

D．84消毒液能用于杀菌消毒，也具有一定的漂白作用

5．下列说法不正确的是(　　)

A．假说经过反复验证和修正，才发展成为科学的理论

B．化学模型在研究物质的结构和性质变化时有很重要的作用

C．研究物质的性质常用观察、实验、分类、比较等方法

D．探究物质性质的基本程序是做实验并观察实验现象→分析、解释，得出结论

6．下列说法不正确的是(　　)

A．用氯气制漂白粉的主要目的是转变为较稳定、便于贮存的物质

B．漂白粉在空气中容易失效的原因是次氯酸钙易与空气中的水及二氧化碳反应

C．氯原子最外层有7个电子，故在化学反应中易结合一个电子而形成Cl－

D．次氯酸是一种弱酸，是因为次氯酸不稳定、易分解

7．下列实验现象描述正确的是(　　)

A．氢气在氯气中剧烈燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白烟产生

B．金属钠在氯气中燃烧，发出黄色火焰，有白雾产生

C．铁丝在氯气中燃烧，产生红棕色的烟，产物溶于水得到浅绿色溶液

D．铜在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟，产物溶于水得到蓝绿色溶液

8．某同学应用如图所示的方法研究物质的性质，其中气体a的主要成分是氯气，杂质是空气和水蒸气。回答下列问题：

(1)该项研究(实验)的主要目的是_____________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)浓硫酸的作用是_________________________________________________________

________________________________________________________________________，

与研究目的直接相关的实验现象是___________________________________________。

(3)从物质性质的方面来看，这样的实验设计存在事故隐患，事故隐患是____________________________________________________________________________，

应如何解决______________________________________________________________。

第2课时　研究物质性质的基本程序

学 业 基 础

一、

状态　颜色　气味　类别　共性　差异

二、

1．黄绿　刺激性　变浅　上升　黄绿　刺激性　可

2．(2)①剧烈燃烧　白　2Na＋Cl22NaCl　②剧烈燃烧　棕红　2Fe＋3Cl22FeCl3　③剧烈燃烧　棕黄　Cu＋Cl2CuCl2　④苍白　白雾　H2＋Cl22HCl　

(3)不褪色　褪色　(4)a.①Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O　②NaClO　b．①2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O　②Ca(ClO)2和CaCl2　Ca(ClO)2

[即学即练]

1．答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×

2．解析：研究物质性质的基本程序：观察物质的外部特征→预测物质的性质→实验和观察→解释和结论，C项正确。

答案：C

3．解析：探究金属钠的性质需要用到观察法，故A错误；对物质性质进行研究的基本程序：观察物质的外部特征→预测物质的性质→实验和观察→解释和结论，故B错误；假说不一定是正确的，故C错误；模型有助于人们研究物质的性质，故D正确。

答案：D

4．解析：氯气密度比空气大，及时向上风口和地势较高处转移疏散人群，可避免氯气中毒，①正确；烧碱具有强腐蚀性，②错误；氯气可与碱反应，③正确；稀纯碱溶液呈弱碱性，可用于除去氯气，④正确；氯气密度比空气大，就近向地下商场转移，易导致中毒，⑤错误。故选C。

答案：C

5．解析：铁丝在氯气中燃烧生成FeCl3，故A错误；红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，故B正确；氯气、液氯是纯净物，没有漂白性，氯水是混合物，有漂白性，故C错误；用氯气对生活用水进行消毒的原因是氯气与水反应生成的次氯酸能杀灭细菌，故D错误。

答案：B

6．解析：新制氯水中的氢离子与碳酸氢钠反应生成CO2气体，故A不符合题意；氯气呈黄绿色，新制氯水中因含有Cl2而呈浅黄绿色，故B不符合题意；新制氯水中含有H＋、HClO，H＋可使蓝色石蕊试纸变红，HClO具有漂白性，可使变色后的石蕊试纸褪色，故C符合题意；Cl－与Ag＋反应生成AgCl沉淀，故D不符合题意。

答案：C

三、

1．(1)弱酸　弱　(3)褪色　杀灭　漂白　消毒

[即学即练]

1．答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√

2．答案：D

3．答案：(1)NaClO　HCl　2HCl＋NaClO===Cl2↑＋NaCl＋H2O　(2)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O

核 心 素 养

[例1]　解析：氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口出现白雾，没有烟，A项错误；铁与氯气反应生成FeCl3，FeCl3溶液呈棕黄色，B项错误；钠与空气中的氧气在点燃的条件下反应，生成的过氧化钠为淡黄色固体，D项错误。

答案：C

[提升1]　解析：氯气有毒且密度比空气的大，若发生泄漏，应立即用湿毛巾捂住口鼻向上风地区转移，A项错误；氯气有毒，所以可以灭鼠，B项正确；氯气可溶于水，常温下1体积水约溶解2体积的氯气，故不能用排水法收集，可用排饱和食盐水法收集，C项错误；Cl－无色、无毒，D项错误。

答案：B

[例2]　破题思路：根据实验现象→分析新制氯水中所含离子或分子→综合判断氯气与水是否反应。

解析：(1)观察新制氯水的颜色，若呈浅黄绿色，则说明新制氯水中含Cl2。(2)向铁粉中滴加新制氯水，若产生气泡，则说明新制氯水中含H＋。(3)向新制氯水中滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则说明新制氯水中含Cl－。(4)将稀盐酸滴到干燥的红色纸条上，若不褪色，则说明稀盐酸没有漂白性。(5)若干燥氯气中的红色纸条没有褪色，则说明氯气没有漂白性。(6)若红色纸条褪色，则说明新制氯水中存在具有漂白性的物质。(7)综合以上实验及分析，可知新制氯水中含H＋、Cl－、Cl2及具有漂白性的物质，氯气能与水发生反应，结合原子守恒可得反应方程式为Cl2＋H2O===HCl＋HClO。

答案：(1)溶液呈浅黄绿色，含Cl2　(2)产生气泡，含H＋　(3)产生白色沉淀，含Cl－　(4)红色纸条不褪色，稀盐酸无漂白性　(5)红色纸条不褪色，Cl2无漂白性　(6)红色纸条褪色，新制氯水中存在具有漂白性的物质　(7)反应　Cl2＋H2O===HCl＋HClO

[提升2]　解析：HClO的酸性比H2CO3弱，HClO与CaCO3不反应，无法用CaCO3检验新制氯水中含有HClO。HClO不稳定，见光易分解生成HCl和O2，原来的HClO最终变为盐酸，所以密封的久置氯水酸性变强。氯水中HClO具有漂白性，可使干燥的有色布条褪色，不能用pH试纸测定其pH。

答案：B

学考评价

1．解析：氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，盐酸可使石蕊溶液变红，次氯酸可使石蕊溶液褪色，因此溶液先变红后褪色，故A正确；氯气没有漂白性，故B错误；氯气与铁反应生成氯化铁，不能生成氯化亚铁，故C错误；在点燃条件下，氢气能在氯气中燃烧产生苍白色火焰，生成的HCl遇水蒸气形成盐酸小液滴而形成白雾，所以氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰且瓶口有白雾，没有烟生成，故D错误。

答案：A

2．解析：NaOH具有较强的腐蚀性，会腐蚀人的皮肤，故C项错误。

答案：C

3．解析：氯水中含有水分子、次氯酸分子、氯气分子、氢离子、氯离子、氢氧根离子及次氯酸根离子，故A错误；新制的氯水中有次氯酸，次氯酸在光照条件下分解生成HCl和O2，HCl溶于水中，O2逸出，故B正确；新制氯水中有Cl－，与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀，故C错误；新制氯水中有次氯酸，能使干燥的有色布条褪色，故D错误。

答案：B

4．解析：氯水中有Cl2分子存在，A不正确；漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，B不正确；HClO见光易分解，稳定性差，C不正确；84消毒液中的NaClO与空气中的CO2、H2O反应会产生HClO，既能用于杀茵消毒，也可用于漂白，D正确。

答案：D

5．答案：D

6．解析：次氯酸钙的稳定性强于次氯酸，故A正确；次氯酸钙易与空气中的水及二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸，故B正确；氯原子最外层有7个电子，在化学反应中易结合一个电子而形成Cl－，故C正确；因为次氯酸盐能与空气中的CO2和H2O反应生成HClO，H2CO3是弱酸，所以次氯酸也是弱酸，故D错误。

答案：D

7．解析：纯净的氢气在氯气中安静的燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾产生，A项错误；金属钠在氯气中燃烧，发出黄色火焰，有白烟产生，B项错误；铁丝在氯气中剧烈燃烧生成FeCl3，产生红棕色的烟，FeCl3溶于水，得到黄色溶液，C项错误；铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2，产生棕黄色的烟，CuCl2溶于水，得到蓝绿色溶液，D项正确。

答案：D

8．答案：(1)探究Cl2与HClO哪种物质具有漂白性　(2)吸收气体a中的水蒸气　B中的布条不褪色，C中的布条褪色　(3)多余的Cl2会污染空气　C后接如图所示装置