新教材2021-2022学年鲁科版化学必修第一册学案：第1章 第3节 基础课时3　研究物质性质的基本程序

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www.ks5u.com基础课时3　研究物质性质的基本程序学 习 任 务1．以研究氯气的性质为例，熟知研究物质性质的基本程序，促进证据推理与模型认知化学核心素养的发展。2．通过实验探究氯气的化学性质，掌握氯气与金属单质、非金属单质、水及碱溶液的反应，促进科学探究化学核心素养的发展。3．通过氯气泄漏自救方案的设计，培养学生科学态度和社会责任素养。一、研究物质性质的基本程序　在研究物质性质的基本程序中分别用到了研究物质性质的哪些方法？[提示]　观察法、分类法、实验法、比较法。二、研究物质性质基本程序的应用实例——研究氯气的性质1．物理性质颜色气味密度水溶性毒性黄绿色刺激性气味比空气大可溶有毒2．化学性质(1)与单质反应反应物现象反应的化学方程式金属Fe加热后的铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生大量的红棕色的烟，加适量水振荡后得到黄色溶液2Fe＋3Cl22FeCl3Cu加热后的铜丝在氯气中剧烈燃烧，产生大量的棕黄色的烟，加适量水振荡后溶液呈蓝色Cu＋Cl2CuCl2非金属H2点燃后的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，在集气瓶口产生白雾(盐酸小液滴)；光照Cl2与H2的混合气体则发生爆炸H2＋Cl22HCl(2)与水反应实验操作实验现象A中干燥的有色布条不褪色；B中湿润的有色布条褪色化学方程式Cl2＋H2O===HCl＋HClO(3)与碱反应Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)打开盛有Cl2的集气瓶，可直接闻其气味 (　　)(2)铁在过量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2 (　　)(3)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 (　　)(4)Cl2不但溶于水，还可以与H2O发生化学反应 (　　)(5)实验室中多余的氯气用NaOH溶液吸收 (　　)[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　我们以前学过的燃烧反应，都是物质在氧气中燃烧。通过H2在Cl2中燃烧，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？[提示]　燃烧是一种发热、发光、剧烈的化学反应，反应中并不一定要有氧气参加。三、身边的化学1．次氯酸——常见的漂白剂、消毒剂(1)酸性：属于弱酸；酸性比碳酸弱。(2)不稳定性：见光易分解，化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。(3)强氧化性：能使有色物质褪色，并能杀灭细菌，因此次氯酸具有漂白作用和消毒作用。2．漂白粉制备漂白粉的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。　工业上制备漂白粉为什么用石灰乳而不用澄清石灰水？    [提示]　Ca(OH)2微溶于水，为了提高漂白粉的产量，用石灰乳制备。氯水的成分与性质结合以下两个实验装置示意图，探究氯水的有关性质。氯气与水的反应　　　　氯气的性质实验[问题1]　氯气、液氯和氯水有什么区别？[提示]　物质氯气液氯氯水状态气态液态溶液成分Cl2Cl2分子：Cl2、H2O、HClO离子：H＋、Cl－、ClO－、OH－(极少)类别纯净物纯净物混合物[问题2]　氯气有漂白性吗？[提示]　干燥的氯气不能使有色布条褪色，所以氯气没有漂白性，氯气与水反应生成的HClO才有漂白性。[问题3]　新制氯水和久置氯水的成分一样吗？为什么？新制氯水如何保存？[提示]　不一样。由于溶解于水的氯气只有少量与水发生反应：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，所以氯水中的微观粒子有七种，它们分别为H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－。氯水久置时，由于HClO不稳定，见光或受热易分解，促使Cl2继续与H2O反应，最终使Cl2消耗完，使溶液变为稀盐酸。新制氯水要保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处保存。1．新制氯水的成分2．新制氯水的性质在不同的反应中，新制氯水中起作用的成分不同。1．下列有关新制氯水的说法错误的是(　　)A．加入CaCO3不发生反应B．具有酸性C．强光照射有气体产生D．具有漂白性A　[加入CaCO3与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故A错误；氯水中含H＋，所以具有酸性，故B正确；强光照射时HClO会分解：2HClO2HCl＋O2↑，故C正确；次氯酸具有漂白性，故D正确。]2．氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是(　　)A．加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明有Cl2存在B．溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有HClO分子存在C．先加入硝酸酸化，再加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl－存在D．加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明有HClO分子存在C　[次氯酸具有漂白性，则加入有色布条后，有色布条褪色，说明有HClO分子存在，故A错误；氯气为黄绿色气体，具有刺激性气味，则氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2分子存在，故B错误；因AgCl不溶于硝酸，先加入硝酸酸化，再加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl－存在，故C正确；氯气和氢氧化钠发生氧化还原反应，则不能说明有HClO存在，故D错误。]3．氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据新制氯水分别与如图所示四种物质发生的反应填空(a、b、c、d、e代表物质间反应，且氯水足量)。(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“b”“c”“d”或“e”)。(2)c过程中的现象是___________________________________，e过程中的现象是___________________________________，e过程中反应的化学方程式为________________，b过程中反应的化学方程式为___________________________________。(3)久置的氯水变为________，用化学方程式表示为________________。(4)实验室保存饱和氯水的方法是_____________________。[解析]　氯水中的HClO有漂白性，可以使有色物质褪色，且HClO光照易分解。氯水中含有H＋，故具有酸性。氯水中HClO见光分解，故应置于棕色试剂瓶中避光保存。[答案]　(1)d　(2)有白色沉淀产生　氯水的浅黄绿色消失　Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O　Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O　(3)稀盐酸　2HClO2HCl＋O2↑　(4)置于棕色试剂瓶中密封避光保存由氯气制备的常用消毒剂和漂白剂新冠肺炎疫情发生后，消毒成了人们关注的话题。导致此次疫情的是新型冠状病毒，含氯消毒剂能杀灭该病毒。常用的含氯消毒剂有漂白粉、84消毒液、二氧化氯等。[问题1]　HClO具有漂白作用，为什么工业上不保存HClO，而保存漂白粉？[提示]　HClO不稳定，见光易分解，久置后会变质，所以制备稳定的漂白粉[有效成分为Ca(ClO)2，能与CO2和H2O反应生成HClO]更便于储存和运输。[问题2]　长期放置的漂白粉为什么会失效？漂白粉应如何保存？[提示]　Ca(ClO)2在空气中会与H2O和CO2反应生成HClO和CaCO3，HClO不稳定，见光易分解。因此，漂白粉放置久了易变质失效。根据上面分析可知，漂白粉应密封并置于避光干燥处保存。[问题3]　84消毒液能和洁厕灵混在一起用吗？为什么？[提示]　不能。84消毒液的有效成分为NaClO，洁厕灵的有效成分为盐酸，二者相遇会发生反应NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O，氯气有毒，故不可混用。1．次氯酸的漂白原理、特点及应用范围2．次氯酸盐(1)84消毒液与漂白粉的对比 84消毒液漂白粉制备由Cl2和NaOH溶液反应制得工业上通常用石灰乳和氯气反应来制备漂白粉主要成分NaCl和NaClOCaCl2和Ca(ClO)2有效成分NaClOCa(ClO)2(2)漂白粉漂白原理及失效原因①漂白原理：漂白粉与稀盐酸或空气中的水和二氧化碳反应，生成HClO。Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2＋2HClO，Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3＋2HClO。②失效原因：Ca(ClO)2在空气中与CO2和H2O反应生成HClO和CaCO3，HClO不稳定，见光或受热易分解。因此，漂白粉放置久了易变质失效，应密封保存。【例题】　漂白粉由于其储存方便，是生活中广泛应用的含氯消毒剂之一。下列有关漂白粉的叙述正确的是(　　)A．漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2不稳定、易分解B．次氯酸和过氧化钠都有漂白作用，但原理不同C．Ca(ClO)2中含有氯离子D．漂白粉与84消毒液的消毒原理相似D　[A项，漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，由于HClO的酸性比碳酸弱，在空气中发生反应Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3＋2HClO，HClO不稳定，2HClO2HCl＋O2↑，错误；B项，次氯酸和过氧化钠的漂白作用都是利用其强氧化性，原理相同，错误；C项，Ca(ClO)2中含有ClO－，不含有Cl－，错误；D项，漂白粉与84消毒液的消毒原理都是与空气中的水蒸气和二氧化碳反应生成具有漂白作用的次氯酸，正确。]【变式旁通】　活性炭也具有漂白作用，其原理与HClO、Na2O2是否相同？[提示]　不同，活性炭因具有吸附功能而具有漂白作用，不发生化学反应；HClO、Na2O2因具有强氧化性而具有漂白作用，发生化学反应。1．下列物质中，不能使有色布条褪色的是(　　)A．次氯酸钠溶液   B．次氯酸钙溶液C．氯水   D．氯化钙溶液D　[氯水中含有HClO，次氯酸钠、次氯酸钙溶液与空气中的CO2反应可产生HClO，三者均有漂白性；氯化钙溶液中不含有也不能生成HClO，没有漂白性。]2．下列说法正确的是(　　)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与CO2、H2O反应生成的HClO不稳定D　[漂白粉和84消毒液均是混合物，二者长期保存均可变质；漂白粉中不含HClO，其与空气中的CO2和H2O反应后才会产生HClO；工业上制取漂白粉是用Cl2与石灰乳反应；漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2易与空气中的CO2和H2O反应生成HClO，HClO不稳定易分解。]1．下列物质中，既含有氯分子，又含有氯离子的是(　　)A．氯化钠溶液   B．新制氯水C．漂白粉   D．液氯B　[新制氯水中存在Cl2、H2O、HClO三种分子，H＋、Cl－、ClO－、OH－四种离子。]2．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是(　　)A．CuCl2  B．FeCl2  C．HCl  D．AlCl3B　[Fe和Cl2化合生成FeCl3。]3．氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，下列说法不正确的是(　　)A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，产生棕黄色的烟B．钠在氯气中燃烧，产生白色的烟C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，产生苍白色火焰，集气瓶口出现白色烟雾D．氯气能与水反应生成次氯酸和盐酸，久置氯水最终变为稀盐酸C　[红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，故A正确；钠在氯气中燃烧生成氯化钠，产生白色的烟，故B正确；纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，生成的氯化氢易挥发，在集气瓶口出现白雾，不是烟，故C错误；氯气能与水反应生成次氯酸和盐酸，次氯酸见光易分解生成氧气和氯化氢，因此久置氯水最终变为稀盐酸，故D正确。 ]4．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．漂白粉是混合物，其有效成分是次氯酸钙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D　[次氯酸钙的稳定性大于次氯酸，故A正确；漂白粉主要成分为次氯酸钙和氯化钙，有效成分为次氯酸钙，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；因为次氯酸在水中只能部分电离，所以次氯酸是弱酸，故D错误。 ]5．Cl2是一种重要的化工原料。如图是一些含氯产品。①　　　②　　　③　　　④　　　⑤(1)①中钢瓶上应贴的标签为________。A．腐蚀品  B．爆炸品  C．有毒品  D．易燃品(2)84消毒液是一种无色、有漂白作用的液体，它的有效成分是________。A．NaOH  B．NaClO  C．KMnO4  D．Na2O2(3)工业上利用Cl2制盐酸，其化学方程式为______________。Cl2溶于水可制得氯水，检验一瓶氯水是否已经完全变质，可选用的试剂是________。A．硝酸银溶液  B．酚酞溶液C．碳酸钠溶液   D．紫色石蕊溶液(4)工业上制漂白粉的化学方程式为_________________。[解析]　(1)氯气为有毒的气体，则①中钢瓶上应贴的标签为有毒品，Cl2不易燃、易爆，本身不具有腐蚀性。(2)84消毒液是由氯气和NaOH反应后得到的消毒剂，主要成分为NaCl和NaClO，其中具有漂白性的原因是NaClO与酸反应生成具有漂白性的HClO，所以有效成分为NaClO。(3)氢气与氯气反应生成HCl，溶于水得到盐酸，发生的反应为H2＋Cl22HCl；；久置氯水的成分为稀盐酸，新制氯水的主要成分为Cl2、HCl、HClO。新制氯水和稀盐酸均与AgNO3溶液反应生成白色沉淀，均与Na2CO3溶液反应放出CO2气体，遇酚酞溶液均无明显现象。新制氯水中加入紫色石蕊溶液先变红后褪色，而稀盐酸中加入紫色石蕊溶液只变红色。(4)利用氯气与石灰乳反应制备漂白粉，反应生成氯化钙、次氯酸钙与水，反应方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。[答案]　(1)C　(2)B　(3)H2＋Cl22HCl　D(4)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O