化学必修 第一册第二节 氯及其化合物学案

这是一份化学必修 第一册第二节 氯及其化合物学案，共12页。



核心微网络








素养新目标,


1．认识氯元素的存在和氯气的用途。


2．分析氯原子结构，掌握氯气的性质。


3．认识次氯酸的性质。


4．通过实验手段，学习物质的性质。





[预习新知]


一、氯气


1．氯的原子结构及存在


(1)原子结构


原子结构示意图为，氯原子容易得到1个电子而形成Cl－，表现出典型的非金属性。


(2)存在


氯在自然界中以化合态存在，主要以NaCl的形式存在。


2．氯气的发现


1774年瑞典化学家舍勒制取了氯气，反应的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。


3．物理性质


二、氯气的化学性质


在下面的横线上写出反应的化学方程式，并注明反应现象。





三、次氯酸的性质





[即学即练]


1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”


(1)Cl2在与金属反应时表现强氧化性。( )


(2)任何物质的燃烧必须有O2参与。( )


(3)Cl2与H2O反应的离子方程式为Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－。( )


(4)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2。( )


(5)氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物。( )


(6)氯水能漂白纸张，故氯气具有漂白性。( )


答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×





2．下列有关氯气的叙述中不正确的是( )


A．金属钠可在氯气中剧烈燃烧


B．通常状况下，干燥的氯气能与铁反应


C．光照氯气和氢气的混合物会发生爆炸


D．氯气与水反应生成盐酸和次氯酸


答案：B





3．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接参与化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是( )


A．CuCl2 B．FeCl2 C．MgCl2 D．FeCl3


解析：Cu与盐酸不反应；Fe与盐酸反应生成FeCl2，Fe与Cl2反应只能生成FeCl3；Mg与盐酸及Cl2反应均生成MgCl2。


答案：C


4．Cl2是一种重要的化工原料，下图是一些含氯产品：





(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)Cl2可用于制盐酸，其化学方程式为______________________________________。


(4)工业上制漂白粉的化学方程式为________________________________________。


解析：贮存Cl2的钢瓶应贴有有毒气体的标志；84消毒液的有效成分是NaClO。


答案：


(1)C (2)B


(3)H2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl


(4)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O





技 能 素 养


目标一 氯水性质的多样性


[例1] 下列关于氯水的叙述中正确的是( )


A．新制氯水中只含Cl2和H2O分子


B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色


C．光照新制氯水有气泡逸出，该气体是Cl2


D．新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将减弱


【解析】 新制氯水成分的多样性决定了新制氯水性质上的多重性。新制氯水中主要含有三种分子H2O、Cl2、HClO和四种离子H＋、Cl－、ClO－、OH－；新制氯水含有H＋和HClO，蓝色石蕊试纸遇H＋变红，变红后的试纸被HClO氧化褪色；光照新制氯水，发生反应2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，逸出的是O2而不是Cl2，该反应进行后，弱酸HClO转化为强酸HCl；密封在密闭无色玻璃瓶中(不考虑HCl挥发)，溶液的酸性增强。


【答案】 B


[提升1]





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重合部分代表物质间反应，且氯水足量)。


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


(2)c过程中的现象是


________________________________________________________________________，


b过程中反应的离子方程式为


________________________________________________________________________。


(3)a过程中反应的化学方程式为


________________________________________________________________________。


解析：含Cl2分子，可将FeCl2氧化：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；含H＋，可使石蕊试液变红，可与COeq \\al(2－,3)反应，放出CO2：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑；含有Cl－，可与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀；含有HClO分子，有漂白性，可使变红的石蕊试液褪色。


答案：


(1)d


(2)溶液中产生白色沉淀


COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑


(3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3


次氯酸的漂白原理、特点及应用范围


原理：将有色物质氧化为稳定的无色物质。


特点：被HClO漂白后的物质，久置后不再恢复原色，即HClO的漂白具有不可逆性。


应用范围：几乎所有有色物质遇HClO都会褪色。


[核心能力]


1．氯水的成分


(1)氯水中的化学反应及物质的电离


Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO，H2OH＋＋OH－，


HClOH＋＋ClO－，2HClO光照,2HCl＋O2↑。


(2)氯水的成分——“三分子、四离子”





2．氯水中的微粒与性质








目标二 漂白剂、消毒液——氯气与碱反应的应用


[例2] 下列关于漂白粉的叙述正确的是( )


A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2


B．漂白粉在空气中久置后会变质


C．漂白粉是由Cl2与烧碱制得的


D．在使用漂白粉时应用浓盐酸


【解析】 A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，故A错误；B.空气中Ca(ClO)2与水、二氧化碳反应生成碳酸钙和HClO，HClO光照分解而变质，故B正确；C.氯气与烧碱反应生成NaCl、NaClO，故C错误；D.使用漂白粉时与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气，氯气有毒，故D错误。


【答案】 B


[提升2]


(1)生产消毒液是将氯气通入NaOH溶液中，发生反应的离子方程式为


________________________________________________________________________。


消毒液稀释后喷洒在空气中，可以生成有漂白性的物质，请写出此过程的离子反应方程式：____________________________。该物质有漂白性是因为它有强氧化性，但是它也很不稳定，请写出其分解的化学方程式：________________________。洁厕灵(含有浓盐酸)和漂白液不能混合使用，结合离子方程式解释其原因：________________________________________________________________________。


(2)漂白粉是利用Cl2与________反应制取的，Cl2与漂白粉用于漂白均是因为在一定条件下产生________的缘故，工业上之所以把Cl2加工成漂白粉再用于漂白，是因为


________________________________________________________________________


________________________________________________________________________。


(3)漂白液、漂白粉、漂粉精为什么密封避光保存？


________________________________________________________________________


________________________________________________________________________。


答案：


(1)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O CO2＋ClO－＋H2O===HCOeq \\al(－,3)＋HClO 2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑ Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，产生有毒气体Cl2，使人中毒


(2)石灰乳 HClO 漂白粉比较稳定且易于保存和运输


(3)Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO


NaClO＋H2O＋CO2===NaHCO3＋HClO


2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑ 因此，保存时应该密封存放于避光干燥处。


漂白粉的主要成分：Ca(ClO)2、CaCl2。


漂白粉有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2]含有效氯约35%。


漂粉精有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2]含有效氯约70%。


[核心能力]


氯气与碱反应的应用


含氯漂白剂的漂白性最终都是酸性条件下ClO－强氧化性的表现。


1.制取日常生活中用的“84”消毒液(或漂白液)


2NaOH(稀)＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O “84”消毒液有效成分：NaClO。


2．制取漂白粉


2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O


3．漂白液、漂白粉、漂粉精长期露置于空气中会发生反应：


NaClO＋H2O＋CO2===NaHCO3＋HClO Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO


2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，因此，保存时应该密封存放于避光干燥处。








学考评价


授课提示：对应学生用书26页


1．Cl2可用来消灭田鼠，使用时可将Cl2通过管子灌入洞中，这是利用Cl2下列性质中的( )


A．黄绿色 B．密度比空气小


C．有毒 D．较易液化


答案：C


2．下列说法中，正确的是( )


①金属钠、氢气都能在氯气中燃烧，生成白色烟雾


②铜丝在氯气中燃烧，生成蓝绿色的氯化铜


③点燃是使氯气跟氢气化合的唯一条件


④氯气跟变价金属反应生成高价金属氯化物


A．②③ B．①②


C．①④ D．④


解析：Cl2既能与金属单质反应，又能与非金属单质反应。与变价金属反应时，生成高价化合物。①金属钠在氯气中燃烧，生成白烟，为氯化钠的小颗粒；②铜丝在氯气中燃烧，生成棕色的烟，加入少量的水得到蓝绿色的氯化铜溶液；③点燃不是使氯气跟氢气化合的唯一条件，二者在光照条件下也能发生化学反应；④氯气具有强氧化性，跟变价金属反应生成高价金属氯化物。


答案：D


3．用玻璃棒蘸取新制氯水滴在蓝色石蕊试纸中部，观察到的现象是( )





解析：氯水中的H＋能使蓝色石蕊试纸变红，氯水中的HClO能使之褪色，使蘸到的中间部分变为白色，四周仍有一圈红色。


答案：B


4．漂白粉在空气中容易变质的原因是( )


A．CaCl2易吸收空气中的水分


B．Ca(ClO)2易与盐酸反应


C．Ca(ClO)2见光易分解


D．Ca(ClO)2易与空气中的CO2和水作用


答案：D


5．洪水过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。


(1)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉，化学反应方程式为______________________________。


(2)漂白粉的有效成分是(填名称)________。


(3)漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，反应的离子方程式为______________________________________。


(4)反应(1)和反应(3)中，属于氧化还原反应的是(填编号)________。


解析：工业制取漂白粉的反应为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(该反应为氧化还原反应)，漂白粉的有效成分是次氯酸钙，漂白粉溶于水后与CO2的离子反应为Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。


答案：(1)2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O


(2)次氯酸钙


(3)Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO


(4)(1)





练后感悟


液氯、新制氯水、久置氯水的区别








课时作业9 氯气的性质


授课提示：对应学生用书83页


[学业达标]


1．下列说法中正确的是( )


A．氯原子和氯离子的化学性质相同


B．氯离子比氯原子多一个电子


C．氯气有毒，氯离子也有毒


D．氯气和氯离子都显黄绿色


解析：氯原子和氯离子的原子结构示意图分别为、，二者化学性质不同，氯离子比氯原子多一个电子，氯离子无毒、无色。


答案：B





2．下列现象不属于H2在Cl2中燃烧现象的是( )


A．苍白色火焰


B．瓶口有白雾


C．集气瓶内气体颜色变浅


D．爆炸


解析：H2在Cl2中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口因生成的HCl吸收空气中的H2O形成盐酸小液滴而形成白雾，瓶内气体颜色因Cl2的消耗而变浅，但不发生爆炸。


答案：D


3．下列变化过程不能直接实现的是( )


①HCl ②Cl2 ③Ca(ClO)2 ④HClO ⑤CO2


A．①→② B．②→③


C．③→④ D．④→⑤


解析：A项①→②可通过反应：MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O直接实现；B项②→③可通过反应：2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O直接实现；C项可通过反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO直接实现；D项由于HClO的酸性比碳酸弱，若④→⑤能直接实现，就违背了由较强酸制较弱酸的理论，故D错误。


答案：D


4．用自来水养金鱼时，我们通常先将自来水日晒一段时间后，再注入鱼缸，其目的是( )


A．利用日光中紫外线杀死水中的细菌


B．提高水温，有利于金鱼生长


C．增加水中氧气的含量


D．促使水中的次氯酸分解


解析：使用氯气对自来水消毒时主要是利用了HClO的强氧化性，HClO见光易分解，自来水日晒后可以使HClO完全分解，且生成的盐酸挥发出来。


答案：D


5．某学生用氯气消毒过的自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显药品变质的是( )


A．NaOH B．AgNO3 C．NaHCO3 D．盐酸


解析：氯气消毒过的自来水中含有Cl－、H＋、Cl2、HClO等微粒，可与NaOH、AgNO3、NaHCO3反应。


答案：D


6．下列有关漂白粉的说法正确的是( )


A．漂白粉的有效成分是CaCl2


B．漂白粉和明矾处理自来水的原理是相同的


C．漂白粉最好在弱酸性环境下使用


D．漂白粉因易在空气中氧化而密封保存


答案：C


7．将紫色石蕊溶液滴入NaOH溶液中，溶液变蓝色，再通入氯气，溶液由蓝色先变成红色，最后颜色慢慢褪去，其原因是( )


①氯气有漂白性 ②氯气与NaOH溶液反应 ③氯气的水溶液呈酸性 ④次氯酸有漂白性 ⑤氯化钠有漂白性


A．①④ B．②③④


C．①②③ D．④⑤


解析：Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO，当Cl2过量时，Cl2与水反应生成HCl和HClO，溶液呈酸性，因此使石蕊变红色，而HClO有漂白性，又使溶液褪色。


答案：B


8．如图所示，从A处通入新制备的Cl2，关闭B阀时，C处的红色布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处红色布条逐渐褪色。D瓶中盛放的溶液可能是( )





①浓硫酸 ②NaOH溶液 ③H2O ④饱和NaOH溶液


A．①③ B．②④


C．①② D．③④


解析：本题解题关键在于明确HClO有漂白作用，干燥的Cl2不具备漂白作用。先应判断A处通入的Cl2是否带有水蒸气。根据B阀门打开时，红色布条褪色，说明A处Cl2为潮湿的；潮湿的Cl2在B阀关闭时通过D，看不到C处红色布条有明显变化，说明D处溶液吸收了氯气或者吸收了潮湿氯气中的水蒸气。因此正确选项为C。


答案：C


9．在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )


A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2


B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－


C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋


D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO


解析：氯水中Cl2可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，D项错误。


答案：D


10．下列离子方程式书写正确的是( )


A．次氯酸钙溶液中通入过量的CO2


Ca2＋＋2ClO－＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO


B．氢氧化钠溶液吸收氯气


2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O


C．盐酸与硝酸银溶液反应


HCl＋Ag＋===AgCl↓＋H＋


D．氯气通入水中


Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－


解析：A项中CO2过量，应生成Ca(HCO3)2；C项中HCl应写成离子形式；D项中HClO应写化学式。


答案：B





11．“绿色化学实验”进课堂，某化学教师为氯气与金属钠反应设计了如图装置与操作以替代相关的实验。实验操作：钠与氯气反应的装置作如图改进，将一根玻璃管与氯气发生器相连，玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠(已吸净煤油)，玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花球。先给钠预热，到钠熔融成圆球时，撤火，通入氯气，即可见钠着火燃烧，生成大量白烟。以下叙述错误的是( )


A．反应生成的大量白烟是氯化钠晶体


B．玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气，以免其污染空气


C．钠着火燃烧产生苍白色火焰


D．若在棉球外沿滴一滴淀粉碘化钾溶液，据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收


解析：根据题给信息，Na在Cl2中燃烧的方程式为2Na＋Cl2点燃,2NaCl，NaCl为固态，故产生大量白烟，A正确；Cl2可与NaOH反应，故用NaOH溶液可吸收剩余Cl2，防止污染空气，B正确；Na着火燃烧时火焰颜色为黄色，C错；因为Cl2可与KI发生反应Cl2＋2KI===2KCl＋I2，I2使淀粉变蓝，D正确。


答案：C


12．室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适反应条件下，它们可按下面框图进行反应。又知E溶液是无色的。





请回答：


(1)A是________，B是________，C是________(填化学式)。


(2)反应①的化学方程式为


________________________________________________________________________。


(3)反应③的化学方程式为


________________________________________________________________________。


(4)反应④的化学方程式为


________________________________________________________________________。


解析：解答推断题的关键在于寻找“突破口”。由B为黄绿色的气体单质，可知B为Cl2，C为无色气体且与Cl2能发生反应，则C为H2，E为HCl；由反应③、④可以推出，A为排在H前面的金属，且A为变价金属，因此A为Fe。


答案：


(1)Fe Cl2 H2


(2)2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3


(3)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑


(4)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3


13．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，原因是________________________________________。请在上图的D处以图的形式表明克服事故隐患的措施。


解析：本题的实验目的是探究氯气本身还是氯气跟水反应生成的HClO具漂白作用，依据此目的本题设计了氯气分别与干燥的有色布条和湿润的有色布条作用。事故隐患是Cl2有毒，污染环境，可用碱溶液吸收。


答案：


(1)探究Cl2与HClO哪种物质具有漂白性(答案合理即可)


(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





[等级突破]


14．为了探究新制饱和氯水的组成和性质而进行了下列科学实验，请根据要求回答问题：


(1)请写出新制饱和氯水中含有氯元素的物质的化学式：______________________________。


(2)若不再进行更多的实验，请说明能快速判断氯水中含有Cl2的主要依据：____________________________。


(3)取适量新制饱和氯水滴入品红溶液后褪色，可得出氯气与水反应的产物具有漂白性，请你评价该结论是否合理？________。若不合理，请说明理由(若合理，则无需填写)：______________________________________________。


(4)先观察了氯水的外观性质以后，又用胶头滴管将该氯水逐滴滴入含有酚酞的NaOH溶液中，边滴边振荡，并连续观察现象，发现溶液的红色逐渐褪去而得无色溶液。根据预测，实验中溶液红色褪去的原因可能有两种，请用简要的文字说明：


①________________________________________________________________________。


②________________________________________________________________________。


他们又要通过实验进一步探究溶液红色褪去的原因究竟是上述中的①还是②。


[实验步骤]


①取试管内的无色溶液3 mL盛于另一支洁净的试管中；


②______________________________，振荡试管。


[实验现象及结论]


①若________，则证明溶液红色褪去的原因是①而不是②；


②若________，则证明溶液红色褪去的原因是②而不是①。


解析：(1)由题中信息可知，溶于水的Cl2，一部分与H2O发生化学反应生成HCl和HClO，另一部分以Cl2的形式溶解于水中。(2)氯水因Cl2的存在而显浅黄绿色，氯水显浅黄绿色就是其中含有Cl2的依据。(3)将氯水滴入品红溶液后溶液褪色，不能得到氯气与水反应的产物具有漂白性的结论。因为没有事先证明干燥的氯气无漂白性。(4)溶液的红色是酚酞与NaOH相互作用的结果。若没有酚酞，NaOH溶液呈无色；若没有NaOH，酚酞溶液也呈无色。由“(1)”中的分析可知，新制的氯水中既含有以显强酸性为主的HCl，又含有以显强氧化性为主的HClO。可滴加NaOH溶液来验证红色褪去的原因。滴入少量NaOH后溶液显红色，说明还存在酚酞，红色褪去的原因是HCl和HClO与NaOH发生了反应；若加入NaOH不再显红色，说明溶液中不存在酚酞，即酚酞已被HClO氧化。


答案：(1)Cl2、HCl(或Cl－)、HClO


(2)氯水显浅黄绿色


(3)不合理 没有事先证明干燥的氯气无漂白性


(4)①HCl和HClO中和了NaOH


②HClO氧化了酚酞


[实验步骤]②再向试管内滴加2滴NaOH溶液


[实验现象及结论]①恢复红色 ②仍为无色








颜色
状态
气味
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性气味
有毒
1体积水溶解


2体积氯气
液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
HClO、H2O、Cl2、H＋、Cl－、ClO－、OH－
H＋、Cl－、H2O
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
强氧化性
酸性、强氧化性、漂白性
酸性
保存
特制钢瓶
棕色瓶盛装，放阴凉处，一般现用现配