高中化学《氯气的性质》导学案+课时作业.docx
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高中化学《氯气的性质》导学案+课时作业
第2课时 氯气的性质
[学习目标] 1.了解氯气的性质，认识氯气是很活泼的非金属单质。
2.了解氯水的成分及性质。
3.了解氯气与碱溶液的反应及应用。
一、氯气与金属、非金属的反应
1．氯的原子结构和氯元素的存在
（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）氯元素的存在
氯在自然界中以
化合态存在，主要以
NaCl的形式存在。
2．氯气的物理性质
5．氯气的用途
（1）氯气是一种重要的化学工业物质。
氯的化合物可作为制取高纯硅、锗（半导体）和金属钛的重要中间物质。
（2）在有机化工中，氯气是合成塑料、农药、染料和药品的重要原料。
二、氯气与水、碱的反应
1．氯气和水的反应
（1）氯气能溶于水，其水溶液俗称氯水
按照表中要求完成氯水的性质实验，将实验现象及有关结论填入表中：
氯水具有漂白性是因为氯气与水反应生成了具有漂白作用的
HClO，反应的化学方程式是
Cl2＋H2OHCl＋HClO。
（2）次氯酸的性质
①次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性还弱，写离子方程式时不能拆成离子形式。
氯气和水反应的离子方程式为
Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
②不稳定性，见光易分解，放出氧气。
化学反应方程式为
2HClO
2HCl＋O2↑。
③次氯酸具有强氧化性，其氧化性比Cl2强，可用于自来水的
杀菌消毒，还可以用作
漂白剂。
2．氯气和碱的反应
（1）根据氯气与水的反应原理，推测氯气与强碱溶液反应的生成物是
氯化物、
次氯酸盐和水，氯气与NaOH、Ca（OH）2溶液反应的化学方程式为
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O,2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。
（2）漂白液的主要成分是
NaCl、NaClO，有效成分是
NaClO；漂白粉的主要成分是
CaCl2、Ca（ClO）2，有效成分是
Ca（ClO）2。
（3）如果Cl2与Ca（OH）2反应充分，并使次氯酸钙成为主要成分，则得到漂粉精。
（4）漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的
漂白剂，又可作游泳池及环境的
消毒剂。
1．铁与盐酸反应生成二价铁，铁与氯气反应生成二价铁还是三价铁？
为什么？
提示：
三价铁，Cl2有很强的氧化性，能与多数金属反应生成相应的金属氯化物，它和变价金属反应时，生成高价的金属氯化物。
2．通过H2在Cl2中燃烧的实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？
提示：
H2在空气中可以燃烧，在Cl2中也可以燃烧。
由此可知燃烧不一定有氧气参加，燃烧的本质是氧化还原反应，所有发光放热的剧烈的氧化还原反应都称为燃烧。
3．实验室中如何保存氯水？
提示：
氯水中的HClO见光或受热均易发生分解反应，因此新制氯水应密闭贮存于棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。
4．漂白粉和木炭都能使红墨水褪色，其原理相同吗？
提示：
不同，漂白粉中的Ca（ClO）2在酸性溶液中具有强氧化性，使有色物质被氧化而褪色，而木炭则具有强的吸附性，可吸附色素而使红墨水褪色。
一、氯气与金属、非金属的反应
1．氯气与金属反应时表现出强氧化性，与变价金属（如Fe）反应时得到高价金属氯化物（如FeCl3）；氯气不但能与活泼金属反应，也能与某些不活泼金属发生反应。
2．燃烧是任何发光、发热的剧烈的氧化还原反应。
3．描述现象时，固体小颗粒，分散在空气中形成烟；小液滴分散在空气中形成雾。
[练习与实践]
1．将氯气通过软管通入鼠洞中，可以用来消灭田鼠。
在此过程中利用了氯气下列性质中的（ ）
①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④易液化 ⑤溶于水
A．①②③B．②③C．③④D．③④⑤
答案 B
解析 氯气密度比空气大，所以易通入鼠洞，其毒性可以杀死老鼠。
2．下列各化合物不能由单质直接化合制取的是（ ）
A．FeCl3B．CuCl2C．AlCl3D．FeCl2
答案 D
解析 因Cl2化学性质很活泼，与变价金属反应时生成高价态化合物，Fe元素有＋2价、＋3价，Cu元素有＋1价、＋2价，Al元素只有＋3价。
二、氯水的成分和性质
1．氯水的成分
（1）氯水中的化学反应及有关电离方程式：
Cl2＋H2OHCl＋HClO，HCl===H＋＋Cl－，
HClOH＋＋ClO－，2HClO
2HCl＋O2↑。
（2）氯水的成分——“三分子四离子”：
2．氯水的性质
在氯水中含有多种微粒，因此在与不同物质发生反应时，表现出不同微粒的性质，现列表如下：
3．液氯、新制氯水和久置氯水的比较
4．漂白粉敞口存放在潮湿的空气中容易失效，其原因是Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO；2HClO
2HCl＋O2↑（用化学方程式表示），所以漂白粉的保存方法是密封保存。
[练习与实践]
3．常用氯气给自来水消毒，某同学用自来水配制下列物质的溶液，会使药品明显变质的是（ ）
①FeCl3 ②AgNO3 ③NaHCO3 ④MgCl2 ⑤KI ⑥NaOH
A．①②④B．②③⑤⑥
C．①②④⑥D．全部
答案 B
解析 氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，因此与硝酸银、碳酸氢钠、碘化钾和氢氧化钠都能发生化学反应，而与FeCl3和MgCl2不反应，故选B。
4．下列说法不正确的是（ ）
A．光照氯水有气泡逸出，该气体是O2
B．新制氯水呈黄绿色是因为其中存在Cl2
C．久置氯水遇AgNO3溶液会产生白色沉淀
D．新制氯水经光照一段时间pH增大
答案 D
解析 氯水中存在三种分子：
Cl2、HClO、H2O，四种离子：
Cl－、ClO－、H＋、OH－，其中光照后发生反应2HClO
2HCl＋O2↑，氯化氢溶于水导致溶液中H＋浓度增大，则溶液的pH减小，故D错误。
本课小结
1．Cl2是非常活泼的非金属单质，能与多种金属（如Na、Fe、Cu等）、非金属（如H2等）直接化合。
2Na＋Cl2===2NaCl,2Fe＋3Cl2
2FeCl3，Cu＋Cl2
CuCl2，H2＋Cl2
2HCl。
2．Cl2可与碱反应，生成次氯酸盐、金属氯化物和水，可
用此原理来制取漂白粉，2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。
3．氯水是Cl2的水溶液，其中发生反应：
Cl2＋H2OHCl＋HClO。
故新制氯水中含有三种分子（H2O、Cl2、HClO）、四种离子（Cl－、H＋、ClO－、OH－）。
其中HClO不稳定，易分解，2HClO
O2↑＋2HCl。
一、选择题
1．下列关于氯气的叙述中，正确的是（ ）
A．氯气是一种黄绿色、有毒的气体
B．氯元素在自然界中既可以以化合态存在，也可以以游离态存在
C．氯气可用向下排空气法收集
D．氯气、氯水、液氯是同一种物质，只有状态不同，都属于纯净物
答案 A
2．下列说法中，正确的是（ ）
A．液氯和氯水都含有氯离子
B．氯气和液氯都能使干燥的有色布条褪色
C．盐酸和氯水都含有氯离子
D．盐酸和氯水都能使湿润的有色布条褪色
答案 C
解析 液氯中只含有Cl2不含Cl－，A错误；干燥的氯气和液氯均不能使有色布条褪色，B错误；氯气溶于水后发生反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，故C正确；D项中盐酸不能使有色布条褪色，故错误。
3．（双选）下列关于漂白粉的叙述中正确的是（ ）
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．漂白粉可由Cl2与石灰乳制得
D．在使用漂白粉时应用浓盐酸
答案 BC
解析 A项，漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2；B项，漂白粉在空气中发生反应Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO,2HClO
2HCl＋O2↑，久置会失去漂白性；C项，漂白粉的制法是将Cl2通入石灰乳中；D中浓盐酸具有挥发性，且可以发生氧化还原反应产生Cl2。
故选B、C两项。
4．检验氯化氢气体中是否混有Cl2可采用的方法是（ ）
A．用干燥的蓝色石蕊试纸B．用干燥的有色布条
C．通入AgNO3溶液D．用湿润的淀粉碘化钾试纸
答案 D
解析 Cl2具有强氧化性，发生反应Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，I2遇淀粉变蓝。
5．下列物质中，含有氯分子的是（ ）
A．液氯B．浓盐酸C．食盐水D．软锰矿
答案 A
解析 液氯是液态的氯气，由氯分子构成。
6．下列对氯气的叙述中，正确的是（ ）
A．能与所有金属反应B．具有氧化性
C．不能支持燃烧D．具有漂白作用
答案 B
解析 A中Cl2难与Au、Pt反应；C中H2可以在Cl2中燃烧；D中Cl2本身不具有漂白性，而是与H2O反应生成的HClO具有漂白性。
7．为了防止贮存液氯的钢瓶被腐蚀，钢瓶在装液氯之前必须（ ）
A．除去铁锈B．放入铁粉
C．清洗干净D．彻底干燥
答案 D
解析 干燥的Cl2在常温下不与铁反应。
8．湿润的蓝色石蕊试纸接触氯气后，其颜色变化为（ ）
A．变红B．先变红后变白
C．变白D．不变
答案 B
解析 Cl2溶于水显酸性，使蓝色石蕊试纸变红，同时生成的HClO具有漂白性，又使试纸变白。
9．下列变化不能直接实现的是（ ）
A．HCl―→Cl2B．Cl2―→Ca（ClO）2
C．Ca（ClO）2―→HClOD．HClO―→CO2
答案 D
解析 A中浓盐酸与MnO2反应可得Cl2；B中Cl2与Ca（OH）2反应可得Ca（ClO）2；C中Ca（ClO）2与CO2、H2O反应可得HClO；D中HClO的酸性比H2CO3弱，不能由HClO直接制得CO2。
10．饱和氯水长期放置后，下列微粒在溶液中不减少的是（ ）
A．Cl2B．HClOC．Cl－D．H2O
答案 C
解析 氯水中次氯酸分解导致水、氯气和次氯酸的量减少，而氯离子的量则会增加。
二、非选择题
11．某工厂在山坡坑道的仓库里贮有氯气钢瓶。
某天，有一只贮有氯气的钢瓶损坏，造成氯气泄漏，在场工人采取以下措施，请选择填空并简述理由。
（1）处理钢瓶的方法正确的是________，简述理由______________________________________。
A．钢瓶推到坡下的小河里
B．把钢瓶丢到深坑里，用石灰填埋
C．把钢瓶扔到农田中
（2）钢瓶处理后，工人应立即________，简述理由________________________________。
A．转移到坡下B．转移到坡上
（3）若在场工人没有防毒面具，可以用浸有某种物质的一定浓度水溶液的毛巾捂住鼻子。
最适宜采用的物质是________。
A．NaOHB．NaClC．Ca（OH）2D．Na2CO3
答案
（1）B 氯气有毒，用石灰可以把它转化为无毒物质
（2）B 氯气密度比空气大
（3）D
解析
（2）氯气密度比空气大，钢瓶处理后，工人应立即转移到坡上。
（3）Na2CO3能够吸收氯气，可以用浸有Na2CO3的一定浓度水溶液的毛巾捂住鼻子。
NaOH具有较强的腐蚀性，不能使用。
12．现用如下图所示的装置制取较多量的饱和氯水。
回答有关问题：
（1）写出有关反应的化学方程式。
装置甲：
___________________________________________________________________；
装置丁：
_____________________________________________________________________。
（2）证明氯水已饱和的现象是________________________________________________________________。
（3）制取结束时，装置丙的液体中含有最多的微粒是____________________（水分子除外）；装置乙的作用是________________________________________________________________________。
（4）有如下改进措施或建议，请作出评价：
①在装置乙和丙之间增加如图（a）所示的装置，你认为有无必要？
_____________________________________________________________________。
②在装置丙的长导管下口处，接如图（b）所示的多孔球泡，这样做的好处是_____________________________________________________________________。
答案
（1）MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
（2）丙中的导管有气泡逸出水面，且液面上方充满黄绿色气体
（3）Cl2 除去Cl2中的HCl气体
（4）①无必要，实验目的是制取氯水，所以Cl2不需干燥
②可以增加Cl2与水的接触面积，利于Cl2溶解
解析
（1）根据装置特点可知，装置甲中为浓盐酸和MnO2的反应，方程式为MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，装置丁中反应的方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
（3）Cl2溶于水后只有少部分与水反应，所以装置丙的液体中含有最多的微粒是Cl2；装置乙的作用是除去氯气中的氯化氢气体。
13．某研究人员应用下图所表示的方法研究物质的性质，其中气体X的主要成分是氯气，杂质是空气和水蒸气。
请回答下列问题：
（1）该实验的目的是________________________________________________________________________。
（2）浓硫酸的作用是______________。
与研究目的直接相关的实验现象是_____________________________________________________________________。
（3）从物质的性质与环境保护要求等方面来看，这样的实验设计还存在明显的事故隐患，事故表现是__________________。
请在上图的D处以简图的形式表明消除事故隐患的措施。
答案
（1）比较氯气和次氯酸谁有漂白性
（2）吸收氯气中的水蒸气 B内的布条不褪色，C内的布条褪色
（3）氯气向空气中扩散，污染空气 见下图
解析 干燥的氯气没有漂白性，Cl2＋H2OHCl＋HClO，次氯酸有漂白性。
氯气有毒，对化学实验和工业生产产生的含氯尾气都要作无害处理。
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