学年高中化学 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.docx
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学年高中化学第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
第2课时研究物质性质的基本程序
[课标要求]
1．了解研究物质性质的基本程序。
2．了解氯气及其主要化合物的主要性质及用途，认识其在生产中的应用和对环境的影响。
1．氯气为黄绿色有毒的气体，FeCl3是棕红色固体，CuCl2是棕黄色固体。
2．氯气与金属、非金属、水、碱等均能反应，Cl2＋H2O===HCl＋HClO，
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O,2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。
3．氯水中含有HClO，其具有弱酸性、不稳定性、漂白性，HClO分解的化学方程式为2HClO
2HCl＋O2↑。
4．漂白粉的成分为Ca（ClO）2和CaCl2，有效成分为Ca（ClO）2。
5．氯水中含三种分子：
HClO、Cl2、H2O，四种离子：
Cl－、H＋、ClO－、OH－。
1．研究物质性质的基本程序
2．氯气的物理性质
氯气为黄绿色气体，有刺激性气味，有毒，密度比空气大，易液化，能溶于水（1∶2），新制氯水呈淡黄绿色。
[特别提醒]
闻氯气气味的方法
取一只盛满氯气的集气瓶，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．氯气的化学性质
（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，产生大量的棕红色烟，加适量水振荡后得到棕黄色溶液
2Fe＋3Cl2
2FeCl3
Cu
加热后的铜丝在氯气中剧烈燃烧，产生大量的棕黄色烟，加适量水振荡后溶液呈蓝色
Cu＋Cl2
CuCl2
Na
加热后的钠块在氯气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，产生大量的白烟
2Na＋Cl2
2NaCl
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＋Cl2
2HCl
[特别提醒]
①烟—固体小颗粒，雾—小液滴，气—气态物质。
②变价金属与Cl2反应生成高价氯化物。
（2）与水反应
操作
现象
结论
A中的干燥红纸条不退色，B中的湿润红纸条退色
氯气本身没有漂白性，氯气与水反应的产物有漂白性：
Cl2＋H2O===HCl＋HClO
（3）与碱反应
①Cl2与NaOH溶液反应。
化学方程式：
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O；
应用：
可用于Cl2的尾气处理。
②Cl2与石灰乳反应。
化学方程式：
2Ca（OH）2＋2Cl2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O；
应用：
工业上用于制漂白粉。
4．氯气的用途
在工业上，氯气是一种重要的化工原料，大量用于制造盐酸、有机溶剂和杀菌消毒剂。
1．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是（ ）
A．CuCl2 B．FeCl3
C．FeCl2D．AlCl3
解析：
选D 氯气化学性质非常活泼，与变价金属反应时生成高价氯化物，如Fe＋Cl2―→FeCl3，Cu＋Cl2―→CuCl2，排除C。
又由于Cu和盐酸不反应，排除A，Fe和盐酸反应生成FeCl2，排除B，Al和盐酸反应生成AlCl3，则D正确，特别注意：
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2Fe＋3Cl2
2FeCl3。
2．某化学实验的尾气中含有较多的氯气。
要吸收这些尾气，下列试剂中最合适的是（ ）
A．烧碱溶液B．饱和石灰水
C．自来水D．饱和食盐水
解析：
选A A项，实验室常利用氯气和NaOH的反应来消除氯气的污染；B项，氯气虽然能与饱和石灰水反应，但因为Ca（OH）2在水中的溶解度太小，即使是饱和溶液其浓度依然很小，所以其吸收效率低，不宜用来吸收较多的氯气；C项，氯气在水中的溶解度比较小，不宜用自来水来吸收较多的氯气；D项，氯气在饱和食盐水中的溶解度很小，不宜用饱和食盐水来吸收较多的氯气。
1．次氯酸
（1）漂白性：
HClO具有强氧化性，能使染料等有机色素退色，还能用于杀菌消毒。
（2）不稳定性：
反应的化学方程式2HClO
2HCl＋O2↑。
（3）弱酸性：
次氯酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱。
[特别提醒] 干燥的Cl2不具有漂白性，Cl2只有遇到水转化为HClO后才具有漂白性。
2．氯水
（1）成分
（2）性质及保存方法
成分
Cl2
HClO
H＋
Cl－
性质
氯水呈浅黄绿色，可以代替氯气使用
氯水具有漂白性，光照氯水产生气泡，氯水久置变为稀盐酸
酸性
与可溶性银盐的水溶液反应生成白色沉淀
保存
氯水要现用现配制，常用棕色试剂瓶保存，放在冷暗处
[特别提醒] 氯水与液氯是不同的物质，氯水属于混合物，液氯属于纯净物（只含Cl2）。
3．次氯酸盐
（1）漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca（ClO）2，有效成分是Ca（ClO）2；漂白精或84消毒液的主要成分是NaClO和NaCl，有效成分是NaClO。
（2）漂白粉的漂白原理或变质原因可用化学方程式表示为Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
（3）漂白粉的保存：
置于避光干燥处密封保存。
1．漂白粉的有效成分是（ ）
A．氯化钙 B．次氯酸钙
C．次氯酸D．次氯酸钙与氯化钙
解析：
选B 漂白粉的成分是次氯酸钙和氯化钙，有效成分是次氯酸钙。
2．可证明HClO是弱酸的事实是（ ）
A．HClO可与碱反应
B．HClO有漂白性
C．次氯酸钙溶液可与H2CO3反应生成HClO
D．HClO见光分解
解析：
选C A项，HClO可与碱反应，说明HClO具有酸性；B、D项是HClO的性质；H2CO3是弱酸，根据较强酸制取较弱酸的原理，C项能说明HClO是弱酸。
3．下列关于氯气、液氯、氯水的叙述中正确的是（ ）
A．氯气、液氯、氯水是同一种物质
B．新制氯水可以使蓝色石蕊试纸先变红后退色
C．光照氯水时有气泡逸出，逸出的气体是氯气
D．氯水放置数天后酸性减弱
解析：
选B A项，氯气、液氯均由Cl2分子构成，属于同种物质，而氯水则是Cl2的水溶液，属于混合物；B项，新制氯水中水和氯气反应生成的盐酸可以使蓝色石蕊试纸变红，而反应生成的HClO具有漂白性，可以使石蕊试纸退色；C项，光照氯水时，其中含有的次氯酸分解，产生的氧气逸出；D项，氯水放置数天后，次氯酸分解，生成盐酸，溶液的酸性增强。
[三级训练·节节过关]
1．氯气跟下列物质反应时，能够产生白雾的是（ ）
A．Na B．Cu
C．FeD．H2
解析：
选D Cl2分别与Na、Cu、Fe反应时，均产生固体（NaCl、CuCl2、FeCl3），则均产生白烟现象；H2与Cl2反应生成HCl，HCl遇空气中水蒸气产生白雾。
2．下列物质不能用来消毒的是（ ）
A．氯化钠B．次氯酸钠
C．漂白精D．漂白粉
解析：
选A 含有高价态氯元素的物质具有杀菌消毒作用，NaCl中氯元素显最低价态，无消毒作用。
3．现有盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水，可用来区别它们的试剂是（ ）
A．AgNO3溶液B．酚酞溶液
C．紫色石蕊溶液D．饱和食盐水
解析：
选C 盐酸使石蕊溶液变红色，NaCl溶液不能使石蕊溶液变色，NaOH溶液使石蕊溶液变蓝色，新制氯水使石蕊先变红色后退色。
4.如图所示，A处通入Cl2，当打开B阀关闭E阀时，C处干燥的红色布条没有明显变化，当关闭B阀打开E阀时，C处干燥的红色布条退色。
则D瓶中装的物质可能是（ ）
A．浓硫酸B．NaOH溶液
C．水D．石灰水
解析：
选C 当打开B阀关闭E阀时，C处红色布条没有明显变化，说明通入的是干燥的氯气。
关闭B阀打开E阀时，Cl2进入D中，C处红色布条退色，说明Cl2通过D时吸收了水分，变成了潮湿的氯气。
A项中浓硫酸能干燥氯气，B、D项中氯气和碱能够发生反应，Cl2被碱液吸收。
5．
（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”）。
②c过程中的现象是____________________________________；
b过程中的化学方程式为______________________________________________。
③a过程中的化学方程式为_____________________________________________。
（2）用滴管将新制的饱和氯水缓缓滴入预先滴有酚酞溶液的NaOH溶液中，当滴到一定量时红色完全退去。
产生这种现象的原因可能有两种：
a是____________________________；b是________________________________________________________________________；
简述怎样用实验证明红色退去的原因是a还是b。
___________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）氯水中有多种成分，故兼有多种成分的性质。
①氯水中含HClO分子，能漂白石蕊溶液。
②氯水中含有HCl，遇AgNO3产生白色沉淀，遇Na2CO3产生CO2。
③氯水中含有Cl2，能与FeCl2反应生成FeCl3。
（2）红色完全退去的原因有两种可能：
一是NaOH被盐酸中和，碱性减弱，二是氯水中的HClO有漂白性。
HCl使酚酞溶液退色，加入碱液可以复原，HClO使酚酞溶液退色不能复原。
答案：
（1）①d ②有白色沉淀生成
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
③2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
（2）氯水中的HClO将红色漂白 氯水与NaOH反应使溶液碱性减弱 向无色溶液中再滴入NaOH溶液，若溶液变红色，则为原因b，若不出现红色则为原因a
1．下列有关氯气的叙述正确的是（ ）
A．钠在氯气中燃烧产生白色烟雾
B．红热的铜丝可以在氯气中燃烧，产生CuCl
C．纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧，发生黄色火焰
D．向田鼠洞里通入氯气杀灭田鼠，利用了氯气有毒和密度较大的性质
解析：
选D 钠在氯气中燃烧，生成NaCl固体小颗粒，形成白烟，没有雾出现（雾为小液滴），A项错误；红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2，B项错误；氢气在氯气中燃烧发出苍白色火焰，C项错误；氯气有毒，密度比空气的大，可杀灭田鼠，D项正确。
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．集气瓶内气体颜色逐渐变浅
D．爆炸
解析：
选D H2在Cl2中安静的燃烧，H2和Cl2的混合气体在光照条件下发生爆炸。
3．下列物质属于纯净物的是（ ）
A．氧化钠 B．84消毒液
C．盐酸D．漂白粉
解析：
选A A项，氧化钠的化学式为Na2O，属纯净物；B项，84消毒液是一种混合物，其有效成分为次氯酸钠；C项，盐酸为HCl的水溶液；D项，漂白粉是氯化钙和次氯酸钙的混合物。
4．下列说法错误的是（ ）
A．氯水中的溶质就是Cl2分子
B．氯水呈酸性
C．氯水在阳光下放置，会有气泡冒出
D．为防止见光变质，应该用棕色瓶来保存氯水
解析：
选A 氯气能与水发生化学反应，氯水中含有Cl2、HCl和HClO等溶质，A项错误；氯水中含有盐酸，因而呈酸性，B项正确；氯水中的HClO见光分解生成O2，C项正确；棕色瓶能减弱光的照射，D项正确。
5．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
解析：
选D 漂白粉在空气中容易变质是因为Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO,2HClO
2HCl＋O2↑。
6．自来水是用氯气杀菌消毒的，不法商贩用自来水冒充纯净水销售，为辨别纯净水真伪，可用下列哪种试剂鉴别（ ）
A．酚酞溶液B．氯化铁溶液
C．硝酸银溶液D．氢氧化钠溶液
解析：
选C 自来水用Cl2杀菌消毒后，水中含Cl－，遇AgNO3溶液产生白色沉淀。
7．关于液氯和氯水的叙述正确的是（ ）
A．二者为同一种物质
B．氯水具有酸性，液氯无酸性
C．久置氯水比新制氯水的漂白性强
D．氯水和液氯均用钢瓶存放
解析：
选B A项，液氯为纯净物，氯水为混合物，错误；B项，氯水中含有盐酸、次氯酸，故有酸性，液氯中只含Cl2，不具有酸性，正确；C项，久置氯水中无HClO，故无漂白性，错误；D项，氯水中含盐酸、次氯酸，不能用钢瓶存放，须用棕色玻璃瓶存放，错误。
8．下列说法错误的是（ ）
A．将CO2通入次氯酸钙溶液中可生成次氯酸
B．Na2O、Na2O2组成元素相同，但与CO2反应的产物不相同
C．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊溶液，充分振荡后溶液呈红色
D．氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度
解析：
选C 将CO2通入次氯酸钙溶液中发生反应：
CO2＋Ca（ClO）2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，A项正确；Na2O与CO2反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2反应的产物为Na2CO3和O2，B项正确；新制氯水中存在HCl和HClO，具有酸性和漂白性，所以滴加紫色石蕊溶液后振荡，溶液先变红后退色，C项错误；氯气在饱和食盐水中的溶解度较纯水中的小，D项正确。
9.如图中四条直线分别表示钠、镁、铝、铁和足量Cl2反应时消耗金属的质量（纵轴）与反应消耗氯气的质量（横轴）的关系，其中代表钠与Cl2反应的直线是______，代表镁与氯气反应的直线是________，代表铝与氯气反应的直线是________，代表铁与氯气反应的直线是________。
解析：
四种金属与氯气反应的化学方程式分别为2Na＋Cl2
2NaCl，Mg＋Cl2
MgCl2,2Al＋3Cl2
2AlCl3,2Fe＋3Cl2
2FeCl3。
当消耗等质量的氯气时所需金属的质量大小顺序为m（Na）>m（Fe）>m（Mg）>m（Al）。
答案：
d b a c
10．用MnO2和浓盐酸制取纯净干燥的氯气，并让氯气与铜粉反应制取纯净的无水CuCl2，装置如下图所示。
请回答下列问题：
（1）B中选用的试剂是饱和食盐水，其作用是_________________________________；
C中选用的试剂是________，其作用是____________________________________。
（2）D中反应的化学方程式是____________________________________________，
将此生成物溶于少量水，得到________色溶液。
（3）某学生应用如图所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。
回答下列问题：
①该项研究（实验）的主要目的是_____________________________________________。
②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，这样的实验设计还存在事故隐患，事故表现是________________________________________________________________________。
④请在图中的D处以图的形式表明克服事故隐患的措施。
答案：
（1）吸收氯气中的氯化氢 浓硫酸 干燥氯气
（2）Cu＋Cl2
CuCl2 蓝
（3）①比较Cl2与HClO谁有漂白性（合理均可）
②B中的布条不退色，C中的布条退色
③Cl2污染空气
④
1．下列化合物中，不能通过单质之间化合直接制取的是（ ）
A．FeCl2B．Fe3O4
C．Na2O2D．CuCl2
解析：
选A A项，铁和氯气反应生成的是FeCl3，符合题意；B项，铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4；C项，钠与O2反应可生成Na2O2；D项，铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2。
2．把氯气通入紫色石蕊溶液中，出现的现象是（ ）
A．溶液变红色B．溶液变蓝色
C．溶液不变色D．溶液先变红后退色
解析：
选D Cl2＋H2O===HCl＋HClO，其中盐酸使石蕊溶液变红，HClO使其退色。
3．氯水用于消毒是因为（ ）
A．氯水中含有氯分子B．氯水中含有氢离子
C．氯水中含有氯离子D．氯水中含有次氯酸分子
解析：
选D 氯水的漂白、杀菌、消毒均是因为含有HClO。
4．新制氯水与久置的氯水相比较，下列结论不正确的是（ ）
A．颜色相同
B．前者能使有色布条退色
C．都含有H＋
D．加AgNO3溶液都能生成白色沉淀
解析：
选A 新制氯水为淡黄色，其中含H＋、Cl－、ClO－、OH－和Cl2、HClO、H2O；久置氯水为无色，即为稀盐酸。
5．下列叙述正确的是（ ）
A．Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同
B．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应
C．盐酸可用于自来水的杀菌消毒
D．根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO
解析：
选D 铁与氯气反应时生成FeCl3，与盐酸反应时生成FeCl2，A项错误；Cl2与铁在加热条件下易反应，常温下Cl2与铁不反应，故可用钢瓶贮运液氯，B项错误；Cl2与水反应生成的HClO可用于自来水的杀菌消毒，C项错误；H2CO3的酸性强于HClO，CO2通入NaClO溶液中能生成HClO，D项正确。
6．下列实验现象与新制氯水中的某些成分（括号内物质）没有关系的是（ ）
A．铁片加入新制氯水中，有无色气泡产生（H＋）
B．新制氯水使红色布条退色（HCl）
C．向新制氯水中滴加石蕊溶液，溶液先变红后退色（H＋、HClO）
D．滴加AgNO3溶液有白色沉淀产生（Cl－）
解析：
选B 新制氯水中含有三种分子：
Cl2、H2O、HClO，四种离子：
H＋、Cl－、ClO－、OH－（极少量）。
由于新制氯水中存在盐酸，可发生反应：
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，表现出酸性，即H＋的性质，A正确；新制氯水使红色布条退色是次氯酸的漂白作用，B错误；新制氯水中有盐酸，使石蕊溶液变红，次氯酸具有漂白性，使变红的溶液又退色，C正确；新制氯水与AgNO3溶液发生反应：
HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3，表现出Cl－的性质，D正确。
7．以次氯酸盐为主要成分的漂白剂和消毒剂的有效期较短，其原因是（ ）
A．次氯酸盐不稳定易分解
B．次氯酸盐吸收空气中的水分而变质
C．次氯酸盐易被空气中的氧气氧化
D．次氯酸盐与空气中的H2O、CO2反应生成不稳定的HClO
解析：
选D HClO为弱酸，比H2CO3的酸性还弱，所以次氯酸盐容易和空气中的CO2、H2O反应生成不稳定的HClO，HClO易分解。
8．浓盐酸和Ca（ClO）2能发生反应：
Ca（ClO）2＋4HCl===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑，用久置的漂白粉和浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是（ ）
①CO2 ②HCl ③H2O ④O2
A．①②③B．②③④
C．②③D．①④
解析：
选A 由于Ca（ClO）2容易和空气中的H2O、CO2反应生成CaCO3，所以久置的漂白粉中会含有CaCO3杂质，而CaCO3与盐酸反应会产生CO2气体，反应过程中浓盐酸会挥发出HCl气体，同时带出水蒸气。
9．室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的反应条件下，它们可按如下框图进行反应。
又知E溶液是无色的，转化过程中有反应2FeCl2＋Cl2===2FeCl3发生。
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②的化学方程式为____________________________________________。
（4）反应③的化学方程式为_________________________________________________。
解析：
由B为黄绿色的气体单质，可知B为Cl2，C为无色气体单质且与Cl2能发生反应，反应生成E的水溶液无色，则C为H2，E为HCl。
由反应③④可以推出，A为活泼性比H强的金属，且A是变价金属，再结合信息2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，可推出A为Fe。
答案：
（1）Fe Cl2 H2
（2）2Fe＋3Cl2
2FeCl3
（3）H2＋Cl2
2HCl
（4）Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
10．下面是某化学课外活动小组探究氯水漂白性的活动记录：
[观察] 氯气的颜色：
黄绿色；氯水的颜色：
浅黄绿色。
[预测] 氯水中含有氯气分子。
[实验操作] 用两根玻璃棒分别蘸取盐酸和氯水，各滴在一片蓝色石蕊试纸上。
[实验现象] 滴有盐酸的试纸变红，滴有氯水的试纸中间变为无色，外圈变红。
[分析与结论] 氯水呈浅黄绿色，说明氯水中有氯气分子。
滴有氯水的蓝色石蕊试纸外圈变红，说明氯水中有能使试纸变红的酸。
中间变为无色，说明氯水中有能够使有色物质退色的物质。
[问题与思考] 氯气溶于水发生反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO，溶液中的水和HCl都没有漂白作用，能够使有色物质退色的物质是氯水中的氯气分子还是氯水中的次氯酸呢？
还是二者都有漂白作用？
（1）氯水中所含的分子有________。
（2）氯水中所含的离子有_____________________________________________________。
使蓝色石蕊试纸变红的离子为________。
（3）氯水中某组分能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀，则对应的化学方程式为________________________________________________________________________。
（4）假设使蓝色石蕊试纸退色的是Cl2分子，请你设计一个实验验证该假设是否合理。
[实验操作]______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[实验现象]__________________________________________________。
[分析与结论]_____________________________________________________________
___________________________________________________________
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