第四章 第二节 第1课时.docx
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第四章第二节第1课时
第二节 富集在海水中的元素——氯
第1课时 氯气的性质和氯水的性质
学习目标
核心素养建构
1.认识氯元素的存在、氯气的物理性质及应用。
2．认识氯气及其重要化合物以及氯水的主要性质及应用。
[知识梳理]
一、活泼的黄绿色气体——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）
MnCl2＋Cl2＋2H2O。
3．物理性质
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
4.氯气的化学性质
（1）与金属反应
（2）与非金属反应，如与H2
Cl2＋H2
2HCl，苍白色火焰。
（3）与水的反应：
氯气与水反应的化学方程式为Cl2＋H2O===HCl＋HClO。
（4）与碱的反应：
①与NaOH反应——制漂白液
化学方程式：
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
漂白液的有效成分为NaClO。
②与Ca（OH）2反应——制漂白粉
化学方程式：
2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。
漂白粉的成分为CaCl2和Ca（ClO）2。
【自主思考】
1．某地储存氯气的储罐泄漏，应如何指导附近的居民自救和治理污染？
提示
（1）氯气密度比空气大，应逆风往高处跑。
（2）立即用浸过水或弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻。
（3）向空中喷洒NaOH溶液或石灰水。
二、次氯酸的性质
【自主思考】
2．如何设计简单的实验证明次氯酸的酸性弱于碳酸？
提示 向次氯酸钙溶液中通入CO2气体，产生白色沉淀，发生反应为：
Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
3．结合次氯酸的性质分析该如何保存氯水？
提示 次氯酸不稳定，见光易分解，所以氯水应保存在棕色细口瓶中。
[效果自测]
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。
（ ）
答案
（1）√
（2）× （3）× （4）× （5）×
2．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
3．某同学用如下图所示的装置研究物质的性质，其中气体A的主要成分是氯气，杂质是水蒸气。
完成下列问题：
（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，这样的实验设计还存在事故隐患，事故表现是______________________________________________________________。
为了消除事故隐患，图中D处应放置______________________________。
解析 从B、C对比现象可看出本实验的目的是探究氯气是否具有漂白性。
从事故隐患考虑应是尾气未被吸收，应将剩余的氯气通入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中。
答案
（1）探究氯气是否具有漂白性
（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）氯气有毒会污染空气 盛有氢氧化钠溶液的烧杯
探究一、氯气的性质
【探究讨论】
Fe、Cu、H2与Cl2的反应属于燃烧反应吗？
燃烧的实质是什么？
提示 属于燃烧，燃烧指的是发热、发光的剧烈的氧化还原反应。
【点拨提升】
1．氯气化学性质的注意点
（1）毒性：
氯气有毒，在闻其气味及做相关实验时要注意安全，实验后剩余的氯气要进行尾气处理，实验室常用NaOH溶液吸收多余的氯气。
（2）强氧化性：
氯气与变价金属铁、铜等反应时，生成金属的最高价氯化物。
（3）储存：
常温下氯气与铁不反应，故可用钢瓶贮运液氯。
2．对燃烧定义的理解
任何发光、发热的剧烈的氧化还原反应都可以称为燃烧，即燃烧不一定要有氧气参与。
核心提示：
Fe与Cl2反应不管Fe是否过量都只能生成FeCl3。
【典题例证1】 下列关于氯气的叙述正确的是（ ）
A．钠在氯气中燃烧产生白色烟雾
B．红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl
C．纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧，发出黄色火焰
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 A中钠在氯气中燃烧，生成NaCl固体小颗粒，形成白烟，没有雾出现（雾为小液滴），A错误；B中红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2，B错误；C中氢气在氯气中燃烧发出苍白色火焰，C错误；D中氯气有毒，密度比空气的大，可杀灭田鼠，D正确。
答案 D
【学以致用1】 我们要善于利用学过的知识，采取科学、有效的方法处理恶性事件。
当氯气泄漏时消防队员应及时采取的措施是（ ）
①及时转移疏散人群，同时向有关部门如实报告事故有关情况；
②被转移人群应戴上用浓NaOH溶液处理过的口罩；
③用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液可解毒；
④被转移人群可戴上用肥皂水（小苏打水）浸湿的口罩；
⑤将人群转移到地势较低的地方即可，不必走太远；
⑥及时清理现场，检查水源和食物等是否被污染；
⑦常温下氯气能溶于水，所以只要向空气中喷洒水就可以解毒。
A．②③④⑤B．①③④⑥
C．①②⑤⑥D．①③⑤
解析 ②错误，浓NaOH溶液具有极强的腐蚀性；⑤因氯气密度大，应迎风往高处走；⑦氯气在水中的溶解量小，且向空气中喷洒水会造成氯气进一步扩散。
答案 B
探究二、氯水的成分、性质及应用
【探究讨论】
1．请结合氯气和水的反应，思考氯水中有哪些微粒？
提示 氯水中分子有Cl2、HClO、H2O；离子有H＋、Cl－、ClO－、OH－。
2．你还知道利用KSCN溶液检验亚铁离子的方法吗？
氯水在检验中起了什么作用？
提示 先向溶液中加入KSCN溶液，再加入氯水。
氯水起到氧化Fe2＋的作用。
3．向氯水中加入紫色石蕊溶液，会观察到怎样的现象？
提示 先变红后褪色。
【点拨提升】
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
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：
所加试剂
参与反应的微粒
实验现象
离子方程式或解释
AgNO3溶液
Cl－
白色沉淀
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
Na2CO3固体
H＋
有气泡产生
2H＋＋CO
===CO2↑＋H2O
有色布条
HClO
布条颜色褪去
漂白性
FeCl2溶液
Cl2
溶液变棕黄色
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
石蕊溶液
HClO、H＋
先变红后褪色
酸性和漂白性
3.次氯酸的三大性质
4．次氯酸的漂白原理、特点及应用范围
【典题例证2】 氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与图中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 a过程：
氯水中含有Cl2分子，可将FeCl2氧化：
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；b过程：
氯水中含有H＋，可与CO
反应，放出CO2；CO
＋2H＋===H2O＋CO2↑；c过程：
氯水中含有Cl－，可与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀：
Ag＋＋Cl－===AgCl↓；d过程；氯水中有HClO分子和H＋，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
CO
＋2H＋===H2O＋CO2↑
（3）2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
【学以致用2】 下列关于氯水的叙述中正确的是（ ）
A．新制氯水中只含有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．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2
D．氯水放置数天后，酸性减弱
解析 新制氯水中有Cl2、HClO、H2O分子，H＋、Cl－、ClO－等离子，故A项错误；新制氯水中含有H＋和HClO，蓝色石蕊试纸遇H＋变红，变红后的试纸被强氧化剂HClO氧化而褪色，B项正确；光照氯水发生反应2HClO
2HCl＋O2↑，逸出的气体是O2，不是Cl2，故C项错误；HClO分解后变成HCl，HCl是强酸，溶液的酸性增强，故D项错误。
答案 B
1．氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，下列叙述中不正确的是（ ）
A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
B．钠在氯气中燃烧，生成白色的烟
C．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
D．铁在氯气中燃烧和铁与盐酸反应生成的氯化物是相同的
解析 D项2Fe＋3Cl2
2FeCl3，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。
答案 D
2．用自来水养金鱼时，通常先将自来水经日晒一段时间后，再注入鱼缸，其目的是（ ）
A．利用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 自来水常用Cl2作消毒剂，Cl2溶于水会与水反应生成HClO，HClO是强氧化剂，它的存在对金鱼的生长有害，而HClO见光易分解。
答案 D
3．下列说法不正确的是（ ）
A．液氯可存储于钢瓶中运输和使用
B．氯水呈黄绿色，说明氯水中含有Cl2
C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋
D．向新制氯水中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色
解析 A．干燥的氯气常温下与铁不反应，所以液氯可储存于钢瓶中，便于运输和使用，故A正确；B.只有氯气有颜色，为黄绿色，氯水呈黄绿色是由于含有氯气，故B正确；C.向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生即生成二氧化碳，所以具有酸性即氯水中含有H＋，故C正确；D.氯水中生成了盐酸和次氯酸，盐酸具有酸性，次氯酸具有强氧化性漂白，所以向新制氯水中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液先变红后褪色，故D错误。
答案 D
4．由于用氯气对饮用水消毒会使水中的有机物发生氯代反应，生成含氯有机化合物，对人体有害，世界环保联盟即将全面禁止这种消毒方法，建议采用具有强氧化性的广谱高效消毒剂二氧化氯（ClO2）。
ClO2极易爆炸，生产和使用时应尽量用稀有气体稀释，避免光照、振动或加热。
（1）在ClO2分子中，氯元素的化合价是________价。
（2）欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸来制取ClO2，同时有Cl2生成，且Cl2的体积为ClO2体积的一半。
表示这一反应的化学方程式是____________________________________________________________。
（3）我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气通入填有固体氯酸钠（NaClO3）的柱内制得ClO2，这一反应的化学方程式是_________________________________，
和欧洲的方法相比，我国这一方法的主要优点是___________________________。
答案
（1）＋4
（2）2NaClO3＋4HCl（浓）===2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O
（3）2NaClO3＋Cl2===2NaClO＋2ClO2 副产物少，原料利用率高
课时作业
基础巩固
1．下列实验过程中，不会产生气体的是（ ）
解析 A项氯水中的HClO见光分解生成氧气；B项氯水中的H＋与发酵粉中的NaHCO3反应生成CO2；C项氯水滴入NaBr溶液反应生成Br2和NaCl，没有气体产生；D项H2O与Na2O2反应产生O2。
答案 C
2．关于新制氯水与久置氯水的说法中，错误的是（ ）
A．新制氯水的氧化性比久置氯水强
B．久置氯水可以视为稀盐酸
C．新制氯水中无Cl－，久置氯水中有Cl－
D．新制氯水的酸性比久置氯水弱
解析 新制氯水中主要成分是Cl2、H＋、Cl－、HClO，而久置氯水由于HClO的分解，变成稀盐酸（主要成分为H＋、Cl－），都存在Cl－。
答案 C
3．下列说法错误的是（ ）
A．Cl2与碱的反应，属于Cl2的自身氧化还原反应
B．利用Cl2与碱的反应，可以消除Cl2污染
C．用湿润的淀粉 KI试纸可以检验Cl2
D．Cl2与盐的反应不一定都是氧化还原反应
解析 Cl2与碱（NaOH）溶液反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，该反应前后只有氯元素化合价发生变化，属于Cl2的自身氧化还原反应，A、B项正确。
因为Cl2的氧化性大于I2，可以发生反应Cl2＋2KI===2KCl＋I2，淀粉遇I2变蓝，故C项正确。
Cl2参与的反应，氯元素均有价态变化，都是氧化还原反应，故D错误。
答案 D
4．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
5．“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
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
6．下列各化合物不能由单质直接化合制取的是（ ）
A．FeCl3B．CuCl2
C．AlCl3D．FeCl2
解析 因Cl2氧化性很强，与变价金属反应时生成高价态金属氯化物，Fe元素有＋2价、＋3价，Cu元素有＋1价、＋2价，Al元素只有＋3价，所以选D。
答案 D
7．下列关于氯气的实验装置能达到实验目的的是（ ）
①可用于氯气的收集 ②可用于除去氯气中少量的氯化氢气体 ③可证明氯气具有漂白性 ④可用于实验室中氯气的尾气吸收
A．①②B．①③
C．②③D．①④
解析 ①氯气密度比空气大，可用向上排空气法收集氯气，正确；②氯气微溶于水，难溶于饱和食盐水，可用饱和食盐水除去氯气中少量的氯化氢气体，错误；③干燥的氯气不具有漂白性，应用干燥的有色布条验证，错误；④氯气可与氢氧化钠反应，可用于实验室中氯气的尾气吸收，正确。
答案 D
8．已知：
KClO3＋6HCl（浓）===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，如图所示，将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置，实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上，并用表面皿盖好。
如表中由实验现象得出的结论完全正确的是（ ）
选项
实验现象
结论
A
滴有KSCN的FeCl2溶液变红
Cl2具有还原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液褪色
Cl2具有酸性
C
紫色石蕊溶液先变红后褪色
Cl2具有漂白性
D
淀粉 KI溶液变为蓝色
Cl2具有氧化性
解析 A项说明Cl2具有氧化性。
B项是Cl2与H2O反应生成了有漂白性的次氯酸。
C项是Cl2与H2O反应生成的HCl具有酸性，HClO具有漂白性。
D项的反应为Cl2＋2KI===KCl＋I2，说明Cl2具有氧化性。
答案 D
9．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）下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是________。
A．漂白粉是纯净物，漂白液是混合物
B．漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2
C．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
D．漂白液的有效成分是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
解析
（1）Cl2有毒，贮存Cl2的钢瓶应贴的标签为有毒品。
（2）漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2，漂白液的有效成分是NaClO，二者均是混合物，A、D项错误；制取漂白粉时，不用澄清石灰水，因氢氧化钙的溶解度较小，一般用石灰乳，也可用氯气与稍湿的消石灰作用制得，C项错误。
（3）久置氯水的成分为稀盐酸，新制氯水的成分为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。
答案
（1）C
（2）B （3）H2＋Cl2
2HCl D
10．①A、B、C、D4种物质均含有元素X，有的还可能含有元素Y或者Z，元素Y、X、Z的核电荷数依次递增。
②X在A、B、C、D中的化合价分别为0价、－1价、＋1价、＋5价。
③室温下单质A与某种常见一元强碱溶液反应，可得到B和C。
④化合物D受热催化分解，可制得元素Y的单质。
请回答下列问题：
（1）写出元素X、Y、Z的元素符号：
X________，Y________，Z________。
（2）写出A、B、C、D的化学式：
A________，B________，C________，D________。
（3）写出③中反应的化学方程式___________________________________。
（4）写出④中反应的化学方程式___________________________________。
解析 由②知X原子属于卤素；由③也符合卤素性质：
X2＋2OH－===X－＋XO－＋H2O，D中含XO
，由④知Y为氧元素，则X为氯元素，Z为钾元素，D为KClO3，进一步推知B、C两种物质。
答案
（1）Cl O K
（2）Cl2 KCl KClO KClO3
（3）Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O
（4）2KClO3
2KCl＋3O2↑
能力提升
11．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，它们可按下面框图进行反应。
又知D溶液为棕黄色，E溶液为无色，请回答：
（1）A是__________，B是__________，C是__________________。
（填写化学式）
（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 从反应的框图看出，反应①A＋B―→D（固体），反应④F＋B―→D（溶液），可知：
F是化合物，A是变价金属，且A在F中呈低价。
又从物理性质可以判断B为Cl2。
推出A是Fe，D为FeCl3，F为FeCl2。
从反应③A＋E―→F＋C可知，E为盐酸，C为H2。
答案
（1）Fe Cl2 H2
（2）2Fe＋3Cl2
2FeCl3
（3）Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
（4）2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
12．某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置（支撑用的铁架台省略），按要求回答问题（Cl2易溶于CCl4）。
（1）若用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，制得的Cl2体积（标准状况下）总是小于1.12L的原因是______________________________。
（2）①装置B中盛放的试剂名称为________________，作用是________________________________，现象是_______________________。
②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
③装置F的作用是_______________________________________________。
（3）乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。
为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。
你认为该装置应加在________与________之间（填装置字母序号），装置中应放入________（填写试剂或用品名称）。
解析 浓盐酸被氧化生成Cl2，浓盐酸反应一段时间后，溶液浓度变小，就不会再被氧化。
本实验要检验Cl2中含有水蒸气和HCl气体，要先用无水CuSO4检验水的存在，用CCl4吸收Cl2后，
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