版新教材高中化学第1章第2节第2课时研究物质性质的基本程序教案鲁科版必修第一册7Word格式.docx
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3.氯气和氯水的性质实验探究
实验操作
实验现象
实验结论
将盛有氯气的集气瓶迅速扣在钠球的上方
钠球剧烈燃烧,集气瓶中充满白色的烟
2Na+Cl2
2NaCl
把一束红热的细铁丝伸入充满Cl2的集气瓶中
铁丝剧烈燃烧,集气瓶中充满红棕色烟
Cl2与变价金属反应生成高(填“高”或“低”)价态金属氯化物 烟—固体小颗粒
雾—小液滴
把一束红热的细铜丝伸入充满Cl2的集气瓶中
铁丝剧烈燃烧,集气瓶中充满棕黄色烟
把点燃的H2导管缓缓伸入盛满Cl2集气瓶中
H2继续燃烧,火焰呈苍白色,瓶口上方出现白雾
H2在Cl2中燃烧生成HCl
有色布条不褪色
干燥的氯气无漂白作用
有色布条褪色
氯水有漂白作用,起漂白作用的是HClO
在氯水中加入镁条
镁条表面有气泡产生
氯水中含有酸
氯水中滴加紫色石蕊溶液
溶液先变红色,后褪色
氯水中含有H+和HClO
将氯水滴加到AgNO3溶液中
产生白色沉淀
氯水中含有Cl-
知识点三 含氯化合物的漂白作用和消毒作用
“84”消毒液为什么不能和洁厕灵一起使用?
它们混合在一起会发生什么样的反应?
带着这个问题,请完成下列知识点:
1.次氯酸的性质
(1)酸性:
属于弱酸,酸性HClO<
H2CO3,具有酸的通性。
(2)不稳定性:
2HClO
2HCl+O2↑。
(3)具有杀菌、消毒作用和漂白性。
2.漂白粉与“84”消毒液
(1)漂白粉由Cl2和石灰乳反应制得,其主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分为Ca(ClO)2。
(2)“84”消毒液由Cl2和NaOH溶液反应制得,其主要成分是NaCl和NaClO,有效成分是NaClO。
3.二氧化氯
二氧化氯的漂白能力比氯气强且使用起来更加安全。
微判断
(1)Cl2在与Fe反应时生成FeCl2。
(×
)
(2)任何物质的燃烧必须有O2参与。
(3)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2。
(4)氯气、氯水、液氯是同一种物质,只是状态不同,都属于纯净物。
微训练
1.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
2.当足量的Cl2或盐酸分别与下列金属反应时,均有MCl2型化合物生成的是( )
A.Fe B.Mg
C.CuD.Ag
解析 Fe与Cl2反应生成FeCl3;
Mg与Cl2或盐酸反应均有MgCl2生成;
Cu、Ag均不与盐酸反应。
3.下列有关实验现象的描述中正确的是( )
A.钠和镁在氯气中燃烧,都产生白色烟雾
B.铜在氯气中燃烧,生成CuCl2,产生蓝色的烟
C.红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧,生成红棕色的烟
D.氢气在氯气中燃烧产生淡蓝色火焰,在瓶口出现白烟
解析 钠和镁在氯气中燃烧,都生成白色固体小颗粒,产生白烟;
铜在氯气中燃烧生成棕黄色固体氯化铜小颗粒,产生棕黄色的烟;
H2在氯气中燃烧产生苍白色火焰,生成的氯化氢与水蒸气结合成盐酸小液滴,产生白雾。
答案 C
4.下列说法中正确的是( )
A.漂白粉是纯净物,漂白液是混合物
B.漂白粉中含有次氯酸,所以漂白粉能使染料等有机色素褪色
C.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
D.次氯酸能杀死细菌,所以氯气可用于自来水的消毒
解析 漂白粉和漂白液都是混合物;
漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙,不含有HClO;
制取漂白粉是用Cl2和石灰乳反应。
答案 D
5.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
微思考
1.燃烧的定义是什么?
提示 燃烧是一种剧烈的放热发光的反应,需要有可燃物与助燃物(氧化剂)。
本节所学的燃烧是用Cl2代替了O2做助燃物。
2.漂白粉、“84”消毒液的消毒原理是什么?
提示 Ca(ClO2)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO,这是漂白粉的消毒原理,故漂白粉只能干燥、密封保存。
NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO,这是“84”消毒液的消毒原理。
学习任务1 氯气的性质
情景:
5.13沧州氯气泄漏事故
5.13沧州氯气泄漏事故是指2017年5月13日,河北省沧州市利兴特种橡胶股份有限公司发生的氯气泄漏事故,导致该公司现场员工及附近人员中毒,周边群众1000余人被紧急疏散,事故造成2人死亡、25人入院治疗。
由于氯气泄漏事故具有扩散迅速、防护困难、毒性极强、危害范围广、持续时间长以及社会影响大等特点,只有全面熟悉氯气的理化性质及中毒产生的危害,了解影响氯气泄漏事故造成的危害的主要因素,才能有针对性地对氯气泄漏事故实施救援,遇到这样的情况,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。
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,故可用钢瓶储运液氯。
【例题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比空气大的性质
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。
变式训练1 有关氯气的性质或用途的叙述中错误的是( )
A.工业上用氯气与石灰乳反应来制漂白粉
B.自来水常用氯气来消毒杀菌,其有效成分是HClO
C.氯气有毒,制取氯气的尾气要用碱溶液来吸收
D.氢气不能在氯气中燃烧
解析 工业上利用反应2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O制取漂白粉,A正确;
用Cl2对自来水消毒时,发生反应为Cl2+H2O===HCl+HClO,有效成分为HClO,B正确;
Cl2有毒,可用碱溶液吸收Cl2,C正确;
H2能在Cl2中燃烧生成HCl,D错误。
学习任务2 氯水的成分、性质及应用
某晚报报道:
今天上午记者从有关部门获悉,昨晚某健身会所内,由于工作人员在泳池边违规制作消毒氯水,导致9名泳客疑似氯气中毒被紧急送医抢救。
为何消毒氯水会引起氯气中毒,氯水的成分有哪些?
提示 氯水中分子有Cl2、HClO、H2O;
离子有H+、Cl-、ClO-、OH-。
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,H2OH++OH-,HClOH++ClO-,2HClO
(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
化学方程式或解释
AgNO3溶液
Cl-
白色沉淀
HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3
Na2CO3固体
H+
有气泡产生
2HCl+Na2CO3===CO2↑+H2O+2NaCl
有色布条
HClO
布条颜色褪去
漂白性
FeCl2溶液
Cl2
溶液变棕黄色
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
石蕊溶液
HClO、H+
先变红后褪色
酸性和漂白性
3.次氯酸的漂白原理、特点及应用范围
【例题2】 为探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质,某化学兴趣小组做了如下实验:
(1)观察氯水颜色,发现氯水呈黄绿色,证明氯水中含有的粒子是________。
(2)向氯水中滴入碳酸钠溶液,有气体生成,说明氯水中含有的粒子是________。
(3)盛有氯水的试管中的有色布条褪色,说明氯水中含有的粒子是________。
(4)将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,溶液显红色,起作用的微粒是________,过一会儿,溶液的颜色褪去,起作用的微粒是________。
(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成,证明氯水中含有的粒子是________。
(6)氯水经光照后,颜色逐渐消失,并放出的气体是________,溶液的酸性________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(7)将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯微粒是__________。
解析
(1)氯水中含有的微粒有Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-和OH-,含有Cl2,使溶液呈现黄绿色;
(2)滴入Na2CO3溶液有气体生成,证明溶液呈酸性,含H+;
(3)氯水能使有色布条褪色,说明具有漂白性,证明氯水中含有HClO;
(4)紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,溶液呈红色,说明有H+存在,很快褪色,则是因为HClO起漂白作用;
(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成,证明氯水中有Cl-;
(6)HClO不稳定,见光易分解放出O2,并生成盐酸,由于HClO为弱酸,而盐酸是强酸,故溶液酸性增强;
(7)氯水中的Cl2、ClO-、HClO具有强氧化性。
答案
(1)Cl2
(2)H+ (3)HClO (4)H+ HClO
(5)Cl- (6)O2 增强 (7)Cl2、ClO-、HClO
变式训练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-、OH-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。
学习任务3 (核心素养)氯气与新制氯水的对比
一、知识要点
氯气
Cl2的性质
新制
氯水
①Cl2的性质
②H+的性质
③Cl-的性质
④HClO的性质
二、核心素养
(1)成分对比⇒提高学生的微观辨析意识
(2)实验对比⇒培养学生的实验探究与创新素养
【素养解题】
[典例示范] 下列有关新制氯水和液氯的说法中正确的是( )
A.都是混合物
B.都能使干燥的有色布条褪色
C.都有Cl2
D.都显酸性
[性质对比问题解题思维模型]
成分对比
氯气:
新制氯水:
三分子:
H2O、Cl2、HClO
四离子:
H+、Cl-、OH-、ClO-
性质分析
有什么成分具有什么性质
氯气、新制氯水中都有Cl2,C项正确;
氯气中只有Cl2,没有HClO、ClO-、H+,A项、B项、D项错误
易错防范
(1)新制氯水:
精英成分—HClO、ClO-含量低⇒漂白、杀菌消毒;
普通成分—Cl2含量高⇒一般氧化性。
(2)Cl2对自来水消毒时,可与水中含有的有机物反应生成含氯有机物,对人体有害。
三、对点训练
1.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的存在对金鱼的生长有害,而HClO见光易分解。
2.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.将NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气泡(H+)
B.使红色布条褪色(HCl)
C.向新制氯水中滴加紫色石蕊,先变红后褪色(H+、HClO)
D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl-)
解析 Cl2溶于水后部分可与水发生反应Cl2+H2O===HCl+HClO,使溶液呈酸性,故加入NaHCO3后会产生CO2气体;
因HClO具有漂白性,可使红色布条褪色,A项正确,B项错误;
新制氯水中的H+会使紫色石蕊变红,HClO有漂白性,会使有色物质褪色,滴加AgNO3溶液生成白色沉淀,证明溶液中含有Cl-,发生反应Ag++Cl-===AgCl↓,C、D项正确。
3.新制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的反应,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过程中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)a过程中反应的化学方程式为_______________________________________。
解析 含H+,可使石蕊溶液变红,可与CO
反应,放出CO2:
Na2CO3+2HCl===2NaCl+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,可使变红的石蕊溶液褪色。
答案
(1)d
(2)溶液中产生白色沉淀
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
(3)2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
[学考练]
1.关于研究物质性质的基本程序:
①观察物质的外观;
②实验并观察现象;
③解释现象并得出结论;
④预测物质的性质。
排序正确的是( )
A.②①③④B.①②③④
C.①④②③D.④①②③
2.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接化合制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A.CuCl2B.FeCl2
C.MgCl2D.FeCl3
3.下列有关氯气的叙述中,不正确的是( )
A.氯气是一种黄绿色的有刺激性气味的气体
B.氯气、液氯和氯水是同一种物质
C.氯气能溶于水
D.氯气是一种有毒的气体
4.漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是( )
A.Ca(ClO)2不稳定,易分解
B.CaCl2易吸水而潮解
C.Ca(ClO)2跟空气中的水和CO2反应
D.Ca(ClO)2跟空气中的CO2反应
解析 漂白粉在空气中发生反应:
Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO,2HClO
5.为吸收多余的氯气,防止污染环境,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.食盐水
解析 Ca(OH)2微溶于水,饱和石灰水浓度小,吸收氯气少,不利于氯气的充分吸收。
氯气能溶于水,但溶解度不大,溶于水的氯气只能部分与水反应,不能充分吸收多余的氯气。
烧碱即NaOH在水中的溶解度较大,氯气能充分反应,吸收彻底,故选A。
答案 A
6.检验氯化氢气体中是否混有Cl2,可采取的方法是( )
A.用干燥的蓝色石蕊试纸 B.用干燥有色布条
C.将气体通入AgNO3溶液 D.用湿润的红色布条
解析 HClO具有漂白性,HCl和Cl2不具有漂白性,干燥环境下,Cl2不能转变为HClO,而无漂白性,所以A和B的颜色不消失,不能检验是否有Cl2。
HCl通入AgNO3溶液中发生反应HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3,Cl2通入AgNO3溶液中发生反应Cl2+H2O===HCl+HClO,HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3,不能检验是否有Cl2。
Cl2能使湿润的红色布条褪色,能检验是否有Cl2。
7.有些地方的自来水用氯气消毒。
某学生用这种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.NaOHB.AgNO3
C.NaHCO3D.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。
8.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.①④B.②③④
C.①②③D.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,因此使石蕊溶液变红,而HClO有漂白性,又使溶液褪色。
答案 B
9.下列说法中正确的是( )
A.氢气在氯气中燃烧生成白色的烟
B.将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸
C.实验室制备氯气可用排水集气法收集
D.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
解析 A不正确,氢气在氯气中燃烧生成的HCl与空气中的水蒸气结合成盐酸小液滴,在空气中扩散形成白雾,而烟是固体小颗粒在空气中扩散形成的;
B正确,碳酸酸性强于次氯酸,将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸;
C不正确,氯气能溶于水,不能用排水法收集氯气;
D不正确,氯水中含有漂白作用的次氯酸,紫色的石蕊溶液变红后会褪色。
10.在新制氯水中分别进行下列实验,写出相应的现象及原因。
(1)在氯水中加入镁条,现象为__________________________________。
原因是__________________________________________________。
(2)将氯水滴加到AgNO3溶液中,现象为_________________________________。
原因是_______________________________________________________________。
(3)将红布条放入氯水中,现象为_________________________________________。
原因是_________________________________________________________。
(4)氯水中滴加紫色石蕊溶液,现象为______________________________。
原因是____________________________________________。
解析 Cl2+H2O===HCl+HClO,氯水中存在Cl2、H2O、HClO分子,H+、Cl-等离子,因此与不同物质反应时起作用的成分可能不同。
答案
(1)有气体产生 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
(2)产生白色沉淀 AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3
(3)布条褪色 氯水中的HClO具有漂白性 (4)先变红后褪色 氯水中有H+,显酸性,使紫色石蕊溶液变红,HClO具有漂白性,使其褪色
11.把氯气(Cl2)通入水中,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸(HClO)。
次氯酸是一种强氧化剂,能杀死水中的细菌。
所以自来水厂常用氯气来杀菌消毒。
请仔细阅读上述信息,回答下列问题。
(1)写出氯气与水反应的化学方程式:
____________________________________
____________________________________________________________。
(2)次氯酸中氯元素的化合价是________。
(3)不法商贩常用自来水假冒矿泉水或纯净水出售,坑害消费者。
请你设计一个简单的实验,来识别用自来水假冒的纯净水(简述操作步骤、现象和结论)____________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析 HClO中,氢元素显+1价,氧元素显-2价。
根据化合价代数和为零可计算出氯元素为+1价。
纯净水应不含有任何离子,而自来水中含有氯离子,所以取少量水样,加入硝酸银溶液,若生成白色沉淀,且加稀硝酸沉淀不溶解,则证明矿泉水或纯净水是用自来水假冒的。
答案
(1)Cl2+H2O===HCl+HClO
(2)+1价
(3)取少量水样,加入硝酸银溶液,若生成白色沉淀,且加稀硝酸沉淀不溶解,则证明矿泉水或纯净水是用自来水假冒的
12.
右图是一组探究氯气性质的装置。
(1)现关闭活塞K,若有色布条是干燥
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