高中化学必修一第4章 第2节 第1课时.docx
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高中化学必修一第4章第2节第1课时
第二节 富集在海水中的元素——氯
第1课时 氯 气
一 氯气的物理性质
按照下表操作要求完成实验,并填写下表空格:
实验操作
实验现象
观察装满氯气的集气瓶
集气瓶口向上放置,瓶内气体为黄绿色
嗅闻氯气
有刺激性气味
加水振荡
瓶内气体颜色变浅,液体由无色变为黄绿色
归纳总结
氯气的物理性质
(1)氯气的物理性质是黄绿色有毒气体、有刺激性气味、密度比空气大、能溶于水。
(2)氯气易液化,在低温和加压的条件下可以转变为液态(液氯)和固态。
1.Cl2可用于消灭田鼠,为此,可将Cl2用软管通入到田鼠洞中,这是利用了氯气下列性质:
①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④易液化 ⑤可溶于水中的( )
A.①②B.②③
C.①②③D.③④⑤
答案 B
解析 将氯气通入到田鼠洞中起灭鼠作用,一方面是利用其密度比空气大得多,可沉在洞底,另一方面是氯气有毒。
2.下列说法正确的是( )
A.实验室用排水法收集氯气
B.闻氯气气味时,用手轻轻在集气瓶口扇动,使极少量氯气飘进鼻孔
C.Cl-和Cl2均有毒
D.Cl-和Cl2均呈黄绿色
答案 B
解析 氯气能溶于水,密度比空气大,不能用排水法收集氯气,应该用向上排空气法收集。
Cl-无色、无毒。
二 氯气与单质的反应
1.氯气是很活泼的非金属单质,具有很强的氧化性。
氯气能与绝大多数金属反应,把变价金属(如Fe、Cu)一般氧化到最高价。
写出下列反应的化学方程式,指明反应现象:
(1)与钠反应2Na+Cl2
2NaCl,产生大量白烟;
(2)与铁反应2Fe+3Cl2
2FeCl3,产生大量棕褐色烟;
(3)与铜反应Cu+Cl2
CuCl2,产生大量棕黄色烟。
2.氯气能与非金属单质(如H2)反应:
(1)在空气中点燃氢气,然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中,观察到的现象是氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰。
燃烧结束后,抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片,观察到的现象是集气瓶口上方出现白雾。
反应的化学方程式是H2+Cl2
2HCl。
(2)氯气和氢气的混合气体在强光照射时爆炸,产生此现象的原因是H2和Cl2混合后点燃,反应瞬间完成,放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。
归纳总结
1.燃烧反应
(1)燃烧是指发热发光的剧烈的化学反应。
它强调的是a发光时也要发热;b反应剧烈;c实质是剧烈的氧化还原反应;d不一定要有氧的参加。
(2)缓慢氧化不是燃烧,因为没有发光、发热。
只有发光发热也不一定是燃烧,如电灯亮时也会发光发热,但不叫燃烧,因为没有发生化学反应。
2.Cl2是一种强氧化剂,和变价金属反应时,生成最高价态氯化物。
3.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
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。
4.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
答案 D
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,瓶内气体因Cl2的消耗而变浅,但不发生爆炸。
三 氯气与水的反应
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:
实验操作
实验现象
实验结论
有色布条不褪色
干燥氯气不具有漂白性
有色布条褪色
新制氯水具有漂白性
2.新制氯水具有漂白性是因为氯气与H2O反应生成了HClO,反应的化学方程式是Cl2+H2O===HCl+HClO,该反应的氧化剂是Cl2,还原剂是Cl2。
归纳总结
1.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+H2O===H++Cl-+HClO。
(2)次氯酸不稳定,见光易分解,放出氧气:
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.液氯及氯水的区别
液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H+、Cl-、H2O、OH-
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、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
放于试剂瓶,玻璃塞即可
5.新制氯水成分复杂,可发生多种不同的反应:
(1)向新制氯水中加入金属Mg,发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)向新制氯水中加入Na2CO3溶液,发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(3)向新制氯水中加入AgNO3溶液,发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
答案
(1)Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
(2)CO
+2H+===CO2↑+H2O
(3)Cl-+Ag+===AgCl↓
1.下列性质不属于Cl2的物理性质的是( )
A.易转化为液氯B.易得电子
C.黄绿色D.强烈的刺激性气味
答案 B
解析 颜色、气味均属物理性质;由气态转化为液态,只是状态的改变,并没有新物质生成,属于物理性质;Cl2得电子生成Cl-,有新物质生成,属于化学性质。
2.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
答案 B
3.实验室为了使用方便,通常将氯气溶解于水中形成氯水或将其降温加压形成液氯来使用。
下列有关这两种液体的实验描述都正确的是( )
A.两种液体都可以使干燥的布条褪色
B.两种液体都可以使干燥的蓝色石蕊试纸变红
C.用这两种液体都可给自来水消毒
D.分别向这两种液体中投入几颗金属锌粒均有气泡产生
答案 C
解析 液氯成分为Cl2,氯水(新制)成分为Cl2、HCl、HClO、H2O,液氯无漂白性、无酸性,氯水(新制)有漂白性和酸性,液氯溶于水得氯水,故选C。
4.下列关于氯水的叙述,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
答案 B
5.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FeCl2溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,发现溶液呈红色(Cl2)
D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl-)
答案 B
6.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___________________________________________。
答案
(1)Fe Cl2 H2
(2)2Fe+3Cl2
2FeCl3
(3)Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
(4)2FeCl2+Cl2===2FeCl3
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。
40分钟课时作业
[经典基础题]
题组一 氯元素的存在与原子结构
1.下列说法不正确的是( )
A.氯元素在自然界中存在游离态,只是量极少
B.海水中的氯元素主要以NaCl等盐的形式存在
C.人体的血液中含有NaCl,其浓度大约为0.9%
D.氯化钠对维持人体的生理功能有着重要作用
答案 A
2.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
答案 B
题组二 氯气的性质
3.下列关于氯气的说法正确的是( )
A.氯气的化学性质很活泼,所以纯净的液氯不能用钢瓶贮存
B.氯气和液氯是两种不同的物质
C.不可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气
D.氯气有毒,它曾在战争中被用于制造毒气弹
答案 D
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.用干燥有色布条
C.将气体通入硝酸银溶液
D.用湿润的淀粉碘化钾试纸
答案 D
解析 HClO具有漂白性,而Cl2不具有,A、B选项中是在干燥环境下,Cl2都不能转变为HClO,因而无漂白性,无法与HCl气体区别;C选项,气体通入AgNO3溶液也产生白色沉淀,因为Cl2与H2O反应也产生Cl-;D选项,Cl2与KI反应产生I2,I2遇淀粉变蓝,可以与HCl区别开。
5.下列有关氯气的叙述中正确的是( )
A.Cl2是无色无味的气体
B.液氯和氯水是同一物质
C.常温下H2和Cl2能发生化合反应
D.Cl2跟变价金属反应生成高价金属氯化物
答案 D
6.下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是( )
A.液氯是纯净物,而氯水是混合物
B.液氯和氯水均有酸性
C.液氯较氯水的漂白作用更强
D.液氯无色,氯水呈黄绿色
答案 A
题组三 氯水的成分与性质
7.在新制氯水中存在多种分子和离子,下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A.新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰,说明有Cl2
B.加入石蕊溶液,溶液变红,说明该溶液一定不含HClO
C.将KHCO3固体加入新制的氯水中,有气泡产生,说明有HClO
D.光照新制氯水有气泡逸出,该气体一定是O2
答案 D
8.在氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质。
下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2存在
B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在
C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有HClO分子存在
答案 B
解析 能使有色布条褪色的是次氯酸,说明溶液中有次氯酸存在,A错误;因为Cl2呈黄绿色且有刺激性气味,B正确;加入盐酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,Cl-不一定存在,因为加入的盐酸中也含Cl-,可加硝酸酸化,C错误;加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有Cl2存在,D错误。
9.实验表明:
将氯水滴加到一张蓝色石蕊试纸上,试纸上会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环,且两环颜色不同,下列有关说法中不正确的是( )
A.此实验表明氯水具有酸性、漂白性
B.内环呈白色外环呈红色或浅红色
C.内外环上颜色的差异表明此变化过程中,中和反应比氧化还原反应快
D.氯水中形成次氯酸的反应中还原产物是HClO
答案 D
解析 内外两环颜色不同,说明两种物质起作用,表现出酸性和漂白性,A正确;内环HClO表现强氧化性,起漂白作用,外环H+表现酸性而呈红色或浅红色,B正确;由现象可知外环是由于H+表现酸性的结果,说明中和反应快,内环是HClO的强氧化性的表现,氧化还原反应慢些,C正确;HClO是Cl元素价升高的产物为氧化产物,D错误。
10.下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。
向KMnO4固体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:
2KMnO4+16HCl===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:
Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性:
Fe2+>Cl-
答案 D
解析 A项,由现象得,氧化性:
Cl2>Br2、Cl2>I2,但无法比较Br2与I2的氧化性强弱;B项,由现象可知在此过程中有酸性物质生成,同时生成了漂白性物质;C项,在此过程中只能判断溶液不再显碱性,无法判断有无漂白性物质生成;D项,此时Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,而Cl2被还原为Cl-,还原剂Fe2+的还原性强于还原产物Cl-的还原性。
[能力提升题]
11.在第一次世界大战期间,有一次德军与英、法军在比利时对峙,黎明时,英、法军前线战壕的士兵突然看到一股黄绿色气体逐渐袭来,很快数百名英、法军战士窒息而死。
后来人们在打扫战场时,发现跑到山坡上的士兵竟幸免于难。
(1)由上述事例可归纳出氯气的性质有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①铁丝在氯气中燃烧
________________________________________________________________________。
②铁粉溶于盐酸中
________________________________________________________________________。
③少量的铁粉溶于氯水中
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将新鲜的花瓣放入干燥的氯气中可观察到的现象是________,原因是
________________________________________________________________________。
(4)氯水久置或光照条件下均会变成稀盐酸,同时释放出氧气,说明次氯酸______________,反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
答案
(1)黄绿色气体,有毒,密度比空气大
(2)①2Fe+3Cl2
2FeCl3
②Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
③Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,2FeCl2+Cl2===2FeCl3
(3)花瓣褪色 新鲜的花瓣含有水分,遇Cl2会产生HClO,HClO具有漂白性
(4)不稳定 2HClO
2HCl+O2↑
12.把氯气溶于水得到黄绿色的溶液——氯水。
(1)写出Cl2和水反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(2)分析下列性质与氯水中含有的哪种粒子有关(填化学式):
①黄绿色―→________。
②漂白性―→________。
③酸性―→________。
④加入AgNO3溶液有沉淀生成―→________。
(3)向该新制的氯水中加入石蕊溶液,观察到的现象为________。
原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若把该氯水放在日光下照射足够长时间,再滴加石蕊溶液,现象为________,相对于(3)中的现象有所不同,原因是
___________________________________________(用化学方程式来表示)。
答案
(1)Cl2+H2O===H++Cl-+HClO
(2)①Cl2 ②HClO ③H+ ④Cl-
(3)溶液先变红,很快再褪色 氯水中含有大量的H+,溶液显酸性故会使石蕊溶液变红,但其中含有的HClO分子又具有极强的氧化性,会漂白有色物质,故红色会很快再消失
(4)溶液变红 2HClO
2HCl+O2
13.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HClO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]
a.取试管内的无色溶液3mL盛于另一支洁净的试管中;
b.___________________________________________________,振荡试管。
[实验现象及结论]
Ⅰ.若________,则证明溶液红色褪去的原因是①而不是②;
Ⅱ.若________,则证明溶液红色褪去的原因是②而不是①。
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和盐酸无漂白性
(4)①HCl和HClO中和了NaOH ②HClO氧化了酚酞
[实验步骤]b.再向试管内滴加2滴NaOH溶液
[实验现象及结论]Ⅰ.恢复红色 Ⅱ.仍为无色
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和盐酸无漂白性。
(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。
14.A~G各物质间的关系如下图,其中B、D为气态单质。
请回答下列问题:
(1)物质C和E的名称分别为__________、_____________________________________。
(2)可选用不同的A进行反应①,若能在常温下进行,其化学方程式为________________________________________________________________________。
若只能在加热情况下进行,则反应物A应为_______________________________。
(3)MnO2在反应①和②中的作用分别是_______________________________、____________。
(4)新配制的F溶液应加入____________以防止其转化为G。
检验G溶液中阳离子的常用试剂是__________,实验现象为_______________________________________________。
答案
(1)浓盐酸 四氧化三铁
(2)2H2O2
2H2O+O2↑ KClO3
(3)催化剂 氧化剂
(4)铁粉 KSCN溶液 溶液变红
解析
(1)在中学化学中MnO2参与的反应主要是氧气和氯气的制备,所以依据框图的转化特点可知B是氧气,D是氯气,C是浓盐酸,E是四氧化三铁,F是氯化亚铁,G是氯化铁。
(2)MnO2参与制备氧气的反应有两种,一种是由MnO2作催化剂的条件下,加热KClO3分解制得氧气;另一种是MnO2作催化剂的条件下,常温下H2O2分解制得氧气。
(3)由
(2)分析可得在反应①中MnO2作催化剂;反应②为实验室制备氯气的常用方法,即在加热的条件下浓盐酸被二氧化锰氧化生成氯气,故MnO2在反应②中为氧化剂。
(4)Fe2+具有还原性,因此配制时需要加入铁粉防止被氧化;Fe3+与SCN-反应生成红色物质。
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