高中化学 第四章 非金属及其化合物 第二节 富集在海水中的元素氯第1课时氯气的性质学案 新人教版必.docx
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第二节富集在海水中的元素——氯
第一课时 氯气的性质
[课标要求]
1.了解氯元素的存在、氯气的物理性质及应用。
2.了解氯气及其重要化合物以及氯水的主要性质及应用。
1.氯气是一种黄绿色、有毒的气体。
2.氯气与变价金属反应生成高价态的金属氯化物。
3.氯水的成分——“三分子、四离子”。
“三分子”为Cl2、H2O、HClO;“四离子”为H+、Cl-、ClO-、OH-。
4.HClO具有弱酸性、强氧化性和不稳定性。
1.氯的原子结构和氯元素存在
(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
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
特性
黄绿色
气体
刺激性气味
有毒
1体积水溶解
2体积氯气
易液化
3.与金属单质的反应
4.与非金属单质的反应
操作
H2在Cl2中燃烧
H2和Cl2的混合气体光照
现象
H2在盛有Cl2的集气瓶中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口有白雾产生
发生爆炸
反应
原理
H2+Cl2
2HCl
[特别提醒] Cl2与变价金属反应时生成高价态的金属氯化物,即Cl2与Fe反应,不论Cl2是否过量均生成FeCl3而不是FeCl2。
5.氯气的用途
(1)氯气是化学工业的一种重要物质。
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、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。
[特别提醒] 闻有毒气体的方法:
用手在集气瓶口轻轻扇动,使极少量的气体飘进鼻孔。
1.下列有关氯气的叙述中,不正确的是( )
A.氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体
B.氯气、液氯是同一种物质
C.氯气不能溶于水
D.氯气是一种有毒的气体
解析:
选C Cl2能溶于水,1体积水大约能溶解2体积Cl2。
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.集气瓶内气体颜色变浅D.爆炸
解析:
选D 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生成盐酸小液滴而形成白雾,集气瓶内气体的颜色因Cl2的消耗而变浅,但不发生爆炸。
3.下列化合物中,不能通过两种单质间化合直接制取的是( )
A.FeCl3B.CuCl2
C.HClD.FeCl2
解析:
选D Cl2与金属反应生成高价态的氯化物,所以FeCl2不能由两种单质直接化合制取。
1.氯气与水反应
(1)氯水中的成分:
“三分子”是:
H2O、Cl2、HClO。
“四离子”是:
H+、OH-、Cl-、ClO-。
(2)氯气与水反应的化学方程式:
Cl2+H2O===HCl+HClO。
离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO。
2.次氯酸(HClO)的性质与应用
(1)次氯酸的三大性质
(2)次氯酸的漂白作用
[特别提醒] 干燥的Cl2没有漂白性,但湿润的Cl2由于生成了HClO而具有漂白性。
1.向品红溶液中加入新制氯水,溶液的颜色有何变化?
提示:
新制氯水中含有HClO,具有漂白性,因此品红溶液褪色。
2.将氯水滴入NaHCO3溶液中,有何现象?
提示:
溶液中产生气泡,因为氯水中的盐酸与NaHCO3发生反应:
HCO
+H+===H2O+CO2↑。
3.实验室里如何保存氯水?
提示:
氯水中的HClO见光或受热易分解,故新制氯水应密闭保存于棕色试剂瓶中,并置于冷暗处。
1.氯水性质的多样性
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-
产生白色沉淀
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
溶液由浅绿色变为棕黄色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
石蕊溶液
HClO、H+
先变红后褪色
酸性和漂白性
[特别提醒] 氯水中因含有Cl2、HClO而具有强氧化性,当氯水与还原性物质(如FeCl2、NaBr、KI等)反应时,只看作Cl2参与反应,如2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;当考虑氯水的漂白性和消毒性时,只看作HClO起作用。
2.新制氯水、久置氯水、液氯的比较
新制氯水
久置氯水
液氯
区别
氯气的水溶液
稀盐酸
氯气的液体状态
分类
混合物
混合物
纯净物
颜色
浅黄绿色
无色
黄绿色
组成
微粒
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H+、Cl-、H2O、OH-
Cl2
性质
多种成分,多重性质,如酸性、漂白性、氧化性等
有酸性(比新制氯水强)
仅表现Cl2的性质
1.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:
选B 新制氯水中有Cl2、HClO、H2O等分子,H+、Cl-、ClO-等离子,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,而不是Cl2,C项错误;HClO分解后变成HCl,HCl是强酸,溶液的酸性增强,D项错误。
2.用自来水养金鱼时,我们通常先将自来水日晒一段时间后,再注入鱼缸,其目的是( )
A.利用日光中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:
选D 使用Cl2对自来水消毒时,主要是利用了HClO的强氧化性,HClO见光易分解,自来水日晒后可以使HClO分解完全,且生成的盐酸能挥发出来。
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、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。
1.漂白粉露置于空气中会变质失效的原因是什么?
提示:
漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,在潮湿空气中发生反应:
Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO,2HClO光照,2HCl+O2↑。
2.1molCl2与足量NaOH溶液反应,转移电子的个数是多少?
提示:
故1molCl2完全反应转移1mol电子,即NA个电子。
1.漂白液的有效成分为次氯酸钠(NaClO);漂白粉的有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2],含有效氯约为35%。
2.漂白粉的漂白原理:
漂白液、漂白粉的漂白、消毒原理相同,都是在酸性条件下生成具有漂白、消毒作用的次氯酸(HClO)。
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO(家用漂白、消毒)
Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2↓+2HClO(工业漂白)
3.漂白粉长期露置于空气中,最终会生成CaCl2,其反应原理为
Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO
2HClO
2HCl+O2↑
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
1.地震后,抗震救灾要用大量漂白粉和漂白液杀菌消毒。
下列叙述中正确的是( )
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
解析:
选B A项,漂白粉是氯化钙和次氯酸钙的混合物,漂白液是次氯酸钠溶液,也是混合物,错误;B项,漂白粉的有效成分为次氯酸钙,正确;C项,工业上通常将氯气通入石灰乳中制取漂白粉,不是澄清石灰水中,错误;D项,漂白液的有效成分为次氯酸钠,不是过氧化钠,错误。
2.某化工厂生产的漂白粉,产品说明书如下:
漂白粉使用说明书
主要成分:
次氯酸钙,氯化钙
用法用量:
每次取漂白粉2g,水1000mL,配成0.2%~0.3%的浊液。
将病人用具浸泡其中5~10分钟,如需要,浓度可提高,时间可延长。
注意事项:
……
请回答:
(1)请为漂白粉写一份保存、使用的注意事项(不超过30字)_______________________
________________________________________________________________________。
(2)用化学方程式表示:
①漂白粉的生产原理:
___________________________________________;
②一般情况下,漂白粉失效的主要原因:
______________________________________
________________________________________________________________________。
答案:
(1)密封、避光保存在阴凉处,随配随用,勿接触皮肤,不能用以漂洗丝、毛织
品等
(2)①2Ca(OH)2+2Cl2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
②Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO、
2HClO
2HCl+O2↑
[三级训练·节节过关]
1.在自来水的生产中,常通入适量氯气进行杀菌消毒,氯气与水反应的产物之一是盐酸。
市场上有些不法商贩为牟取暴利,利用自来水冒充纯净水桶装出售。
为辨别真伪,可用下列哪一种试剂来鉴别( )
A.酚酞溶液 B.氯化钡溶液
C.氢氧化钠溶液D.硝酸银溶液
解析:
选D 自来水中含有盐酸,因为Cl-与Ag+反应生成AgCl白色沉淀,则选用AgNO3溶液,如果有白色沉淀生成,为自来水;如果无白色沉淀生成,为纯净水。
2.下面对氯气的叙述,正确的是( )
A.液氯可使湿的红布条褪色,所以液氯具有漂白性
B.氯气没有漂白性,但通入品红溶液中,品红的红色褪去
C.在通常情况下,氯气可以和任何金属直接化合
D.氯气有毒,可以用澄清的石灰水吸收尾气;久置的氯水最终变为稀盐酸
解析:
选B 次氯酸具有漂白性,液氯没有漂白性,A项错误;氯气没有漂白性,但通入品红溶液中,氯气和水反应生成的次氯酸使品红褪色,B项正确;在点燃或加热的情况下,氯气可以和大多数金属直接化合,C项错误;氯气有毒,可以用氢氧化钠溶液吸收尾气,而澄清石灰水浓度太小,吸收效果不好,D项错误。
3.下列说法正确的是( )
A.向久置的氯水中滴入紫色石蕊溶液,溶液将先变红后褪色
B.欲除去Cl2中少量的HCl气体,可将此混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶
C.漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2
D.氯水的成分为Cl2和Ca(ClO)2,应密封保存
解析:
选B HClO易分解,久置氯水实际是盐酸,因此只能使紫色石蕊溶液变红,而不能使其褪色,A项错误;漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,C项错误;新制氯水的成分有:
Cl2、H+、ClO-、OH-、Cl-、HClO、H2O,不含有Ca(ClO)2,D项错误;Cl2几乎不溶于饱和食盐水,但HCl易溶于饱和食盐水,因此可用饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl气体,B项正确。
4.在氯水中存在许多分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质,下列的实验和结论一致正确的是( )
A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2的存在
B.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明溶液中有Cl2的存在
C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明氯水中有Cl-的存在
D.加入NaOH溶液,氯水浅黄绿色消失,说明溶液中有HClO分子的存在
解析:
选B A项,使有色布条褪色的物质是HClO;B项,氯水呈黄绿色是因为溶有Cl2;C项,因为先加盐酸酸化,已经引入了Cl-,不能确定氯水中是否含有Cl-;D项,Cl2与NaOH发生反应。
5.现有A、B、C三种气体,A是密度最小的气体,B在通常情况下呈黄绿色,纯净的A可以在B中安静地燃烧生成C。
把气体B通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D。
请据此回答下列问题:
(1)写出下列各反应的化学方程式:
①纯净的A在B中安静地燃烧生成C__________________________________________;
②将气体B通入到水中____________________________________________________;
③将气体B通入到NaOH溶液中______________________________________________;
④将气体B通入到适量石灰乳中_____________________________________________。
(2)把三种气体分别通入酸性硝酸银溶液中,出现白色沉淀的气体是________(用字母表示)。
(3)白色浑浊物D因具有漂白性又称为________,该物质在空气中容易变质的原因为(用化学方程式表示)_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
A是密度最小的气体,为氢气;B在通常情况下呈黄绿色,为氯气;纯净的A可以在B中安静地燃烧生成C,则C为氯化氢。
把氯气通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物为氯化钙和次氯酸钙的混合物。
(2)HCl和Cl2通入酸性硝酸银溶液中,都生成AgCl白色沉淀。
(3)白色浑浊物D因具有漂白性又称为漂白粉,该物质在空气中容易变质的原因为Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO,2HClO
2HCl+O2↑。
答案:
(1)①H2+Cl2
2HCl
②Cl2+H2O===HCl+HClO
③Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
④2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(2)BC (3)漂白粉 Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO、2HClO
2HCl+O2↑
1.一家大型化工厂发生爆炸,有大量的Cl2扩散,下列应急措施不正确的是( )
A.向顺风方向的低洼处跑
B.用浸有纯碱液的毛巾捂住口鼻迅速逃离
C.向逆风方向的高处跑
D.来不及逃离的可用浸湿的棉被堵好门窗,并及时请求救援
解析:
选A 氯气有毒且密度比空气大,如果发生氯气泄漏,氯气向顺风方向和低洼处扩散较快,应将人群逆风向高处疏散,A项错误,C项正确;氯气能和碱反应生成盐,可以用浸有弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻来防止氯气中毒,B项正确;氯气能和水反应,来不及逃离的可用浸湿的棉被堵好门窗,并及时请求救援,D项正确。
2.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.FeCl2
C.AlCl3D.FeCl3
解析:
选C 当氯气与Cu、Fe等变价金属反应时,生成高价金属氯化物,故B项不正确。
A项中Cu不与盐酸反应,D项中Fe与盐酸反应生成FeCl2,故A、D项均不正确。
C项既可由金属与氯气直接反应制得,又可由金属与盐酸反应制得。
3.下列物质中,不能使有色布条褪色的是( )
A.次氯酸钠溶液B.次氯酸钙溶液
C.氯水D.氯化钙溶液
解析:
选D 氯水中含有HClO,次氯酸钠、次氯酸钙溶液与空气中的CO2反应可产生HClO,三者均有漂白性,氯化钙溶液中不含有也不能生成HClO,没有漂白性。
4.下列关于HClO的说法不正确的是( )
A.HClO是弱酸B.HClO是强酸
C.HClO是强氧化性酸D.HClO能杀菌消毒
解析:
选B 次氯酸是弱酸,具有强氧化性,能杀菌消毒。
5.下列关于氯气的描述中,正确的是( )
A.Cl2以液态形式存在时可称作氯水或液氯
B.红热的铜丝在氯气中燃烧,生成蓝色固体CuCl2
C.有氯气参加的化学反应必须在溶液中进行
D.钠在氯气中燃烧生成白色固体NaCl
解析:
选D Cl2以液态形式存在时称为液氯而不能称为氯水,氯水是Cl2溶于水形成的溶液,是混合物,A项错;红热铜丝在Cl2中燃烧生成棕黄色固体CuCl2,B项错误;有Cl2参加的反应可以在溶液中进行,也可以在其他环境中进行,如Fe、H2在Cl2中的燃烧,C项错误。
6.漂白粉长期露置在空气中失效的原因是( )
A.吸收了氧气和水蒸气
B.吸收了二氧化碳和水蒸气
C.漂白粉风化
D.漂白粉不稳定,见光分解
解析:
选B 次氯酸酸性弱于碳酸,次氯酸钙和二氧化碳、水反应生成次氯酸,次氯酸不稳定,光照易分解,导致漂白粉失效,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3、2HClO
2HCl+O2↑,选项B符合题意。
7.下列说法不正确的是( )
A.钠和铁一样,都能在氯气中燃烧生成金属氯化物
B.液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
C.氯气跟变价金属反应生成高价金属氯化物
D.氯水具有杀菌、漂白作用是因为氯水中含有强氧化性的次氯酸
解析:
选B 液氯是液态的Cl2,不能使干燥有色布条褪色,B项错误。
8.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,有无色气泡生成(H+)
B.使红色布条褪色(HClO)
C.向FeCl2溶液中滴加氯水,发现棕黄色(HCl)
D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl-)
解析:
选C A项,氯水中有盐酸和次氯酸,盐酸能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体,与H+有关;B项,氯水中有次氯酸,都使红色布条褪色,与次氯酸有关;C项,氯气和二价铁离子反应生成三价铁离子,与盐酸无关;D项,氯离子和硝酸银反应生成氯化银沉淀,与Cl-有关。
9.在新制氯水含有的各种微粒中(用化学式或离子符号填写):
(1)使氯水呈黄绿色的是________。
(2)能使AgNO3溶液产生白色沉淀的是________。
(3)能使紫色石蕊溶液显红色的是________。
(4)能使红纸褪色的是________。
(5)能使无水CuSO4变蓝的是________。
(6)能与NaHCO3溶液反应放出气体的是________。
解析:
根据新制氯水的成分进行分析,其中使红纸褪色的是HClO而非Cl2,由于HClO的酸性比H2CO3弱,故HClO与NaHCO3不发生反应,能与NaHCO3反应放出气体的是HCl。
答案:
(1)Cl2
(2)Cl- (3)H+ (4)HClO (5)H2O (6)H+
10.某同学利用如图所示的装置进行有关实验。
其中气体A的主要成分是氯气,还含有少量空气和水蒸气。
请回答下列问题:
(1)该实验的主要目的是研究干燥的氯气是否具有____作用。
(2)浓硫酸的作用是________。
(3)实验过程中观察到B瓶中干燥的有色布条________(填“褪”或“不褪”)色。
(4)在该实验中,装置存在缺陷,还应加盛有________的装置。
解析:
(1)该实验的主要目的是研究干燥的氯气是否具有漂白作用。
(2)浓硫酸的作用是作干燥剂干燥氯气。
(3)实验过程中观察到B瓶中干燥的有色布条不褪色。
(4)氯气的尾气对环境有污染,故装置存在缺陷,还应加盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收尾气。
答案:
(1)漂白
(2)除去H2O(干燥氯气) (3)不褪 (4)NaOH溶液
1.下面对氯气的叙述正确的是( )
A.氯气可使湿润的红布条褪色,所以氯气具有漂白性
B.氯气没有漂白性,但通入品红溶液中,品红褪色
C.过量的铜在氯气中燃烧可生成氯化亚铜
D.闻其气味时要小心的将集气瓶放在鼻孔下直接闻
解析:
选B A项,干燥的氯气不具有漂白性,则氯气可以使湿润的红布条褪色是因为氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,错误;B项,氯气没有漂白性,其与水反应生成的次氯酸能使品红溶液褪色,正确;C项,铜和氯气反应生成氯化铜,错误;D项,闻气体的气味需要用手轻轻煽动使少量气体飘进鼻孔即可,错误。
2.下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红又褪色的是( )
A.久置的氯水
B.氯气溶于无水酒精所形成的溶液
C.盐酸
D.盐酸酸化的漂白粉溶液
解析:
选D 久置氯水主要成分为稀盐酸,不具有漂白性,不能使石蕊试纸褪色,A项错误;氯气的酒精溶液,溶剂为酒精,不能生成酸和具有漂白性的物质,B项错误;盐酸不具有漂白性,不能使石蕊试纸褪色,C项错误;盐酸酸化的漂白粉溶液具有酸性,可使石蕊试纸变红,可生成HClO,具有漂白性,能使石蕊试纸褪色,D项正确。
3.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仍不变质
C.漂白粉是由Cl2与石灰乳制得的
D.漂白粉是由Cl2与澄清石灰水制得
解析:
选C 漂白粉的制法为Cl2通入石灰乳,C正确、D错误。
漂白粉在空气中发生反应:
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,久置会变质。
4.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:
选D 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。
5.如图A处通入Cl2,当关闭B阀时,C处湿润的红布条没有明显变化,当打开B阀时,C处的湿润红布条逐渐褪色。
则D瓶中盛装的溶液是( )
A.浓硫酸 B.水
C.氢氧化钠溶液D.饱和食盐水
解析:
选C 关闭B,C处湿润有色布条不褪色,说明Cl2在D处完全反应。
6.漂白液、漂白粉、过氧乙酸等均可用于杀菌消毒,以下有关漂白粉的说法正确的是( )
A.漂白粉是氯气与氢氧化钠反应的产物
B.漂白粉能杀菌消毒的原因是漂白粉有毒,能毒死病菌
C.漂白粉放入稀酸中可以提高漂白速度
D.氯气与碱反应的产物没有杀菌消毒作用
解析:
选C 漂白粉是氯气与氢氧化钙反应后所得的混合物,主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,A项错误;漂白粉能用来杀菌消毒的原因是Ca(ClO)2与空气中的CO2
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