第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
( 1)能通过实验探究氯气的物理性质、 化学性质,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养证据推理意识。
(2)能用氧化还原反应、离子反应的观点预测并解释氯气的化学性质,并能用化学方程式正确表达。
(3)以氯及其化合物知识的学习为线索,建立含氯元素的物质间的转化关系,进一步了解研究物质的思路和方法。
(4)通过含氯物质性质和用途的学习,感受物质性质与用途的关系,体会化学对生活、环境保护的重要意义,增强社会责任感。
(5)了解氯气的发现史, 学习科学家的研究精神及勤于钻研、严谨求实的科学态度。
【内容分析】
氯是一种典型的非金属元素,具有多种化合价,可以形成食盐、 漂白粉等多种含氯化合物,学生在日常生活中对这些物质比较熟悉。因此,教材在本节以学生不熟悉的氯气为主线,选择氯气的性质、用途等内容,将含氯化合物穿插在其中进行介绍,让学生在重点学习氯气单质的过程中,关注这些含氯元素物质间的转化,引导学生建构不同价态物质间的转化关系,形成非金属及其化合物的研究思路和方法。
从氯气的知识结构来看,重点介绍氯气的强氧化性,并引导学生从离子反应、氧化还原反应的视角对反应的产物进行预测、探究,体现了宏观与微观相结合的思想,强化证据推理意识。从内容的选取看,重视氯及其化合物的应用价值,如氯气用于自来水消毒,84消毒液、漂白粉是日常生活中重要的消毒剂和漂白剂等,有助于学生更好地了解化学知识的应用。氯气有毒又有用的编写方式,可以使学生认识到要学好知识并正确运用,才能让资源更好地为人类服务,从而发展社会参与意识,建立社会责任感。
本节教材以氯及其化合物的研究为载体,建构了非金属及其化合物的研究模型,突出了对学生化学学科核心素养的培养,有利于后续硫、氮及其化合物的学习。.
【教学重点和难点】
重点:氯气的化学性质;氯及其化合物的研究思路和方法的建构。
难点:氯气分别与水、氢氧化钠的反应。
【教学流程】
【引言】氯是一种重要的“成盐元素”在自然界中除了以NaCl、MgCl2、 CaCl2等形式大量存在于海水中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中。
氯元素和钠元素一样都是海洋中含量较高的元素。钠是典型的金属元素,氯是典型的非金属元素。在学习钠的时候我们构建了价类二维图,通过应用,我们发现价类二维图对于元素及其化合物的学习很有帮助。所以氯的学习,我们也应该从类别和价态入手。
【设计意图】从生活化学引入,引发学生的求知欲。
【学习任务一】信息整合,发现问题
根据氯的原子结构,并结合以下材料,回答问题。
18世纪70年代,瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele,1742----1786) 将软锰矿(主要成分是MnO2)与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色、有刺激性气味的气体。受当时流行学说的影响,舍勒未能确认这种气体。直到1810年,英国化学家戴维( S.H.Davy,1778----1829)才确认这种气体是一种新元素组成的单质----氯气。
【思考与讨论】
1.从材料中,你发现了氯气的哪些物理性质?
2.从氯气的发现到氯被确认为一种新的元素,时间长达三十多年,其间经历了数位科学家的不懈探索。你从这一史实中得到什么启示
3.根据氯的原子结构,预测氯的化学性质。
【答案】
1. 氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体。
2. 启示1 :科学研究需要有可靠的理论作指导,否则只能浪费时间和精力。
启示2 :科学研究需要以大量事实为依据。
启示3:科学研究需要有对科学的热爱和奉献科学的精神。
氯原子的最外电子层上有7个电子,在化学反应中很容易得到1个电子,使最外电子层达到8个电子的稳定结构。氯气可能具有具有强氧化性。
【设计意图】通过氯气的发现史, 学习科学家的研究精神及勤于钻研、严谨求实的科学态度。
【学习任务二】宏观辨识微观探析,分析解决问题
氯气能与大多数金属化合,生成金属氯化物。例如,钠、铁、铜等都能与氯气在加热条件下发生反应:
【思考】初中的时候,我们已经知道铁的常见价态为+2、+3,而铜的常见价态为+1、+2,根据上述反应,你有什么发现吗?
氯气与有变价的金属反应时,总是生成高价金属氯化物。
氯气也能与大多数非金属单质发生化合反应。
【实验2-7】 在空气中点燃氢气,然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中,观察现象。
现象:H2安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾。
解析:产物HCl在空气中与水蒸气结合,呈现雾状,所以瓶口有白雾。
【设计意图】通过价态、实验探究等角度学习氯气与金属、非金属单质的反应,构建非金属及其化合物的研究思路和方法。
【思考与讨论】
我们以前学过的燃烧反应,都是物质在氧气中的燃烧。通过H2在Cl2中的燃烧,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识
燃烧不一定要有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是氧化还原反应,所有发光、发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。
【评价任务一】(教材P47练习与应用2)
2.下列说法中,不正确的是( )。
A.燃烧一定伴有发光现象 B.燃烧一定是氧化还原反应
C.燃烧一定要有氧气参加 D.燃烧一定会放出热量
【答案】C
【设计意图】通过燃烧反应的重新定义,让学生初步了解定义的狭义和广义。从而养成不应拘束于文字,而应该从本质看问题的科学态度。
【思考】
性质决定用途。目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒,我们偶尔闻到的自来水散发出来的刺激性气味就是余氯的气味。Cl2溶于水为什么能杀菌消毒?请用相关的化学方程式解析。(提示:根据氧化还原反应原理、质量守恒定律及已掌握的Cl2的性质预测Cl2 与H2O反应的生成物。)
在常温下,溶于水中的部分氯气与水发生反应:
H2O +Cl2 = HCl +HClO
产物次氯酸( HClO)具有强氧化性,因此,次氯酸能杀死水中的病菌,起到消毒的作用。
【思考与讨论】
近年来有科学家提出,使用氯气对自来水消毒时,氯气会与水中的有机物发生反应,生成的有机氯化物可能对人体有害。所以,国家规定了饮用水中余氯含量的标准;而且已开始使用新的自来水消毒剂,如二氧化氯(ClO2)、臭氧等。
从中你能得到什么启示?
启示1 :要一分为二地看待物质,正确认识物质的性质,合理使用物质。
启示2:化学研究的方向之一就是根据需要发现、合成并使用新物质。
【设计意图】应用对氯气的应用的具体问题,落实科学态度和社会责任素养。
【知识拓展】
养鱼可以用井水、江河、湖水属天然水源、泉水属地下温性水源以及蒸馏水。不建议使用自来水来养鱼。
因为鱼的身体表皮层内长有一种杯状细胞,每天不断地在分泌着粘液,使鱼体减少游在水中的摩擦的同时,保护鱼体不受寄生物、霉菌、细菌和其他微小生物的侵蚀,并使皮肤具有一种正常的渗透能力。
而自来水里面含有很不稳定的强氧化剂“次氯酸”,该氧化剂对鱼具有很强的穿透杀伤力,它使鱼体分泌的粘液失去了对鱼的保护作用,导致其体内电解质代谢严重失调,并在缺氧的状态下窒息死亡。
【设计意图】学以致用,显示化学魅力。
次氯酸的强氧化性还能使某些染料和有机色素褪色,因此,次氯酸可用作棉、麻和纸张的漂白剂。
次氯酸是很弱的酸,只存在于水溶液中。次氯酸不稳定,在光照下容易分解放出氧气。请根据氧化还原反应原理、质量守恒定律写出该反应方程式。
【科学 技术 社会】
验证次氯酸光照分解产物的数字化实验
数字化实验将传感器、数据采集器和计算机依次相连,采集实验过程中各种物理量(如pH、温度、压强、电导率等)变化的数据并记录和呈现,通过软件对数据进行分析,获得实验结论。也就是说,数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。
验证次氯酸光照分解的产物可以设计成数字化实验。实验步骤如下: (1)将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别与数据采集器、计算机连接; (2)将三种传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中; (3)用强光照射氯水,同时开始采集数据。
【设计意图】介绍化学在科研上的成就,提高学生的社会责任感。通过实验图像的解读,初步掌握图形阅读的最基本方法(坐标的意义)。
【思考】
下图为市面上常用的漂白剂,为什么不直接用次氯酸作漂白剂?
氯气在水中的溶解度不大,而且生成的HClO不稳定,难以保存,使用起来很不方便,效果也不理想。
次氯酸盐比次氯酸的稳定性强很多。比如NaClO虽然也会分解,但它的水溶液在低温下存放三年才分解一半左右,比HClO稳定得多。
次氯酸盐可以在溶液中转化为次氯酸,从而具有一定的漂白和消毒能力,所以漂白液、漂白粉、漂粉精都是常用的消毒剂和漂白剂。
漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。
【思考】如何制得次氯酸盐?
在常温下,将Cl2通人NaOH溶液中,可以得到以NaClO为有效成分的漂白液。根据氯气与水的反应,写出氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式,并改写为离子方程式。
根据上面的反应,写出氯气与氢氧化钙溶液反应的方程式
将氯气通入冷的石灰乳中会得到以次氯酸钙为有效成分的漂白粉。如果氯气与氢氧化钙充分反应使次氯酸钙成为主要成分,就得到了漂粉精
【思考】次氯酸盐如何转化为次氯酸
【知识拓展】漂白粉和漂白液的漂白原理
【思考与交流】怎样保存漂白粉?
密封保存。
【设计意图】通过含氯物质性质和用途的学习,感受物质性质与用途的关系,体会化学对生活、环境保护的重要意义,增强社会责任感。
【知识拓展】
上述反应使用的是强酸(相对强的酸)制取弱酸的原理。
通过方程式可得出结论:H2CO3>HClO(酸性)
【思考】该原理我们是否在其他方面应用过?
利用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳。
【设计意图】通过反应原理的介绍,落实科学观。
【小结】氯气的用途:
1. 用于自来水的杀菌、消毒;
2. 制取漂白粉、漂白液、消毒液等;
3. 工业制盐酸。
【评价任务二】(教材P47第1题)
1.下列生活中的物质与其有效成分的化学式、用途的对应关系中,不正确的是( )。
【答案】B
【评价任务三】
含氯物质在生活中有广泛的应用。课后请查阅资料了解含氯物质的用途。
消毒/漂白液:NaClO
漂白粉:Ca(ClO)2
消毒洗衣粉: NaClO
清洁剂:HCl
合成纤维:氯纶 耐强酸强碱,不燃烧。工作服、滤布、安全帐篷、地毯
聚氯乙烯:PVC 56-58%。塑料薄膜、雨衣、玩具、拖鞋、窗帘
合成杀虫剂:六六六、敌百虫、乐果、赛力散、DDT
【评价任务四】(教材P48第8题)
8. 氯气用途广泛,是一种重要的化工原料,因此氯气的发现具有重要的意义。但是,在第一次世界大战期间,氯气被用来制作毒气弹,使受害者的身体遭受严重伤害。科学家是否应进行类似氯气这类有可能被错误利用的物质的研究 请谈谈你的看法。
应该进行研究,因为氯气有广泛的用途。但是要正确认识这类物质,避免人类受到伤害。
【设计意图】强调氯气有毒又有用,可以使学生认识到要学好知识并正确运用,才能让资源更好地为人类服务,从而发展社会参与意识,建立社会责任感。
一、实验
[实验2-7]
盛氯气的集气瓶要干燥。瓶中的氯气要浓。为了防止氯气逸散,可在集气瓶口涂一点凡士林,使玻璃片与瓶口更密合。因为这是第一个关于氯气性质的实验,实验时要提醒学生注意观察氯气的颜色(黄绿色),并注意氢气在空气里燃烧与在氯气里燃烧火焰的颜色是不同的。实验前务必要检验H2的纯度,在确保H2纯净的前提下完成本实验。
二、思考与讨论
[思考与讨论1 ] 从氯气的发现到氯被确认为一种新的元素,时间长达三十多年,其间经历了数位科学家的不懈探索。你从这一史实中得到什么启示
启示1 :科学研究需要有可靠的理论作指导,否则只能浪费时间和精力。
启示2 :科学研究需要以大量事实为依据。
启示3:科学研究需要有对科学的热爱和奉献科学的精神。
[思考与讨论2 ] 我们以前学过的燃烧反应,都是物质在氧气中的燃烧。通过H2在Cl2中的燃烧,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识
提示:燃烧不一定要有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是氧化还原反应,所有发光、发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。
[思考与讨论3] 近年来有科学家提出,使用氯气对自来水消毒时,氯气会与水中的有机物发生反应,生成的有机氯化物可能对人体有害。所以,国家规定了饮用水中余氯含量的标准;而且已开始使用新的自来水消毒剂,如二氧化氯(ClO2)、臭氧等。
从中你能得到什么启示?
启示1 :要一分为二地看待物质,正确认识物质的性质,合理使用物质。
启示2:化学研究的方向之一就是根据需要发现、合成并使用新物质。
三、科学·技术·社会
验证次氯酸光照分解产物的数字化实验
数字化实验将传感器、数据采集器和计算机依次相连,采集实验过程中各种物理量(如pH、温度、压强、电导率等)变化的数据并记录和呈现,通过软件对数据进行分析,获得实验结论。也就是说,数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。
验证次氯酸光照分解的产物可以设计成数字化实验。实验步骤如下: (1)将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别与数据采集器、计算机连接; (2)将三种传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中; (3)用强光照射氯水,同时开始采集数据。此实验可以测定光照过程中氯水的pH、氯水中氯离子的浓度、广口瓶中氧气的体积分数这三者的变化,并通过计算机的数据处理功能将这些变化显示在计算机屏.幕上(如图2-16)。通过对数据进行分析, 最终可验证次氯酸光照分解的产物。
四、课后练习(教材P47~48)
1.下列生活中的物质与其有效成分的化学式、用途的对应关系中,不正确的是( )。
2.下列说法中,不正确的是( )。
A.燃烧一定伴有发光现象 B.燃烧一定是氧化还原反应
C.燃烧一定要有氧气参加 D.燃烧一定会放出热量
5. NaCl是一种化工原料,可以制备多种物质,如下图所示。
请根据以上转化关系填写下列空白。
( 1)氯化钠溶液通电后,发生反应的离子方程式为_________________________________。
氢气在氯气中燃烧的现象是_________________________________________________。
(2) Cl2与Ca(OH)2反应的化学方程式为_________________________________________;
从氧化剂和还原剂的角度分析,该反应中Cl2的作用是_______________。
6.请回答下列问题。
(1)氯气可用于自来水的杀菌、消毒。请用化学方程式和简要的文字说明理由。
(2)漂白粉或漂粉精中的Ca(ClO)2能与空气中的CO2和水蒸气发生如下反应:
Ca(ClO)2 + CO2+ H2O= CaCO3↓+ 2HClO
根据以上反应,你认为购买和存放漂白粉或漂粉精时应注意哪些问题。
8. 氯气用途广泛,是一种重要的化工原料,因此氯气的发现具有重要的意义。但是,在第一次世界大战期间,氯气被用来制作毒气弹,使受害者的身体遭受严重伤害。科学家是否应进行类似氯气这类有可能被错误利用的物质的研究 请谈谈你的看法。
【参考答案】
1.B
2.C
5. (1)
氢气在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾出现
(2 )2Cl2+2Ca(OH)2= =CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 既做氧化剂 、又做还原剂
6.(1)氯气溶于水发生反应: Cl2+H20=HCl+HClO, HClO具有强氧化性,能杀灭水中的病菌。
(2)观察包装袋是否密封,漂白粉中有无结块,注意使用期限,现买现用,购买之后应密闭保存在干燥的地方等。
8.应该进行研究,因为氯气有广泛的用途。但是要正确认识这类物质,避免人类受到伤害。第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
一、选择题
1.(2020·贵州铜仁伟才学校高一期末)下列气体有毒的的是( )
A.氯气 B.氧气 C.氢气 D.二氧化碳
【答案】A
【解析】氧气、氢气、二氧化碳均为无色无味无毒的气体,而且氧气和二氧化碳均是空气的成分;氯气是一种黄绿色有毒气体。故答案为A。
2.(2020·长春市第二十九中学高一月考)下列离子在海水中含量最多的是
A.氯离子 B.镁离子 C.铁离子 D.钙离子
【答案】A
【解析】在海水中含量最多的有阳离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+和Sr2+五种,阴离子有Clˉ、、Brˉ、、()、Fˉ五种,所给选项中,在海水中含量最多的离子是氯离子。答案选A。
3.(2020·河北省高二月考改编)下列关于Cl2性质的说法错误的是
A.红热的铁丝在Cl2中剧烈燃烧,产生白色烟雾
B.Cl2是一种黄绿色的气体
C.Cl2与H2的反应中,Cl2是氧化剂
D.工业上可用Cl2作原料制漂白粉
【答案】A
【解析】A.红热的铁丝在Cl2中剧烈燃烧,产生红棕色的烟,A错误;B.Cl2是一种黄绿色的气体,B正确;C.Cl2不具有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,C正确;D.工业上将Cl2通入石灰乳中制漂白粉,D正确;答案选A。
4.(2020·广东省高一期末)下列单质既能跟氯气直接反应,又能跟稀盐酸反应,且产物不相同的是( )
A.Al B.Cu C.Fe D.Zn
【答案】C
【解析】A.Al与Cl2反应生成AlCl3,即2Al+3Cl22AlCl3,Al与稀盐酸反应生成AlCl3和H2,即2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,二反应都生成AlCl3,故A不符合题意;B.Cu与Cl2反应生成CuCl2,即Cu+Cl2CuCl2,Cu与稀盐酸不反应,故B不符合题意;C.Fe与Cl2反应生成FeCl3,即2Fe+3Cl22FeCl3,Fe与稀盐酸反应生成FeCl2和H2,即Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,二反应分别生成FeCl3和FeCl2,故C符合题意;
D.Zn与Cl2反应生成ZnCl2,即Zn+Cl2ZnCl2,Zn与稀盐酸反应生成ZnCl2和H2,即Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑,二反应都生成ZnCl2,故D不符合题意;答案为C。
5.(2020·江苏省高一期末)下列物质的俗名与化学式对应正确的是
A.熟石灰——CaO B.水晶——H2O
C.干冰——CO2 D.漂白粉——NaClO
【答案】C
【解析】A.熟石灰是Ca(OH)2,故A错误; B.水晶的成分是SiO2,故B错误;C.干冰是固体CO2,故C正确; D.漂白粉的成分是Ca(ClO)2、CaCl2,故D错误;选C。
6.(2020·南充西南大学实验学校高一月考)掌握一定的化学知识,疫情期间让你更加安全。下列说法正确的是( )
A.家用消毒液的主要成分是Ca(ClO)2
B.酒精消毒液浓度越高,杀毒效果越好
C.消毒液和洁厕灵混合使用消毒效果更佳
D.据说病毒可以通过气溶胶传播,胶体胶粒直径在1~100nm之间
【答案】D
【解析】A.家用84消毒液的主要有效成分是NaClO,故A错误;B.家庭消毒选用75%的酒精,酒精浓度过大,会在病毒表面产生一层保护膜,这样会阻止酒精进入病毒内部,从而不能够有效的杀死病毒,故B错误;C.“84消毒液”含NaClO,与含盐酸的洁厕灵混合,发生氧化还原反应生成氯气,氯气有毒,不能混合使用,故C错误;D.据说病毒可以通过气溶胶传播,分散质粒子的直径介于1~100nm之间的分散系是胶体,故D正确;答案选D。
7.(2020·安徽省安庆一中高一月考)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.②③④⑤ B.①③④⑥ C.①②⑤⑥ D.①③⑤
【答案】B
【解析】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,故①符合及时采取的措施;②被转移人群应戴上用浓NaOH溶液处理过的口罩,烧碱具有腐蚀性,不能用于捂住口鼻,故②不符合及时采取的措施;③用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液可解毒,氯气与碱性物质反应,故③符合及时采取的措施;④被转移人群可戴上用肥皂水(小苏打水)浸湿的口罩,小苏打和氯气反应,用肥皂水(小苏打水)浸湿的口罩可防止吸入大量氯气而中毒,故④符合及时采取的措施;⑤氯气密度大于空气的密度,和空气混合时,氯气在下方,空气在上方,因此人群不能转移到地势较低的地方,故⑤不符合及时采取的措施;⑥及时清理现场,检查水源和食物等是否被污染,故⑥符合及时采取的措施;⑦常温下氯气微溶于水,所以只要向空气中喷洒水就不能解毒,故⑦不符合及时采取的措施;因此①③④⑥符合及时采取的措施,故B符合题意。综上所述,答案为B。
8.(2020·辽宁省高一期末)化学在生产和日常生活中有着重要的应用,下表中用途与其性质或原理对应关系错误的是
选项 用途 性质或原理
A Na2O2常用作潜水艇或呼吸面具的供氧剂 Na2O2与H2O、CO2反应产生O2
B 自来水厂用氯气来杀菌、消毒 氯气(Cl2)具有强氧化性
C 工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理废水中含有的重铬酸根离子() Fe2+具有还原性
D 用小苏打治疗胃酸过多 NaHCO3可中和胃酸
【答案】B
【解析】A.过氧化钠能与H2O、CO2反应产生O2,故常用作潜水艇或呼吸面具的供氧剂,A正确;B.氯气溶于水,和水反应生成的次氯酸具有强氧化性,能杀菌消毒,所以可用于自来水消毒,B错误;C.Fe2+具有还原性能与具有氧化性的发生氧化还原反应,故工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理废水中含有的重铬酸根离子(),C正确;D.碳酸氢钠的俗称为小苏打,其能与胃酸发生反应,故可用来治疗胃酸过多,D正确;答案选B。
9.(2020·辽宁省高一期末)下列化学反应的离子方程式正确的是
A.氧化亚铁与稀盐酸反应:FeO+2H+=Fe3++H2O
B.碳酸钙与稀盐酸反应:+2H+=CO2↑+H2O
C.Cl2与氢氧化钠溶液反应:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2+++H++OH-=BaSO4↓+H2O
【答案】C
【解析】A.氧化亚铁与稀盐酸反应生成亚铁离子,离子方程式为FeO+2H+=Fe2++H2O,故A错误;B.碳酸钙难溶于水,不能写成离子,正确离子方程式为CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+,故B错误;C.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠,离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,C正确;D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应离子方程式为Ba2+++2H++2OH-=BaSO4↓+2H2O,故D错误;综上所述答案为C。
10.(2019·福建省尤溪第一中学高一月考)某学生在实验室用自来水配制下列物质的溶液时,不会使药品明显变质的是
A.氢氧化钠 B.石蕊 C.硝酸银 D.硫酸钠
【答案】D
【解析】自来水常用氯气消毒杀菌,在自来水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO。A.NaOH与氯水反应生成NaCl、NaClO和H2O,会明显变质;B.自来水加入石蕊中,石蕊先变红后褪为无色,会明显变质;C.AgNO3和自来水中的HCl反应生成白色AgCl沉淀和HNO3,会变质;D.硫酸钠与氯水不反应,不会变质;答案选D。
11.(2019·福建省尤溪第一中学高一月考)若Cl2泄漏,可用浸有一定浓度的某物质的水溶液的毛巾捂住鼻子,最适宜采用的物质是( )
A.NaOH B.NaCl C.氨水 D.Na2CO3
【答案】D
【解析】A.NaOH是强碱,溶液具有强腐蚀性,故A不符合题意;B.NaCl不能吸收氯气,故B不符合题意;C.氨水虽然显碱性但具有腐蚀性,易挥发,挥发出的氨气有毒,故C不符合题意;D.Na2CO3溶液显碱性,可以吸收氯气,腐蚀性较小,符合要求,故D符合题意;答案选D。
12.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.Fe与盐酸反应:Fe + 2H+= Fe2++ H2↑
B.大理石与稀硝酸反应:CO32-+ 2H+= CO2↑+ H2O
C.Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应:H++ OH-= H2O
D.氯气溶于水:
【答案】A
【解析】A.Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,Fe、氢气写化学式:Fe+2H+=Fe2++ H2↑,离子方程式正确,A正确;B.大理石与稀硝酸反应,大理石为碳酸钙,为沉淀,写化学式:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+ H2O,离子方程式错误,B错误;C.Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,Ba2++2H++ SO42-+2OH-=2H2O+ BaSO4,离子方程式错误,C错误;D. 氯气溶于水:,故D错误。答案为A。
13.(2020·荆州市北门中学高一期末)下列溶液具有漂白性的是( )
A.新制氯水 B.氨水 C.石灰水 D.苏打水
【答案】A
【解析】A.新制氯水中含有氯离子、氢离子、次氯酸根离子、氢氧根离子(极少)、次氯酸分子、氯气分子和水分子,其中次氯酸具有强氧化性和漂白性,故A符合题意;B.氨水中含有铵根离子、氢氧根离子、氢离子(极少)、一水合氨分子、氨气分子和水分子,属于弱碱,具有碱性,无漂白性,故B不符合题意;
C.石灰水是氢氧化钙溶液,属于碱性物质,无漂白性,故C不符合题意;D.苏打水是碳酸氢钠水溶液,呈弱碱性,无漂白性,故D不符合题意;答案选A。
14.(2020·伊美区第二中学高一期末改编)下列变化中,不属于化学变化的是( )
A.过氧化钠使品红溶液褪色 B.氯水使有色布条褪色
C.活性炭使红墨水褪色 D.漂粉精使某些染料褪色
【答案】C
【解析】A. 过氧化钠具有漂白性,使品红溶液褪色,属于化学变化,A不符合题意;B. 氯水中含有漂白性的次氯酸,使有色布条褪色,属于化学变化,B不符合题意;C. 活性炭具有吸附性,使红墨水褪色,属于物理变化,不属于化学变化,C符合题意;D. 漂粉精溶于水,水解生成次氯酸,使某些染料褪色,属于化学变化,D不符合题意;答案为C。
15.(2019·山东省高二学业考试改编)物质的性质决定着其在生产生活中的应用。下列对应关系错误的是
选项 性质 应用
A NaHCO3受热分解产生CO2 用作膨松剂
B NaClO具有强氧化性 84消毒液的有效成分
C Fe的金属性强于Cu 用FeCl3溶液刻蚀Cu电路板
D 活性炭具有吸附性 活性炭可除去汽车内部的异味
【答案】C
【解析】A.碳酸氢钠用于焙制糕点,是利用了碳酸氢钠的不稳定性,加热易分解生成水和二氧化碳,二氧化碳使糕点蓬松,故A对应关系正确;B.次氯酸钠有强氧化性,“84消毒液”可杀菌消毒,B对应关系正确;C.Cu与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁,Cu失去电子,与Fe、Cu的活泼性无关,故C对应关系错误;D.活性炭具有吸附性,活性炭可除去汽车内部的异味故D对应关系正确。故选C。
二、非选择题
16.(2020·河北省高二月考改编)过氧化钠与次氯酸均具有强氧化性和漂白性。
(1)将包有少量Na2O2固体的脱脂棉放在石棉网上,用长玻璃管向脱脂棉中通入微热潮湿的CO2,可以观察到的现象是________,该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为______。
(2)次氯酸具有杀菌消毒、漂白作用,但其性质非常不稳定。在氯气与水反应原理的基础上制备漂白粉和漂白液。舍勒将软锰矿(主要成分是MnO2)和浓盐酸混合加热得到氯气,已知反应中MnO2→Mn2+,则该反应的还原剂是______(填化学式)。将氯气通入冷的石灰乳中可制备漂白粉,该反应的化学方程式是______,漂白粉的有效成分是______(填化学式),用文字说明其能漂白的原因:_______。
【答案】脱脂棉燃着,火焰呈黄色 1:1 HCl 2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O Ca(ClO)2 Ca(ClO)2能与空气中的二氧化碳和水反应生成次氯酸
【解析】(1)将包有少量Na2O2固体的脱脂棉放在石棉网上,用长玻璃管向脱脂棉中通入微热潮湿的CO2,发生反应,该反应生成氧气,且是放热反应,因此可以观察到脱脂棉燃着,火焰呈黄色;在该反应中,Na2O2中-1价的O元素既有化合价升高到氧气中的0价,又有降低到碳酸钠中的-2价,故Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,且氧化剂与还原剂的质量之比为1:1;
(2)在该反应中,MnO2→Mn2+,Cl元素化合价升高,则还原剂是HCl;将氯气通入冷的石灰乳中可制备漂白粉,氯气和石灰乳反应生成Ca(ClO)2、CaCl2和H2O,故该反应的化学方程式是2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,漂白粉中的Ca(ClO)2能与空气中的二氧化碳和水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,故漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。
17.(2020·湖南省高一期末改编)“84消毒液”是日常生活中常用的消毒液,在抗击新冠肺炎中广泛应用。
(1)“84消毒液”的有效成分为________;
(2)“84消毒液”与适量硫酸混合使用可增强消毒能力,某消毒组成员欲用盐酸代替硫酸,结果发现该方案不可行,原因是_____________;
【答案】NaClO 次氯酸钠与盐酸会发生化学反应,生成氯化钠、水和有毒气体氯气
【解析】(1)“84消毒液”的有效成分为NaClO;故答案为:NaClO;
(2)“84消毒液”与适量硫酸混合使用可增强消毒能力,某消毒组成员欲用盐酸代替硫酸是不可行的,原因是:次氯酸钠与盐酸会发生化学反应,生成氯化钠、水和有毒气体氯气,反应的化学方程式为NaClO+2HCl═NaCl+H2O+Cl2↑;故答案为:次氯酸钠与盐酸会发生化学反应,生成氯化钠、水和有毒气体氯气。(共23张PPT)
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
氯是一种重要的“成盐元素”在自然界中除了以NaCl、MgCl2、 CaCl2等形式大量存在于海水中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中。
氯元素和钠元素一样都是海洋中含量较高的元素。钠是典型的金属元素,氯是典型的非金属元素。在学习钠的时候我们构建了价类二维图,通过应用,我们发现价类二维图对于元素及其化合物的学习很有帮助。所以氯的学习,我们也应该从类别和价态入手。
【学习任务一】信息整合,发现问题
根据氯的原子结构,并结合以下材料,回答问题
18世纪70年代,瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele,1742----1786) 将软锰矿(主要成分是MnO2)与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色、有刺激性气味的气体。受当时流行学说的影响,舍勒未能确认这种气体。直到1810年,英国化学家戴维( S.H.Davy,1778----1829)才确认这种气体是一种新元素组成的单质----氯气。
【思考与讨论】
1.从材料中,你发现了氯气的哪些物理性质?
2.从氯气的发现到氯被确认为一种新的元素,时间长达三十多年,其间经历了数位科学家的不懈探索。你从这一史实中得到什么启示
3.根据氯的原子结构,预测氯的化学性质。
1. 氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体。
2. 启示1 :科学研究需要有可靠的理论作指导,否则只能浪费时间和精力。
启示2 :科学研究需要以大量事实为依据。
启示3:科学研究需要有对科学的热爱和奉献科学的精神。
3. 氯原子的最外电子层上有7个电子,在化学反应中很容易得到1个电子,使最外电子层达到8个电子的稳定结构。氯气可能具有具有强氧化性。
【学习任务二】宏观辨识微观探析,分析解决问题
氯气能与大多数金属化合,生成金属氯化物。例如,钠、铁、铜等都能与氯气在加热条件下发生反应:
【思考】初中的时候,我们已经知道铁的常见价态为+2、+3,而铜的常见价态为+1、+2,根据上述反应,你有什么发现吗?
氯气与有变价的金属反应时,总是生成高价金属氯化物。
氯气也能与大多数非金属单质发生化合反应。
【实验2-7】 在空气中点燃氢气,然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中,观察现象。
现象:H2安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾
解析:产物HCl在空气中与水蒸气结合,呈现雾状,所以瓶口有白雾。
【思考与讨论】
我们以前学过的燃烧反应,都是物质在氧气中的燃烧。通过H2在Cl2中的燃烧,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识
燃烧不一定要有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是氧化还原反应,所有发光、发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。
【评价任务一】(教材P47练习与应用2)
2.下列说法中,不正确的是( )。
A.燃烧一定伴有发光现象
B.燃烧一定是氧化还原反应
C.燃烧一定要有氧气参加
D.燃烧一定会放出热量
C
【思考】
性质决定用途。目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒,我们偶尔闻到的自来水散发出来的刺激性气味就是余氯的气味。Cl2溶于水为什么能杀菌消毒?请用相关的化学方程式解析。(提示:根据氧化还原反应原理、质量守恒定律及已掌握的Cl2的性质预测Cl2 与H2O反应的生成物。)
在常温下,溶于水中的部分氯气与水发生反应:
H2O +Cl2 = HCl +HClO
产物次氯酸( HClO)具有强氧化性,因此,次氯酸能杀死水中的病菌,起到消毒的作用。
【思考与讨论】
近年来有科学家提出,使用氯气对自来水消毒时,氯气会与水中的有机物发生反应,生成的有机氯化物可能对人体有害。所以,国家规定了饮用水中余氯含量的标准;而且已开始使用新的自来水消毒剂,如二氧化氯(ClO2)、臭氧等。
从中你能得到什么启示?
启示1 :要一分为二地看待物质,正确认识物质的性质,合理使用物质。
启示2:化学研究的方向之一就是根据需要发现、合成并使用新物质。
【知识拓展】
养鱼可以用井水、江河、湖水属天然水源、泉水属地下温性水源以及蒸馏水。不建议使用自来水来养鱼。
因为鱼的身体表皮层内长有一种杯状细胞,每天不断地在分泌着粘液,使鱼体减少游在水中的摩擦的同时,保护鱼体不受寄生物、霉菌、细菌和其他微小生物的侵蚀,并使皮肤具有一种正常的渗透能力。
而自来水里面含有很不稳定的强氧化剂“次氯酸”,该氧化剂对鱼具有很强的穿透杀伤力,它使鱼体分泌的粘液失去了对鱼的保护作用,导致其体内电解质代谢严重失调,并在缺氧的状态下窒息死亡。
次氯酸的强氧化性还能使某些染料和有机色素褪色,因此,次氯酸可用作棉、麻和纸张的漂白剂。
次氯酸是很弱的酸,只存在于水溶液中。次氯酸不稳定,在光照下容易分解放出氧气。请根据氧化还原反应原理、质量守恒定律写出该反应方程式。
【科学 技术 社会】
验证次氯酸光照分解产物的数字化实验
数字化实验将传感器、数据采集器和计算机依次相连,采集实验过程中各种物理量
(如pH、温度、压强、电导率等)变化的数据并记录和呈现,通过软件对数据进行分析,获得实验结论。也就是说,数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。
验证次氯酸光照分解的产物可以设计成数字化实验。实验步骤如下: (1)将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别与数据采集器、计算机连接; (2)将三种传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中; (3)用强光照射氯水,同时开始采集数据。
【思考】
下图为市面上常用的漂白剂,为什么不直接用次氯酸作漂白剂?
氯气在水中的溶解度不大,而且生成的HClO不稳定,难以保存,使用起来很不方便,效果也不理想。
次氯酸盐比次氯酸的稳定性强很多。比如NaClO虽然也会分解,但它的水溶液在低温下存放三年才分解一半 左右,比HClO稳定得多。
次氯酸盐可以在溶液中转化为次氯酸,从而具有一定的漂白和消毒能力,所以漂白液、漂白粉、漂粉精都是常用的消毒剂和漂白剂。
漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。
在常温下,将Cl2通人NaOH溶液中,可以得到以NaClO为有效成分的漂白液。根据氯气与水的反应,写出氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式,并改写为离子方程式。
Cl2 + 2NaOH= NaCl + NaClO + H2O
Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O
【思考】如何制得次氯酸盐?
根据上面的反应,写出氯气与氢氧化钙溶液反应的方程式
2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
将氯气通入冷的石灰乳中会得到以次氯酸钙为有效成分的漂白粉。
如果氯气与氢氧化钙充分反应使次氯酸钙成为主要成分,就得到了漂粉精
【知识拓展】漂白粉和漂白液的漂白原理
Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 ↓ + 2 HClO
2NaClO+ CO2 + H2O = Na2CO3 + 2HClO
【思考与交流】怎样保存漂白粉?
密封保存。
【思考】次氯酸盐如何转化为次氯酸
【知识拓展】
上述反应使用的是强酸(相对强的酸)制取弱酸的原理。
通过方程式可得出结论:H2CO3>HClO(酸性)
【思考】该原理我们是否在其他方面应用过?
利用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳。
【小结】氯气的用途:
1. 用于自来水的杀菌、消毒;
3. 工业制盐酸。
2. 制取漂白粉、漂白液、消毒液等;
【评价任务二】(教材P47第1题)
1.下列生活中的物质与其有效成分的化学式、用途的对应关系中,不正确的是( )。
B
【评价任务三】
含氯物质在生活中有广泛的应用。请查阅资料了解含氯物质的用途。
消毒/漂白液:NaClO
漂白粉:Ca(ClO)2
消毒洗衣粉: NaClO
清洁剂:HCl
合成纤维:氯纶 耐强酸强碱,不燃烧。工作服、滤布、安全帐篷、地毯
聚氯乙烯:PVC 56-58%。塑料薄膜、雨衣、玩具、拖鞋、窗帘
合成杀虫剂:六六六、敌百虫、乐果、赛力散、DDT
8. 氯气用途广泛,是一种重要的化工原料,因此氯气的发现具有重要的意义。但是,在第一次世界大战期间,氯气被用来制作毒气弹,使受害者的身体遭受严重伤害。科学家是否应进行类似氯气这类有可能被错误利用的物质的研究 请谈谈你的看法。
【评价任务四】(教材P48第8题)
应该进行研究,因为氯气有广泛的用途。但是要正确认识这类物质,避免人类受到伤害。第二章 海水中的重要元素----钠和氯
第二节 氯及其化合物
第2课时 氯水成分的探究
( 1)能通过实验探究氯水的成分,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养证据推理意识。
(2)通过对氯水成分的探究,继续完善含氯元素的物质间的转化关系,进一步了解研究物质的思路和方法。
(3)通过化学与职业的学习,体会化学对生活、环境保护的重要意义,增强社会责任感。
【内容分析】
氯气分别与水、氢氧化钠的反应是整个氯气教学的重点和难点。为此,本节课以氯水的成分探究作为项目进行学习。整个过程以水质检验员为引子,穿插了次氯酸的漂白性、氯离子的检验等内容。这些探究内容总共包含三个实验方案的设计,两个演示实验。两个演示实验涉及到了次氯酸的漂白性和氯离子的检验,是本节课的重点和难点。为突破这两个重点和难点,需引导学生从实验干扰因素的视角对实验结论的科学性进行预测、探究,体现了科学态度和社会责任相结合的思想,强化证据推理意识。
从内容的选取看,重视实验探究的应用价值,通过化学与职业让学生明白化学对生产生活的重要影响,使学生进一步认识到要学好知识并正确运用,能让资源更好地为人类服务,从而发展社会参与意识,建立社会责任感。
本节内容以氯水的成分的探究为载体,深化了非金属及其化合物的研究模型,突出了对学生化学学科核心素养的培养,有利于后续硫、氮及其化合物的学习。.
【教学重点和难点】
重点:次氯酸的漂白性、氯离子的检验;实验探究的研究思路和方法的建构。
难点:次氯酸的漂白性和氯离子的检验的干扰因素的排除。
【教学流程】
【学习任务一】身边的化学,发现问题
【化学与职业】水质检验员
水质检验员是指对天然水、工业用水、生活用水等的物理性质、化学性质及生物性质进行检验和评定的专业技术人员。水质检验的目的是考察和研究环境质量、水的污染性或水受污染的程度、水质是否适宜使用,
以及水处理过程的效率等。自来水厂,污水处理厂,玻璃加工、制药、食品和化工企业等都需要进行水质检验。例如,自来水厂水质检验员的工作就是在自来水出厂前,利用化学分析仪器等对水中的一些物质,如硫酸根离子、氯离子、放射性物质、微生物和有机物等进行检测,并对检测数据进行分析,以确保百姓家中的自来水达到国家《生活饮用水卫生标准》。
【思考】为何自来水中有Cl-?
因为自来水用氯气消毒,部分氯气和水发生了反应,生成了 Cl-。
【设计意图】从实际生活出发,引发学生兴趣,同时落实科学态度与社会责任素养。
回顾氯气和水的反应,包括Cl—在内,氯水中含有哪些微粒?请设计实验验证。
H+ 、Cl—、Cl2 、H2O、HClO ......
观察一瓶氯水
现象:浅黄绿色 初步结论:含有Cl2
【学习任务二】实验探究,分析解决问题
实验探究:检验Cl2
取一个装满氯水的矿泉水瓶(将瓶盖换成橡皮塞),先让学生观察氯水的颜色。然后用注射器向此矿泉水瓶中注人一定体积的浓氢氧化钠溶液,振荡,观察现象。
现象:注人浓氢氧化钠溶液后,氯水黄绿色褪去,同时矿泉水瓶变瘪。
结论,氯水中含有氯气,且氯气与氢氧化钠溶液发生了反应。
【设计意图】通过补充实验,检验学生对氯气性质的掌握情况,同时落实实验探究与创新意识素养。
实验探究:检验H+
方案1:取少量氯水于试管中,滴加NaHCO3溶液
现象:产生气泡
方案2:取少量氯水于试管中,加入一小块锌片
现象:产生气泡
方案3:取少量氯水于试管中,滴加石蕊溶液
现象:溶液先变红,后褪色
实验探究:检验次氯酸
【设计意图】温故知新,通过异常情况引发新的思考,落实宏观辨识与微观探析素养。
【思考】为什么在氯水中滴加石蕊溶液,会先变红,后褪色?
先变红,是因为含有H+,后褪色,是因为HClO的强氧化性使石蕊溶液被漂白了。
【思考】氯气也有强氧化性,如何证明是因为HClO的强氧化性使石蕊溶液被漂白,而非氯气的强氧化性使石蕊溶液被漂白?
【实验2-8】
(1)取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条,分别放入两个盛有干燥氣气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。
干燥有色纸条不褪色,湿润有色纸条褪色。说明具有漂白性的是HClO,而非氯气。
(2)将有色鲜花放入盛有干燥氣气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。
鲜花中也有水,因此鲜花也被HClO漂白了。
【评价任务一】
往稀氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液,再逐滴滴加氯水,会有什么现象
往稀氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红,逐滴滴加氯水后,红色褪去。
实验中酚酞褪色的原因是什么 是因为Cl2与碱发生了反应,还是因为氯水中含有的HClO起了漂白作用 你能否设计实验证明哪种猜测是对的呢
【答案】向褪色溶液中再滴加NaOH溶液,若红色再现,则是Cl2与碱发生了反应;若红色不再现,则是氯水中含有的HClO起了漂白作用。
【设计意图】通过实验探究,进一步理解次氯酸的漂白性,同时落实实验探究与创新意识、模型构建与证据推理素养。
实验探究:检验Cl-
【思考】如何证明氯水中有Cl-?
【实验2-9】
在两支试管中分别加入2~3 mL稀盐酸、NaCl溶液,然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象。
现象:滴入AgNO3溶液后,两支试管中都有白色沉淀生成。
解析:Cl- + Ag+ = AgCl↓
【思考】与银离子生成白色沉淀的是否只有氯离子?
【实验2-9】
在第三支试管中加入2~3 mLNa2CO3溶液,然后滴入几滴AgNO3溶液,观察现象。
现象:滴入AgNO3溶液后,第三支试管中有白色沉淀生成。
解析:CO32- + 2Ag+ = Ag2CO3↓
【思考】如何区分氯化银沉淀和碳酸银沉淀?
【实验2-9】
在上述三支试管中分别加入少量稀硝酸,观察现象。
现象:前两支试管中的白色沉淀不溶于稀硝酸;第三支试管中的沉淀溶于稀硝酸。
解析: Ag2CO3+ 2H+ = 2Ag+ +CO2↑+H2O
【小结】氯离子的检验方法
上述实验证明如果溶液中存在CO32- 时,用AgNO3溶液检验Cl- 的实验就会受到干扰。因此,在用AgNO3溶液检验Cl- 时,一般先在被检测的溶液中滴人适量稀硝酸,使其酸化,以排除CO32- 等的干扰,然后滴入AgNO3溶液,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有Cl-。
【设计意图】通过实验探究,理解氯离子的检验方法,构建离子检验模型,为其他离子的检验打下基础。同时落实实验探究与创新意识、模型构建与证据推理素养。
【评价任务二】
下列说法正确的是:
A、Cl2有毒,Cl-也有毒 B、Cl和Cl—化学性质一样
C、Cl2和Cl—都是黄绿色
D、某溶液滴人适量稀硝酸,再滴入AgNO3溶液,有白色沉淀,说明该溶液中含有Cl—
【答案】D
【小结】新制氯水的成分
通过上述实验,可知氯水是混合物。结合实际情况,我们可得出新制氯水成分为:
分子:Cl2, H2O ,HClO,
离子:H+, Cl—, ClO- ,OH—(微量)
【知识拓展】实际上新制氯水中还有 ClO- ,OH—(微量) 。所以我们可以用“三分四离”来记忆氯水的成分。至于为何含有 ClO- ,OH—(微量) ,有兴趣的同学课后可查阅文献进行了解。
【讨论】结合次氯酸的性质,你认为氯水放置久了之后,成分会有何变化?
因为次氯酸会分解,所以久置氯水中没有HClO和ClO- ,同时受到光照等因素影响,氯气可能会挥发或继续反应,导致久置氯水中也没有了氯气。因此久置氯水主要成分为H+, Cl—,相当于盐酸。
【评价任务三】
1、下列物质属于纯净物的是
A、液氯 B、氯水
C、漂白粉 D、漂白液
【答案】A
2.下列关于氯水的叙述正确的是(不定项,可能有一个或两个答案)
A、新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B、新制氯水可使紫色石蕊试液先变红,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pH值变小
【答案】BD
3、将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________________
【答案】HClO、Cl2、ClO-
4.下列说法正确的是
A、在饱和氯水中Cl-、NO3-、 Na+、CO32-可以大量共存
B、用pH试纸测得氯水pH=4
C、向石蕊溶液中滴加氯水,溶液先变红后褪色
D、将氯气溶于水制备次氯酸的离子方程式:
Cl2+H2O == 2H++Cl-+ClO-
【答案】C
【评价任务四】教材P47 练习与应用
3.如右图所示,在A处通人未经干燥的氯气。当关闭B阀时,C处的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是( )。
①饱和NaCl溶液 ②NaOH溶液 ③H2O ④浓硫酸
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】C
4.请填写下列空白。
(1)在常温下,将Cl2通人NaOH溶液中,可以得到一种漂白液。
上述反应的离子方程式为___________________________,该漂白液的有效成分是__________(填名称)。
(2)检验该漂白液中是否含有Cl-的方法是____________________________________________, 有关反应的离子方程式为______________________。
【答案】(1)Cl2 + 2OH- = Cl- +ClO- +H2O 次氯酸钠
(2)向溶液中加人稀硝酸酸化后,再加入硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀
Ag+ + Cl- = AgCl ↓
【设计意图】氯水成分探究属于高考热点之一,在学习初期应通过多角度检测学生的掌握情况,通过反馈进一步落实学生的知识、能力以及素养。
一、实验
[实验2-8 ]
(1)取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条,分别放入两个盛有干燥氣气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。
(2)将有色鲜花放入盛有干燥氣气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。
【注意】(1)实验所用氯气和有色布条一定要干燥。有色布条的颜色最好是自行染上的。可取白纱布条,用红墨水染成红色,晾干备用。
(2)所用的花朵尽可能选择含水分较多、颜色鲜艳的,这样可使颜色变化明显。建议增加一个氯气与水反应和氯气与碱反应的对比实验。
[实验2-9 ]
在三支试管中分别加入2~3 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液,然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象。
再分别加入少量稀硝酸,观察现象。
【注意】对于此实验,地区不同,自来水中滴人AgNO3溶液的现象可能不同。分别向稀盐酸和NaCl溶液中加入AgNO3,溶液都产生白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀都不溶解。向Na2CO3溶液中加入AgNO3,溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀溶解,且放出气泡。
【建议】在初中化学的学习中,学生已了解了盐酸、NaCl分别与AgNO3溶液的反应。在介绍Cl-的检验时,可以先复习这两个反应,带领学生完成实验并观察现象,引出“与银离子反应生成白色沉淀的是否只有氯离子”的问题,最终通过实验让学生掌握氯离子的检验方法。
二、化学与职业
水质检验员
水质检验员是指对天然水、工业用水、生活用水等的物理性质、化学性质及生物性质进行检验和评定的专业技术人员。水质检验的目的是考察和研究环境质量、水的污染性或水受污染的程度、水质是否适宜使用,
以及水处理过程的效率等。自来水厂,污水处理厂,玻璃加工、制药、食品和化工企业等都需要进行水质检验。例如,自来水厂水质检验员的工作就是在自来水出厂前,利用化学分析仪器等对水中的一些物质,如硫酸根离子、氯离子、放射性物质、微生物和有机物等进行检测,并对检测数据进行分析,以确保百姓家中的自来水达到国家《生活饮用水卫生标准》。
三、课后练习(教材P47~48)
3.如右图所示,在A处通人未经干燥的氯气。当关闭B阀时,C处的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是( )。
①饱和NaCl溶液 ②NaOH溶液 ③H2O ④浓硫酸
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】C
【解析】关闭B,则气体经过液体,再与布条接触,无现象,说明该液体可以与氯气反应,导致最终没有次氯酸生成,或是非水溶液,也会导致试管没有次氯酸进入。因此答案选C。
4.请填写下列空白。
(1)在常温下,将Cl2通人NaOH溶液中,可以得到一种漂白液。
上述反应的离子方程式为___________________________,该漂白液的有效成分是__________(填名称)。
(2)检验该漂白液中是否含有Cl-的方法是____________________________________________, 有关反应的离子方程式为______________________。
【答案】(1)Cl2 + 2OH- = Cl- +ClO- +H2O 次氯酸钠
(2)向溶液中加人稀硝酸酸化后,再加入硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀
Ag+ + Cl- = AgCl ↓第二章 海水中的重要元素钠和氯
第二节 氯及其化合物
第2课时 氯水成分的探究
一、选择题
1.(2020·阜新市第二高级中学高一期末)下列关于氯元素的单质及其化合物的说法正确的是( )
A.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂
B.氢气在氯气中燃烧,瓶口出现白雾
C.新制氯水或液氯都能使干燥的有色布条褪色
D.过量的Fe在Cl2中的燃烧生成FeCl2
【答案】B
【解析】A.Cl2在化学反应中可以做氧化剂也可作还原剂,如反应Cl2+H2O HCl+HClO中,氯气既做氧化剂又做还原剂,故A错误;B.氢气在氯气中燃烧,反应产生的HCl遇空气中的水蒸气形成盐酸的小液滴,因此会看到在瓶口出现白雾,故B正确;C.新制氯水中含有HClO,因而可以使干燥的有色布条褪色,而液氯只含有氯气分子,不能使干燥的有色布条褪色,故C错误;D.Fe在氯气中燃烧只生成FeCl3,Fe可与氯化铁溶液中的铁离子反应生成氯化亚铁,但铁不能与氯化铁固体反应,反应产物与二者的物质的量的相对多少无关,故D错误;答案选B。
2.(2020·阜新市第二高级中学高一期末)某同学用下列装置进行有关Cl2的实验,下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ图中:实验现象证明干燥的氯气无漂白作用,潮湿的氯气有漂白作用
B.Ⅱ图中:闻Cl2的气味
C.Ⅲ图中:生成棕黄色的烟
D.Ⅳ图中:若气球干瘪,证明Cl2可与NaOH反应
【答案】D
【解析】A. 氯气能使湿润的有色布条褪色,而不能使干燥的有色布条褪色,故说明氯气无漂白性,氯水有漂白性,即潮湿的氯气有漂白作用,A正确;B. 闻有毒气体时,应用手轻轻在瓶口煽动,使少量的氯气飘进鼻孔,不能直接将鼻子趴在瓶口闻,B正确;C. 铜在氯气中着火燃烧生成氯化铜固体,表现为棕黄色的烟,C正确;D. 氯气和氢氧化钠溶液反应,使烧瓶内压强降低,空气进入气球,气球会鼓起来。所以若气球鼓起,证明氯气能和氢氧化钠溶液发生反应,D错误;故合理选项是D。
3.(2020·安徽省安庆一中高一月考)饱和氯水久置后,溶液中的各种粒子:①Cl2 ②H2O ③Cl- ④HClO ⑤ H+ 减少的是
A.①②④ B.①②③ C.①④ D.②④
【答案】A
【解析】新制的饱和氯水中存在微粒有:H2O、HClO、Cl2、OH-、H+、ClO-、Cl-;饱和氯水久置后,次氯酸见光受热易分解为盐酸和氧气,因此饱和氯水久置后,次氯酸分解了,最后剩余盐酸,溶液中的粒子减少的有Cl2、HClO、H2O三种微粒,答案选A。
4.(2020·湖南省高一期末)下列物质不能使有色布条褪色的是
A.次氯酸溶液 B.次氯酸钠溶液 C.漂白粉溶液 D.氯化钙溶液
【答案】D
【解析】A. HClO具有漂白作用,能使有色布条褪色,故A不选;B. 次氯酸钠溶液能生成具有漂白性的HClO,可使有色布条褪色,故B不选;C. 漂白粉的有效成分为次氯酸钙,能生成具有漂白性的HClO,可使有色布条褪色,故C不选;D. 氯化钙溶液不具有漂白作用,不能使有色布条褪色,故D选;故选D。
5.(2020·阜新市第二高级中学高一期末)已知溴水呈黄色,将氯水加入下列4种试剂中。根据实验现象,得出的结论不正确的是( )
试剂 现象 结论
A 硝酸酸化的AgNO3溶液 产生白色沉淀 氯水中含有Cl-
B CaCO3固体 固体表面有气泡冒出 氯水具有酸性
C KBr溶液 溶液变黄 氯水具有氧化性
D 滴加酚酞的NaOH溶液 红色褪去 Cl2具有漂白性
【答案】D
【解析】A.将氯水加入硝酸酸化的AgNO3溶液中,反应产生白色沉淀,只能是氯离子与银离子反应得到AgCl白色沉淀,说明氯水中含有Cl-,故A正确;B.将氯水加入CaCO3固体中生成了气体二氧化碳,能证明氯水呈酸性,故B正确;C.将氯水滴入KBr溶液,溶液变黄,说明生成了溴单质,氯气氧化溴离子变成溴单质,说明氯水具有氧化性,故C正确;D.将氯水滴入滴加酚酞的氢氧化钠溶液,因为氯水显酸性和强氧化性,将NaOH转化成了氯化钠,溶液不再显示碱性,因此酚酞溶液褪色,另外氯水中的次氯酸具有强氧化性,能使其褪色,氯气没有漂白性,结论不正确,故D错误;答案选D。
6.(2020·内蒙古科左后旗甘旗卡第二高级中学高一期末)将AgNO3溶液滴加到下列溶液中,不会有白色沉淀生成的是( )
A.氯化钠溶液 B.次氯酸钠溶液 C.氯水 D.盐酸溶液
【答案】B
【解析】A. AgNO3溶液与氯化钠溶液发生复分解反应产生白色沉淀氯化银,A不符合;B. AgNO3溶液与次氯酸钠溶液不发生复分解反应,B符合; C. 氯水含盐酸,盐酸与AgNO3溶液发生复分解反应产生白色沉淀氯化银,C不符合;D. 盐酸溶液与AgNO3溶液发生复分解反应产生白色沉淀氯化银,D不符合;答案选B。
7.(2020·四川省高一期末改编)下列说法正确的是
A.碳酸钠可以受热分解,所以可做发酵粉。
B.氯水显酸性,所以可用pH试纸测氯水的pH
C.CO2、Cl2都能与H2O反应,其反应原理相同
D.氯气可与KI溶液反应生成单质碘,说明氯气有强氧化性
【答案】D
【解析】A. 碳酸钠受热不分解,故A错误;B.氯水显酸性,溶液中含有次氯酸,次氯酸有漂白性,不能用pH试纸测氯水的pH,故B错误;C. CO2能与H2O发生非氧化还原反应的化合反应,Cl2与水反应生成次氯酸和氯化氢,是氧化还原反应,所以反应原理不相同,故C错误;D. 氯气可与KI溶液反应生成单质碘,说明氯气有强氧化性,故D正确;故选:D。
8.(2020·衡水市第十四中学高一其他)某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水,现象如图所示,下列有关该实验的说法中正确的是( )
A.该实验说明Cl2分子具有漂白性
B.该实验说明H+扩散速度比HClO分子快
C.将实验后的pH试纸在酒精灯上微热,试纸又恢复为原来的颜色
D.若用久置的氯水进行实验,现象相同
【答案】B
【解析】A、HClO具有漂白性,Cl2无漂白性,选项A错误;B、由实验可知,滴加氯水的区域变白色,而周围变成红色,可说明H+的扩散速度比HClO分子快,选项B正确;C、HClO的漂白持久、稳定,实验后的pH试纸加热不会恢复原来的颜色,选项C错误;D、久置的氯水主要成分为稀盐酸,无漂白性,选项D错误;答案选B。
9.(2020·浙江省高一期末改编)下列说法正确的是
A.二氧化碳可用作钠着火的灭火剂
B.工业上可以用电解饱和食盐水制取氯气
C.Cl2 能使湿润的有色布条褪色,说明Cl2具有漂白性
D.活性炭和氯水均有漂白性,其原理相同
【答案】B
【解析】A.镁能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳,镁着火,不能用二氧化碳灭火,故A错误;B.电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气,故B正确;C.Cl2能使湿润的有色布条褪色,是由于氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,而Cl2没有漂白性,故C错误;D.活性炭是因为吸附所以具有漂白性,属于物理变化,氯水是因为强氧化性具有漂白性,属于化学变化,其原理不相同,故D错误;选B。
10.(2020·福建省高一期末改编)下列实验现象的描述错误的是
A.新制氯水使碘化钾试纸呈蓝色
B.向NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气体产生
C.向新制氯水加入锌片,有无色气体产生
D.在新制氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成
【答案】A
【解析】A. 新制氯水能与碘化钾反应生成碘单质,但没有淀粉,故试纸不会呈蓝色,A错误;B. 向NaHCO3固体加入新制氯水,碳酸氢钠与氯水中的盐酸反应生成二氧化碳气体,故有无色气体产生,B正确;C. 向新制氯水加入锌片,有无色气体产,该气体为氢气,C正确;D. 新制氯水中含氯离子,故滴加AgNO3溶液有白色沉淀氯化银生成,D正确;答案选A。
11.(2020·福建省高一期中改编)下列关于物质的检验说法不正确的是( )
A.待测液加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,一定含有CO32-
B.观察钾元素焰色反应的操作是:将铂丝放在稀盐酸中洗涤后灼烧至无色,然后再用铂丝蘸取固体氯化钾,置于煤气灯的火焰上进行灼烧,透过蓝色钴玻璃进行观察,火焰呈紫色
C.待检液加入氯化钡溶液,无明显现象,再加入盐酸,有能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体生成,则原溶液中一定含有HCO3-
D.待检液加入硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀生成, 则待检液中一定含有Cl-
【答案】A
【解析】A.某待测液中滴加氯化钡溶液产生白色沉淀,该待测液中可能含有与氯离子反应的银离子,或与钡离子反应的碳酸根离子、亚硫酸根离子、硫酸根离子等,则不一定含有碳酸根离子,故A错误;B.将铂丝放在稀盐酸中洗涤后灼烧至无色,然后再用铂丝蘸取固体氯化钾,置于煤气灯的火焰上进行灼烧,为避免钠元素干扰需要透过蓝色钴玻璃进行观察,火焰呈紫色,说明氯化钾中含有钾元素,故B正确;C. 待检液加入氯化钡溶液,无明显现象,再加入盐酸,有能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体生成,说明该气体为二氧化碳,则原溶液中一定含有HCO3-,故C正确;D.向待检液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀生成说明待检液中一定含有Cl-,故D正确;故选A。
12.(2019·福建省尤溪第一中学高一月考)下列说法正确的是( )
A.向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液,溶液将先变红后褪色
B.光照新制氯水有气体逸出
C.漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2,应密封保存
D.氯气有漂白性,所以氯气能使湿润的有色布条褪色
【答案】B
【解析】A.久置的氯水成分为盐酸,向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液,溶液将先变红不褪色,故A错误;
B.光照次氯酸分解生成氧气,所以光照新制氯水有气体逸出,该气体是氧气,故B正确;C.漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,放久会与空气中的二氧化碳发生反应生成次氯酸而失效,应密封保存,故C错误;D.氯气不有漂白性,具有漂白性的是氯气与水反应生成的次氯酸,所以氯气能使湿润的有色布条褪色,故D错误;答案选B。
13.(2020·浙江省高二期末)下列说法不正确的是
A.将氯气通入紫色石蕊溶液中,可以看到石蕊溶液先变红后褪色
B.广范pH试纸测得某酸性溶液的pH为5.5
C.用澄清石灰水鉴别CO和CO2
D.金属钠着火时,可用细沙覆盖灭火
【答案】B
【解析】A.将氯气通入紫色石蕊溶液中,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,石蕊遇到酸显红色,次氯酸氧化石蕊,则石蕊褪色,则可以看到石蕊溶液先变红后褪色,A说法正确;B.广范pH试纸测得某酸性溶液的pH只能测大概,无法精确到小数点,B说法错误;C.澄清的石灰水能与二氧化碳反应生成沉淀,而与CO不反应,则用澄清石灰水鉴别CO和CO2,C说法正确;D.Na与细沙不反应,则金属钠着火时,可用细沙覆盖灭火,D说法正确;答案为B。
14.(2020·湖南省雅礼中学高二期末)如图所示是探究某气体化学性质的实验装置,图中B为活塞。如先打开B,在A处通入干燥氯气,C中红色布条颜色无变化;当关闭B时,C中红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液是( )
A.浓H2SO4 B.饱和NaCl溶液
C.NaOH溶液 D.NaBr溶液
【答案】B
【解析】打开B时,干燥的有色布条不褪色,证明干燥的氯气无漂白性;关闭B时,有色布条褪色,则从装置D中出来的为潮湿的氯气。A.浓H2SO4具有吸水性,氯气通过时,出来的为干燥的氯气,A与题意不符;B.饱和NaCl溶液不能吸收氯气,氯气通过时,出来的为潮湿的氯气,B符合题意;C.NaOH溶液能与氯气反应,则无氯气逸出,C与题意不符;D.NaBr溶液能与氯气反应,则无氯气逸出,D与题意不符;
答案为B。
二、非选择题
15.(2019·湖南大学附属中学高一开学考试)氯气(Cl2)是黄绿色气体,其水溶液叫氯水。把品红试纸(染有品红的纸)仲入氯水中,品红褪色。
发现问题:氯水中的哪些成分能使品红褪色呢
查阅资料:氯气溶于水,部分与水反应,化学方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO。其中,HClO名为次氯酸,是一种弱酸,具有强氧化。
猜想:
猜想1:是氯水中的水使品红褪色的;
猜想2:是氯水中的_______(填化学式)使品红褪色的;
猜想3:是氯水中的盐酸使品红褪色的;
猜想4:是氯水中的次氯酸使品红褪色的。
实验探究:
实验操作 实验现象 过程分析
①把品红试纸伸入水中 没有褪色 猜想1不成立
②把品红试纸伸入干燥的氯气中 没有褪色 猜想2不成立
③_______ 没有褪色 猜想3不成立
结论:
综合分析:氯水中的_______(填化学式)使品红褪色,具有漂白作用(能使品红等有色物质褪色)。
反思:
(1)HCO中氯元素的化合价为_______价。
(2)氯水中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,化学方程式为_______。
(3)向氯水中滴加紫色石蕊溶液,观察到的现象是_______。
【答案】Cl2 把品红试纸伸入到盐酸中 HClO +1 HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 先变红色后褪色
【解析】根据氯水中含有Cl2、H2O、HCl、HClO成分,分析解答此题。
猜想:
猜想2:氯水是指氯气溶于水,既发生一个物理变化(氯气和水),又发生一个化学变化(生成盐酸和次氯酸),因此一共有四个猜想;答案为:Cl2。
要证明猜想3不成立,只要把品红试纸伸入到盐酸中,现象是无变化就可以了,因此能使品红变色的是次氯酸;答案为:把品红试纸伸入到盐酸中。
综合分析判断:氯水中的HClO使品红褪色,具有漂白作用(能使品红等有色物质褪色);答案为:HClO。
反思:
(1)设HClO中氯元素的化合价为x,可以根据:+1+x+(-2)=0,解得x=+1;答案为:+1。
(2)AgNO3溶液和盐酸发生反应生成氯化银白色沉淀和稀硝酸,即HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3;答案为HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 。
(3)因为氯水中有HCl和HClO,向氯水中滴加紫色石蕊试液,观察到的现象是:先变红色后褪色,因为酸能使紫色石蕊试液变红色,次氯酸具有漂白性,又能使颜色褪去;答案为先变红色后褪色。(共21张PPT)
第二章 海水中的重要元素----钠和氯
第二节 氯及其化合物
第2课时 氯水成分的探究
水质检验员是指对天然水、工业用水、生活用水等的物理性质、化学性质及生物性质进行检验和评定的专业技术人员。水质检验的目的是考察和研究环境质量、水的污染性或水受污染的程度、水质是否适宜使用,
以及水处理过程的效率等。自来水厂,污水处理厂,玻璃加工、制药、食品和化工企业等都需要进行水质检验。例如,自来水厂水质检验员的工作就是在自来水出厂前,利用化学分析仪器等对水中的一些物质,如硫酸根离子、氯离子、放射性物质、微生物和有机物等进行检测,并对检测数据进行分析,以确保百姓家中的自来水达到国家《生活饮用水卫生标准》。
【化学与职业】水质检验员
【学习任务一】身边的化学,发现问题
【思考】为何自来水中有Cl-?
因为自来水用氯气消毒,部分氯气和水发生了反应,生成了 Cl-。
回顾氯气和水的反应,包括Cl—在内,氯水中含有哪些微粒?请设计实验验证。
H+ 、Cl—、Cl2 、H2O、HClO ......
现象:浅黄绿色
初步结论:含有Cl2
观察一瓶氯水
取一个装满氯水的矿泉水瓶(将瓶盖换成橡皮塞),先让学生观察氯水的颜色。然后用注射器向此矿泉水瓶中注人一定体积的浓氢氧化钠溶液,振荡,观察现象。
实验探究:检验Cl2
现象:注人浓氢氧化钠溶液后,氯水黄绿色褪去,同时矿泉水瓶变瘪。
结论,氯水中含有氯气,且氯气与氢氧化钠溶液发生了反应。
【学习任务二】实验探究,分析解决问题
实验探究,检验H+:
方案1:取少量氯水于试管中,滴加NaHCO3溶液
现象:产生气泡
方案2:取少量氯水于试管中,加入一小块锌片
现象:产生气泡
方案3:取少量氯水于试管中,滴加石蕊溶液
现象:溶液先变红,后褪色
【思考】为什么在氯水中滴加石蕊溶液,会先变红,后褪色?
先变红,是因为含有H+,后褪色,是因为HClO的强氧化性使石蕊溶液被漂白了。
【思考】氯气也有强氧化性,如何证明是因为HClO的强氧化性使石蕊溶液被漂白,而非氯气的强氧化性使石蕊溶液被漂白?
实验探究:检验次氯酸
【实验2-8】
(1)取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条,分别放入两个盛有干燥氣气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。
(2)将有色鲜花放入盛有干燥氣气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。
干燥有色纸条不褪色,湿润有色纸条褪色。说明具有漂白性的是HClO,而非氯气。
鲜花中也有水,因此鲜花也被HClO漂白了。
【评价任务一】
往稀氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液,再逐滴滴加氯水,会有什么现象
实验中酚酞褪色的原因是什么 是因为Cl2与碱发生了反应,还是因为氯水中含有的HClO起了漂白作用 你能否设计实验证明哪种猜测是对的呢
往稀氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红,逐滴滴加氯水后,红色褪去。
向褪色溶液中再滴加NaOH溶液,若红色再现,则是Cl2与碱发生了反应;若红色不再现,则是氯水中含有的HClO起了漂白作用。
【思考】如何证明氯水中有Cl-?
【实验2-9】
在两支试管中分别加入2~3 mL稀盐酸、NaCl溶液,然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象。
现象:滴入AgNO3溶液后,两支试管中都有白色沉淀生成。
解析:Cl- + Ag+ = AgCl↓
实验探究:检验Cl-
【思考】与银离子生成白色沉淀的是否只有氯离子?
【实验2-9】
在第三支试管中加入2~3 mLNa2CO3溶液,然后滴入几滴AgNO3溶液,观察现象。
现象:滴入AgNO3溶液后,第三支试管中有白色沉淀生成。
解析:CO32- + 2Ag+ = Ag2CO3↓
【思考】如何区分氯化银沉淀和碳酸银沉淀?
【实验2-9】
在上述三支试管中分别加入少量稀硝酸,观察现象。
现象:前两支试管中的白色沉淀不溶于稀硝酸;第三支试管中的沉淀溶于稀硝酸。
解析: Ag2CO3+ 2H+ = 2Ag+ +CO2↑+H2O
上述实验证明如果溶液中存在CO32- 时,用AgNO3溶液检验Cl- 的实验就会受到干扰。因此,在用AgNO3溶液检验Cl- 时,一般先在被检测的溶液中滴人适量稀硝酸,使其酸化,以排除CO32- 等的干扰,然后滴入AgNO3溶液,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有Cl-。
【小结】氯离子的检验方法
下列说法正确的是:
A、Cl2有毒,Cl-也有毒
B、Cl和Cl—化学性质一样
C、 Cl2和Cl—都是黄绿色
D、某溶液滴人适量稀硝酸,再滴入AgNO3溶液,有白
色沉淀,说明该溶液中含有Cl—
【评价任务二】
D
通过上述实验,可知氯水是混合物。结合实际情况,我们可得出新制氯水成分为:
分子:Cl2, H2O ,HClO,
离子:H+, Cl—, ClO- ,OH—(微量)
【知识拓展】实际上新制氯水中还有 ClO- ,OH—(微量) 。所以我们可以用“三分四离”来记忆氯水的成分。至于为何含有 ClO- ,OH—(微量) ,有兴趣的同学课后可查阅文献进行了解。
【小结】新制氯水的成分
【讨论】结合次氯酸的性质,你认为氯水放置久了之后,成分会有何变化?
因为次氯酸会分解,所以久置氯水中没有HClO和ClO- ,同时受到光照等因素影响,氯气可能会挥发或继续反应,导致久置氯水中也没有了氯气。因此久置氯水主要成分为H+, Cl—,相当于盐酸。
1、下列物质属于纯净物的是
A、液氯 B、氯水
C、漂白粉 D、漂白液
【评价任务三】
A
2.下列关于氯水的叙述正确的是(不定项,可能有一个或两个答案)
A、新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B、新制氯水可使紫色石蕊试液先变红,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pH值变小
3、将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________________
BD
HClO、Cl2、ClO-
4.下列说法正确的是
A、在饱和氯水中Cl-、NO3-、 Na+、CO32-可以大量共存
B、用pH试纸测得氯水pH=4
C、向石蕊溶液中滴加氯水,溶液先变红后褪色
D、将氯气溶于水制备次氯酸的离子方程式:
Cl2+H2O == 2H++Cl-+ClO-
C
3.如右图所示,在A处通人未经干燥的氯气。当关闭B阀时,C处的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是( )。
【评价任务四】教材P47 练习与应用
①饱和NaCl溶液 ②NaOH溶液
③H2O ④浓硫酸
A.①②
B.①③
C.②④
D.③④
C
4.请填写下列空白。
(1)在常温下,将Cl2通人NaOH溶液中,可以得到一种漂白液。
上述反应的离子方程式为___________________________,该漂白液的有效成分是__________(填名称)。
(2)检验该漂白液中是否含有Cl-的方法是__________________,
有关反应的离子方程式为______________________。
Cl2 + 2OH- = Cl- +ClO- +H2O
次氯酸钠
Ag+ + Cl- = AgCl ↓
向溶液中加人稀硝酸酸化后,再加入硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀第二章 海水中的重要元素----钠和氯
第二节 氯及其化合物
第3课时 氯气的制备
( 1)能通过氯气的制备,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养证据推理意识。
(2)通过氯气的制备,继续完善含氯元素的物质间的转化关系,进一步了解研究物质的思路和方法。
(3)通过氯气的制备,体会环境保护的重要意义,增强社会责任感。
(4)通过价类二维图的构建,掌握物质研究的基本思路和方法。
【内容分析】
本节内容以氯气的制备为主线,对气体的制备模型进行了初步构建。该模型包括发生装置、除杂装置、收集装置和尾气处理装置。通过研究该模型的选择依据,深化氯气的性质,让学生对于氯及其化合物的相互转化理解得更透彻。
在完成气体制备模型的构建后,本节还从氧化还原的角度深入探讨了氯气制备的原理,更好地落实了宏观辨识和微观辨析、模型构建和证据推理素养。
在内容的选取上,借助了初中氧气和二氧化碳制备的知识作为对比,让学生的学习进一步体会对比法、归纳法等对于化学学习的重要性。此外,在完成氯气制备的探讨后,还增加了氯的价类二维图的构建。通过该活动,让学生进一步构建非金属及其化合物的研究模型,为学生后续学习其他的非金属元素及其相应的化合物等奠定了基础。
【教学重点和难点】
重点:氯气的制备;气体制备的研究思路和方法的建构。
难点:装置的选择依据。
【教学流程】
【学习任务一】温故知新,追求新知
回顾氯气有什么用途?
1. 自来水消毒
2. 制漂白液
3. 制漂白粉、漂粉精
4. 氯气是重要的化工原料
【思考】怎样制备氯气?
舍勒发现氯气的方法至今还是实验室中制取氯气的主要方法之一。在实验室中,通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气,装置如图2-17所示。
请写出制取氯气的化学方程式。
【设计意图】温故知新,引发学生的兴趣。同时通过方程式的书写,巩固氧化还原知识。
【思考与讨论】
(1)观察图2-17所示的装置,你能说出其中NaOH溶液的作用吗
吸收多余的氯气,防止环境污染。
【方法导引】
(1)是否所有气体制备实验都要进行尾气处理?
尾气处理主要针对有毒或对环境有污染的气体。
(2)尾气处理的依据是什么?
依据是气体本身的性质。
【学习任务二】对比归纳,构建气体制备模型
【思考与讨论】
(2)回顾初中所学的氧气、二氧化碳等气体的实验室制取方法,将相关内容填入下表。讨论氯气的制备装置和它们一样吗?如果一样,属于哪一种?如果不一样,请类比归纳氯气的制备装置。
氯气的实验室制取是固体+液体加热制取气体,不属于初中学习的任何一种实验室制取模型,一般会选取分液漏斗、圆底烧瓶和酒精灯组装气体发生装置。
【方法导引】
如何选择气体的发生装置?
依据反应物的状态和条件。
【思考与讨论】
(3)根据上述装置图归纳氧气、二氧化碳和氯气是怎样收集的?依据是什么?
氧气用了排水法收集,二氧化碳和氯气都用了向上排空气法收集。
【方法导引】
依据气体的密度、气体在水中的溶解性,以及是否与水反应,选择收集装置。
【思考与讨论】
(4)应用上述装置能否收集到纯净干燥的氯气?如果不能,杂质是什么。
不能。浓盐酸会挥发,而且含有水蒸气。
【思考与讨论】
请根据以下信息,设计实验方案,制备并收集一瓶纯净干燥的氯气。
1. 常温常压下,HCl的溶解度为1:500
2. 常见除杂装置
3. 常用干燥剂:浓硫酸、碱石灰(主要成分氧化钙和氢氧化钠)
【思考】如何验满?
取一小片湿润的淀粉碘化钾试纸于集气瓶口,若试纸变蓝,则集气瓶已充满氯气。
【思考与讨论】
(5)气体的除杂装置选择依据是什么?
【方法导引】
依据气体及其所含杂质的性质,选择除杂装置;
(6)在设计实验室制取气体的装置时,应考虑哪些方面
【方法导引】
选择和组装实验室制取气体的装置时,应考虑装置的选取依据和装置的连接顺序。
【方法导引小结】
实验室中制取气体装置的设计
实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置,根据实际需要,还可增加除杂装置和尾气处理装置等。
选择各部分装置时,应注意:依据反应物的状态和反应条件,选择气体的发生装置;依据气体及其所含杂质的性质,选择除杂装置;依据气体的密度、气体在水中的溶解性,以及是否与水反应,选择收集装置;依据气体的性质,选择尾气处理装置。
装置的连接顺序一般为:发生装置→除杂装置(如需要)→收集装置-→尾气处理装置(如需要)。
【设计意图】通过氯气的制备,掌握气体制备的各个装置选择的依据以及装置的连接顺序,构建气体制备模型,落实实验探究创新意识、模型构建与证据推理素养。
【评价任务一】
据台湾媒体报道,北县中和市锦和中学的部分学生,在清扫厕所时误以为浴厕清洁剂(主要成分是盐酸)与漂白液混合,清洁效果会更强,结果混合后产生氯气,并冒出大量浓烟,九名学生疑似氯气吸入过多,身体不适被送往双和医院,诊治后幸无大碍。 请尝试写出产生氯气的化学方程式。
2HCl+ NaClO = NaCl+H2O+ Cl2↑
【思考与讨论】
对比上述方程式与实验室制备氯气的方程式,你能总结出制备氯气的原理吗?
两个反应中盐酸都是做还原剂,要制备氯气可在浓盐酸中加入氧化剂。
【思考与讨论】
模仿上述方程式,试着用你熟悉的试剂写出其他制备氯气的方法。
【设计意图】结合氧化还原反应,拓展氯气的制备知识,巩固氧化还原知识。
【评价任务二】
1.分析下列反应,回答问题。
1. _________是氧化产物,_________是还原产物
2.浓盐酸表现出________性和________性
3.氧化剂与还原剂的质量之比为________
【答案】Cl2 Cl2 还原 酸 73:49
2.实验室中为进行有关氯气的性质实验,需要4瓶体积为100mL的氯气。(常温下,氯气的密度为2.91 g/L。)
(1)制取4瓶氯气,理论上需要MnO2的质量是多少
(2)实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量,主要原因是什么
【答案】1.426g 实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量
【解析】需制备氯气0.1*2.91*4=1.164g,
根据反应方程式可计算需要MnO2的质量是1.426g。实际实验中不能实现全部转化,要考虑损耗,所以实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量。
【设计意图】通过氧化还原的知识应用,回顾初中质量的计算知识,为后面学习物质的量打下基础。
【评价任务三】
1.在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
下列收集Cl2的正确装置是___________。
【答案】C
2.对比上述C装置与教材中氯气收集的装置,有什么区别,哪个更合理。
【答案】C装置更合理。因为氯气和氢氧化钠反应后,会导致导管口压强减小,容易产生倒吸。
【评价任务四】
【答案】A
【解析】
A. 二氧化碳中含有氯化氢,需用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,不能用饱和碳酸钠,因为碳酸钠和二氧化碳也反应,故A不能达到目的;
B.氯气中混有少量的氯化氢气体,可以用饱和食盐水除去;饱和食盐水在吸收氯化氢气体的同时,也会抑制氯气在水中的溶解,故B项能实现除杂目的;
C.氮气中混有少量氧气,在通过灼热的铜丝网时,氧气可以与之发生反应: ,而铜与氮气无法反应,因此可以采取这种方式除去杂质氧气,故C项能实现除杂目的;
D. 一氧化碳中含有二氧化碳,可用氢氧化钠除去二氧化碳,D达到目的。
【设计意图】通过高考题的改编,结合初中知识以及气体制备的除杂与尾气处理知识,检测学生的学习成果,落实证据推理与模型构建、宏观辨识与微观辨析素养。
【学习任务五】模型构建,形成知识体系
请把氯及其常见化合物填入下图。画出它们之间的转化关系,并写出相关的化学方程式或离子方程式。(课后完成)
【设计意图】元素化合物的知识比较零散,通过价类二维图进行归纳总结能有效提高学习效率,在整个元素及其化合物的学习过程中必须不断强化。
一、思考与讨论
(1)观察图2-17所示的装置,你能说出其中NaOH溶液的作用吗
(2)结合初中所学的氧气、二氧化碳等气体的实验室制取方法讨论:在设计实验室制取气体的装置时,应考虑哪些方面
【答案】
(1) NaOH溶液的作用是吸收多余的氯气,防止环境污染。
(2)选择和组装实验室制取气体的装置时,应考虑装置的选取依据和装置的连接顺序。
【建议】在实验室制法的学习中,可结合初中所学习的氧气、二氧化碳气体的制备,帮助学生梳理出从实验原理的分析到实验装置的选择,再到实验仪器的连接的基本思路,构建制取气体的方法模型。
二、方法导引
实验室中制取气体装置的设计
实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置,根据实际需要,还可增加除杂装置和尾气处理装置等。
选择各部分装置时,应注意:依据反应物的状态和反应条件,选择气体的发生装置;依据气体及其所含杂质的性质,选择除杂装置;依据气体的密度、气体在水中的溶解性,以及是否与水反应,选择收集装置;依据气体的性质,选择尾气处理装置。
装置的连接顺序一般为:发生装置→除杂装置(如需要)→收集装置-→尾气处理装置(如需要)。
三、日常生活情境的应用
84消毒液与洁厕灵( 酸)能否混合使用
【建议】一、可通过具体生活案例引入。如“据台湾媒体报道,北县中和市锦和中学的部分学生,在清扫厕所时误以为浴厕清洁剂(主要成分是盐酸)与漂白液混合,清洁效果会更强,结果混合后产生氯气,并冒出大量浓烟,九名学生疑似氯气吸入过多,身体不适被送往双和医院,诊治后幸无大碍。 请尝试写出产生氯气的化学方程式。”
二、可通过实验探究引入:探究84消毒液与酸反应得到的气体产物的性质,包括实验中观察到的物理性质,分别遇干、湿红色石蕊试纸的现象等,获取证据进行推理,培养证据意识。实验结论:得出84消毒液与洁厕灵不能混合使用的结论,发展学生的社会参与意识。
这样的教学设计,问题来自于实际生活,探究中突出了对证据意识的培养,也突出了化学学习的社会价值。
四、课后练习(教材P48)
6.实验室中为进行有关氯气的性质实验,需要4瓶体积为100mL的氯气。(常温下,氯气的密度为2.91 g/L。)
(1)制取4瓶氯气,理论上需要MnO2的质量是多少
(2)实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量,主要原因是什么
【答案】1.426g 实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量
【解析】需制备氯气0.1*2.91*4=1.164g,
根据反应方程式可计算需要MnO2的质量是1.426g。实际实验中不能实现全部转化,要考虑损耗,所以实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量。第二章 海水中的重要元素钠和氯
第二节 氯及其化合物
第3课时 氯气的制备
一、选择题
1.(2019·福建省尤溪第一中学高一月考)下列关于氯及其化合物的叙述正确的是( )
A.氯气的性质很活泼,它与氢气混合后立即发生爆炸
B.实验室制取氯气时,为了防止环境污染,多余的氯气可以用饱和食盐水吸收
C.久置的氯水没有漂白性
D.检验HCl气体中是否混有的方法是将气体通入硝酸银溶液
【答案】C
【解析】A. 氯气的性质很活泼,它与氢气混合后在关照的条件下发生爆炸,故A错误;B. 实验室制取氯气时,为了防止环境污染,多余的氯气可以用氢氧化钠溶液吸收,故B错误;C. 久置的氯水中,次氯酸分解,没有漂白性,故C正确;D. HCl气体及通入硝酸银溶液,均能生成白色氯化银沉淀,故D错误;故选C。
2.下列离子方程式的书写正确的是( )
A.实验室用大理石和稀盐酸制取CO2:2H++CO32-===CO2↑+H2O
B.钠与水反应:Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑
C.将稀硫酸滴在铜片上: Cu+2H+=Cu2++H2↑
D.有效成分为的消毒液与有效成分为浓的洁厕灵混用产生黄绿色气体:
【答案】D
【解析】A. 大理石是碳酸钙,不溶于水,不能拆成离子形式,故离子方程式2H++CO32-===CO2↑+H2O是错误的,故错误;B. 电荷不守恒,应为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,A项错误;C. 铜与稀硫酸不反应,故错误;D.二者在酸性条件下发生氧化还原反应,离子方程式符合反应事实,遵循电子守恒、电荷守恒、原子守恒,D正确;故合理选项是D。
3.(2020·衡东县欧阳遇实验中学高一期末)下列除去杂质的实验方法正确的是
A.除去Cl2中的少量HCl:通过饱和NaHCO3溶液,收集气体
B.除去K2CO3固体中少量NaHCO3:置于坩埚中加热
C.除去KCl溶液中的少量MgCl2:加入适量NaOH溶液,过滤
D.除去氢氧化铁胶体中的Cl-:渗析
【答案】D
【解析】A. Cl2通过饱和NaHCO3溶液,发生反应Cl2+H2O HCl+HClO,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O,因此氯气会被饱和NaHCO3溶液吸收,故A错误;B. NaHCO3受热分解生成Na2CO3,因此不能得到纯净的K2CO3,故B错误;C. 加入适量NaOH溶液生成NaCl,引入新杂质,故C错误;D. 胶体粒子不能透过半透膜,而离子能透过半透膜,故除去氢氧化铁胶体中的Cl-可用渗析的方法,故D正确,故选D。
4.(2020·云南省高一期末)实验室用浓盐酸和二氧化锰制氯气。下列说法错误的是
A.浓盐酸在该反应中表现出酸性和还原性
B.该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的
C.该反应的氧化产物是二氯化锰,还原产物是氯气
D.该反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
【答案】C
【解析】实验室里常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取少量的氯气,反应的化学方程式为:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,据此回答问题。A.有分析中的方程式可知,一部分氯元素的化合价从-1价升高到0价,作还原剂,具有还原性,还有一部分氯元素的化合价没有变化,生成盐和水,所以浓盐酸在该反应中表现出酸性和还原性,故A正确,但不符合题意;B. 实验室用浓盐酸和二氧化锰制氯气,是瑞典化学家舍勒最先发现的,故B正确,但不符合题意;C. 该反应的氧化产物是氯气,还原产物是二氯化锰,故C错误,符合题意;D.二氧化锰和水是氧化物,不能拆成离子的形式,氯化氢和氯化锰是可溶于水的强电解质,拆成离子的形式,氯气是单质,写化学式,该反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,符合电荷守恒,客观事实,原子守恒,故D正确,但不符合题意;
故选:C。
5.(2020·营口市第二高级中学高一期末)实验室里可按下图所示的装置来干燥、收集气体R,多余的气体R可用水吸收,则R是
A.HCl B.Cl2 C.CO D.NH3
【答案】D
【解析】根据装置可知,被收集的气体密度小于空气的。根据吸收装置可知,该气体极易溶于水,所以答案选D。
6.(2020·阜新市第二高级中学高一期末)下列装置应用于实验室制取氯气并回收氯化锰溶液,不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置丙收集氯气并防止污染空气
D.用装置丁分离二氧化锰和氯化锰溶液
【答案】B
【解析】A、实验室用MnO2、浓盐酸共热制取Cl2:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,A能达到实验目的;B、实验室除去氯气中的氯化氢是通过饱和氯化钠溶液,B不能达到实验目的;C、氯气的密度大于空气的密度,收集时用向上排空气法收集,且氯气有毒,注意尾气的处理,一般用碱吸收,C能达到实验目的;D、二氧化锰不溶于水,氯化锰溶于水,采用过滤法分离,D能达到实验目的。故选B。
7.(2020·内蒙古科左后旗甘旗卡第二高级中学高一期末)实验室用下列两种方法制取氯气:①用含292g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应;②用174g MnO2与足量浓盐酸反应。若不考虑HCl的挥发,则反应后所得氯气的质量( )
A.方法①比方法②多 B.方法②比方法①多
C.两种方法一样多 D.无法比较
【答案】B
【解析】浓盐酸与MnO2反应的方程式为:,①用含292g l HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应;实际消耗不足292g HCl,因为随着消耗,盐酸浓度变小,反应停止了,故产生氯气不足142g,②用174g MnO2与足量浓盐酸反应,174g MnO2可产生142g氯气,则B说法正确,A、C和D说法错误;答案选B。
8.人类的生产生活离不开化学,下列关于生活中的化学知识说法错误的是( )
A.用浓盐酸与漂粉精反应能制得氯气
B.可用碳酸氢钠治疗胃酸过多
C.二氧化碳是形成酸雨的主要原因
D.不需要通过化学反应就能从海水中获得食盐和淡水
【答案】C
【解析】A.漂粉精主要成分是次氯酸钙,能用浓盐酸与漂粉精反应能制得氯气,故A说法正确; B.可用碳酸氢钠治疗胃酸过多,B说法正确;C.导致酸雨的主要污染物为二氧化硫和氮氧化物,二氧化碳不能形成酸雨,故C说法错误;D.海水中有大量的食盐和水,从海水中获得食盐和淡水,没有新物质生成,不需要通过化学反应实现,故D说法正确;答案选C。
9.(2020·浙江省高二期末改编)下列说法不正确的是
A.将氯气通入紫色石蕊溶液中,可以看到石蕊溶液先变红后褪色
B.用碱石灰除去氯气中含有的水分
C.用澄清石灰水鉴别CO和CO2
D.金属钠着火时,可用细沙覆盖灭火
【答案】B
【解析】A.将氯气通入紫色石蕊溶液中,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,石蕊遇到酸显红色,次氯酸氧化石蕊,则石蕊褪色,则可以看到石蕊溶液先变红后褪色,A说法正确;B.碱石灰与氯气反应,不能用碱石灰除去氯气中含有的水分,B说法错误;C.澄清的石灰水能与二氧化碳反应生成沉淀,而与CO不反应,则用澄清石灰水鉴别CO和CO2,C说法正确;D.Na与细沙不反应,则金属钠着火时,可用细沙覆盖灭火,D说法正确;答案为B。
10.(2020·浙江省高二期末)下列实验装置或操作与实验目的相符的是
A.证明氧化性强于 B.制取少量的 C.检验溶液中是否含有 D.除去中的少量
【答案】A
【解析】A.当NaBr溶液变为橙黄色,说明氯气可以氧化NaBr溶液中的Brˉ生成Br2,证明Cl2的氧化性强于Br2,故A正确;B.纯碱为粉末状固体,与稀盐酸迅速反应,使用该装置会无法控制生成的CO2的量,故B错误;C.观察K元素的焰色反应时要透过蓝色钴玻璃观察,故C错误;D.洗气瓶中气体应长进短出才能达到洗气的目的,故D错误;综上所述答案为A。
11.(2020·贵州省思南中学高二期末)可用下图所示装置干燥、收集及尾气处理的气体是
A.NH3 B.Cl2 C.CO D.H2
【答案】B
【解析】干燥剂是浓硫酸,不能干燥具有较强还原性和碱性气体,故NH3不能用浓H2SO4干燥;气体的收集方法采用的是向上排空气法,NH3、H2的密度小于空气、CO的密度略小于空气,均不能用向上排空气法收集,只有Cl2不与浓硫酸反应、且密度大于空气的密度,且用倒扣的漏斗进行尾气处理,可以防止倒吸,可用图中所示装置干燥、收集及尾气处理,故选B。
12.(2020·浙江省高二学业考试)下列物质能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色的是
A.H2O B.Cl2 C.CH4 D.HCl
【答案】B
【解析】能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色,说明该气体能氧化KI生成碘单质,碘单质才能使淀粉变蓝,则该气体具有氧化性,则气体是Cl2,故答案选B。
13.(2020·云南省高一期末)已知:氯化铁易吸收空气中的水分而潮解。某同学利用如图装置制备无水氯化铁,下列有关说法错误的是
A.装置A的名称是分液漏斗
B.装置C、D中依次盛有浓硫酸、饱和食盐水
C.装置E和装置F之间缺少一个干燥装置,没法制得无水氯化铁
D.装置F的目的是吸收多余的尾气,以防污染空气
【答案】B
【解析】A.装置A是分液漏斗,A正确;B.A中制得的氯气含HCl杂质,先除杂再干燥,故装置C为饱和食盐水,装置D为浓硫酸,B错误;C.装置E右侧也应增加干燥装置,防止F中水蒸气进入E中使氯化铁潮解,故装置E和装置F之间缺少一个干燥装置,C正确;D.氯气是大气污染物,装置F的目的是吸收多余的尾气,以防污染空气,D正确;答案选B。
14.(2017新课标Ⅰ)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气),下列说法正确的是
A.①、②、③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液
B.管式炉加热前,用试管在④处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度
C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热
D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
【答案】B
【解析】A.Zn粒中往往含有硫等杂质,因此生成的氢气中可能混有H2S,所以用KMnO4溶液除去H2S。另外装置含有空气,高温下能与W反应,焦性没食子酸溶液吸收氧气,最后通过浓硫酸干燥氢气,A错误;B.氢气是可燃性气体,通过爆鸣法验纯,B正确;C.为了防止W被氧化,反应结束后应该先停止加热,在氢气的氛围中冷却,等待W冷却后再关闭活塞K,C错误;D.二氧化锰与浓盐酸制备氯气的反应需要加热,而启普发生器不能加热,所以不能用于该反应,D错误。答案选B。
二、非选择题
15.(2020·日喀则市拉孜高级中学高一期末)二氧化锰()与浓盐酸混合加热可得到氯气,如图是制取并探究化学性质的装置图。
(1)圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为__________。
(2)若要得到干燥纯净的气体,则B中应盛放的试剂是______,作用是_________;C中应盛放的试剂是________,作用是_________。
(3)E中若装有淀粉碘化钾溶液,能观察到的实验现象是______。
(4)的密度比空气_____,且_____(填“能”或“不能”)溶于水,难溶于饱和食盐水,因此可用______法或排饱和食盐水法收集。
(5)G中的试剂可为______________。
【答案】 饱和食盐水 吸收混合气体中的HCl 浓硫酸 吸收混合气体中的水蒸气 溶液变蓝 大 能 向上排空气 NaOH溶液
【解析】
(1)二氧化锰(MnO2)与浓盐酸混合加热可得到氯气,化学方程式为;
(2)氯气中含有氯化氢和水蒸气,通过装置B中的饱和食盐水可吸收氯化氢;通过装置C中的浓硫酸可吸收水蒸气;
(3)氯气能够将Iˉ氧化为碘单质,淀粉与碘单质相遇变蓝,所以现象为溶液变蓝;
(4)氯气的密度比空气大,且能溶于水,难溶于饱和食盐水,因此可以用向上排空气法或排饱和食盐水法收集;
(5)氯气可用碱液吸收,G中试剂可以为NaOH溶液;
16.(2020·河北深州市中学高一期末)该研究性学习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).已知:Cl2易溶于CCl4而HCl不溶于CCl4
按要求回答问题:
(1)写出装置A制取Cl2的化学方程式_____。
(2)装置B中的试剂是__,现象是________。
(3)装置D和E中出现的不同现象说明的问题是____。
(4)装置F的作用是____。
(5)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F和G之间再连接一个洗气瓶装置,则装置中应放入_____(填写试剂或用品名称),改正后证明有HCl挥发出来的现象是_______。
【答案】MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 无水CuSO4 白色固体变为蓝色 氯气没有漂白性,氯水有漂白性 除去氯气,防止对HCl气体检验的干扰 淀粉KI溶液 淀粉KI溶液不变蓝,G中产生白色沉淀
【解析】(1)装置A是制取Cl2反应的装置,实验时用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应来生成氯气、氯化锰和水,其反应的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气存在,可以在B中加入无水硫酸铜,如果固体变蓝则证明氯气中含有水蒸气,故答案为无水硫酸铜;白色固体变为蓝色;
(3)干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,说明具有漂白性的不是氯气,而是氯水中的次氯酸,故答案为氯气无漂白性,湿润的氯气有漂白性(或次氯酸有漂白性);
(4)因为氯气易溶于CCl4,所以该装置的作用是吸收氯气,故答案:吸收氯气;
(5)G装置用来检验HCl气体,为了确保实验结论的可靠性,应排除氯气的干扰,在F吸收氯气之后要检验氯气是否完全除去,根据氯气具有强氧化性的性质,可用湿润的淀粉KI试纸检验,其反应方程式为:Cl2+2KI=2KCl+I2,生成的碘遇淀粉变蓝,如不变色,说明已经完全除去,所以可以在F和G之间连接一个盛有湿润的淀粉碘化钾试纸的洗气瓶检验是否存在氯气,另外根据氯气的漂白性,也可在F和G之间连接一个盛有湿润的有色布条的洗气瓶,若不褪色,则证明氯气已被完全吸收,此方法也可行。故答案:淀粉KI溶液;淀粉KI溶液不变蓝,G中产生白色沉淀。(共23张PPT)
第二章 海水中的重要元素----钠和氯
第二节 氯及其化合物
第3课时 氯气的制备
回顾氯气有什么用途?
1. 自来水消毒
2. 制漂白液
3. 制漂白粉、漂粉精
4. 氯气是重要的化工原料
【学习任务一】温故知新,追求新知
【思考】怎样制备氯气?
舍勒发现氯气的方法至今还是实验室中制取氯气的主要方法之一。在实验室中,通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气,装置如图2-17所示。
请写出制取氯气的化学方程式。
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
【思考与讨论】
(1)观察图2-17所示的装置,你能说出其中NaOH溶液的作用吗
吸收多余的氯气,防止环境污染。
【方法导引】
(1)是否所有气体制备实验都要进行尾气处理?
(2)尾气处理的依据是什么?
尾气处理主要针对有毒或对环境有污染的气体。
依据是气体本身的性质。
【思考与讨论】
(2)回顾初中所学的氧气、二氧化碳等气体的实验室制取方法,将相关内容填入下表。讨论氯气的制备装置和它们一样吗?如果一样,属于哪一种?如果不一样,请类比归纳氯气的制备装置。
气体 制取原理(方程式) 反应物状态 反应条件 装置图
【学习任务二】对比归纳,构建气体制备模型
气体 制取原理(方程式) 反应物状态 反应 条件 装置图
O2
O2
CO2
2KClO3 2KCl + 3O2↑
2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2H2O2 2H2O + O2↑
CaCO3 + 2HCl =
CaCl2 + CO2↑+H2O
固体+
固体
固体+
液体
固体+
液体
加热
不加热
不加热
氯气的实验室制取是固体+液体加热制取气体,不属于初中学习的任何一种实验室制取模型,一般会选取分液漏斗、圆底烧瓶和酒精灯组装气体发生装置。
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
浓盐酸
MnO2
【方法导引】
如何选择气体的发生装置?
依据反应物的状态和条件。
【思考与讨论】
(3)根据上述装置图归纳氧气、二氧化碳和氯气是怎样收集的?依据是什么?
氧气用了排水法收集,二氧化碳和氯气都用了向上排空气法收集。
【方法导引】
依据气体的密度、气体在水中的溶解性,以及是否与水反应,选择收集装置。
【思考与讨论】
(4)应用上述装置能否收集到纯净干燥的氯气?如果不能,杂质是什么。
不能。浓盐酸会挥发,而且含有水蒸气。
【思考与讨论】
请根据以下信息,设计实验方案,制备并收集一瓶纯净干燥的氯气。
1. 常温常压下,HCl的溶解度为1:500
2. 常见除杂装置
3. 常用干燥剂:浓硫酸、碱石灰(主要成分氧化钙和氢氧化钠)
取一小片湿润的淀粉碘化钾试纸于集气瓶口,若试纸变蓝,则集气瓶已充满氯气。
思考:如何验满?
【思考与讨论】
(5)气体的除杂装置选择依据是什么?
(6)在设计实验室制取气体的装置时,应考虑哪些方面
【方法导引】
依据气体及其所含杂质的性质,选择除杂装置;
【方法导引】
选择和组装实验室制取气体的装置时,应考虑装置的选取依据和装置的连接顺序。
【方法导引小结】
实验室中制取气体装置的设计
实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置,根据实际需要,还可增加除杂装置和尾气处理装置等。
选择各部分装置时,应注意:依据反应物的状态和反应条件,选择气体的发生装置;依据气体及其所含杂质的性质,选择除杂装置;依据气体的密度、气体在水中的溶解性,以及是否与水反应,选择收集装置;依据气体的性质,选择尾气处理装置。
装置的连接顺序一般为:发生装置→除杂装置(如需要)→收集装置-→尾气处理装置(如需要)。
【评价任务一】
据台湾媒体报道,北县中和市锦和中学的部分学生,在清扫厕所时误以为浴厕清洁剂(主要成分是盐酸)与漂白液混合,清洁效果会更强,结果混合后产生氯气,并冒出大量浓烟,九名学生疑似氯气吸入过多,身体不适被送往双和医院,诊治后幸无大碍。 请尝试写出产生氯气的化学方程式。
2HCl+ NaClO = NaCl+H2O+ Cl2↑
2HCl+ NaClO = NaCl+H2O+ Cl2↑
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
【思考与讨论】
对比上述方程式与实验室制备氯气的方程式,你能总结出制备氯气的原理吗?
两个反应中盐酸都是做还原剂,要制备氯气可在浓盐酸中加入氧化剂。
【思考与讨论】
模仿上述 方程式,试着用你熟悉的试剂写出其他制备氯气的方法。
【评价任务二】
1.分析下列反应,回答问题。
1. _________是氧化产物,_________是还原产物
2.浓盐酸表现出________性和________性
3.氧化剂与还原剂的质量之比为________
Cl2
Cl2
还原
酸
73:49
2.实验室中为进行有关氯气的性质实验,需要4瓶体积为100mL的氯气。(常温下,氯气的密度为2.91 g/L。)
(1)制取4瓶氯气,理论上需要MnO2的质量是多少
(2)实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量,主要原因是什么
【答案】1.426g 实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量
【解析】需制备氯气0.1*2.91*4=1.164g,根据反应方程式可计算需要MnO2的质量是1.426g。实际实验中不能实现全部转化,要考虑损耗,所以实际称取的MnO2固体的质量必须适当多于理论量。
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
【评价任务三】
1.在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
下列收集Cl2的正确装置是___________。
C
2.对比上述C装置与教材中氯气收集的装置,有什么区别,哪个更合理。
C装置更合理。因为氯气和氢氧化钠反应后,会导致导管口压强减小,容易产生倒吸。
【评价任务四】
A
【解析】
A. 二氧化碳中含有氯化氢,需用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,不能用饱和碳酸钠,因为碳酸钠和二氧化碳也反应,故A不能达到目的;
B.氯气中混有少量的氯化氢气体,可以用饱和食盐水除去;饱和食盐水在吸收氯化氢气体的同时,也会抑制氯气在水中的溶解,故B项能实现除杂目的;
C.氮气中混有少量氧气,在通过灼热的铜丝网时,氧气可以与之发生反应: ,而铜与氮气无法反应,因此可以采取这种方式除去杂质氧气,故C项能实现除杂目的;
D. 一氧化碳中含有二氧化碳,可用氢氧化钠除去二氧化碳,D达到目的。
【学习任务五】模型构建,形成知识体系
请把氯及其常见化合物填入下图。画出它们之间的转化关系,并写出相关的化学方程式或离子方程式。(课后完成)
+5
单质
KClO3
Ca(ClO)2