人教版（2019）化学必修第一册 2_2_2 氯气、氯离子的检验和卤素单质的性质导学案（Word含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）化学必修第一册 2_2_2 氯气、氯离子的检验和卤素单质的性质导学案（Word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 35.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-24 09:09:22 | ||
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文档简介
2.2.2 氯气、氯离子的检验和卤素单质的性质导学案
1、理解氯气与碱的反应；
2、掌握氯水的消毒和漂白原理；
3、从氧化还原反应的角度分析氯气与水的反应。
4、掌握溶液种Cl-的检验方法。
1、漂白粉的制备方法：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
漂白液的制备方法：Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O
2、漂白液、漂白粉、漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可作游泳池及环境的消毒剂。
3、Cl－的检验方法：
向待检验溶液中加入稀HNO3，然后滴加AgNO3溶液。如果产生白色沉淀，则该溶液中含有Cl－。原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
一、氯气与碱的反应
1、漂白粉在对禽流感消毒、非典型肺炎污染对象消毒、洪涝灾害饮用水消毒等方面都有重要的应用。
既然漂白粉用途这么广泛，我们应该怎样来制漂白粉呢？
Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O
2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
注意：①在常温下，Cl2与碱反应的化学方程式一般为：
Cl2＋碱===次氯酸盐＋金属氯化物＋水。但在加热的条件下，Cl2与氢氧化钠溶液的反应为：
3Cl2＋6NaOH 5NaCl＋NaClO3＋3H2O
②氯气与碱的反应是氧化还原反应，Cl2既是氧化剂又是还原剂。
③氯气与碱液的反应是离子反应，离子方程式为：
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
④吸收多余的Cl2，通常用NaOH溶液
⑤在常温下，将Cl2通入NaOH溶液中制得漂白液；将Cl2通入冷的石灰乳中即制得漂白粉(一般含有效氯为35%)，也可得漂粉精(一般含有效氯为70%)，漂白液、漂白粉均为混合物。
⑥由于HClO的酸性比H2CO3的酸性还弱，所以NaClO、Ca(ClO)2等次氯酸盐易跟包括碳酸在内的其他酸反应。在潮湿的空气里，次氯酸钙与空气里的二氧化碳和水蒸气反应，生成次氯酸。所以漂粉精和漂白粉、漂白液都具有漂白、消毒作用。
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
⑦由于Ca(ClO)2易与CO2、H2O反应，HClO不稳定，所以漂粉精、漂白粉要密封包装，避光、隔潮存放。
⑧漂白液、漂白粉、漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可作游泳池及环境的消毒剂。
二、氯气的用途
学习物质的用途要与其性质紧密联系，因为性质决定用途。
1、消毒剂、漂白剂——溶于水生成HClO具有强氧化性。
2、制漂白液，漂白粉，漂粉精。
3、有机合成，有机化工，如合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料、药品等。
4、制高纯度的半导体(Si)，高纯度的金属钛。
5、制盐酸(H2＋Cl2 2HCl)。
探究：漂白液、漂白粉和漂粉精的对比
漂白液 漂白粉 漂粉精
成分 NaCl、NaClO、H2O CaCl2、Ca(ClO)2
有效成分 NaClO Ca(ClO)2(有效氯约35%) Ca(ClO)2(有效氯约70%)
制备原理 Cl2＋2NaOH ===NaCl＋NaClO＋H2O 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
漂白液的有效成分NaClO是一种比较稳定的物质，日常生活中经常使用的“84消毒液”的有效成分也是NaClO。漂白粉和漂粉精的有效成分都是Ca(ClO)2。漂白液、漂白粉或漂粉精本身没有漂白作用，不能直接用来漂白，使用时，必须与水及空气中的CO2共同作用，生成具有强氧化性的HClO才能漂白，这一变化过程的化学方程式如下：
2NaClO＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2HClO
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
因此，漂白液、漂白粉或漂粉精要密封保存，露置在空气中易失效。
三、Cl－的检验
1．对比实验(如下表)：
2～3 mL试样 现象 解释及化学方程式
AgNO3 稀HNO3
稀盐酸 白色沉淀 不溶解 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
NaCl溶液 白色沉淀 不溶解 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
Na2CO3溶液 白色沉淀 溶解并产生气泡 2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓ Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑
自来水 浑浊 浑浊 自来水中含有少量Cl－
蒸馏水 － － －
2.检验方法：
(1)试剂：稀HNO3、AgNO3溶液。
(2)操作：向待检验溶液中加入稀HNO3，然后滴加AgNO3溶液。
(3)现象及结论：如果产生白色沉淀，则该溶液中含有Cl－。
(4)原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
注意：①加稀HNO3的目的是排除CO的干扰，因为Ag2CO3是可以溶于稀HNO3的白色不溶物。因此，鉴定时可以将加试剂的顺序颠倒，即可以先加AgNO3，再加稀HNO3，若生成不溶于稀HNO3的白色沉淀，同样可以证明溶液中有Cl－；②该方法只能检验简单的氯离子，不能检验ClO－、ClO等复杂的酸根阴离子。
本知识点的易错之处：①易被SO、SO、CO等离子干扰。②错用稀盐酸酸化，引入Cl－。
四、成盐元素——卤素
你已经认识了氯水的强氧化性，那么，溴单质和碘单质的氧化性如何呢？
(1)概念：第ⅦA族的元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合成盐，所以统称为卤素(成盐元素之意)。
(2)原子结构：
①结构相似性：最外层电子数均为7。
②结构与元素性质递变性：从F→I
核电荷数逐渐增多、电子层数逐渐增多、原子半径逐渐增大、得电子能力逐渐减弱、非金属性逐渐减弱。
(3)卤素单质的化学性质及递变规律：
①氧化性；F2＞Cl2＞Br2＞I2
②与H2的反应：H2＋X2===2HX
氟气在冷暗处即可剧烈化合爆炸；氯气受光照射或混合点燃时爆炸；溴加热时缓慢与H2化合；碘持续加热，缓慢化合，同时又分解。
③与H2O的反应，依F2→I2逐渐减弱：
F2：2F2＋2H2O===4HF＋O2(剧烈)
Cl2：Cl2＋H2O===HCl＋HClO
Br2、I2与水的反应比较微弱：
X2＋H2O===HX＋HXO(X＝Br或I) ④与碱溶液反应：
X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I，反应能力逐渐减弱)
⑤卤素单质间的置换反应：
Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2；Cl2＋2I－===2Cl－＋I2；
Br2＋2I－===2Br－＋I2。
氧化性：Cl2＞Br2＞I2；还原性：Cl－＜Br－＜I－。
(4)卤素单质的特性：
①液溴易挥发，保存时应密闭保存，试剂瓶中的溴常加水液封，盛溴的试剂瓶不可选用橡胶塞。
②碘易升华，这是物理变化，可用于分离、提纯I2。
③卤素单质不易溶于水，易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。
1、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能变质
C．漂白粉是由Cl2与石灰乳制得的
D．漂白粉可用浓盐酸制得
2、向下列液体中分别滴入AgNO3溶液和足量的稀HNO3溶液，能有白色沉淀生成的是( )
A．氯水 B．氯酸钾溶液 C．食盐水 D．液态四氯化碳
3、检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl－)，正确的操作是( )
A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失
C．向未知溶液中加入稀HNO3酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
D．向未知溶液中加入稀盐酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
4、已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部位的颜色描述正确的是 ( )
① ② ③ ④
A 黄绿色 橙色 蓝色 白色
B 无色 橙色 紫色 白色
C 黄绿色 橙色 蓝色 无色
D 黄绿色 无色 紫色 白色
5、随着卤素原子半径的增大，下列递变规律正确的是( )
A．单质的熔、沸点逐渐降低
B．卤素离子的还原性逐渐增强
C．气态氢化物稳定性逐渐增强
D．单质的氧化性逐渐增强
参考答案
自主学习
1、2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O
2、漂白剂，消毒剂。
3、稀HNO3， AgNO3溶液
随堂检测
1、解析：对于漂白粉，要掌握有关它的制法、性质、用途、用法、注意事项、漂白原理等内容。制法为Cl2通入石灰乳中， 故C正确。漂白粉在空气中发生反应Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，显然久置会变质。D选项中使用浓盐酸，效果反而不好，因为Ca(ClO)2的强氧化性会将氯离子氧化，Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。
答案：BC
2、解析：在溶液中与Ag＋反应生成不溶于稀HNO3的白色沉淀(AgCl)的是Cl－，而不是其他的离子或分子。氯水中因Cl2＋H2O??HCl＋HClO、HCl===H＋＋Cl－而含有Cl－。氯酸钾溶液中的含氯粒子是ClO，而不是Cl－。四氯化碳中的含氯粒子是CCl4分子，而不是Cl－。
答案：AC
3、解析：A操作不正确，它不能排除 等的干扰，B操作不正确，因为Ag2CO3跟HCl反应时，生成的AgCl仍是白色沉淀。C操作正确。D操作用盐酸酸化，加入了Cl－，操作不正确。所以C项正确。
答案：C
4、解析：根据题意，氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，而氯气是黄绿色，将B排除；氯气上升过程中遇到NaBr溶液发生反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，Br2溶于水为橙色，将D排除；氯气继续上升过程中遇到KI溶液发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，I2遇淀粉显蓝色；最后，氯气与氢氧化钠溶液反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，Cl2被吸收，生成物由于附着在棉花上，因而总体显白色。
答案：A
5、解析：随着相对分子质量的增大，单质的熔、沸点逐渐升高，常温下F2、Cl2为气态，Br2为液态，I2为固态；单质的氧化性逐渐减弱，对应的卤素离子的还原性逐渐增强，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，对应水溶液的酸性逐渐增强(在相同条件下)。
答案：B
1、理解氯气与碱的反应；
2、掌握氯水的消毒和漂白原理；
3、从氧化还原反应的角度分析氯气与水的反应。
4、掌握溶液种Cl-的检验方法。
1、漂白粉的制备方法：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
漂白液的制备方法：Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O
2、漂白液、漂白粉、漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可作游泳池及环境的消毒剂。
3、Cl－的检验方法：
向待检验溶液中加入稀HNO3，然后滴加AgNO3溶液。如果产生白色沉淀，则该溶液中含有Cl－。原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
一、氯气与碱的反应
1、漂白粉在对禽流感消毒、非典型肺炎污染对象消毒、洪涝灾害饮用水消毒等方面都有重要的应用。
既然漂白粉用途这么广泛，我们应该怎样来制漂白粉呢？
Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O
2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
注意：①在常温下，Cl2与碱反应的化学方程式一般为：
Cl2＋碱===次氯酸盐＋金属氯化物＋水。但在加热的条件下，Cl2与氢氧化钠溶液的反应为：
3Cl2＋6NaOH 5NaCl＋NaClO3＋3H2O
②氯气与碱的反应是氧化还原反应，Cl2既是氧化剂又是还原剂。
③氯气与碱液的反应是离子反应，离子方程式为：
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
④吸收多余的Cl2，通常用NaOH溶液
⑤在常温下，将Cl2通入NaOH溶液中制得漂白液；将Cl2通入冷的石灰乳中即制得漂白粉(一般含有效氯为35%)，也可得漂粉精(一般含有效氯为70%)，漂白液、漂白粉均为混合物。
⑥由于HClO的酸性比H2CO3的酸性还弱，所以NaClO、Ca(ClO)2等次氯酸盐易跟包括碳酸在内的其他酸反应。在潮湿的空气里，次氯酸钙与空气里的二氧化碳和水蒸气反应，生成次氯酸。所以漂粉精和漂白粉、漂白液都具有漂白、消毒作用。
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
⑦由于Ca(ClO)2易与CO2、H2O反应，HClO不稳定，所以漂粉精、漂白粉要密封包装，避光、隔潮存放。
⑧漂白液、漂白粉、漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可作游泳池及环境的消毒剂。
二、氯气的用途
学习物质的用途要与其性质紧密联系，因为性质决定用途。
1、消毒剂、漂白剂——溶于水生成HClO具有强氧化性。
2、制漂白液，漂白粉，漂粉精。
3、有机合成，有机化工，如合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料、药品等。
4、制高纯度的半导体(Si)，高纯度的金属钛。
5、制盐酸(H2＋Cl2 2HCl)。
探究：漂白液、漂白粉和漂粉精的对比
漂白液 漂白粉 漂粉精
成分 NaCl、NaClO、H2O CaCl2、Ca(ClO)2
有效成分 NaClO Ca(ClO)2(有效氯约35%) Ca(ClO)2(有效氯约70%)
制备原理 Cl2＋2NaOH ===NaCl＋NaClO＋H2O 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
漂白液的有效成分NaClO是一种比较稳定的物质，日常生活中经常使用的“84消毒液”的有效成分也是NaClO。漂白粉和漂粉精的有效成分都是Ca(ClO)2。漂白液、漂白粉或漂粉精本身没有漂白作用，不能直接用来漂白，使用时，必须与水及空气中的CO2共同作用，生成具有强氧化性的HClO才能漂白，这一变化过程的化学方程式如下：
2NaClO＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2HClO
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
因此，漂白液、漂白粉或漂粉精要密封保存，露置在空气中易失效。
三、Cl－的检验
1．对比实验(如下表)：
2～3 mL试样 现象 解释及化学方程式
AgNO3 稀HNO3
稀盐酸 白色沉淀 不溶解 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
NaCl溶液 白色沉淀 不溶解 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
Na2CO3溶液 白色沉淀 溶解并产生气泡 2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓ Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑
自来水 浑浊 浑浊 自来水中含有少量Cl－
蒸馏水 － － －
2.检验方法：
(1)试剂：稀HNO3、AgNO3溶液。
(2)操作：向待检验溶液中加入稀HNO3，然后滴加AgNO3溶液。
(3)现象及结论：如果产生白色沉淀，则该溶液中含有Cl－。
(4)原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
注意：①加稀HNO3的目的是排除CO的干扰，因为Ag2CO3是可以溶于稀HNO3的白色不溶物。因此，鉴定时可以将加试剂的顺序颠倒，即可以先加AgNO3，再加稀HNO3，若生成不溶于稀HNO3的白色沉淀，同样可以证明溶液中有Cl－；②该方法只能检验简单的氯离子，不能检验ClO－、ClO等复杂的酸根阴离子。
本知识点的易错之处：①易被SO、SO、CO等离子干扰。②错用稀盐酸酸化，引入Cl－。
四、成盐元素——卤素
你已经认识了氯水的强氧化性，那么，溴单质和碘单质的氧化性如何呢？
(1)概念：第ⅦA族的元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合成盐，所以统称为卤素(成盐元素之意)。
(2)原子结构：
①结构相似性：最外层电子数均为7。
②结构与元素性质递变性：从F→I
核电荷数逐渐增多、电子层数逐渐增多、原子半径逐渐增大、得电子能力逐渐减弱、非金属性逐渐减弱。
(3)卤素单质的化学性质及递变规律：
①氧化性；F2＞Cl2＞Br2＞I2
②与H2的反应：H2＋X2===2HX
氟气在冷暗处即可剧烈化合爆炸；氯气受光照射或混合点燃时爆炸；溴加热时缓慢与H2化合；碘持续加热，缓慢化合，同时又分解。
③与H2O的反应，依F2→I2逐渐减弱：
F2：2F2＋2H2O===4HF＋O2(剧烈)
Cl2：Cl2＋H2O===HCl＋HClO
Br2、I2与水的反应比较微弱：
X2＋H2O===HX＋HXO(X＝Br或I) ④与碱溶液反应：
X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I，反应能力逐渐减弱)
⑤卤素单质间的置换反应：
Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2；Cl2＋2I－===2Cl－＋I2；
Br2＋2I－===2Br－＋I2。
氧化性：Cl2＞Br2＞I2；还原性：Cl－＜Br－＜I－。
(4)卤素单质的特性：
①液溴易挥发，保存时应密闭保存，试剂瓶中的溴常加水液封，盛溴的试剂瓶不可选用橡胶塞。
②碘易升华，这是物理变化，可用于分离、提纯I2。
③卤素单质不易溶于水，易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。
1、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能变质
C．漂白粉是由Cl2与石灰乳制得的
D．漂白粉可用浓盐酸制得
2、向下列液体中分别滴入AgNO3溶液和足量的稀HNO3溶液，能有白色沉淀生成的是( )
A．氯水 B．氯酸钾溶液 C．食盐水 D．液态四氯化碳
3、检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl－)，正确的操作是( )
A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失
C．向未知溶液中加入稀HNO3酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
D．向未知溶液中加入稀盐酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
4、已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部位的颜色描述正确的是 ( )
① ② ③ ④
A 黄绿色 橙色 蓝色 白色
B 无色 橙色 紫色 白色
C 黄绿色 橙色 蓝色 无色
D 黄绿色 无色 紫色 白色
5、随着卤素原子半径的增大，下列递变规律正确的是( )
A．单质的熔、沸点逐渐降低
B．卤素离子的还原性逐渐增强
C．气态氢化物稳定性逐渐增强
D．单质的氧化性逐渐增强
参考答案
自主学习
1、2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O
2、漂白剂，消毒剂。
3、稀HNO3， AgNO3溶液
随堂检测
1、解析：对于漂白粉，要掌握有关它的制法、性质、用途、用法、注意事项、漂白原理等内容。制法为Cl2通入石灰乳中， 故C正确。漂白粉在空气中发生反应Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，显然久置会变质。D选项中使用浓盐酸，效果反而不好，因为Ca(ClO)2的强氧化性会将氯离子氧化，Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。
答案：BC
2、解析：在溶液中与Ag＋反应生成不溶于稀HNO3的白色沉淀(AgCl)的是Cl－，而不是其他的离子或分子。氯水中因Cl2＋H2O??HCl＋HClO、HCl===H＋＋Cl－而含有Cl－。氯酸钾溶液中的含氯粒子是ClO，而不是Cl－。四氯化碳中的含氯粒子是CCl4分子，而不是Cl－。
答案：AC
3、解析：A操作不正确，它不能排除 等的干扰，B操作不正确，因为Ag2CO3跟HCl反应时，生成的AgCl仍是白色沉淀。C操作正确。D操作用盐酸酸化，加入了Cl－，操作不正确。所以C项正确。
答案：C
4、解析：根据题意，氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，而氯气是黄绿色，将B排除；氯气上升过程中遇到NaBr溶液发生反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，Br2溶于水为橙色，将D排除；氯气继续上升过程中遇到KI溶液发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，I2遇淀粉显蓝色；最后，氯气与氢氧化钠溶液反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，Cl2被吸收，生成物由于附着在棉花上，因而总体显白色。
答案：A
5、解析：随着相对分子质量的增大，单质的熔、沸点逐渐升高，常温下F2、Cl2为气态，Br2为液态，I2为固态；单质的氧化性逐渐减弱，对应的卤素离子的还原性逐渐增强，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，对应水溶液的酸性逐渐增强(在相同条件下)。
答案：B