第二章 海水中的重要元素—钠和氯
第二节 氯及其化合物
专题 氯及其化合物的应用
【学习目标】1.通过设计实验探究氯水的成分,完善含氯元素的物质间的转化关系，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，进一步了解研究物质的思路和方法。
【学习重点】氯水的成分及多重性、含氯化合物的应用
【学习难点】次氯酸的漂白性检验的干扰因素的排除
【课前预习】
旧知回顾：1.氯气与水、氢氧化钠溶液反应的化学方程式： Cl2＋H2OHCl＋HClO，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 。
2.次氯酸和次氯酸盐都具有 强氧化 性。工业上制取漂白粉是用氯气与 石灰乳 反应制得，化学方程式： 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O 。
新知预习： 1．新制氯水中含有氯元素的微粒有 Cl-、ClO-、Cl2、HClO 等。家用消毒液的有效成分是 NaClO ，次氯算的酸性比碳酸 弱 。
2.漂白粉露置于空气中最终得到的物质是 CaCl2 。有关化学方程式： Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO，2HClO2HCl＋O2↑，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 。
【课中探究】
情景导入：观看福建厦门原电化厂氯气泄露事件视频。当时大量氯气在空气中弥漫，厂区附近的居民及多所小学、幼儿园的师生，出现各种不适反应。幸亏消防员及时赶到现场，用高压水枪驱散氯气，几小时后险情排除，后经医疗鉴定，他们都是氯气刺激性反应出现的症状，尚未造成大面积人员中毒事件。（见PPT视频）
一、氯水的多重性及检验
活动一、氯水的多重性
任务一、回顾氯水中的成分是什么？根据氯水的成分可知，新制氯水应具有哪些化学性质？
【答案要点】①新制氯水中部分氯气与水发生反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。所以，新制氯水中含有“三分子”：H2O、Cl2、HClO。“四离子”：H＋、OH－、Cl－、ClO－。
②新制氯水具有强酸性（其中盐酸为强酸，次氯酸为弱酸）、不稳定性（次氯酸见光易分解）、强氧化性（次氯酸、Cl2）。
任务二、讨论交流：氯水中含有Cl2，所以氯水呈淡黄绿色，新制氯水中含有的Cl2和次氯酸(HClO)均具有强氧化性，有何区别？
【答案要点】①氯水中Cl2和HClO均具有强氧化性，所以新制氯水具有强氧化性。
②次氯酸除具有强氧化性外，还具有弱酸性（一元弱酸，比碳酸弱）和不稳定性（见光易分解，反应的方程式：2HClO2HCl＋O2↑）。
③氯水具有漂白性的原因是因为氯水中的HClO的强氧化性，可将色素氧化而使其颜色褪去；其次，HClO的氧化性比Cl2强，还能杀死水里的病菌，给自来水杀菌、消毒；氯气虽具有强氧化性，但干燥的氯气不具有漂白性。
④当向氯水中加入强还原性物质，便可与Cl2发生氧化还原反应。如：氯水能使润湿的淀粉 KI试纸变蓝(用于对Cl2收集的验满)，能与Na2SO3、FeBr2等发生氧化还原反应：Na2SO3+Cl2+H2O===Na2SO4+2HCl，2FeBr2+3Cl2(足量)===2FeCl3+2Br2。
【对应练习】1．氯气的水溶液称“氯水”，氯水中含有多种分子和离子，因此氯水有多重性质，下列有关新制氯水的说法中不正确的是（ ）
A．新制氯水呈淡黄绿色，是因为氯水中溶解了未反应的Cl2
B．新制氯水滴入硝酸银溶液中产生白色沉淀是因为氯水中有Cl-
C．久置氯水酸性将增强
D．新制氯水能使有色布条褪色是因为Cl2具有漂白性
【答案】D
【解析】氯水中含有三分子（H2O、Cl2、HClO）、四离子（H+、Cl-、ClO-、OH-），因此氯水具有漂白性（HClO）、强氧化性（HClO、Cl2）、酸性（HCl），久置的氯水中，HClO分解生成HCl和O2，HCl溶于水形成盐酸，氯水酸性增强。据此解答。A．新制氯水中，部分氯气与水反应生成盐酸和次氯酸。未反应完的氯气溶解在水中，使氯水呈淡黄绿色，故A项正确；B．新制氯水中存在HCl分子，向新制氯水中滴入硝酸银溶液，Ag+与Cl-反应产生白色沉，故B项正确；C．氯水久置后，氯水中的次氯酸分解生成氧气和HCl气体，HCl溶于水形成盐酸，溶液酸性增强，故C项正确；D．新制氯水能使有色布条褪色，是因为氯气与水反应生成的HClO具有漂白性，故D项错误。故答案为：D。
2.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。
活动二、氯水成分的检验方法
任务一、讨论交流：氯水的多种成分决定了它具有多重性质。如何设计简单实验进行验证新制氯水中含有①Cl2的强氧化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化性、弱酸性；④Cl－的性质？填写下表内容。
【答案要点】
反应微粒 所加试剂 实验现象 离子方程式或解释
Cl－ AgNO3溶液 白色沉淀 Cl－＋Ag＋===AgCl↓
H＋ Na2CO3固体 有气泡产生 2H＋＋CO===CO2↑＋H2O
HClO 有色布条 布条颜色褪去 HClO具有强氧化性
Cl2 FeCl2溶液 溶液由浅绿色变为棕黄色 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Cl2、H2O SO2 氯水颜色褪去 SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Cl－
HClO、H＋ 石蕊溶液 先变红后褪色 酸性和漂白性
Cl2、H＋ 镁粉 氯水的颜色褪去并有气泡产生 Mg＋Cl2==Mg2＋＋2Cl－ Mg＋2H＋==Mg2＋＋H2↑
任务二、问题探究：液氯、新制氯水与久置的氯水有何区别？由此可知实验室里如何保存氯水？填写下表内容。
【答案要点】液氯、新制氯水与久置的氯水的区别：
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
保存 实验室中氯水需现用现配。保存氯水时，应避免光照、受热，实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封保存。
任务三、阅读教材P45页“科学 技术 社会”栏目内容，思考验证次氯酸光照分解产物的数字化实验原理与方法是什么？
【答案要点】①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。
②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:
第一步：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;
第二步：将三种传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中;
第三步：用强光照射氯水，同时开始采集数据。测定氯水光照过程中，pH、氯离子浓度、O2的体积分数三个量的变化情况如下图所示：
【对应练习】1．新制氯水中含多种微粒，通过下列实验操作和现象得出的结论不正确的是（ ）
选项 实验操作和现象 得出的结论(氯水中含有)
A 向NaBr溶液中滴加新制氯水，溶液变橙黄色 Cl2
B 向NaHCO3溶液滴加新制氯水，产生无色气体 H＋
C 向FeSO4溶液中滴加新制氯水，溶液变黄色 HClO
D 向紫色石蕊试液中滴加新制氯水，溶液先变红后褪色 OH－
【答案】CD
【解析】A项，氯气把溴离子氧化成溴单质，正确；B项，氢离子与碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，正确；C项，氯气把亚铁离子氧化为铁离子，错误；D项，紫色石蕊溶液先变红，是因为有氢离子，溶液有酸性，后褪色，是因为有次氯酸，溶液有漂白性，错误。
2．数字化实验是将传感器、数据采集和计算机连接起来，采集实验过程各变化数据。下图是用强光照射广口瓶中新制氯水时所获图象，下列纵坐标代表的物理量与图象不相符的是（ ）
A．溶液的pH B．溶液中氢离子的浓度
C．瓶中氧气的体积分数 D．溶液的导电能力
【答案】A
【解析】A．用强光照射新制氯水，HClO分解生成HCl，溶液酸性增强，pH减小，与图象不符，故A选；B．光照时，发生反应2HClO=2HCl+O2↑，HCl在水中完全电离，则氢离子的浓度增大，与图象相符，故B不选；C．HClO分解生成O2，则瓶中氧气的体积分数增大，与图象相符，故C不选；D．HClO是弱电解质，分解生成强电解质，溶液中离子浓度增大，则溶液的导电能力增大，与图象相符，故D不选；故选：A。
二、含氯物质的性质及应用
活动一、氯气与水反应的特点与应用
任务一、讨论交流：用排饱和食盐水的方法收集Cl2的原理是什么？除去Cl2的混有的HCl气体时，所选最佳试剂是什么？如何制备较高浓度的HClO
【答案要点】①氯水中存在三个可逆反应（平衡）：
Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO、HClOH＋＋ClO－、H2OH＋＋OH－。
②饱和食盐水中Cl－浓度大，氯气与水的反应向左进行程度大，导致Cl2在水中的溶解度小，故用排饱和食盐水法收集Cl2。
③除去Cl2中HCl杂质时，把混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶，由于HCl极易溶与水（HCl溶于水不存在可逆反应，且溶于水后完全电离HCl==H＋＋Cl－，所以溶解度不受氯离子浓度影响），Cl2溶解度很小，所以可以除去Cl2中HCl杂质。
④可向新制氯水中加入CaCO3粉末，此时HCl反应，而HClO的酸性较H2CO3弱不反应，氯气与水的反应右移，HClO浓度增大。反应方程式：CaCO3+HCl==CaCl2+CO2↑+H2O，而CaCO3+HClO→不反应。
任务二、实验探究：将新制的饱和氯水滴入含有酚酞的氢氧化钠的溶液中，溶液褪色，如何设计简单实验证明褪色的原理是什么？
【答案要点】①原因分析：将新制的饱和氯水滴入含有酚酞的氢氧化钠的溶液（红色）中，溶液褪色可能的原因是氯水具有强酸性与氢氧化钠发生中和反应，也可能是氯水具有的漂白性。
②实验验证：
第一种方法：向反应后的混合溶液中继续滴加氢氧化钠溶液至过量，如果溶液又变红色，则说明是因中和反应褪色，反之是因氯水的漂白性褪色。
第二种方法：向反应后的混合溶液中滴加酚酞溶液，若溶液变红（实际情况），则说明是氯水的漂白性褪色。反之是因中和反应褪色。
【对应练习】1．某化学试剂厂不慎发生了氯气泄漏事故，下列关于安全处理措施不正确的是（ ）
A．紧急组织群众沿逆风方向疏散
B．处在该厂实验室的工作人员，撤离时可以用NaHCO3溶液浸湿毛巾捂住口鼻
C．处在该厂附近家中的群众，应用肥皂水浸湿毛巾捂住口鼻，向低洼处撤离
D．消防官兵赶到现场后，把泄漏的氯气钢瓶投入一盛有石灰水的水池中
【答案】C
【解析】A．氯气有毒，沿逆风方向疏散能减少吸入氯气的量，避免中毒，故A正确；B．碳酸氢钠溶液能够吸收氯气，且碱性较弱，当氯气泄露时，可以用NaHCO3溶液浸湿毛巾捂住口鼻，故B正确；C．氯气密度大于空气密度，泄露时，应向高处撤离，故C错误；D．氯气能够与碱反应被碱吸收，所以消防官兵赶到现场后，把泄漏的氯气钢瓶投入一盛有石灰水的水池中，故D正确；故选：C。
2．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．漂白粉具有还原性，可用于生活用水的消毒
B．ClO2具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒
C．NaClO溶液显碱性，可用于杀菌、消毒
D．次氯酸具有弱酸性，可用作有色物质的漂白剂
【答案】B
【解析】A．漂白粉具有强氧化性，可以用于生活用水消毒，A错误；B．ClO2具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，B正确； C．NaClO具有强氧化性，可以杀菌消毒，不是利用其碱性，C错误；D．次氯酸具有漂白性，能用于有色物质的漂白，D错误；答案选B。
活动二、漂白液与漂白粉的性质与应用
任务一、思考交流：漂白液和漂白粉的制备方法、成分分别是什么？如何保存？
【答案要点】①Cl2与NaOH溶液反应制取漂白液：2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O。Cl2与Ca(OH)2反应制取漂白粉：2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。如果氯气与Ca(OH)2反应充分，并使次氯酸钙成为主要成分，则得到漂白精。
②漂白液的主要成分是NaClO，漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，其中有效成分是Ca(ClO)2。
③漂白原理（漂白粉在潮湿的空气中）：2ClO-＋CO2＋H2O===2HClO＋CO（漂白粉可生成CaCO3)。
④漂白液、漂白粉和漂粉精的保存方法是密封、避光并置于阴凉干燥处。因为：2HClO2HCl＋O2↑，
或CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，故漂白粉在空气中变质最终得到的物质是CaCl2。
任务二、工业上常将Cl2通入烧碱溶液来制备“84”消毒液，84消毒液能与洁厕灵（主要成分为HCl）混合使用吗？疫情期间，使用84消毒液杀菌、消毒时应注意哪些问题？
【答案要点】①84消毒液有效成分为NaClO，它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合会立即发生反应：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O产生有毒的氯气，所以“84”消毒液不能与洁厕灵混用。
②使用84消毒液杀菌、消毒时应注意：密闭保存于阴凉处；一般用于清洗地面的84消毒液需要与水1：100的比例混合，喷洒家具和角落的则是1:20的比例混合使用；不能徒手接触，必须戴上塑料手套和口罩；不能用于床铺等纺织物（具有漂泊性）、蔬菜、水果等消毒等。
【对应练习】1．氯及其化合物在生产和生活中的应用十分广泛。下列说法正确的是（ ）
A．可用pH试纸测定氯水的pH
B．以氯气和石灰乳为原料制取漂白粉，其有效成分是次氯酸钙
C．在“84”消毒液中加入洁厕灵(含有盐酸)以增强其漂白性
D．Cl2能使湿润的有色布条褪色，说明Cl2具有漂白性
【答案】B
【解析】A．氯水中有次氯酸，具有漂白性，使用pH无法测定其pH值，A错误；B．氯气和石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙和水，氯化钙和次氯酸钙是漂白粉的主要成分，有效成分是次氯酸钙，B正确；C．84消毒液的主要成分为次氯酸钠，次氯酸钠和盐酸反应生成氯气，有毒，不能增强漂白性，C错误；D．氯气和是反应式从次氯酸，次氯酸具有漂白性，D错误；故选B。
2．在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，振荡，溶液变蓝。在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液，蓝色逐渐消失。下列判断错误的是（ ）
A．漂白粉溶液可使淀粉碘化钾试纸变蓝
B．氧化性：ClO- > SO > I2
C．向新制氯水中加入足量亚硫酸钠溶液，氯水褪色
D．ClO-与I-在一定条件可以发生氧化还原反应
【答案】B
【解析】A．次氯酸钠将碘化钾氧化为单质碘，所以漂白粉溶液(成分中含有次氯酸钙)也能将碘化钾氧化为单质碘，而使淀粉碘化钾试纸变蓝，故A正确；B．根据题意可知次氯酸钠将碘化钾氧化为单质碘，所以氧化性：ClO- > I2，碘单质将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，所以氧化性 I2>SO，因此氧化性顺序为ClO- > I2 >SO ，故B错误；C．新制的氯水中主要是氯气，因此新制的氯水是黄绿色，Cl2氧化性大于I2，由I2>SO可知，向新制氯水中加入足量亚硫酸钠溶液，氯气将亚硫酸根氧化成硫酸根，自身被还原为氯离子，氯水褪色，故C正确；D．在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，振荡，溶液变蓝，说明生成了单质碘，次氯酸钠溶液显碱性，说明ClO-与I-在碱性条件下可以发生氧化还原反应，故D正确；答案选B。
【课后巩固】1．（易）教材作业：P51-52页练习5、6
2.（易）下列说法正确的是（ ）
A．氯气性质活泼，因此液氯不宜储存在钢瓶中
B．工业上可以利用H2和Cl2直接化合制成HCl，若HCl发生泄漏，车间里将会弥漫白烟
C．氯气可以使湿润的布条褪色，但氯气不具有漂白性
D．日常生活中为了增加漂白粉的漂白性，可以在使用时加入大量浓盐酸
【答案】C
【解析】A．氯气性质活泼，但是常温下不和铁反应，液氯可以储存在钢瓶中，A错误；B．工业上可以利用H2和Cl2直接化合制成HCl，若HCl发生泄漏，HCl与水蒸气结合液化形成小液滴，车间里将会弥漫白雾，B错误；C．氯气可以使湿润的布条褪色，是因为Cl2与H2O形成的HClO具有漂白性，而氯气不具有漂白性，C正确；D．为了提高漂白粉的漂白效果，使用时可以滴加少量的稀盐酸，若使用大量浓盐酸，ClO-与Cl-反应生成Cl2，造成危害，D错误；故选C。
3．（易）用化学方法鉴别氯化氢和氯气，不能选用的是（ ）
A．湿润蓝色石蕊试纸 B．湿润红色石蕊试纸
C．湿润的淀粉KI试纸 D．硝酸银溶液
【答案】D
【解析】A．氯气可与水反应生成具有漂白性的次氯酸，可以使湿润的有色物质褪色，HCl不能使湿润的蓝色石蕊试纸褪色，能鉴别，故A不选；B．氯气能使湿润红色石蕊试纸褪色，通入HCl试纸不褪色，可以鉴别，故B不选；C．氯气具有氧化性，可氧化碘离子生成单质碘，试纸变蓝，HCl无现象，可以鉴别，故C不选；D．氯化氢通入硝酸银溶液中反应生成氯化银白色程沉淀，氯气通入也会和水反应生成氯化氢与硝酸银反应生成白色沉淀，不能鉴别，故D选；故选：D。
4.（中）经氯气消毒的自来水，若用于配制以下溶液：①KOH；②AgNO3；③NaHCO3；④FeCl2；⑤Na2CO3，会使配制的溶液变质的是（ ）
A．全部 B．②④⑤ C．②⑤ D．④
【答案】A
【解析】经氯气消毒的自来水相当于较稀的氯水，其溶液中含有H+、Cl-、OH-、ClO-、Cl2、HClO、H2O，含有的H+可与KOH、NaHCO3、Na2CO3发生反应；含有的Cl-，可与AgNO3反应生成AgCl；含有的Cl2、HClO等氧化性物质，可将FeCl2氧化成FeCl3，故使题述溶液均变质，选择A。
5.（中）如图所示，从甲的左端通入潮湿的Cl2，当关闭I阀，打开II阀时，乙中红布条没有明显变化，当打开I阀，关闭II阀时，乙中湿润红布条褪色。则甲瓶中装的溶液是（ ）
A．浓H2SO4 B．NaOH溶液 C．水 D．饱和食盐水
【答案】AB
【解析】氯气不具有漂白性，氯气与水反应生成的HClO具有漂白性，由上述分析可知，甲中试剂可吸收氯气或干燥氯气。A．浓硫酸可以用于干燥氯气仍，故A正确；B．NaOH溶液与氯气反应吸收氯气，所以当关闭B阀时，C处湿润的红布条没有明显变化，当打开B阀时，C处的湿润红色布条逐渐褪色，故B正确；C．氯气与水反应生成次氯酸，水不能干燥氯气，且氯气在水中溶解度不变，故C错误；D．饱和食盐水，不能吸收氯气，故D错误；故答案选AB。
6.（中）部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（ ）
A．物质b可使湿润有色布条褪色 B．物质e只有氧化性
C．物质d常用作自来水消毒剂 D．a→b→c→a的循环转化有可能实现
【答案】B
【解析】由元素的化合价及物质类别可知，a为HCl，b为Cl2，c为次氯酸盐，d为ClO2，e为氯酸盐。
A．b为Cl2，能与水反应生成具有漂白性的次氯酸，则氯气可使湿润有色布条褪色，A正确；B．e为氯酸盐，处于氯元素的中间价态，具有氧化性和还原性，B错误；C．d为ClO2，二氧化氯具有强氧化性，可用于自来水消毒，C正确；D．a为HCl，b为Cl2，c为次氯酸盐，二氧化锰与浓HCl反应生成氯气，氯气和NaOH溶液反应生成次氯酸钠，次氯酸钠和盐酸发生归中反应生成氯气，a→b→c→a的循环转化有可能实现，D正确；故选：B。
7.（中）向盛有紫色石蕊溶液的试管中持续通入氯气至过量，溶液颜色可能出现无色、浅黄绿色、红色等变化。
下列叙述正确的是（ ）
A．过程I溶液由紫色变成红色，起作用的微粒是H+
B．过程II溶液由红色变成无色，证明试管②中溶液不再呈酸性
C．过程III溶液由无色变成浅黄绿色，证明溶液中有HClO
D．若向紫色石蕊试液中持续加入Na2O2粉末，也会出现相同的颜色变化
【答案】A
【解析】氯气与水反应方程式：Cl2+H2OHCl+HClO，生成HCl、HClO，HCl、HClO具有酸性，HClO具有漂白性，氯气能溶于水形成氯水溶液，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠，过氧化钠具有强氧化性。A．过程Ⅰ溶液由紫色变成红色，起作用的微粒是H+，A正确；B．过程Ⅱ溶液由红色变成无色，是因为HClO具有漂白性，溶液仍然呈酸性，B错误；C．过程Ⅲ溶液由无色变成浅黄绿色，是因为溶液中溶有氯气，C错误；D．若向紫色石蕊试液中持续加入Na2O2粉末，则溶液先变蓝色，后褪色，D错误；故选A。
8.（难）利用氯元素价类二维图可以从不同角度研究含氯物质的性质及其转化关系。图中①～⑩均含氯元素。回答下列问题：
(1)④的化学式为___________，⑦的电离方程式为___________________________________。
(2)②属于___________(填“电解质”或“非电解质”)。
(3)⑤与⑨混合可产生①，反应的离子方程式为______________________________________。
(4)①可与热的浓NaOH溶液反应生成⑧和⑩，该反应中氧化产物与还原产物个数之比为___________。
(5)含⑨的溶液可作为水处理剂除去水中的杂质离子。例如它可使酸性废水中的转化为N2，反应的离子方程式为________________________________________________。
【答案】(1) Cl2O7 HClO4= H++ClO4- (2)电解质
(3)Cl-+2H++ClO-=Cl2↑+H2O (4)1∶5
(5)3ClO-+2NH4+=3H2O+3Cl-+N2↑+2H+
【解析】根据Cl元素的化合价与物质所属类别关系可知：①是Cl2，②是HCl，③是ClO2，④是Cl2O7，⑤是HCl，⑥是HClO，⑦是HClO4，⑧是NaCl，⑨是NaClO，⑩是NaClO3，然后根据物质的性质分析解答。
（1）根据上述分析可知：④是Cl2O7；⑦是HClO4，该酸为一元强酸，在水中完全电离产生H+、ClO4-，该酸在水中电离方程式为：HClO4= H++ClO4-；
（2）②是HCl，该化合物在水中会电离产生H+、Cl-，因而能够导电，故HCl为电解质；
（3）⑤是HCl，⑨是NaClO，二者混合会发生氧化还原反应产生Cl2、H2O，该反应的离子方程式为：Cl-+2H++ClO-=Cl2↑+H2O；
（4）①是Cl2，Cl2与热的浓NaOH溶液发生歧化反应，产生NaCl、NaClO3、H2O，根据元素化合价升降总数相等，可得该反应的离子方程式为3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O；在该反应中，氧化产物是NaClO3，还原产物是NaCl，故该反应中氧化产物与还原产物个数之比为1：5；第二章 海水中的重要元素—钠和氯
第二节 氯及其化合物
专题 氯及其化合物的应用
【学习目标】1.通过设计实验探究氯水的成分,完善含氯元素的物质间的转化关系，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，进一步了解研究物质的思路和方法。
【学习重点】氯水的成分及多重性、含氯化合物的应用
【学习难点】次氯酸的漂白性检验的干扰因素的排除
【课前预习】
旧知回顾：1.氯气与水、氢氧化钠溶液反应的化学方程式： 。
2.次氯酸和次氯酸盐都具有 性。工业上制取漂白粉是用氯气与 反应制得，化学方程式： 。
新知预习： 1．新制氯水中含有氯元素的微粒有 等。家用消毒液的有效成分是 ，次氯算的酸性比碳酸 。
2.漂白粉露置于空气中最终得到的物质是 。有关化学方程式：
。
【课中探究】
情景导入：观看福建厦门原电化厂氯气泄露事件视频。当时大量氯气在空气中弥漫，厂区附近的居民及多所小学、幼儿园的师生，出现各种不适反应。幸亏消防员及时赶到现场，用高压水枪驱散氯气，几小时后险情排除，后经医疗鉴定，他们都是氯气刺激性反应出现的症状，尚未造成大面积人员中毒事件。（见PPT视频）
一、氯水的多重性及检验
活动一、氯水的多重性
任务一、回顾氯水中的成分是什么？根据氯水的成分可知，新制氯水应具有哪些化学性质？
任务二、讨论交流：氯水中含有Cl2，所以氯水呈淡黄绿色，新制氯水中含有的Cl2和次氯酸(HClO)均具有强氧化性，有何区别？
【对应练习】1．氯气的水溶液称“氯水”，氯水中含有多种分子和离子，因此氯水有多重性质，下列有关新制氯水的说法中不正确的是（ ）
A．新制氯水呈淡黄绿色，是因为氯水中溶解了未反应的Cl2
B．新制氯水滴入硝酸银溶液中产生白色沉淀是因为氯水中有Cl-
C．久置氯水酸性将增强
D．新制氯水能使有色布条褪色是因为Cl2具有漂白性
2.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
活动二、氯水成分的检验方法
任务一、讨论交流：氯水的多种成分决定了它具有多重性质。如何设计简单实验进行验证新制氯水中含有①Cl2的强氧化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化性、弱酸性；④Cl－的性质？填写下表内容。
反应微粒 所加试剂 实验现象 离子方程式或解释
Cl－
H＋
HClO
Cl2
Cl2、H2O
HClO、H＋
Cl2、H＋
任务二、问题探究：液氯、新制氯水与久置的氯水有何区别？由此可知实验室里如何保存氯水？填写下表内容。
新制氯水 久置氯水 液氯
区别
分类
颜色
组成微粒
性质
保存
任务三、阅读教材P45页“科学 技术 社会”栏目内容，思考验证次氯酸光照分解产物的数字化实验原理与方法是什么？
【对应练习】1．新制氯水中含多种微粒，通过下列实验操作和现象得出的结论不正确的是（ ）
选项 实验操作和现象 得出的结论(氯水中含有)
A 向NaBr溶液中滴加新制氯水，溶液变橙黄色 Cl2
B 向NaHCO3溶液滴加新制氯水，产生无色气体 H＋
C 向FeSO4溶液中滴加新制氯水，溶液变黄色 HClO
D 向紫色石蕊试液中滴加新制氯水，溶液先变红后褪色 OH－
2．数字化实验是将传感器、数据采集和计算机连接起来，采集实验过程各变化数据。下图是用强光照射广口瓶中新制氯水时所获图象，下列纵坐标代表的物理量与图象不相符的是（ ）
A．溶液的pH B．溶液中氢离子的浓度
C．瓶中氧气的体积分数 D．溶液的导电能力
二、含氯物质的性质及应用
活动一、氯气与水反应的特点与应用
任务一、讨论交流：用排饱和食盐水的方法收集Cl2的原理是什么？除去Cl2的混有的HCl气体时，所选最佳试剂是什么？如何制备较高浓度的HClO
任务二、实验探究：将新制的饱和氯水滴入含有酚酞的氢氧化钠的溶液中，溶液褪色，如何设计简单实验证明褪色的原理是什么？
【对应练习】1．某化学试剂厂不慎发生了氯气泄漏事故，下列关于安全处理措施不正确的是（ ）
A．紧急组织群众沿逆风方向疏散
B．处在该厂实验室的工作人员，撤离时可以用NaHCO3溶液浸湿毛巾捂住口鼻
C．处在该厂附近家中的群众，应用肥皂水浸湿毛巾捂住口鼻，向低洼处撤离
D．消防官兵赶到现场后，把泄漏的氯气钢瓶投入一盛有石灰水的水池中
2．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．漂白粉具有还原性，可用于生活用水的消毒
B．ClO2具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒
C．NaClO溶液显碱性，可用于杀菌、消毒
D．次氯酸具有弱酸性，可用作有色物质的漂白剂
活动二、漂白液与漂白粉的性质与应用
任务一、思考交流：漂白液和漂白粉的制备方法、成分分别是什么？如何保存？
任务二、工业上常将Cl2通入烧碱溶液来制备“84”消毒液，84消毒液能与洁厕灵（主要成分为HCl）混合使用吗？疫情期间，使用84消毒液杀菌、消毒时应注意哪些问题？
【对应练习】1．氯及其化合物在生产和生活中的应用十分广泛。下列说法正确的是（ ）
A．可用pH试纸测定氯水的pH
B．以氯气和石灰乳为原料制取漂白粉，其有效成分是次氯酸钙
C．在“84”消毒液中加入洁厕灵(含有盐酸)以增强其漂白性
D．Cl2能使湿润的有色布条褪色，说明Cl2具有漂白性
2．在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，振荡，溶液变蓝。在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液，蓝色逐渐消失。下列判断错误的是（ ）
A．漂白粉溶液可使淀粉碘化钾试纸变蓝
B．氧化性：ClO- > SO > I2
C．向新制氯水中加入足量亚硫酸钠溶液，氯水褪色
D．ClO-与I-在一定条件可以发生氧化还原反应
【课后巩固】1．（易）教材作业：P51-52页练习5、6
2.（易）下列说法正确的是（ ）
A．氯气性质活泼，因此液氯不宜储存在钢瓶中
B．工业上可以利用H2和Cl2直接化合制成HCl，若HCl发生泄漏，车间里将会弥漫白烟
C．氯气可以使湿润的布条褪色，但氯气不具有漂白性
D．日常生活中为了增加漂白粉的漂白性，可以在使用时加入大量浓盐酸
3．（易）用化学方法鉴别氯化氢和氯气，不能选用的是（ ）
A．湿润蓝色石蕊试纸 B．湿润红色石蕊试纸
C．湿润的淀粉KI试纸 D．硝酸银溶液
4.（中）经氯气消毒的自来水，若用于配制以下溶液：①KOH；②AgNO3；③NaHCO3；④FeCl2；⑤Na2CO3，会使配制的溶液变质的是（ ）
A．全部 B．②④⑤ C．②⑤ D．④
5.（中）如图所示，从甲的左端通入潮湿的Cl2，当关闭I阀，打开II阀时，乙中红布条没有明显变化，当打开I阀，关闭II阀时，乙中湿润红布条褪色。则甲瓶中装的溶液是（ ）
A．浓H2SO4 B．NaOH溶液 C．水 D．饱和食盐水
6.（中）部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（ ）
A．物质b可使湿润有色布条褪色 B．物质e只有氧化性
C．物质d常用作自来水消毒剂 D．a→b→c→a的循环转化有可能实现
7.（中）向盛有紫色石蕊溶液的试管中持续通入氯气至过量，溶液颜色可能出现无色、浅黄绿色、红色等变化。
下列叙述正确的是（ ）
A．过程I溶液由紫色变成红色，起作用的微粒是H+
B．过程II溶液由红色变成无色，证明试管②中溶液不再呈酸性
C．过程III溶液由无色变成浅黄绿色，证明溶液中有HClO
D．若向紫色石蕊试液中持续加入Na2O2粉末，也会出现相同的颜色变化
8.（难）利用氯元素价类二维图可以从不同角度研究含氯物质的性质及其转化关系。图中①～⑩均含氯元素。回答下列问题：
(1)④的化学式为___________，⑦的电离方程式为___________________________________。
(2)②属于___________(填“电解质”或“非电解质”)。
(3)⑤与⑨混合可产生①，反应的离子方程式为______________________________________。
(4)①可与热的浓NaOH溶液反应生成⑧和⑩，该反应中氧化产物与还原产物个数之比为___________。
(5)含⑨的溶液可作为水处理剂除去水中的杂质离子。例如它可使酸性废水中的转化为N2，反应的离子方程式为________________________________________________。
