第2节　第1课时　氯气的性质 课件（共55张PPT）人教版高中化学必修1

(共55张PPT)
第二章
第二节　第一课时　氯气的性质
知识点一 氯气与单质及水的反应
知识点二 氯气与碱的反应
目录索引
素养目标 学习要点
1.能从氯原子的结构水平认识氯原子的结构与性质的关系,形成“结构决定性质”的观念,从氧化还原反应和离子反应的角度认识氯气及含氯化合物的性质,培养宏观辨识与微观探析的学科素养。 2.通过实验对氯水的成分进行探究,培养证据推理与模型认知的学科素养。 一种颜色:氯气为黄绿色
两个重要反应:氯气与水和碱的反应
三分子、四离子:氯水的成分
知识点一 氯气与单质及水的反应
基础落实 必备知识全过关
一、氯元素的存在和氯气的物理性质
1.氯元素的存在、发现与用途
(1)氯元素的存在: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,还存在于陆地的盐湖和盐矿中。
(2)氯气的发现:18世纪70年代,瑞典化学家　　　　发现了Cl2,1810年,英国化学家　　　　确认这种气体是Cl2。
(3)氯气的主要用途:重要的　　　　　　,用于制造　　　　　、有机溶剂、农药、染料和药品等。
舍勒
戴维
化工原料
盐酸
2.物理性质
颜色 常用于推断Cl2的存在 状态 气味
　　　　色 __________________ __________________
黄绿
气体　
刺激性气味
二、氯气的化学性质
氯原子最外层有7个电子,化学反应中容易　　　　1个电子,使最外电子层达到8电子的稳定结构,故Cl2是很活泼的非金属单质,具有　　　　性。
1.Cl2与金属单质的反应
写出下列反应的化学方程式:
(1)与钠反应:　　　　　　　　　　　　　。
(2)与铁反应:　　　　　　　　　　　　　。
Cl2和变价金属反应时,生成最高价态金属氯化物。
(3)与铜反应:　　　　　　　　　　　　　。
得到
强氧化
2Na+Cl2 2NaCl　
2Fe+3Cl2 2FeCl3
Cu+Cl2 CuCl2
2.氯气与非金属单质的反应
操作 在空气中点燃氢气,然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中
现象 　　　　　　　 氢气与氯气混合后,强光照射会发生爆炸。
氢气在氯气中安静地　　　,发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现　　　　。　　　　　　　　　　　　
火焰的颜色常用于物质的推断
结论 化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
燃烧
白雾
H2+Cl2 2HCl
3.氯气与H2O反应 氯气难溶于饱和食盐水
25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积Cl2,其水溶液称为　　　　。
　　　　　　　颜色为浅黄绿色
(1)实验探究:
操作
现象 有色布条　　　 有色布条　　　 鲜花　　　
结论 氯气本身　　　　漂白性,氯气与水反应的产物　　　　有漂白性 氯水
不褪色
褪色
褪色
没有
HClO
(2)Cl2与H2O反应的化学方程式为　 。
　 　氯气既表现氧化性,又表现还原性
(3)次氯酸的性质
①次氯酸具有　　　　　,能杀菌、消毒。
②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　　　　　。
③次氯酸为很弱的酸,只存在于水溶液中,次氯酸不稳定,见光分解生成O2,化学方程式为　 。
Cl2+H2O HCl+HClO　
强氧化性　
漂白剂
2HClO 2HCl+O2↑
名师点拨
闻氯气气味的方法
用手轻轻地在瓶口扇动,使极少量的氯气飘进鼻孔。无论气体是否有毒,闻气体气味时均需如此操作。
辨析比较
氯气与金属单质反应的现象
物质 现象
钠 产生白烟
铁 产生红棕色烟
铜 产生棕黄色烟
深度思考1
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 H2在O2中可以燃烧,在Cl2中也可以燃烧,由此可知燃烧不一定有O2参加,燃烧的本质是氧化还原反应,所有的发光、发热的剧烈的氧化还原反应都称为燃烧。
特别提醒
烟与雾的区别
烟——固体小颗粒分散在气体中形成的分散系。
雾——小液滴分散在气体中形成的混合物。
教材拓展
自来水消毒剂:氯气、二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)。
深度思考2
阅读教材“科学·技术·社会”回答:氯水长期放置在空气中,最后溶液中的溶质是什么 由此分析氯水应该如何保存
提示 HCl。由三个图像可知溶液中氢离子、氯离子的浓度增大,氧气的含量增大,可知发生反应2HClO 2HCl+O2↑,最后溶质为HCl。氯水应保存在棕色试剂瓶中,放置在低温避光处。
重难突破 能力素养全提升
探究角度1 氯气的性质
例1 (2024·陕西西安高一检测)某同学用如图装置进行有关Cl2的实验。下列说法正确的是(　　)
A.Ⅰ图中:鲜花褪色证明氯气有漂白作用
B.Ⅱ图中:除去氯气中的少量HCl,试剂X可选用饱和食盐水
C.Ⅲ图中:氢气在氯气中剧烈燃烧,产生白烟
D.Ⅳ图中:铁丝在氯气中燃烧生成氯化亚铁
B
解析 鲜花中含有水分,与氯气反应生成次氯酸,具有强氧化性,Ⅰ图中:鲜花褪色证明次氯酸有漂白作用,故A错误;氯气在饱和食盐水中的溶解度较小,氯化氢在饱和食盐水中的溶解度较大,Ⅱ图中:除去氯气中的少量HCl,试剂X可选用饱和食盐水,故B正确;氯化氢在空气中与水蒸气结合成盐酸的酸雾,Ⅲ图中:氢气在氯气中剧烈燃烧,产生白雾,故C错误;Ⅳ图中:铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁,故D错误。
[对点训练1]
下列关于氯气的说法中正确的是(　　)
A.氯气在常温下能与铁反应,故不能用铁罐存放液氯
B.点燃氢气和氯气的混合气体可以制取氯化氢
C.氯气氧化性很强,一般都能将还原剂中被氧化的元素氧化到它的最高价态
D.氯原子最外层有7个电子,所以氯元素只有-1价和+7价
C
解析 氯气是一种化学性质非常活泼的非金属单质,几乎能与所有金属化合,但与金属反应时通常都需加热,常温或低温条件下,干燥氯气不能与铁反应,故常温下能用铁罐存放液氯,A不正确;在空气中燃烧着的氢气可以在氯气中继续安静地燃烧,生成氯化氢,工业上就是利用这一原理来制备氯化氢的,但如果点燃的是氢气和氯气的混合气体,则可能会发生爆炸,B不正确;氯气是一种强氧化性气体,通常能将还原剂中被氧化的元素氧化到其最高价态,C正确;氯元素除-1价和+7价外,还有0价(Cl2)、+1价(HClO)、+3价(HClO2)、+5价(HClO3)等,D不正确。
探究角度2 氯水的成分和性质
例2 (2024·重庆检测)下列实验过程中,不会产生气体的是(　　)
C
解析 新制的氯水中含有次氯酸,次氯酸见光分解放出氧气,A不符合题意;新制的氯水中含有盐酸,盐酸与碳酸氢钠反应放出二氧化碳气体,B不符合题意;新制的氯水含有盐酸,盐酸与硝酸银反应生成氯化银沉淀,不放出气体,C符合题意;久置氯水主要为HCl的水溶液,与Na2O2反应有O2生成,D不符合题意。
图解要点　解答有关氯水问题的思路如下:
归纳总结　新制氯水与久置氯水的区别
物质 新制氯水 久置氯水
颜色 浅黄绿色 无色
主要微粒 Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO- H+、Cl-、H2O
性质 酸性、氧化性、漂白性 酸性
[对点训练2]
向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种,经过振荡,现象如图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是(　　)
①AgNO3溶液　②NaOH溶液　③水
A.②①③
B.①②③
C.③②①
D.①③②
A
解析 氯气为黄绿色气体,能溶于水,溶于水得到氯水,氯水因为溶解氯气显浅黄绿色,三个集气瓶中只有丙颜色为浅黄绿色,所以丙中液体为水;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,甲和乙中,只有乙出现了白色的沉淀而变浑浊,所以乙中液体为硝酸银溶液;氯气能够与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以氯气被氢氧化钠吸收,溶液为无色,故甲中液体为氢氧化钠溶液,则甲、乙、丙注入的液体分别是②①③。
【变式设问】
(1)若将集气瓶丙长时间放置在阳光下,会发生什么现象
(2)向集气瓶丙中加入一定量的石蕊溶液,会观察到什么现象,为什么
提示 溶液中有少量的气泡生成,集气瓶中的气体的颜色和溶液的颜色逐渐变浅,最后变为无色气体和无色的溶液。
提示 紫色石蕊溶液先变红色后褪色。原因是氯水溶液中含有HCl和HClO,溶液呈酸性,因此能使紫色石蕊溶液变红,而其中的HClO又具有漂白性,因此又能使变色的石蕊褪为无色。
归纳总结　氯水的成分与性质
1.氯水的成分:
2.新制氯水的性质:
知识点二 氯气与碱的反应
1.与碱溶液的反应 日常常用的“84”消毒液
(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
　 用于氯气的尾气吸收　　
反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　,
离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)与石灰乳反应——制取漂白粉
　　 不是石灰水(浓度太小)
反应的化学方程式:　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
如果Cl2与Ca(OH)2充分反应,并使　　　　　成为主要成分,则得到　　　　　　。
Cl2+2NaOH ══ NaCl+NaClO+H2O
Cl2+2OH- ══ Cl-+ClO-+H2O　
2Ca(OH)2+2Cl2 ══ CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
Ca(ClO)2　
漂粉精
2.漂白液与漂白粉的比较
物质 漂白液 漂白粉 漂粉精
主要成分 NaCl、NaClO CaCl2、Ca(ClO)2 Ca(ClO)2
有效成分
用途 NaClO
Ca(ClO)2　
Ca(ClO)2　
作漂白剂、消毒剂
深度思考
为了增加漂白粉的漂白性,通常可将漂白粉与稀盐酸混合使用,因发生反应:Ca(ClO)2+2HCl ══ CaCl2+2HClO,但在空气中使用时,通常不加盐酸就可得到漂白效果,你能解释其中的原因吗
提示 漂白粉与空气中的水和二氧化碳反应,生成HClO: Ca(ClO)2+H2O+CO2 ══ CaCO3↓+2HClO。
教材拓展
漂白粉必须密封保存,敞口放置变质的原因是:Ca(ClO)2+H2O+CO2 ══ CaCO3↓+2HClO,2HClO 2HCl+O2↑。
重难突破 能力素养全提升
探究角度1 氯气与碱的反应
例1 如图A处通入Cl2,当关闭B阀时,C处的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瓶中装的溶液是(　　)
A.浓硫酸
B.NaOH溶液
C.水
D.NaCl溶液
B
解析 打开B阀,C处湿润红布条逐渐褪色,说明Cl2进入C中与水反应生成了次氯酸,关闭B阀,C处湿润红布条不褪色,说明Cl2通过D中溶液,被全部吸收,故该溶液能与Cl2反应,如NaOH溶液。通过盛浓硫酸D瓶,氯气仍然是干燥的,遇C处湿润的红布条,红色布条褪色,而不是无明显变化,故A错误;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;氯气通入水,携带出水蒸气,氯气与水反应生成次氯酸具有漂白性,当关闭B阀时,C处湿润的红布条逐渐褪色,而不是没有明显变化,故C错误;若D中为NaCl溶液,不能吸收氯气,当关闭B阀时,C处湿润的红布条逐渐褪色,而不是没有明显变化,故D错误。
[对点训练1]
(2024·山东聊城高一检测节选)某校课外小组的学生,利用排饱和食盐水的方法收集了一圆底烧瓶的氯气,同时制备了一圆底烧瓶的饱和氯水,探究完成以下性质实验。请按要求回答下列问题:
按图中所示安装好实验装置,U形管内盛有有色墨水,
A、B两端液面相平,圆底烧瓶中盛满氯气。通过
分液漏斗向圆底烧瓶中滴加少量氢氧化钠溶液,
观察到的现象是__________________________________
　 ,
请简单解释原因:____________________________________________________
　 。
反应化学方程式为　 。
圆底烧瓶内气体的颜色变浅,U形管A端
Cl2与少量氢氧化钠溶液反应,导致气体颜色变浅,同时圆底
Cl2+2NaOH ══ NaCl+NaClO+H2O
有色墨水水位上升,B端有色墨水水位下降
烧瓶中气体压强减小　
解析 Cl2呈黄绿色,Cl2与少量氢氧化钠溶液反应,消耗部分Cl2后,气体颜色变浅,同时圆底烧瓶中气体压强减小,U形管A端有色墨水水位上升,B端有色墨水水位下降。
探究角度2 常见的含氯消毒剂和漂白剂
例2 (2024·江苏南京高一检测)为检验某漂白粉是否变质,进行下列探究实验:
下列说法正确的是(　　)
A.工业上用氯气和澄清石灰水制取漂白粉
B.实验1说明漂白粉没有变质
C.实验2中产生的气体只有氯气
D.实验2中下列反应的电子转移可表示为
D
解析 由于Ca(OH)2的溶解度很小,故工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉,A错误;已知CaCl2和Ca(ClO)2均易溶于水,由实验1步骤①中有不溶物说明漂白粉已经变质为CaCO3,步骤②说明含有次氯酸,故实验1说明漂白粉未完全变质,B错误;由B项分析可知,该漂白粉已经部分变质,故实验2中产生的气体有氯气和CO2,C错误。
图解要点　根据实验现象综合分析如下
【变式设问】
(1)根据上题分析,长期暴露放置的漂白粉中的主要成分为　　　　　　　　　。
(2)已知洁厕精的主要成分为盐酸,根据上题分析,“84”消毒液与洁厕精能否混用
提示 CaCl2、CaCO3。
提示 不能。“84”消毒液中含有NaClO,由上题可知次氯酸盐与浓盐酸反应会生成有毒气体Cl2。
[对点训练2]
(教材改编题)浓盐酸和Ca(ClO)2能发生如下反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓) ══ CaCl2+2Cl2↑+2H2O。用储存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是(　　)
①CO2　②HCl　③H2O　④O2
A.①②③ B.②③④ C.②③ D.①④
A
解析 漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2,在储存过程中Ca(ClO)2会与空气中的CO2、H2O发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O ══ CaCO3↓+2HClO、2HClO 2HCl+O2↑,从而发生变质,故久置漂白粉中会含有因变质而生成的CaCO3,当与浓盐酸反应时会生成CO2,制得的Cl2中还含有挥发出的HCl和少量H2O,则制得的氯气中,可能含有的杂质气体为CO2、HCl、H2O, A正确。
归纳总结　漂白粉的漂白原理及失效原因
分类 漂白原理 失效原因
原理 漂白粉与稀盐酸或空气中的水和二氧化碳反应,生成HClO Ca(ClO)2在空气中与CO2和H2O反应生成HClO和CaCO3,HClO不稳定,见光或受热易分解
化学 方程式 Ca(ClO)2+2HCl══CaCl2+2HClO, Ca(ClO)2+H2O+CO2══ CaCO3↓+2HClO Ca(ClO)2+2HCl══CaCl2+2HClO,
2HClO 2HCl+O2↑
学以致用 随堂检测全达标
题组1氯气的性质
1.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,氯气发生泄漏时人应向地势高的地方撤离
D
解析 在常温下,纯净的液氯和铁不反应,纯净的液氯能用钢瓶贮存,A错误;液氯是氯气的液态形式,氯气和液氯是同种物质,B错误;浓硫酸与氯气不反应,可用浓硫酸除去氯气中的水蒸气,C错误;氯气有毒,氯气的密度大于空气,故应向地势高的地方撤离,D正确。
2.(2024·福建龙岩高一检测)下列有关实验现象的描述正确的是(　　)
A.氢气在氯气中燃烧产生淡蓝色火焰,在瓶口出现白烟
B.钠在氯气中燃烧,产生白烟
C.铜丝在氯气中燃烧,产生蓝色的烟
D.红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧,生成黑色固体
B
解析 氢气在氯气中燃烧生成HCl,发出苍白色火焰,HCl遇到空气中的水蒸气会形成盐酸小液滴,所以瓶口处有白雾出现,故A错误;钠在氯气中燃烧发出黄色的火焰,生成大量的氯化钠固体,所以生成白色的烟,故B正确;铜丝在氯气中燃烧生成氯化铜,反应产生棕黄色的烟,加少量水后形成氯化铜溶液,溶液呈蓝绿色,故C错误;铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁,产生红棕色的烟,故D错误。
题组2氯气与水反应及氯水的成分
3.下列关于氯水的叙述,不正确的是(　　)
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O2
D.新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将增强
A
解析 A项新制氯水中含有Cl2、H2O、HClO、Cl-、H+等微粒,错误;D项放置数天后HClO分解为HCl,酸性增强,正确。
4.(2024·江苏徐州高一检测)某同学设计如图所示装置研究氯气能否与水发生反应。
气体a是含有少量空气和水蒸气的氯气。请回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是 　 　 　 　 　。
(2)与本实验研究结论相关的实验现象为
　 　 　 　 　。
除去氯气中的水蒸气,干燥氯气
装置B中的有色布条不褪色,装置C中的有色布条褪色
(3)从物质性质方面来看,这样的实验设计存在缺陷。请用化学方程式表达图中D框克服事故隐患的措施: 　 　 　 　 　。
(4)工业上利用Cl2制盐酸,其化学方程式为 　 　 　 　 　。
检验一瓶氯水是否已经完全变质,可选用的试剂是　　(填字母)。
A.硝酸银溶液 B.酚酞溶液
C.碳酸钠溶液 D.紫色石蕊溶液
Cl2+2NaOH ══ NaCl+NaClO+H2O
H2+Cl2 2HCl
D
解析 该实验目的是研究氯气能否与水发生反应,通过干燥的氯气不能漂白干燥的有色布条,但能漂白水中的有色布条,从而证明氯气能与水发生反应。(1)气体a是含有少量空气和水蒸气的氯气,需要用浓硫酸干燥氯气;(2)干燥的氯气不具有漂白性,氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,化学方程式为Cl2+H2O HCl+HClO,次氯酸具有漂白性;(3)氯气有毒,应进行尾气处理,不能随意排放到空气中,可用碱溶液来吸收:Cl2+2NaOH ══ NaCl+NaClO+H2O;(4)氢气与氯气反应生成HCl,溶于水得到盐酸,发生的反应为H2+Cl2 2HCl;久置氯水的成分为稀盐酸,新制氯水的主要成分为Cl2、HCl、HClO,新制氯水和稀盐酸均能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,均能与Na2CO3溶液反应放出CO2气体,遇酚酞溶液均无明显现象。新制氯水中加入紫色石蕊溶液先变红后褪色,而稀盐酸中加入紫色石蕊溶液只变红色。
题组3氯气与碱的反应　漂白粉与漂白液
5.下列说法正确的是(　　)
A.漂白粉是纯净物,“84”消毒液是混合物,两者都可以长期保存
B.漂白粉中含有次氯酸,所以漂白粉能使有机色质褪色
C.工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉
D.漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2与CO2、H2O反应生成的HClO不稳定
D
解析 漂白粉和“84”消毒液均是混合物,二者长期保存均可变质,A错误;漂白粉中不含HClO,其与空气中的CO2和H2O反应后才会产生HClO,B错误;工业上制取漂白粉是用Cl2与石灰乳反应,C错误;漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2易与空气中的CO2和H2O反应生成HClO,HClO不稳定易分解,D正确。
6.用漂白粉溶液浸泡过的有色布条,如果晾置在空气中,过了一段时间,其漂白效果会更好的原因可能是(　　)
A.漂白粉被氧化了
B.有色布条被空气中的氧气氧化了
C.漂白粉与空气中的CO2反应充分,生成了较多量的HClO
D.漂白粉溶液蒸发掉部分水,其浓度增大
C
解析 漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,Ca(ClO)2有漂白作用是因为它在空气中发生反应,生成具有漂白性的HClO:Ca(ClO)2+CO2+H2O ══ CaCO3↓+2HClO,HClO的浓度增大,漂白效果更好。