专题3 第一单元 氯气及氯的化合物 第2课时 氯气的性质

第2课时　氯气的性质
[核心素养发展目标]　
1.从氯的原子结构特点和氯气跟金属、非金属的反应认识氯气是一种化学性质非常活泼的非金属。
2.知道氯气与水反应的产物，熟知氯水的成分和性质。
3.掌握氯气与碱的反应，认识含氯化合物在生产中的应用和对生态环境的影响，促进“社会责任”核心素养的发展。
一、氯气的物理性质
1．氯元素的原子结构及存在

2．氯气的物理性质
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性气味
有毒
1体积的水溶解约2体积的氯气


(1)虽然氯气有毒，但仍可闻氯气的气味，方法是用手轻轻在集气瓶瓶口扇动，使极少量氯气飘进鼻孔(√)
(2)发生氯气泄漏时，污染区的居民应向低洼处转移(×)
(3)充满氯气的塑料矿泉水瓶中加入20 mL水，盖好瓶盖，用力振荡，矿泉水瓶会变瘪(√)
(4)氯气的密度比空气大，常用向上排空气法收集氯气，也可用排水法收集(×)
二、氯气与金属、非金属单质的反应
1．与金属单质的反应

化学方程式
反应现象
与钠反应
2Na＋Cl2===2NaCl
产生大量白色烟
与铁反应
2Fe＋3Cl22FeCl3
产生大量棕褐色烟
与铜反应
Cu＋Cl2CuCl2
产生大量棕黄色烟

氯气在加热条件下能与大多数金属化合，生成高价金属氯化物。

2．与非金属单质的反应
(1)实验操作
在空气中点燃氢气，然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中。
(2)实验现象：氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾。
(3)化学方程式：H2＋Cl22HCl。
提醒　若将H2与Cl2混合点燃或强光照射会发生爆炸。

(1)燃烧是发光发热的剧烈的化学反应，必须有氧气参与(　　)
(2)铁丝在少量的Cl2中燃烧可生成FeCl2(　　)
(3)纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰(　　)
(4)Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟，若反应后，向集气瓶中加少量水振荡，可得到棕黄色溶液(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×

铁有＋2、＋3价，Cu有＋1、＋2价，试根据Cl2分别与Fe、Cu的反应，总结氯气与可变价态的金属反应的规律。由此说明Cl2的性质是否活泼？
提示　Fe、Cu可变价态的金属与Cl2反应时生成高价氯化物，同时反映了Cl2的性质非常活泼。

?1?氯气与除金、铂以外的绝大多数金属都能反应。变价金属单质与氯气反应，一般生成最高价氯化物，例如过量的铁丝在氯气中燃烧时，生成FeCl3而不生成FeCl2。
?2?燃烧有时不需要氧气，如2P＋3Cl22PCl3等。
?3?H2与Cl2的反应产物HCl用于制取盐酸。
?4?H2和Cl2在光照下会发生爆炸生成HCl，但在黑暗条件下能共存。
三、氯气与水的反应
1．实验探究氯气溶于水
(1)操作：如图，取一支100 mL的针筒抽取80 mL的氯气和20 mL的水，振荡。

(2)现象：刚开始抽进去氯气的时候针管内为黄绿色，随后活塞向里移动，水溶液颜色逐渐变为浅黄绿色，最终活塞移动至大约60 mL处。
(3)结论：氯气可溶于水，其水溶液叫氯水，水溶液呈浅黄绿色，常温常压下，1体积的水约能溶解2体积的氯气。

2．氯水的漂白性实验探究
(1)将实验现象及有关结论填入表中：
实验操作
实验现象
实验结论

有色布条不褪色
干燥氯气不具有漂白性

有色布条褪色
氯水具有漂白性

(2)氯气溶于水得到的氯水具有漂白性是因为氯气与H2O反应生成了HClO，反应的化学方程式是Cl2＋H2O???HCl＋HClO。
3．次氯酸(HClO)的性质
(1)次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性弱。
(2)次氯酸不稳定，见光易分解，化学方程式：2HClO2HCl＋O2↑。
(3)次氯酸具有强氧化性，其氧化性比Cl2强，可用于自来水的杀菌消毒，还可以用作漂白剂。

(1)氯水和液氯成分一样，都是混合物(　　)
(2)Cl2与H2O反应生成HCl和HClO，故氯水中无Cl2分子(　　)
(3)湿润的有色布条遇Cl2褪色，说明Cl2具有漂白性(　　)
(4)Cl2通入到紫色石蕊溶液中的现象是先变红后褪色(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√

久置氯水与新制氯水的区别，完成下表
名称
新制氯水
久置氯水
物质类别
混合物
混合物
成分
Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－
H＋、Cl－、OH－、H2O
颜色
浅黄绿色
无色
酸性
pH新>pH久
漂白性
有
无


(1)新制氯水的成分

(2)久置氯水的成分：H2O、H＋、Cl－、OH－
四、氯气与碱的反应
1．与氢氧化钠溶液反应——制取漂白剂
(1)反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
(2)漂白剂的有效成分是次氯酸钠。
2．与石灰乳反应——制取漂白粉
(1)反应的化学方程式：2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
(2)漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。
(3)漂白粉的漂白原理：利用复分解反应原理，漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。
(4)漂白粉的保存：漂白粉应密封、避光保存，并置于阴凉干燥处。

1．漂白粉长期露置于空气中，最终会失效，写出失效所发生的化学方程式。
提示　Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO；
2HClO2HCl＋O2↑。
2．用次氯酸盐而不用氯水作漂白剂的优点是什么？工业制取漂白粉时，为什么用石灰乳而不用澄清石灰水？
提示　次氯酸盐便于保存且使用时生成的次氯酸浓度比氯水中的大。Ca(OH)2在水中溶解度小，用石灰乳可以更好的(吸收Cl2)制取漂白粉。

1．下列说法中正确的是(　　)
A．用鼻子对着盛有氯气的瓶口，就可以嗅到氯气的气味
B．用向下排空气法可以收集到纯净的氯气
C．贮氯罐意外泄漏，应沿逆风方向疏散群众
D．氯气车间液氯泄漏时，应弯腰逃离氯气泄漏区域
答案　C
解析　闻气体气味的方法是用手轻轻地在瓶口扇动，仅使少量的气体飘入鼻孔，不能直接用鼻子闻，A不正确；氯气的密度比空气大，可用向上排空气法收集氯气，B不正确；氯气是一种有毒的气体，氯气会顺着风向扩散，疏散时应该逆着风向转移，C正确；氯气的密度比空气大，泄漏时离地面越近氯气浓度越大，应尽量向高处逃生，D不正确。
2．下列实验现象的描述正确的是(　　)
A．氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口上方形成白色烟雾
B．铁丝在氯气中燃烧，产生棕褐色的烟，产物溶于水，溶液呈浅绿色
C．铜丝在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟，产物溶于水，溶液呈蓝绿色
D．钠在空气中燃烧，发出黄色火焰，生成白色固体
答案　C
解析　氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口形成白雾，没有烟，A项错误；铁与氯气反应生成FeCl3，FeCl3溶液呈棕黄色，B项错误；钠与空气中的氧气反应，生成的过氧化钠为淡黄色固体，D项错误。
3．下列有关次氯酸的叙述不正确的是(　　)
A．次氯酸不稳定，易分解
B．次氯酸是一种强氧化剂
C．次氯酸是弱酸，但酸性比碳酸强
D．次氯酸能使染料和有机色质褪色
答案　C
解析　HClO是一元弱酸，酸性比碳酸弱。
4．(2019·山东济南外国语分校期中)下列关于氯气的说法正确的是(　　)
A．氯气是无色、没有刺激性气味的气体
B．氯气、氯水、液氯的成分相同
C．氯气不能与碱发生反应
D．氯气有毒，但可用于自来水的杀菌消毒
答案　D
解析　氯气是黄绿色、有刺激性气味的气体，A项错误；氯气的水溶液是氯水，属于混合物；氯气和液氯的成分是Cl2，属于纯净物，B项错误；氯气和碱反应生成氯化物、次氯酸盐和水，C项错误；氯气有毒，能和水反应生成HCl和次氯酸，次氯酸能杀菌消毒，所以氯气可用于自来水的杀菌消毒，D项正确。
5．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。
答案　(1)漂白　(2)除去H2O(干燥氯气)　(3)不褪　(4)NaOH溶液
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。
(3)实验过程中观察到B瓶中干燥的有色布条不褪色。
(4)氯气对环境有污染，故该装置还应加盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶来吸收尾气。

A组　基础对点练
题组一　氯的结构与单质的物理性质
1．生活中难免会遇到一些突发事件，我们要善于利用学过的知识，采取科学、有效的方法保护自己。如果发生了氯气泄漏，以下自救得当的是(　　)
A．用湿毛巾或蘸有肥皂水的毛巾捂住口鼻撤退
B．向地势低的地方撤离
C．观察风向，顺风撤离
D．在室内放一盆水
答案　A
解析　因肥皂水显弱碱性，则可以吸收氯气且不伤皮肤，A正确；氯气的密度大于空气，故应向地势高的地方撤离，B错误；氯气泄漏时应逆风撤离，C错误；氯气与水反应，反应速率慢且反应不充分，D错误。
【考点】　氯气的物理性质
【题点】　氯气的物理性质及自我保护措施
2．氯元素的原子结构示意图为，下列说法正确的是(　　)
A．氯原子在化学反应中易失去电子
B．氯原子易得到电子形成稳定的氯离子
C．氯元素的化合价只有－1价
D．氯的原子核外有7个电子
答案　B
解析　氯元素的原子最外层上有7个电子，易得到1个电子形成具有稳定结构的氯离子，B正确。
【考点】　氯元素的原子结构
【题点】　氯元素的原子结构
题组二　氯气与单质、水的反应
3．下列化合物不能通过单质直接化合生成的是(　　)
A．FeCl2 B．Na2O2
C．CuCl2 D．HCl
答案　A
解析　Fe与氯气反应生成FeCl3，故A错误；钠在氧气中燃烧生成Na2O2，故B正确；铜在氯气中燃烧生成CuCl2，故C正确；氢气在氯气中燃烧生成HCl，故D正确。
4．(2019·湛江高一检测)氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，下列叙述中不正确的是(　　)
A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
B．钠在氯气中燃烧，生成白色的烟
C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现白色烟雾
D．氯气能与水反应生成次氯酸和盐酸，久置氯水最终变为稀盐酸
答案　C
解析　A、B都是活泼的非金属单质氯气与金属的反应，分别生成氯化铜和氯化钠固体；C中，纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，生成的氯化氢气体遇水蒸气会生成雾而非烟雾，C错误；D中，氯水久置后，其中的次氯酸见光分解，最终变为稀盐酸。
【考点】　氯气的化学性质
【题点】　氯气与金属单质、非金属单质反应的现象
5．(2019·平和县校级期中)下图是一种检验某气体化学性质的实验装置，图中B为开关。如先关闭B，在A处通入潮湿的氯气，C中红色布条颜色无变化；当打开B时，C处红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液是(　　)

A．饱和NaCl溶液 B．浓硫酸
C．浓NaOH溶液 D．石灰乳
答案　B
【考点】　氯气的化学性质
【题点】　氯气的漂白性的探究



题组三　氯气与碱的反应及次氯酸盐的性质
6．(2020·天津一中高一调研)将Cl2制成漂白粉的最主要目的是：①使它转变成较易溶于水的物质　②转变成较稳定、便于贮存的物质　③提高氯的质量分数　④提高漂白能力(　　)
A．①②③ B．②④ C．②③ D．②
答案　D
解析　将Cl2制成漂白粉的最主要目的是转变成较稳定、便于贮存的物质，选项②正确。
7．下列说法中正确的是(　　)
A．“84”消毒液是混合物，可以长期保存
B．“84”消毒液中含有次氯酸，所以“84”消毒液能使有色布条褪色
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易与空气中的二氧化碳和水反应
答案　D
解析　“84”消毒液是混合物，但不能长期保存；“84”消毒液中不含HClO，只有与空气中的CO2和H2O反应后才会产生HClO；工业上制取漂白粉是用Cl2与石灰乳反应；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。
考点　次氯酸盐的制备及性质
题点　次氯酸盐的制备及性质
8．下列有关氯气的性质或用途的叙述中错误的是(　　)
A．工业上用氯气与消石灰反应来制漂白粉
B．自来水常用氯气来消毒杀菌，其有效成分是HClO
C．氯气有毒，制取氯气的尾气要用碱溶液来吸收
D．氢气不能在氯气中燃烧
答案　D
解析　工业上利用反应2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O制取漂白粉，A正确；用Cl2对自来水消毒时，发生反应为Cl2＋H2O???HCl＋HClO，有效成分为HClO，B正确；Cl2有毒，可用碱溶液吸收Cl2，C正确；H2能在Cl2中燃烧生成HCl，D错误。
9．(2019·山东齐河实验中学月考)下列物质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．新制氯水 D．氯化钙溶液
答案　D
解析　次氯酸钠和次氯酸钙溶液中均含有ClO－，可以使有色布条褪色，A、B项不符合题意；新制氯水中含有HClO，具有漂白性，能使有色布条褪色，C项不符合题意；氯化钙溶液不具有漂白性，不能使有色布条褪色，D项符合题意。
10．在第一次世界大战期间，有一次德军与英法联军在比利时对峙，黎明时，英法联军前线战壕的士兵突然看到一股黄绿色气体逐渐袭来，很快数百名英、法军战士窒息而死。后来人们在打扫战场时发现跑到山坡上的士兵竟幸免于难。
(1)由上述事例可归纳出氯气的性质有______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①铁丝在氯气中燃烧：____________________________________________________________。
②铁粉溶于盐酸中：______________________________________________________________。
③少量的铁粉溶于氯水中：________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将新鲜的花瓣放入干燥的氯气中可观察到的现象是________，原因是________________________________________________________________________。
(4)氯水久置或光照条件下均会变成稀盐酸，同时释放出氧气，说明次氯酸________________，反应的化学方程式为_____________________________________________________________。
答案　(1)黄绿色气体，有毒，密度比空气大
(2)①2Fe＋3Cl22FeCl3
②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
③Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
(3)花瓣褪色　新鲜的花瓣中含有水分，Cl2与水反应会生成HClO，HClO具有漂白性
(4)不稳定　2HClO2HCl＋O2↑
B组　综合强化练
1．0.9 g某元素的单质与足量氯气反应后，质量增加3.55 g，则这种元素是(　　)
A．P B．Mg C．Al D．Fe
答案　C
解析　增加的质量就是Cl2的质量，所以0.9 g这种元素的单质与Cl2反应能消耗3.55 g Cl2。由关系式2P～3Cl2或2P～5Cl2，Mg～Cl2，2Al～3Cl2，2Fe～3Cl2可知，本题选C项。
【考点】　氯气的化学性质
【题点】　氯气的化学性质定量计算
2．漂白粉是生产生活中常用的消毒剂。

下列有关漂白粉的说法中，错误的是(　　)
①漂白粉是混合物，其有效成分是次氯酸钙
②为了提高漂白粉的漂白效果，使用时可加少量盐酸
③漂白粉性质稳定，可以敞口存放
④漂白粉能与少量CO2、H2O反应生成Ca(HCO3)2和HClO
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案　C
解析　漂白粉的性质相对于HClO来说比较稳定，但在敞口存放过程中，会发生反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO、2HClO2HCl＋O2↑，使漂白粉逐渐失效，故③错误；与少量CO2反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO，与过量CO2反应时才生成Ca(HCO3)2，故④错误。
3．(不定项)向盛有氯气的三个集气瓶中，分别注入约五分之一的液体并振荡，观察下图所记录的现象，其中判断各瓶所注入的液体正确的是(　　)

A．①中为硝酸银溶液
B．②中为氢氧化钠溶液
C．③中为蒸馏水
D．③中为澄清石灰水
答案　C
解析　瓶①中氯气完全被吸收，加入的是碱溶液；瓶②中氯气完全被吸收，有白色沉淀生成，加入的可能是硝酸银溶液；瓶③中氯气部分被吸收，得到浅黄绿色的氯水，加入的是蒸馏水。
4．如图是实验室制备氯气并验证氯气性质的装置(其中夹持装置已省略)。

已知：装置A是氯气的发生装置，反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。
据此回答下列问题：
(1)装置B中饱和食盐水的作用是_________________________________________________。
(2)装置B也是安全瓶，目的是监测实验进行时装置C中是否发生堵塞，请写出装置C中发生堵塞时装置B中的实验现象：____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性，则装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次应放入的物质是________(填序号)。
序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
a
干燥的有色布条
碱石灰
湿润的有色布条
b
干燥的有色布条
无水硫酸铜
湿润的有色布条
c
湿润的有色布条
浓硫酸
干燥的有色布条
d
湿润的有色布条
无水氯化钙
干燥的有色布条

(4)装置D的作用是_____________________________________________________________，
则烧杯中的溶液是________________，写出所发生反应的化学方程式：___________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)除去Cl2中的HCl
(2)装置B中长颈漏斗内液面上升，形成一段液柱
(3)d
(4)吸收多余的氯气，防止污染环境　浓NaOH溶液(合理即可)　Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
解析　(1)由于浓盐酸具有挥发性，从装置A中出来的氯气中含有HCl气体，HCl气体可以用饱和食盐水除去。(2)若装置C中堵塞，则装置B中压强会增大，将液体压入长颈漏斗，从而形成一段液柱。(3)要验证氯气是否具有漂白性，可先验证氯气是否能使湿润的有色布条褪色，然后干燥氯气，再检验干燥的氯气是否能使干燥的有色布条褪色；干燥氯气时不能选用会与氯气反应的碱石灰，U形管中一般盛装固体干燥剂，故浓硫酸不能盛装在U形管中，无水硫酸铜可以检验水的存在，不用于氯气的干燥，本题可选用无水氯化钙作干燥剂。(4)氯气有毒会污染环境，所以装置D的作用是吸收多余的氯气，则烧杯中的溶液为浓NaOH溶液，所发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。





5．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2 g，水1 000 mL，配成0.2%～0.3%的浊液。
将病人用具浸泡其中5～10 min，如需要，浓度可提高，时间可延长。
注意事项：……

回答下列问题：
(1)请你为漂白粉写一份保存、使用的注意事项(不超过35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、2HClO2HCl＋O2↑
6．FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：

①检验装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。
请回答下列问题：
(1)装置A中反应的化学方程式为__________________________________________________。
(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是______________________________________________。
(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)______________________。
(4)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
答案　(1)2Fe＋3Cl22FeCl3　(2)在沉积的FeCl3固体下方加热　(3)②⑤　(4)
解析　(1)在装置A中发生反应的化学方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3。(2)因FeCl3受热易升华，需要在沉积的FeCl3固体下方加热，使其升华。(3)因FeCl3易潮解，故需要实验前、实验中、实验后均保持干燥环境。为保持干燥的操作为步骤②通入干燥的Cl2，步骤⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。(4)尾气中的Cl2用氢氧化钠溶液吸收。