新教材2023年高中化學(xué)第二章海水中的重要元素-鈉和氯第二節(jié)氯及其化合物第1課時(shí)氯氣的性質(zhì)課件新人教版必修第一冊(cè)

第1課時(shí)氯氣的性質(zhì)1.能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究氯氣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),體會(huì)實(shí)驗(yàn)對(duì)認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用,培養(yǎng)證據(jù)推理意識(shí)。2.能用氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)的觀點(diǎn)預(yù)測(cè)并解釋氯氣的化學(xué)性質(zhì),并能用化學(xué)方程式正確表達(dá)。3.以氯及其化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)為線索,建立含氯元素的物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,進(jìn)一步了解研究物質(zhì)的思路和方法。4.通過(guò)含氯物質(zhì)性質(zhì)和用途的學(xué)習(xí),感受物質(zhì)性質(zhì)和用途的關(guān)系,體會(huì)化學(xué)對(duì)生活、環(huán)境保護(hù)的重要意義,增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。目標(biāo)素養(yǎng)5.了解氯氣的發(fā)現(xiàn)史,學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究精神及勤于鉆研、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。初步學(xué)會(huì)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備方法,并能根據(jù)反應(yīng)原理選取合適的實(shí)驗(yàn)裝置,樹(shù)立安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。6.了解氯離子的檢驗(yàn)方法,能夠排除雜質(zhì)離子的干擾,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神。目標(biāo)素養(yǎng)知識(shí)概覽一、氯的原子結(jié)構(gòu)及氯元素的存在1.氯的原子結(jié)構(gòu)。表現(xiàn)出

氧化

性。2.氯元素的存在形態(tài)。氯是一種重要的“

成鹽

元素”,在自然界中主要以

NaCl

、MgCl2、CaCl2等形式存在于海水中,還存在于陸地的鹽湖、鹽礦中。

二、氯氣的發(fā)現(xiàn)和常見(jiàn)性質(zhì)1.氯氣的發(fā)現(xiàn)。氯氣是18世紀(jì)70年代,瑞典化學(xué)家

舍勒

在研究軟錳礦時(shí)發(fā)現(xiàn)的,但受當(dāng)時(shí)流行學(xué)說(shuō)的影響,他未能確認(rèn)。直到1810年,英國(guó)化學(xué)家戴維才確認(rèn)這種氣體是氯氣。

2.氯氣的物理性質(zhì)。氯氣是一種

黃綠

色、

有刺激性

氣味的氣體,密度比空氣的

大

,能溶于水。

微思考1如何聞氯氣的氣味?根據(jù)氯氣的性質(zhì),你能推測(cè)在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)該怎樣收集氯氣嗎?提示:聞氯氣氣味的方法:用手在盛有氯氣的瓶口上方向鼻孔輕輕扇動(dòng),使極少量氣體飄進(jìn)鼻孔。收集氯氣的方法:可采用向上排空氣法收集,不能采用排水法,但可以用排飽和食鹽水法收集。三、氯氣的化學(xué)性質(zhì)1.與金屬單質(zhì)的反應(yīng)。2.與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)。

微思考2我們以前學(xué)過(guò)的燃燒反應(yīng),都是物質(zhì)在氧氣中的燃燒。通過(guò)觀察氫氣在氯氣中的燃燒,你對(duì)燃燒的條件及其本質(zhì)有什么新的認(rèn)識(shí)?提示:燃燒并不一定需要氧氣參與。燃燒是指發(fā)光、放熱的劇烈氧化反應(yīng)。3.與水的反應(yīng)。(1)25℃時(shí),1體積水可溶解約

2

體積氯氣,氯氣的水溶液稱(chēng)為氯水,氯水呈淺黃綠色。

(2)溶于水的部分氯氣與水發(fā)生反應(yīng),化學(xué)方程式為Cl2+H2O═HCl+HClO,該反應(yīng)的氧化劑是

Cl2

,還原劑是

Cl2

。

(3)次氯酸具有

強(qiáng)氧化

性,能殺死水中的病菌,起到消毒的作用。

(4)驗(yàn)證次氯酸的漂白性。

褪色原因分析:使有色物質(zhì)褪色的物質(zhì)

不是氯氣本身,而是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸

。

(5)次氯酸是很弱的酸,只存在于水溶液中。次氯酸不穩(wěn)定,在光照條件下容易發(fā)生分解反應(yīng),化學(xué)方程式為

2HClO2HCl+O2↑

。

4.與堿的反應(yīng)。(1)自來(lái)水常用氯氣來(lái)殺菌、消毒,但因氯氣的溶解度不大,而且生成的HClO不穩(wěn)定,不便于

保存

。因此常用氯氣與堿反應(yīng)制取次氯酸鈉、次氯酸鈣等具有

漂白

作用的物質(zhì)。

(2)Cl2與NaOH溶液反應(yīng)可以得到以

NaClO

為有效成分的漂白液。反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2NaOH+Cl2══NaCl+NaClO+H2O

。

(3)將Cl2通入冷的石灰乳中,可以得到以

Ca(ClO)2

為有效成分的漂白粉。反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2Ca(OH)2+2Cl2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

。如果Cl2與Ca(OH)2反應(yīng)充分,并使次氯酸鈣成為主要成分,則得到漂粉精。

(4)漂白液、漂白粉、漂粉精可用作漂白棉、麻、紙張等的

漂白

劑,也可用作游泳池等場(chǎng)所的

消毒

劑。

微思考3漂白粉、漂白液的使用都比較方便,但如果保存不善,它們也容易變質(zhì),想一想它們變質(zhì)后會(huì)生成什么物質(zhì)?應(yīng)該怎樣保存呢?提示:漂白液中的NaClO在空氣中會(huì)與空氣中的H2O、CO2作用生成HClO。HClO見(jiàn)光易分解為HCl和O2,因此漂白液最終會(huì)變成含有NaCl、HCl的溶液。漂白粉則會(huì)變成含有CaCl2和CaCO3的混合物。保存時(shí)應(yīng)注意密封、避光。微判斷(1)漂白粉和漂粉精都屬于純凈物。(

)(2)Cl2與H2O反應(yīng)的離子方程式為Cl2+H2O══2H++Cl-+ClO-。(

)××一、氯氣的性質(zhì)規(guī)律重難歸納1.氯氣與金屬的反應(yīng)規(guī)律。(1)大多數(shù)金屬在一定條件下都能跟氯氣發(fā)生化合反應(yīng)(Pt、Au等除外)。(2)氯氣與金屬的反應(yīng)均屬于氧化還原反應(yīng),氯氣為氧化劑。(3)氯氣與變價(jià)金屬發(fā)生反應(yīng)時(shí),金屬均能被氧化為高價(jià)態(tài)。如Fe→FeCl3、Cu→CuCl2等。(4)常溫下,干燥的氯氣或液氯都不與鐵發(fā)生反應(yīng),所以干燥的氯氣和液氯可以貯存在鋼瓶中。2.氯氣的氧化性。(1)氯氣具有強(qiáng)氧化性,不但表現(xiàn)在與金屬的反應(yīng)中,也可表現(xiàn)在其他一些反應(yīng)中,如氯氣遇到一些還原性物質(zhì)如FeCl2、SO2等的時(shí)候,也可把它們氧化為高價(jià)態(tài)的化合物。(2)氯氣與水或堿的反應(yīng)中,氯氣既做氧化劑又做還原劑。(1)某氯氣泄漏事故現(xiàn)場(chǎng)人員撤離時(shí)均用一塊毛巾捂住口鼻以防止吸入氯氣,請(qǐng)說(shuō)明應(yīng)急處理毛巾的方法。(2)消防人員在某氯氣泄漏事故現(xiàn)場(chǎng)向空中噴灑石灰水進(jìn)行處理,請(qǐng)說(shuō)明這樣處理的原理(用化學(xué)方程式說(shuō)明)。提示:(1)可以將毛巾蘸肥皂水或小蘇打水等呈弱堿性的溶液。(2)2Cl2+2Ca(OH)2══CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。典例剖析下圖所示是驗(yàn)證氯氣性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn),a、b、c、d、e是浸有相關(guān)溶液的濾紙。向KMnO4固體上滴加一滴濃鹽酸后,立即用另一培養(yǎng)皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl(濃)══2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,Cl2+2NaBr══2NaCl+Br2,Cl2+2KI══2KCl+I2,Fe3+遇KSCN溶液變紅色。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的“解釋或結(jié)論”正確的是(

)。

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋或結(jié)論Aa處變藍(lán),b處變紅棕色氧化性:Cl2>Br2>I2Bc處先變紅,后褪色氯氣與水生成了酸性物質(zhì)Cd處立即褪色氯氣與水生成了漂白性物質(zhì)De處變紅色還原性:Fe2+>Cl-答案:D解析:向KMnO4固體上滴加一滴濃鹽酸后,產(chǎn)生的氯氣會(huì)與a~e處的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。a處發(fā)生反應(yīng)Cl2+2KI══2KCl+I2,可知氧化性:

Cl2>I2,b處發(fā)生反應(yīng)Cl2+2NaBr══2NaCl+Br2,可知氧化性Cl2>Br2,但無(wú)法比較Br2與I2的氧化性強(qiáng)弱,A項(xiàng)錯(cuò)誤。c處藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色,可知在此過(guò)程中有酸性物質(zhì)生成,同時(shí)生成了漂白性物質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤。d處立即褪色,在此過(guò)程中只能判斷溶液不再顯堿性,無(wú)法判斷有無(wú)漂白性物質(zhì)生成,C項(xiàng)錯(cuò)誤。e處變紅,說(shuō)明Fe2+被Cl2氧化為Fe3+,而Cl2被還原為Cl-,還原劑Fe2+的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物Cl-的還原性,D項(xiàng)正確。學(xué)以致用1.生活中難免會(huì)遇到一些突發(fā)事件,我們要善于利用學(xué)過(guò)的知識(shí),采取科學(xué)有效的方法保護(hù)自己。如果發(fā)生了氯氣泄漏,以下自救方法不得當(dāng)?shù)氖?

)。A.戴上浸有氫氧化鈉溶液的口罩撤離B.向地勢(shì)高的地方撤離C.觀察風(fēng)向,逆風(fēng)撤離D.用浸有純堿水的毛巾捂住口鼻撤離答案:A解析:NaOH溶液具有腐蝕性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氯氣的密度大于空氣的密度,故應(yīng)向地勢(shì)高的地方撤離,B項(xiàng)正確;氯氣有毒,發(fā)生泄漏時(shí),應(yīng)逆風(fēng)撤離,C項(xiàng)正確;純堿水為Na2CO3溶液,可以吸收氯氣,D項(xiàng)正確。2.下列說(shuō)法不正確的是(

)。A.鈉和鐵一樣,都能在氯氣中燃燒生成金屬氯化物B.液氯是氯氣的水溶液,它能使干燥的有色布條褪色C.氯氣與變價(jià)金屬反應(yīng)生成高價(jià)金屬氯化物D.氯水具有殺菌、漂白作用是因?yàn)槁人泻袕?qiáng)氧化性的次氯酸答案:B解析:液氯是液態(tài)的Cl2,不能使干燥的有色布條褪色,B項(xiàng)錯(cuò)誤。二、氯水的成分與性質(zhì)重難歸納1.氯水成分分析。氯水中存在反應(yīng):Cl2+H2O══HCl+HClO,HClO和HCl發(fā)生電離。氯水中含有以下粒子:2.新制氯水的性質(zhì)。氯水中存在多種粒子,決定了它具有多重性質(zhì)。3.液氯、新制氯水和久置氯水的比較。(1)區(qū)別。比較項(xiàng)目液氯新制氯水久置氯水粒子種類(lèi)Cl2H2O、Cl2、H+、Cl-、HClO、ClO-、OH-H2O、H+、Cl-、OH-分類(lèi)純凈物混合物混合物顏色黃綠色淺黃綠色無(wú)色性質(zhì)氧化性酸性、氧化性、漂白性等酸性保存特制鋼瓶棕色試劑瓶裝,密封放置在冷暗處,一般現(xiàn)用現(xiàn)配—(2)變化的原因。

用經(jīng)氯氣消毒的自來(lái)水養(yǎng)金魚(yú),應(yīng)將自來(lái)水放置在陽(yáng)光照射的地方兩天以上,才容易使金魚(yú)適應(yīng)新的水源。(1)自來(lái)水經(jīng)過(guò)太陽(yáng)照射一段時(shí)間后,才適宜養(yǎng)金魚(yú)的原因是什么(用必要文字和化學(xué)方程式表示)?(2)將盛有氯水的燒瓶置于陽(yáng)光下照射有氣泡產(chǎn)生,此氣泡成分是什么?燒瓶?jī)?nèi)溶液的酸堿性變化是怎樣的?(3)向含有酚酞的氫氧化鈉溶液中滴加氯水,可以觀察到什么現(xiàn)象?產(chǎn)生此現(xiàn)象的可能原因是什么?并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證產(chǎn)生此現(xiàn)象的可能原因。提示:(1)用氯氣消毒的自來(lái)水中,含有少量氯氣和次氯酸,次氯酸有強(qiáng)氧化性,經(jīng)過(guò)陽(yáng)光照射,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)2HClO2HCl+O2↑,放出氧氣。(2)氣泡的成分是氧氣。燒瓶?jī)?nèi)溶液酸性增強(qiáng)。(3)溶液紅色褪去?？赡苡袃煞N原因:①氯水中含具有強(qiáng)氧化性的HClO,它的漂白性使溶液褪色;②氫氧化鈉與氯水中含有的酸性物質(zhì)反應(yīng),溶液的堿性減弱而使溶液褪色。向褪色后的溶液中再加入氫氧化鈉溶液,若溶液重新變?yōu)榧t色則是原因②;若溶液無(wú)明顯變化,則是原因①。典例剖析在探究新制飽和氯水成分的實(shí)驗(yàn)中,下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及得出的結(jié)論不正確的是(

)。A.氯水的顏色呈淺黃綠色,說(shuō)明氯水中含有Cl2B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明氯水中含有Cl-C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明氯水中含有H+D.藍(lán)色石蕊試紙滴加氯水只是變紅,說(shuō)明氯水中含有H+答案:D解析:A項(xiàng),氯水因含氯氣分子而呈淺黃綠色,正確;B項(xiàng),Ag+與Cl-生成AgCl白色沉淀,正確;C項(xiàng),碳酸氫鈉與酸發(fā)生反應(yīng):H++

══H2O+CO2↑,正確;D項(xiàng),藍(lán)色石蕊試紙滴加氯水后變紅說(shuō)明氯水中含有H+,但氯水中還含有HClO,會(huì)使變紅的試紙?jiān)偻噬?錯(cuò)誤。學(xué)以致用下列對(duì)新制氯水與久置氯水性質(zhì)的敘述正確的是(

)。A.都為黃綠色B.都具有漂白性C.都能與硝酸銀溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀D.都能使紫色石蕊溶液變紅答案:C解析:新制備的氯水含有氯氣分子,顯淺黃綠色,久置氯水主要成分為HCl,不含氯氣分子,不顯黃綠色,故A錯(cuò)誤;久置氯水不含次氯酸,所以不具有漂白性,故B錯(cuò)誤;新制氯水與久置氯水都含有氯離子,都能與銀離子反應(yīng)生成白色氯化銀沉淀,故C正確;新制氯水含有氫離子和次氯酸分子,能夠使紫色石蕊溶液先變紅后褪色,久置氯水的主要成分為HCl,能夠使紫色石蕊溶液變紅,故D錯(cuò)誤。1.下列有關(guān)氯氣的性質(zhì)或用途的敘述中錯(cuò)誤的是(

)。A.工業(yè)上用氯氣與消石灰反應(yīng)來(lái)制漂白粉B.用向上排空氣法可收集氯氣C.氯氣有毒,制取氯氣的尾氣要用堿溶液來(lái)吸收D.氯氣能使有色的鮮花變色,說(shuō)明氯氣具有漂白性答案:D解析:Cl2使有色的鮮花變色,是因?yàn)镃l2與水反應(yīng)生成的HClO具有漂白性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.如圖所示,在A處通入未經(jīng)干燥的氯氣,當(dāng)關(guān)閉B閥時(shí),C處的紅布條看不到明顯現(xiàn)象;當(dāng)打開(kāi)B閥后,C處的紅布條逐漸褪色。則D瓶中盛放的溶液可能是(

)。①飽和NaCl溶液

②NaOH溶液③H2O

④濃硫酸A.①②

B.①③C.②④

D.③④答案:C解析:干燥的氯氣沒(méi)有漂白性,D中盛放能消耗氯氣的物質(zhì)或干燥氯氣的物質(zhì)均會(huì)使C處的紅布條無(wú)明顯現(xiàn)象。A處通入未經(jīng)干燥的Cl2,關(guān)閉B閥時(shí),C處干燥的紅布條看不到明顯現(xiàn)象,當(dāng)打開(kāi)B閥后,C處干燥的紅布條逐漸褪色,則洗氣瓶D中裝的物質(zhì)具有吸水性或能與氯氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。①飽和NaCl溶液不與氯氣反應(yīng),也不能將氯氣干燥,不符合題意,故①不選;②NaOH溶液與氯氣反應(yīng),除去氯氣,符合題意,故②選;③水