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1、
第二節(jié) 氯及其化合物
第一課時 氯氣的性質(zhì)
[明確學(xué)習(xí)目標] 1.了解氯原子的結(jié)構(gòu),了解氯元素在自然界的存在形式。2.熟悉氯氣的性質(zhì),知道氯氣是很活潑的非金屬單質(zhì)。3.了解氯水的成分及性質(zhì)。4.掌握氯氣與堿溶液的反應(yīng)及應(yīng)用。
學(xué)生自主學(xué)習(xí)
氯氣與金屬、非金屬的反應(yīng)
1.氯的原子結(jié)構(gòu)和氯元素的存在
(1)原子結(jié)構(gòu)
原子結(jié)構(gòu)示意圖為,氯原子容易得到1個電子而形成Cl-,表現(xiàn)氧化性。
(2)氯元素的存在
氯在自然界中以化合態(tài)存在,除了以NaCl、MgCl2、CaCl2的形式存在于海水中,還存在于陸地的鹽湖和鹽礦中。
2.氯氣的物理性質(zhì)
2、3.與金屬單質(zhì)的反應(yīng)
氯氣是很活潑的非金屬單質(zhì),具有很強的氧化性。氯氣能與大多數(shù)金屬化合,生成金屬氯化物。
4.與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)
5.氯氣的用途
(1)氯氣是一種重要的化學(xué)工業(yè)物質(zhì)。氯的化合物可作為制取高純硅、鍺(半導(dǎo)體)和金屬鈦的重要中間物質(zhì)。
(2)在有機化工中,氯氣是合成塑料、橡膠、人造纖維、農(nóng)藥、染料和藥品的重要原料。
氯氣與水、堿的反應(yīng)
1.氯氣和水的反應(yīng)
(1)氯氣能溶于水,其水溶液俗稱氯水
氯水具有漂白性是因為氯氣與水反應(yīng)生成了具有漂白作用的HClO,反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cl2+H2O===HCl+HClO。
(2)次氯酸的性質(zhì)
①次氯
3、酸是易溶于水的弱酸,比碳酸酸性還弱,寫離子方程式時不能拆成離子形式。氯氣和水反應(yīng)的離子方程式為Cl2+H2O===H++Cl-+HClO。
②不穩(wěn)定性,見光易分解,放出氧氣。化學(xué)反應(yīng)方程式為2HClO2HCl+O2↑。
③次氯酸具有強氧化性,其氧化性比Cl2強,可用于自來水的殺菌消毒,還可以用作漂白劑。
2.氯氣和堿的反應(yīng)
(1)根據(jù)氯氣與水的反應(yīng)原理,推測氯氣與強堿溶液反應(yīng)的生成物是氯化物、次氯酸鹽和水,氯氣與NaOH、Ca(OH)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
4、(2)漂白液的主要成分是NaCl、NaClO,有效成分是NaClO;漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。
(3)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、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、紙張的漂白劑,又可作游泳池及環(huán)境的消毒劑。
1.如何聞氣體的氣味?
提示:用手在瓶口輕輕扇動,讓少量氣體飄進鼻孔。
2.通過金屬、H2在氯氣中的燃燒實驗,你對燃燒的條件和本質(zhì)有什么新的認識?
提示:Na、H2在空氣中可以燃燒,在Cl2中也可以燃燒。由此可知燃燒不一定有氧氣參加,燃燒的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng),所有
5、的發(fā)光放熱的劇烈的氧化還原反應(yīng)都稱為燃燒。
3.有經(jīng)驗的養(yǎng)觀賞魚的人用自來水養(yǎng)魚時常把用氯氣消毒的自來水暴曬幾天且養(yǎng)魚時要放一塊大理石,你知道是為什么嗎?
提示:暴曬幾天是除去自來水中的Cl2,讓Cl2與H2O反應(yīng)生成HCl和HClO,HClO分解生成HCl和O2,最終自來水中的Cl2變?yōu)镠Cl,放一塊大理石是除去水中的HCl。
課堂互動探究
知識點一 氯氣與金屬、非金屬的反應(yīng)
(1)氯氣在加熱或點燃條件下能與大多數(shù)金屬反應(yīng),且與Fe反應(yīng),使Fe顯+3價(不顯+2價),與Cu反應(yīng)使Cu顯+2價。
(2)純凈H2在氯氣中安靜地燃燒,工業(yè)上利用該反應(yīng)制鹽酸;Cl2、H2混合后在光照
6、條件下發(fā)生爆炸生成HCl。
(3)“煙”與“霧”的區(qū)別:“煙”是指固體“小顆?!?,而“霧”是指“小液滴”,H2在Cl2中燃燒時集氣瓶口的“白霧”是產(chǎn)物HCl與空氣中的H2O(g)結(jié)合成的“鹽酸小液滴”。
(4)“燃燒”是劇烈的發(fā)光發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象,燃燒不一定有O2參與反應(yīng),如Cl2也可以作助燃劑。
1 下列金屬中,在一定條件下既能跟Cl2反應(yīng),又能跟稀鹽酸反應(yīng),且均生成MCl2型化合物的是( )
A.Al B.Fe C.Cu D.Mg
[批注點撥]
[解析] Al與Cl2、鹽酸反應(yīng)生成AlCl3,F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,Cu不與鹽酸反應(yīng),Mg與Cl2、鹽酸
7、反應(yīng)均生成MgCl2。
[答案] D
[練1] 將氯氣通過軟管通入鼠洞中,可以用來消滅田鼠。在此過程中利用了氯氣下列性質(zhì)中的( )
①黃綠色?、诿芏缺瓤諝獯蟆、塾卸尽、芤滓夯?
⑤溶于水
A.①②③ B.②③
C.③④ D.③④⑤
答案 B
解析 氯氣密度比空氣大,所以易通入鼠洞,其毒性可以殺死田鼠。
[練2] 下列各化合物不能由單質(zhì)直接化合制取的是( )
A.FeCl3 B.CuCl2 C.AlCl3 D.FeCl2
答案 D
解析 因Cl2化學(xué)性質(zhì)很活潑,與變價金屬反應(yīng)時生成高價態(tài)化合物,F(xiàn)e元素有+2、+3價,Cu元素有+1、+2價,Al元素只有+
8、3價。
方法規(guī)律 氯氣與金屬反應(yīng)時表現(xiàn)出強氧化性,與變價金屬(如Fe)反應(yīng)時得到高價金屬氯化物(如FeCl3);氯氣不但能與大多數(shù)金屬反應(yīng),還能與某些非金屬單質(zhì)如H2、P、S等反應(yīng)。
知識點二 氯氣與水、堿的反應(yīng)
1.氯水的成分和性質(zhì)
(1)氯水的成分
①氯水中的化學(xué)反應(yīng)及有關(guān)電離方程式:
Cl2+H2O===H++Cl-+HClO,HClOH++ClO-,2HClO2HCl+O2↑。
②氯水的成分——“三分子四離子”:
(2)氯水的性質(zhì)
2.液氯、新制氯水和久置氯水的比較
3.Cl2可與堿反應(yīng)
(1)Cl2+2NaOH===
9、NaCl+NaClO+H2O,該反應(yīng)可用于工業(yè)制“84”消毒液和實驗室吸收尾氣中的Cl2。
(2)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,該反應(yīng)可用于工業(yè)制漂白粉,漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分為Ca(ClO)2。
2 在氯水中存在多種分子和離子,它們在不同的反應(yīng)中表現(xiàn)各自的性質(zhì)。下列實驗現(xiàn)象和結(jié)論一致且正確的是( )
A.加入有色布條,一會兒有色布條褪色,說明溶液中有Cl2存在
B.溶液呈黃綠色,且有刺激性氣味,說明有Cl2分子存在
C.先加入鹽酸酸化,再加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀,說明氯水中有Cl-存在
D.加
10、入NaOH溶液,氯水黃綠色消失,說明有HClO分子存在
[批注點撥]
[解析] 次氯酸有強氧化性,能使有色布條褪色,向氯水中加入有色布條,一會兒有色布條褪色,說明溶液中有HClO存在,故A錯誤;氯氣是黃綠色氣體,且有刺激性氣味,如果氯水呈黃綠色,且有刺激性氣味,說明有Cl2分子存在,故B正確;鹽酸中含有氯離子,向氯水中加入鹽酸后再加入硝酸銀溶液生成氯化銀白色沉淀,不能說明氯水中含有氯離子,故C錯誤;向氯水中加入氫氧化鈉溶液,氯水黃綠色消失,說明氯水中Cl2分子逐漸被反應(yīng)而消失,不能說明含有次氯酸,故D錯誤。
[答案] B
[練3] 常用氯氣給自來水消毒,某同學(xué)用自來水配制下列物質(zhì)的
11、溶液,會使藥品明顯變質(zhì)的是( )
①FeCl3?、贏gNO3 ③NaHCO3?、躆gCl2 ⑤NaOH
A.①②④ B.②③⑤
C.①②④ D.全部
答案 B
解析 氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸,具有酸性和氧化性,因此與硝酸銀、碳酸氫鈉和氫氧化鈉都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而與FeCl3和MgCl2不反應(yīng),故選B。
[練4] 下列物質(zhì)具有漂白性的是( )
①濕潤的氯氣 ②液氯?、哿蛩崴峄钠追廴芤骸、芨稍锏钠追邸、轁駶櫟腍Cl?、蘖蛩崴峄腘aClO溶液
A.①②③④⑤⑥ B.①③⑤⑥
C.①②④⑤ D.①③⑥
答案 D
解析?、贊駶櫟穆葰庵泻蠬ClO;②液氯就
12、是液態(tài)的干燥氯氣,不含HClO;③硫酸酸化的漂白粉溶液中含有HClO;④干燥的漂白粉中不含HClO;⑤濕潤的HCl中無HClO;⑥硫酸酸化的NaClO溶液中含有HClO。故選D項。
方法規(guī)律 (1)新制氯水(呈淡黃綠色),屬于混合物,若久置,則最終為鹽酸(無色),故久置的氯水顏色褪去(無Cl2),氧化性減弱(無HClO、Cl2),酸性增強。
(2)Cl2、NaClO、漂白粉本身并無漂白性,只有在一定條件下生成HClO時,才有漂白性,如干燥的Cl2不能使干燥的有色布條褪色。
(3)漂白液、漂白粉的漂白原理是2NaClO+CO2+H2O===Na2CO3+2HClO、Ca(ClO)2+CO2
13、+H2O===CaCO3↓+2HClO。
(4)漂白粉敞口存放在潮濕的空氣中容易失效,其原因是Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO;2HClO2HCl+O2↑,所以漂白粉的保存方法是密封保存。
(5)HClO的漂白性是永久的破壞性漂白。
本課歸納總結(jié)
1.氯氣是一種黃綠色、有毒的氣體。
2.氯氣與變價金屬反應(yīng)生成高價態(tài)的金屬氯化物。
3.氯水的成分——“三分子、四離子”
“三分子”為Cl2、H2O、HClO;“四離子”為H+、Cl-、ClO-、OH-。
4.HClO具有弱酸性、強氧化性、不穩(wěn)定性和漂白性。
5.工業(yè)上用Cl2與NaOH溶液
14、反應(yīng)制“84”消毒液,實驗室用NaOH溶液除去尾氣中的Cl2。工業(yè)上用石灰乳吸收Cl2制漂白粉以便于Cl2的貯存和運輸。
學(xué)習(xí)效果檢測
1.下列關(guān)于氯水的敘述中,正確的是( )
A.新制氯水中既有分子,又有離子
B.新制氯水在光照的條件下,可以產(chǎn)生氣體,該氣體是氯氣
C.新制氯水中滴加硝酸銀溶液,沒有任何現(xiàn)象
D.新制氯水不能使干燥的有色布條褪色
答案 A
解析 新制氯水中次氯酸分子能使干燥的有色布條褪色,在光照條件下:2HClO2HCl+O2↑,產(chǎn)生的氣體為O2,新制氯水中的Cl-與AgNO3產(chǎn)生白色沉淀AgCl。故只有A正確。
2.下列物質(zhì)能使干燥的藍色石蕊試紙先變
15、紅后褪色的是( )
①氯氣?、谝郝取、坌轮坡人、苈葰獾木凭芤骸、蓰}酸 ⑥鹽酸酸化的漂白粉溶液
A.①②③ B.①②③⑥
C.③⑥ D.③④⑥
答案 C
3.將Cl2制成漂白粉的主要目的是( )
①使它轉(zhuǎn)變成較易溶于水的物質(zhì)
②轉(zhuǎn)變成較穩(wěn)定、便于貯存的物質(zhì)
③提高氯的質(zhì)量分數(shù)
④提高漂白能力
A.①② B.②③④ C.②③ D.②
答案 D
解析 將Cl2制成漂白粉的主要目的是轉(zhuǎn)變成較穩(wěn)定、便于貯存的物質(zhì)。Ca(ClO)2比HClO穩(wěn)定,便于貯存、運輸。
4.在新制氯水中存在多種分子和離子,下列實驗現(xiàn)象和結(jié)論一致且正確的是( )
A.新制
16、氯水使紅玫瑰變?yōu)榘酌倒?,說明有Cl2
B.加入石蕊試液,試液變紅,說明該溶液不含OH-
C.將KHCO3固體加入新制的氯水中,有氣泡產(chǎn)生,說明有HClO
D.光照新制氯水有氣泡逸出,該氣體一定是O2
答案 D
解析 A項,新制氯水中因含HClO而具有漂白性,Cl2沒有漂白性;B項,氯水中含有少量OH-,其來源于H2O的電離;C項,氯水中的H+與KHCO3反應(yīng)產(chǎn)生CO2;D項,光照下氯水中的HClO發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生O2。
5.飽和氯水久置后,溶液中的各種粒子減少的是( )
①Cl2 ②H2O?、跜l-?、蹾ClO ⑤H+
A.①②④ B.①②③ C.①④ D.②④
答案
17、 A
解析 飽和氯水久置后會變?yōu)橄←}酸,所以Cl2、H2O、HClO均會減少。
6.下列實驗過程中,不會產(chǎn)生氣體的是( )
答案 C
解析 A項,新制氯水中的HClO見光分解生成氧氣;B項,新制氯水中的H+與發(fā)酵粉中的NaHCO3反應(yīng)生成CO2;C項,新制氯水中的HCl與AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀和HNO3,沒有氣體產(chǎn)生;D項,H2O與Na2O2反應(yīng)生成O2。
7.某學(xué)生應(yīng)用如下圖所示的方法研究物質(zhì)的性質(zhì),其中氣體A的主要成分是氯氣,雜質(zhì)是空氣和水蒸氣?;卮鹣铝袉栴}:
(1)該項研究(實驗)的主要目的是_________________________________
18、_。
(2)濃H2SO4的作用是______________________________,與研究目的直接相關(guān)的實驗現(xiàn)象是__________________________________________________。
(3)從物質(zhì)性質(zhì)的方面來看,這樣的實驗設(shè)計還存在事故隱患,事故表現(xiàn)是________________________。請在圖中D處以圖的形式表明克服事故隱患的措施。
答案 (1)探究Cl2與HClO誰有漂白性
(2)吸收氣體A中的水蒸氣 B中的布條不褪色,C中的布條褪色 (3)Cl2污染空氣 如下圖所示
解析 Cl2本身無漂白性,Cl2與H2O反應(yīng)生成的HClO有漂白性,Cl2有毒,易與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng):Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O。