高中化学第一单元 氯气及氯的化合物第2课时导学案及答案

第2课时　 氯气的性质及应用

1．氯气的物理性质

2.氯气的化学性质

氯元素的原子结构示意图为 。由此可知，氯原子在化学反应中容易得到1个电子。氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，在一定条件下能与多种金属和非金属单质反应，生成氯化物。

(1)能与绝大多数金属反应生成盐

微点拨： Cl2与变价金属反应时生成高价态的金属氯化物，即Cl2与Fe反应，不论Cl2是否过量均生成FeCl3而不是FeCl2。

(2)Cl2与非金属单质的反应

(3)氯气与水的反应

①氯气能溶于水，其水溶液俗称氯水。按照表中要求完成氯水的性质实验，将实验现象及有关结论填入表中：

②新制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＋H2OHCl＋HClO，该反应的氧化剂是Cl2，还原剂是Cl2。

③次氯酸(HClO)的性质

a．次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性弱。

b．次氯酸不稳定，见光易分解，反应的化学方程式：2HClO2HCl＋O2↑。

c．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。

微点拨：干燥的Cl2没有漂白性，但湿润的Cl2由于生成了HClO而具有漂白性。

(4)氯气与碱溶液的反应

①氯气与NaOH反应化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，工业上利用此反应制取漂白剂(有效成分为次氯酸钠)和实验室常用氢氧化钠溶液吸收氯气尾气。

②氯气与Ca(OH)2反应化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。

③漂白粉

a．漂白粉的成分为CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。

b．漂白粉长期露置于空气中，最终会生成CaCl2，其反应原理为Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3＋2HClO、2HClO2HCl＋O2↑、CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。

微点拨：工业制备漂白粉时只能用石灰乳而不能用石灰水；漂白粉在空气中变质包括两个反应过程：一是Ca(ClO)2与空气中CO2、H2O反应，二是生成的HClO分解。

3．氯气的用途

(1)氯气可以用于消毒，制造盐酸、漂白剂、农药等。

(2)氯气还广泛应用于合成聚氯乙烯、制备药物、冶金及染料工业等各个领域。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”。)

(1)Cl2以液态形式存在时可称作氯水或液氯。 (×)

(2)氢气在氯气中燃烧，生成白色烟雾。 (×)

(3)有氯气参加的化学反应必须在溶液中进行。 (×)

(4)钠在氯气中燃烧生成固体NaCl。 (√)

2．(双选)下列说法不正确的是(　　 )

A．H2在Cl2中燃烧会产生淡蓝色火焰

B．氯水用于漂白是因为HClO的存在

C．漂白粉是混合物，其有效成分是次氯酸钠

D．漂白粉放入稀盐酸中可以提高漂白速度

AC　[H2在Cl2中燃烧会产生苍白色火焰，A错误；漂白粉的有效成分为次氯酸钙，C错误；漂白粉放入稀盐酸中会发生反应Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2＋2HClO，从而加快HClO的产生，提高漂白速度。]

3．氯气溶于水中，所得溶液具有漂白性是因为含有(写化学式)            ，有关反应的化学方程式是            。

[答案]　HClO　 Cl2＋H2OHCl＋HClO

1774年，舍勒发现氯气的同时也发现了氯水对纸张、蔬菜和花具有永久性的漂白作用。1785年法国化学家贝托雷(Claude louis Berthollet)提出把漂白作用应用于生产，并注意到氯气溶于草木灰水中形成的溶液比氯水更浓，漂白能力更强，而且无逸出氯气的有害现象。1789年英国化学家台耐特(Smithson Tennant)把氯气溶解在石灰乳中，制成了漂白粉。

[问题1]　 某学生打开自来水龙头时闻到了刺激性气味，向该自来水中加入硝酸银溶液，出现浑浊现象。请预测该自来水所使用的消毒剂是什么？使用该消毒剂消毒的原理是什么？

[提示]　消毒剂为Cl2。氯气与水反应生成HClO，HClO能杀菌消毒。

[问题2]　向氯水中滴加石蕊溶液，能看到什么现象？为什么？

[提示]　氯水中含有H＋，所以溶液先变红，氯水中含有的HClO具有漂白性，所以溶液后褪色。

[问题3]　氯水在光照条件下久置会发生哪些变化？氯水的氧化性、漂白性、酸性怎样改变？

[提示]　光照氯水时，溶液中的次氯酸不断分解生成盐酸和氧气，溶液的浅黄绿色逐渐褪去。氯水的氧化性、漂白性减弱，酸性逐渐增强。

1．新制氯水、久置氯水和液氯的区别

2.在不同反应中，氯水起作用的成分不同

1．下列实验现象，与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是(　　 )

A．将NaHCO3固体加入新制氯水中，有无色气泡产生(H＋)

B．氯水呈浅黄绿色(Cl2)

C．将AgNO3溶液滴加到新制氯水中，有白色沉淀产生(Cl－)

D．新制氯水使红色布条褪色(HCl)

D　[A项，由于氯水中存在HCl，则发生反应NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，表现出酸性，即H＋的性质；B项，氯气为黄绿色气体，溶解在水中使其水溶液呈浅黄绿色；C项，能发生反应HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3，表现出Cl－的性质；D项，新制氯水使红色布条褪色是次氯酸的漂白作用，错误。]

2．为探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质，某化学兴趣小组做了如下实验：

(1)观察氯水颜色，发现氯水呈黄绿色，证明氯水中含有的粒子是        。

(2)向氯水中滴入碳酸钠溶液，有气体生成，说明氯水中含有的粒子是        。

(3)在盛有氯水的试管中的有色布条褪色，说明氯水中含有的粒子是        。

(4)将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中，溶液显红色，起作用的微粒是        ，过一会儿，溶液的颜色逐渐褪去，起作用的微粒是        。

(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成，证明氯水中含有的粒子是      。

(6)氯水经光照后，颜色逐渐消失，并放出的气体是        ，溶液的酸性        (填“增强”“不变”或“减弱”)。

[解析]　(1)氯水中含有的粒子有Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－和OH－，含有Cl2，使溶液呈现黄绿色；(2)滴入Na2CO3溶液有气体生成，证明溶液呈酸性，含H＋；(3)氯水能使有色布条褪色，说明具有漂白性，证明氯水中含有HClO；(4)紫色石蕊溶液滴入新制氯水中，溶液呈红色，说明有H＋存在，很快褪色，则是因为HClO起漂白作用；(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成，证明氯水中有Cl－；(6)HClO不稳定，见光易分解放出O2，并生成盐酸，由于HClO为弱酸，而盐酸是强酸，故溶液酸性增强。

[答案]　(1)Cl2　(2)H＋　(3)HClO　(4)H＋　HClO　(5)Cl－　(6)O2　增强

1．关于氯气的说法不正确的是(　　)

A．尽管氯气的化学性质很活泼，但是干燥的液氯能用钢瓶贮存

B．氯气和液氯是两种不同的物质

C．可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气

D．氯气有毒，它曾在战争中被用于制造毒气弹

B　[液氯是氯气的液态形式，两者为同一种物质。]

2．下列现象不属于H2在Cl2中燃烧现象的是(　　 )

A．苍白色火焰

B．瓶口有白雾

C．集气瓶内气体颜色变浅

D．爆炸

D　[H2在Cl2中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口因生成的HCl吸收空气中的H2O生成盐酸小液滴而形成白雾，集气瓶内气体的颜色因Cl2的消耗而变浅，但不发生爆炸。]

3．下列关于氯水的叙述中正确的是(　　 )

A．新制氯水中只含有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．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2

D．氯水放置数天后，酸性减弱

B　[新制氯水中有Cl2、HClO、H2O等分子，H＋、Cl－、ClO－等离子，A项错误；新制氯水中含有H＋和HClO，蓝色石蕊试纸遇H＋变红，变红后的试纸被强氧化剂HClO氧化而褪色，B项正确；光照氯水发生反应2HClO2HCl＋O2↑，逸出的气体是O2，而不是Cl2，C项错误；HClO分解后变成HCl，HCl是强酸，溶液的酸性增强，D项错误。]

4．下列说法正确的是(　　 )

A．向新制的氯水中滴入紫色石蕊溶液，溶液会变红色

B．欲除去Cl2中少量的HCl气体，可将此混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶

C．漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2

D．氯水的成分为Cl2和Ca(ClO)2，应密封保存

B　[新制的氯水中含有HCl和HClO，故滴入紫色石蕊溶液，溶液将先变红后褪色，A项错误；漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，C项错误；新制氯水的成分有Cl2、H＋、ClO－、OH－、Cl－、HClO、H2O，不含有Ca(ClO)2，D项错误；Cl2几乎不溶于饱和食盐水，但HCl易溶于饱和食盐水，因此可用饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl气体，B项正确。]

5．在第一次世界大战期间，有一次德军与英、法军在比利时对峙，黎明时，英、法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)是黄绿色气体，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，遇Cl2会产生HClO，HClO具有漂白性

(4)不稳定　2HClO2HCl＋O2↑