2023-2024学年人教版2019高中化学必修1 第二章 第二节 第1课时　氯气的性质（学案+课时对点练 word版含解析）

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第二节　氯及其化合物
第1课时　氯气的性质
[核心素养发展目标]　1.能从原子结构的角度认识氯元素是一种很活泼的非金属元素，其单质具有强氧化性。2.通过实验探究氯气的化学性质，掌握氯气与金属单质、非金属单质及水的反应，促进“科学探究”化学核心素养的发展。
一、氯的存在、氯气的物理性质
1．氯的存在与氯气的用途
(1)氯的存在
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中，还存在于陆地的盐湖和盐矿中。
(2)氯气
氯气是一种重要的化工原料，大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等。18世纪70年代，瑞典化学家舍勒将软锰矿(主要成分是MnO2)与浓盐酸混合加热，制得一种气体，1810年，戴维确认为氯气。
2．氯气的物理性质
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
密度
黄绿色
气体
刺激性气味
有毒
1体积的水可溶解约2体积的氯气
比空气大


(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)收集氯气时，可根据集气瓶内是否充满黄绿色气体来判断是否收集满(　　)
(4)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(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)√

1．下列说法正确的是(　　)
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．氯气可用于消灭田鼠，为此，可将氯气用软管通入田鼠洞中，这是利用了氯气下列性质中的________(填序号)。
①黄绿色　②密度比空气大　③有毒　④易液化 ⑤可溶于水
答案　②③
解析　将氯气通入田鼠洞中起灭鼠作用，一方面是利用其密度比空气大，可沉在洞底；另一方面是氯气有毒。

氯气的熔、沸点低，在低温和加压条件下可以转化为液态，称为液氯。
二、氯气与金属、非金属单质的反应
1．原子结构
氯原子结构示意图为，容易得到1个电子，氯气的化学性质活泼，常表现强氧化性。
2．与金属单质的反应

化学方程式
反应现象
与钠反应
2Na＋Cl22NaCl
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。
3．与非金属单质(如H2)的反应

(1)实验操作：在空气中点燃氢气，然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中。
(2)实验现象：纯净的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。
特别提醒　因为HCl极易溶于水，HCl与空气中的水蒸气形成盐酸小液滴。

(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(　　)
(5)Cl2与金属反应时，表现强氧化性(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√

1．下列化合物中，不能通过两种单质间化合直接制取的是(　　)
A．FeCl3 B．CuCl2
C．HCl D．FeCl2
答案　D
解析　Cl2与金属反应生成高价态的金属氯化物，所以FeCl2不能由两种单质直接化合制取。
2．下列关于氯气的叙述正确的是(　　)
A．钠在氯气中燃烧产生白烟
B．红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl
C．纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰
D．氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质
答案　A
解析　钠在氯气中燃烧，生成NaCl固体小颗粒，形成白烟，A项正确；红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2，B项错误；氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，C项错误；Cl2是单质，既不是电解质，也不是非电解质，D项错误。

(1)氯气是很活泼的非金属单质，具有强氧化性。
①氯气能与绝大多数金属反应，一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到最高价。
②氯气在一定条件下能与非金属单质(如H2、S、P等)反应。
(2)燃烧是发光发热的剧烈的化学反应，也是氧化还原反应，不一定要有氧气参与，如2P＋3Cl22PCl3等。
(3)描述现象时，固体小颗粒分散在空气中形成“烟”，液体小液滴分散到空气中形成“雾”。
三、氯气与水的反应
1．常温下，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的部分氯气与水发生反应的化学方程式是Cl2＋H2O===HCl＋HClO。
2．漂白原理的探究实验
实验操作
实验现象
实验结论

有色布条不褪色
干燥的Cl2无漂白作用

有色布条褪色
在有H2O存在的条件下，Cl2有漂白作用

有色鲜花褪色
在有H2O存在的条件下，Cl2有漂白作用

氯气溶于水能杀菌、消毒以及能使某些染料和有机色素褪色，是因为氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性。
3．次氯酸的性质
(1)弱酸性
次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性弱，写出氯气和水反应的离子方程式：Cl2＋H2O===
H＋＋Cl－＋HClO。
(2)不稳定性
次氯酸不稳定，见光易分解，反应的化学方程式：2HClO2HCl＋O2↑。
(3)强氧化性
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，使某些染料和有机色素褪色，还可以用作漂白剂。
氯气用于自来水消毒时，因与水中的有机物反应，生成的有机氯化物可能对人体有害，所以要严格控制饮用水中余氯的含量，并开始使用二氧化氯(ClO2)、臭氧等新的自来水消毒剂。

(1)氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物(　　)
(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通入紫色石蕊溶液中的现象是先变红后褪色(　　)
(5)可用pH试纸测定氯水的pH(　　)
(6)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能做氧化剂(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×

1．探究氯水的成分
某学习小组设计以下六个实验探究氯水的成分，请填表。
实验序号
操作及现象
结论
①
观察氯水的颜色呈黄绿色
氯水中含____
②
将氯水滴加到AgNO3溶液中产生白色沉淀
氯水中含____
③
将氯水滴到淀粉-KI试纸上，试纸变蓝
氯水中含____
④
将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中，产生气泡
氯水中含____
⑤
将氯水滴加到石蕊溶液中，溶液先变红后褪色
氯水中含____和__________
________________________
⑥
将氯水滴加到有色布条上，布条褪色
氯水含______

答案　①Cl2　②Cl－　③Cl2　④H＋　⑤H＋　HClO　⑥HClO
2．探究氯水的性质
将新制氯水滴入含酚酞的NaOH溶液中，红色逐渐褪去，根据此现象。试回答下列问题：
(1)某同学分析产生上述现象的原因可能有两种，请用文字简要说明：
一是________________________________________________________________________；
二是________________________________________________________________________。
(2)请设计一个较简单的实验探究红色褪去的原因：________________________________。
答案　(1)氯水中的H＋中和了NaOH，使红色褪去
氯水中的HClO将酚酞漂白，使红色褪去
(2)继续向溶液中滴加NaOH溶液，若溶液恢复红色，则说明第一个结论正确，若溶液仍为无色，则说明第二个结论正确

1.液氯、新制氯水和久置氯水的区别

液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－
H＋、Cl－、H2O、OH－
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性

2.新制氯水成分的多重性

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．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；钠在空气中燃烧，生成的过氧化钠为淡黄色固体，D项错误。
2．下列关于氯水的叙述正确的是(　　)
A．新制氯水中的微粒只含Cl2和H2O
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Cl2
D．新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性减弱
答案　B
解析　新制氯水中主要含有三种分子：H2O、Cl2、HClO和四种离子：H＋、Cl－、ClO－、OH－；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HClO氧化褪色；光照新制氯水，发生反应：2HClO2HCl＋O2↑，逸出的是O2而不是Cl2；该反应进行后，弱酸(次氯酸)转化为强酸(盐酸)，在密闭无色玻璃瓶中不考虑HCl挥发，溶液的酸性增强。
3.实验表明：将氯水滴加到蓝色石蕊试纸上，试纸上会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环，且两环颜色不同，下列有关说法不正确的是(　　)

A．此实验表明氯水具有酸性、漂白性
B．内环呈白色，外环呈红色或浅红色
C．氯水中形成次氯酸的反应中还原产物是HClO
D．内外环上颜色的差异表明此变化过程中，盐酸与指示剂的反应比氧化还原反应快
答案　C
解析　由氯水的成分可知，该实验能表明氯水具有酸性、漂白性，A正确；内环呈白色、外环呈红色或浅红色，内环是HClO起作用，外环是H＋起作用，B正确；Cl2＋H2O===HCl＋HClO，还原产物是HCl，HClO是氧化产物，C错误；内外环上颜色的差异表明此变化过程中，盐酸与指示剂的反应比氧化还原反应快，D正确。
4．新制氯水中含有多种粒子，某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质，做了如下实验：
(1)氯水经光照后，颜色________________，放出的气体是______________，化学方程式为
____________________________________，溶液的酸性________(填“增强”“不变”或“减弱”)，所以实验室的氯水应该用________色瓶密封保存，放到______________处。
(2)氯水能使红色布条褪色。对于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种粒子都有可能。请你设计实验，得出正确结论。
提出问题
收集资料
提出假设
验证假设
得出结论
氯水中何种物质能使红色布条褪色？
①氯气有强氧化性；
②氯气与冷水反应生成盐酸和次氯酸；
③次氯酸有强氧化性
①______________________________；②___________________；
③____________________
实验①：把红色干布条放入充满干燥氯气的集气瓶中，布条不褪色；
实验②：_______________
_____________________；实验③：把红色布条放入稀盐酸中，布条不褪色


答案　(1)变浅或褪色　O2　2HClO2HCl＋O2↑　增强　棕　冷暗
(2)①氯气使红色布条褪色　②HClO使红色布条褪色　③盐酸使红色布条褪色　把红色布条放入新制氯水中，红色布条褪色　次氯酸使红色布条褪色





题组一　氯原子的结构及氯气的物理性质
1．氯原子结构示意图为，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
D．氯原子的原子核外有7个电子
答案　B
解析　氯原子最外电子层上有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。
2．根据氯原子最外电子层有7个电子，不能推测或解释的性质是(　　)
A．氯气在反应中易得到电子
B．氯气具有强氧化性
C．氯气具有毒性
D．氯气是活泼的非金属单质
答案　C
解析　氯原子最外电子层上有7个电子，易得到1个电子形成稳定结构的氯离子；氯元素是一种活泼性很强的非金属元素，其单质具有强氧化性，能与多种金属和非金属直接化合，还能与水等化合物反应。
3．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；逆风撤离，才可以脱离氯气的笼罩，C错误；氯气与水反应，但其速度慢且反应不充分，D错误。
题组二　氯气与单质的反应
4．氯气跟下列物质反应时，能够产生白雾的是(　　)
A．钠 B．铜 C．氢气 D．铁
答案　C
解析　钠与氯气反应生成固体氯化钠，会观察到白烟；铜与氯气反应生成固体氯化铜，会观察到棕黄色的烟；氢气与氯气反应生成氯化氢，氯化氢极易结合水蒸气变为盐酸小液滴，会观察到白雾；铁与氯气反应生成固体氯化铁，会观察到棕褐色的烟。
5．下列氯化物中，既能由金属和Cl2直接化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是(　　)
A．CuCl2 B．MgCl2
C．FeCl2 D．FeCl3
答案　B
解析　CuCl2可以由Cu与Cl2化合制得，不能由Cu和盐酸反应制得，A项不符合题意；MgCl2可以由Mg与Cl2化合制得，也可以由Mg和盐酸反应制得，B项符合题意；Fe和Cl2化合生成FeCl3，Fe和盐酸反应生成FeCl2，C、D项均不符合题意。
6．下列有关氯气的叙述不正确的是(　　)
A．金属钠可在氯气中剧烈燃烧
B．通常状况下，干燥的氯气能与铁反应
C．光照氯气和氢气的混合物会发生爆炸
D．氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸
答案　B
题组三　氯水的成分及次氯酸的性质
7．下列关于液氯和氯水的叙述正确的是(　　)
A．液氯是纯净物，而氯水是混合物
B．液氯与氯水均有酸性
C．液氯较氯水的漂白作用更强
D．液氯无色，氯水呈黄绿色
答案　A
解析　氯气可液化为液氯，液氯(黄绿色液体)是由氯气分子构成的纯净物，无酸性、无漂白性；氯气溶于水得到氯水(浅黄绿色溶液)，新制的氯水是含有Cl2、H2O、 HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－的混合物，既有酸性，又有漂白性。
8．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素褪色
答案　C
解析　HClO是一元弱酸，酸性比碳酸弱。
9．用自来水养金鱼时，通常先将自来水经日晒一段时间后，再注入鱼缸，其目的是(　　)
A．利用紫外线杀死水中的细菌
B．提高水温，有利于金鱼生长
C．增加水中氧气的含量
D．促使水中的次氯酸分解
答案　D
解析　自来水常用Cl2作消毒剂，Cl2溶于水会与水反应生成HClO，HClO是强氧化剂，它的存在对金鱼的生长有害，而HClO见光易分解。
10．(2022·黑龙江大庆中学高一月考)利用传感器和信息处理终端对氯水的光照实验进行数据采集与分析得到以下图像，相关说法不正确的是(　　)

A．图一可为光照过程中氯水的pH值变化情况
B．图二可为光照过程氯水中氯离子浓度的变化情况
C．图三可为光照过程中氯气在瓶中的体积分数
D．氯水应保存在配有玻璃塞的棕色细口瓶中
答案　C
解析　光照会有更多的HCl生成，HCl为强酸，则溶液的pH下降，A选项正确；光照过程中，HClO分解生成HCl，增加H＋的同时也增加Cl－，Cl－浓度应提高，B选项正确；光照使反应H2O＋Cl2===HCl＋HClO进行的程度更大，消耗更多的Cl2，Cl2的浓度降低，C选项错误；光照能够使氯水中的HClO分解，因此氯水应保存在配有玻璃塞的棕色瓶中，避免阳光直射，D选项正确。

11．下列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．Cl2跟变价金属反应生成高价金属氯化物
答案　B
解析　氯气和液氯是同一种物质的不同状态，B不正确。
12．对于反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO的叙述正确的是(　　)
A．反应1个Cl2，转移2个电子
B．水做还原剂
C．氯气既是氧化剂又是还原剂
D．反应产物都是强酸
答案　C
13．在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现各自的性质，下列关于氯水的说法不正确的是(　　)
A．氯水放置数天后pH将变小
B．加入有色布条，布条褪色，说明溶液中有HClO
C．氯水和液氯都是混合物
D．新制氯水可与Zn反应产生气泡
答案　C
14．用玻璃棒蘸取新制氯水滴在蓝色石蕊试纸中部，观察到的现象是(　　)

答案　B
解析　氯水显酸性，含有HCl，可以使蓝色石蕊试纸变红色，又因新制氯水中含有HClO，所以试纸先变红色后又会被漂白为白色，故应选B项。
15．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)将新鲜的有色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　新鲜的有色花瓣中含有水分，Cl2遇水会产生HClO，HClO具有漂白性
(4)不稳定　2HClO2HCl＋O2↑
16．下面是某化学课外活动小组探究氯水漂白性的活动记录。
[观察]　氯气的颜色：黄绿色；氯水的颜色：浅黄绿色。
[预测]　氯水中含有氯气分子。
[实验操作]　用两根玻璃棒分别蘸取盐酸和氯水，各滴在一片蓝色石蕊试纸上。
[实验现象]　滴有盐酸的试纸变红，滴有氯水的试纸中间变为白色，外圈变红。
[分析与结论]　氯水呈浅黄绿色，说明氯水中有氯气分子。滴有氯水的蓝色石蕊试纸外圈变红，说明氯水中有能使试纸变红的酸，中间变为白色，说明氯水中有能够使有色物质褪色的物质。
[问题与思考]　氯气溶于水发生反应：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，溶液中的水和HCl都没有漂白作用，能够使有色物质褪色的物质是氯水中的氯气分子还是氯水中的次氯酸呢？还是二者都有漂白作用？
(1)氯水中所含的分子有________________________________________________。
(2)氯水中所含的离子有______________，使蓝色石蕊试纸变红的离子为____________。
(3)氯水中某组分能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀，则对应的化学方程式为_____________
_______________________________________________________________________________。
(4)假设使蓝色石蕊试纸褪色的是Cl2，请你设计一个实验验证该假设是否合理。
[实验操作]_____________________________________________________________。
[实验现象]_____________________________________________________________。
[分析与结论]___________________________________________________________。
答案　(1)Cl2、H2O、HClO
(2)Cl－、H＋、ClO－、OH－(极少量)　H＋
(3)AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3
(4)将干燥的蓝色石蕊试纸伸入盛有干燥氯气的集气瓶中　干燥的蓝色石蕊试纸不褪色　干燥的蓝色石蕊试纸与干燥的Cl2接触时不褪色，说明Cl2无漂白性，因此使蓝色石蕊试纸褪色的不是Cl2
解析　氯水中含有Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－和OH－(极少量)，因此氯水能表现多种性质，要验证Cl2是否有漂白性，可将干燥的蓝色石蕊试纸放入干燥的Cl2中检验。