高中化学第二节 氯及其化合物第1课时学案设计

这是一份高中化学第二节 氯及其化合物第1课时学案设计，共10页。学案主要包含了氯气的发现，氯的存在及氯原子结构，氯气的性质，次氯酸等内容，欢迎下载使用。
新课情境呈现
含氯化合物的漂白作用与消毒作用
次氯酸、漂白粉、二氧化氯等含氯化合物具有漂白作用与消毒作用。
通常用次氯酸盐作为漂白剂和消毒剂的主要成分。例如：84消毒液的有效成分就是次氯酸钠。次氯酸盐与稀酸或空气里的二氧化碳和水反应可生成次氯酸，显现出漂白和消毒作用。以次氯酸盐为有效成分的漂白剂和消毒剂的有效期较短，不宜长期保存。
漂白粉(次氯酸钙和氯化钙的混合物，其有效成分为次氯酸钙)是利用氯气与氢氧化钙反应制成的，所发生的反应为：2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
二氧化氯(ClO2)也可用于漂白和消毒。二氧化氯的漂白能力和消毒能力比氯气强且使用起来更加安全。现在，二氧化氯正在越来越多地取代以次氯酸盐为有效成分的漂白剂和消毒剂。
以上含氯化合物是怎样制得的，让我们一起学习氯气的性质。
课前素能奠基
新知预习
一、氯气的发现
18世纪70年代，瑞典化学家！！！ 舍勒 ###将！！！ 软锰矿 ###与！！！ 浓盐酸 ###混合加热制得了氯气，但未确认，直到1810年，英国化学家！！！ 戴维 ###才确认氯气。
二、氯的存在及氯原子结构
1．氯元素在自然界中主要以！！！ NaCl ###、MgCl2、CaCl2等形式存在于海水、！！！ 盐湖 ###和盐矿中。
2．氯的原子结构示意图为！！！ ###，氯原子最外电子层上有7个电子，在化学反应中很容易！！！ 得到1个电子 ###，使最外层达到8个电子的稳定结构。氯气是很活泼的非金属单质，具有！！！ 强氧化 ###性。
三、氯气的性质
1．物理性质
点拨：闻气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使少量气体飘进鼻孔。
2．化学性质
(1)与金属单质反应
点拨：Cl2是一种强氧化剂，和变价金属反应时，生成最高价态金属氯化物。
(2)与非金属单质反应
纯净的氢气可在氯气中安静地燃烧，发出！！！ 苍白 ###色火焰，反应生成的气体是HCl，它在空气中与水蒸气结合，呈现雾状。
化学方程式：！！！ H2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl ###。
氯气与氢气混合光照条件下会发生！！！ 爆炸 ###，化学方程式：！！！ H2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(光照))2HCl ###。
(3)与H2O反应：
①氯气的水溶液称为“氯水”，颜色为！！！ 浅黄绿色 ###。
②溶于水中的部分氯气与水发生反应，化学方程式为！！！ Cl2＋H2O===HCl＋HClO ###。
(4)与碱反应：
漂白粉在空气中长期放置易失效，其原因为(用化学方程式表示)：！！！ Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3＋2HClO ###，！！！ 2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑ ###。
3．用途
大量用于制造！！！ 盐酸 ###、有机溶剂、农药、染料和药品等。
四、次氯酸
1．性质
(1)弱酸性(酸性小于碳酸)：NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO。
(2)不稳定性：次氯酸不稳定，只存在于水溶液中，见光易分解，化学方程式！！！ 2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑ ###。
(3)强氧化性
①漂白性。
②杀菌、消毒。
2．用途
次氯酸可用作棉、麻和纸张的漂白剂。
应用体验
1．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(＋＋＋ D －－－)
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
解析：自来水常用Cl2做消毒剂，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。
2．田鼠对庄稼产生危害，Cl2可用于消灭田鼠，因此可将Cl2用软管通入田鼠洞中，这是利用了氯气下列性质中的(＋＋＋ B －－－)
①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④易液化
⑤能溶于水
A．①②B．②③
C．①②③D．③④⑤
解析：田鼠对庄稼产生危害，Cl2可用于消灭田鼠，因此可将Cl2通入田鼠洞中，利用Cl2有毒且密度比空气的大，气体下沉的性质，故选B。
3．海啸、地震、洪水等自然灾害过后，地下水等饮用水都会受到一定程度的污染，为了保证人民身心健康，下列物质不能用于水源消毒的是(＋＋＋ C －－－)
A．氯气B．漂白粉
C．烧碱D．次氯酸钠
解析：烧碱的主要成分是NaOH，不具有杀菌、消毒作用，所以选C。
4．(2021·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(＋＋＋ C －－－)
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
解析：铜在Cl2中剧烈反应生成棕黄色固体小颗粒，A项正确；钠在Cl2中燃烧生成白色固体小颗粒，B项正确；H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾，不是烟，C项错误；氯水久置后，其中的次氨酸见光分解，最终变成稀盐酸，D项正确。
要点归纳
课堂素能探究
氯水的成分
知识点
问题探究：1.次氯酸的漂白原理是什么？
2．Cl－检验时加HNO3溶液的目的是什么？
探究提示：1.次氯酸的漂白作用是由于其具有强氧化性，其漂白原理是氧化有机色素(即有机色质)，发生的是氧化还原反应，不可逆。常见的可漂白的物质有有色纸条、有色布条、酸碱指示剂、有色花瓣、红墨水、品红溶液、蓝色石蕊试纸等。
2．排除COeq \\al(2－,3)等的干扰。
知识归纳总结：
1．氯水(新制氯水)中的相关化学反应及物质的电离
Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO
(弱酸，不完全电离)
2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑
2．氯水的性质：
3．新制氯水、久置氯水、液氯的比较
典例1 下列关于氯水性质及现象的描述和相关解释正确的是(＋＋＋ B －－－)
解析：氯气与水反应生成HCl、HClO，HCl显强酸性，使石蕊变红，HClO具有强氧化性，使其褪色，故A错误；氯水中加入硝酸银溶液产生白色沉淀，说明生成白色沉淀氯化银，所以氯水中含有氯离子，故B正确；次氯酸的酸性弱于碳酸，所以氯水中加入碳酸钠溶液产生气体，说明有盐酸而不是次氯酸，故C错误；氯水中加入有色布条，有色布条褪色是次氯酸的漂白性，而不是氯气的作用，故D错误。
〔素养应用1〕向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，经过振荡，现象如下图所示，则甲、乙、丙中注入的液体分别是(＋＋＋ A －－－)
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水
A．②①③B．①②③
C．③②①D．①③②
解析：氯气为黄绿色气体，能溶于水，溶于水得到氯水，氯水因为溶解氯气显浅黄绿色，三个集气瓶中只有丙颜色为浅黄绿色，所以丙中液体为水；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，乙出现了白色的沉淀而变浑浊，所以乙中液体为硝酸银溶液；氯气能够与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，所以氯气被氢氧化钠吸收，溶液为无色，故甲中液体为氢氧化钠溶液，则甲、乙、丙注入的液体分别是②①③。
次氯酸漂白性
知识点
问题探究：为了探究HClO的漂白性，某同学设计了如下实验。
1．通入Cl2，根据集气瓶A、B中红色花朵的现象，你能得出什么结论？
2．为了确认是HClO使新鲜的红色花朵褪色，你认为还需增加的实验是什么？
探究提示：1.Cl2不能使烘干的红色花朵褪色，Cl2能使新鲜的红色花朵褪色，因此Cl2不具有漂白作用，但Cl2溶于水后具有漂白作用。
2．Cl2溶于水并与H2O发生反应：Cl2＋H2O===HClO＋HCl，因此为了确认是HClO具有漂白性，还应增加一个将HCl通过新鲜的红色花朵的实验装置，以验证盐酸不具有漂白性。
知识归纳总结：
1．氯水、次氯酸盐溶液的漂白实质是HClO具有强氧化性。
2．次氯酸的漂白性
eq \x(原理)→eq \x(将有色有机物质氧化为稳定的无色物质)
|
eq \x(特点)→eq \x(被HClO漂白的物质，久置后不再恢复原色)
|
eq \x(\a\al(应用,范围))→eq \x(几乎所有的有色物质遇HClO都会褪色)
典例2 城市生活用水可用漂白粉杀菌、消毒。下列关于漂白粉的叙述正确的是(＋＋＋ B －－－)
A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2
B．将Cl2制成漂白粉的主要目的是使它转化为较稳定的物质，便于保存和运输
C．漂白粉是由Cl2与烧碱反应制得的
D．在使用漂白粉时最好与浓盐酸共用
解析：漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，故A错误；氯水中的HClO能漂白，但易分解且不易保存、运输，所以制成固态漂白粉，故B正确；氯气与烧碱反应生成NaCl、NaClO和H2O，故C错误；漂白粉与浓盐酸发生反应生成氯气，氯气有毒，故D错误。
〔素养应用2〕实验表明：将氯水滴加到一张蓝色石蕊试纸上，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，下列有关说法中不正确的是(＋＋＋ D －－－)
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．内、外环颜色的差异表明此变化过程中，中和反应比氧化还原反应快
D．氯水中，形成次氯酸的反应的还原产物是HClO
解析：内、外两环颜色不同，说明氯水中两种物质起作用，分别表现出酸性和漂白性，A项正确；HClO表现强氧化性，起漂白作用，使内环呈白色，H＋表现酸性，使外环呈红色或浅红色，B项正确；由现象可知，外环呈红色或浅红色是由于H＋表现酸性的结果，说明中和反应快，内环呈白色是HClO的强氧化性的表现，氧化还原反应慢些，C项正确；由反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO可知，HClO是Cl元素化合价升高的产物，为氧化产物，D项错误。
名师博客呈现
含氯化合物的漂白作用与消毒作用
某些含氯化合物如次氯酸、次氯酸盐、二氧化氯等，具有漂白作用和消毒作用。
次氯酸是一种不稳定的酸，见光易分解，通常以次氯酸盐作为漂白剂和消毒剂的主要成分。次氯酸盐与空气中的二氧化碳和水蒸气反应可生成次氯酸，从而发挥漂白作用和消毒作用。
84消毒液是一种常用的含氯消毒剂，其主要成分为次氯酸钠。
84消毒液及其漂白作用
漂白粉(主要成分为次氯酸钙和氯化钙，有效成分为次氯酸钙)是一种常用的漂白剂，它是利用氯气与石灰乳反应制成的。
2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
二氧化氯(ClO2)的漂白能力和消毒能力比氯气强，使用起来比较安全，现正在越来越多地取代以次氯酸盐为有效成分的漂白剂和消毒剂。
含氯漂白剂和消毒剂通常应避光并置于阴凉处密封保存。
〔即时训练〕
有关漂白粉和漂白液的说法正确的是(＋＋＋ B －－－)
A．漂白粉是纯净物，漂白液是混合物
B．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
C．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
D．漂白液的有效成分是Na2O2
解析：漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得的混合物，化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，故其主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成分为Ca(ClO)2，漂白液的有效成分是NaClO，符合题意的只有B项。
课堂达标验收
1．实验室为了使用方便，通常将氯气溶解于水中形成氯水或将氯气降温加压形成液氯来使用。下列有关这两种液体的实验描述都正确的是(＋＋＋ C －－－)
A．两种液体都可以使干燥的布条褪色
B．两种液体都可以使干燥的蓝色石蕊试纸变红
C．用这两种液体都可给自来水消毒
D．分别向这两种液体中投入几颗金属锌粒均有气泡产生
解析：氯水中部分Cl2与H2O反应生成HCl、HClO，HClO具有漂白性，能使干燥的布条褪色，液氯中只含有氯气分子，氯气没有漂白性，故A错误；氯水中部分氯气与水反应生成HCl和HClO，可使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故B错误；氯气与HClO均具有强氧化性，可以用于自来水消毒，C正确；锌与氯水中盐酸反应生成氢气，锌与液氯不能生成气体，故D错误。
2．漂白粉在社会生活、工业生产中用途广泛，漂白粉除了具有漂白作用外，还被应用于杀菌消毒。
(1)特战部队进行野外训练时经常要携带漂白粉进行消毒杀菌，以防疾病发生，但瓶装漂白粉久置空气中会呈稀粥状而失效。试用化学方程式表示漂白粉在空气中易失效的原因：！！！ Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO 2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑ ###。
(2)浓盐酸和次氯酸钙能发生下列反应：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是！！！ ①②③ ###。
①CO2 ②HCl ③H2O(气) ④O2
解析：(1)由于酸性H2CO3>HClO，所以Ca(ClO)2在空气中易跟CO2、H2O反应生成CaCO3和HClO，HClO见光易分解。
(2)用含CaCO3的Ca(ClO)2跟浓盐酸制Cl2，除题给反应外，还发生下列反应生成CO2：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，生成的Cl2中可能含有CO2、H2O、HCl等杂质。
3．氯水是一种环境消毒剂，在生活中有着广泛的应用。氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d中重合部分代表物质间反应，且氯水足量)。
Ⅰ.(1)能证明氯水具有漂白性的是！！！ d ###(填“a”“b”“c”或“d”)。
(2)c过程中的现象是！！！ 有白色沉淀生成 ###，b过程中反应的化学方程式为！！！ Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ ###。
(3)久置的氯水变为！！！ 稀盐酸 ###，用化学反应方程式表示为！！！ 2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑ ###。
(4)实验室保存饱和氯水的方法是！！！ 在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存 ###。
Ⅱ.(1)化学研究小组发现在强光照射下新制氯水产生细小气泡，且浅黄绿色逐渐消失，请预测气泡的成分！！！ 氧气 ###。
(2)请设计实验测定强光照射下久置氯水中氯元素的质量(简单叙述实验过程即可，不涉及具体数值计算)：！！！ 量取一定量的试样，加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量 ###。
解析：Ⅰ.氯水中含有HCl、Cl2、H2O、HClO等，可以与AgNO3溶液、Na2CO3等发生反应。HClO具有漂白性，故氯水可使石蕊先变红(HCl的酸性)后褪色，但HClO不稳定，见光易分解。
Ⅱ.(1)氯气和水反应的化学方程式为Cl2＋H2O===HCl＋HClO，次氯酸见光易分解：2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，所以气泡的成分为氧气；
(2)久置氯水中所有的氯元素都反应为氯离子，再利用硝酸银检验氯离子，方法为量取一定量的试样，加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量。
4．在生产生活中我们需要对餐具、水、疫源地等进行杀菌消毒处理，我们最常用的消毒剂有漂白粉、“84”消毒液、二氧化氯、洁厕剂(主要成分为HCl)等含氯试剂。
但是将“84”消毒液和洁厕剂混用却会因产生Cl2引起中毒。
(1)“84”消毒液的主要成分是什么？有效成分是什么？写出“84”消毒液和洁厕剂混合使用引起中毒的化学方程式。
(2)写出制造“84”消毒液的化学方程式。
答案：(1)NaClO和NaCl NaClO 2HCl＋NaClO===Cl2↑＋H2O＋NaCl
(2)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
解析：(1)“84”消毒液的主要成分是NaClO和NaCl，洁厕剂的主要成分是HCl，两者常温下反应生成有毒气体Cl2，人误吸引起中毒。
(2)“84”消毒液由Cl2与NaOH溶液反应制得。
学习目标
核心素养
1．阅读有关“从氯气的发现到被确认为一种新元素”的历史进程，感受化学对人类文明进步的贡献。
2．从氯原子结构角度，结合实验探究认识氯气的强氧化性。
3．认识次氯酸的强氧化性和不稳定性及其在生产、生活中的应用。
1．通过对“氯气的发现”的学习，培养实验探究和创新意识。
2．通过对“氯气强氧化性”的学习，培养宏观辨识与微观探析能力。
3．通过对“次氯酸性质”的学习，增强社会责任感。
颜色
状态
气味
毒性
溶解性(25 ℃)
！！！ 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
实验操作
实验现象
结论
有色布条！！！ 不褪色 ###
干燥的Cl2！！！ 没有 ###漂白作用
有色布条！！！ 褪色 ###
氯水有漂白作用，起漂白作用的是！！！ HClO ###
新制氯水
久置氯水
液氯
成分
(1)三种分子：Cl2、HClO、H2O
(2)四种离子：H＋、Cl－、ClO－、OH－
H＋、OH－、Cl－、H2O
Cl2
颜色
浅黄绿色
无色
黄绿色
性质
酸性、氧化性、漂白性
酸性
Cl2
的性质
保存
棕色瓶盛装，
置于阴暗处
低温
密封
操作
现象
解释
A
将氯水加入紫色石蕊试液中
石蕊试液先变红色后褪色
氯水中有H＋
B
氯水中加入硝酸银溶液
产生白色沉淀
氯水中有Cl－
C
氯水中加入碳酸钠溶液
产生气体
氯水中有HClO
D
氯水中加入有色布条
有色布条褪色
氯水中有Cl2