苏教版 (2019)必修 第一册第一单元 氯气及氯的化合物第二课时学案设计

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第二课时　氯气的性质及应用1．从氯原子结构，特别是最外层电子角度，结合实验探究，认识氯气的强氧化性，培养宏观辨识与微观探析相结合探究物质性质的能力。2．初步了解次氯酸的弱酸性、强氧化性和不稳定性，结合其漂白性，认识氯气、次氯酸在生产、生活中的应用，增强环保意识，强化自身的社会责任感。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  一、氯气的物理性质颜色气味密度水溶性特性黄绿色刺激性比空气大约1∶2(氯水呈浅黄绿色)易液化 二、氯气的化学性质1．氯气与金属单质的反应 化学方程式现象与Na2Na＋Cl22NaCl剧烈燃烧，火焰呈黄色，产生白烟与Fe2Fe＋3Cl22FeCl3产生棕褐色烟，溶于水，溶液呈黄色与CuCu＋Cl2CuCl2产生棕黄色烟，溶于水，溶液呈蓝色 [注意]　与变价金属反应生成最高价态金属氯化物。2．氯气与非金属单质的反应在空气中点燃氢气，然后伸入盛有氯气的集气瓶中。(1)现象：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。(2)化学方程式：H2＋Cl22HCl。3．氯气与水的反应(1)新制氯水能杀菌、消毒，是因为氯气与H2O反应，反应的化学方程式是Cl2＋H2OHCl＋HClO，次氯酸具有强氧化性，能杀菌、消毒。(2)次氯酸①不稳定性次氯酸见光分解反应的化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。②强氧化性ⅰ.能使有色物质褪色，作漂白剂。ⅱ.杀菌、消毒。③弱酸性HClO的酸性比H2CO3的弱，向NaClO溶液中通入足量CO2，化学方程式为NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3。(3)实验验证次氯酸的漂白性实验操作实验现象解释有色布条不褪色干燥的氯气不具有漂白性有色布条褪色湿润的氯气具有漂白性鲜花褪色湿润的氯气具有漂白性结论氯气不具有漂白性，次氯酸具有漂白性 4．氯气与碱的反应(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白剂、吸收尾气①制取反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。②漂白剂的有效成分是NaClO。(2)与石灰乳反应——制取漂白粉①制取反应的化学方程式：2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。②漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。③漂白粉的漂白原理：利用复分解反应原理，漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。三、氯气的用途1．氯气可用于消毒。2．工业制造盐酸、漂白剂、农药等。3．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。[问题探讨]1．如何预测氯气可能的性质？提示：(1)Cl2的相对分子质量为71，比空气的平均相对分子质量大，因此氯气的密度比空气的大，可用向上排空气法收集。(2)Cl的原子序数为17，原子结构示意图为，最外层有7个电子，容易得到电子变成稳定结构，因此Cl2是一种化学性质很活泼的非金属单质。反应产物中Cl元素的常见化合价为－1价；也有可能显正价。2．(情境思考)1915年4月22日，第一次世界大战西线战场，夜幕刚刚落下，防守比利时伊普尔的法军奋战在前方，从对面德军堑壕里突然升起一股奇怪的致命绿烟，微风将这股绿烟吹向法军，士兵们四处溃逃，瞬间许多人就中毒倒地，他们呼吸急促，渐渐地，他们没有了呼吸。(1)氯气使人中毒死亡的原理是什么？(2)对氯气这种有毒气体如何闻其气味？(3)当日常生活中遇到氯气泄漏时，可采用哪些措施进行防御？提示：(1)氯气具有强烈刺激性气味，吸入少量氯气会使人鼻腔和喉头黏膜受到刺激并引起胸痛和咳嗽，吸入较多氯气时会使人窒息死亡。(2)招气入鼻法：用手轻轻地在瓶口扇动，让极少量的气体飘进鼻孔。(3)①躲到地势比较高的地方；②戴防毒面具，用活性炭作毒气吸附材料；③用肥皂水浸湿软布捂住口鼻。3．结合次氯酸的性质分析该如何保存氯水？提示：次氯酸不稳定，见光易分解，所以氯水应保存在棕色细口瓶中并放于冷暗处。4．制取漂白粉时，应选择澄清石灰水还是石灰乳？为什么？提示：由于氢氧化钙的溶解度较小，制备漂白粉时不能用澄清石灰水，应用石灰乳。在石灰乳中通入氯气可制得漂白粉。5．氯水中的HClO也具有漂白性，为什么工业上不用HClO，而常用漂白粉或漂白液作漂白剂？提示：HClO不稳定，见光易分解，久置后会变质，次氯酸盐比HClO更稳定，便于储存和运输。6．(情境应用)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，还能杀菌消毒。(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：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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________(填序号)。①CO2　②HCl　③H2O(g)　④O2解析：(1)由于酸性H2CO3>HClO，所以Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应生成CaCO3和HClO，HClO见光易分解。(2)贮存很久的漂白粉中含CaCO3，用含CaCO3的Ca(ClO)2与浓盐酸反应制取Cl2，除题给反应外，还可以发生下列反应生成CO2：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，因此生成的Cl2中可能含有CO2、H2O(g)、HCl等杂质。答案：(1)Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，2HClO2HCl＋O2↑(2)①②③1．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。这是利用了下列氯气性质中的(　　)①黄绿色　②密度比空气大　③有毒　④易液化　⑤能溶于水A．①②   B．②③C．①②③   D．③④⑤解析：选B　将Cl2通入田鼠洞里灭鼠，一方面利用其密度比空气大，能沉在洞里，另一方面是利用Cl2有毒，故选B。2．氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质。下列叙述不正确的是(　　)A．红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧，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：选C　H2和Cl2反应生成HCl气体，HCl易溶于水，可观察到白雾，没有烟，故C错误。3．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。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，人吸入引起中毒。(2)84消毒液由Cl2与NaOH溶液反应制得。答案：(1)NaClO和NaCl；NaClO；2HCl＋NaClO===Cl2↑＋H2O＋NaCl。(2)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。   1．将盛有氯水的烧瓶置于阳光下照射，有气泡产生，此气泡成分是氯气吗？烧瓶内溶液的酸碱性有何变化？提示：不是。酸性增强(因反应2HClO2HCl＋O2↑，反应中放出O2，且有HCl生成，故烧瓶内溶液的酸性增强)。2．某同学用玻璃棒蘸取氯水，滴在pH试纸上，待颜色不再变化后，再与标准比色卡对比，确定氯水的pH。这种操作正确吗？如不正确，应用什么仪器测量氯水的pH?提示：不正确。因为氯水具有漂白性，可以漂白pH试纸，所以无法确定pH的大小。应用pH计测量氯水的pH。3．(情境应用)你知道如何用自来水养金鱼吗？首先，用容器取适量的自来水，将其放置在阳光照射的地方两天(三天更好)，再将其倒进鱼缸里面。这是因为自来水为了适合人类饮用，都经过了处理，其中含有氯气，此气体对于金鱼的生长不利，时间久了很容易造成金鱼死亡。将其放置在阳光照射的地方，是因为在阳光照射下，可以使有毒物质减少，从而使金鱼慢慢适应新的水源。①自来水用氯气消毒，说明氯气具有哪些方面的性质？②自来水晒过一段时间后，可以减少水中的有毒物质，发生哪些化学反应？提示：①自来水用氯气消毒，说明氯气具有强氧化性。②氯气对自来水消毒后，含有少量氯气和次氯酸。经过阳光照射后，发生的化学反应有2HClO2HCl＋O2↑。4．试讨论：新制氯水有哪些主要性质？提示：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－，新制氯水成分的多样性决定了新制氯水性质上的多重性。(1)新制氯水呈浅黄绿色，是由于Cl2存在；(2)新制氯水呈酸性(H＋)：能与碳酸氢钠反应放出CO2气体；又由于HClO的存在，蓝色石蕊试纸先变红后褪色；(3)不稳定性：光照新制氯水，HClO见光分解，发生反应2HClO2HCl＋O2↑，产生的气体是O2不是Cl2；(4)漂白性：能使有色布条褪色；(5)在新制氯水中加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀。1．氯水的成分氯水中存在反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，HClO和HCl发生电离。氯水中含有以下微粒：2．新制氯水的多重性质在氯水中含有多种微粒，因此在与不同物质发生反应时，表现出不同微粒的性质，现列表如下：所加试剂参与反应的微粒实验现象化学方程式或解释AgNO3溶液Cl－白色沉淀HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3Na2CO3固体H＋有气泡产生2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O有色布条HClO有色布条颜色褪去漂白性FeCl2溶液Cl2溶液由浅绿色变成黄色2FeCl2＋Cl2===2FeCl3石蕊溶液HClO、H＋先变红后褪色酸性和漂白性3．新制氯水与久置氯水的区别(1)区别 新制氯水久置氯水颜色浅黄绿色无色主要微粒Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－H＋、Cl－、H2O性质酸性、氧化性、漂白性酸性 (2)变化的原因Cl2＋H2OHClO＋HCl，2HClO2HCl＋O2↑。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(　　)①AgNO3溶液　②NaOH溶液　③水A．②①③   B．①②③C．③②①   D．①③②解析：选A　氯气为黄绿色气体，能溶于水，溶于水得到氯水，氯水因为溶解了氯气显浅黄绿色，三个集气瓶中只有丙中颜色为浅黄绿色，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，甲和乙中，只有乙因出现了白色沉淀而变浑浊，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，所以氯气能被氢氧化钠吸收，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。2．下列关于氯水性质及现象的描述和相关解释正确的是(　　) 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HClOD氯水中加入有色布条有色布条褪色氯水中有Cl2 解析：选B　氯气与水反应生成HCl、HClO，HCl显强酸性，使石蕊试液变红，HClO具有强氧化性，使石蕊褪色，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Cl－，故B正确；次氯酸的酸性弱于碳酸的酸性，所以氯水中加入碳酸钠溶液产生气体，说明反应的是盐酸而不是次氯酸，故C错误；氯水中加入有色布条，有色布条褪色是因为次氯酸的漂白性，而不是因为氯气的作用，故D错误。3．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(　　)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．用这两种液体都可以给自来水消毒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：选C　氯气无漂白性，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，故氯水具有漂白性，液氯是氯气的液态形式，无漂白性，不能使干燥的布条褪色，A错误；新制氯水中含有HCl和HClO，能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，液氯不显酸性，故不能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，B错误；液氯给自来水消毒，是利用氯气与水反应生成HClO的性质，氯水本身就含有HClO，故两种液体都可给自来水消毒，C正确；氯水显酸性，故锌与H＋反应可生成氢气，液氯中无氢离子，故无气泡产生，D错误。4.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________(填“a”“b”“c”或“d”)。(2)c过程中的现象是__________________________________________________，b过程中反应的化学方程式为____________________________________________。(3)久置的氯水变为________，用化学反应方程式表示为________________________________________________________________________。(4)实验室保存饱和氯水的方法是_________________________________________。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________。(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)：________________________________________________________________________。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：2HClO2HCl＋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。答案：Ⅰ.(1)d　(2)有白色沉淀生成Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑(3)稀盐酸　2HClO2HCl＋O2↑(4)在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存Ⅱ.(1)氧气　(2)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[分级训练·课课过关]________________________________________________________1．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(　　)A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2B．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：选B　漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，故A错误；氯水中的HClO具有漂白性，但易分解且不易保存、运输，所以制成固态漂白粉，故B正确；漂白粉是由氯气与石灰乳反应制得的，故C错误；漂白粉与浓盐酸发生反应生成氯气，且氯气有毒，故D错误。2．下列说法不正确的是(　　)A．氯气的密度比空气的密度大B．氯气是黄绿色气体C．可用鼻子对着盛有氯气的集气瓶瓶口闻氯气的气味D．氯气可用于自来水杀菌、消毒解析：选C　氯气有毒且有强烈刺激性气味，闻药品气味时不应将鼻子对着瓶口，而是用手在瓶口轻轻扇动，使少量气体飘进鼻孔，C项错误。3．在新制氯水中存在多种分子和离子。下列实验现象和结论一致且正确的是(　　)A．新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰，说明含有Cl2B．加入硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀产生，说明含有Cl－C．将KHCO3固体加入新制的氯水中，有气泡产生，说明有HClOD．光照新制氯水，有气泡逸出，该气体一定是Cl2解析：选B　A项，新制氯水中因含HClO而具有漂白性，Cl2没有漂白性，错误；C项，氯水中的盐酸与KHCO3反应产生CO2，错误；D项，光照下氯水中的HClO发生分解反应产生HCl和O2，错误。4．如图所示，从a处通入氯气。若打开活塞b，d处的有色布条不褪色；若关闭活塞b，d处的有色布条褪色。下列判断正确的是(　　)A．a处通入的是潮湿的氯气B．c中盛放的可能是浓硫酸C．c中盛放的可能是氢氧化钠溶液D．c中盛放的可能是饱和食盐水解析：选D　A项，潮湿的氯气可以使有色布条褪色，错误；B项，浓硫酸能干燥氯气，关闭b，有色布条不褪色，错误；C项，氢氧化钠溶液能吸收氯气，关闭b，有色布条不褪色，错误；D项，氯气在饱和食盐水中溶解度很小，出来的氯气中含有水蒸气，可以使有色布条褪色，正确。