第02讲 氯气的性质及实验室制法-【暑假自学课】2023年新高一化学暑假精品课（鲁科版2019必修第一册）（原卷版+解析版）

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1.了解氯气的物理性质，掌握氯气的化学性质。
2.通过探究氯气的主要化学性质，初步形成基于物质类别、元素价态和原子结构对性质进行预测和检验的认知。
3.通过对含氯物质及其转化关系的认识过程，建立物质性质与物质用途的关联。
一、氯气的结构和性质
1．科学探究的主要环节
2．原子结构
（1）微粒结构示意图
（2）结构和性质的关系：容易得到1个电子，形成最外层______的稳定结构
3．氯气的物理性质
（1）色味态：______色有_______气味的有_____气体
（2）溶解性
①能溶于水，常温下1体积水约溶解_____体积氯气，得到氯水
②不溶于_______溶液
（3）密度：_______空气密度
（4）熔沸点：熔点－101℃，沸点－34.6℃，易液化，沸点相对较_____。
（5）物理特性：易______，加压条件下变成________。
【注意】实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔(如图所示)。
4. 氯气的化学性质：
①与金属反应表现_______性（与变价金属反应，金属被氧化成高价态）
a. 2Na＋Cl2 2NaCl（产生_____火焰，冒白烟）
b. Cu＋Cl2CuCl2（产生________的烟，溶于水后溶液呈蓝绿色）
c. 2Fe＋3Cl22FeCl3（产生_______的烟，溶于水后溶液呈棕黄色）
【注意】常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。
②与非金属反应
a. 与氢气反应，条件不同，产物相同，现象不同
点燃：___________，_______燃烧，产生_______色火焰，瓶口有_________________________。
光照：____________，发生________。
b. 2P＋3Cl22PCl3（氯气不足；产生_______）
2P＋5Cl22PCl5（氯气充足；产生_________）
③与碱反应
Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯气）
2Cl2＋2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O（用于制漂粉精）
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O = CaCO3↓＋2HClO（漂粉精的漂白原理）
④与某些还原性物质反应
2FeCl2 + Cl2= 2FeCl3
SO2＋Cl2＋2H2O = 2HCl + H2SO4
2KI＋Cl2 = 2KCl + I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）
⑤与某些有机物反应
CH4＋Cl2 CH3Cl + HCl（取代反应）；CH2=CH2＋Cl2 → CH2ClCH2Cl（加成反应）
⑥与水反应的实验操作
实验现象：A中干燥的有色布条__________；B中湿润的有色布条___________。
化学方程式：______________________________。
【特别提醒】
1．氯气、盐酸与金属反应的比较
（1）Cl2可以和大多数金属化合生成金属氯化物，与变价金属反应生成高价金属氯化物
①单一价态：2Na+Cl22NaCl、2Al+3Cl22AlCl3
②多种价态：2Fe+3Cl22FeCl3、Cu+Cl2CuCl2
（2）盐酸与只能与氢前的活泼金属发生置换反应，生成低价金属氯化物和氢气。
①单一价态：2Na+2HCl2NaCl+H2↑、2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
②多种价态：Fe+2HClFeCl2+H2↑、Cu和稀盐酸不反应
2．Cl2的特殊性质
（1）Cl2可使湿润的有色布条褪色，不能使干燥的有色布条褪色，说明Cl2没有漂白性，HClO有漂白作用。
（2）Cl2可使湿润的石蕊试纸先变红后褪色，原因是Cl2与水反应生成的盐酸使石蕊试纸先变红，HClO使变色后的石蕊试纸褪色。
（3）常温下液态氯与铁不反应，故可用钢瓶贮运液氯。
二、氯水的成分及性质
氯气能以1∶2的比例溶于水中得到的黄绿色溶液，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气只有少量与水反应。 氯气溶于水，在氯水中少部分氯分子与水反应。在新制的氯水：三种分子（H2O、Cl2、HClO）、四种离子（H+、Cl-、ClO-、OH-）；久置氯水则几乎是盐酸溶液。
(1)氯水中存在三种平衡关系：
①Cl2＋H2OHCl＋HClO
②HClOH＋＋ClO－
③H2OH＋＋OH－
根据可逆反应的特点，即可得出新制氯水中存在的各种微粒。
（2）氯水的性质
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质：①Cl2的强氧化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化性、弱酸性；④Cl−的性质。在不同的反应中，新制氯水中起作用的成分不同。
三、次氯酸和次氯酸盐
1．次氯酸的性质
（1）漂白性：能使染料等有机色素褪色
①原理：_______性漂白，______性漂白
②局限：不能漂白墨汁等无机色素
（2）不稳定性：在光照或加热条件下易分解
①反应：________________
②现象：氯水________色逐渐消失，有______产生
③保存：盛放在________瓶中放在阴暗处密封保存
（3）弱酸性：酸性比碳酸的______
2．次氯酸盐的制备和性质
（1）漂白液、84消毒液
①制备反应：___________________________________。
②主要成分：______和______，有效成分为________。
③漂白原理：NaClO+H2O+CO2NaHCO3+HClO
（2）漂白粉
①制备反应：_____________________________________________。
②主要成分：____________________，有效成分为_________________。
③漂白原理：_______________________________________。
④失效原因：______________________________、2HClO2HCl+O2↑
（3）漂白粉的易错点
①漂白粉属于混合物，其主要成分是Ca（ClO）2和CaCl2。
②漂白粉是固体物质，制取原料是石灰乳而不是石灰水。
③漂白粉没有漂白性，遇到酸性物质生成的HClO有漂白性。
④漂白粉溶液能使有色物质褪色，不能用pH试纸测其pH。
⑤Ca（ClO）2具有强氧化性，能够将浓盐酸氧化成Cl2；但与稀盐酸只发生复分解反应生成HClO和CaCl2。
四、氯气的实验室制法
1.气体制备装置的连接顺序
2. 反应原理：_________________________________________________。
①装置类型：固体+液体气体
②主要仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、集气瓶、铁架台、石棉网、烧杯
【说明】①如果没有MnO2，可用其他强氧化剂如KClO3、Ca(ClO)2、KMnO4等代替，
如KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O；
Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2↑+2H2O；
2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②若无浓盐酸，可用NaCl和浓H2SO4代替：
MnO2+2NaCl+3H2SO4(浓) MnSO4+2NaHSO4+Cl2↑+2H2O。
3. 仪器装置：
4. 净化装置：
①试剂：先用_____________除去HCl，再用__________除去水蒸气。
②装置：洗气瓶，导气管口_____进______出
5. 收集方法：
①排空气法：_____________法，导气管口____进______出
②排液体法：_____________法，导气管口_____进_____出

6. 验满方法：①最佳方法：将湿润的淀粉-KI试纸靠近收集Cl2的集气瓶瓶口，若观察到试纸立即变蓝,则证明已收集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,若观察到试纸先变红后褪色，则证明已收集满。
③根据氯气的颜色判断是否收集满:若观察到整个集气瓶中充满黄绿色的气体，则证明已收集满。
7. 尾气吸收
①目的：________________________________
②药品：一般用___________溶液吸收
③原理：______________________________________。
【注意】①反应物的选择：必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
②加热温度：为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热的温度不宜过高，因为浓盐酸易挥发。
③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
④尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不充分。
【拓展】氯气制备、净化装置的改进
(1)制备装置
橡皮管a的作用：使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等，保证液体顺利流下。
(2)净化装置
①长颈漏斗除用于检查装置气密性外，还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞，现象为长颈漏斗中液面上升。
②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
考点一：氯气的性质
【例1】下列有关氯气的说法不正确的是
A．常温下用钢瓶储运液氯
B．尾气中的氯气用烧碱溶液吸收
C．氯气和液氯是两种不同的物质
D．贮存氯气的钢瓶损坏时，可将钢瓶丢到深坑里，用石灰填埋
考点二：探究新制饱和氯水成分的考查
【例2】在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A．氯水的颜色呈浅绿色，说明氯水中含有Cl2
B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－
C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋
D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
【思维拓展】液氯、新制氯水、久置氯水的比较
考点三：以海水资源的综合开发利用为载体，结合流程图的形式考查
【例3】海水开发利用的部分过程如图所示．下列说法错误的是（ ）
A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C．工业生产常选用NaOH作为沉淀剂
D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
考点四：氯气的实验室制法
【例4】实验室用如图所示装置来制取少量氯气，下列说法正确的是（ ）
A．A中加入的是稀盐酸
B．C的作用是收集氯气
C．F中加入NaOH溶液吸收多余的氯气
D．用该装置制取氯气前不需要检查装置的气密性
【归纳提升】实验室制取气体各种装置的选择
1．发生装置的选择
(1)选择依据：反应原理、反应物的状态、反应条件等。
(2)装置的基本类型：
①固体＋固体eq \(――→,\s\up7(△))气体；②固体＋液体―→气体；③固体＋液体eq \(――→,\s\up7(△))气体。
2．实验室制备气体的除杂装置的选择
(1)除杂原则：不减少被净化气体的量；不引入新杂质；操作简便，易于分离。
(2)除杂装置：
装置Ⅰ(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。
装置Ⅱ(球形干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。
3．实验室制备气体的收集装置的选择
(1)选择依据：根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的O2发生反应来确定气体的收集方法。
(2)方法选择：①排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2等。
②向上排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气大，如O2、CO2、Cl2等。
③向下排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气小，如H2等。
4．实验室制备气体的尾气处理装置的选择

(1)选择依据：根据气体的物理性质、化学性质，将气体转化成无毒物质或吸收。
(2)方法选择：①点燃法：如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法，必须先验纯，再点燃。
②吸收法：如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收。
③转化法：采用一定的方法，使有毒气体转化为无毒气体后再排放，如NO、NO2若能转化为N2，即可排放。
1．（2023秋·云南昆明·高一东川明月中学校考期末）下列关于氯气的说法中，不正确的是
A．氯气是黄绿色气体，易液化
B．氯气有毒，吸入过多会使人中毒死亡
C．相同状况下氯气的密度比空气的密度大
D．氯气易溶于水，并能与水反应，氯水无色
2．（2022秋·天津东丽·高一统考期末）下列有关氯气及氯水说法正确的是
A．液氯中既含有氯分子，又含有氯离子
B．氯气与反应时体现它的强还原性
C．氯水放置一段时间，增大
D．氯气与溶液反应可制成漂白液
3．（2022秋·广西南宁·高一校考期中）有关氯元素，下列叙述正确的是
A．若发生Cl2泄漏，应立即向高处转移
B．光照下，新制氯水会产生气泡，该气体是Cl2
C．Cl2的化学性质活泼，与H2混合后会立即发生爆炸
D．漂白粉比HClO稳定，可露置在空气中长期保存
4．（2021秋·上海奉贤·高一校考期中）田鼠要吃掉不少粮食，工作人员用氯气杀死躲在地洞里的田鼠，利用了氯气的
A．有毒、密度比空气小B．有毒、密度比空气大
C．易液化D．氯气难溶于水，密度比空气小
5．（2022秋·湖南邵阳·高一邵阳市第二中学校考期中）消杀新冠肺炎病毒的常用试剂“84”消毒液，若与“洁厕灵”混合使用会生成有毒的。下列关于的说法，正确的是：
A．无色气体B．密度比空气小
C．可用排饱和食盐水的方法收集D．与Fe反应生成
6．（2022秋·山东菏泽·高一统考期中）如图所示是探究氯气某性质的实验装置图，下列说法错误的是
A．氯气是黄绿色气体，密度比空气大
B．该实验可以证明氯气与水发生了反应
C．把AB瓶调换位置，实验现象不会发生变化
D．该实验的现象是：A装置中红纸条不褪色，B装置中红纸条褪色
7．（2023秋·辽宁丹东·高一统考期末）下列有关氯及其化合物的说法正确的是
A．工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉
B．、等可用作新型自来水消毒剂
C．用湿润的蓝色石蕊试纸可检验中是否混有
D．84消毒液(含)与洁则灵(通常含盐酸)混合使用更安全有效
8．（2023秋·广东广州·高一广州市第五中学校考期末）曾有报道，在清洗卫生间时，因混合使用“84”消毒液(主要成分是NaClO)与“洁厕灵”(主要成分是稀盐酸)而发生氯气中毒事件。现利用如图所示装置探究“84”消毒液与“洁厕灵”的反应，将注射器中的“洁厕灵”注入试管中，以下说法错误的是：
A．可观察到试管内产生黄绿色气体
B．湿润pH试纸先变红，后褪色
C．湿润淀粉-KI试纸变蓝色
D．棉花团蘸有的溶液A是饱和NaCl溶液，其作用是防止氯气外逸
9．（2022秋·四川成都·高一成都七中校考期中）含氯消毒剂的杀灭病毒，常用的含氯消毒剂有液氯、漂白粉、84消毒液、二氧化氯等。下列说法错误的是
A．工业制取84消毒液的化学方程式为
B．漂白粉的主要成分是和
C．工业上制取漂白粉是将通入澄清石灰水
D．漂白粉久置失效是因为有效成分与空气中的和水反应生成的HClO见光分解
10．（2023春·甘肃白银·高一统考期末）氯气是一种具有重要用途的气体，下列说法正确的是
A．氯水和液氯均属于混合物
B．氢气在氯气中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰
C．液氯和氯水均能使淀粉—KI溶液变蓝(遇淀粉变蓝)
D．铁在氯气中燃烧时产生棕褐色烟雾，加水得到棕黄色溶液
一、单选题
1．（2022秋·新疆省直辖县级单位·高一校考期中）下列关于实验室制取Cl2的说法不正确的是
A．Cl2的密度比空气大，所以可以用向上排空气法收集
B．干燥的Cl2和氯水均可以使鲜花褪色
C．制取Cl2时，用饱和食盐水可以除去氯气中混有的HCl
D．制取Cl2时，用干燥的pH试纸验证氯气已收集满
2．（2022秋·陕西渭南·高一统考期末）某化学实验小组利用下图所示装置制备并进行性质验证，下列说法中正确的是
A．①处小试管中溶液逐渐变成浅绿色说明能溶于水
B．②处石蕊试液先变红说明新制氯水具有酸性
C．③处湿润的红色布条褪色说明具有漂白性
D．④处出现棕黄色的烟说明具有还原性
3．（2023秋·北京顺义·高一统考期末）已知，下列说法不正确的是
A．点燃氢气前应检验氢气已达纯净
B．HCl分子中含有极性共价键
C．在中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰
D．燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
4．（2022秋·河南开封·高一河南省杞县高中校联考期中）下列关于氯及其化合物的叙述正确的是
A．NaClO在酸性条件下漂白效果更佳是因为生成了HClO
B．在充满的集气瓶中安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口出现白烟
C．常温下比较稳定，无需密封、避光保存
D．Fe在少量中燃烧生成
5．（2022秋·河南安阳·高一统考期中）“84消毒液”的主要成分是，某兴趣小组探究“84消毒液”的性质，设计了以下实验。
下列有关说法错误的是
A．试管甲中溶液变蓝，短时间内无明显现象，说明“84消毒液”是碱溶液
B．试管乙中溶液先变蓝，通入后，快速褪色，说明溶液能与酸反应
C．对比试管乙的实验，将换成稀硫酸，也可达到快速褪色的效果
D．试管丙中溶液变蓝，说明具有氧化性
6．（2022秋·宁夏吴忠·高一统考期中）下列实验现象摘抄自某同学的实验记录，其中不正确的是
A．钠与氯气反应，产生白色的烟
B．细铜丝与氯气反应，产生棕黄色的烟
C．纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，在瓶口处产生白雾
D．把鲜花放入盛有干燥的氯气的集气瓶中，鲜花褪色，说明干燥的氯气具有漂白性
二、填空题
7．（2020秋·上海宝山·高一上海市吴淞中学校考期中）某漂粉精说明书如下：
(1)从主要成分看，可知生产漂粉精的原料是氯气和石灰乳，请写出制漂粉精的化学方程式：_______，漂粉精中有效成分为_______。
(2)生活中常有的漂白剂还有“84消毒液”，制备“84消毒液”的反应物是通过氯碱工业制得，请写出电解饱和食盐水的化学方程式：_______，并进一步写出制备“84消毒液”的化学方程式_______。
(3)为什么家庭中的漂白剂使用漂粉精，而不使用氯水？_______。
8．（2022秋·河南·高一校联考阶段练习）氯气是一种非常重要的化工原料，可用于制造盐酸、漂白剂、农药等，但氯气有毒，使用或接触到有关物质时应注意安全。请回答下列问题：
(1)新制氯水中，含有氯元素的微粒有___________(填微粒符号，下同，不考虑水中杂质与氯气的反应)，其中使新制氯水显淡黄绿色的微粒是___________。
(2)和可用于生产农药、催化剂等。31g红磷在一定量的氯气中燃烧，红磷和氯气均完全反应，生成白色烟雾，其中和的物质的量之比为3：2，则消耗的氯气在标准状况下的体积为___________L。
(3)标准状况下，氯气的密度为___________(结果保留两位小数)，比空气的密度大。某地施工时挖破了废弃自来水厂的储氯罐，导致氯气泄漏。当地居民逃生和自救的正确做法是___________(填序号)。
a．逆风往高处跑 b．顺风往低处跑
c．用蘸有肥皂水的毛巾捂住口鼻 d．戴上用浓NaOH溶液处理过的口罩
(4)实验室制氯气时，要用NaOH溶液吸收尾气，反应的化学方程式为___________；通常不用澄清石灰水吸收氯气的原因是___________。
9．（2021秋·海南儋州·高一校联考期中）如图所示是探究氯气某性质的实验装置图，该实验的目的是探究氯气还是氯水具有漂白性。
(1)有关氯气的性质，正确的是_______
a.黄绿色气体，密度比空气小 b.有毒、有刺激性气味 c.不能溶解于水
(2)该实验的现象是：A装置中红纸条_______，B装置中红纸条_______(填“褪色”或“不褪色”)实验结论是：_______。
(3)次氯酸不稳定，在光照下容易分解(请用化学方程式说明)_______。
(4)由于次氯酸不稳定，难以保存；因此在原来的基础上制得漂白粉。则漂白粉的有效成分是_______(填化学式)
(5)书写水和氯气反应的化学方程式_______。
10．（2023秋·山东临沂·高一校考期末）某化学兴趣小组设计了如图装置制取Cl2进行相关性质实验，并模拟工业生产无水氯化铁的过程。
资料：①工业上向500~600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁。②无水氯化铁有强烈的吸水性，能吸收空气中的水分而潮解变质。装置G中的液体是饱和氯化钠溶液，用于储存反应后多余的氯气。
根据各小题的要求，填写下列空白：
(1)装置A中装浓盐酸的玻璃仪器名称为______，A中发生反应的离子方程式为______。
(2)实验开始时，先打开分液漏斗旋塞和活塞K，点燃A处酒精灯，让氯气充满整个装置，再点燃E处酒精灯。回答下列问题：
①装置B中发生反应的化学方程式为______。
②装置C和D中看到的实验现象分别是______、______。
(3)若要得到较纯净的无水氯化铁，上述装置的改进措施是：______。原子结构示意图
离子结构示意图


液氯
新制氯水
久置氯水
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
粒子种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl−、
ClO−、OH−
H2O、H+、
Cl−、OH−
使用说明书主要成分：次氯酸钙、氯化钙
用途用量：取漂粉精2-3克，水100克，配成溶液，将禽流感病人用具浸泡其中5-10分钟，如需要可延长时间，提高浓度。
注意事项：密封保存于阴凉处，随配随用，有腐蚀性，少与手接触。