高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 氯及其化合物优质课第1课时教学设计

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第1课时 氯气的性质








1．氯的原子结构及氯元素的存在


(1)原子结构


氯原子的结构示意图为，在化学反应中很容易得到1个电子，因此，氯气的化学性质非常活泼，表现出强氧化性。


(2)存在形式


氯是一种重要的“成盐元素”，在自然界中大量存在于海水中以及陆地的盐湖和盐矿中，均以化合态存在。


2．氯气的物理性质


氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，能溶于水。


3．氯气的化学性质


(1)与金属单质反应(与变价金属反应生成高价金属氯化物)





(2)与非金属单质(如H2)反应





点拨：①Cl2和H2的混合气体在强光照射下，反应瞬间完成，放出热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。②燃烧是指发热、发光、剧烈的氧化还原反应，反应中并不一定要有氧气参加。


(3)与水反应


①在25 ℃时，1体积水溶解约2体积氯气，氯气的水溶液称为氯水。


②溶于水的Cl2部分与水发生反应，化学方程式为Cl2＋H2O===HCl＋HClO。


③次氯酸





(4)与碱反应


2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O


[有效成分：Ca(ClO)2]eq \a\vs4\al(\(――→,\s\up7(制漂白液),\s\d5( )))Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O


[有效成分：NaClO]


点拨：漂白液、漂白粉和漂粉精既可用作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂。





1．氯水性质的多重性


氯水中存在多种粒子决定了它具有多重性质，具体如下：





2．液氯、氯水的比较








1．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( )


①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④易液化


⑤溶于水


A．①②B．②③


C．①②③D．③④⑤


解析：选B。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得多，另一方面是利用其毒性。


2．下列关于氯气的叙述中正确的是( )


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，发出黄色火焰


D．氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质


解析：选A。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。


3．下列关于氯水的叙述，正确的是( )


A．新制氯水中只含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将减弱


解析：选B。A项，新制氯水的成分为Cl2、H2O、HClO、Cl－、H＋、ClO－、OH－，错误；C项，光照新制氯水发生反应2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，故产生的气体为O2，错误；D项，新制氯水放置数天后HClO分解为HCl，酸性增强，错误。


4．下列关于漂白粉的叙述不正确的是( )


A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2


B．漂白粉在空气中久置后会变质


C．漂白粉是由Cl2通入石灰乳中制得


D．漂白粉的主要成分是CaCl2


答案：D








合格考训练


1．下列说法正确的是( )


A．实验室用排水法收集氯气


B．闻氯气气味时，用手轻轻在集气瓶口扇动，使极少量氯气飘进鼻孔


C．Cl－和Cl2均有毒


D．Cl－和Cl2均呈黄绿色


解析：选B。氯气能溶于水，密度比空气大，不能用排水法收集氯气，应该用向上排空气法收集。Cl－无色、无毒。


2．下列各化合物不能由单质直接化合制取的是( )


A．FeCl3 B．CuCl2


C．AlCl3D．FeCl2


解析：选D。因Cl2化学性质很活泼，与变价金属反应时生成高价态金属氯化物，Fe元素有＋2价、＋3价，Cu元素有＋1价、＋2价，Al元素只有＋3价，所以选D。


3．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是( )


A．用干燥的蓝色石蕊试纸


B．用干燥有色布条


C．将气体通入硝酸银溶液


D．用湿润的淀粉­碘化钾试纸


解析：选D。HClO具有漂白性，而Cl2不具有，A、B选项中是在干燥环境下，Cl2都不能转变为HClO，因而无漂白性，无法与HCl气体区别；C选项，Cl2通入AgNO3溶液也产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl－；D选项，Cl2与KI反应产生I2，淀粉遇I2变蓝，可以与HCl区别开。


4．漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是( )


A．Ca(ClO)2不稳定，易分解


B．Ca(ClO)2易吸收水分而潮解


C．Ca(ClO)2跟空气中的水和CO2反应


D．Ca(ClO)2跟空气中的CO2反应


解析：选C。漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是Ca(ClO)2可以与CO2、H2O反应生成HClO，次氯酸不稳定，在光的作用下易分解，使漂白粉失效。


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)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)黄绿色气体，有毒，密度比空气大


(2)①2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3


②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑


(3)花瓣褪色 新鲜的花瓣含有水分，遇Cl2会产生HClO，HClO具有漂白性


(4)不稳定 2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑











等级性测试


1．下列说法不正确的是( )


A．氯元素在自然界中存在游离态，只是量极少


B．海水中的氯元素主要以NaCl等盐的形式存在


C．人体的血液中含有NaCl，其浓度大约为0.9%


D．氯化钠对维持人体的生理功能有着重要作用


答案：A


2．下列关于氯气的说法不正确的是( )


A．氯气化学性质很活泼，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


解析：选B。在通常状况下，干燥的液氯可以用钢瓶贮存，所以A选项正确；氯气和液氯是同一种物质的不同状态，所以B选项不正确；除去氯气中混有的水蒸气应选用不能和氯气反应的干燥剂，因为氯气呈酸性，不宜选用碱性干燥剂，如碱石灰等，常选用酸性或中性干燥剂，如浓硫酸、无水氯化钙等，所以C选项正确；氯气有毒，对人体有害，曾用于制造毒气弹应用于战争中，所以D选项正确。


3．常用Cl2给自来水消毒。某学生用自来水配制下列物质的溶液，不会使药品明显变质的是( )


A．石蕊溶液B．硝酸银


C．氢氧化钠D．氯化铝


解析：选D。Cl2溶于水会发生反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO。HClO可使石蕊溶液褪色；HCl跟AgNO3反应：AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3；Cl2与NaOH溶液反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O；Cl2、HCl、HClO均不与AlCl3反应。


4．制取漂白液的化学方程式是Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，该反应的氧化剂与还原剂的质量之比为( )


A．1∶1B．1∶2


C．2∶1D．3∶2


解析：选A。该反应中Cl2既做氧化剂又做还原剂，根据化学方程式中NaCl和NaClO的化学计量数可判断氧化剂与还原剂的质量之比应为1∶1。


5．下列离子方程式书写不正确的是( )


A．氯水和碘化钾反应：Cl2＋2I－===2Cl－＋I2


B．氯气和氯化亚铁反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋


C．氢氧化钙溶液吸收氯气：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O


D．氯气和水反应：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－


解析：选D。HClO是弱酸，不能写成离子形式，D项错误。


6．实验室为了使用方便，通常将氯气溶于水中形成氯水或将其降温加压形成液氯来使用。下列有关这两种液体的描述都正确的是( )


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。液氯的成分为Cl2，氯水的成分为Cl2、HCl、HClO、H2O。液氯无漂白性，无酸性，氯水有漂白性和酸性，液氯溶于水得氯水。


7．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。下列实验现象和结论一致且正确的是( )


A．滴到有色布条上，发现布条褪色，说明溶液中有Cl2存在


B．溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2分子存在


C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl－存在


D．加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明有HClO分子存在


解析：选B。氯水中有漂白性、能使有色布条褪色的是HClO，所以A错误；呈黄绿色并有刺激性气味的是Cl2分子，所以B正确；C中与AgNO3溶液反应产生白色沉淀的是Cl－，但先用盐酸酸化会引入Cl－造成干扰，所以C错误；Cl2能与NaOH溶液反应而使氯水黄绿色消失，所以D错误。


8．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( )





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．内外环上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中还原产物是HClO


解析：选D。内外两环颜色不同，说明两种物质起作用，表现出酸性和漂白性，A正确；内环HClO表现强氧化性，起漂白作用，外环H＋表现酸性而呈红色或浅红色，B正确；由现象可知外环是H＋表现酸性的结果，内环是HClO的强氧化性的表现，说明中和反应快，氧化还原反应慢些，C正确；HClO是Cl元素化合价升高的产物，为氧化产物，D错误。


9．常温下，A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色气体单质，A、B、C、D、E都含X元素，其转化关系如图所示。





(1)请分别写出A、B、D的化学式(若为溶液请填溶质的化学式)：A________、B________、D________。


(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式(请注明反应条件)。


A＋H2O(离子方程式)：____________________________________________________


________________________________________________________________________；


A＋NaOH(离子方程式)：___________________________________________________


________________________________________________________________________；


B→D(化学方程式)：_______________________________________________________


________________________________________________________________________。


解析：由题意可知A为Cl2，B为次氯酸，D为盐酸，C为氯化钠，E为次氯酸钠。


答案：(1)Cl2 HClO HCl (2)Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑


10．(1)如图所示，将氯气依次通过盛有干燥有色布条的广口瓶甲和盛有湿润有色布条的广口瓶乙，可观察到的现象是_____________________________________________________。





(2)实验室制备氯气时要在通风橱内完成，并且为了防止氯气污染空气，要有尾气处理装置，一般用________溶液吸收多余的氯气，原理是________________________________(用化学方程式表示)。根据这一原理，工业上常用廉价的石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉，漂白粉的有效成分是____________(填化学式)，长期露置于空气中的漂白粉，加稀盐酸后产生的气体主要是________(填字母代号)。


A．O2 B．Cl2 C．CO2 D．HClO


解析：(1)干燥的氯气没有漂白作用，遇水后发生反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO，生成有漂白性的HClO，能使有色布条褪色。(2)氯气有毒，为防止氯气污染空气，实验室常用碱液吸收氯气尾气；漂白粉的有效成分是


Ca(ClO)2，长期露置于空气中会变质生成CaCO3，所以加稀盐酸后产生的气体主要是CO2。


答案：(1)甲中的有色布条不褪色，乙中的有色布条褪色


(2)NaOH Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O Ca(ClO)2 C


课程标准
核心素养
1.结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解氯及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。


2.初步形成基于物质类别、元素价态和原子结构对物质的性质进行预测和检验的认识模型。


3.通过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。
1.宏观辨识与微观探析：基于研究物质性质的基本方法和基本程序，探究氯及其化合物的性质。


2.科学态度与社会责任：通过对氯及其化合物的性质探究等一系列科学探究活动，增强安全意识和培养严谨求实的科学精神。


3.科学探究与创新意识：根据氯及其化合物的知识，设计简单的实验方案并完成实验；观察并客观记录物质及其变化的现象。
化学方程式
反应现象
与钠反应
2Na＋Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2NaCl
产生大量白烟
与铁反应
2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3
产生大量棕褐色烟
与铜反应
Cu＋Cl2eq \(=====,\s\up7(△))CuCl2
产生大量棕黄色烟
实验操作
实验现象
化学方程式
在空气中点燃H2，然后把导管缓慢伸入盛满Cl2的集气瓶中
H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰
H2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl
燃烧结束后，抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片
瓶口上方出现白雾
a.弱酸性
酸性很弱，比碳酸还弱
b.不稳定性
不稳定，见光易分解，化学方程式：2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑
c.强氧化性
用于漂白、杀菌消毒
液氯
新制氯水
久置氯水
粒子种类
Cl2
H2O、Cl2、HClO、H＋、


Cl－、ClO－、OH－
H2O、H＋、


Cl－、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
强氧化性
酸性、强氧化性、漂白性
酸性
课堂小结