化学必修一第四章第二节教师教案.docx

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化学必修一第四章第二节教师教案

第二节　富集在海水中的元素——氯

一、氯原子的结构和氯气的物理性质

1．氯的原子结构及存在

（1）原子结构

原子结构示意图为

氯原子容易得到1个电子而形成Cl－，表现出典型的非金属性。

（2）存在

氯在自然界中以化合态存在，主要以NaCl的形式存在。

2．物理性质

颜色

状态

气味

毒性

溶解性

黄绿色

气体

刺激性

有毒

1体积水溶解2体积氯气

二、Cl2与金属、非金属、H2O的反应

（1）Cl2与Na、Fe、Cu的反应

①Cl2＋2Na

2NaCl（白烟）②3Cl2＋2Fe

2FeCl3（棕褐色的烟）

③Cl2＋Cu

CuCl2（棕黄色的烟）

（2）Cl2与H2　H2O的反应

①Cl2＋H2

2HCl（苍白色火焰，有白色烟雾）

②Cl2＋H2O===HCl＋HClO（溶液呈淡黄绿色）

液氯、新制氯水、久置氯水的比较

液氯

新制氯水

久置氯水

成分

Cl2

HClO、H2O、Cl2、H＋、Cl－、ClO－、OH－

H＋、Cl－、H2O

分类

纯净物

混合物

混合物

颜色

黄绿色

黄绿色

无色

性质

氧化性

酸性、氧化性、漂白性

酸性

保存

特制钢瓶

棕色瓶盛装，放阴凉处，一般现用现配

（1）次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性还弱，写离子方程式时不能拆成离子形式。

氯气和水反应的离子方程式为Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO

（2）不稳定性，见光易分解，放出氧气：

2HClO

2HCl＋O2↑。

（3）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，还可以用作漂白剂。

干燥的氯气没有漂白作用。

新制氯水的性质

所加试剂

参与反应的微粒

实验现象

离子方程式或解释

AgNO3溶液

Cl－

白色沉淀

Cl－＋Ag＋===AgCl↓

Na2CO3固体

H＋

有气泡产生

2H＋＋CO

===CO2↑＋H2O

有色布条

HClO

布条颜色褪去

发生氧化还原反应

FeCl2溶液

Cl2

溶液变棕黄色

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

石蕊溶液

HClO、H＋

先变红后褪色

酸性和漂白性

镁粉

Cl2、H＋

氯水的颜色褪去并有气泡产生

Mg＋Cl2===Mg2＋＋2Cl－

Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑

三、Cl2和碱的反应

1．化学方程式

（1）制漂白液

Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

“84消毒液”是一种以次氯酸钠为主的高效消毒剂，主要成分为次氯酸钠（NaClO）。

NaClO的漂白性不是NaClO具有的，而是HClO（次氯酸）。

HClO是一种极弱的酸，比碳酸都弱。

但其具有极强的氧化性，能够将大多数物质氧化，使其变性，因而能够起到消毒的作用。

空气中的二氧化碳（CO2）可以与NaClO参加反应得到HClO。

反应的方程式为:

NaClO+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HClO

（2）制漂白粉

2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。

2．漂白粉的成分是CaCl2和Ca（ClO）2，其有效成分是Ca（ClO）2，在空气中的漂白原理是Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。

Cl2＋H2O===HCl＋HClO此反应是可逆反应，在强酸性条件下如加浓盐酸，反应逆向进行生成氯气。

因此，洁厕灵（含浓盐酸）与“84消毒液”与漂白液、漂白粉和漂粉精不能共用。

四、Cl－的检验

检验Cl－时，应先加AgNO3溶液，再滴加少量稀HNO3，（或滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液），加入稀HNO3的目的是排除CO

等离子干扰。

1．实验装置

2．制取过程

3．注意事项

（1）必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。

（2）为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。

（3）实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。

（4）尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca（OH）2浓度小，吸收不完全。

第二节　富集在海水中的元素——氯

练习题

1.判断下列关于氯气的叙述是否正确

（1）氯气是一种黄绿色、有毒的气体。

（　　）

（2）氯元素在自然界中既可以以化合态存在，也可以以游离态存在。

（　　）

（3）氯气不能溶解于水，所以可用排水法收集氯气。

（　　）

（4）氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物。

（　　）

答案　

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）×

（1）氯气是黄绿色有强烈刺激性气味的有毒气体；

（2）氯元素主要以氯离子的形式存在于海水中，自然界中只有化合态的氯，没有游离态的氯；元素以单质形态存在则为游离态。

（3）氯气不仅可溶于水，而且还能与水反应，不能用排水法收集，可用排饱和食盐水法或向上排空气法收集；

（4）氯气、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物，但氯水是氯气的水溶液，属于混合物。

2.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　A

解析　氯水中的H＋能使蓝色石蕊试纸变红，氯水中的HClO能使之褪色，变为白色。

3.为探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质，某化学兴趣小组做了如下实验：

（1）观察氯水颜色，发现氯水呈黄绿色，证明氯水中含有的粒子是________；

（2）向氯水中滴入碳酸钠溶液，有气体生成，说明氯水中含有的粒子是________；

（3）在盛有氯水的试管中的有色布条褪色，说明氯水中含有的粒子是________；

（4）向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成，证明氯水中含有的粒子是________；

（5）写出氯气与水反应的化学方程式__________________________________。

答案　

（1）Cl2　

（2）H＋　（3）HClO　（4）Cl－　（5）Cl2＋H2O===HCl＋HClO

解析　氯水中含有的微粒有Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－和OH－，含有Cl2，使溶液呈现黄绿色；滴入Na2CO3溶液有气体生成，证明溶液呈酸性，含H＋；氯水能使有色布条褪色，说明具有漂白性，证明氯水中含有HClO；向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成，证明氯水中有Cl－；Cl2与H2O反应时，Cl2既是氧化剂又是还原剂。

4．下列性质不属于Cl2的物理性质是（　　）

A．易转化为液氯B．易得电子C．黄绿色D．强烈的刺激性气味

答案　B

5．下列有关氯气的叙述中，不正确的是（　　）

A．氯气是一种黄绿色的有刺激性气味的气体

B．氯气、液氯和氯水是同一种物质

C．氯气能溶于水

D．氯气是一种有毒的气体

答案　B

6．实验室制备氯气的化学方程式是MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。

下列关于实验室制氯气的说法中错误的是（　　）

A．该反应是一个氧化还原反应，其中二氧化锰是氧化剂

B．每生成1mol氯气，就要转移2mol电子

C．该反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋4Cl－

MnCl2＋2H2O＋Cl2↑

D．该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的

答案　C

7．在Cl2与金属、非金属的反应中，均表现了Cl2的（　　）

A．氧化性B．还原性C．酸性D．碱性

答案　A

8．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

答案　B

9．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，但是纯净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

答案　B

干燥的氯气与铁常温下不反应，液氯可用钢瓶贮存，在加热或点燃条件下两才能反应。

但氯气中含水时在常温下也能反应。

10．下列有关氯气的叙述中正确的是（　　）

A．Cl2是无色无味的气体

B．液氯和氯水是同一物质

C．常温下H2和Cl2能发生化合反应

D．Cl2跟变价金属反应生成高价金属氯化物

答案　D

11．下列对氯气的叙述中正确的是（　　）

A．氯气可使溴水褪色，所以氯气具有漂白性

B．氯气有漂白性，其漂白原理与Na2O2不同

C．自来水常用氯气来杀菌、消毒

D．闻其气味时要小心，将集气瓶放在鼻孔下直接闻

答案　C

过氧化钠易吸潮，与水或稀酸作用时，生成过氧化氢，所以溶液有漂白性。

Na2O2+H2O=2NaOH+H2O2氯气的漂白是HclO。

12．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其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

答案　C

13．用自来水养金鱼时，我们通常先将自来水日晒一段时间后，再注入鱼缸，其目的是（　　）

A．利用日光中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

14．室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适反应条件下，它们可按下面框图进行反应。

又知E溶液是无色的。

请回答：

（1）A是________，B是________，C是________。

（填化学式）

（2）反应①的化学方程式为___________________________________________。

（3）反应③的化学方程式为___________________________________________。

（4）反应④的化学方程式为___________________________________________。

答案　

（1）Fe　Cl2　H2　

（2）2Fe＋3Cl2

2FeCl3

（3）Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑　（4）2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

解析　解答推断题的关键在于寻找“突破口”。

由B为黄绿色的气体单质，可知B为Cl2，C为无色气体且与Cl2能发生反应，则C为H2，E为HCl；由反应③④可以推出，A为排在H前面的金属，且A变变价金属，因此A为Fe。

15．漂白液、漂白粉、漂粉精为什么密封避光保存？

答案　Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO

2NaClO＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2HClO

2HClO

2HCl＋O2↑

因此，保存时应该密封存放于避光干燥处。

1.有效成分是次氯酸钠和次氯酸钙水解生成的次氯酸。

2.氯气通入NaOH；得NaClO为漂白液；

3.漂粉精就是漂白粉。

这是同一样东西。

把氯气通入Ca（OH）2，得Ca（ClO）2为漂白粉，如果反映充分，氯酸钙成为主要成分，则得漂白精。

漂白粉是粉状固体漂白精是结晶固体漂白液是液体

16．洁厕灵（含有浓盐酸）和漂白液为什么不能混合使用？

答案　ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O

产生污染，使人中毒。

Cl2＋H2O===HCl＋HClO此反应是可逆反应，在强酸性条件下如加浓盐酸，反应逆向进行生成氯气。

因此，洁厕灵与“84消毒液”、漂白液、漂白粉和漂粉精不能共用。

17.如何检验Na2CO3固体中是否混入了少量的NaCl杂质？

写出实验操作步骤和有关的离子方程式。

答案　取少量样品，加水溶解，配制成溶液。

向该溶液中加入过量的Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀，过滤除去沉淀。

向滤液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶解，说明原Na2CO3固体中混有NaCl；若没有白色沉淀产生，说明原Na2CO3固体中没有NaCl。

CO

＋Ba2＋===BaCO3，Ag＋＋Cl－===AgCl。

（或取少量样品，加水溶解，配制成溶液。

向该溶液中加入过量稀硝酸至没有气泡产生为止，再加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明原Na2CO3固体中有NaCl；若没有白色沉淀产生，说明原Na2CO3固体中没有NaCl。

CO

＋2H＋===H2O＋CO2↑，Ag＋＋Cl－===AgCl。

）

18.实验室中常用MnO2氧化浓盐酸的方法制取氯气，实验装置如下图所示：

（1）圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是________________________________。

（2）如果将过量二氧化锰与20mL12mol·L－1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06mol。

其主要原因有：

①__________________________________________________________，

②__________________________________________________________。

（3）为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是__________________________。

（4）实验结束清洗仪器时，为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染，可以向烧瓶中加入的溶液是________，有关的离子方程式是：

____________________________________________________________________。

答案　

（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O

（2）①加热使HCl大量挥发　②盐酸变稀后不再发生反应

（3）将浓盐酸慢慢滴下；加热用小火

（4）NaOH溶液　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；H＋＋OH－===H2O

解析　题中所给盐酸中HCl的物质的量是0.24mol，但由于盐酸受热易挥发，且随反应的不断进行，盐酸浓度越来越小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应，所以产生的Cl2的物质的量小于0.06mol。

19.已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。

若用如下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气及验证它与金属的反应。

每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（　　）

A．只有①和②处B．只有②处

C．只有②和③处D．②③④处

答案　D

解析　②处NaOH溶液与Cl2能反应；③处洗气瓶应长进短出；④处试管应改为直形玻璃管。

20．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有（　　）

A．Cl－、SO

B．Cl－、NO

C．Cl－、CO

D．Cl－、OH－

答案　C

解析　根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使石灰水变浑浊的无色无味气体，则原溶液中存在CO

和Cl－。

21．漂粉精是利用Cl2与________反应来制取的，反应的化学方程式为__________________________________________________________________；

漂粉精是________物，其有效成分为________。

氯气和漂粉精用于漂白均是因为在一定条件下产生________的缘故，工业上之所以把氯气加工成漂粉精再用于漂白，是因为：

①__________________________________________________________________，

②__________________________________________________________________。

答案　石灰乳　2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O　混合　Ca（ClO）2　HClO　次氯酸盐比较稳定　易于保存和运输

22．氯气是一种重要的化工原料。

（1）实验室可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式是

___________________________________________________________。

（2）某学习小组利用此原理设计如图所示的装置制取氯气。

①在该实验中，制取氯气的装置是________（填字母）。

②C装置中盛放饱和氯化钠溶液，其作用是_____________________________。

③D装置的作用是干燥氯气，其中盛放的试剂是_________________________。

④该实验存在明显的缺陷，改进的方法是：

__________________________________________________________。

答案　

（1）MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（2）①c　②除去氯气中的氯化氢　③浓硫酸　④在E装置后连接一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶（合理即可）

解析　实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的反应原理是MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，该反应是固体和液体需要加热的反应，故选c装置制取氯气。

因为氯化氢易挥发，制取的氯气中含有杂质氯化氢，还有水蒸气，所以要得到干燥纯净的氯气，应先通过饱和氯化钠溶液，除去氯气中的氯化氢，再通过浓硫酸干燥氯气，最后为防止氯气污染环境，要用氢氧化钠溶液吸收尾气。

23．能证明某溶液中含有NaCl的是（　　）

A．焰色反应是黄色

B．溶液有咸味

C．取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀

D．焰色反应是黄色，同时又能与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀

答案　D实验室绝对禁止入口品尝。

24．实验室用MnO2和浓盐酸来制取氯气，主要操作有：

①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上；②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈的高度，固定好铁圈，放好石棉网；③用药匙向蒸馏烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中；④检查气密性；⑤在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗，连接好导管。

最好的实验操作顺序是（　　）

A．②⑤①④③B．②①⑤④③

C．②①⑤③④D．⑤②①④③

答案　B

25．某化学兴趣小组利用MnO2和浓HCl及如图装置制备Cl2。

下列分析中不正确的是（　　）

A．A中可用分液漏斗代替长颈漏斗

B．A中缺少加热装置

C．B中盛放的NaOH溶液可以净化Cl2

D．D中的导管口若连接倒置漏斗可防止倒吸

答案　C

解析　本题考查Cl2的制备，旨在考查学生的实验分析与设计能力。

氯气中混有氯化氢气体，应该用饱和食盐水除去氯化氢，氯化氢和氯气均能与氢氧化钠溶液反应，故B中不能盛放氢氧化钠溶液。

26．在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。

下列收集Cl2的正确装置是（　　）

答案　C

解析　集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内压强增大到一定程度，可能将橡胶塞压出，A项错误；因为Cl2比空气的密度大，Cl2应短管进，B项错误；C项该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理且防倒吸，正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D项错误。

27．常温下，A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色单质气体，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（如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（请注明条件）：

A＋H2O（离子方程式）：

_________________________________________；

A＋NaOH（离子方程式）：

________________________________________；

D―→A（化学方程式）：

___________________________________________。

答案　

（1）Cl2　HClO　HCl

（2）Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO

Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋2H2O＋Cl2

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。

28.a.现有五种离子化合物A、B、C、D和E，都是由下表中的离子构成的：

阳离子

Ag＋　Ba2＋　Al3＋

阴离子

OH－　Cl－　SO

b.A溶于水后，与上述某阳离子反应可生成B，且A溶液与过量氨水反应生成白色沉淀；

c．C溶于水后，与上述某阳离子反应可生成D，且C溶液与过量氨水反应生成白色沉淀；

d．E溶于水后，与上述某阴离子反应可生成B；

e．A溶液与适量E溶液反应生成沉淀，再加入过量E溶液，沉淀量减少，但不消失。

请根据上述实验结果填空：

（1）写出化合物的化学式：

A________，C________，D________，E________。

（2）A溶液与过量的E溶液反应后，最终得到的沉淀的化学式是：

_____________________________。

答案　

（1）Al2（SO4）3　AlCl3　AgCl　Ba（OH）2

（2）BaSO4

解析：

1、由b、c结果推知，A和C属于可溶性铝盐；

2、由e可推知E含有OH－，其只能为Ba（OH）2，则A为Al2（SO4）3，C为AlCl3。

3、由d推知B为BaSO4，

4、则D为AgCl。

（2）A与E反应首先产生Al（OH）3和BaSO4，但当E过量时Al（OH）3又溶解，所以A与过量E反应的最终沉淀应是BaSO4。

Al（OH）3+4Ba（OH）2=3BaSO4↓+Ba（AlO2）2+4H2O