第四章第二节第1课时.docx

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第四章第二节第1课时

第二节　富集在海水中的元素——氯

第1课时　氯　气

[学习目标定位]　1.知道氯的存在形态以及其主要以氯化钠的形式存在于海洋中。

2.能正确说出氯气的物理性质。

3.从氯的原子结构特点和氯气跟金属、非金属的反应，认识氯气是一种化学性质非常活泼的非金属单质。

4.知道氯气与水反应的产物，能正确列出氯水（新制氯水和久置氯水）的主要成分。

一、氯气的物理性质

1．氯的原子结构及存在

2．氯气的物理性质

颜色

状态

气味

毒性

溶解性

黄绿色

气体

刺激性气味

有毒

1体积的水溶解约2体积的氯气

例1　已知实验室制取氯气的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

结合氯气的物理性质，判断下列叙述是否正确？

（1）加热盛有二氧化锰、浓盐酸的烧瓶，瓶内充满黄绿色气体（　　）

（2）氯气的密度比空气大，常用向上排空气法收集氯气（　　）

（3）闻氯气气味时，用手轻轻在集气瓶瓶口扇动，使极少量氯气飘进鼻孔（　　）

（4）在充满氯气的集气瓶内加水，盖严后振荡，瓶内气体颜色变浅，液体变为黄绿色（　　）

（5）氯气易液化，在低温和加压的条件下可以转变为液态（液氯）和固态（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）√　（5）√

解析　氯气是黄绿色有强烈刺激性气味的有毒气体；氯气不仅可溶于水，而且还能与水反应，不能用排水法收集，常用向上排空气法收集。

例2　氯气可用于消灭田鼠，为此，可将氯气用软管通入到田鼠洞中，这是利用了氯气下列性质______（填序号）。

①黄绿色　②密度比空气大　③有毒　④易液化　⑤可溶于水

答案　②③

解析　将氯气通入到田鼠洞中起灭鼠作用，一方面是利用其密度比空气大得多，可沉在洞底，另一方面是氯气有毒。

二、氯气与金属、非金属的反应

1．氯气与金属单质的反应

写出下列反应的化学方程式，并指明主要反应现象：

（1）与钠反应2Na＋Cl2

2NaCl，产生大量白烟；

（2）与铁反应2Fe＋3Cl2

2FeCl3，产生大量棕褐色烟；

（3）与铜反应Cu＋Cl2

CuCl2，产生大量棕黄色烟。

2．氯气与非金属单质氢气的反应：

（1）在空气中点燃氢气，然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中。

①观察到的现象是氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰。

②燃烧结束后，抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片，观察到的现象是集气瓶口上方出现白雾。

③反应的化学方程式是H2＋Cl2

2HCl。

（2）氯气和氢气的混合气体在强光照射时爆炸，产生此现象的原因是H2和Cl2混合后光照，反应瞬间完成，放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。

（1）氯气是很活泼的非金属单质，具有很强的氧化性。

①氯气能与绝大多数金属反应，把变价金属（如Fe、Cu）一般氧化到最高价。

②氯气能与许多还原性化合物反应，如FeCl2溶液、KI溶液、SO2水溶液等。

（2）燃烧是指发热发光的剧烈的化学反应。

它强调的是①发光时也要发热；②反应剧烈；③实质是剧烈的氧化还原反应；④不一定要有氧的参加。

例3　下列化合物中，不能通过两种单质间化合直接制取的是（　　）

A．FeCl3B．CuCl2C．HClD．FeCl2

答案　D

解析　Cl2与金属反应生成高价态的氯化物，所以FeCl2不能由两种单质直接化合制取。

例4　下列现象不属于H2在Cl2中燃烧现象的是（　　）

A．苍白色火焰B．瓶口有白雾

C．集气瓶内气体颜色变浅D．爆炸

答案　D

解析　H2在Cl2中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口因生成的HCl吸收空气中的H2O形成盐酸小液滴而形成白雾，瓶内气体颜色因Cl2的消耗而变浅，但不发生爆炸。

三、氯气与水的反应

1．氯水的性质

（1）氯气能溶于水，其水溶液俗称氯水。

按照表中要求完成氯水的性质实验，将实验现象及有关结论填入表中：

实验操作

实验现象

实验结论

有色布条不褪色

干燥氯气不具有漂白性

有色布条褪色

新制氯水具有漂白性

（2）新制氯水具有漂白性是因为氯气与H2O反应生成了HClO，反应的化学方程式是Cl2＋H2O===HCl＋HClO，该反应的氧化剂是Cl2，还原剂是Cl2。

2．次氯酸（HClO）的性质

（1）次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性弱，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：

Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO。

（2）次氯酸不稳定，见光易分解，反应的方程式：

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。

（1）光照氯水时，溶液中的次氯酸不断分解生成盐酸和氧气，溶液的浅黄绿色逐渐褪去，pH逐渐减小。

（2）实验室中氯水需现用现配。

保存氯水时，应避免光照、受热，实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封保存。

例5　下列关于氯水的叙述中正确的是（　　）

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

解析　新制氯水成分的多样性决定了新制氯水性质上的多重性。

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－；新制氯水含有H＋和HClO，蓝色石蕊试纸遇H＋变红，变红后的试纸被HClO氧化褪色；光照新制氯水，发生反应2HClO

2HCl＋O2↑，逸出的是O2而不是Cl2；该反应进行后，弱酸HClO转化为强酸HCl，密封在密闭无色玻璃瓶中不考虑HCl挥发，溶液的酸性增强。

例6　在新制氯水参加的反应中，有如下几种情况：

（1）向氯化亚铁溶液中加入氯水，氯水中起作用的主要微粒是________，反应的离子方程式为______________。

（2）向硝酸银溶液中加入氯水，氯水中起作用的主要微粒是________，反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

（3）向氯水中滴加石蕊溶液，溶液变红，氯水中起作用的微粒是________，然后又褪色，起作用的微粒是______。

答案　

（1）Cl2　Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－

（2）Cl－　Ag＋＋Cl－===AgCl↓　（3）H＋　HClO

解析　考查新制氯水成分的多样性，要从新制氯水所含的微粒种类（Cl2、HClO、H＋、Cl－等）来考虑。

特别提示——新制氯水的成分

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）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（　　）

（2）氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物（　　）

（3）氯气有毒，氯的化合物也都具有一定的毒性（　　）

（4）氯气可以使湿润的有色布条褪色（　　）

（5）氯气可以贮存在钢瓶中，说明Cl2与Fe不反应（　　）

（6）Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂（　　）

（7）在NaClO溶液中通入CO2生成HClO，可证明碳酸酸性强于HClO（　　）

（8）工业上制盐酸需要的HCl是通过H2和Cl2光照条件下生成的（　　）

（9）任何物质的燃烧都必须有O2参与（　　）

（10）物质有发热发光的变化一定是燃烧（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×　（7）√　（8）×　（9）×　（10）×

2．下列说法中正确的是（　　）

A．用鼻子对着盛有氯气的瓶口，就可以嗅到氯气的气味

B．用向下排空气法可以收集到纯净的氯气

C．贮氯罐意外泄漏，应沿逆风方向疏散群众

D．氯气车间液氯泄漏时，应弯腰逃离氯气泄漏区域

答案　C

解析　闻气体的方法是用手轻轻的在瓶口扇动，仅使少量的气体飘入鼻孔，不能直接用鼻子闻，A不正确；氯气密度比空气大，可用向上排空气法收集氯气，B不正确；氯气是一种有毒的气体，氯气会顺着风向扩散，疏散时应该逆着风向转移，C正确；氯气密度比空气大，泄漏时离地面越近氯气浓度越大，应尽量向高处逃生，D不正确。

3．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

答案　A

解析　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。

4．下列有关次氯酸的叙述不正确的是（　　）

A．次氯酸不稳定，易分解

B．次氯酸是一种强氧化剂

C．次氯酸是弱酸，但酸性比碳酸强

D．次氯酸能使染料和有机色质褪色

答案　C

解析　HClO是一元弱酸，酸性比碳酸弱。

5．（2018·西安83中期末）下列实验现象，与新制氯水中的某些成分（括号内物质）没有关系的是（　　）

A．使红色布条褪色（HCl）

B．将NaHCO3固体加入新制氯水，有无色气泡（H＋）

C．向FeCl2溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，发现呈红色（Cl2）

D．滴加AgNO3溶液生成白色沉淀（Cl－）

答案　A

解析　A项，次氯酸具有强氧化性，能氧化有色布条而使其褪色，与氯化氢无关，错误；B项，氯水显酸性，能与碳酸氢钠反应生成CO2气体，正确；C项，氯气氧化了亚铁离子生成三价铁离子，再滴加KSCN溶液，发现呈红色，正确；D项，氯离子和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，正确。

6．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少量的铁粉溶于氯水中：

________________________________________________。

（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＋3Cl2

2FeCl3

②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

③Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

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

（4）不稳定　2HClO

2HCl＋O2↑

[对点训练]

题组一　氯的结构与单质的物理性质

1．（2018·大连高一月考）生活中难免会遇到一些突发事件，我们要善于利用学过的知识，采取科学、有效的方法保护自己。

如果发生了氯气泄漏，以下自救得当的是（　　）

A．用湿毛巾或蘸有肥皂水的毛巾捂住口鼻撤退

B．向地势低的地方撤离

C．观察风向，顺风撤离

D．在室内放一盆水

答案　A

解析　因肥皂水显弱碱性，则可以吸收氯气，A正确；氯气的密度大于空气，故应向地势高的地方跑，B错误；逆风跑，才可以脱离氯气的笼罩，C错误；氯气与水反应，其速度慢且反应不充分，D错误。

2．下列有关氯气的叙述中，不正确的是（　　）

A．氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体

B．氯气、液氯是同一种物质

C．氯气不能溶于水

D．氯气是一种有毒的气体

答案　C

解析　Cl2能溶于水，1体积水大约能溶解2体积Cl2。

3．氯元素的原子结构示意图为，下列说法正确的是（　　）

A．氯原子在化学反应中易失去电子

B．氯原子易得到电子形成稳定的氯离子

C．氯元素的化合价只有－1价

D．氯的原子核外有7个电子

答案　B

解析　氯元素的原子最外层上有7个电子，易得到1个电子形成具有稳定结构的氯离子，B正确。

题组二　氯气与单质的反应

4．（2018·北京四中期末）下列氯化物既能由金属和氯气直接化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是（　　）

A．CuCl2B．FeCl2　C．NaClD．FeCl3

答案　C

解析　A项，铜与盐酸不反应，错误；B项，铁与氯气反应生成氯化铁，与盐酸反应生成氯化亚铁，错误；C项，钠与氯气或盐酸反应均生成氯化钠，正确，D项，根据B中分析可知D错误。

5．下列物质中，不可能与氯气发生反应的是（　　）

A．氢气B．单质硅C．白磷D．空气

答案　D

解析　在一定条件下，氯气能与非金属单质氢气、硅、磷、硫、碳等反应，与空气（或氧气）一般不反应。

6．（2018·宜昌高一期末）下列反应发生时，会产生棕褐色烟的是（　　）

A．铁在氯气中燃烧B．磷在氧气中燃烧

C．氢气在氯气中燃烧D．钠在氧气中燃烧

答案　A

解析　铁在氯气中燃烧，产生棕褐色烟，A正确；磷在氧气中燃烧冒白烟，B错误；氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾，C错误；钠在氧气中燃烧，火焰为黄色，D错误。

题组三　氯气与水反应

7．在Cl2＋H2O===HCl＋HClO中，氯气是（　　）

A．只作氧化剂B．只作还原剂

C．既作氧化剂又作还原剂D．既不是氧化剂又不是还原剂

答案　C

解析　氯气既是氧化剂又是还原剂。

8．下列物质中，同时含有氯气分子和氯离子的是（　　）

A．氯水B．液态氯化氢

C．液氯D．氯酸钾溶液

答案　A

解析　氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸，氯水中含有氯气分子、次氯酸分子、氢离子、氯离子、次氯酸根离子等微粒；液态氯化氢由氯化氢分子构成，不含氯分子、氯离子；液氯是液态氯分子，不含氯离子；氯酸钾能电离出钾离子和氯酸根离子（ClO

），不存在氯分子、氯离子。

9．新制氯水中存在多种分子和离子，可通过实验的方法加以确定。

下列有关新制氯水中存在的粒子的说法错误的是（　　）

A．加入含有硫酸氢钠的红色石蕊溶液红色褪去，说明有Cl2存在

B．加入有色布条，有色布条褪色，说明有HClO存在

C．新制氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在

D．加入硝酸酸化的硝酸银溶液产生白色沉淀，说明有Cl－存在

答案　A

解析　氯气与水反应生成盐酸（强酸）和次氯酸（弱酸），反应后的溶液中含有氯气分子（新制氯水为浅黄绿色）、次氯酸分子（使石蕊溶液褪色，具有漂白性）、氢离子、氯离子（与硝酸银溶液产生白色沉淀）、次氯酸根离子等粒子。

10．下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是（　　）

A．液氯是纯净物，而氯水是混合物

B．液氯与氯水均有酸性

C．液氯较氯水的漂白作用更强

D．液氯无色，氯水呈黄绿色

答案　A

解析　氯气可液化为液氯，液氯（黄绿色液体）是由氯气分子构成的纯净物，无酸性、无漂白性；氯气溶于水得到氯水（浅黄绿色溶液），新制的氯水是含有Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－等粒子的混合物，既有酸性，又有漂白性。

11．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

解析　自来水用氯气消毒时发生反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO，强氧化性的次氯酸不利于金鱼生存，日晒可促进水中的次氯酸的分解，有利于金鱼生存。

12．下列实验过程中，不会产生气体的是（　　）

答案　C

解析　A项，新制氯水中的HClO见光分解生成氧气，不符合题意；B项，新制氯水中的H＋与发酵粉中的NaHCO3反应生成CO2，不符合题意；C项，新制氯水中的Cl2与NaBr反应生成Br2和NaCl，没有气体产生，符合题意；D项，H2O与Na2O2反应生成O2，不符合题意。

[综合强化]

13.氯水中含有多种成分，因而具有多重性质。

根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空（a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量）。

（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__________________________________________________。

（3）a过程中的化学方程式为______________________________________________________；b过程中的离子方程式为__________________________________________________。

答案　

（1）d

（2）有白色沉淀生成

（3）2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

CO

＋2H＋===CO2↑＋H2O

解析　

（1）氯水中的HClO有强氧化性，可将有色物质氧化成无色物质，氯水能使石蕊溶液先变红后褪色。

（2）氯水中含有Cl－，加入AgNO3溶液生成AgCl白色沉淀。

（3）Cl2是新制氯水的主要成分，具有强氧化性，可与FeCl2发生氧化还原反应，反应的化学方程式为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；氯水中含有H＋，具有酸性，H＋与CO

反应生成CO2气体，反应的离子方程式为CO

＋2H＋===CO2↑＋H2O。

14．氯气能使湿润的红色布条褪色。

对于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种粒子都有可能。

请设计实验，得出正确结论。

（1）提出问题：

氯水中何种物质能使湿润的红色布条褪色？

（2）收集资料：

①氯气有强氧化性；

②氯气与水反应生成盐酸和次氯酸；

③次氯酸有强氧化性。

（3）提出假设：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________；

④水使红色布条褪色。

（4）验证假设：

实验①：

把红色布条放入充满氯气的集气瓶中，布条不褪色；

实验②：

__________________________________________________________________；

实验③：

__________________________________________________________________；

实验④：

把红色布条放在水里，布条不褪色。

（5）得出的实验结论是________________________________________________________。

答案　（3）①氯气使红色布条褪色　②次氯酸使红色布条褪色　③盐酸使红色布条褪色

（4）②把红色布条伸入次氯酸溶液中，红色布条褪色

③把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色

（5）次氯酸使红色布条褪色

解析　提出假设是根据收集到的资料结合所学知识进行的。

氯气有氧化性，那么假设氯气使红色布条褪色，氯气和水生成盐酸和次氯酸，假设盐酸或次氯酸能使红色布条褪色，实验③把红色布条放到稀盐酸中，红色布条不褪色。

氯水中的氯气、稀盐酸、水均不能使红色布条褪色，说明是次氯酸使红色布条褪色。