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第二章 海水中的重要元素
第二節(jié) 氯及其化合物
第一課時 氯氣的性質
第一章 物質及其變化
第二節(jié) 離子反應
第一課時 電解質的電離
一、氯氣的發(fā)現史
在1774年,瑞典化學家舍勒將軟錳礦(主要成分為MnO2)與濃鹽酸混合加熱時,產生了一種黃綠色的氣體,這種氣體的強烈的刺激性氣味使舍勒感到極為難受，受當時流行學說——燃素說的影響，舍勒未能確認這種氣體的成分。
直到1810年，英國的化學家戴維發(fā)現它的組成，給這種氣體起名叫Chlorine，意思是綠色的，中文譯為“綠氣”，后改為“氯氣”。
[思考與討論] 從氯氣的發(fā)現到確認氯氣這種氣體經歷長達三十多年，期間經歷了數位科學家的不懈探索。你從這一史實中得到什么啟發(fā)
二、氯氣的物理性質
材料：第一次世界大戰(zhàn)時，德軍戰(zhàn)役中首次大規(guī)模使用毒氣。當時戰(zhàn)場出現了有利于德軍的風向，德軍打開了早已在前沿陣地屯集的裝滿氯氣的鋼瓶，一人多高的黃綠色煙云被微風吹向英法聯軍陣地。面對撲面而來的強烈刺激性的怪味，英法守軍一陣大亂，陣線迅速崩潰。部分士兵用濕毛巾捂住嘴巴，他們逃往地勢更高的地方，最終幸免于難。這次攻擊，英法守軍共中毒15000人，5000多人死亡，德軍亦有數千人中毒和死亡。
讀下面材料，結合預習內容，總結出氯氣的物理性質。
二、氯氣的物理性質
1、氯氣的物理性質
顏色 狀態(tài) 氣味 密度 熔沸點 溶解性 毒性
黃綠色
氣體
刺激性氣味
用手輕輕在瓶品扇動，僅使極少量的氯氣飄過鼻孔。
二、氯氣的物理性質
1、氯氣的物理性質
顏色 狀態(tài) 氣味 密度 熔沸點 溶解性 毒性
黃綠色
氣體
刺激性氣味
比空氣大
較低
(易液化)
在水中溶解度不大(1：2)
有毒
熔點：-101℃
沸點：-34.6℃
液氯：氯氣的液態(tài)形式，純凈物
氯氣的水溶液稱為氯水
對應訓練
[典例1] 一家大型化工廠發(fā)生爆炸，有大量的Cl2擴散，下列應急措施不正確的是( )
A. 向順風方向的低洼處跑
B. 用浸有純堿液的毛巾捂住口鼻迅速逃離
C. 向逆風方向的高處跑
D. 來不及逃離的可用浸濕的棉被堵好門窗，并及時請求救援
A　
三、氯氣的結構
[思考與討論] 氯元素以NaCl、MgCl2等形式大量存在于海水中，也存在于陸地的鹽湖和鹽礦中。結合氯原子的結構，想想為什么氯元素被稱為成鹽元素
8
Cl
Cl－
得e—
結構決定性質：容易得到1個電子，表現出較強的氧化性。
在自然界中氯元素均以化合態(tài)存在。
四、氯氣的化學性質
1、與金屬反應
四、氯氣的化學性質
1、與金屬反應
四、氯氣的化學性質
1、與金屬反應
四、氯氣的化學性質
1、與金屬反應
金屬 現象 化學方程式
鈉
鐵
銅
黃色火焰，產生白煙。
2Na+Cl2 === 2NaCl
△
產生棕褐色的煙，
溶于水得棕黃色溶液。
2Fe+3Cl2 === 2FeCl3
產生棕黃色的煙，溶于水后溶液呈藍綠色，稀釋后呈藍色。
Cu+Cl2 === CuCl2
△
△
—Cl2能與絕大多數金屬反應，生成最高價金屬氯化物
+2
+3
思考： FeCl3和CuCl2能用它們的金屬與鹽酸反應制取嗎？
對應訓練
[典例2] 下列各化合物不能由單質直接化合制取的是( )
A. FeCl3 B. CuCl2 C. AlCl3 D. FeCl2
[典例3] 下列關于氯氣的敘述正確的是( )
A．燃燒不一定有氧氣參加
B．紅熱的銅絲可以在氯氣中燃燒，產生棕黃色煙霧
C．H2在Cl2中安靜燃燒，產生蒼白色火焰，形成白色煙霧
D．通常狀況下氯氣能和Fe反應，氯氣的儲存不能用鐵質容器
D　
C　
四、氯氣的化學性質
2、與非金屬反應
[實驗2-7] 氯氣與氫氣的反應：在空氣中點燃氫氣，然后把導管緩慢伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察現象。
實驗現象1：純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，瓶口有白霧。
H2 + Cl2 === 2HCl
點燃
H2 + Cl2 === 2HCl
光照
實驗現象2：劇烈反應，發(fā)生爆炸。
四、氯氣的化學性質
[思考與討論] 通過Na、Fe、Cu、H2分別在氯氣中燃燒的實驗，你對燃燒的條件與本質有什么新的認識？
①燃燒不一定需要氧氣。
②燃燒的本質是還原劑(可燃物)與氧化劑(助燃劑)之間的劇烈的發(fā)光發(fā)熱的氧化還原反應。
四、氯氣的化學性質
3、與其他還原性物質反應
Cl2＋2KI = 2KCl＋I2
Cl2＋SO2＋2H2O = H2SO4＋2HCl
Cl2＋2FeCl2 = 2FeCl3
Cl2＋2I— = 2Cl—＋I2
Cl2＋SO2＋2H2O = 4H+＋SO42—＋2Cl—
Cl2＋2Fe2+ = 2Fe3+＋2Cl—
四、氯氣的化學性質
4、與水反應
氯氣可溶于水，氯氣溶于水得到的溶液稱為氯水。自來水廠用氯氣殺菌、消毒，聞到的刺激性氣味是余氯的氣味。那么氯氣溶于水時是否和水發(fā)生了化學反應呢
四、氯氣的化學性質
4、與水反應
化學方程式：Cl2 + H2O HCl + HClO
離子方程式：Cl2 + H2O H+ + Cl— + HClO
HClO：次氯酸，一元弱酸，具有強氧化性，因此次氯酸能殺死水中的細菌，起到消毒作用。
氯氣會與水中有機物發(fā)生反應，產生的有機氯化物可能對人體有害。因此開始使用新的自來水消毒劑，如二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)等。
四、氯氣的化學性質
4、與水反應
化學方程式：Cl2 + H2O HCl + HClO
離子方程式：Cl2 + H2O H+ + Cl— + HClO
新制氯水的成分：三分子、四離子
三分子
Cl2
HClO
H2O
四離子
ClO—
Cl—
OH—
H+
四、氯氣的化學性質
[實驗2-8]
(1)取干燥的和濕潤的有色紙條(或布條)各一條，分別放入兩個盛有干燥氣氣的集氣瓶中，蓋上玻璃片，觀察現象。
(2)將有色鮮花放入盛有干燥氣氣的集氣瓶中，蓋上玻璃片，觀察現象。
四、氯氣的化學性質
四、氯氣的化學性質
[實驗現象]
有色布條+干燥氯氣 有色布條+潮濕氯氣
鮮花+干燥氯氣
實驗現象
實驗結論
有色布條不褪色
有色布條褪色
鮮花褪色
干燥氯氣
不具有漂白性
濕潤氯氣
具有漂白性
濕潤氯氣
具有漂白性
褪色原因：使有色物質褪色的物質不是氯氣本身，而是氯氣與水反應生成的HClO。
四、氯氣的化學性質
次氯酸具有強氧化性，能將有色物質氧化成無色物質，因而具有漂白性。
氯水的漂白性
①向紫色石蕊溶液中通入過量的氯氣， 現象為：溶液先變紅 ，
后褪色。
②由于次氯酸具有漂白性， 故不能用pH試紙測定氯水的pH。
四、氯氣的化學性質
次氯酸的性質
HClO
弱酸性：醋酸 > 碳酸 > 次氯酸
不穩(wěn)定性：2HClO ==== 2HCl+O2↑
實驗室中氯水需現用現配，置于棕色試劑瓶中密封保存。
光照
強氧化性：①殺菌、消毒；②能將某些有機色素氧化成無色物質，可以用作棉、麻和紙張的漂白劑。
液氯 氯水
分類
新制氯水 久置氯水
成分 　 　
性質
純凈物
混合物
Cl2，HClO，H2O
H+，OH—，Cl—，ClO—
H2O，H+，
OH—，Cl—
黃綠色，只有強氧化性
淺黃綠色，有酸性、強氧化性、漂白性
只有Cl2
無色，只有酸性(稀鹽酸混合物)
[思考與討論] 液氯與氯水的區(qū)別 新制氯水與久置氯水的區(qū)別
四、氯氣的化學性質
新制氯水的多重性質
新制氯水
Cl2
Cl—
HClO
H+
氧化性：可以氧化Fe2+、Br—、I—
加入AgNO 溶液會產生白色沉淀
不穩(wěn)定性：陽光照射會產生O2
漂白性：使石蕊溶液先變紅后褪色
加活潑金屬、碳酸鹽會產生氣泡
對應訓練
[典例4] 數字化實驗是利用傳感器和信息處理終端進行數據采集與分析的實驗手段。如圖是利用數字化實驗測定光照氯水過程中得到的圖象，該圖象表示的意義是( )
A. 氯離子濃度隨時間的變化
B. 氧氣體積分數隨時間的變化
C. 氯水的pH隨時間的變化
D. 氯水導電能力隨時間的變化
C　
對應訓練
[典例5] 為探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性質，某化學興趣小組做了如下實驗：
(1)觀察氯水顏色，發(fā)現氯水呈黃綠色，證明氯水中含有的粒子是___ _______(填化學式，下同)。
(2)向氯水中滴入碳酸鈉溶液，有氣體生成，說明氯水中含有的粒子是__________。
(3)在盛有氯水的試管中的有色布條褪色，說明氯水中含有的粒子是_________。
Cl2
H+
HClO
對應訓練
(4)將紫色石蕊溶液滴入新制氯水中，溶液顯紅色，起作用的微粒是_______，過一會兒，溶液的顏色褪去，起作用的微粒是________。
(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成，證明氯水中含有的粒子是________。
(6)氯水經光照后，顏色逐漸消失，并放出的氣體是______，溶液的酸性_______(填“增強”“不變”或“減弱”)
(7)將Cl2通入水中，溶液中具有氧化性的微粒是___________________。
H+
HClO
Cl—
O2
增強
Cl2、ClO—、HClO
對應訓練
[典例6] 用膠頭滴管將新制的飽和氯水慢慢滴入含有酚酞的氫氧化鈉稀溶液中，當滴到一定量時，紅色突然褪去。試回答下列問題。
(1) 產生上述現象的原因可能有兩種：
(2) 怎樣用實驗證明紅色褪去的原因是①或②
氯水中含有強氧化性的HClO，它的漂白作用能使紅色褪去。
氯水中含有H+，能中和OH—，使酚酞褪色。
可通過向褪色后的溶液中再加入足量的NaOH溶液，看溶液是否重新變成紅色來驗證溶液褪色的原因。
四、氯氣的化學性質
5、與堿反應
漂白液的制備：在常溫下，把氯氣通入NaOH溶液中，可以得到以NaClO為有效成分的漂白液。
總方程：Cl2 + 2NaOH ══ NaCl + NaClO + H2O
漂白液主要成分
Cl2 + H2O HCl + HClO
HCl + HClO + 2NaOH ══ NaCl + NaClO + 2H2O
四、氯氣的化學性質
5、與堿反應
漂白粉的制備：在常溫下，把氯氣通入冷的石灰乳中，可以得到以Ca(ClO)2為有效成分的漂白粉。
總方程：2Cl2 + 2Ca(OH)2 ══ CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
漂白粉主要成分
Cl2 + H2O HCl + HClO
2HCl + 2HClO + 2Ca(OH)2 ══ CaCl2 + Ca(ClO)2 + 4H2O
注意：氯氣和Ca(OH)2充分反應可制得漂粉精〔Ca(ClO)2濃度更大〕
四、氯氣的化學性質
漂粉精、漂白液、漂白粉既可作漂白棉、麻、紙張的漂白劑，又可用作游泳池等場所的消毒劑。
[思考與討論] 如果漂白粉長期露置于空氣中會不會失效
四、氯氣的化學性質
5、與堿反應
漂白液/漂白粉的漂白原理：
利用復分解反應原理， 與酸(如碳酸等)反應生
成具有漂白性的 。
漂白粉長期露置于空氣中，最終會生成氯化鈣而失效，有關反應的化學方程式：
① ；
② ；
③ 。
NaClO或Ca(ClO)2
HClO
Ca(ClO)2＋H2O＋CO2 === CaCO3↓＋2HClO
CaCO3＋2HCl === CaCl2＋H2O＋CO2↑
四、氯氣的化學性質
5、與堿反應
漂白液/漂白粉的漂白原理：
利用復分解反應原理， 與酸(如碳酸等)反應生
成具有漂白性的 。
漂白液的失效原理，有關反應的化學方程式：
① ；
② 。
NaClO或Ca(ClO)2
HClO
NaClO + CO2 + H2O === NaHCO3 + HClO
四、氯氣的化學性質
常見幾種漂白性物質的比較
名稱 活性炭 過氧化鈉 次氯酸
原理
實質
程度
范圍
將有色物質氧化為無色物質
將有色物質氧化成無色物質
氧化作用
氧化作用
永久性
永久性
漂白大多數有色物質
幾乎所有有色物質，能使紫色石蕊褪色
吸附色素
物理吸附
五、氯氣的用途
氯氣的用途：是一種重要的化工原料
大量用于制造鹽酸、有機溶劑、農藥、染料和藥品等
鹽酸
有機溶劑
農藥
藥品
染料
對應訓練
[典例7] 判斷正誤，正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。
(1)氯氣具有強氧化性，在反應中只做氧化劑。(　　)
(2)新制氯水中，除水分子外，粒子數最多的是Cl—。(　　)
(3)銅元素的焰色是綠色，所以銅在Cl2中燃燒產生綠色的煙。(　　)
(4)漂白粉久置空氣中失效與次氯酸的穩(wěn)定性差有關。(　 )
(5)燃燒一定是可燃物與空氣中的氧氣發(fā)生的一種劇烈的氧化還原反應。 (　　)
×
×
×
√
×
對應訓練
[典例8] 在新制氯水中存在多種分子和離子，下列實驗現象和結論一致且正確的是 (　 )
A．新制氯水使紅玫瑰變?yōu)榘酌倒澹f明有Cl2
B．加入石蕊溶液，溶液變紅，說明該溶液一定不含H+
C．將KHCO3固體加入新制的氯水中，有氣泡產生，說明有HClO
D．光照新制氯水有氣泡逸出，該氣體一定是O2
D　
對應訓練
[典例9] 下列說法正確的是( )
A、在飽和氯水中Cl—、NO3—、 Na+、CO32—可以大量共存
B、用pH試紙測得氯水pH=4
C、向石蕊溶液中滴加氯水，溶液先變紅后褪色
D、將氯氣溶于水制備次氯酸的離子方程式：
Cl2＋H2O === 2H＋＋Cl—＋ClO—
C　
對應訓練
[典例11] 如圖為氯及其化合物的“價—類”二維圖。
(1)填寫二維圖缺失的類別：A___________和化學式B___________。
(2)某同學利用以下試劑研究HCl性質，進行了如下預測：
a.NaClO b.Fe c.NaOH d.KMnO4
從物質類別上看，HCl屬于_________，可能與___________發(fā)生反應(填序號)；
從化合價角度看，Cl—具有_________性，可能與________發(fā)生反應(填序號)。
單質
HClO
還原
abc
酸
ad

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