人教版高中化学必修一第四章导学案：氯及其化合物

第二课时：氯及其化合物

1.氯元素概述

（1）元素周期表的位置：第三周期第VIIA族

（2）原子结构示意图：

（3）主要化合价：-1价，0价，+1价，+3价，+5价，+7价

（4）自然界存在形式：自然界中无单质形式，以化合物形式存在，主要以NaCl 的形式存在于海水中。

【随堂练习】

1、氯气在自然界中既可以以化合态存在，也可以以游离态存在( )

2、海水中含量最多的离子是( )

A.钠离子

B.氯离子

C.钙离子

D.镁离子

2.氯气的相关性质

2.1 氯气的物理性质

黄绿色有强烈的刺激性气味的有毒气体，熔沸点较低，易液化，能溶于水（1:2），密度比空气大（3.17g·L-1）

2.2 氯气的化学性质

（1）与金属单质反应：Cl2具有很强的氧化性，金属活动性顺序表里处理Au、Pt之外的金属都可以反应，与变价金属反应时会将金属氧化成高价态。

①与金属钠在点燃的条件下反应：黄色火焰，有白烟生成（NaCl固体小颗粒）

②与金属铁在点燃的条件下反应：棕红色火焰，常温下干燥的液氯不与铁反应，可用钢瓶储存运输液氯

③与金属铜在点燃的条件下反应：棕黄色火焰

（2）与非金属单质反应，如与H2在点燃的条件下反应：苍白色火焰，有白雾（HCl 气体与空气中的水蒸气形成HCl小液滴而呈雾状）。光照时反应剧烈，会发生爆炸。

（3）与水反应

（4）与碱反应

与强碱反应的离子方程式：反应实质是先与H2O反应生成酸再与碱反应

与NaOH溶液反应：制取漂白液、84消毒液，吸收Cl2尾气的原理

与Ca(OH)2反应：制取漂白粉的原理

（5）与还原性物质反应（如Fe2+、I－、Br－、SO2、SO32－、HSO3－、H2S、HS－、S2－等）

（6）与某些有机物反应（不讲）

2.3 氯气的用途

制漂白粉，消毒，制HCl，制农药。

【随堂练习】

1、与Cl2有关的定量离子方程式的书写

（1）Cl2与Na2CO3的反应

Cl2与Na2CO3按1:1的物料比反应：

Cl2与Na2CO3按2:1的物料比反应：

【总结】酸性比较：盐酸>H2CO3>HClO>HCO3－。

（2）Cl2与FeBr2的反应

Cl2与FeBr2按1:1的物料比反应：

Cl2与FeBr2按1:3的物料比反应：

Cl2与FeBr2按3:2的物料比反应：

【总结】还原性：F2+>Br-。

2、判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1))Cl2＋H2O===HCl＋HClO的反应是水作还原剂的氧化还原反应。()

(2)Cl2通入NaOH溶液：Cl2＋OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。()

(3)向FeBr2溶液中通入足量Cl2的离子方程式为2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋

2Br2＋6Cl－。()

(4))Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性。()

(5)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。()

(6)氯气具有酸性，可与烧碱或石灰乳反应制备含氯消毒剂。()

(7)Cl2有氧化性所以Cl2能使湿润的红色布条褪色。()

(8)用下图装置除去除去Cl2中的HCl气体。()

3、将Cl2通入自来水中杀菌消毒，主要是利用了Cl2和H2O生成的HClO的( )

A.氧化性

B.酸性

C.稳定性

D.还原性

4、下列有关氯气的叙述正确的是( )

A.钠和磷都可以在氯气中燃烧，都产生白色烟雾

B.红热的铁丝、铜丝都可以在氯气中燃烧，生成棕黄色的烟

C.纯净的氢气可以在氯气中安全燃烧，发出苍白色火焰

D.氯气可用于漂白，这是氯气具有漂白作用

5、可以用于除去氯气中水蒸气的干燥剂是( )

A.碱石灰

B.浓硫酸

C.无水氯化钙

D.固体烧碱

3.次氯酸和次氯酸盐

3.1 次氯酸的化学性质

（1）弱酸性

酸性强弱：H2CO3>HClO>HCO3－

故次氯酸盐能与CO2、H2O反应生成次氯酸：

（2）不稳定性：

光照条件下，HClO会发生分解：

（3）强氧化性：可氧化Fe2+、I－、SO2、SO32－、HSO3－、H2S、HS－、S2－、Cl－3.2 次氯酸盐（NaClO、Ca(ClO)2）

（1）漂白粉：主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2，有效成分是Ca(ClO)2。

①漂白粉的制取：用Ca(OH)2与Cl2反应

反应的化学方程式：

与澄清石灰水反应的离子方程式：

工业制取用石灰乳，不可以拆：

②漂白粉的漂白原理：

工业漂白：

生活漂白：

③漂白粉失效的原理（最终成分为CaCl2）

Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应：

HClO在光照条件下分解成HCl和O2：

HCl与CaCO3反应最终生成CaCl2：

④保存方法：密封保存

（2）漂白液、84消毒液的有效成分是NaClO

制取方程式：

3.3 ClO－的强氧化性

不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应，即ClO－与I－、Fe2＋、S2－、SO2－3不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亚硫酸盐：Ca2＋＋ClO－＋SO2－3===CaSO4↓＋Cl－。

说明：NO－3不同于ClO－，在酸性条件下NO－3具有强氧化性，与Fe2＋、I－、S2－、SO2－3不能大量共存，而在碱性条件下，NO－3与I－、S2－、SO2－3能大量共存。

【总结】漂白粉、漂白液消毒的原理都是酸性条件下生成具有漂白作用的HClO。【随堂练习】

1、判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)84消毒液的有效成分是NaClO。()

(2)依据较强酸可以制取较弱的酸的规律可知次氯酸溶液无法制取盐酸。()

(3)漂白粉在空气中不稳定，可用于漂白纸张。()

(4)漂白粉在空气中久置变质的原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。()

(5)次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌。()

(6)石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂。()

2、为预防一种新型流感，同学们每天用“84”消毒液(NaClO溶液)消毒，下列说法正确的是()

A．NaClO溶液的消毒原理是使蛋白质变性

B．1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应转移2 mol电子

C．NaClO溶液的漂白原理与Na2O2、SO2相同

D．“84”消毒液与“洁厕灵”(盐酸)共同使用，可达到既清洁又消毒的双重效果3、在淀粉_碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，并加入少量的稀硫酸，溶液立即变蓝，在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液，蓝色逐渐消失。下列判断不正确的是()

A．氧化性：ClO－＞I2＞SO2－3

B．漂白粉溶液可使淀粉_碘化钾试纸变蓝

C．向氯水中加入亚硫酸钠溶液，氯水褪色

D．次氯酸钠可以与亚硫酸钠共存

4.氯水

4.1 氯水的成分

（1）氯水的形成以及物理性质：氯水是Cl2溶于水得到的溶液，颜色呈黄绿色，具有刺激性气味。

（2）Cl2的溶解特点：Cl2溶于水，少量溶解，少量电离，溶质主要是Cl2

（3）氯水中存在的平衡

Cl 2+H2O Cl－+H++HClO HClO H++ClO－H2O H++OH－

（4）氯水的主要成分：三分子：Cl2、H2O、HClO 四离子：Cl－、ClO－、OH－、H+

4.2 氯水的化学性质

（1）Cl2的氧化性

例如：SO2+Cl2+H2O===2HCl+H2SO4 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl－

（2）HClO的氧化性和漂白性

在解释漂白性杀菌消毒时体现的是HClO的强氧化性。

向氯水中滴加紫色石蕊试液，先变红（H+作用的结果），后褪色（HClO的漂白作用）。

（3）HCl的强酸性

（4）向NaHCO3溶液中加入氯水，有气泡产生，利用了HCl的强酸性。

（5）Cl－的性质

加入AgNO3溶液有白色沉淀产生，可以检验出氯水中有Cl－。

4.3 氯水的变质及保存

光照条件下，HClO会发生分解：2HClO===2HCl+O2↑，最终成为稀盐酸因此氯水通常现配现用，如需储存备用，应存放在棕色瓶中，并置于阴暗处。

【随堂练习】

1、氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物( )

2、检验一瓶氯水是否已经完全变质，可以采用的试剂是()

A.硝酸银溶液

B.酚酞试剂

C.碳酸钠溶液

D.紫色石蕊试剂

3、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．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2。

B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，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。

4、下列物质中，不能使干燥有色布条褪色的是()

A．干燥Cl2B．氯水C．NaClO溶液D．Na2O2与水反应后的溶液

5、用自来水养金鱼时，通常需要将自来水晒一段时间，再注入鱼缸，原因是A．提高水温B．增加水中的含氧量

C．除去水中少量的次氯酸D．用紫外线杀死水中的细菌

6、化学与生活是紧密相联的，下列说法中正确的是()

A．氯气可用作消毒剂和漂白剂，是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强还原性

B．地震灾区和洪涝灾区都用漂白粉消毒，主要是利用漂白粉溶液的碱性C．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂

D．能用同一原理解释ClO－与Fe2＋、H＋均不能大量共存

附表：

3

Cl2+H2O Cl－+H++HClO HClO H++ClO－

H2O H++OH－

NH3+H2O NH3·H2O NH3·H2O NH4++OH－H2O H++OH－

三分子：Cl、H O、HClO 三分子：NH、H O、NH·H O

5.氯气的实验室制法

5.1实验原理

（1）实验室通常用MnO2与浓盐酸加热条件下反应，反应的方程式为：

MnO2＋4HCl(浓)==△==MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

（2）还可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂与浓盐酸反应，使用以上物质时，反应不需要加热，如：2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。

KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O

K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O

5.2实验装置：

自左到右依次为：①制取装置②除杂装置③干燥装置④收集装置⑤尾气吸收装置

5.3氯气的检验以及验满方法：

（1）将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。

（2）将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。

（3）实验室制取Cl2时，常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否收集满。

【注意】

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，加热的温度不宜过高，以减少HCl的挥发。

③实验结束后，先使反应停止并排出残留的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。

5.4工业制取氯气的方法

（1）氯碱工业：工业制取氯气的方法被称为氯碱工业，是通过电解饱和食盐水的方法来制取的，既可以制取氯气又可以制取NaOH。

反应的方程式为：2NaCl＋2H2O==通电==H2↑＋Cl2↑＋2NaOH

（2）其他冶金工业的副产品：

冶炼镁：MgCl2(熔融)==通电==Mg+Cl2↑

冶炼钠：2NaCl(熔融)==通电==2Na+Cl2↑

【随堂练习】

1、判断下列描述的正误(正确的打“√”，错 误的打“×”)。

(1)制氯气时，用饱和NaHCO 3溶液和浓硫酸净化气体。( )

(2)除去Cl 2中少量HCl 气体的方法是将混合气体依次通入盛有饱和食盐水和浓H 2SO 4的洗气瓶。( )

(3)MnO 2与浓盐酸反应制Cl 2的离子方程式：MnO 2＋4HCl =====△ Mn 2＋

＋2Cl －＋Cl 2↑＋2H 2O 。( )

(4)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。( ) (5)实验室用MnO 2和稀盐酸共热制取少量氯气。( ) (6)用NaOH 溶液吸收多余的Cl 2时，导气管不能伸到液面以下，原因是防止倒吸。( )