高中化学(新教材)《研究物质性质的基本程序》导学案+课时作业

第2课时研究物质性质的基本程序
自主学习
1.研究物质性质的基本程序
2．氯气的性质
(1)物理性质
3．某些含氯化合物如次氯酸、次氯酸盐、二氧化氯等，都具有□19漂白作用与消毒作用。

课堂探究
一、研究物质性质的基本程序
你认为研究一种物质的性质应该按照怎样的程序来进行？
提示：
研究Cl2性质的基本程序如下：
1．下列关于研究氯气性质的基本程序中排列正确的是()
a．观察氯气的颜色、状态、气味b．设计并进行实验，观察实验现象c．解释现象、得出结论d．预测氯气的性质
A．abcd B．dbac
C．adbc D．dacb
答案 C
解析研究物质的基本程序为观察物质的外观→预测物质的性质→实验和观察→解释和结论，故C选项正确。

2．某学习小组探究镁的化学性质，进行了如下活动：
(1)预测镁的性质：镁属于金属单质，可能与O2反应，其研究方法为__________________。

(2)取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，镁条呈银白色金属光泽，其研究方法为__________________。

(3)用坩埚钳夹住镁条，在酒精灯上点燃，发出耀眼的白光、生成白色固体，其研究方法为________________________。

答案(1)分类法(2)观察法(3)实验法、观察法
解析(1)“镁属于金属单质”，说明该学习小组用了“分类法”。

(2)“镁条呈银白色金属光泽”说明该学习小组用了“观察法”。

(3)“用坩埚钳夹住镁条，在酒精灯上点燃”说明该学习小组用了“实验
法”，“发出耀眼的白光、生成白色固体”说明该学习小组用了“观察法”。

二、氯气的性质
1．用什么方法来研究Cl2的物理性质？
提示：观察法：看状态、颜色，闻气味；实验观察法，观察Cl2是否溶于水。

2．通过观察Cl2的物理性质，根据规律可知Cl2为非金属单质，你会通过什么方法研究Cl2的性质？
提示：预测：Cl2能与金属反应，也可能与某些非金属单质反应，然后通过实验来验证预测，得出结论。

探究Cl2性质的方法和程序
1．观察法认识Cl2的物理性质并预测Cl2的化学性质
[实验1]取一个盛满氯气的集气瓶，观察氯气的颜色；稍打开玻璃片，用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔，闻气味。

[实验2]取一支盛满氯气的试管，将其倒扣在水槽中，静置一段时间后，观察现象。

[实验现象及实验结论]
[2、H2、N2……是气态，因此Cl2应是非金属单质，其化学性质应与O2的类似，即能与金属单质或某些非金属单质反应。

2．设计实验验证预测的性质
(1)氯气与金属的反应
[实验步骤]取用滤纸吸干煤油的黄豆粒大小的钠块放在石棉网上加热至熔化成小球时，将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠球上方；分别用坩埚钳夹持铁丝、铜丝加热后，伸入盛满氯气的集气瓶中。

如下图所示。

[实验现象及结论]
2如：氯气与H 2的反应
[实验步骤] 将验纯后的氢气点燃，然后把导管缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中。

[实验现象] 氢气在氯气中安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾产生。

[实验结论及反应方程式] 氢气与氯气反应生成氯化氢，反应方程式为H 2＋Cl 2=====点燃
2HCl(此反应用于工业制盐酸)。

(3)结论：氯气在加热或点燃条件下能与大多数金属反应，与有变价的金属反应时，能把金属氧化到最高价，如与Fe 反应，使Fe 显＋3价(不显＋2价)，与Cu 反应使Cu 显＋2价。

知识拓展
1．氯气是密度比空气大的有毒气体。

2．纯净的H2在氯气中安静地燃烧，工业上利用该反应制盐酸；Cl2、H2混合后在光照条件下发生爆炸生成HCl。

3．“烟”与“雾”的区别：“烟”是指固体“小颗粒”，而“雾”是指“小液滴”，H2在Cl2中燃烧时集气瓶口的“白雾”是产物HCl与空气中的H2O(g)结合成的“盐酸小液滴”。

4．“燃烧”是剧烈的发光发热的化学反应现象，燃烧不一定有O2参与反应。

3．下列实验现象的描述错误的是()
A．氢气在氯气中燃烧生成绿色烟雾
B．红热的铁丝在氧气中燃烧火星四射，生成黑色固体
C．红热的铁丝在氯气中燃烧产生红棕色烟
D．钠在空气中燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体
答案 A
解析H2在Cl2中燃烧时，发出苍白色火焰，产生白雾。

4．下列有关氯气的叙述正确的是()
A．钠在氯气中燃烧产生白色烟雾
B．红热的铜丝可以在氯气中燃烧，产生CuCl
C．纯净的氢气与氯气混合，发生爆炸
D．向田鼠洞里通入氯气杀灭田鼠，利用了氯气有毒和密度较大的性质
答案 D
解析钠在氯气中燃烧，生成NaCl固体小颗粒，形成白烟，没有雾出现(雾为小液滴)，A项错误；红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2，B项错误；氢气与氯气的混合气体在强光照射时发生爆炸，只是简单混合时并不会爆炸，C项错误；氯气有毒，密度比空气大，可杀灭田鼠，D项正确。

三、氯气与水的反应
氯水和液氯是同一种物质吗？
提示：氯水是氯气的水溶液，是混合物。

液氯是液化的氯气，是纯净物。

(1)实验探究Cl2与H2O的反应
[实验步骤]将干燥的氯气依次通过盛有干燥红纸条的集气瓶A和盛有湿润红纸条的集气瓶B。

如下图所示。

[实验现象]干燥的红纸条不褪色，湿润的红纸条褪色。

[实验结论]干燥的氯气没有漂白作用，湿润的氯气具有漂白性，说明Cl2和H2O反应生成具有漂白性的物质。

(2)Cl2与H2O反应生成物是什么？
一种漂白剂(HClO)。

反应方程式为Cl2＋H2O===HCl＋HClO。

知识拓展
1．HClO是一元弱酸(比碳酸的酸性弱)，具有不稳定性，光照时易分解生成HCl和O2；HClO有漂白性和杀菌性，其漂白性是永久的。

2．Cl2可与碱反应，如：
(1)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，该反应可用于工业制“84消毒液”和实验室吸收尾气中的Cl2；
(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，该反应可用于工业制漂白粉，漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2的混合物，有效成分为Ca(ClO)2。

3．新制氯水的成分为：H2O、Cl2、HCl、HClO；由于HClO不稳定，因此久置氯水的成分为H2O和HCl。

4．Cl2、NaClO、Ca(ClO)2本身无漂白性，只有在一定条件下生成HClO时才有漂白性。

5．ClO2的漂白、消毒能力比Cl2强且使用起来更加安全。

5．新制氯水与久置的氯水相比较，下列结论不正确的是()
A．颜色相同
B．前者能使有色布条褪色
C．都含有H＋
D．加AgNO3溶液都能生成白色沉淀
答案 A
解析氯水久置，HClO会分解生成HCl和O2，Cl2不断与水反应最终为盐酸，故颜色不同，A不正确；新制氯水中含次氯酸，能使有色布条褪色，B正确；新制氯水和久置氯水中均含H＋和Cl－，C、D正确。

6．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对应且正确的是()
A．在氯水中放一有色布条，一会儿有色布条褪色，说明氯水中有Cl2存在B．氯水呈淡黄绿色，且有刺激性气味，说明氯水中有Cl2存在
C．向氯水中先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中有Cl－存在
D．向氯水中加入NaOH溶液，氯水的淡黄绿色消失，说明氯水中有HClO 分子存在
答案 B
解析A项，使有色布条褪色的是次氯酸而不是Cl2；B项，氯水呈淡黄绿色
且有刺激性气味可证明氯水中有Cl2分子存在；C项，加入的盐酸也提供Cl－；D 项，氯水呈淡黄绿色是因为氯水中含有氯气分子，加入的NaOH溶液与Cl2反应，使氯水的淡黄绿色消失，与次氯酸无关。

本课小结
课时作业
学习·理解
1．下列有关研究物质性质的方法和程序的说法中，不正确的是()
A．研究物质的性质时，常用到观察、实验、分类、比较等方法
B．探究物质性质的基本程序是观察物质的外观性质、预测物质的性质、实验和观察、解释和结论
C．探究金属钠的性质只需应用实验法即可
D．观察是一种有计划、有目的地用感官考察研究对象的方法
答案 C
解析探究金属钠的性质除了用到实验法，还需用到观察法。

在实验的基础上进一步观察总结，故C错误。

2．下列关于氯气性质的叙述正确的是( )
A ．氯气是一种黄绿色有毒的气体
B ．氯气具有漂白性，可以使干燥有色布条褪色
C ．氯气与铁发生反应生成FeCl 2
D ．氢气在氯气中燃烧产生淡蓝色火焰，在瓶口出现白雾
答案 A
解析 Cl 2没有漂白性，与水反应生成的HClO 具有漂白性。

Cl 2是一种非常活泼的非金属单质，与Fe 反应生成FeCl 3，H 2在其中燃烧产生苍白色火焰。

3．氯气可用于消灭田鼠，为此，可将氯气用软管通到田鼠洞中，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 ．①②
B ．②③
C ．①②③
D ．③④⑤
答案 B
解析 将Cl 2通入田鼠洞中灭鼠，一方面利用其密度比空气大的性质，另一方面利用Cl 2有毒的性质。

4．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Cl 2消毒时发生反应：Cl 2＋H 2O===HCl ＋HClO ，生成的HClO
见光易分解：2HClO=====光照2HCl ＋O 2↑。

5．下列现象不属于H 2在Cl 2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，因生成的HCl在空气中形成盐酸的小液滴而导致瓶口形成白雾，瓶内因Cl2被消耗而导致颜色变浅，但不会发生爆炸。

6．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是()
A．CuCl2B．FeCl2C．FeCl3D．AlCl3
答案 D
解析Cu与盐酸不反应；Fe与Cl2反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2；Al与盐酸、氯气反应都生成AlCl3。

7．下列物质中，不能使有色布条褪色的是()
A．氯化钙溶液B．次氯酸钠溶液
C．漂白粉溶液D．氯水
答案 A
解析氯水中含有HClO，NaClO、Ca(ClO)2与CO2和H2O反应生成HClO，故氯水、次氯酸钠溶液、漂白粉溶液均能使有色布条褪色。

应用·实践
8．氯水不稳定，要现用现配，下列吸收氯气制备氯水的装置最合理的是()
答案 D
解析Cl2有毒且在水中的溶解度较小，故需要把导管插入水中吸收氯气，并注意尾气处理。

A、B装置缺少尾气处理装置；C装置的瓶塞上缺少与瓶外相通的导气管，故气体难以通入瓶中。

9．0.9 g某元素的单质与氯气反应后，质量增加3.55 g，则这种元素是() A．P B．Mg C．Al D．Fe
答案 C
解析增加的质量就是Cl2的质量，所以0.9 g这种元素的单质能与3.55 g Cl2反应。

由关系式2P～3Cl2或2P～5Cl2，Mg～Cl2,2Al～3Cl2,2Fe～3Cl2可知，C项符合题意。

10．如图所示，A处通入Cl2，当关闭B阀时，C处红布条没有明显变化，当打开B阀时，C处的湿润红布条褪色。

则D瓶中装的溶液是()
A．浓H2SO4B．NaOH溶液
C．水D．饱和食盐水
答案 B
解析关闭B阀，Cl2进入D中，C处湿润的红色布条没有明显变化，说明Cl2被D中溶液吸收掉，各选项中只有NaOH溶液能吸收Cl2。

11．当氯气泄漏时，下列处理方法和过程较合理的是()
①及时转移疏散人群，同时向有关部门如实报告事故有关情况
②被转移人群可戴上用小苏打水浸湿的口罩
③用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液可解毒
④及时清理现场，检查水源和食物等是否被污染
⑤将人群转移到地势较低的地方即可，不必走太远
A．②③④⑤B．①②③④
C．①②③⑤D．①③④⑤
答案 B
解析氯气有毒，为避免人体中毒，应及时转移疏散人群，同时向有关部门如实报告事故有关情况，故①正确；氯气与水反应生成的盐酸可与碳酸氢钠反应，被转移人群可戴上用小苏打水浸湿的口罩，以避免中毒，故②正确；氯气可与碱反应，故碱性物质的水溶液可吸收Cl2，故③正确；及时清理现场，检查水源和
食物等是否被污染，防止中毒事件的发生，故④正确；氯气的密度比空气大，应将人群转移到地势较高的地方，且远离污染源，故⑤错误。

12. (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潮湿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)________________________________________。

(3)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________(用字母代号填)。

A．O2B．Cl2C．CO2D．HClO
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
(3)Ca(ClO)2 C
解析干燥的氯气没有漂白作用，当遇水后发生反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO，生成有漂白性的HClO，可使有色布条褪色。

氯气有毒，为防止氯气污染空气，常用碱液吸收氯气尾气。

漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，能与空气中的CO2和H2O反应：Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO，所以加稀盐酸后产生
的气体主要是CO 2。

13．A 、B 、C 、D 、E 五种物质间转化关系如图：
(1)确定A 、B 、C 、D 、E 各为什么物质：
A ．________，B.________，C.________，D.________，E.________。

(2)写出下列各步反应的化学方程式：
E →A ：_________________________________________________；
C →
D ：_________________________________________________；
D →
E ：_________________________________________________；
E →C ：_________________________________________________；
C →A ：_________________________________________________。

答案 (1)Cu CuCl 2固体 CuCl 2溶液 Cu(OH)2 CuO
(2)CuO ＋H 2=====△Cu ＋H 2O CuCl 2＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋2NaCl
Cu(OH)2=====△CuO ＋H 2O CuO ＋2HCl===CuCl 2＋H 2O CuCl 2＋Fe===FeCl 2＋Cu
解析 找到“突破口”：A 单质与Cl 2反应产生棕黄色的烟，溶于水得蓝绿色溶液，可推知A 为Cu 。

其他物质可据反应流程路线中的反应条件、现象依次推出。

迁移·创新
14．小王同学在一次实验中发现：把新制氯水逐滴加到含有酚酞的氢氧化钠溶液中，当加到最后一滴时溶液的红色突然消失。

(1)将氯气通入水中发生反应的化学方程式为_________________________。

(2)探究“溶液的红色突然消失”的原因：
①猜想：a.是氯水中的盐酸和次氯酸中和了NaOH，使酚酞由红色变成无色；
b．是___________________________________________________________。

②设计实验：往已褪色的溶液中连续滴加NaOH溶液至过量，若现象为___________________，则证明“猜想a”正确；若现象为_________________，则证明“猜想b”正确。

答案(1)Cl2＋H2O===HCl＋HClO
(2)①氯水中的HClO具有强氧化性(或漂白性)，将酚酞氧化而褪色②红色重新出现红色不再出现
解析(2)①红色消失，可能是氯水中的盐酸和次氯酸与氢氧化钠发生中和反应，也可能是指示剂被HClO氧化而使溶液褪色。