【配套K12】[学习]2018高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第一单元 氯、溴、碘及其化合

第2课时 氯气的性质
[学习目标定位] 1.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。

2.知道氯气与水反应的产物，熟知氯水的成分与性质。

3.会书写氯气与碱反应的化学方程式，知道漂白粉的成分及其漂白原理。

一、氯气与单质的反应 1．氯的原子结构及存在
2．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 ＋Cl 2=====点燃
2NaCl ，产生大量白烟。

(2)与铁反应2Fe ＋3Cl 2=====点燃
2FeCl 3，产生大量棕褐色烟。

(3)与铜反应Cu ＋Cl 2=====点燃
CuCl 2，产生大量棕黄色烟。

3．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H 2＋Cl 2=====点燃
2HCl 。

(2)氯气和氢气的混合气体在强光照射时发生爆炸，产生此现象的原因是H 2和Cl 2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。

氯气与单质的反应
(1)氯气能与除Au 、Pt 之外的所有金属直接反应，与Fe 、Cu 等变价金属反应均生成高价金属氯化物。

(2)干燥的氯气在常温下不与铁反应，因此，干燥的氯气可用钢瓶贮存。

(3)氯气还能与磷(P)、硫(S)等非金属单质反应。

(4)燃烧不一定有氧气参加。

任何发热、发光、剧烈的氧化还原反应都叫燃烧。

提醒 烟是指固体小颗粒分散在空气中，雾是指小液滴分散在空气中。

例1 下列化合物中，不能通过两种单质间化合直接制取的是( ) A ．FeCl 3 B ．CuCl 2 C ．HCl D ．FeCl 2 答案 D
解析 Cl 2与变价金属反应生成高价态的氯化物，所以FeCl 2不能由两种单质直接化合制取。

【考点】氯气与单质的反应 【题点】氯气与金属单质的反应
例2 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 H 2在Cl 2中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口因生成的HCl 吸收空气中的H 2O 形成盐酸小液滴而形成白雾，瓶内气体颜色因Cl 2的消耗而变浅，但不发生爆炸。

【考点】氯气与单质的反应 【题点】氯气与非金属单质的反应 二、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：
(2)新制氯水具有漂白性是因为氯气与水反应生成了HClO ，反应的化学方程式是Cl 2＋H 2O
HCl ＋HClO 。

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。

(2)次氯酸不稳定，见光易分解，反应的方程式：2HClO=====光照
2HCl ＋O 2↑。

(3)次氯酸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3 下列关于氯水的叙述中正确的是( ) A ．新制氯水中只含Cl 2和H 2O 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Cl 2
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H 2O 、Cl 2、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=====光照2HCl ＋O 2↑，逸出的是O 2而不是Cl 2；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。

【考点】氯气与水的反应 【题点】氯水的成分及性质
例4 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________，反应的化学方程式为______________。

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

(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)Cl 2 Cl 2＋2FeCl 2===2FeCl 3 (2)Cl －
AgNO 3＋HCl===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(Cl 2、HClO 、H ＋
、Cl －
等)来考虑。

【考点】氯气与水的反应 【题点】氯水的成分及性质
特别提示
(1)新制氯水的成分
(2)久置氯水的成分：H 2O 、H ＋
、Cl －
、OH －
三、氯气与碱的反应
1．与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
(1)制取反应的化学方程式：Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O 。

(2)漂白液的有效成分是次氯酸钠。

2．与石灰乳反应——制取漂白粉
(1)制取反应的化学方程式：2Ca(OH)2＋2Cl 2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O 。

(2)漂白粉的主要成分是CaCl 2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2；漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。

(3)漂白粉的漂白原理：利用复分解反应原理，漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。

(4)漂白粉长期露置于空气中，最终会生成氯化钙而失效，有关反应的化学方程式： ①Ca(ClO)2＋H 2O ＋CO 2===CaCO 3＋2HClO ； ②2HClO =====点燃
2HCl ＋O 2↑；
③CaCO 3＋2HCl===CaCl 2＋H 2O ＋CO 2↑。

(1)氯气的溶解度不大，而且生成的次氯酸很不稳定，不便于保存，而次氯酸盐性质稳定，常用氯气与碱反应制取漂白粉。

(2)漂白粉在空气中保存不当会变质。

因此漂白粉和漂粉精的保存方法是密封、避光并置于阴凉干燥处。

例5 在抗震救灾中要用大量漂白粉和漂白液杀菌消毒。

下列说法中正确的是( ) A ．漂白粉是纯净物，漂白液是混合物 B ．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
C ．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
D ．漂白液的有效成分是NaCl 答案 B
解析 漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，有效成分是次氯酸钙，是混合物；漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸钠，有效成分是次氯酸钠，是混合物。

【考点】氯气与碱反应及其应用 【题点】漂白粉的制取、存放与用途
例6用漂白粉溶液浸泡过的有色布条晾置在空气中一段时间，漂白效果更好，原因是( ) A．漂白粉被氧化了
B．有色布条被空气中的氧气氧化了
C．漂白粉跟空气中的CO2充分反应，生成了较多量的HClO
D．漂白粉溶液蒸发掉部分水，其浓度增大
答案 C
解析晾置在空气中一段时间漂白效果更好是因为漂白粉跟空气中的CO2充分反应，生成较多量的HClO。

【考点】氯气与碱反应及其应用
【题点】漂白粉的制取、存放与用途
1．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。

【考点】氯的结构和性质
【题点】氯气的物理性质及应用
2．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。

【考点】氯气与单质的反应
【题点】氯气与单质反应的综合
3．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。

【考点】氯气与水的反应
【题点】次氯酸的性质
4．“84消毒液”在日常生活中被广泛使用，该消毒液无色，pH大于7，对某些有色物质有漂白作用。

已知，强碱弱酸形成的盐溶液呈碱性，则你认为“84消毒液”的有效成分是( ) A．氯化氢B．次氯酸钠
C．高锰酸钾D．碳酸钠
答案 B
解析pH大于7，说明溶液显碱性，氯化氢溶于水显酸性；“消毒液无色”，高锰酸钾溶液显紫红色；碳酸钠溶液虽显碱性，但碳酸钠不能杀菌消毒。

【考点】氯及其化合物性质的应用
【题点】含氯消毒剂
5．(2018·“七彩阳光”期中联考)下列说法不正确的是( )
A．用氯气制漂白粉的主要目的是转变为较稳定，便于贮存的物质
B．漂白粉在空气中容易失效的原因是次氯酸钙易和空气中的水及二氧化碳反应
C．氯原子最外层有 7 个电子，故在化学反应中易结合一个电子而形成 Cl－
D．次氯酸是一种弱酸是因为次氯酸不稳定，易分解
答案 D
解析氯气是气体，不便保存和运输，将气体转化为较稳定固体物质便于保存和运输，所以工业上将氯气制成漂白粉，A正确； Ca(ClO)2易与空气中的CO2和H2O反应生成次氯酸，次氯
酸不稳定，易分解，B 正确；次氯酸的酸性与电离出氢离子的难易程度有关，与稳定性无关， D 错误。

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＋3Cl 2=====点燃
2FeCl 3 ②Fe＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑ ③Fe＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑， 2FeCl 2＋Cl 2===2FeCl 3
(3)花瓣褪色 新鲜的花瓣中含有水分，遇Cl 2会产生HClO ，HClO 具有漂白性 (4)不稳定 2HClO=====光照
2HCl ＋O 2↑ 【考点】氯的结构和性质 【题点】氯气的化学性质的综合
[对点训练]
题组一 氯的结构与单质的物理性质
1．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。

【考点】氯的结构和性质
【题点】氯气的物理性质及应用
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。

【考点】氯的结构和性质
【题点】氯气的物理性质及应用
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。

【考点】氯的结构和性质
【题点】由原子结构认识氯的化学性质
题组二氯气与单质的反应
4．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．NaCl D．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。

【考点】氯气与单质的反应
【题点】氯气与金属的反应
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。

【考点】氯气与单质的反应
【题点】氯气与非金属单质反应
6．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。

【考点】氯气与单质的反应
【题点】氯气与单质反应的综合
题组三氯气与水反应
7．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－3)，不存在氯分子、氯离子。

【考点】氯气与水的反应
【题点】氯气与水的反应及其产物
8．(2018·台州中学期末)在新制氯水中存在多种分子和离子，下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A．加入AgNO3后，再加稀硝酸酸化，有白色沉淀产生，说明有Cl－
B．新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰，说明有Cl2
C．将KHCO3固体加入新制的氯水中，有气泡产生，说明有HClO
D．光照新制氯水有气泡逸出，该气体一定是Cl2
答案 A
解析加入AgNO3后，再加稀硝酸酸化，有白色沉淀产生，说明有Cl－与Ag＋反应生成氯化银沉淀，A正确；新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰，说明有次氯酸，B错误；将KHCO3固体加入新制的氯水中，有气泡产生，说明有H＋，C错误；光照新制氯水有气泡逸出，该气体一定是氧气，D错误。

【考点】氯气与水的反应
【题点】氯水的成分与性质
9．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－粒子的混合物，既有酸性，又有漂白性。

【考点】氯气与水的反应
【题点】氯水与液氯的比较
10．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，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。

【考点】氯气与水的反应
【题点】次氯酸的性质
题组四氯气与碱的反应及其应用
11．某高速公路一辆载有35吨液氯的槽罐车与一辆货车相撞，导致槽罐车中液氯大面积泄漏，造成多人伤亡。

下列处理方法和过程合理的是( )
A．将人群转移到地势较低的地方，等待营救
B．将槽罐车推入附近的水塘中，撒上石灰
C．用高压水枪向空中喷洒大量酸性溶液
D．被转移人群可戴上用氢氧化钠处理过的口罩
答案 B
解析氯气的密度比空气大，人群应转移到地势较高处；氯气能与石灰发生反应而与酸不反应；氢氧化钠对皮肤有强烈的腐蚀作用。

【考点】氯气与碱反应
【题点】氯气与碱的反应
12．有关漂白粉的下列说法中，错误的是( )
A．漂白粉是混合物，其有效成分是次氯酸钙
B．为了提高漂白粉的漂白效果，使用时可加少量盐酸
C．漂白粉长期敞口放置在空气中会变质失效
D．漂白粉能与少量二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙和次氯酸
答案 D
解析漂白粉成分是次氯酸钙和氯化钙，有效成分是次氯酸钙，在酸性条件下易生成次氯酸具有漂白作用；漂白粉在空气中敞口存放，会与空气中的二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸不稳定易分解，使漂白粉失效。

【考点】氯气与碱反应
【题点】漂白粉的制取、存放与用途
13．向盛有氯气的三个集气瓶中，分别注入约五分之一的液体并振荡，观察下图所记录的现象，其中判断各瓶所注入的液体正确的是( )
A．①中为硝酸银溶液
B．②中为氢氧化钠溶液
C．③中为蒸馏水
D．③中为澄清石灰水
答案 C
解析瓶①中氯气完全被吸收，加入的是碱溶液；瓶②中氯气完全被吸收，有白色沉淀生成，
加入的可能是硝酸银溶液；瓶③中氯气部分被吸收，得到浅黄绿色氯水溶液，加入的是蒸馏水。

【考点】氯气与碱反应及其应用
【题点】氯气与碱反应在实验中的应用
[综合强化]
14．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过程中的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)d
(2)有白色沉淀生成
(3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
15．某化工厂生产的漂白粉，产品说明书如下：
回答下列问题：
(1)请你为漂白粉写一份保存、使用的注意事项(不超过35字)__________________________。

(2)用化学方程式表示：
①漂白粉的生产原理：_________________________________________________________； ②一般情况下，漂白粉失效的主要原因：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案 (1)密封、避光保存在阴凉处，随配随用，勿接触皮肤，不能用以漂洗丝、毛织品等
(2)①2Ca(OH)2＋2Cl 2===Ca(ClO)2＋CaCl 2＋2H 2O
②Ca(ClO)2＋CO 2＋H 2O===CaCO 3＋2HClO 、
2HClO=====光照2HCl ＋O 2↑
【考点】氯气与碱反应及其应用
【题点】漂白粉的制取、存放与用途
16．某化学兴趣小组为了探究HClO 的漂白性，设计了如下的实验：
(1)通入Cl 2后，从集气瓶A 、B 的现象可得出的结论是
________________________________________________________________________；
其中发生反应的化学方程式为____________________________________________________。

(2)为了确认是HClO 使湿润的红色布条褪色，你认为还应增加的实验是
________________________________________________________________________。

(3)烧杯中NaOH 溶液所起的作用是
________________________________________________________________________， 烧杯中所发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。

(4)为保证实验安全，氯气以每分钟1.12 L(已换算为标准状况下)的流速匀速通入，若实验需耗时4 min ，小烧杯中盛放2 mol·L －1的NaOH 溶液的体积至少应为________mL 。

答案 (1)干燥的Cl 2没有漂白性，氯水有漂白性 Cl 2＋H 2O HCl ＋HClO (2)验证盐酸是否有漂白性 (3)吸收多余的Cl 2，防止污染空气 Cl 2＋2NaOH===NaClO ＋NaCl ＋H 2O
(4)200
解析 (2)干燥的红色布条不褪色，说明氯气不具有漂白性；湿润的红色布条褪色，说明氯水具有漂白性。

(2)氯水中的成分除Cl 2外，还存在HClO 、HCl 和H 2O ，要确认次氯酸具有漂白性，还需确认盐酸不具有漂白性。

(3)烧杯中的NaOH 溶液可吸收多余的氯气，以防止污染空气。

(4)4 min 内共通入Cl 2 4.48 L 即0.2 mol ，为保证实验安全，烧杯中的NaOH 应至少能全部吸收通入的Cl 2，根据Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O ，NaOH 至少需0.4 mol ，V (NaOH)＝
0.4 mol
＝0.2 L＝200 mL。

2 mol·L－1。