高中化学：氯气的性质学案

高中化学：氯气的性质学案
[学习目标] 1.了解氯气的性质，认识氯气是很活泼的非金属单质。

2.了解氯水的成分及性质。

3.了解氯气与碱溶液的反应及应用。

一、氯气与金属、非金属的反应
1．氯的原子结构和氯元素的存在
(1)原子结构
原子结构示意图为，氯原子容易□01得到1个电子而形成Cl－，表现出典型的□02非金属性。

(2)氯元素的存在
氯在自然界中以□03化合态存在，主要以□04NaCl的形式存在。

2．氯气的物理性质
5．氯气的用途
(1)氯气是一种重要的化学工业物质。

氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。

(2)在有机化工中，氯气是合成塑料、农药、染料和药品的重要原料。

二、氯气与水、碱的反应
1．氯气和水的反应
(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：
氯水具有漂白性是因为氯气与水反应生成了具有漂白作用的□05HClO ，反应的化学方程式是□
06Cl 2＋H 2O HCl ＋HClO 。

(2)次氯酸的性质
①次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性还弱，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为□
07Cl 2＋H 2O H ＋＋Cl －＋HClO 。

②不稳定性，见光易分解，放出氧气。

化学反应方程式为□
082HClO=====光照
2HCl ＋O 2↑。

③次氯酸具有强氧化性，其氧化性比Cl 2强，可用于自来水的□09杀菌消毒，还可以用作□10漂白剂。

2．氯气和碱的反应
(1)根据氯气与水的反应原理，推测氯气与强碱溶液反应的生成物是□
11氯化物、□12次氯酸盐和水，氯气与NaOH 、Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为□13Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O,2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O 。

(2)漂白液的主要成分是□14NaCl 、NaClO ，有效成分是□15NaClO ；漂白粉的主要成分是□16CaCl 2、Ca(ClO)2，有效成分是□
17Ca(ClO)2。

(3)如果Cl 2与Ca(OH)2反应充分，并使次氯酸钙成为主要成分，则得到漂粉精。

(4)漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的□18漂白剂，又可作游泳池及环境的□19消毒剂。

1．铁与盐酸反应生成二价铁，铁与氯气反应生成二价铁还是三价铁？为什么？
提示：三价铁，Cl
2
有很强的氧化性，能与多数金属反应生成相应的金属氯化物，它和变价金属反应时，生成高价的金属氯化物。

2．通过H
2在Cl
2
中燃烧的实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？
提示：H
2在空气中可以燃烧，在Cl
2
中也可以燃烧。

由此可知燃烧不一定有氧气参加，燃
烧的本质是氧化还原反应，所有发光放热的剧烈的氧化还原反应都称为燃烧。

3．实验室中如何保存氯水？
提示：氯水中的HClO见光或受热均易发生分解反应，因此新制氯水应密闭贮存于棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。

4．漂白粉和木炭都能使红墨水褪色，其原理相同吗？
提示：不同，漂白粉中的Ca(ClO)
2
在酸性溶液中具有强氧化性，使有色物质被氧化而褪色，而木炭则具有强的吸附性，可吸附色素而使红墨水褪色。

一、氯气与金属、非金属的反应
1．氯气与金属反应时表现出强氧化性，与变价金属(如Fe)反应时得到高价金属氯化物(如
FeCl
3
)；氯气不但能与活泼金属反应，也能与某些不活泼金属发生反应。

2．燃烧是任何发光、发热的剧烈的氧化还原反应。

3．描述现象时，固体小颗粒，分散在空气中形成烟；小液滴分散在空气中形成雾。

[练习与实践]
1．将氯气通过软管通入鼠洞中，可以用来消灭田鼠。

在此过程中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．①②③ B．②③ C．③④ D．③④⑤
答案 B
解析氯气密度比空气大，所以易通入鼠洞，其毒性可以杀死老鼠。

2．下列各化合物不能由单质直接化合制取的是( ) A ．FeCl 3 B ．CuCl 2 C ．AlCl 3 D ．FeCl 2 答案 D
解析 因Cl 2化学性质很活泼，与变价金属反应时生成高价态化合物，Fe 元素有＋2价、＋3价，Cu 元素有＋1价、＋2价，Al 元素只有＋3价。

二、氯水的成分和性质
1．氯水的成分
(1)氯水中的化学反应及有关电离方程式： Cl 2＋H 2O HCl ＋HClO ，HCl===H ＋
＋Cl －
， HClO
H ＋＋ClO －，2HClO=====光照
2HCl ＋O 2↑。

(2)氯水的成分——“三分子四离子”：
2．氯水的性质
在氯水中含有多种微粒，因此在与不同物质发生反应时，表现出不同微粒的性质，现列表如下：
3．液氯、新制氯水和久置氯水的比较
4．漂白粉敞口存放在潮湿的空气中容易失效，其原因是Ca(ClO)2＋CO 2＋H 2O===CaCO 3↓＋2HClO ；2HClO=====光照
2HCl ＋O 2↑(用化学方程式表示)，所以漂白粉的保存方法是密封保存。

[练习与实践]
3．常用氯气给自来水消毒，某同学用自来水配制下列物质的溶液，会使药品明显变质的是( )
①FeCl 3 ②AgNO 3 ③NaHCO 3 ④MgCl 2 ⑤KI ⑥NaOH A ．①②④ B ．②③⑤⑥ C ．①②④⑥ D ．全部
答案 B
解析 氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，因此与硝酸银、碳酸氢钠、碘化钾和氢氧化钠都能发生化学反应，而与FeCl 3和MgCl 2不反应，故选B 。

4．下列说法不正确的是( ) A ．光照氯水有气泡逸出，该气体是O 2 B ．新制氯水呈黄绿色是因为其中存在Cl 2 C ．久置氯水遇AgNO 3溶液会产生白色沉淀 D ．新制氯水经光照一段时间pH 增大 答案 D
解析 氯水中存在三种分子：Cl 2、HClO 、H 2O ，四种离子：Cl －、ClO －、H ＋、OH －，其中光
照后发生反应2HClO=====光照
2HCl ＋O 2↑，氯化氢溶于水导致溶液中H ＋浓度增大，则溶液的pH 减小，故D 错误。

本课小结
1．Cl 2是非常活泼的非金属单质，能与多种金属(如Na 、Fe 、Cu 等)、非金属(如H 2等)直接化合。

2Na ＋Cl 2===2NaCl,2Fe ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 3，Cu ＋Cl 2=====点燃CuCl 2，H 2＋Cl 2=====点燃
2HCl 。

2．Cl 2可与碱反应，生成次氯酸盐、金属氯化物和水，可
用此原理来制取漂白粉，2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O 。

3．氯水是Cl 2的水溶液，其中发生反应：Cl 2＋H 2O
HCl ＋HClO 。

故新制氯水中含有三
种分子(H 2O 、Cl 2、HClO)、四种离子(Cl －、H ＋、ClO －、OH －)。

其中HClO 不稳定，易分解，2HClO=====光照
O 2↑＋2HCl 。