化学人教版必修1《氯气的性质氯及其化合物》优质PPT课件

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第二节　氯及其化合物第1课时　氯气的性质一、氯气的物理性质1.氯的原子结构及存在2.氯气的物理性质颜色状态气味毒性溶解性_____色______________________1体积的水溶解约2体积的氯气黄绿气体刺激性气味有毒【情境·思考】1915年4月22日,第一次世界大战西线战场,夜幕刚刚落下,防守比利时伊普尔的法军阵线前方,从对面德军堑壕里突然升起一股奇怪的致命绿烟,微风将这股绿烟吹向法军,士兵们四处溃逃,瞬间许多人就中毒倒地,他们呼吸急促,挣扎着倒下,渐渐地,他们没有了呼吸。(1)氯气使人中毒死亡的原理是什么?提示:氯气具有强烈的刺激性气味,吸入少量氯气会使人鼻腔和喉头黏膜受到刺激并引起胸痛和咳嗽,吸入较多氯气时会使人窒息死亡。(2)当日常生活中遇到氯气泄漏时,应如何躲避?提示:氯气密度比空气大,应躲避到较高位置。二、氯气的化学性质1.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:________________,产生大量白烟;(2)与铁反应:__________________,产生大量棕褐色烟;(3)与铜反应:_______________,产生大量棕黄色烟。△====△====△====2Na+Cl22NaCl2Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl2【巧判断】(1)铁与氯气反应时,可以生成FeCl3()提示:√。氯气具有较强的氧化性,与绝大多数金属反应,一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到最高价。√(2)氯气与金属单质反应时一定作氧化剂()提示:√。氯气与金属单质反应时,金属失去电子被氧化,氯气作氧化剂得电子被还原。√2.氯气与非金属单质的反应在空气中点燃氢气,然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中。(1)现象:氢气在氯气中安静地_____,发出_______火焰,集气瓶口上方出现_____。(2)化学方程式:______________。点燃====燃烧苍白色白雾H2+Cl22HCl3.氯气与水的反应(1)新制氯水能杀菌、消毒,是因为氯气与H2O反应,反应的化学方程式是___________________,次氯酸具有强氧化性,能杀菌、消毒。Cl2+H2O====HCl+HClO(2)次氯酸①稳定性:次氯酸分解反应的化学方程式为___________________。②强氧化性:i.能将有色物质氧化为无色物质,作_______。ii.杀菌、消毒。光照====2HClO2HCl+O2↑漂白剂③弱酸性:HClO的酸性比H2CO3弱,向NaClO溶液中通入足量CO2,离子方程式为___________________________。3OCO2+ClO-+H2O====HClO+HC3O【微思考】结合次氯酸的性质分析该如何保存氯水?提示:次氯酸不稳定,见光易分解,所以氯水应保存在棕色细口瓶中。【情境·思考】你知道如何用自来水养金鱼吗?首先,用容器取适量的自来水,将其放置在阳光照射的地方两天以上(三天更好),再将其倒进鱼缸里面。这是因为自来水为了适合人类饮用,都经过了处理,其中含有氯气,此气体对于金鱼的生长不利,时间久了很容易造成金鱼中毒。将其放置在阳光照射的地方,是因为在阳光照射下,可以使得有毒物质减少,从而使得金鱼慢慢适应新的水源。(1)自来水用氯气来消毒,说明氯气具有哪些方面的性质?(2)自来水晒过一段时间后,可以减少水中的有毒物质,发生了哪些化学反应?提示:(1)自来水用氯气来消毒,说明氯气具有强氧化性。(2)氯气对自来水消毒后,含有少量氯气和次氯酸。经过阳光照射后,发生的化学反应有2HClO2HCl+O2↑。光照====4.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:___________________________。②离子方程式:_______________________。③漂白液的有效成分是_________。Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2OCl2+2OH-====Cl-+ClO-+H2O次氯酸钠【情境·思考】下面几幅图片是某氯气泄漏事故现场。(1)从图片可以看出现场人员撤离时均用一块毛巾捂住口鼻以防止吸入氯气,那么,这块毛巾应怎样处理会更好?提示:由于Cl2易和碱反应,因此可以将毛巾蘸肥皂水或小苏打水等呈弱碱性的溶液。(2)消防人员在现场向空中喷洒石灰水,这是为什么?请用化学方程式说明原理。提示:2Cl2+2Ca(OH)2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。(2)与石灰乳反应——制取漂白粉①制取反应的化学方程式:___________________________________。②漂白粉的主要成分是_______________,有效成分是________,漂粉精的主要成分是________。2Ca(OH)2+2Cl2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCaCl2、Ca(ClO)2Ca(ClO)2Ca(ClO)2③漂白粉的漂白原理:利用复分解反应原理,漂白粉中的_________与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的_______。次氯酸钙次氯酸【做一做】制备漂白液的反应为Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O,该反应中氧化剂是___,还原剂是___。Cl2Cl2知识点一　氯水成分与性质的多样性【重点释疑】1.氯水的成分氯水中存在反应:Cl2+H2O====HCl+HClO,HClO和HCl发生电离。氯水中含有以下微粒:2.新制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:所加试剂参与反应的微粒实验现象离子方程式或解释AgNO3溶液Cl-白色沉淀Cl-+Ag+====AgCl↓Na2CO3固体H+有气泡产生2H++C====CO2↑+H2O23O23O所加试剂参与反应的微粒实验现象离子方程式或解释有色布条HClO布条颜色褪去漂白性FeCl2溶液Cl2溶液变棕黄色2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-石蕊溶液HClO、H+先变红后褪色酸性和漂白性3.新制氯水与久置氯水的区别(1)区别新制氯水久置氯水颜色浅黄绿色无色主要微粒Cl2、HClO、H2OH+、Cl-、ClO-H+、Cl-、H2O性质酸性、氧化性、漂白性酸性(2)变化的原因Cl2+H2O====HClO+HCl,2HClO2HCl+O2↑。光照====【思考·讨论】(1)将盛有氯水的烧瓶置于阳光下照射,有气泡产生,此气泡成分是氯气吗?烧瓶内溶液的酸碱性有何变化?提示:不是。酸性增强。因反应2HClO2HCl+O2↑,放出O2,有HCl生成,酸性增强。光照====(2)向含有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加氯水,溶液红色褪去,如何验证是什么原因造成的?提示:可能有两种原因:①氯水中含有强氧化性的HClO,它的漂白性使溶液褪色;②氯水中含有H+能中和OH-使溶液褪色。通过向褪色后的溶液中再加入氢氧化钠溶液,若溶液重新变为红色,原因②正确;若溶液无明显变化,原因①正确。【案例示范】【典例】某化学学习小组同学发现实验室的自来水和往常不同,有较强的刺激性气味,通过查阅资料和向自来水公司询问,知道了自来水是用氯气进行消毒的,该小组同学认为较强的刺激性气味是由于氯气过量导致的,故自来水具有与氯水相同的成分,故设计以下四个实验探究自来水的成分,请根据下表回答问题:(已知:2KI+Cl2====2KCl+I2)实验序号实验方法实验现象结论①将自来水滴加到AgNO3溶液中生成白色沉淀实验序号实验方法实验现象结论②将自来水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中③KI淀粉试纸变蓝色自来水中含有Cl2④将足量的自来水滴加到Na2CO3溶液中自来水中含有H+(1)实验①得出的结论______________________。 (2)指出实验②和实验④中的“实验现象”:②______________________; ④______________________。 (3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是________________________________。 【解析】(1)氯气通入水中存在:Cl2+H2O====H++Cl-+HClO,可用AgNO3溶液检验Cl-的存在。(2)氯气通入水中使水中含有Cl2、HCl、HClO,中和反应和HClO的漂白性均可使含有酚酞的NaOH溶液褪色,HCl可以和Na2CO3反应生成CO2。(3)自来水中的Cl2能将KI中的I-氧化成I2,淀粉遇I2变蓝色。答案:(1)自来水中含有Cl-(2)溶液褪色　有气泡冒出(3)取一片KI淀粉试纸,置于表面皿或玻璃片上,用洁净的玻璃棒蘸取自来水,滴在试纸上【迁移·应用】(2019·北京昌平区高一检测)在探究新制氯水成分及性质的实验中,依据下列方法和现象,不能得出相应结论的是(　　)选项方法现象结论A观察氯水颜色氯水呈黄绿色氯水中含Cl2B向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水有无色气体产生氯水中含HClO选项方法现象结论C向红色纸条上滴加氯水红色纸条褪色氯水具有漂白性D向FeCl2溶液中滴加氯水溶液变成棕黄色氯水具有氧化性【解析】选B。Cl2是黄绿色气体,氯水呈黄绿色,是由于溶于水的Cl2仅部分与水反应,氯水中含有Cl2,A对;饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水,有气泡产生,是因为HC与氯水中的H+反应生成CO2和H2O,B错;向红色纸条上滴加氯水,红色纸条褪色,说明氯水具有漂白性,C对;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变成棕黄色,是因为发生反应2FeCl2+Cl2====2FeCl3,说明氯水具有氧化性,D对。3O3O【补偿训练】1.下列关于氯气的叙述中不正确的是(　　)A.氯气呈液态时称为液氯B.氯气的密度比空气大C.氯气的水溶液中含有多种分子D.氯气在碱性溶液中漂白性会增强【解析】选D。液氯是指液态的Cl2,A正确;氯气的密度大于空气,B正确;氯气的水溶液中含有Cl2、HClO、H2O多种分子,C正确;起漂白作用的是HClO,Cl2在碱性溶液中生成Cl-、ClO-,比氯水的漂白性弱,D错误。2.下列关于氯水的叙述中正确的是(　　)A.新制氯水中只含Cl2和H2O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Cl2D.新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将减弱【解析】选B。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H2O、Cl2、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2HClO2HCl+O2↑,逸出的是O2而不是Cl2;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。光照====知识点二　由氯气制备的常用消毒剂和漂白剂【重点释疑】1.次氯酸的漂白原理、特点及应用范围2.次氯酸盐(1)“84”消毒液:①制备:由Cl2和NaOH溶液反应制得。②主要成分:NaCl和NaClO;有效成分:NaClO。(2)漂白粉3.ClO2二氧化氯可用于消毒和漂白,其漂白能力和消毒能力比氯气强且使用起来更加安全。【易错提醒】(1)干燥的氯气没有漂白性,湿润的氯气有漂白性是由于氯气与水反应生成了具有漂白性的HClO。(2)次氯酸是一元弱酸,其酸性比碳酸弱。(3)工业上制备漂白粉是用Cl2与石灰乳反应而不是与澄清石灰水反应。(4)次氯酸盐的漂白和消毒作用通常是靠转化为HClO来实现的。【知识拓展】国外大量的实验研究显示,二氧化氯是安全、无毒的消毒剂,无“三致”效应(致癌、致畸、致突变),同时在消毒过程中也不与有机物发生氯代反应生成可产生“三致作用”的有机氯化物或其他有毒类物质。但由于二氧化氯具有极强的氧化能力,应避免在高浓度时(>500ppm)使用。当使用浓度低于500ppm时,其对人体的影响可以忽略,100ppm以下时不会对人体产生任何的影响,包括生理生化方面的影响。对皮肤亦无任何的致敏作用。因此,二氧化氯也被国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂。【思考·讨论】(1)制取漂白粉时,应选择石灰水还是石灰乳?为什么?提示:由于氢氧化钙的溶解度较小,制备漂白粉时不能用石灰水,应用石灰乳。在石灰乳中通入氯气可制得漂白粉,也可以用氯气与稍湿的消石灰作用制得。(2)漂白粉中起漂白作用的是HClO,为什么工业上却不保存HClO,而保存漂白粉?提示:HClO不稳定,见光易分解,久置后会变质,所以制备稳定的次氯酸盐更便于储存和运输。【案例示范】【典例】城市生活用水常用漂白粉杀菌、消毒。下列关于漂白粉的叙述正确的是(　　)A.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2B.将Cl2制成漂白粉的主要目的是使它转化为较稳定的物质,便于保存和运输C.漂白粉是由Cl2与烧碱制得的D.在使用漂白粉时应用浓盐酸【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)熟记漂白粉的主要成分和有效成分;(2)浓盐酸能与漂白粉反应。【解析】选B。A.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,故A错误;B.氯水中的HClO能漂白,但易分解且不易保存、运输,所以制成固态漂白粉,故B正确;C.氯气与烧碱反应生成NaCl、NaClO,故C错误;D.使用漂白粉时与浓盐酸发生反应生成氯气,氯气有毒,故D错误。【误区警示】(1)工业上制备漂白粉是用Cl2与石灰乳反应而不是与澄清石灰水反应。(2)次氯酸盐的漂白和消毒作用通常是靠转化为HClO来实现的。【迁移·应用】(2019·泉州高一检测)浓盐酸和Ca(ClO)2能发生如下反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)====CaCl2+2Cl2↑+2H2O用储存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是(　　)　　①CO2　②HCl　③H2O　④O2A.①②③B.②③④C.②③D.①④【解析】选A。漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2,在储存过程中Ca(ClO)2会与空气中的CO2、H2O发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O====CaCO3+2HClO、2HClO2HCl+O2↑,从而发生变质,故久置漂白粉中会含有因变质生成的CaCO3,当与浓盐酸反应时,CaCO3则会与HCl反应生成CO2,制得的Cl2中还含有挥发出的HCl和少量H2O,A项正确。光照====【补偿训练】1.(2018·郑州高一检测)已知NaClO溶液与CO2气体能发生如下反应:NaClO+H2O+CO2====NaHCO3+HClO,下列叙述错误的是(　　)A.HClO比H2CO3酸性强B.向漂白粉溶液中加少量盐酸可增强漂白性C.向漂白粉溶液中通少量Cl2可增强漂白性D.向漂白粉溶液中通CO2气体,可能生成白色沉淀【解析】选A。CO2+H2O====H2CO3,H2CO3+NaClO====ClO+NaHCO3是酸跟盐发生复分解反应,生成新酸和新盐。其中的规律是较强酸与较弱酸的盐反应,生成较弱酸和较强酸的盐,A项错误。盐酸比H2CO3酸性更强,根据上述规律,向漂白粉溶液里加少量盐酸,由Ca(ClO)2转化为HClO,漂白性增强,B项正确。Cl2与H2O反应生成HCl和HClO,则向漂白粉溶液里通少量氯气可增强漂白性,C项正确。CO2气体通入漂白粉溶液中,发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O====CaCO3+2HClO,当CO2气体过量时又发生反应:CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2,D项正确。2.结合氯气的相关知识解决下列问题。(1)漂白粉能与盐酸发生反应,但盐酸浓度不同时,漂白粉与盐酸混合发生反应的类型不同。①漂白粉与稀盐酸发生复分解反应,化学方程式为_______________。②漂白粉与浓盐酸发生氧化还原反应,化学方程式为______________。(2)氯水中含有多种成分,因而具有很多性质,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”)。②c过程中的现象是_______。【解析】(1)①盐酸酸性强于次氯酸,漂白粉与稀盐酸反应生成氯化钙和次氯酸,化学方程式为Ca(ClO)2+2HCl====CaCl2+2HClO;②次氯酸根离子具有强的氧化性,能够氧化浓盐酸,次氯酸钙与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气、氯化钙和水,化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)====CaCl2+2Cl2↑+2H2O。(2)①氯水中的HClO有强氧化性,一般在应用其漂白时,HClO的强氧化性将有色物质氧化成无色物质,本题中氯水能使石蕊试液先变红,后褪色,故合理选项是d。②氯水中有Cl-,加入AgNO3溶液,发生反应:Ag++Cl-====AgCl↓,生成AgCl白色沉淀。答案:(1)Ca(ClO)①2+2HCl====CaCl2+2HClO　②Ca(ClO)2+4HCl(浓)====CaCl2+2Cl2↑+2H2O　(2)d①　②产生白色沉淀3.Cl2是一种重要的化工原料。如图是一些含氯产品。(1)①中钢瓶上应贴的标签为________。A.腐蚀品B.爆炸品C.有毒品D.易燃品(2)下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是_____。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)2C.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Na2O2(3)工业上利用Cl2制盐酸,其化学方程式为______。Cl2溶于水可制得氯水,如何检验一瓶氯水已经完全变质?【解析】(1)Cl2有毒,储存Cl2的钢瓶应贴的标签为有毒品。(2)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,漂白液的有效成分是NaClO,二者均是混合物,A、D项错误;制取漂白粉时,不用澄清石灰水,因氢氧化钙的溶解度较小,一般用石灰乳,也可用氯气与稍湿的消石灰作用制得,C项错误。(3)久置氯水的成分为稀盐酸,新制氯水的成分为Cl2、HCl、HClO,新制氯水和稀盐酸均与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,均与Na2CO3溶液反应放出CO2气体,遇酚酞溶液均无明显现象。新制氯水中加入紫色石蕊溶液先变红后褪色,而稀盐酸中加入紫色石蕊溶液只变红色。答案:(1)C　(2)B　(3)H2+Cl22HCl　用试管取适量该氯水,滴入几滴紫色石蕊试液,若溶液只变红不褪色,证明氯水已经完全变质。点燃====【素养提升】漂白粉是常用漂白剂。如果储存不当,在空气中久置后,易出现板结现象。(1)请根据所学知识预测该结块中所含固体物质可能有哪些?并分析漂白粉失效的原因。提示:CaCl2、CaCO3。漂白粉能与空气中的CO2反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O====CaCO3+2HClO,次氯酸易分解而失效。(2)若探究该结块中是否含碳酸钙,请写出你所用的试剂(除水外)。提示:盐酸、澄清石灰水。【课堂回眸】