氯气的性质和用途

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1、第 1课 时 氯 气 的 性 质 和 用 途 n【 教 学 目 标 】n掌 握 卤 素 原 子 结 构 的 递 变 与 单 质 的 物 理性 质 、 化 学 性 质 之 间 的 关 系 .n重 点 掌 握 Cl2的 重 要 化 学 性 质 . 物 理 性 质 物 理 性 质颜 色状 态气 味 味 道毒 性熔 点 沸 点溶 解 性密 度 硬 度闻看 尝测 观 察 放 在 桌 子 上 的 一 瓶 氯 气 ， 并阅 读 下 面 二 段 信 息不 能 用 排 水 集 气 法收 集 氯 气黄 绿 色 气 体有 刺 激 性 气 味密 度 比 空 气 大可 溶 于 水 氯 气 液 氯 固 态 氯 34.6度

2、 101度易 液 化 ： Cl2 易 断 裂 易 得 电 子分 子 结 构 不 稳 定 原 子 结 构 不 稳 定 结 构 决 定 性 质Cl Cl -化 学 性 质 活 泼2 知 识 网 络 （ 氯 气 的 化 学 性 质 ） 要 点 疑 点 考 点 解 析 氯气的性质和用途 2、 氯 水 的 性 质 由 Cl2+H2O=HCl+HClO（ 溶 于 水 的 Cl2只 有 1/3与 水发 生 了 反 应 ） 可 知 ： 新 制 氯 水 的 主 要 成 分 为 ： Cl2、H2O、 HClO、 H+、 Cl-、 ClO-。 在 化 学 反 应 中 有 时 是一 种 微 粒 参 与 反 应 ， 有

3、 时 是 几 种 微 粒 同 时 参 与 反 应 。氯气的性质和用途 3、 氯 水 的 应 用 由 Cl2+H2O=HCl+HClO， 根 据 平 衡 移 动 原理 知 其 应 用 有 ：氯气的性质和用途 习 题 与 思 考1 0 和 101.3 kPa时 ,下 列 各 组 中 的 两 种 气 体 混合 后 ,所 得 混 合 气 体 的 平 均 相 对 分 子 质 量 可 能 达到 50的 是 ( ) A. SO2和 Cl2 B. CO2和 SO2 C. HI和 Cl2 D. CH4和 O2【 解 析 】 2HI+Cl2=2HCl+I2， 混 合 气 可 能 为 HCl、 Cl2或HCl、 H

4、I。氯气的性质和用途 BC 2 向 一 定 量 的 石 蕊 试 液 中 ,分 别 加 入 少 量的 Na2O或 通 入 足 量 Cl2,试 液 的 颜 色 ( )A. 前 者 呈 蓝 色 ,后 者 褪 色B. 前 者 呈 蓝 色 ,后 者 呈 红 色C. 前 者 褪 色 ,后 者 呈 红 色D. 两 者 均 褪 色氯气的性质和用途 A 3 用 自 来 水 养 金 鱼 ， 在 将 水 注 入 鱼 缸之 前 ， 常 需 要 把 水 在 阳 光 下 曝 晒 一 段时 间 ， 其 目 的 是 ( ) A. 增 加 水 中 含 氧 量 B. 起 到 杀 菌 作 用 C. 使 水 中 的 次 氯 酸 分

5、解 D. 使 水 的 硬 度 降 低氯气的性质和用途 C 能 力 思 维 方 法 【 例 1】 在 70 的 温 度 下 ， Cl2通 入 NaOH溶 液 中 发 生 两 个自 身 氧 化 还 原 反 应 ， 生 成 NaClO与 NaClO3的 物 质 的 量之 比 为 4 1， 写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式 。【 解 析 】 由 Cl2发 生 歧 化 反 应 的 规 律 知 ,Cl2在 NaOH溶 液 中 的还 原 产 物 是 NaCl， NaClO与 NaClO3的 物 质 的 量 之 比 是4 1是 方 程 式 配 平 的 主 要 基 础 ,得 失 电 子 守 恒 与 质

6、 量 守恒 相 结 合 是 配 平 方 程 式 的 最 佳 方 法 。【 答 案 】 7Cl 2+14NaOH=4NaClO+NaClO3+9NaCl+7H2O【 解 题 回 顾 】 由 题 给 信 息 书 写 化 学 方 程 式 ， 通 常 是 确 定 好 反 应 物和 产 物 ， 再 配 平 即 可 。 本 题 由 氧 化 还 原 知 识 ， 判 断 还原 产 物 为 NaCl， 再 据 电 子 守 恒 n(NaCl) 1=n(NaClO) 1+n(NaClO3) 5=4 1+1 5=9。 确 定 产 物 计 量 数 之 比 ， 再 反 推 出 反 应 物 的 计 量 数 。氯气的性质和用

7、途 【 例 2】 （ 2002年 理 科 综 合 能 力 测 试 ） 已 知 ： A、 B、 C、 D四 种 物 质 均 含 元 素 X， 有 的还 可 能 含 有 元 素 Y、 Z。 元 素 Y、 X、 Z的 原子 序 数 依 次 递 增 X在 A、 B、 C、 D中 都 不呈 现 它 的 最 高 化 合 价 室 温 下 单 质 A与 某 种常 见 一 元 强 碱 溶 液 反 应 ， 可 得 到 B和 C 化合 物 D受 热 催 化 分 解 ， 可 制 得 元 素 Y的 单 质 。（ 1） 元 素 X是 ， Z是 ；（ 2） 写 出 中 反 应 的 化 学 方 程 式 ；（ 3） 写 出 中

8、 的 化 学 方 程 式 。氯气的性质和用途 【 解 析 】 以 氯 气 及 其 化 合 物 知 识 为 主 线 ， 考 查 原 子 结 构 知识 及 综 合 推 理 能 力 。 推 断 方 法 采 用 分 合 思 维 法 ， 先分 析 每 条 信 息 ， 推 出 相 应 结 论 ， 后 综 合 推 断 ， 得 出答 案 。 先 分 散 ， 后 收 敛 思 维 。 关 键 词 ： “ 原 子 序 数 Z X Y ” ， “ 室 温 ” ， “ 受 热 催 化 ” ， “ 分 解 ” 等等 。 由 信 息 知 ， X的 单 质 A与 碱 发 生 歧 化 反 应 ， 进而 确 认 A为 非 金 属

9、 单 质 ， 在 中 学 阶 段 ， 与 碱 发 生 歧 化反 应 的 单 质 有 C l 2 、 S 。 例 如 ：3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O， 3Cl2+6KOH(热 、浓 )=5KCl+KClO3+3H2O， 中 学 化 学 中 常 见 一 元 强 碱有 NaOH、 KOH； 由 信 息 知 ， 中 学 化 学 中 催 化 、受 热 、 分 解 生 成 单 质 很 容 易 联 想 到 实 验 室 制 O 2。氯气的性质和用途 综 合 上 述 分 析 ， X为 Cl， A为 Cl2， Y为 O，Z可 能 是 Na或 K， 又 因 为 原 子 序 数 “ Y(O)X(Cl

10、) Z”Z只 能 是 钾 （ K） 不 是 钠 （ Na） ， 化学 反 应 式 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O迁 移 ，Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O， 为 什 么 不 是3Cl2+6KOH(热 、 浓 )=5KCl+KClO3+3H2O？ 因为 该 反 应 要 在 加 热 条 件 下 进 行 ， 而 信 息 注 明Cl2+KOH在 “ 室 温 ” 进 行 。氯气的性质和用途 【 答 案 】 (1)Cl、 K (2)Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O (3)2KClO3 2KCl+3O2 催 化 剂【 解 题 回 顾 】 2002年 理 科 综 合 考

11、纲 在 能 力 测 试 目 标 增 加了 一 条 “ 推 理 能 力 ” ， 要 求 能 对 自 然 科 学 问 题进 行 逻 辑 推 理 和 论 证 ， 得 出 正 确 结 论 或 作 出 正确 的 判 断 。 对 于 推 断 题 ， 抓 住 “ 题 眼 ” 大 胆 作出 假 设 ， 再 验 证 ， 从 而 得 出 答 案 。氯气的性质和用途 延 伸 拓 展 【 例 3】 由 H2和 Cl2组 成 的 混 合 气 体 ， 经 光 照 充 分 反 应 后 ,通 入 100 mL 1.0 mol/L NaOH溶 液 中 ， 图 甲 表 示 溶 液 中 某种 离 子 的 物 质 的 量 随 通 入

12、 气 体 体 积 的 变 化 曲 线 ， 图 乙 表示 溶 液 导 电 性 随 通 入 气 体 体 积 的 变 化 曲 线 。 请 分 析 ， 推算 并 填 空 ：氯气的性质和用途 (1)图 甲 表 示 溶 液 中 离 子 的 变 化 曲 线 。(2)对 溶 液 进 行 导 电 性 实 验 ， 当 通 入 的 混 合 气体 体 积 大 于 V1时 ,引 起 溶 液 导 电 性 明 显 增 强 的主 要 阴 阳 离 子 是 。(3)当 n=0.02 mol时 ， 光 照 前 的 混 合 气 体 中 H2和 Cl2的 物 质 的 量 之 比 为 。 【 解 析 】 解 答 此 题 首 先 应 认

13、真 分 析 甲 、 乙 两 图 像 的 内在 含 义 。 （ 一 ） 甲 图 像 中 随 着 气 体 的 通 入 某 种离 子 物 质 的 量 变 化 为 先 增 多 后 减 少 ， 据 此 特 点分 析 此 离 子 会 是 什 么 ？ 可 能 情 况 （ 1） H 2、 Cl2恰 好 反 应 ， 而 此 时 通 入 NaOH溶 液 时 只 存 在 Cl-增 多 ， OH-减 少 ， 不 符 合 图 示 ； （ 2） H2、 Cl2反应 后 H2过 量 与 （ 1） 相 同 ；氯气的性质和用途 （ 3） H2、 Cl2反 应 后 Cl2过 量 ， 发 生 的 反 应 ： H2+Cl2=2HCl

14、 HCl+NaOH=NaCl+H2O Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O HCl+NaClO=NaCl+HClO 由 此 可 知 符 合 甲 图 像 变 化 情 况 的 离 子 只 能 是ClO-。 （ 二 ） 结 合 图 乙 图 像 V1时 即 降 c(ClO-)至最 小 ， 即 NaClO 完 全 转 化 为 HClO时 ， 再 通 气 体溶 液 导 电 能 力 会 明 显 增 强 ， 经 判 断 可 得 出 ： 充 分反 应 后 气 体 是 HCl、 Cl2混 合 气 体 ， 且 经 过 NaOH溶液 后 Cl 2反 应 完 而 HCl仍 有 剩 余 ， 引 起 溶 液 导

15、 电 性增 强 的 主 要 阴 阳 离 子 是 H+、 Cl-。 （ 三 ） 当n=0.02 mol时 ， 溶 液 中 NaOH已 全 部 参 加 反 应 ，此 时 已 反 应 的 Cl原 子 （ NaCl及 NaClO） 。氯气的性质和用途 n(Na)=n(Cl)=1.0mol L-1 0.1 L=0.1mol,而n=0.02mol 意 味 着 Cl2中 Cl原 子 为 0.04mol， 说 明 HCl中Cl原 子 为 0.1mol-0.04mol=0.06mol， 即 H原 子 亦 为0.06mol， 而 H原 子 来 自 于 H2， 全 部 Cl原 子 来 自 于 Cl2，所 以 n(H

16、) n(Cl)=n(H2) n(Cl2)=0.06 0.1即 3 5。【 答 案 】 （ 1） ClO-； （ 2） Cl-、 H+； （ 3） 3 5。【 解 题 回 顾 】 在 分 析 图 像 题 时 ， 其 转 折 点 是 解 题 的 关 键 ， 它 表 示 反应 起 了 质 的 变 化 ， 要 挖 掘 出 此 点 的 反 应 ， 以 此 作 为 解 题的 突 破 口 。氯气的性质和用途 n 【 例 4】 常 温 下 ， 某 实 验 者 用 一 个 体 积 为 50 mL的 针 筒 吸 入 40 mL氯 气 后 ， 再 吸 收 10 mL水 ，这 时 ， 针 筒 中 发 生 一 系 列

17、的 变 化 ， 经 过 相 当 长一 段 时 间 后 ， 针 筒 又 会 发 生 变 化 。 此 时 ， 将 此针 筒 拿 到 装 有 小 白 鼠 的 密 闭 玻 璃 罩 内 ， 观 察 到小 白 鼠 从 昏 迷 状 态 逐 渐 清 醒 。n （ 1） 试 写 出 针 筒 中 可 能 观 察 到 的 一 切 现 象 并写 出 反 应 式 。n （ 2） 小 白 鼠 为 什 么 会 清 醒 ？ 请 写 出 反 应 式 。氯气的性质和用途 【 解 析 】 本 题 考 查 学 生 对 平 衡 知 识 的 深 入 理 解 ； 考 查区 别 实 验 现 象 与 结 论 的 能 力 及 对 有 氧 呼 吸

18、 的 理解 。 氯 水 中 存 在 下 列 化 学 平 衡 ： Cl2+H2O HCl+HClO。 将 针 筒 吸 入 Cl2和 H2O后 ，Cl2和 H2O反 应 生 成 HCl和 HClO， 但 由 于 化 学 平 衡是 动 态 平 衡 ， Cl2不 能 完 全 反 应 生 成 HCl和 HClO，有 一 部 分 Cl2溶 于 H2O， 使 溶 液 呈 浅 黄 绿 色 。 当将 针 筒 放 置 相 当 长 一 段 时 间 以 后 ， 由 于 HClO逐渐 分 解 2HClO 2HCl+O2 ， 使 化 学 平 衡 不 断 向右 移 动 ， 最 终 Cl 2全 部 转 化 为 O2， 导 致

19、 气 体 和 溶液 变 成 无 色 。 针 筒 里 的 O2被 释 放 到 玻 璃 罩 中 ， 小 白 鼠 可 进行 有 氧 呼 吸 ， 释 放 出 能 量 ， 从 而 逐 渐 清 醒 。 氯气的性质和用途 【 答 案 】 （ 1） 针 筒 中 气 体 体 积 缩 小 ， 溶 液 呈 浅 黄 绿 色 。当 将 针 筒 放 置 相 当 长 一 段 时 间 以 后 ， 气 体 体 积进 一 步 缩 小 ， 气 体 和 溶 液 均 变 为 无 色 。反 应 式 为 ： Cl2+H2O=HCl+HClO； 2HClO=2HCl+O2 （ 2） 将 针 筒 里 的 O2释 放 到 玻 璃 罩 中 ， 小 白 鼠进 行 有 氧 呼 吸 ： 细 胞 在 氧 的 参 与 下 ， 通 过 酶 的催 化 作 用 ， 把 糖 类 等 有 机 物 彻 底 氧 化 分 解 ， 产生 CO2和 H2O， 同 时 释 放 出 大 量 能 量 ， 供 其 生 命 活动 的 需 要 。 所 以 会 逐 渐 清 醒 。反 应 式 为 ： 6O 2+C6H12O6 6CO2+6H2O+能 量氯气的性质和用途