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第5課時　氯氣
第1章　第2節　
1.以研究氯氣的性質為例，熟知研究物質性質的基本程序(難點)。
2.通過實驗探究氯氣的化學性質，掌握氯氣與金屬單質、非金屬單質、水及堿
溶液的反應(重點)。
學習目標
1915年4月22日，德軍與英、法聯軍在比利時的伊普爾對峙。黎明時，英法聯軍前線戰場的士兵突然看到一股黃綠色氣體慢慢向前襲來，很快數百名英、法戰士窒息而死，數千名士兵雙目失明，你知道這種黃綠色氣體是什么嗎
新課導入
研究Cl2的性質
一
一.研究物質性質的基本程序
觀察物質的外部特征
實驗和觀察
解釋和結論
對實驗現象進行分
析、綜合、推理，
得出結論
運用比較的方法，
歸納總結一類物
質的共性和差異
發現特殊現象，
提出新問題
預測物質的性質
物質的顏色、氣
味、存在狀態等
驗證預測
做出新的預測
進一步研究
可以運用分類的方
法，根據物質所屬
的類別或利用有關
反應規律預測物質
的性質
稀釋有毒氣體
消防官兵緊急排險
緊急疏散的群眾
通過該氯氣泄漏事故，你能總結出氯氣的物理性質嗎？
二.以研究Cl2的性質為例
1、觀察——研究氯氣的物理性質
顏色：
黃綠色
味道：
刺激性氣味
溶解性：
可溶于水(1∶2)
試管內氣現象：氣體顏色變淺，液面上升
特別提醒
①聞有毒氯氣氣味的方法：稍打開玻璃片，用手輕輕地在瓶口扇動，使極少量的氯氣飄進鼻孔。
②氯氣的密度比空氣大。
③氯氣易液化（沸點高），液氯為黃綠色。
（1）由實驗探究氯氣的溶解性現象知Cl2能溶于水，能不能用排水法收集Cl2？Cl2可以用什么方法收集？
思考1
提示　Cl2能溶于水，不能用排水法收集；常用排飽和食鹽水或向上排空氣法收集。
長進短出
（2）實驗室中液氯如何保存？
干燥的鋼瓶中
【總結歸納】
一、氯氣的性質
1、氯氣的物理性質
黃綠色，強烈刺激性氣味，有毒氣體可溶于水（1:2），易溶于有機溶劑（在飽和食鹽水中幾乎不溶），易液化（黃綠色液氯），ρCl2＞ρ空氣。
常用排飽和食鹽水或向上排空氣法收集。
液氯保存于干燥的鋼瓶中
結構決定性質
（1）氯氣是一種非金屬單質，請從氯原子的原子結構出發預測氯氣的化學性質
氯原子容易得到1個電子，形成最外層8個電子的穩定結構，化學性質很活潑
(2)預測——氯氣的化學性質
氯氣和氧氣均為非金屬單質，氧氣能與Na、Fe、Cu等金屬單質反應，也能與H2等非金屬單質反應，則氯氣是否也有上面的性質？
思考2
(2)預測——氯氣的化學性質
提示　氯氣能與Na、Fe、Cu等金屬單質反應，也能與H2等非金屬單質反應。
1．將盛有氯氣的集氣瓶迅速倒扣在受熱熔化的鈉球上方 2．用坩堝鉗夾住一束燒得紅熱的細鐵絲伸入充滿氯氣的集氣瓶中 3．用坩堝鉗夾住一束燒得紅熱的細銅絲伸入充滿氯氣的集氣瓶中 4．在空氣中點燃氫氣，然后把通氫氣的導管伸入盛有氯氣的集氣瓶中
(3)實驗驗證——氯氣與單質的反應
劇烈燃燒
黃色火焰
產生白煙
劇烈燃燒，
產生棕紅色煙，溶于水呈黃色
劇烈燃燒，
產生棕黃色煙，溶于水呈藍色
安靜燃燒，
產生蒼白色火焰，瓶口上方有白霧
2Na＋Cl2 ==== 2NaCl
點燃
2Fe＋3Cl2 ==== 2FeCl3
點燃
Cu＋Cl2 ==== CuCl2
點燃
H2＋Cl2 ==== 2HCl
點燃
①燃燒是發光發熱的劇烈反應，燃燒過程不一定有氧氣參加反應。
②氫氣在氯氣中安靜地燃燒，工業上常用這一反應制備鹽酸；
H2和Cl2在強光照射下會發生爆炸，也能生成HCl。
特別提醒
鐵有＋2、＋3價，Cu有＋1、＋2價，試根據Cl2分別與Fe、Cu的反應，總結氯氣與可變價態的金屬反應的規律，同時反映了Cl2的活潑性如何？
思考3
提示　Fe、Cu可變價態的金屬與Cl2反應時生成高價態氯化物，同時反映了Cl2的性質非常活潑。
應用體驗
2.下列關于氯氣的敘述正確的是
A.鈉在氯氣中燃燒產生白霧
B.紅熱的銅絲在氯氣中燃燒生成CuCl
C.純凈的氫氣可以在氯氣中安靜地燃燒，發出黃色火焰
D.氯氣與變價金屬反應生成高價態金屬氯化物
√
形成白煙
生成CuCl2
發出蒼白色火焰
返回
研究氯水的性質
二
1.發現新問題
在研究氯氣的溶解性實驗中，將淺黃綠色的氯水密閉放置一段時間后發現氯水的顏色變淺。這說明氯氣可能具有什么性質呢？
氯水的顏色變淺
氯氣分子減少
氯氣和水發生了反應
預測
思考：如何證明氯氣與水發生了反應？
？
？
Cl2
Cl2 ＋H2O →
思考：如何證明氯氣與水發生了反應？
是否有新物質生成？
可能生成什么物質？
HCl2＋
O2
？（含氧元素）
2.實驗探究
(1)氯氣能否與水發生反應
結論：干燥的Cl2無漂白性，氯氣能與水反應，且產生的新物質(HClO)有漂白性
實驗操作 實驗現象 實驗結論
a．干燥的有色布條______ 干燥的氯氣 漂白作用
b．濕潤的有色布條_____ 氯水有 作用，起漂白作用的是 ，反應的化學方程式為：
不褪色
褪色
無
漂白
HClO
Cl2＋H2O ===
HCl＋HClO
？
(2)實驗探究氯氣與水反應的產物
氯水中加 入的試劑 實驗現象 實驗結論(起作用的微?；蚧瘜W方程式、解釋)
AgNO3溶液 產生 沉淀 ______ HCl＋AgNO3 ===_______________
Na2CO3溶液 產生____________ _____ Na2CO3＋2HCl ===___________________
紅紙條 使有色布條_____ _______ 次氯酸具有_________
石蕊溶液 先變 后______ _______ 酸性使石蕊變 ，次氯酸使之_____
鎂條 鎂條表面有氣泡 _____
白色
AgCl↓＋ HNO3
Cl－
無色無味氣體
褪色
褪色
H＋
HClO
H＋ HClO
H＋
2NaCl＋H2O＋CO2↑
漂白性
紅色
褪色
紅
Mg＋2HCl === MgCl2＋H2↑
能否用PH試紙檢驗新制的氯水的酸性？為什么？
不能，氯氣與水發生反應生成的HClO具有漂白性。
氯水+pH試紙
HClO次氯酸能使有色物質褪色，另外，它還能殺滅細菌（強氧化性），因此次氯酸具有漂白作用和消毒作用。
知識拓展　次氯酸的性質
不穩定性：
弱酸性：酸性比碳酸還弱
次氯酸具有漂白性和消毒作用
能使有色布條、品紅試劑等有色物質褪色
氯氣溶于水，得到新制氯水。新制的氯水為什么顯黃綠色？新制氯水中含有哪些成分？新制氯水和久置氯水成分上有什么區別？
思考1
提示　氯水中有氯氣分子。
新制氯水中主要含有HCl、HClO、Cl2、H2O。
久置后HClO分解，最終成為HCl溶液，主要含有HCl、H2O。
氯水久置會發生變質，只能現配現用。
氯水保存：棕色瓶中，陰涼、避光處保存。
歸納總結
新制氯水、久置氯水和液氯的比較
名稱 液氯 新制氯水 久置氯水
物質類別 純凈物 混合物 混合物
所含微粒 Cl2 Cl2、HClO、H2O、 H＋、Cl－、ClO－、OH－ H＋、Cl－、OH－、H2O
顏色 黃綠色 淺黃綠色 無色
酸性 無 弱 強
漂白性 無 有 無
次氯酸雖然有殺菌消毒的功能，但由于其不穩定性導致其應用受限，化學家是如何解決這一問題的？
思考2
提示　氧氣與NaOH反應制成84消毒液；也可以與石灰乳反應制成漂白粉，便于儲存和運輸。
3.氯氣與堿的反應
(1)與氫氧化鈉溶液反應——制取消毒液
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
(2)與石灰乳反應——制取漂白粉
2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
有效成分
有效成分
主要成分
漂白粉的漂白原理：
利用復分解反應原理，漂白粉中的次氯酸鈣與酸(如鹽酸或碳酸等)反應生成具有漂白性的次氯酸。
(1)工業制取漂白粉時，為什么用石灰乳而不用澄清石灰水？
思考3
提示　Ca(OH)2在水中溶解度小，石灰乳中含有的氫氧化鈣比澄清石灰水中含有的多，增加了反應物之間接觸的機會，反應更快、更充分、更節省原料。
思考3
(2)漂白粉長期露置于空氣中會失效，你能說出其中的原因嗎？漂白粉應該如何保存？
提示　漂白粉長期露置于空氣中，其中的次氯酸鈣與空氣中的水和二氧化碳發生反應：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO。而HClO不穩定，在光照條件下分解：2HClO 2HCl＋O2↑，具有漂白作用的次氯酸分解了，那么漂白粉也就失效了。
漂白粉應該避光并置于陰涼處密封保存。
漂白粉長期露置在空氣中最終會變為CaCO3
思考3
(3)84消毒液為什么不能與潔廁靈（含有鹽酸）不能混用？
84消毒液主要成分是次氯酸鈉，潔廁靈主要成分是鹽酸。兩者混合會發生化學反應，從而導致失效，還會產生有毒的氯氣。
NaClO+ 2HCl =NaCl + Cl2 + H2O
應用體驗
1.判斷正誤
(1)氯氣、氯水、液氯是同一種物質，只是狀態不同，都屬于純凈物
(2)Cl2與H2O反應生成HCl和HClO，故氯水中無Cl2分子
(3)濕潤的有色布條遇Cl2褪色，說明Cl2具有漂白性
(4)氯水的淺黃綠色是Cl2引起的
(5)新制取的漂白粉是純凈物
×
×
×
√
×
應用體驗
2.某同學在一次實驗中發現：把新制氯水逐滴滴加到含有酚酞的氫氧化鈉溶液中，當加入最后一滴時溶液的紅色突然消失。
(1)知識儲備：將氯氣通入水中的化學方程式為____________________
______。
Cl2＋H2O===HCl＋
HClO
(2)探究“溶液的紅色突然消失”的原因：
①猜想：a.氯水中的鹽酸中和了NaOH，使溶液由紅色變成無色；
b._____________________________________________。
氯水中的HClO有漂白性，將溶液漂白而使其褪色
②設計實驗：往已褪色的溶液中連續滴加NaOH溶液至過量，若現象為_____________，則證明“猜想a”正確；若現象為__________，則證明“猜想b”正確。
溶液恢復紅色
溶液不變色
HCl和HClO具有酸性，能與NaOH發生中和反應，使溶液褪色；也可能是HClO將溶液漂白
返回
歸納總結
物理性質：黃綠色、有刺激性氣味的氣體、密度比空氣大、易液化、
可溶于水
化學性質
｛
與金屬單質反應
｛
與非金屬單質反應
與水反應
與堿反應
Cl2+Na 2NaCl
3Cl2+2Fe 2FeCl3
Cl2+Cu CuCl2
點燃
點燃
點燃
點燃
Cl2+H2 2HCl
Cl2+H2O=HCl+HClO
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
漂白作用
實驗室如何制得純凈的氯氣？
瑞典化學家舍勒
舍勒 【瑞典】
公元1742一1786
他測定過軟錳礦（二氧化錳）的性質。證明軟錳礦是一種強氧化劑。他用鹽酸與軟錳礦首次實現了下述反應：
MnO2 + 4HCl(濃) ＝ MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
1、氯元素在自然界中以_________存在。
2、氯氣由________發現的，由__________
確認的。此反應是實驗室制取氯氣的主
要方法之一，藥品是______________ ,
反應原理為
__________________________________。
化合態
自然界中有沒有游離態的氯 如果
沒有，人們是怎樣制得氯氣的呢？
舍勒
戴維
軟錳礦和濃鹽酸
MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
△
發生裝置
收集裝置
反應物：
MnO2 、濃鹽酸
反應條件：加熱
固液加熱
產物： Cl2
性質：ρ氯氣＞ρ空氣
溶于水
與水反應
向上排空氣法
制備氣體
問題1：為什么裝置最后放了NaOH？
問題3：得到的氯氣是否純凈？
問題4：可能混有什么雜質？為什么？
問題2：用澄清石灰水如何？為什么？
不能用澄清石灰水吸收Cl2，
因為澄清石灰水中Ca(OH)2
含量少，吸收不完全。
分液漏斗
圓底燒瓶
酒 精 燈
問題5：如何除去H2O和HCl？
提示：水溶性比較
H2O ：Cl2 = 1：2
H2O ：HCl =1：500
飽和食鹽水
除去Cl2中的HCl氣體
濃硫酸具有吸水性，吸收Cl2中的水蒸氣
2、實驗裝置：
除HCl
除H2O
吸收多于Cl2，防污染
收集方法：向上排空氣法
（或排飽和食鹽水法）
導氣管：長進短出
發生裝置
除雜裝置
收集裝置
尾氣處理裝置
反應物狀態及條件
氣體及雜質的性質
密度和水溶性
是否與水反應
氣體性質
驗滿方法
根據集氣瓶內是否充滿黃綠色氣體來檢驗是否收集滿。
將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍，則證明已集滿
Cl2+2KI=I2+2KCl
(3)將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛氯氣的瓶口，觀察到試紙立即發生先變紅后褪色的變化， 則證明已集滿。
注意事項：
①必須用濃鹽酸，MnO2與稀鹽酸不反應。
②加熱溫度不宜過高，減少HCl的揮發，得到更加純凈的Cl2。
③尾氣吸收時，不能用澄清石灰水代替NaOH，因為澄清石灰水中的Ca(OH)2濃度小，吸收不完全。
④實驗結束后，先使反應停止并排出殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。
其他氧化還原法制取氯氣
1、高錳酸鉀氧化濃鹽酸（不需加熱）
2、氯酸鉀氧化濃鹽酸（不需加熱）
KClO3+ 6HCl(濃)===KCl + 3Cl2 + 3H2O
2KMnO4 + 16HCl(濃)===2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
練習：某學生設計如下實驗裝置用于制備純凈的氯氣。
裝置中有六處錯誤，請指出。
1、燒瓶下面缺石棉網 2、鐵圈下面缺酒精燈
3、原料使用了稀鹽酸 4、不應使用長頸漏斗
5、盛濃硫酸的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒了
6、洗氣瓶D的氣體入口導管應深插在液面下，而出口導管應靠近瓶塞
氯氣的實驗室制法
拓展：氯氣的工業制法
富集、分離提純、轉化
原料：海水
產品：氯氣
氯堿工業（電解飽和食鹽水的)：
電解熔融氯化鈉：
2 NaCl + 2 H2O == Cl2 ↑ + H2 ↑ +2 NaOH
通電
2 NaCl （熔融）== Cl2 ↑ + 2 Na
通電
1.重要的化工原料；
2.用于殺毒消菌；
3.用于漂白粉；
4.制藥生產中等
氯氣的用途
金屬氯的性質
黃綠色氣體，氣味大，有毒
易溶于水，熔點：-101℃，沸點：-34.6℃
課堂小結
物理性質
與金屬的反應
化學性質
與水的反應
與非金屬的反應
與堿的反應
氯氣的實驗室制法： MnO2 + 4HCl(濃) ==== MnCl2 + Cl2 + 2H2O
氯離子的檢驗：取少量待檢液于一潔凈試管中，向試管中加入稀硝酸酸化，再滴入 AgNO3溶液，若產生白色沉淀，則被檢液中含有Cl-。
Cl2 + H2O ＝ HCl + HClO
2Na＋Cl2　　　　2NaCl
2Fe＋3Cl2　　　　2FeCl3
Cu＋Cl2　　　　CuCl2
H2 + Cl2 　　 　2HCl
Cl2＋2NaOH ＝ NaCl＋NaClO＋H2O 漂白液
2Cl2+2Ca(OH)2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 漂白粉 漂粉精
1、除去Cl2中少量的HCl氣體，最好選用的試劑是（ ）
A.蒸餾水 B．二氧化錳
C．飽和食鹽水 D．氫氧化鈉溶液
C
C
1.(2022·棗莊滕州一中高一月考)下列實驗現象與新制氯水中的某些成分(括號內微粒)沒有關系的是
A.將鋅粒加入新制氯水中，有無色氣泡冒出(H＋)
B.新制氯水呈淺黃綠色(Cl2)
C.使藍色石蕊試紙先變紅后褪色(H＋、Cl2)
D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl－)
√
1
2
3
自我測試
H＋可使藍色石蕊試紙變紅，HClO具有漂白性，可使變色后的石蕊試紙褪色
2.室溫下，單質A、B、C分別為固體、黃綠色氣體、無色氣體，在合適的反應條件下，它們可按右面框圖進行反應。又知D溶液為黃色，E溶液為無色，請回答：
1
2
3
自我測試
(1)A是____(填寫化學式，下同)，B是____，C是____。
(2)反應①的化學方程式為____________________。
(3)反應③的化學方程式為________________________。
Fe
Cl2
H2
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
Cl2
FeCl3
Fe
FeCl2
Fe
HCl
HCl
H2
3.日常消毒劑要用到大量漂白粉殺菌消毒，根據所學知識回答下列有關問題：
(1)下列說法正確的是___(填字母)。
A.漂白粉在空氣中容易失效的原因是Ca(ClO)2不穩定、易分解
B.漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2
C.次氯酸和過氧化鈉都有漂白作用，但原理不同
D.漂白粉與84消毒液的消毒原理相似
1
2
3
自我測試
D
Ca(ClO)2易和空氣中的CO2和H2O反應生成次氯酸和碳酸鈣，次氯酸不穩定，易分解
有效成分
都是運用強氧化性消毒
(2)工業上將氯氣通入石灰乳[Ca(OH)2]中制取漂白粉，化學方程式為_______________________________________；將Cl2制成漂白粉的主要目的是_______________________________________。
1
2
3
自我測試
2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
使其轉化為較穩定的物質，便于儲存和運輸
(3)漂白粉溶于水后，受空氣中CO2的作用，產生有漂白、殺菌作用的次氯酸，反應的化學方程式為______________________________________。
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
本課結束

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