第2節(jié)研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序第2課時研究物質(zhì)性質(zhì)的程序一、知識目標1.掌握研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序，包括觀察物質(zhì)外部特征、預測性質(zhì)、實驗和觀察、解釋及結論等環(huán)節(jié)。2.了解氯氣的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，掌握氯氣與金屬（如鈉、鐵、銅）、氫氣的反應，以及氯氣與水的反應。3.理解含氯化合物（如次氯酸、次氯酸鈉、次氯酸鈣）的性質(zhì)和用途，掌握漂白劑和漂白粉的制備原理、漂白原理和失效原理。二、核心素養(yǎng)目標1.宏觀辨識與微觀探析：從宏觀上觀察氯氣及其化合物的性質(zhì)和變化，從微觀上理解氯氣與其他物質(zhì)反應的本質(zhì)。2.證據(jù)推理與模型認知：通過實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，推理氯氣的性質(zhì)和反應規(guī)律，建立研究物質(zhì)性質(zhì)的基本模型。3.科學探究與創(chuàng)新意識：通過實驗探究氯氣的性質(zhì)和含氯化合物的漂白原理，培養(yǎng)科學探究能力和創(chuàng)新意識。4.科學態(tài)度與社會責任：了解氯氣及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中的應用，認識化學對社會發(fā)展的重要貢獻，同時關注氯氣的毒性和環(huán)境保護問題。一、學習重點1.研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序。2.氯氣的化學性質(zhì)。3.含氯化合物的性質(zhì)和用途。二、學習難點1.氯氣與水的反應。2.次氯酸的性質(zhì)。3.漂白劑和漂白粉的漂白原理和失效原理。存在狀態(tài)顏色一、研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序存在狀態(tài)顏色二、氯氣的性質(zhì)1．氯氣的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度水溶性毒性黃綠色氣體有刺激性比空氣大1∶2有毒微點撥：聞氣體氣味的方法是用手在集氣瓶口輕輕扇動，僅使極少量的氣體飄進鼻孔。2．化學性質(zhì)(1)與單質(zhì)反應反應物現(xiàn)象反應的化學方程式金屬鈉加熱后的鈉塊在氯氣中劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰，產(chǎn)生大量的白煙2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up8(點燃))2NaCl鐵加熱后的鐵絲在氯氣中劇烈燃燒，產(chǎn)生大量的紅棕色煙，加適量水振蕩后得到棕黃色溶液2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up8(點燃))2FeCl3銅絲加熱后的銅絲在氯氣中劇烈燃燒，產(chǎn)生大量的棕黃色煙，加適量水振蕩后溶液呈藍色Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up8(點燃))CuCl2非金屬H2點燃后的氫氣在氯氣中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，在集氣瓶口產(chǎn)生白霧(鹽酸小液滴)；光照Cl2與H2的混合氣體則發(fā)生爆炸H2＋Cl2eq\o(=,\s\up8(點燃))2HCl微點撥：(1)Cl2與變價金屬(如Fe、Cu等)反應時生成的是高價態(tài)的金屬氯化物。(2)H2與Cl2混合光照發(fā)生爆炸：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up8(光照))2HCl。(2)與水反應實驗操作實驗現(xiàn)象A中干燥的有色布條不褪色；B中濕潤的有色布條褪色化學方程式Cl2＋H2O=HCl＋HClO(3)與堿反應Cl2與堿反應生成鹽酸鹽、次氯酸鹽和水。如Cl2與NaOH溶液反應：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O(化學方程式)。三、身邊的化學1．次氯酸——常見的漂白劑、消毒劑(1)酸性：屬于弱酸；酸性比碳酸弱。(2)不穩(wěn)定性：見光易分解，化學方程式為2HClOeq\o(=,\s\up8(光照))2HCl＋O2↑。(3)強氧化性：能使有色物質(zhì)褪色，并能殺滅細菌，因此次氯酸具有作用和作用。2．漂白粉制備漂白粉的化學方程式為2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。3．二氧化氯(ClO2)ClO2的漂白能力和消毒能力比Cl2強，且安全。微點撥：含氯漂白劑和消毒劑通常應避光并置于陰涼處密封保存。一、研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序活動一引入研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序問題思考：回憶上節(jié)課以及以前的知識，總結一下我們是按照怎樣的方法和程序去研究物質(zhì)性質(zhì)的呢？答案：觀察物質(zhì)外部特征可以讓我們對物質(zhì)有一個初步的直觀認識，了解其顏色、氣味、狀態(tài)等基本信息，為后續(xù)的研究提供基礎。預測性質(zhì)是基于已有的知識和經(jīng)驗，對物質(zhì)可能具有的化學性質(zhì)進行推測，為實驗設計提供方向。實驗和觀察是通過具體的實驗操作來驗證預測的性質(zhì)，同時觀察實驗現(xiàn)象，獲取新的信息。解釋及結論則是對實驗現(xiàn)象進行分析和解釋，得出關于物質(zhì)性質(zhì)的結論，從而形成對物質(zhì)的全面認識。歸納總結：研究物質(zhì)基本程序：觀察物質(zhì)的外觀總結物質(zhì)的物理性質(zhì)——用分類的方法預測化學性質(zhì)——設計實驗進行驗證——分析現(xiàn)象得出結論活動二觀察氯氣的外部特征歸納總結：觀察氯氣樣品，總結它的顏色、狀態(tài)、味等特點。顏色氣味密度水溶性毒性氯水顏色黃綠色強烈刺激性氣味比空氣大溶于水劇毒淺黃綠色問題思考：根據(jù)之前學過的氣體收集方法，思考氯氣可以用什么方法收集，并說明理由。答案：氯氣可以用向上排空氣法和排飽和食鹽水法收集。理由如下：向上排空氣法是因為氯氣的密度比空氣大，所以可以用向上排空氣法將空氣從集氣瓶中排出，從而收集到氯氣。排飽和食鹽水法是因為氯氣在飽和食鹽水中的溶解度較小，而氯化氫氣體在飽和食鹽水中的溶解度很大，所以可以用排飽和食鹽水法除去氯氣中可能混有的氯化氫氣體，同時收集到較純凈的氯氣?；顒尤A測氯氣的化學性質(zhì)問題思考：已知氧氣是一種非金屬單質(zhì)，能與Fe、Al、Cu、Na等金屬反應，也能與H2、S、P答案：預測氯氣可能也能與Fe、Al、Cu、Na等金屬反應，以及與H2、S、P活動四實驗驗證氯氣的化學性質(zhì)問題探究：請同學們根據(jù)實驗步驟，觀察實驗現(xiàn)象，思考現(xiàn)象與預測性質(zhì)之間的關系。并分析得出實驗結論。答案：熔化的鈉球在氯氣中劇烈燃燒，產(chǎn)生白色的煙。2Na＋Cl22NaCl鐵絲在氯氣中劇烈燃燒，產(chǎn)生棕紅色的煙，得到黃色溶液。2Fe＋3Cl22FeCl3銅絲在氯氣中劇烈燃燒，產(chǎn)生棕黃色的煙，得到綠色溶液。Cu＋Cl2CuCl2純凈的氫氣在氯氣中安靜燃燒，產(chǎn)生蒼白色火焰。集氣瓶瓶口上方產(chǎn)生白霧。H2＋Cl22HCl活動五發(fā)現(xiàn)新問題，進一步研究問題探究：在研究氯氣溶解性時，發(fā)現(xiàn)一段時間后氯水顏色變淺，這是為什么呢？如果氯氣能與水發(fā)生反應，生成物是什么？請查閱資料，分析除了生成HCl和HClO，是否可能有其他產(chǎn)物生成，從理論和實際兩方面進行探討。如何設計實驗檢驗產(chǎn)物？答案：推測氯氣與水發(fā)生了反應。從理論上來說，根據(jù)元素守恒和常見的化學反應規(guī)律，主要產(chǎn)物是Cl?和H?氯水中加入的試劑實驗現(xiàn)象起作用的微?；瘜W方程式或解釋AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀Cl?HCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3特制鋼瓶石蕊溶液特制鋼瓶先變紅后褪色_HCl和HClO酸性使石蕊變紅，次氯酸使之褪色HClO具有漂白性【實驗結論】(1)氯氣不僅能溶于水，還會與水發(fā)生化學反應，反應的化學方程式：Cl2+H2O=HCl+HClO(2)干燥的Cl2不具有漂白性。(3)HClO具有漂白性，它遇到有色物質(zhì)時，能破壞其中的有機色質(zhì)，使有色物質(zhì)褪色，并能殺滅細菌，因此次氯酸具有漂白作用和消毒作用。二、含氯化合物的性質(zhì)及用途歸納總結：次氯酸——常見的漂白劑、消毒劑(1)酸性：屬于弱酸；酸性比碳酸弱。(2)不穩(wěn)定性：見光易分解，化學方程式為2HClOeq\o(=,\s\up8(光照))2HCl＋O2↑。(3)強氧化性：能使有色物質(zhì)褪色，并能殺滅細菌，因此次氯酸具有漂白作用和消毒作用。問題思考：液氯、新制氯水和久置氯水。它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系呢？答案：液氯氯水（新制）久置氯水分類純凈物混合物混合物所含物質(zhì)只有Cl2分子Cl2、HCl、HClO、H2OHCl、H2O顏色黃綠色淺黃綠色無色化學性質(zhì)氧化性強氧化性、酸性、不穩(wěn)定性酸性保存方法特制鋼瓶棕色試劑瓶、密封避光，現(xiàn)用現(xiàn)配帶塞子試劑瓶問題思考：查閱資料，了解含氯化合物在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的其他應用，以及在使用這些含氯化合物時需要注意的安全事項。答案：含氯化合物在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用。在日常生活中，84消毒液（主要成分是次氯酸鈉）常用于家庭和公共場所的消毒殺菌；漂白粉用于衣物的漂白等。在工業(yè)生產(chǎn)中，氯氣可用于制造鹽酸、農(nóng)藥、含氯溶劑等。在使用含氯化合物時，需要注意安全事項。例如，84消毒液不能與潔廁靈（主要成分是鹽酸）混合使用，因為兩者混合會產(chǎn)生有毒的氯氣。漂白粉應避光、密封保存，防止其失效和分解產(chǎn)生有害氣體。同時，含氯化合物具有一定的腐蝕性和刺激性，使用時應避免接觸皮膚和眼睛，若不慎接觸，應立即用大量清水沖洗，并及時就醫(yī)。問題思考：漂白劑（84消毒液）和漂白粉的制備原理、存在狀態(tài)、主要成分、有效成分、漂白原理、失效原理分別是怎樣的？保存方式有什么要求？完成下表答案：漂白劑漂白粉制備原理氯氣通入到氫氧化鈉溶液中Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O氯氣通入到石灰乳中2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O存在狀態(tài)液體固體主要成分NaClOCaCl2和Ca(ClO)2有效成分NaClOCa(ClO)2漂白原理NaClO+CO2+H2O=HClO+NaHCO3Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3失效原理NaClO+CO2+H2O=HClO+NaHCO3Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3（三）歸納總結1.研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序總結包括觀察物質(zhì)外部特征、預測性質(zhì)、實驗和觀察、解釋及結論。2.氯氣的物理性質(zhì)氯氣的顏色為黃綠色，聞其氣味有強烈刺激性氣味，能溶于水，密度比空氣大，有劇毒3.化學性質(zhì)總結與金屬反應（1）與鈉反應：2（2）與鐵反應：2（3）與銅反應：Cu與非金屬反應：與氫氣反應：H與水反應：C與堿反應：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O注意：①變價金屬與Cl2反應生成高價氯化物。②H2和Cl2在強光照射下會發(fā)生爆炸生成HCl，工業(yè)上利用氫氣在氯氣中燃燒的方法制取HCl。③燃燒是一切發(fā)光放熱的劇烈反應，燃燒過程中不一定有氧氣參加反應。4.含氯化合物的性質(zhì)和用途總結物質(zhì)性質(zhì)用途次氯酸具有漂白性、不穩(wěn)定性（2HClO漂白、消毒液氯純凈物，具有強氧化性工業(yè)上用于制取鹽酸、農(nóng)藥等新制氯水混合物，含有Cl2、H2O、HClO、H+殺菌消毒、漂白久置氯水混合物，主要成分是稀鹽酸，具有酸性一般無特殊用途漂白劑（84消毒液）主要成分是次氯酸鈉，具有強氧化性，能與空氣中的二氧化碳和水反應生成次氯酸殺菌消毒漂白粉主要成分是氯化鈣和次氯酸鈣，有效成分是次氯酸鈣，具有強氧化性，能與空氣中的二氧化碳和水反應生成次氯酸漂白、消毒1、判斷正誤(1)打開盛有Cl2的集氣瓶，可直接聞其氣味 ()(2)鐵在過量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2 (）(3)要得到FeCl?，既可以讓鐵與Cl?直接反應，也可以讓鐵與鹽酸反應()(4)Cl?不但溶于水，還可以與H2O發(fā)生化學反應()(5)實驗室中多余的氯氣用NaOH溶液吸收()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√【解析】(1)氯氣有毒，不能直接聞其氣味，應用手在瓶口輕輕扇動，使極少量氣體飄進鼻孔，故(1)錯誤；(2)鐵與氯氣反應，無論氯氣少量還是過量都生成FeCl?，故(2)錯誤；(3)鐵與鹽酸反應生成FeCl?，不能得到FeCl?，故(3)錯誤；(4)Cl?能溶于水，且與水反應生成鹽酸和次氯酸，故(4)正確；(5)氯氣能與氫氧化鈉溶液反應，實驗室中多余的氯氣可用NaOH溶液吸收，故(5)正確。2、氯氣是一種化學性質(zhì)很活潑的非金屬單質(zhì)，下列說法不正確的是()A．紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒，產(chǎn)生棕黃色的煙B．鈉在氯氣中燃燒，產(chǎn)生白色的煙C．純凈的H?在Cl?中安靜地燃燒，產(chǎn)生蒼白色火焰，集氣瓶口出現(xiàn)白色煙霧D．氯氣能與水反應生成次氯酸和鹽酸，久置氯水最終變?yōu)橄←}酸【答案】C【解析】A．紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒，生成氯化銅，產(chǎn)生棕黃色的煙，故A正確；B．鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉，產(chǎn)生白色的煙，故B正確；C．純凈的H?在Cl?中安靜地燃燒，產(chǎn)生蒼白色火焰，集氣瓶口出現(xiàn)白霧，而不是白色煙霧，霧是小液滴，煙是固體小顆粒，故C錯誤；D．氯氣能與水反應生成次氯酸和鹽酸，次氯酸不穩(wěn)定，見光易分解生成鹽酸和氧氣，久置氯水最終變?yōu)橄←}酸，故D正確。3、下列說法正確的是()A．漂白粉是純凈物，84消毒液是混合物，兩者都可以長期保存B．漂白粉中含有次氯酸，所以漂白粉能使有機色質(zhì)褪色C．工業(yè)上將氯氣通入澄清石灰水中制取漂白粉D．漂白粉在空氣中容易失效的原因是Ca(ClO)?與CO?、H?O反應生成的HClO不穩(wěn)定【答案】D【解析】A．漂白粉的主要成分是氯化鈣和次氯酸鈣，是混合物，84消毒液的主要成分是次氯酸鈉，是混合物，漂白粉和84消毒液都不能長期保存，故A錯誤；B．漂白粉的主要成分是氯化鈣和次氯酸鈣，本身不含次氯酸，漂白粉與空氣中的二氧化碳和水反應生成次氯酸，次氯酸能使有機色質(zhì)褪色，故B錯誤；C．工業(yè)上用氯氣與石灰乳反應制取漂白粉，而不是澄清石灰水，因為澄清石灰水中氫氧化鈣的濃度太小，故C錯誤；D．漂白粉在空氣中容易失效的原因是Ca(ClO)?與CO?、H?O反應生成的HClO不穩(wěn)定，見光易分解，故D正確。考點1：研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序【對應訓練1】研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序的第一步是（）A.預測物質(zhì)的性質(zhì)B.觀察物質(zhì)的外部特征C.實驗和觀察D.解釋及結論【答案】B【解析】研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序第一步是觀察物質(zhì)的外部特征，所以選B?！緦柧?】下列屬于觀察物質(zhì)外部特征的是（）A.分析物質(zhì)的組成B.預測物質(zhì)與其他物質(zhì)的反應C.觀察物質(zhì)的顏色D.對實驗現(xiàn)象進行解釋【答案】C【解析】觀察物質(zhì)的顏色屬于觀察物質(zhì)的外部特征，A選項分析物質(zhì)組成不屬于觀察外部特征；B選項預測物質(zhì)反應不屬于觀察；D選項對實驗現(xiàn)象解釋是后續(xù)步驟，所以選C。考點2：氯氣的物理性質(zhì)【對應訓練1】氯氣的收集方法可以是（）A.向下排空氣法B.排水法C.向上排空氣法或者排飽和食鹽水法D.排酒精法【答案】C【解析】氯氣密度比空氣大，所以可以用向上排空氣法；氯氣能溶于水，但在飽和食鹽水中溶解度較小，所以也可以用排飽和食鹽水法收集，選C。【對應訓練2】下列關于氯氣物理性質(zhì)的描述正確的是（）A.無色無味B.密度比空氣小C.難溶于水D.有強烈刺激性氣味【答案】D【解析】氯氣是黃綠色、有強烈刺激性氣味、密度比空氣大、能溶于水的氣體，所以選D?？键c2：氯氣的化學性質(zhì)【對應訓練1】下列關于氯氣與金屬反應的說法正確的是（）A.氯氣與鐵反應生成氯化亞鐵B.氯氣與銅反應生成氯化亞銅C.變價金屬與氯氣反應一般顯高價D.氯氣與鈉反應現(xiàn)象不明顯【答案】C【解析】變價金屬與氯氣反應一般顯高價，如氯氣與鐵反應生成氯化鐵，與銅反應生成氯化銅，氯氣與鈉反應劇烈燃燒，產(chǎn)生白煙，現(xiàn)象明顯，所以選C?！緦柧?】氫氣在氯氣中燃燒的現(xiàn)象是（）A.發(fā)出黃色火焰B.產(chǎn)生紅棕色煙C.安靜地燃燒，產(chǎn)生蒼白色火