定义 氯气溶于水后,溶液中存在的分子(Cl₂、H₂O、HClO)和离子(H⁺、Cl⁻、ClO⁻、OH⁻)的混合体系。
从哪来 建立在“1.1 从初中的'得氧失氧'到高中的'电子转移'”之上。理解氯气与水反应中氯元素的化合价变化(0价变为-1价和+1价),必须运用氧化还原反应中电子转移的观点,而非简单的物质混合。
为什么 氯气溶于水并非简单的物理溶解,而是发生了可逆的化学反应:Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO。
1. 化学平衡原理:该反应是可逆的,因此溶液中既有未反应的Cl₂分子,也有生成的HCl和HClO。
2. 电解质电离:HCl是强酸,完全电离出H⁺和Cl⁻;HClO是弱酸,部分电离出H⁺和ClO⁻。
3. 水的自偶电离:水本身极微弱地电离出H⁺和OH⁻。
因此,氯水是一个包含多种微粒的动态平衡体系,其性质(如酸性、漂白性、氧化性)由这些共存微粒共同决定。
类比法:把氯水看作“鸡尾酒”**
**适合学生
形象思维强、对抽象化学式感到困难的学生。
讲解:想象你调制了一杯“氯水鸡尾酒”。
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基底:水(H₂O)。
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主料:倒入氯气(Cl₂),大部分没反应,悬浮在水中(Cl₂分子)。
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反应产物:一部分氯气和水“打架”(反应),生成了盐酸(HCl)和次氯酸(HClO)。
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拆解:盐酸脾气暴,一进去就散架成氢离子(H⁺)和氯离子(Cl⁻);次氯酸脾气温和,大部分保持完整(HClO分子),只有一小部分散架成氢离子(H⁺)和次氯酸根离子(ClO⁻)。
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结论:这杯饮料里,你能看到完整的氯气、完整的次氯酸、散架的离子,它们混在一起,所以氯水既有颜色(Cl₂),又能杀菌(HClO),还能让石蕊变红(H⁺)。
逻辑推导法:从方程式到微粒清单**
**适合学生
逻辑思维强、擅长通过化学方程式推导结论的学生。
讲解:
1. 写出核心反应:Cl₂ + H₂O ⇌ H⁺ + Cl⁻ + HClO。
2. 分析可逆性:因为是可逆反应,反应物Cl₂和H₂O必然剩余。
3. 分析电离性:
- HCl是强电解质 → 完全电离 → 存在H⁺、Cl⁻,不存在HCl分子。
- HClO是弱电解质 → 部分电离 → 存在HClO分子,同时存在少量H⁺、ClO⁻。
- H₂O是弱电解质 → 极微弱电离 → 存在H₂O分子,同时存在极少量H⁺、OH⁻。
4. 汇总清单:
- 分子:Cl₂、H₂O、HClO
- 离子:H⁺、Cl⁻、ClO⁻、OH⁻
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注意:不存在HCl分子,因为强酸在水中完全电离。
实验现象反推法:从性质找成分**
**适合学生
喜欢动手实验、通过现象记忆知识点的学生。
讲解:
1.
现象1:氯水呈黄绿色 → 说明含有Cl₂分子(Cl⁻、HClO均无色)。
2.
现象2:滴入紫色石蕊试液,先变红后褪色 →
- 变红:说明含有H⁺(酸性)。
- 褪色:说明含有HClO(强氧化性,漂白性)。
3.
现象3:加入AgNO₃溶液产生白色沉淀 → 说明含有Cl⁻。
4.
现象4:光照后产生气泡(O₂) → 说明含有HClO(2HClO --光照--> 2HCl + O₂↑)。
5.
结论:综合以上现象,氯水中必须同时存在Cl₂、H⁺、Cl⁻、HClO。再结合水的存在,得出完整成分。