2023版高三一轮总复习化学（人教版）教案：第4章 第17讲 氯、硫及其化合物的制备与性质探究(能力课)

1、PAGE PAGE 15第17讲氯、硫及其化合物的制备与性质探究(能力课)1.实验探究氯水的多重性。2.实验探究SO2的制备及性质探究。3.氯、硫的重要化合物制备及性质探究。氯水的多重性1氯水中的粒子及其性质新制氯水中含有三分子(H2O、Cl2、HClO)四离子(H、Cl、ClO、OH)。2氯水中的平衡及其影响(1)三种平衡Cl2H2OHClHClOHClOHClOH2OHOH(2)外界因素对平衡Cl2H2OHClHClO的影响。加入可溶性氯化物(如NaCl)时，c(Cl)增大，平衡左移，如排饱和食盐水法收集Cl2，用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl。加入浓盐酸，c(H)、c(Cl)均增大，

2、平衡左移，如用次氯酸盐和浓盐酸制Cl2时，有利于Cl2的逸出。加入NaHCO3或CaCO3，二者只与H反应，不与HClO反应，c(H)减小，平衡右移，c(HClO)增大，氯水的漂白性增强。加入碱，c(H)、c(HClO)减小，平衡右移，如Cl2的尾气处理和漂白粉的制备等。光照，HClO分解，c(HClO)减小，平衡右移，如氯水需避光保存，久置的氯水最终会变成盐酸。1在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是 () A再通入少量氯气，eq f(cH,cClO)减小B通入少量SO2，溶液漂白性增强C加入少量的碳酸钙粉末，pH增大，溶液漂白性增强D光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱C

3、A项，饱和氯水不再吸收Cl2，eq f(cH,cClO)不变，错误；B项，Cl2与SO2反应，漂白性减弱，错误；D项，光照时2HClOeq o(=,sup9(光照)2HClO2，酸性增强，c(H)增大，导电性增强，错误。2用胶头滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液中，当滴到一定量时，红色突然褪去。试回答下列问题。 (1)产生上述现象的原因可能有两种：_；_。(2)怎样用实验证明红色褪去的原因是或？_。答案(1)氯水中Cl2和酸与NaOH反应氯水中HClO的强氧化性(2)取褪色后的溶液，加适量NaOH溶液，若溶液又变红，则说明原因是，否则为特殊的含氯化合物的制备及性质1氯的常见氧

4、化物简介(1)一氧化二氯性质：是次氯酸的酸酐，溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸。制法：用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯：2HgO2Cl2=Cl2OHgCl2HgO；同样也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取：2Na2CO3H2O2Cl2=2NaCl2NaHCO3Cl2O。(2)二氧化氯物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。制取：Cl22NaClO2=2ClO22NaCl或5NaClO24HCl=4ClO25NaCl2H2O。用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。(3)Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分别为HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。2氯的含氧酸及其盐(1

5、)氯的含氧酸有HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)，其酸性依次增强。(2)氯的含氧酸盐有四类：次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐。NaClO2(亚氯酸钠)性质：黄绿色液体，呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。氯酸钾(KClO3)性质：是一种白色晶体，有毒，在冷水中溶解度较小，易溶于热水，是强氧化剂。在MnO2催化作用下，受热分解生成O2。高氯酸钠(NaClO4)性质：易溶于水和乙醇，有强氧化性，低毒，与有机物撞击易引起爆炸。1Cl2O是黄棕色、具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触

6、或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。已知：Cl2O的熔点为116 ，沸点为3.8 ；Cl2的沸点为34.6 ；HgO2Cl2=HgCl2Cl2O。下列说法中不正确的是 ()A装置、中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸B通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险C从装置中逸出气体的主要成分是Cl2OD装置与之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸C制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以、中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险，B项正确；装置是收集Cl2O，所以温度低于3.

7、8 ，逸出的气体主要是空气，C项错误；Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置与之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸，D项正确。2亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂，主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白，水处理，杀菌灭藻，鱼药制造等行业。工业上可采用过氧化氢法，即在碱性条件下，用H2O2还原ClO2制备NaClO2。某兴趣小组模拟工业生产流程在实验室中制备NaClO2，实验装置如图1所示。 甲乙丙图1已知：纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。检查装置气密性；称取10.65 g NaClO3加入200 mL 稀硫酸中，溶解，然后转移到仪器a中；量取适

8、量H2O2加入100 mL NaOH浓溶液中，摇匀后转移到仪器b中；连接好装置进行实验。回答下列问题：(1)仪器b的名称是_。(2)进行实验时，需要对装置甲进行水浴加热，水浴加热的优点是_，该反应中“水浴加热”的目的是_。(3)装置丙的作用是_。(4)装置甲中空气并不参与反应，则装置甲中发生反应的离子方程式是_。解析(2)水浴加热时反应仪器被水包围，受热均匀，且易于控制反应温度。升温可加快反应速率。(3)反应过程中部分SO2、ClO2会逸出，用碱液可吸收该有害气体，防止污染空气。(4)装置甲中SO2还原ClOeq oal(,3)生成ClO2，故反应的离子方程式为SO22ClOeq oal(,3

9、)=SOeq oal(2,4)2ClO2。答案(1)圆底烧瓶(或烧瓶)(2)受热均匀，易于控制温度加快反应速率(3)吸收SO2、ClO2有害气体，防止污染空气(4)SO22ClOeq oal(,3)=SOeq oal(2,4)2ClO2二氧化硫的制备及性质探究实验【典例】如图是实验室进行二氧化硫的制备与性质探究实验的组合装置，部分固定装置未画出。(1)下列有关说法正确的是_(填字母)。A关闭K1，打开K2，试剂X是酸性KMnO4或FeCl3溶液，均可证明SO2有还原性B关闭K2，打开K1，滴加H2SO4溶液，则装置B中每消耗1 mol Na2O2，转移电子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)

10、C为防止环境污染，装置C和E中的试剂均取用饱和石灰水D实验过程中体现了H2SO4的酸性、吸水性、难挥发性、强氧化性(2)A、B装置中发生反应的化学方程式为_。(3)C装置中有时冒出气泡，理由是_。解析(1)若试剂X是酸性KMnO4或FeCl3溶液，均能氧化SO2，酸性KMnO4溶液紫色褪去，FeCl3溶液黄色褪去，均有明显现象，可证明SO2具有还原性，A正确；关闭K2，打开K1，滴加H2SO4溶液，则装置B中发生反应SO2Na2O2=Na2SO4，每消耗1 mol Na2O2，转移电子数为2NA，B错误；饱和石灰水中OH浓度低，不能用于尾气吸收，为了吸收尾气，一般选择NaOH溶液，则装置C和E

11、中的试剂应均为NaOH溶液，C错误；实验过程中体现了H2SO4的酸性、难挥发性，没有体现强氧化性以及吸水性，D错误。(3)C中冒出的气泡可能为O2，可能是含H2O的SO2与Na2O2反应时，Na2O2与H2O反应生成了O2。答案(1)A(2)Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O、Na2O2SO2=Na2SO4(3)生成的SO2中含H2O(g)，H2O与Na2O2反应生成了O2SO2的实验室制法(1)反应原理Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2OCu2H2SO4(浓)eq o(=,sup9()CuSO4SO22H2ONa2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O

12、(2)除去SO2中的HCl、H2O(g)的常用试剂依次为饱和NaHSO3溶液、浓硫酸或P2O5。(3)向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液法收集SO2。(4)可用NaOH溶液或氨水吸收SO2尾气，但不能用石灰水吸收SO2。硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂和氯磺化剂，在染料、药品、除草剂和农用杀虫剂的生产过程中有重要作用。现在模拟用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反应的化学方程式为SO2(g)Cl2(g)=SO2Cl2(l)H97.3 kJmol1，实验装置如图所示(部分夹持装置未画出)。已知：硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为54.1 ，沸点为69.1 。在潮湿空气中“发烟”，

13、长期放置或在100 以上发生分解，生成二氧化硫和氯气。回答下列问题：(1)仪器c的名称是_，冷凝管的进水口是_(填“a”或“b”)。(2)下列操作或描述正确的是_(填标号)。A将70%硫酸溶液换成98%硫酸溶液，可以加快制取SO2的速率B实验中通过观察装置乙、丁导管口产生气泡的速率，可控制两种反应物体积相等C装置戊上方分液漏斗中最好选用0.10 molL1 NaCl溶液，减小氯气的溶解度D装置己可防止污染，又可防止硫酰氯变质(3)氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得硫酰氯，写出反应的化学方程式：_。(4)长期储存的硫酰氯会发黄，可能的原因是_(用化学方程式和必要的文字加以解释)。(5)若反

14、应中消耗的氯气体积为896 mL(标准状况下)，最后经过分离提纯得到4.05 g纯净的硫酰氯，则硫酰氯的产率为_。解析(1)仪器c为蒸馏烧瓶，冷凝水的流向是“下进上出”，所以装置丙的冷凝管中冷凝水的入口是a。(2)98%硫酸溶液中水的含量很少，硫酸并未完全电离，大部分仍以分子形式存在，而Na2SO3固体与H2SO4的反应在H2SO4电离出大量H的状态下才能顺利进行，故A错误；实验中通过观察装置乙、丁导管口产生气泡的速率，使通入的二氧化硫和氯气的量相等，因此可控制两种反应物体积相等，故B正确；装置戊上方分液漏斗中最好选用饱和NaCl溶液，减小氯气的溶解度，故C错误；装置己可吸收尾气二氧化硫和氯气

15、，防止污染，同时避免硫酰氯与潮湿的空气接触，防止其变质，故D正确。(3)氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得硫酰氯，可根据质量守恒定律配平，则反应的化学方程式为2ClSO3Heq o(=,sup9()SO2Cl2H2SO4。(4)由分解反应SO2Cl2=SO2Cl2可知，分解产生少量的氯气，氯气为黄绿色，溶解在其中，会导致硫酰氯发黄。(5)若反应中消耗的氯气体积为896 mL(标准状况下)，氯气的物质的量为0.04 mol，根据反应方程式SO2(g)Cl2(g)=SO2Cl2(l)可知，理论上制备出的SO2Cl2的物质的量为0.04 mol，其质量为0.04 mol135 gmol15.4

16、 g，因此硫酰氯的产率为eq f(4.05 g,5.4 g)100%75%。答案(1)蒸馏烧瓶a(2)BD(3)2ClSO3Heq o(=,sup9()SO2Cl2H2SO4(4)SO2Cl2=SO2Cl2，分解产生少量的氯气溶解在其中(5)75%多硫化合物的制备实验探究1硫代硫酸钠(Na2S2O3)(1)制备硫化碱法，即将Na2S和Na2CO3以物质的量之比为21 配成溶液，然后通入SO2，发生的反应为2Na2SNa2CO34SO2=3Na2S2O3CO2。亚硫酸钠法，使沸腾的Na2SO3溶液同硫粉反应，其反应的方程式为Na2SO3Seq o(=,sup9()Na2S2O3。(2)性质中等强

17、度还原剂，可被碘氧化成连四硫酸钠(Na2S4O6)，该反应常用来定量测定碘的含量，反应的离子方程式为I22S2Oeq oal(2,3)=2IS4Oeq oal(2,6)。可被氯、溴等氧化为SOeq oal(2,4)，如Na2S2O34Cl25H2O=Na2SO4H2SO48HCl。可与酸反应，离子方程式为2HS2Oeq oal(2,3)=SSO2H2O。2焦亚硫酸钠(Na2S2O5)(1)制备：NaHSO3过饱和溶液结晶脱水而成，2NaHSO3eq o(=,sup9()Na2S2O5H2O。(2)性质与酸反应放出二氧化硫，如Na2S2O52HCl=2NaCl2SO2H2O。强还原性，如Na2S

18、2O52I23H2O=2NaHSO44HI。3过二硫酸钠(Na2S2O8)、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)(1)过二硫酸钠中S为6价，含有1个过氧键(OO)，性质与过氧化氢相似，具有氧化性。作为氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧原子由1价变为2价，硫原子化合价不变。如S2Oeq oal(2,8)2Ieq o(=,sup9(Cu2),sdo8()2SOeq oal(2,4)I2,5S2Oeq oal(2,8)2Mn28H2Oeq o(=,sup9(Ag)10SOeq oal(2,4)2MnOeq oal(,4)16H。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO2和O2。(2)连二亚

19、硫酸钠中S为3价，是强还原剂，能将I2、Cu2、Ag还原，能被空气中的氧气氧化。在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。(2021德州模拟)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种常用的食品抗氧化剂(易被氧化)。实验室利用如图所示装置制取少量焦亚硫酸钠并探究SO2的性质(夹持装置已略去)。请回答下列问题：(实验前已除去装置中的空气)(1)仪器a的名称是_。(2)关闭K2、K3，打开K1，装置B中发生反应的离子方程式为_，观察到装置C中发生的现象是_。(3)装置D和F的作用是_。(4)实验前，装置E中所用蒸馏水需经煮沸后迅速冷却，目的是_，关闭K1、K3，打开K2，一段时间后装置E中有N

20、a2S2O5晶体析出，装置E中发生反应的化学方程式为_。(5)设计实验验证Na2S2O5晶体在空气中已被氧化，所需试剂为_。解析(2)装置A中产生的SO2进入装置B中，SO2与FeCl3溶液反应生成FeSO4、FeCl2和HCl，离子方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe2SOeq oal(2,4)4H；装置C中SO2与Na2S溶液反应生成S单质，现象为有淡黄色沉淀生成。(3)SO2有毒，不能直接排放到空气中，可用NaOH溶液吸收。因此装置D和F的作用是吸收SO2，防止污染空气。(4)装置E用于制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，但水中存在溶解的氧气，具有氧化性，影响焦亚硫酸钠(Na2S2O5)

21、的制备，因此装置E中所用蒸馏水需经煮沸后迅速冷却，目的是去除水中溶解的氧气。制备焦亚硫酸钠的化学方程式为SO2Na2SO3=Na2S2O5。(5)Na2S2O5晶体在空气中易被氧化为Na2SO4，用盐酸、氯化钡溶液检验样品中含有硫酸根离子，即可验证Na2S2O5晶体在空气中已被氧化。答案(1)分液漏斗(2)2Fe3SO22H2O=2Fe2SOeq oal(2,4)4H有淡黄色沉淀生成(3)吸收SO2，防止污染空气(4)去除水中溶解的氧气SO2Na2SO3=Na2S2O5(5)稀盐酸、BaCl2溶液1(2021浙江6月选考，T30节选)Cl2O是很好的氯化剂，实验室用如图装置(夹持仪器已省略)制

22、备高纯Cl2O。已知：HgO2Cl2=HgCl2Cl2O，合适反应温度为1825 ；副反应：2HgO2Cl2eq o(=,sup9()2HgCl2O2。常压下，Cl2沸点34.0 ，熔点101.0 ；Cl2O沸点2.0 ，熔点120.6 。Cl2OH2O2HClO，Cl2O在CCl4中溶解度远大于其在水中的溶解度。请回答：(1)装置A的作用是去除原料气中的少量水分，可用的试剂是_。将上图中装置组装完整，虚框D中应选用_。 a b c(2)有关反应柱B，须进行的操作是_。A将HgO粉末热处理除水分、增加表面积后填入反应柱B调控进入反应柱的混合气中Cl2和N2的比例C调控混合气从下口进入反应柱的流

23、速D将加热带缠绕于反应柱并加热(3)装置C，冷却液的温度通常控制在8060 。反应停止后，温度保持不变，为减少产品中的Cl2含量，可采用的方法是_。(4)将纯化后的Cl2O产品气化，通入水中得到高纯度Cl2O的浓溶液，于阴凉暗处贮存。当需要Cl2O时，可将Cl2O浓溶液用CCl4萃取分液，经气化重新得到。针对萃取分液，从下列选项选择合适操作(操作不能重复使用)并排序：c_edf_。a检查旋塞、玻璃塞处是否漏水b将溶液和CCl4转入分液漏斗c涂凡士林d旋开旋塞放气e倒转分液漏斗，小心振摇f经几次振摇并放气后，将分液漏斗置于铁架台上静置g打开旋塞，向锥形瓶放出下层液体h打开旋塞，待下层液体完全流出

24、后，关闭旋塞，将上层液体倒入锥形瓶解析(1)装置A的作用是去除原料气(Cl2、N2)中的少量水分，可用的试剂是浓硫酸。Cl2和Cl2O都不能直接排放于空气中，因此需要进行尾气处理，Cl2、Cl2O能与NaOH溶液反应，同时需要防止NaOH溶液中水蒸气进入C装置中，因此需要在C和尾气处理装置之间连接吸收水蒸气的装置，所以虚框D中应选用a装置。(2)装置B为HgO与Cl2反应制备Cl2O的装置，因Cl2O能与H2O发生反应，因此需要将HgO粉末热处理除水分，该反应为固体与气体接触类反应，因此增加表面积能够加快反应速率，故A选；N2的作用是稀释Cl2，在气流速率一定的条件下，氯气所占的比例越小，其转

25、化率越高，同时Cl2不足时会发生副反应，因此需要调控进入反应柱的混合气中Cl2和N2的比例，故B选；为了让气体与固体充分接触，混合气体应从下口进入反应柱，同时需要控制气体的流速，防止副反应发生，故C选；HgO与Cl2反应制备Cl2O的合适反应温度为1825 ，因此该反应在常温下进行，若对反应柱加热会发生副反应，故D不选。(3)由题可知，Cl2沸点小于Cl2O，在Cl2未发生冷凝时抽气或通入干燥氮气可以有效地去除产物中的Cl2。(4)萃取分液的操作顺序为检漏加入萃取剂和溶液振荡摇匀放气静置分层放液，下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出，因CCl4密度大于水，因此萃取后溶有Cl2O的CCl4位于下层，因此操作顺序为涂凡士林检查旋塞、玻璃塞处是否漏水将溶液和CCl4转入分液漏斗倒转分液漏斗，小心振摇旋开旋塞放气经几次振摇并放气后，将分液漏斗置于铁架台上静置打开旋塞，向锥形瓶放出下层液体。答案(1)浓硫酸a(2)ABC(3)抽气(或通干燥氮气)(4)abg2(2019全国卷，T26改编)在潮湿空气中长期放置的“还原料”(含BaS)，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原物”表面生成了难溶于水的_(填化学式)，反应方程式