2023版高三一轮总复习化学（苏教版）第2部分 专题4 第14讲氯气及氯的化合物(基础课)

第14讲氯气及氯的化合物(基础课)1.了解氯及其重要化合物的性质、制备及应用。2.掌握Cl2的实验室制法(包括所用试剂、原理、仪器和收集等)。eq\a\vs4\al(氯及其重要化合物)一、氯气的性质及应用1．物理性质颜色气味毒性密度特性黄绿色刺激性气味有毒比空气大易液化2.化学性质(1)与金属、非金属单质反应——表现氧化性(1)Cl2具有强氧化性，与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物，如FeCl2不能由两种相应的单质化合而成。(2)H2在Cl2中燃烧火焰为苍白色，瓶口有白雾，若光照或加热H2、Cl2的混合气体，会发生爆炸。(2)Cl2参与的歧化反应——既作氧化剂又作还原剂①与水反应溶解在水中的部分氯气能与水反应，生成盐酸和次氯酸，其离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。新制氯水中含有的粒子有H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－。②与碱反应——制漂白剂或消毒剂a．制漂白液(NaClO)的离子方程式为Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。漂白液也可用于消毒杀菌。b．制漂白粉[Ca(ClO)2]的化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，漂白粉也可用于消毒杀菌。(3)与还原性物质反应①与碘化钾溶液反应的化学方程式为2KI＋Cl2=I2＋2KCl。②与SO2水溶液反应的化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl。③与FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。二、次氯酸及其盐的性质1．次氯酸的“三性”(1)不稳定性：2HClOeq\o(=,\s\up9(光照))2HCl＋O2↑，不能单独存在，只存在溶液中。(2)强氧化性eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(漂白性,杀菌、消毒))(3)弱酸性(比H2CO3的酸性弱)NaClO溶液中通入少量或过量CO2，化学方程式均为NaClO＋CO2＋H2O=HClO＋NaHCO3。2．次氯酸盐的主要性质(1)次氯酸盐[Ca(ClO)2、NaClO]的水溶液呈碱性，水解离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。(2)与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。(3)漂白粉在空气中失效的原理为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3＋2HClO，2HClOeq\o(=,\s\up9(光照))2HCl＋O2↑。(1)新制氯水应保存在棕色试剂瓶中并置于阴凉处。久置氯水变为稀盐酸，酸性变强。(2)向NaClO溶液中通入CO2(无论是少量还是过量)，均生成HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和HClO。原因是酸性：H2CO3>HClO>HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。氯气的性质及应用1．判一判(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2。 ()(2)氯气溶于水溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质。 ()(3)标准状况下，11.2LCl2与水充分反应转移电子数为0.5NA。 ()(4)氯气可以使湿润的有色布条褪色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气。 ()(5)工业上可以利用H2、Cl2混合光照制取HCl。 ()(6)新制氯水保存在棕色试剂瓶中的原因是防止Cl2挥发。 ()(7)工业制取漂白粉时可将Cl2通入石灰水中。 ()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×2．(2021·宜昌高三测试)某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏，下列关于安全处理措施不正确的是()A．紧急组织群众沿逆风方向疏散B．消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液C．处在该环境中的群众，应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，趴在低洼处等待救援D．处在该环境中的群众，可用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，向高处转移C[氨水易挥发出有刺激性气味的NH3，不能用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，同时氯气的密度大于空气密度，不能趴在低洼处，C项错误。]3．根据下列装置图回答问题(1)装置A、B中通入Cl2后，观察到的现象是，根据现象可得出的结论是。(2)集气瓶B中发生反应的离子方程式是。(3)实验开始后，观察装置C中的现象是。(4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是。(5)装置E中发生反应的离子方程式是。(6)装置F的作用是。[答案](1)干燥的红色(或A中)布条不褪色，湿润的红色(或B中)布条褪色Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO(3)溶液先变为红色，然后褪色(4)H2O＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋Cl2=2H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2Cl－(5)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(6)吸收氯气，防止污染环境氯的重要化合物4．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是()A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋2OH－=ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋H2OC．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3D．等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强C[A项，酸性条件下ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，可写出离子方程式：4H＋＋5ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))=Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，方程式符合歧化反应元素化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，显然不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，等物质的量的ClO2作氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多，正确。]5．(1)“84”消毒液与75%酒精溶液的大量使用，在一定程度上抑制了新冠疫情的扩散。“84”消毒液的有效成分是，能否与酒精溶液混合使用？，理由是。(2)漂白粉或漂粉精在购买时应注意的问题是；理由是。[答案](1)NaClO否NaClO具有强氧化性，可以氧化酒精，同时可能生成Cl2(2)生产日期、密封程度、是否结块等漂白粉或漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2，Ca(ClO)2在空气中易形成CaCO3和HClO，同时HClO又易分解氯的常见氧化物(1)Cl2O、Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分别是HClO、HClO2、HClO3、HClO4相应的酸性氧化物(又称酸酐)。(2)Cl2O的制备原理：2HgO＋2Cl2=Cl2O＋HgO·HgCl2、2Na2CO3＋H2O＋2Cl2=2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。(3)ClO2是一种极易溶于水的新型灭菌剂，制备原理为Cl2＋2NaClO2=2ClO2＋2NaCl。eq\a\vs4\al(氯气的实验室制法)1．Cl2的实验室制法(1)实验装置(2)反应原理：(写出上述制Cl2的化学方程式)MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)发生装置类型：固体＋液体eq\o(→,\s\up9(△))气体。(4)净化装置：①除去Cl2中的HCl用饱和食盐水的原理是增大c(Cl－)，减少Cl2与H2O的反应，即减少Cl2的溶解；②干燥Cl2可以用浓硫酸，也可以用P2O5或CaCl2，用P2O5或CaCl2时可用的仪器名称为干燥管或U形管。(5)收集装置：Cl2可用向上排空气法，也可以用排饱和食盐水法。(6)尾气处理：Cl2有毒，一般用NaOH溶液吸收，其离子方程式为Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。一般不用澄清石灰水的理由是Ca(OH)2微溶，Ca(OH)2的浓度较小，吸收Cl2不完全。(7)验满方法：将湿润的淀粉­KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。(1)用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、次氯酸盐等与浓盐酸在不加热的条件下可以制取Cl2。如16HCl(浓)＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。(2)工业制备Cl2——电解饱和食盐水化学方程式为2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up9(通电))Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。2．方法导引——实验室制取气体装置的设计模型(1)除杂时要注意干燥的先后，用溶液除杂，先除杂后干燥。(2)洗气瓶除杂时从长管进短管出，干燥管除杂时从粗口进，细口出；U形管、玻璃管除杂无前后。Cl2的实验室制法1．(2021·杭州模拟)某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备Cl2。下列分析中不正确的是()A．①中可用分液漏斗代替长颈漏斗B．①中缺少加热装置C．②中盛放NaOH溶液可以净化Cl2D．②中盛放浓硫酸，③中收集的Cl2不纯净C[NaOH与Cl2反应，不能用NaOH溶液净化Cl2，C项错误。]2．实验室中用KMnO4与浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2，从下面装置中选出合理装置并连接组装以达成实验目的，接口连接顺序为，其中碱石灰的作用是，饱和食盐水的作用是。[答案]bijcdghef吸收剩余Cl2，防止污染大气除去Cl2中的HCl以Cl2的制备为载体进行物质制备和性质探究3．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up9(△))2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：(1)从A中导出的气体可能含有。(2)装置B中的现象是。(3)请写出装置D中反应的离子方程式：，装置E的作用是。[答案](1)Cl2、HCl、H2O(g)(2)溶液变为蓝色(3)Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋吸收多余的Cl2，防止污染空气4．三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3的熔点为33℃，沸点为73℃，有吸湿性，遇水易水解。某小组同学用下列装置制取ICl请回答下列问题：(1)按照气流方向连接接口顺序为a→。装置A中导管m的作用是。(2)装置C用于除杂，同时作为安全瓶，能监测实验进行时后续装置是否发生堵塞，若发生堵塞，C中的现象为。(3)氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应，则装置E适宜的加热方式为装置E中发生反应的化学方程式：。(4)该装置存在的明显缺陷是。[答案](1)d→e→b→c→g→h→f(接口b与c、g与h可互换)使浓盐酸顺利滴下(2)锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升(3)水浴加热3Cl2＋I2eq\o(=,\s\up9(水浴加热),\s\do9(<70℃))2ICl3(4)缺少尾气处理装置Cl2性质探究模型注意：①为了防止G中溶液倒吸，可在F、G之间连一个安全瓶。②如果F中生成易水解或易潮解的氯化物，则F装置前后要有干燥装置。1．(2020·浙江7月选考，T25)黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是()A．X中含KI，可能含有CuCl2B．X中含有漂白粉和FeSO4C.X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2C[由黄色固体X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z可知，X中含有CuCl2、漂白粉，至少含有FeSO4、Fe2(SO4)3中的一种，不含KI，A、B项错误，C项正确；漂白粉中含有CaCl2和Ca(ClO)2，用硫酸酸化可得到氯气，由题述实验现象不能说明X中含有CuCl2，D项错误。]2．(2021·广东选择性考试，T17节选)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为。(2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为。(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中已分解。检验此久置氯水中Cl－存在的操作及现象是。[解析](1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)实验室制得的Cl2中含有HCl、H2O，可依次通过饱和食盐水、浓硫酸分别除去HCl、H2O，再收集Cl2并进行尾气处理，因此装置的接口连接顺序为cdbae。(3)氯水中能使品红溶液褪色的物质是HClO，氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中HClO已分解。检验Cl－存在的方法是取少量样品于试管中，加入几滴AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则该久置氯水中存在Cl－。[答案](1)MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)cdbae(3)HClO取少量样品于试管中，加入几滴AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则该久置氯水中存在Cl－3．(2020·江苏高考，T18节选)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于