第5讲氯及其化合物

第5讲氯及其化合物导课标要求.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯及其重要化合物的主要性质;.氯及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。媛知识网络姨知识详解【氯元素的原子结构、氯气的物理性质】.氯元素的原子结构及存在.氯气的物理性质【氯气与金属、非金属单质的反应】颜色状态气味毒性溶解性黄绿色气体刺激性气味有毒1体积的水溶解约2体积的氯气1.与金属单质的反应氯气在加热条件下能与大多数金属化合，生成高价金属氯化物。化学方程式反应现象与钠反应2Na+Ch=^=2NaCl产生大量白色烟与铁反应2Fe+3Cl2=^=2FeCl3产生大量棕褐色烟与铜反应Cu+CI2=^=CuC12产生大量棕黄色烟2.与非金属单质的反应(1)实验操作在空气中点燃氢气，然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中。(2)实验现象：氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾。点燃(3)化学方程式：Hz+Ck三生2HC1。【氯气与水的反应】1.常温下，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的部分氯气与水发生反应的化学方程式是C12+H2O=HC1+D.用装有碱石灰的干燥管代替己中NaOH溶液更合理.下列说法不正确的是（）A.过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源B.漂白粉既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂C.碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多D.金属钠具有较强的还原性，可与四氯化钛溶液反应置换出钛.用如图装置探究ci?的漂白原理，其中红纸①是干燥的，红纸②〜④分别用表中的试剂润湿。向中心Ca（ClO）2粉末上滴加几滴盐酸，产生大量黄绿色气体、红纸变化如表:培养皿（回yg）回Ca（C⑼2实睑装置示意图红纸编号试剂红纸变化①—不褪色②蒸福水逐渐褪色③饱和食盐水几乎不褪色④NaHCO_3溶液（调至pg）快速褪色已知酸性：H2CO3>HC1O>HCO；下列对于该实验的分析不正确的是OA.CM。。）?与盐酸反应时，盐酸体现了酸性和还原性B.②与③现象的差异原因是：C1?不与饱和食盐水反应C.对比①②的现象，说明红纸褪色涉及的反应是：CU+HplW?HC1+HCIOD.对比②③④的现象：说明溶液中HC1O浓度越大，漂白效果越好12.下列有关实验室制取CL的装置正确的是（）13.漂白粉加水浸泡时发生反应：Ca(CIO)、+CO?+Hq=CaCO3+2HClO。下歹J说法正确的是()A.该反应属于氧化还原反应B.漂白粉的主要成分为Ca(ClO)213.漂白粉加水浸泡时发生反应：Ca(CIO)、+CO?+Hq=CaCO3+2HClO。下歹J说法正确的是()A.该反应属于氧化还原反应B.漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2C.CO,属于电解质D.酸性比较：H2CO,>HCIONaClO.NaQCh共存体系。卜.列判断正确的是()A.n(Na+)：n(Cl)可能为7：3B.与NaOH反应的氯气一定为0.3molC.当转移电子为nmol时，则O.I5<n<().25D.n(NaCl)：n(NaC10)：n(NaCK)3)可能为5：1：115.某化学兴趣小组通过查阅文献，设计了从阳极泥(成分为CsS、AgaSe,Au、Pt)中回收贵重金属的工艺，其流程如图所示。已知：“酸溶”时Pt、Au分别转化为［PtCkF和［AuCLb下列判断错误的是()“焙烧”时，Cu2s转化为CuO的反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2“酸浸氧化”时，O?的作用之一是防止NO排放到空气中污染环境“酸溶”时，金溶解的离子方程式为2Au+3cl2+2C「=2［AuC1JD.有机层中回收的金属元素是Pl,萃取分液用到的玻璃仪器是分液漏斗和烧杯16.三氯化碘(ICb)在药物合成中用途非常广泛，其熔点为33C,沸点为73℃,氯气与单质碘需在温度稍低于70c下反应制备ICE实验室制备如图所示。下列说法正确的是OA.装置A可选用的药品为高钵酸钾与浓盐酸B,装置B的作用是除杂，也作安全瓶，在本实验中可以和装置C互换位置C.装置C中的硅胶可用浓硫酸代替D.装置D最恰当的加热方式是用酒精灯先预热再集中加热17.2NaClO3+4HQ=2NaQ+2ClO2T+02T+2H2。可用于制备含氯消毒剂。二氧化氯(C。)是一种黄绿色气体，易溶于水，在水中的溶解度约为C%的5倍・，其水溶液在较高温度与光照下会生成CIO；与CIO；。CIOZ是一种极易爆炸的强氧化性气体。在指定条件下，下列含氯物质的转化不能实现的是()A.NaClNaHCO.B.HC1(浓)“心》5C.MgCI2-6H2O(s)^g)->MgCl2(s)D.hCIO-^UhCI18.La?(CO)可用于治疗高磷酸盐血症，难溶于水，在溶液中制备易形成LazlCOj-Hq,溶液碱性太强时会生成La(OH)CO,。某大学实验室利用LaCl3与(NHjCO3制备La2(COj,•xH2O,制备流程如图所示。下列说法正确的是()“制气”环节与实验室用MnO2$i]Cl2的装置相同“洗气”环节可用NaOH溶液C.“制备”环节应通入过量的NH,D.“制备”方程式为2LaCh+6NH3+3CO[+(x+3)HQ=La?(CO3)3-xH2OJ"NH4cl.在含有大量漂粉精的溶液中，下列有关叙述正确的是()A.加入K+、NH；、SO：、I-等离子，可以大量共存。B,可用pH试纸测定该溶液的pHC.向该溶液中滴加少量FeSO”溶液，反应的离子方程式为：2Fe2++C1O+2H+=2Fe3++C1+H2OD.该溶液中滴入一定量的浓盐酸，每产生ImolCl2,转移电子数约为602x1(产个.部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价关系如图所示。卜.列说法正确的是()d具有强氧化性，能杀死水中的病菌，起到消毒作用f的酸性强于H^SO4，故氯元素的非金属性强于硫元素a与e反应一定不能制得bc为一种新型自来水消毒剂，c代替b的原因是：c不属于危险化学品二、综合题.高钵酸钾是常见的强氧化剂，其制备流程如下：i.制取镒酸钾(KzMnO。取适量KOH固体和KC。固体于珀烟中，混匀、小心加热，不断搅拌，待混合物完全熔融后，加入MQ粉末8.7g,加热到颜色变为深绿色。(1广焙烧”过程中发生反应的化学方程式为；加热时应选择(填字母)。a.瓷珀烟b.铁堵烟c.石英蛆蜗d.氧化铝用烟ii.制取高钵酸钾(KMnCh)在浸取液中通入C02气体，至KzMnCh完全反应，用pH试纸测定溶液pH达到10〜11时，停止通入CCh；然后把溶液加热，趁热过滤，除去滤渣，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥。己知：①常温下，饱和碳酸钾溶液的pH为11.6：饱和碳酸氢钾溶液的pH为8.3。②几种物质在不同温度下的溶解度如下表：溶解度(g/lOOg)一度/C102030405060KMnO44.46.49.012.716.922.2(2)通入CO?发生反应的离子方程式为；(填“能”或“不能”)用加盐酸的方法代替通入CO2,其理由是C(3)趁热过滤的目的是o(4)利用重结晶的方法对产品提纯，所得产品质量为10.8g,则高镉酸钾的产率为(精确到0.1%)。.叠氮化钠(NaN»不溶于乙醴，微溶于乙醇，易溶于水，常用于汽车安全防护袋的气源，汽车发生剧烈碰撞时,立即自动充气。实验室模拟尿素法制备水合明(N2H4・氏0)并利用其进一步反应制取NaN?的流程如图：已知：①N2HVH2O易溶于水，具有强还原性，易被氧化成N2；②一定条件下，碱性NaClO溶液与尿素溶液反应生成N2H4・比0。回答下列问题：(1)吸收塔内发生反应的离子方程式为一。(2)写出反应器1中生成水合朋反应的化学方程式：。(3)反应器2中加入无水乙醛的作用是一o(4)已知亚硝酸乙酯的结构简式为CH3CH2ONO,写M反应器2中生成NaN3和CH3cH20H的化学方程式：o若生成39gNaN3,则该反应中转移电子的物质的量为o.某食盐样品中混有Nai杂质。为测定该样品的纯度，某同学设计实验过程如图所示：回答下列问题：(1)步骤②中稀硫酸、H2O2也可用Ch代替，请从图中四个装置中选用合适的装置(可重复使用)来完成向溶液A中通入过量氯气的实验，将所选择装置的选项字母填入方框，并在括号中写出装置内所放入的化学药品(2)步骤③中萃取分液时所用的萃取剂可能是一。装置A中反应的离子方程式为一。(3)步骤⑤中实验操作所用的仪器(火柴、玻璃棒和其他夹持类仪器除外)主要有一。(4)试计算原食盐样品中氯化钠的质量分数—。(保留三位有效数字)(5)温度很低时，12和Cb可能反应生成IC1,已知I。具有和卤素单质相似的化学性质，以下推论不正确的是—。IC1+H2O=HCIO+HIIQ和Zn反应时，IQ只作氧化剂IC1和NaOH溶液反应生成NaCl、NaK)两种盐IC1的氧化性介于b和C12之间24.化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯及其化合物既是重要化工原料，乂是广泛使用的高效灭菌消毒剂。回答下列问题：(1)已知HC1O的杀菌能力比C1。强。25℃时将氯气溶于水形成氯气一氯水体系，该体系中Ch(aq)、HC1O和CIO的物质的量分数(a)随pH变化的关系如图所示。用氯气处理饮用水时，pH=7.5与pH=6,杀菌效果较强的是―(填数字)。用NaOH调节该溶液pH,写出由氯气生成00一的离子方程式是一。(2)4i84消海液”的有效成分是NaClO,往“84消毒液”中加入少量醋酸可增强效果，该反应的离子方程式是一,若消毒液在空气中暴露时间过长且见光，将会导致消毒作用减弱，其原因是一。(3)C1O2和NaClO?均为重要的杀菌消毒剂。将CIOz气体通入到NaOH和H2O2混合溶液中，可制备NaCIO?。写出由CIO:制备NaClOa的离子方程式一。(4)002为淡棕黄色气体，易溶于水生成HQ0。可由Cl?与适量潮湿的Na2cCh反应来制得CICh,同时产生一种无色无味气体，写出该反应的化学方程式—。将制得的C1O2通入水中生成HC10溶液，设计简单实验证明HC10具有永久漂白性：(写出操作过程、现象和结论)HClOo2.漂白原理的探究实验实验操作实验现象实验结论J1处的有黑布一有色布条不褪色干燥的C12无漂白作用润有布燥气湿的色条布依/一有色布条褪色在有H2O存在的条件下，。2有漂白作用有色/鲜花等有色鲜花褪色在有H20存在的条件下，CL有漂白作用氯气溶于水能杀菌、消毒及使某些染料和有机色素褪色，是因为与水反应生成了HQO。3.次氯酸的性质⑴次氯酸是易溶「水的弱酸，比碳酸酸性弱，写离子方程式时不能拆成离子形式。氯气和水反应的离子方程式：Ch+H2O=H^+Cr+HCIOo光昭(2)次氯酸不稳定，见光易分解，反应的化学方程式：2HC1O里二2HC1+O2J(3)次氯酸具有强氧化性(其氧化性比氯气强)，可用于自来水的杀菌消毒，还可以用作漂白剂。(4)氯气用于自来水消毒时，因与水中的有机物反应生成有机氯化物对人体有害，所以要严格控制饮用水中氯的含量，并开始使用二氧化氯(CIO?)、臭氧等新的自来水消毒剂。【新制氯水的成分与性质】(1)新制氯水的成分由于HQO、出。是弱电解质，存在着微弱的电离。①三分子：。2、HQO、H2O；②四离子：h+、cr>co,oh-o⑵新制氯水中各微粒的性质【氯气与碱的反应】.与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液(1)制取反应的化学方程式：Cl2+2NaOH=NaCH-NaClO+H2Oo⑵漂白液的有效成分是次氯酸钠..与石灰乳反应——制取漂白粉(1)制取反应的化学方程式：2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(C10)2+2H2Oa⑵漂白粉的主要成分是CaCACa(CIO)2,有效成分是Ca(CI0)2，漂粉精的主要成分是Ca(CI0)2。(3)漂白粉的漂白原理：利用复分解反应原理，漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。(4)漂白粉的保存：漂白粉应密封、避光保存，并置于阴凉干燥处。【氯离子的检验】.氯离子的检验实验试液2〜3mL实验现象离子方程式滴入几滴硝酸银溶液加入少量稀硝酸①稀盐酸有白色沉淀生成沉淀不溶解CF+Ag*=AgCU②氯化钠溶液有白色沉淀生成沉淀不溶解Cr+Ag'=AgCl|③碳酸钠溶液有白色沉淀生成沉淀溶解，有气泡产生CO5-+2Ag+=Ag2CC)31、Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2t+H2O2.氯离子检验方法⑴试剂：稀硝酸、AgNCh溶液。⑵现象：产生不溶于稀硝酸的白色沉淀。【氯气的实验室制法】.反应原理⑴化学方程式：MnO2+4HCl(浓)△=MnCb+CLT+2H20,(2)原理：利用强氧化剂氧化浓盐酸中的C「生成02,该反应中MnCh为氧化剂，浓盐酸为还原剂并且该实验还体现了浓盐酸的酸性。.仪器装置(1)气体发生装置类型：固+液气(2)发生装置所用仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。(3)除杂装置：装置C的作用是除去Ci2中少量的HCI气体。装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。.收集方法(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。.验满方法观察到E中充满黄绿色气体，则证明已集满。.尾气处理烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。【实验室制气体的制备思路】（-）设计气体制备装置的基本思路（二）气体制备装置的连接顺序（三）各种装置的选择.实验室制备气体的发生装置的选择⑴选择依据反应原理、反应物的状态、反应条件等。⑵装置的基本类型①固体+固体气体。②固体+液体►气体。③固体+液体一^-气体。.实验室制备气体的净化装置的选择⑴净化原则不减少被净化气体的量；不引入新杂质；操作简便，易于分离。（2）净化装置装置【（洗气瓶）：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。装置11（干燥管）：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。.实验室制备气体的收集装置的选择（1）选择依据根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的02发生反应来确定气体的收集方法。（2）方法选择①排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体，如02、七等。②向上排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气大，如02、CO?、CL等。③向下排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气小，如H2等。.实验室制备气体的尾气处理装置的选择⑴选择依据：根据气体的物理性质、化学性质，将气体转化成无毒物质或吸收。（2）方法选择：①点燃法：如CO、Ph、CH」等易燃性气体可用此法，必须先验纯，再点燃。②吸收法：如C12、SO2、HC1>H2s等可用碱液吸收。导典例分析漂白粉和漂白精(2022•广东•模拟)下列反应的离子方程式正确的是()A.铜投入足量稀硝酸：3Cu+8H++2NO5=3Cu2++2NOT+4H2OB.用醋酸洗涤水垢：2H'+CaCO3=Ca2，+CO2T+H2OC.工业制漂白粉:C12+2OH=C1O+C1+H2OD.Fe式SOJ溶液中加入足量Ba(OH)2溶液：Fe3++SO；+Ba2++3OH=Fe(OH)3i+BaSO4I/I举一反三1.(2022•河北•模拟)二氧化氯(CIO?)是一种黄绿色气体，易溶于水，在水中的溶解度约为C1?的5倍，其水溶液在较高温度与光照下会生成CIO；与C10；。。0?是一种极易爆炸的强氧化性气体，下列有关物质的性质和用途具有对应关系的是()Cl:能溶于水，可用于工业制盐酸CIO：有强氧化性，可用于水体杀菌消毒HC10不稳定，可用「棉、麻漂白FeCh溶液呈酸性，可用于蚀刻电路板上的铜(2022•北京•和平街第一三模)将Cb通入过量石灰乳［Ca(OH)”中即可制得以Ca(Q0)2为有效成分的漂白粉。下列解释事实的方程式中，不事碰的是()A.生成Ca(ClO)2：2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaC12+2H2OB.漂白粉溶液与盐酸混合产生CL：CIO+CL+2H+=Cht+H2OC.漂白粉溶液吸收COz后产生白色沉淀：Ca2++CO2+H2O=CaCO31+2H+D.漂白粉溶液加入适量醋酸在短时间内能达到漂白效果：Ca(OH)2+2CH<OOH=Ca(CH3COO)2+2H2O.Ca(CIO)2+2CH3COOH=Ca(CH3COO)2+2HClO(2022•山西临汾•三模)下列关于离子反应或离子共存表达正确的是()A.以下离子在O.lmo卜L」NaOH溶液中能大量共存：Na\K\CO；、AiO2B.以下离子在O.lmolLK2cO3溶液中能大量共存:Na\Ba2\C\\OH"C.向氯化铝溶液中滴加过量氨水：4NH3H2O+AP+=A1O2+4NH；+2H2OD.漂白粉漂白原理：Ca(CIO)2+2CO2+2H2O=Ca(HCO3)2+2HClO⑥典例分析次氯酸及其性质(2022•江苏南通•模拟)NaQO是家用消毒液的有效成分，可通过C12与NaOH反应制得。NaCIO能与CO?反应生成HQO.常温下CIO2为黄绿色有毒气体，易溶于水。QO2体积分数大于10%或其水溶液在温度过高时可能发生爆炸，与碱反应生成QO；和CIO；等。实验室制备C1O2的反应原理为2KCG+H2c2O4+H2so4=2QO2T+2cO2T+K2so4+2比0。下列说法正确的是()A.新制氯水需存放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中B.可用广泛pH试纸测定新制氯水的pH值C.NaClO与CO2反应的离子方程式为NaCIO+CO2+H2O=HClO+Na++HCO；D.使川NaQO消毒时，可用盐酸酸化举一反三(2022•新疆•克拉玛依市教育研究所三模)下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是()A.”84消毒液”与洁厕灵(主要成分为浓盐酸)混用：C10+Cl+2H+=C12t+H20B.石灰石与醋酸反应：COf+2CH3coOH=2CH3coO+CO2T+H2OC.硫化亚铁加入稀硝酸中：FeS+2H+=Fe2++H2StD.硫酸铝溶液中滴加过量氢氧化钾溶液：AP++3OH=A1(OH)31(2022•天津红桥•二模)部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()c可用于自来水消毒b既具有氧化性，又具有还原性C.常温下，a、d水溶液的pH：a>dD.e>f分别与a的浓溶液混合均可制备b3.(2022•广东•模拟)如图所示为氯元素的价-类二维图，下列叙述不正确的是()A.从氧化还原角度分析可知：①的浓溶液与⑥混合可产生②B.③是一种广谱型的消毒剂，可以取代②成为自来水消毒剂C.电解④的水溶液可制备②D.⑥的水溶液在空气中放置容易变质姨典例分析氯气的实验室制法（2021•全国•高考真题）在实验室采用如图装置制备气体，合理的是（）化学试剂制备的气体ACa(OH)2+NH4CINH,BMnO2+HCI(浓)Cl,CMnO2+KC1O,02DNaCl+即。』（浓）HCIA.AB.BC.CD.D/“举一反三（2022•吉林长春•模拟）如图是实验室制备氯气并进行相关实验的装置（夹持与加热装置已省略），下列有关说法不正确的是（）A.若无加热装置，则装置a蒸储烧瓶中可用高锌酸钾或次氯酸钠B.检验氯气是否有漂白性，则I、H、III分别为湿润的石蕊试纸、破石灰、干燥的石蕊试纸C.装置b的作用既可以洗气又可以作安全瓶监测装置c是否堵塞D.含有4moiHC1的浓盐酸与足量二氧化钵反应，产生标准状况下的CL体积小于22.4L（2022•山东省实验模拟）实验室从含［Ag（S2Ch）信和B「的废定影液中回收Ag和国2的步骤为：向废液中加入Na2s溶液沉淀银离子，过滤、洗涤、干燥，灼烧Ag2s制取金属Ag；制取C12并将Ch通入滤液中氧化B「，再用苯萃取分液。其中部分实验操作的装置如图所示，下列叙述正确的是（）A.用装置甲分离Ag2s时，用玻璃棒不断搅拌B.用装置乙在通风橱中高温灼烧Ag2s制取AgC.用装置丙制备C12D.用装置丁分液时，两层溶液依次从下口放出（2022•陕西•西安模拟）如图a、b、c表示相应仪器中加入加入试剂，可用图中装置制取、净化、收集气体的是()编号气体abCAnh3浓氨水固体氢氧化钠浓硫酸BCO2盐酸碳酸钙饱和NaHC。，溶液CCI2浓盐酸二氧化钵饱和NaCl溶液DNO2浓硝酸铜屑NaOH溶液尊^巩固练习一、单选题.化学与生产和生活密切相关，下列说法正确的是()A.汽油标准由“国标V”提到国标“VI”，可在使用汽油时不再排放氮氧化物B.工业上生产玻璃、水泥、漂白粉以及铁矿石冶炼铁过程中均用石灰石为原料C.有机玻璃和钢化玻璃都是有机高分子化合物D.大力开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)，有助于海洋生态环境的治理.下列解释事实的方程式不无硕的是()A.用食醋清洗水垢：CO+2CH3COOH=2CH3COO+H2O+CO2tB.84消毒液与洁厕灵混用产生有毒气体：CIO+C1+2H+=C12T+H2OC.用小苏打治疗胃酸过多：HCO；+H+=CO2t+H2OD.用硫化钠除去废水中的汞离子：Hg2++S2=HgSl3.物质分类和转化是学习化学的重要