考点16 氯气的性质及应用-（解析版）

考点16氯气的性质及应用【知识梳理】一、氯气的性质1．氯的原子结构及存在氯原子结构示意图为，氯原子容易得到1个电子而形成Cl－结构示意图为。氯在自然界中以化合态存在，海水中主要以NaCl的形式存在。2．物理性质颜色状态气味毒性溶解性黄绿色气体刺激性有毒1体积水溶解2体积氯气3.化学性质(1)与金属的反应反应现象化学方程式Na剧烈燃烧，黄色火焰，产生大量白烟2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2NaClFeFe丝在氯气中燃烧，产生棕色烟干燥的氯气在常温下不与铁反应，因此液氯可用钢瓶贮存2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3CuCu丝在氯气中燃烧，产生棕黄色烟，溶于水后，溶液呈蓝绿色Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))CuCl2氯气在加热条件下能与大多数金属化合，生成高价态的金属氯化物。凡是发光、发热的剧烈的化学反应都是燃烧，故不一定有氧气参加；如Fe、Cu、H2与Cl2的反应均是燃烧反应。“烟”是指固体小颗粒分散到气体中的现象，如Fe、Cu、Na分别与氯气反应生成棕褐色烟、棕黄色烟和白烟。“雾”是指小液滴分散到气体中的现象，如H2在Cl2中燃烧生成的HCl气体与空气中的水接触形成盐酸酸雾(白雾)。(2)与非金属反应与H2反应：反应方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl，反应现象：H2在Cl2中能安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾，工业上用电解饱和食盐水得到的氯气和氢气制取盐酸，若将H2与Cl2混合点燃或强光照射会发生爆炸。(3)氯气与水的反应①反应的化学方程式是：Cl2＋H2OHCl＋HClO。②次氯酸(HClO)是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性弱；次氯酸不稳定，见光易分解，化学方程式：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。次氯酸具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，还可以用作漂白剂。③新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。④液氯、新制氯水与久置氯水性质比较液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色黄绿色无色漂白性无有无酸性无有有保存特制钢瓶棕色瓶盛装，放阴凉处，新制氯水一般现用现配二、氯气的应用(1)工业上用电解饱和食盐水得到的氯气和氢气制取盐酸，(2)氯气与碱的反应制取漂白剂①Cl2与NaOH溶液的反应：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。该反应可应用于氯气的尾气处理和工业上制取“84”消毒液，“84”消毒液的有效成分为NaClO。②工业上制漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的主要成分为：CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成分为：Ca(ClO)2。漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3＋2HClO。漂白粉的保存：漂白粉应密封、避光保存，并置于阴凉干燥处。（3）漂白粉中有效成分Ca(ClO)2其实不具有漂白性，要溶于水后与空气中的CO2反应生成HClO，因此漂白粉在使用时需加水浸泡片刻，才能更好地发挥漂白作用，漂白剂也同样如此。（4）次氯酸的漂白原理、特点及应用范围【对点例题】例1．（2023·河南·社旗县第一高级中学高一阶段练习）2022年6月27号，约旦的亚喀巴港口一个储存氯气的罐箱在吊装过程中掉落，导致数十吨氯气瞬间泄露。下列有关说法正确的是A．氯气、氯水、液氯的成分相同B．氯气泄露时，可用含有氢氧化钠溶液的湿毛巾捂住口鼻C．氯气泄露时，人畜应该沿顺风方向转移到安全的地方D．运输和使用氯气应遵守安全操作规范【答案】D【解析】A．氯气和液氯中只有Cl2，氯水是氯气的水溶液，含有的分子有Cl2、H2O、HClO，离子有H+、ClO-、Cl-，以及极少量的OH-，因此成分不同，A错误；B．NaOH具有强腐蚀性，不能直接放到口鼻上，B错误；C．Cl2会沿顺风的方向移动，因此人畜需向逆风的方向转移，C错误；D．Cl2有毒，对生命体有较大的伤害，因此运输和使用氯气应遵守安全操作规范，D正确；故选D。例2．（2023·福建省龙岩第一中学高一阶段练习）某同学向pH试纸上滴加几滴新制氯水，现象如图所示，下列有关该实验的说法中错误的是A．该实验说明不可使用pH试纸测定氯水的pHB．若将氯水长时间放置之后再重复该实验将无法看到pH试纸变白的现象C．该实验说明H+扩散速率比漂白性微粒快D．实验结束后，将pH试纸用水冲洗再干燥可以恢复原色【答案】D【解析】A．氯水中次氯酸具有漂白性，能使pH试纸褪色，故不可使用pH试纸测定氯水的pH，A正确；B．次氯酸不稳定，见光分解为盐酸和氧气，不再具有漂白性，故若将氯水长时间放置之后再重复该实验将无法看到pH试纸变白的现象，B正确；C．该实验中外层试纸为红色、内层为白色，说明H+扩散速率比漂白性微粒快，C正确；D．次氯酸漂白具有不可逆性，实验结束后，将pH试纸用水冲洗再干燥不可以恢复原色，D错误；故选D。【达标检测】1．（2023·全国·高一假期作业）氯气可用于自来水杀菌、消毒。有关氯气的叙述不正确的是A．Cl2具有强氧化性 B．纯净的H2能在Cl2中安静地燃烧C．氯气、液氯和氯水是同一种物质 D．加热条件下浓盐酸与MnO2反应制得Cl2【答案】C【解析】A．Cl2能与大多数金属、某些非金属和多种KI等还原剂反应，得到电子，氯元素化合价降低，具有强氧化性，A正确；

B．点燃下氢气和氯气发生反应产生氯化氢气体，纯净的H2能在Cl2中安静地燃烧，B正确；C．氯气和液氯都是纯净物、由氯分子构成，氯水是混合物，是氯气的水溶液，C不正确；

D．加热条件下浓盐酸与MnO2发生氧化还原反应生成氯气，该反应可用于在实验室制Cl2，D正确；答案选C。2．（2023秋·安徽滁州·高一安徽省定远县第三中学校联考期末）化学来源于生活，服务于生活。下列有关生活中的化学知识叙述正确的是A．氯气能使湿润的有色布条褪色，因此氯气有漂白性B．洁刚灵(主要成分是浓盐酸)与“84”消毒液混用，效果会增强C．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂D．测定溶液pH的实验中，用干燥pH试纸测定新制氯水的pH对测定结果无影响【答案】C【解析】A．氯气能使湿润的有色布条褪色，是因为氯气与水反应生成的HClO具有漂白性，氯气没有漂白性，故A错误；B．洁刚灵(主要成分是浓盐酸)与“84”消毒液混用，会发生反应，效果会减弱，故B错误；C．氯气与烧碱溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠，与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙，次氯酸钠、次氯酸钙均有氧化性，能杀菌消毒，故C正确；D．氯水会漂白pH试纸，故无法用pH试纸测定新制氯水的pH，故D错误；故选C。3．（2023·全国·高一假期作业）下列实验现象摘抄自某同学的实验记录，其中不正确的是A．钠与氯气反应，产生白色的烟B．细铜丝与氯气反应，产生棕黄色的烟C．纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，在瓶口处产生白雾D．把鲜花放入盛有干燥的氯气的集气瓶中，鲜花褪色，说明干燥的氯气具有漂白性【答案】D【解析】A．钠在氯气中燃烧发出黄色的火焰，生成大量的氯化钠固体，所以生成白色的烟，A正确；B．铜丝在氯气中燃烧，生成棕黄色的烟，产物为氯化铜，B正确；C．纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，HCl在集气瓶口遇空气中的水蒸气形成白色的酸雾，C正确；D．鲜花褪色是因为氯气与水反应，生成了次氯酸，次氯酸具有漂白性，氯气没有漂白性，D错误；故选D。4．（2023秋·吉林延边·高一统考期末）下列说法正确的是A．新制的氯水可保存在无色玻璃试剂瓶中B．氯气、次氯酸、次氯酸盐均具有漂白性，可以用于漂白各种产品C．氢气在氯气中安静地燃烧，火焰呈苍白色，瓶口有白雾D．氯气、液氯、氯水是同一种物质，均可以储存在钢瓶中【答案】C【解析】A．次氯酸见光易分解，新制的氯水保存在棕色玻璃试剂瓶中，故A错误；B．氯气没有漂白性，故B错误；C．氢气在氯气中安静地燃烧，生成氯化氢，火焰呈苍白色，氯化氢吸收空气中的水蒸气在瓶口形成白雾，故C正确；D．氯气、液氯是同一种物质，可以储存在钢瓶，氯水是氯气的水溶液，属于混合物，氯水中含有盐酸，不能储存在钢瓶内，故D错误；选C。5．（2023春·河南濮阳·高一濮阳一高校考期中）下列叙述正确的是A．氯水和干燥的氯气均能使鲜花褪色B．光照下，新制氯水会产生气泡，该气体是氯气C．若发生氯气泄漏，应立即向低处转移D．漂白粉比HClO稳定，可露置在空气中长期保存不影响其使用效果【答案】A【解析】A．鲜花中含有水，能与氯气反应生成次氯酸，所以氯水和干燥的氯气均能使鲜花褪色，故A正确；B．氯水中的次氯酸受热分解为盐酸和氧气，新制氯水光照后有气体逸出，该气体O2，故B错误；C．氯气是有毒的气体，密度大于空气的，所以若发生Cl2泄漏，应立即向上风地区转移，故C错误；D．次氯酸钙可以和空气成分二氧化碳、水反应生成次氯酸，该酸具有漂白杀菌作用，还具有受热易分解的性质，所以漂白粉长期露置在空气中会失效，因此需密封保存，故D错误。故选A。6．（2023春·广西钦州·高一钦州一中校考期中）氯是一种重要的“成盐元素”。下列有关氯及其化合物的叙述正确的是A．工业生产氯气，电解氯化钠饱和溶液来制备B．漂白粉比HClO稳定，可露置在空气中长期保存C．新制氯水无漂白性D．液氯、氯水都属于纯净物【答案】A【解析】A．电解氯化钠饱和溶液生成氢氧化钠、氢气、氯气，故A正确；

B．次氯酸钙可以与空气中的二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸受热易分解为HCl和氧气，所以漂白粉长期露置在空气中会变质，故B错误；

C．新制氯水中含有HClO，次氯酸有漂白性，故C错误；

D．液氯属于纯净物，而氯水属于混合物，故D错误；选A。7．（2023·全国·高一假期作业）在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列实验操作和现象所得到的结论不正确的是选项实验操作及现象实验结论A氯水的颜色呈浅黄绿色且有刺激性气味氯水中含有Cl2B向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生氯水中含有H＋C向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀氯水中含有Cl-D加入NaOH溶液，氯水浅黄绿色消失氯水中含有HClOA．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．只有氯气有颜色，为黄绿色，氯水呈浅黄绿色是因为含有氯气，A项正确；B．溶液呈酸性，能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，B项正确；C．溶液与硝酸银反应产生白色沉淀，只能是氯离子与银离子反应得到AgCl白色沉淀，说明氯水中含有氯离子，C项正确；D．只有氯气有颜色，为黄绿色，但是氯水中加入氢氧化钠溶液，氯水颜色消失说明氯气和氢氧化钠发生了反应，而不能说明次氯酸存在，D项错误；答案选D。8．（2023秋·云南昆明·高一统考期末）如图所示，在A处通入未经干燥的氯气。当关闭B阀时C处的干燥红布条看不到明显现象：当打开B阀后，C处的红布条逐渐褪色，则D瓶中盛放的溶液可能是①饱和NaCl溶液

②H2O③KOH溶液

④浓硫酸A．①② B．①③ C．②④ D．③④【答案】D【分析】干燥氯气没有漂白性，D中盛放能消耗氯气的物质或干燥氯气的物质均会使C处的红布条无明显现象，A处通入湿润的Cl2，关闭B阀时，C处干燥的红布看不到明显现象，当打开B阀后，C处干燥的红布条逐渐褪色，则洗气瓶D中装中物质具有吸水性或能与氯气发生化学反应，据此解答。【解析】①饱和NaCl溶液不与氯气反应，也不能将氯气干燥，不符合题意，故①错误；②水不能完全吸收氯气，导致氯气中会混有水蒸气，不符合题意，故②错误；③KOH溶液与氯气反应，除去氯气，符合题意，故③正确；④浓硫酸具有吸水性，干燥氯气，符合题意，故④正确；故选D。9．（2023秋·湖南永州·高一永州市第一中学校考期中）如图所示，红纸①~④的大小相同，其中红纸①是干燥的，红纸②~④分别用相同体积的如表所示试剂润湿。向Ca(ClO)2粉末上滴加几滴浓盐酸，产生大量黄绿色气体，立即用玻璃片盖住培养皿，红纸的变化如表所示。已知酸性：H2CO3>HClO，且HClO与NaHCO3不反应。下列对于该实验的分析错误的是红纸编号试剂红纸的变化①-不褪色②蒸馏水逐渐褪色③饱和食盐水几乎不褪色④NaHCO溶液(调至pH=7)快速褪色A．对比①②的现象，说明Cl2没有漂白性B．对比②③的现象，说明能使红纸褪色的微粒是HClOC．对比②④的现象，说明能使红纸褪色的微粒一定不是H+D．对比①②的现象，说明②上发生了反应：Cl2+H2O=HCl+HClO【答案】B【解析】A．红纸①不褪色、红纸②褪色，对比①②的现象说明氯气无漂白性、氯水具有漂白性，红纸②上发生了反应：Cl2+H2O=HCl+HClO，选项A正确；B．氯气基本不溶于饱和食盐水(含Cl-)，红纸③不褪色，对比②③的现象说明Cl-没有漂白性，但不能说明使红纸褪色的微粒是HClO，选项B错误；C．酸性：H2CO3>HClO>HC，红纸④上发生反应：Cl2+H2O=HCl+HClO、HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑，红纸②上发生反应：Cl2+H2O=HCl+HClO，故红纸上H+的浓度：②>④，褪色速度：④>②，则对比②④的现象说明能使红纸褪色的微粒一定不是H+，选项C正确；D．红纸①不褪色、红纸②褪色，对比①②的现象说明氯气无漂白性、氯水具有漂白性，红纸②上发生了反应：Cl2+H2O=HCl+HClO，选项D正确；答案选B。10．（2023秋·四川成都·高一成都七中校考期末）下列关于氯气和氯水的叙述正确的是A．可以用pH试纸测定新制氯水的pHB．氯水放置数天后，溶液的酸性逐渐减弱C．新制的氯水只含有HCl、和HClO三种分子D．氯气可用于自来水的杀菌、消毒【答案】D【解析】A．新制氯水具有漂白性，不能用pH试纸测定其pH，A错误；B．氯水含有次氯酸，次氯酸见光或受热后分解为盐酸和氧气，氯水放置数天后，溶液的酸性增强，B错误；C．氯气溶于水，部分氯气与水反应生成HCl和HClO，所以新制的氯水一定含有Cl2、H2O和HClO三种分子，C错误；D．氯气与水反应生成具有强氧化性的次氯酸，具有杀菌消毒作用，D正确；故选D。11．（2023秋·四川泸州·高一泸县五中校考期末）某兴趣小组设计如下装置进行氯气与金属钠的反应，先将钠预热，在钠熔融成小球时，撤火，并通入氯气发生反应。(1)实验室制备氯气的化学方程式为_______。(2)与Na反应会产生大量白烟，白烟的成分是_______(填化学式)。(3)浸有淀粉-KI溶液的棉球变为蓝色，是因为与KI发生置换反应，该反应的化学方程式为_______。(4)浸有NaOH溶液的棉球的作用是_______。若将通入热的烧碱溶液中，可以得到NaCl、NaClO和的混合液。当NaCl和的物质的量之比为8︰1时，混合液中NaClO和的物质的量之比为_______。【答案】(1)(2)NaCl(3)(4)吸收Cl2防止污染空气3：1【解析】（1）实验室制备氯气通常用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气，化学方程式为；（2）Cl2与Na反应生成氯化钠，产生大量白烟，白烟就是反应生成的白色固体NaCl；（3）浸有淀