2.2氯及其化合物高一化学上学期讲义（原卷版）

2.2氯及其化合物目标导航目标导航1.能从原子结构的角度认识氯元素是一种很活泼的非金属元素，其单质具有强氧化性；2.通过实验探究氯气的化学性质，掌握氯气与金属单质、非金属单质及水的反应、氯气与碱的反应，熟知漂白粉的主要成分、漂白原理及保存方法，促进“科学探究”化学核心素养的发展；3.通过对比实验掌握氯离子的检验方法，培养证据推理与科学探究能力；4.掌握氯气的制备原理及装置,能结合实验室制取Cl2的装置特点设计制备其他气体的实验装置，培养科学探究与创新意识，提升实验能力。知识精讲知识精讲知识点01氯及其化合物的转化关系知识点02氯气1.氯气的性质物理性质黄绿色气体，有刺激性气味，有毒，密度比空气大，1体积水能溶解约2体积Cl2，易液化化学性质结构及价态分析化学性质强氧化性与金属反应与可变价金属反应生成高价态，如2Fe＋3Cl2eq\o(,\s\up6(Δ))2FeCl3(棕红色烟)；Cu＋Cl2eq\o(,\s\up6(Δ))CuCl2(棕黄色烟)与非金属反应与H2反应：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl(苍白色火焰，瓶口有白雾出现)与还原性化合物反应与FeCl2反应：2Fe2+＋Cl22Fe3+；与KI反应：2I＋Cl22Cl＋I2；与SO2反应：Cl2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)氧化性与还原性与水反应Cl2＋H2Oeq\o(,\s\up7(),\s\do5())H＋+Cl－+HClO（氯水多种成分）与碱反应2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O(工业制漂白液，或用于尾气吸收)2Ca(OH)2＋2Cl2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(工业制漂白粉)2.新制氯水、久置氯水、液氯的比较新制氯水久置氯水液氯成分(1)三种分子：Cl2、HClO、H2O(2)四种离子：H＋、Cl－、ClO－、OH－H＋、OH－、Cl－、H2OCl2颜色浅黄绿色无色黄绿色性质酸性、氧化性、漂白性酸性Cl2的性质保存棕色瓶盛装，置于阴暗处—低温密封知识点03次氯酸和次氯酸盐的性质1.漂白液主要成分是NaCl、NaClO，有效成分是NaClO2.漂白粉其主要成分CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分Ca(ClO)2漂白原理：Ca(ClO)2＋H2O＋CO2=CaCO3↓＋2HClO3.次氯酸盐的强氧化性（1）漂白性：ClO－是一种弱酸的酸根离子。漂白液或漂白粉在潮湿的空气中，会与二氧化碳反应生成HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。（2）强氧化性：ClO－不论在酸性还是碱性条件下都能跟I－、Fe2＋、S2－、SOeq\o\al(2－,3)等发生氧化还原反应，即ClO－与I－、Fe2＋、S2－、SOeq\o\al(2－,3)不能大量共存。知识点04氯气的制备反应原理用强氧化性的物质（如MnO2、KMnO4等）将浓盐酸中的1价的氯氧化生成Cl2。MnO2+4HCl(浓)eq\o(,\s\up6(Δ))MnCl2+Cl2↑+2H2O（盐酸表现：还原性和酸性）2KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑（盐酸表现：还原性和酸性）装置类型固＋液eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up1(Δ),\s\do4(——→))),\s\do6())气（如用KMnO4则不需加热：固＋液→气）气体净化Cl2（HCl、水蒸气）eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(饱和食盐水),\s\do4(————→))),\s\do5(除HCl))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(浓硫酸),\s\do4(————→))),\s\do5(除水蒸气))Cl2气体收集向上排空气法或排饱和食盐水法尾气处理用NaOH溶液吸收，Cl2＋OH－Cl－＋ClO－＋H2O气体验满通常用湿润的KI淀粉试纸放在集气瓶口：若试纸变蓝色，则满装置图知识点05Cl－的检验反应原理Ag＋+Cl－AgCl↓(不溶于稀硝酸)试剂AgNO3溶液、稀硝酸操作方法少许待测液于试管中，滴加过量的硝酸（排除CO32－等离子的干扰），再滴加硝酸银溶液，若出现白色沉淀，则含有氯离子。方法指导方法指导方法01（1）Cl2通入紫色石蕊试液先变红后褪色。（2）由于HClO的漂白性，不能用pH试纸测氯水的pH。（3）氯水中有多种微粒，有的变化中可能有多种微粒参与反应。（4）氯水的保存方法——避光（棕色试剂瓶）、密封。方法02（1）加热方式为微热，滴加浓盐酸不能过快，减少HCl挥发。（2）必须用浓盐酸，稀盐酸不反应。（3）实验结束后，先停止反应并排出残留的Cl2，再拆装置，以免污染空气。（4）澄清石灰水中含Ca(OH)2量少，不能用来吸收尾气，多余Cl2应通入NaOH溶液中。（5）MnO2在该反应中作氧化剂，也可用KMnO4代替，故酸化高锰酸钾时不可用盐酸酸化。（6）随着盐酸浓度变稀，不能再反应生成氯气，也就是说MnO2过量，盐酸也不会反应完。方法03必须先滴加过量的硝酸（排除CO32－等离子的干扰）酸化。方法04氯气的毒性：人吸入少量氯气会刺激鼻腔和喉头的黏膜并引起胸痛和咳嗽，吸入较多氯气会使人中毒致死。在实验室里闻未知气体的气味时，需用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。方法05氯气与金属单质的反应方法06①Cl2是一种强氧化剂，和变价金属反应时，生成最高价态氯化物，所以氯气与铁反应不管量多量少都不生成FeCl2，而是生成FeCl3；②常温下干燥的Cl2或液氯与Fe不反应，故工业上常用钢瓶盛放液氯。方法07氯气与非金属单质（如H2）反应方法08①在强光照射下，氯气和氢气混合发生爆炸，所以工业生产中常用点燃的方法使纯净的氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，然后将氯化氢溶于水制成盐酸。②关于燃烧的理解：可燃物与氧化剂（如氧气、氯气）在一定条件（点燃、灼烧等）下发生发光、发热的剧烈反应都可以称为燃烧，燃烧不一定要有氧气参与，如Na、Cu、Fe均可在氯气中燃烧。方法09①氯气与水的反应并不能进行完全，反应物与生成物共存于溶液中，所以氯水的成分比较复杂，除了含有氯气外，还含有HCIO、H+、Cl等。氯水呈浅黄绿色是因为其中含有氯气分子。②Cl2本身没有漂白性，起漂白作用的是Cl2与水反应生成的HClO。③Cl2可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，其原因是Cl2与水反应生成的HCl使蓝色石蕊试纸变红，具有强氧化性的HClO又将变红后的石蕊试纸氧化褪色（漂白）。方法10漂白液和漂白粉的漂白原理及保存①利用"强酸制弱酸"的反应原理使其有效成分NaClO或Ca(ClO)2与较强的酸反应转化为HClO来进行漂白或消毒，如Ca(ClO)2+CO2＋H2OCaCO3↓+2HClO（家庭漂白、消毒），Ca(ClO)2+2HClCaCl2+2HClO（工业漂白、消毒）。②由于漂白液和漂白粉中的有效成分NaClO或Ca(ClO)2。能够与空气中的CO2和H2O反应生成不稳定的HClO，漂白液和漂白粉应密封、避光并置于阴凉干燥处保存。③漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂。方法11氯气与还原性物质的反应常见的还原剂有Fe2+、S2、H2S、SO2、SO32等，Cl2与它们反应的方程式如下∶2Fe2++Cl22Fe3++2Cl，S2+Cl2S↓+2Cl，Cl2+H2SS↓+2HCl,Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,Cl2+SO32+H202Cl＋SO42+2H+。考点总结考点总结考点01氯气的性质及应用【例1】下列关于氯气的说法不正确的是A．氯气在自然界中既可以化合态存在，也可以游离态存在B．氯气和液氯是同一种物质，都属于纯净物C．红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧，生成棕黄色的烟D．工业上常用石灰乳和氯气制备漂白粉，漂白粉的有效成分是【答案】A【详解】A．氯气化学性质活泼，在自然界只有化合态，故A错误；B．液氯是氯气的熔融态，氯气和液氯是同一种物质，都属于纯净物，故B正确；C．红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧，生成CuCl2生成棕黄色的烟，故C正确；D．工业上制备漂白粉常将氯气通入石灰乳中生成次氯酸钙、氯化钙和水，漂白粉的有效成分是，故D正确；故答案为A。【变式】下列转化关系不能通过一步反应实现的是A．Cl2→FeCl2 B．Na→Na2OC．Na2O2→NaOH D．CO2→CaCO3【答案】A【详解】A．氯气与铁反应生成氯化铁，Cl2→FeCl2不能通过一步反应得到，故选A；B．钠与氧气常温下反应生成氧化钠，Na→Na2O能通过一步反应实现，故不选B；C．过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，Na2O2→NaOH能通过一步反应实现，故不选C；D．少量二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，CO2→CaCO3能通过一步反应实现，故不选D；选A。考点02氯水的成分及性质分析【例2】自来水生产过程中通常使用少量氯气进行杀菌消毒，不法商贩为牟取暴利，用自来水冒充纯净水出售。为辨别真伪，可用下列一种化学试剂鉴别，该试剂是A．溶液 B．溶液 C．酚酞溶液 D．溶液【答案】A【详解】用氯气消过毒的自来水中一定含有盐酸，所以可以通过检验水中是否有Cl来确定水是不是用自来水冒充的。氯化铁和盐酸不发生反应，氢氧化钠虽然与盐酸反应但没有明显现象，酚酞溶液在酸性条件下不变色，硝酸银可以与盐酸反应生成白色的氯化银沉淀，故答案为A。【变式】下列物质中，既含有氯分子，又含有氯离子的是A．新制氯水 B．次氯酸钠溶液 C．液态氯气 D．氯化钾固体【答案】A【详解】A．氯水是一种多组分的混合物，新制氯水中除了含有较多的水分子外，还含有、分子及、、、，A正确；B．次氯酸钠溶液中含有ClO，既不含氯分子，也不含氯离子，B错误；C．液氯只含有氯分子，C错误；D．氯化钾不含氯分子，D错误；故选A。考点03次氯酸与次氯酸盐【例3】下图是氯元素的“价类”二维图，据此下列分析正确的是

A．由“价类”二维图推测ClONO2具有强氧化性，可与水反应生成两种强酸B．可用pH试纸分别测定等浓度的HClO2和HClO溶液的pH，比较酸性强弱C．洁厕灵(主要成分HCl)与84消毒液反应会产生有毒气体故不能混合使用D．常用于炸药、火箭推进剂的某种强氧化剂在“价类”二维图中的位置为【答案】C【详解】A．ClONO2中Cl为+1价、N为+5价，O为2价，+1价的Cl和+5价的N都有强氧化性，所以ClONO2具有强氧化性，可水解生成硝酸和次氯酸，但次氯酸属于弱酸，A错误；B．HClO具有漂白性，不能用pH试纸测定HClO溶液的pH，B错误；C．洁厕灵(主要成分：HCl)与“84”消毒液(主要成分NaClO)混合发生反应ClO+2H++Cl═Cl2↑+H2O，产生有毒气体氯气，可能发生危险发生中毒事故，C正确；D．“价类”二维图中的位置(盐，1)表示氯元素1价的盐，该盐中氯元素没有氧化性，D错误；故答案为：C。【变式】“84”消毒液和洁厕灵是大多数家庭必备的生活用品。“84”消毒液的有效成分为次氯酸钠(NaClO，Cl为＋1价)，是一种高效消毒剂。洁厕灵主要成分是盐酸。若将二者混合后使用，就会对人体产生严重的危害，发生的反应如下：NaClO＋2HCl=NaCl＋Cl2↑＋H2O，下列说法不正确的是A．反应物盐酸体现了酸性和还原性B．用双线桥法分析上述反应如图所示：

C．“84”消毒液中的NaClO在常温下比HClO稳定D．若Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2、Br2＋2I－=2Br－＋I2能发生，在NaBr和NaI的混合液中通入少量Cl2，一定能发生的反应是Cl2＋2I－=2Cl－＋I2【答案】B【详解】A．反应中氯化氢中－1价氯的化合价部分升高、部分不变，氯化氢既表现还原性又表现酸性，A不符合题意；B．反应中HCl中Cl的化合价升高1，NaClO中Cl的化合价降低1，即反应中转移电子数为1，用双线桥表示该反应中电子转移方向和数目为

，B符合题意；C．次氯酸不稳定，见光易分解，次氯酸钠稳定性强于次氯酸，C不符合题意；D．依据Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2、Br2＋2I－=2Br－＋I2可知，氧化性：Cl2>Br2>I2，则NaBr和NaI的混合液中通入少量Cl2，Cl2先氧化还原性强的I－，故一定能发生的反应是Cl2＋2I－=2Cl－＋I2，D不符合题意；故选B。考点04氯气的制备与性质探究【例4】实验室制取的实验原理及装置均正确的是A．制取B．除去中的HClC．收集D．吸收尾气中的【答案】C【详解】A．实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，A错误；B．除去中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，应该长进短出，B错误；C．氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C正确；D．对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D错误。故选C。【变式】弗里茨·哈伯称Cl2为化学战中的“死亡之风”。实验室制取Cl2时，吸收多余Cl2的吸收剂最好选用A．水 B．饱和Ca(OH)2溶液C．浓NaOH溶液 D．稀NaOH溶液【答案】C【详解】吸收多余的Cl2可以选用足量的碱液，Ca(OH)2微溶于水，饱和Ca(OH)2溶液的浓度小，稀NaOH溶液浓度也小，吸收效果差，所以最好选用浓NaOH溶液，其反应的化学方程式为2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O。故选C。考点05氯离子的检验【例5】氯水中存在多种分子和离子，不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是A．加入有色布条，片刻后有色布条褪色，说明有Cl2存在B．将紫色石蕊溶液滴加到氯水中，溶液变先变红后褪色，说明有H+和HClO存在C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl存在D．将氯水加入到含有酚酞的NaOH溶液中，红色褪去，说明有HClO的存在【答案】B【详解】氯气与水反应的离子方程式为Cl2+H2O=H++Cl+HClO，A．氯水中的HClO具有漂白性，向氯水中加入有色布条，片刻后有色布条褪色，可说明有HClO存在，故A错误；B．向氯水中加入紫色石蕊试液，因溶液中存在H+，会使溶液变红，而HClO具有漂白性，能够使红色褪色，因此溶液先变红后褪色，说明有H+和HClO存在，故B正确；C．先加入盐酸酸化，引入Cl，不可说明原溶液中有Cl存在，故C错误；D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失的原因是氯气与氢氧化钠发生反应生成无色的氯化钠和次氯酸钠，并不能说明有HClO存在，故D错误；故选B。【变式】检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl)，正确的操作是A．向少许未知溶液中加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀产生B．向少许未知溶液中加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀产生，若有沉淀产生，则再加入盐酸，看沉淀是否消失C．向少许未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀产生D．向少许未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀产生【答案】C【详解】Cl可与Ag+反应生成氯化银沉淀，但与反应的还有碳酸根离子，加入硝酸可除去碳酸根离子，则可用向少许未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀产生检验是否含有Cl，答案为C。

针对训练针对训练1．下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是操作现象结论A．向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置溶液上层呈橙色还原性：B．将氯气缓缓通入到紫色的石蕊溶液中石蕊溶液先变红后褪色氯气与水反应生成了酸性物质和漂白性物质C．将装满氯水的圆底烧瓶倒置在盛有水的水槽中，日光照射烧瓶内有气泡生成日光照射时，逸出的气体只可能是D．分别加热和固体试管内壁都有水珠两种物质均受热分解A．A B．B C．C D．D2．能与水反应生成次氯酸，可杀死新型冠状病毒等多种病毒。一种制备的原理为，装置如图所示。已知：①的熔点为116℃、沸点为3.8℃，具有强烈刺激性气味、易溶于水；②与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。下列说法中正确的是A．装置②中盛装的试剂是浓硫酸，用来干燥B．装置④与⑤之间可用橡胶管连接C．易液化，装置⑤中的液氨只能冷凝，因此从装置⑤中逸出气体的主要成分是D．通入干燥空气的目的是将生成的稀释，减小爆炸危险3．下列各组离子或分子在给定条件的溶液中可能大量共存的是A．加入铝片有大量氢气产生的溶液中：、、、B．在0.1mol/L的盐酸中：、、、C．在强碱性溶液中：、、、D．碱性无色溶液中：、、、4．利用如图的装置（省略部分加热装置）制备（铋酸钠），已知不溶于冷水且在酸性溶液中迅速分解，是一种难溶于水的白色沉淀。下列说法正确的是A．装置B应放入饱和溶液，目的是吸收A中挥发的盐酸B．为使完全转化为，反应过程中应向装置C通入过量C．拆除装置前必须进行的操作是关闭、，打开D．上述反应中若消耗22.4L则理论上可制得280g5．下列离子方程式书写正确的是A．NaHCO3溶液与NaOH溶液反应：+OH=+H2OB．氯气与烧碱溶液作用：Cl2+2OH=2Cl+H2OC．用浓盐酸制取氯气：MnO2+2H++2ClMn2++Cl2↑+H2OD．Fe与Cl2反应：Fe+Cl2=Fe2++2Cl6．下列离子方程式正确的是A．铜与稀硝酸：B．溶液与足量溶液反应：C．用溶液吸收少量的：D．向溶液中通入等物质的量的：7．如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能使烧杯中的液体呈喷射状喷出，最终几乎充满整个圆底烧瓶的是A．图甲中挤压胶头滴管使管内的溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B．图乙中用热毛巾捂住圆底烧瓶底部并打开止水夹C．图丙中用鼓气装置从装置的a处鼓入适量空气并打开止水夹D．图丁中向装置的水槽中慢慢加入足量生石灰并打开止水夹8．下列图示实验装置说法正确的是A．Ⅰ图：若过量，则浓盐酸可全部消耗完B．Ⅱ图：紫色石蕊溶液滴入新制氯水中只看到溶液颜色变红C．Ⅲ图：检验样品中是否含钾元素D．Ⅳ图：有色布条均褪色9．室温下，下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是A．与铝粉反应放出H2的透明溶液：Cu2+、Al3＋、Na＋、B．澄清透明溶液中：Na+、Fe3+、OH、C．能使蓝色石蕊试纸变红的溶液中：Mg2+、Fe3+、、ID．饱和氯水中：Ag+、K+、Br、10．实验室模拟工业漂白液脱除废水中氨氮的流程如下：粗盐水精制盐水Cl2漂白液NaCl下列分析正确的是A．漂白液的有效成分是B．①中蒸发浓缩粗盐水，不用加入其它试剂，即可得到纯氯化钠C．③中制备漂白液的反应：D．②、③、④中均发生了氧化还原反应11．完成下述实验，装置或试剂不正确的是A．实验室利用装置A及相关试剂制备B．实验室可以用装置B收集、、CO、NO等C．利用装置C验证极易溶于水且溶液呈碱性D．装置D可用于除去中混有的少量、或蒸气12．化学与社会、生活密切相关。下列现象或事实对应的解释不正确的是选项现象或事实解释A金属钠着火，不能用水扑灭，应用沙土灭火金属钠很活泼，能与水剧烈反应并生成氢气B节日燃放的烟花五颜六色是由铂、铁等金属元素的焰色呈现的C将干燥的充入放有鲜花的集气瓶中，鲜花褪色和水反应生成的HClO具有漂白性D用于自来水的消毒和净化具有强氧化性，被还原后生成的水解生成的胶状物可以吸附水中悬浮物A．A B．B C．C D．D13．将氯气分别通入下列物质的溶液中，对于反应现象、原因和有关化学方程式的表述中错误的是①紫色石蕊试夜②FeCl2③AgNO3④NaHCO3反应现象原因离子方程式A①先变红后褪色H+的酸性、HClO的漂白性Cl2＋H2OH+＋Cl＋HClOB②由浅绿色变成黄色Fe2＋被Cl2氧化为Fe3＋2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2ClC③有白色沉淀生成Ag＋与Cl反应生成沉淀Ag＋＋Cl=AgCl↓D④有气体产生与HClO反应产生气体＋HClO=ClO＋CO2↑＋H2OA．A B．B C．C D．D14．将分别通入下列溶液，实验现象和结论均正确的是选项溶液现象结论A溶液溶液由浅绿色变棕黄色有还原性B品红溶液品红褪色有漂白性C溶液澄清溶液变浑浊与反应产生D石蕊溶液石蕊变红氯水呈酸性A．A B．B C．C D．D15．将Cl2分别进行下列实验，现象及结论(或解释)均正确的是选项实验操作和现象结论或解释A将过量的干燥氯气通入装有新鲜玫瑰花瓣的集气瓶中，鲜花未变色干燥Cl2没有漂白性B向淀粉KI溶液中通入Cl2，再通入SO2，溶液先出现蓝色，后蓝色褪去还原性：SO2>I>ClC向Fe