氯及其化合物（课件）高考化学一轮复习课件讲义习题

第1讲

氯及其化合物化学虫子工作室荣誉出品第四章

化工生产中的重要非金属元素内容要求核心素养1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氯、硫、氮及其重要化合物的主要性质,认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。[变化观念与平衡思想]基于核心元素(氯、硫、氮)建立物质转化视角,能够从物质类别和元素价态两个角度理解氯、硫、氮及其化合物的性质和转化关系。[科学探究与创新意识]能针对氯、硫、氮及其化合物的性质与转化的探究问题,提出有依据的假设,选取试剂,设计实验方案并实施,基于实验事实得出结论。内容要求核心素养2.结合实例认识非金属及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值[科学态度与社会责任]能应用物质性质及物质转化关系,分析和探讨某些化学过程对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响,并对这些影响从多个方面进行评估,从而更加科学、合理地选择和应用物质及其变化考点一氯气重要的含氯化合物考点二氯气的实验室制法

链接高考本节目录1.氯气的物理性质[提醒]实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法:用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔(如图所示)。颜色状态气味密度毒性溶解性(25℃)黄绿色气体刺激性比空气大有毒

1体积水溶解约2体积Cl2考点一氯气重要的含氯化合物2.从原子结构角度认识氯气的化学性质氯元素在元素周期表中处于

,氯原子的结构示意图为

,最外层有7个电子,在化学反应中很容易

1个电子,使最外电子层达到8个电子的稳定结构。

第三周期第ⅦA族

得到(1)与金属反应氯气能与大多数金属化合,生成金属氯化物;与变价金属(Fe、Cu等)反应生成高价态金属氯化物。2Fe+3Cl22FeCl3

Cu+Cl2CuCl2(2)与非金属反应[注意]

氯气可与Si、P等大多数非金属单质化合,如2P+3Cl2

2PCl3、Si+2Cl2

SiCl4。H2+Cl2

2HCl

H2+Cl2

2HCl苍白白雾(3)从化合价的角度认识Cl2发生的“歧化反应”Cl2中氯元素为0价,处于氯元素的中间价态,因此Cl2既具有氧化性又具有还原性。常温下,Cl2与水或碱溶液反应时,Cl2发生“歧化反应”,Cl元素由0价变为+1价和-1价。

反应原理与水的反应化学方程式为Cl2+H2O⇌HCl+HClO,离子方程式为

与碱的反应与烧碱

(化学方程式)

制漂白粉

(化学方程式)

Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClOCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2

=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O[提醒]1molCl2与水反应时(可逆反应),转移电子数小于NA,而1molCl2与足量冷的NaOH溶液(或石灰乳)反应时,转移电子数为NA。(设NA为阿伏伽德罗常数的值)(4)与某些还原性物质反应(书写离子方程式)与碘化钾溶液反应:

。

与SO2水溶液反应:

。

与FeCl2溶液反应:

。

2I-+Cl2

=I2+2Cl-

2Fe2++Cl2

=2Fe3++2Cl-[易错警示

](1)氯水的成分及性质模型: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。(2)氯水的组成及性质应用中的常见误区:①氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,最后成为盐酸,久置氯水酸性增强,无漂白性,因此,氯水要现用现配。②制取氯水的反应为Cl2+H2O⇌HCl+HClO,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂,且向水中通入1molCl2,转移电子数小于NA(设NA为阿伏伽德罗常数的值)。③Cl2尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,湿润的Cl2具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。3.氯的重要化合物(1)次氯酸①不稳定性HClO在光照时发生分解:

。

②强氧化性能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂;杀菌、消毒。2HClO2HCl+O2↑

(2)漂白粉CaCl2和Ca(ClO)2

Ca(ClO)22Cl2+2Ca(OH)2

=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O碱氧化Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO(3)漂白液(“84”消毒液)NaClO

Cl2+NaOH=NaCl+NaClO+H2O

4.基于“价—类”二维图认识氯及其化合物的性质与转化关系写出相关反应的化学方程式:①

;②

;③

;④

;⑤

;MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2OCl2+H2O⇌HCl+HClOCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2

=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OHClO+NaOH=NaClO+H2O⑥

;⑦

;⑧

;⑨

。Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O2Fe+3Cl2

2FeCl3H2+Cl2

2HClFe+2HCl=FeCl2+H2↑(其他合理答案均可)(1)新制氯水在空气中久置,氯水酸性增强,氧化性减弱(

)(2)1molCl2通入足量的水中发生反应,转移的电子为1mol(

)√[解析]氯水中的次氯酸见光或受热分解生成盐酸和氧气,酸性增强,氧化性减弱。×(3)用pH试纸测定氯水的pH为4(

)×[解析]氯水具有漂白性,无法用pH试纸测定其pH。(4)

氯水具有较强氧化性,可用于漂白纸张、织物等(

)√[解析]氯气与水的反应是可逆反应。基础知识秒杀(正确的打“√”,错误的打“×”)(5)在一定条件下,过量的铁与氯气反应生成FeCl2(

)(6)用“84”消毒液(有效成分为NaClO)杀灭细菌利用了NaClO的强氧化性(

)×[解析]Fe与氯气反应只能生成FeCl3。√(7)漂白粉和明矾都常用于自来水的处理,二者的作用原理是相同的(

)×[解析]漂白粉具有强氧化性,可作自来水的消毒剂,而明矾是水解生成的氢氧化铝胶体吸附水中的悬浮固体而达到净水的目的。(8)氯气通入品红溶液中,溶液褪色,起漂白作用的是Cl2与水反应生成的HClO(

)√[解析]氯气通入品红溶液中,溶液褪色,是由于氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性。2.某同学在pH试纸上滴了几滴新制的氯水,现象如图所示,下列有关该实验的说法中正确的是(

)A.该实验说明Cl2分子具有漂白性B.该实验说明H+的扩散速度比HClO分子快C.将实验后的pH试纸在酒精灯上微热,试纸又恢复为原来的颜色D.若用久置的氯水进行实验,现象相同B[解析]HClO具有漂白性,Cl2无漂白性,A项错误。HClO的漂白不具有可逆性,加热不会恢复原来的颜色,C项错误。久置的氯水的主要成分为稀盐酸,无漂白性,D项错误。1.氯气的实验室制法(1)实验原理:

(化学方程式)。KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂与浓盐酸反应也能用于制氯气,分别写出KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、漂白粉与浓盐酸反应的化学方程式:①

;

②

;

③

;

④

。

MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OKClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2OK2Cr2O7+14HCl(浓)=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2OCa(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O考点二氯气的实验室制法(2)实验装置及说明[注意]

几个装置的创新变化

①

②

③图①为KMnO4作氧化剂制Cl2的装置。a.不需要加热。b.橡胶管的作用是使分液漏斗和圆底烧瓶中的气压相等,便于分液漏斗中的液体流下。

①

②

③图②为Cl2中HCl的除杂装置。a.装置中长颈漏斗的作用除检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞(若装置某一位置堵塞,则长颈漏斗中的液面会迅速上升)。b.该装置还可以贮存少量Cl2。图③为干燥Cl2的装置。(3)验满方法①将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸立即变

,则证明已集满。

②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸

,则证明已集满。

③实验室制取Cl2时,常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否集满。蓝先变红后褪色2.注意事项(1)选择反应物:必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。(2)加热温度:采用小火加热,以减少HCl挥发。(3)仪器拆卸:反应结束,排出残留的Cl2后,再拆卸装置,防止产生污染。(4)尾气处理:不能用澄清石灰水吸收Cl2,原因是其浓度较小,不能完全吸收Cl2。[解析]MnO2只能与浓盐酸反应,当盐酸浓度减小到一定程度时,反应就停止,故稀盐酸与MnO2不反应。(1)利用MnO2与浓盐酸制取Cl2、MnO2与H2O2溶液制取O2的发生装置相同(

)(2)必须用浓盐酸与MnO2反应制Cl2,因为稀盐酸与MnO2不反应(

)×[解析]MnO2与浓盐酸制取Cl2的反应需加热,利用H2O2分解制取O2时,MnO2作催化剂,反应不需要加热。√基础知识秒杀(正确的打“√”,错误的打“×”)(3)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发(

)(4)检验氯气可用湿润的淀粉-KI试纸(

)(5)酸性高锰酸钾溶液与浓盐酸常温下即可反应生成氯气,而MnO2和浓盐酸反应需加热条件下才可反应生成氯气,说明氧化性:KMnO4>MnO2(

)√√×(6)实验中,可用KOH溶液或蒸馏水吸收尾气中的Cl2,防止污染环境(

)√[解析]由于都是氧化浓盐酸生成氯气,所以根据反应条件可知氧化性的强弱。2.[2021·广东卷节选]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

。MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O[解析]实验室通常采用浓盐酸和MnO2加热制取Cl2,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(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

。

c—d—b—a—e[解析]根据化学方程式可知,制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气,氯气有毒,必须进行尾气处理,因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体,用浓硫酸除去水蒸气,最后用NaOH溶液吸收尾气。(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

。HClO

向溶液中加入过量稀硝酸,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-1.[2022·广东卷]实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是 (

)A

B

C

D

D链接高考[解析]浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,A装置能达到实验目的,故A不符合题意;氯气的密度大于空气,用向上排空气法收集,B装置能收集氯气,故B不符合题意;湿润的红布条褪色,干燥的红布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C不符合题意;氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH溶液吸收尾气,D装置不能达到实验目的,故D符合题意。2.

(不定选)下列相关说法正确的是 (

)A.[2021·湖南卷]净化实验室制备的Cl2:气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓H2SO4的洗气瓶B.[2021·广东卷]用84消毒液对图书馆桌椅消毒是利用含氯消毒剂具有氧化性C.[2022·海南卷]NaClO溶液长期露置在空气中,释放Cl2,漂白能力减弱D.[2022·全国甲卷]漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果AB[解析]气体通过饱和NaCl溶液除去HCl,通过浓硫酸除去水蒸气,A正确;利用NaClO的氧化性对图书馆桌椅消毒,B正确;NaClO溶液长期露置在空气中,吸收空气中的CO2生成HClO,HClO分解释放出O2,漂白能力减弱,C错误;漂白粉与盐酸混合使用,反应生成Cl2,消毒效果减弱,D错误。3.

[2020·全国卷Ⅲ]氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图所示装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。回答下列问题:(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是

,a中的试剂为

。

圆底烧瓶饱和食盐水[解析]本题考查了氯气的制备、除杂、尾气吸收,用氯气在不同的温度条件下制备KClO3、NaClO,同时还考查了物质氧化性强弱的比较等。实验装置分析:整套装置的最左端为氯气的发生装置,利用二氧化锰固体和浓盐酸在加热条件下制取氯气,由于盐酸具有挥发性,导致氯气中含有杂质HCl和水蒸气。其中,氯气中的杂质气体HCl会影响后面的KClO3和NaClO的制备,故而需要用饱和食盐水(a中盛放的试剂)除去氯气中的HCl杂质。b为氯气与KOH溶液在加热(热水浴)条件下制取KClO3的装置,发生的反应为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O。c为氯气与NaOH溶液在较低温度下制取NaClO的装置,发生的反应为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。d为尾气的