2025届高三化学二轮复习+++讲义　重要含氯化合物的制备与性质探究

重要含氯化合物的制备与性质探究许多含氯化合物的制备都涉及氯气实验室制法，除考虑氯气的净化、尾气处理外，还应考虑所制取物质的特殊性质(一般题干信息中提供)。如在制取易水解的氯化物时要特别注意，排尽装置中空气，前挡后堵防水解；制取二氧化氯、次氯酸盐、亚氯酸盐时要注意控制温度等。(一)易水解(潮解)氯化物的制备1.(2023·南京六校联考)Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。制取Cl2O的装置如图所示。已知：Cl2O的熔点为－116℃，沸点为3.8℃，Cl2的沸点为－34.6℃；HgO＋2Cl2=HgCl2＋Cl2O。下列说法不正确的是()A.装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸B.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减少爆炸危险C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2OD.装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸2.(2023·乌鲁木齐3地一模)二氯化二硫(S2Cl2)常用作橡胶的低温硫化剂和粘结剂。可由硫和氯气在100～110℃直接化合而成。实验室制备S2Cl2的实验装置如下。已知：S2Cl2的熔点：－77℃，沸点：137℃，S2Cl2遇水剧烈反应。下列叙述错误的是()A.B中的试剂是饱和食盐水B.通入N2的目的是为了排尽装置中的空气，防止硫加热时与氧气反应C.C、E中可以分别得到副产品漂白液和漂白粉D.在D、E之间加一个盛有无水CaCl2的干燥管，实验更安全，产率更高(二)含氯消毒剂的制备3.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，沸点为11℃，不稳定，在混合气体中的体积分数大于10%就可能发生爆炸，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2易溶于水但不与水反应，其水溶液在温度过高时有可能爆炸。某小组按照如图实验装置制备ClO2并验证其某些性质。回答下列问题：(1)实验时A装置需要控制温度为60～80℃，则A装置加热的方式是________，该加热方式的优点是___________________________________________。(2)通入氮气的主要作用有两个，一是可以起到搅拌作用，二是___________________________________________。(3)B装置的作用是___________________________________________。C装置用来吸收ClO2，则C中液体宜选用________(填序号)。①热水②冰水③饱和食盐水(4)D装置中ClO2与NaOH溶液反应可生成等物质的量的两种钠盐，其中一种为NaClO2，D装置中生成这两种钠盐的化学方程式为___________________________________________。饱和NaClO2溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO2·3H2O，在温度高于38℃时析出晶体NaClO2。请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤：a._______；b.________；c.洗涤；d.干燥。(5)设计一个简易实验证明二氧化氯具有永久的漂白性：___________________________________________。(三)以氯气制备为主线的性质探究实验4.(2024·泰州期末)氯的含氧酸盐广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO。下列说法正确的是()A.装置Ⅰ中可将KMnO4换成MnO2B.装置Ⅱ洗气瓶中用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中的少量HClC.装置Ⅲ中反应的离子方程式为3Cl2＋6OH－eq\o(=,\s\up7(△))5Cl－＋ClOeq\o\al(－,3)＋3H2OD.装置Ⅴ锥形瓶中用澄清石灰水来吸收尾气5.(2023·赣州教育联盟月考)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性。回答下列问题：已知：3Cl2＋6KOHeq\o(=,\s\up7(△))5KCl＋KClO3＋3H2O(1)制备氯气的离子方程式为___________________________________________，a中的试剂为________。(2)b中氧化剂和还原剂的质量比为________________________。c中采用冰水浴冷却的目的是___________________________________________，该反应的化学方程式是___________________________________________。(3)d的作用是吸收多余的氯气，可选用试剂________(填字母)。A.HCl B.NaClC.NaOH D.Na2SO3(4)少量KClO3和NaClO溶液分别滴加到1号和2号淀粉KI试纸上。1号试纸颜色不变，2号试纸变________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________(填“大于”或“小于”)NaClO。(5)用制得的氯气做如图1的实验，向装有一瓶氯气的集气瓶中添加适量的蒸馏水，振荡，先利用注射器滴加NaOH溶液，再利用注射器滴加稀盐酸，用压强传感器测得集气瓶内的压强随时间变化的曲线如图2所示。下列说法正确的是________。A.阶段①说明氯气溶于水，溶于水的氯气全部与水反应B.阶段②的压强变小，该过程发生了氧化还原反应C.阶段③发生反应的离子方程式为Cl－＋ClO－＋2H＋=Cl2↑＋H2OD.若将Cl2换成CO2，所得的压强变化趋势与图2相似重要含氯化合物的制备与性质探究培优专练1.C[本实验的目的是先制得干燥、纯净的氯气，再与HgO反应制取Cl2O，最后利用液化法实现Cl2O与Cl2的分离。A.利用KMnO4与浓盐酸反应制得的氯气中混有HCl气体和水蒸气，装置②用饱和食盐水吸收HCl，装置③用浓硫酸吸收水蒸气，从而制得干燥、纯净的氯气，A正确；B.通入干燥的空气，一方面可将装置内的Cl2O不断排出，另一方面可起稀释作用，降低Cl2O的浓度，减少爆炸危险，B正确；C.Cl2O的沸点为3.8℃，Cl2的沸点为-34.6℃，用液氨降温，可将Cl2O液化，则从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2，C不正确；D.题干信息显示，Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，所以装置④与⑤之间不用橡皮管连接，D正确。]2.A[装置A中二氧化锰和浓盐酸共热生成氯气，经B装置干燥后进入D与硫磺在100～110℃化合生成S2Cl2，为避免硫磺与装置中空气中的氧气发生副反应，可提前通入N2以排尽装置中的空气，最后的尾气氯气用石灰乳吸收即可。A.S2Cl2遇水剧烈反应，所以需制得干燥的氯气，装置B中的试剂为浓硫酸，A符合题意；B.硫与装置中空气中的氧气加热时容易发生副反应生成二氧化硫气体，故通入N2以排尽装置中的空气，B不符合题意；C.进入到C中的氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠，得到副产品漂白液，进入到E中的氯气和石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙，得到副产品漂白粉，C不符合题意；D.由于S2Cl2遇水反应，在D、E之间可加一个盛有无水CaCl2的干燥管，避免E中的水蒸气进入D中，实验更安全，产率更高，D不符合题意。]3.(1)水浴加热受热均匀，易控制反应温度(2)降低ClO2的浓度(或减小ClO2的体积分数)，防止爆炸(3)安全瓶，防止倒吸②(4)2ClO2＋2NaOH=NaClO2＋NaClO3＋H2O蒸发结晶趁热过滤(5)取少量品红溶液于试管中，通入二氧化氯，观察到品红溶液褪色，再加热已褪色的溶液，溶液不恢复红色解析(2)通入氮气的主要作用有两个，一是可以起到搅拌作用，二是稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸。(4)D装置中ClO2与NaOH溶液反应可生成等物质的量的两种钠盐，其中一种为NaClO2，另一种为NaClO3。4.C[装置Ⅰ为氯气的制备，装置Ⅱ除去氯气中的HCl，一般用饱和食盐水，装置Ⅲ制备KClO3，装置Ⅳ制备NaClO，装置Ⅴ尾气吸收。A.MnO2与浓盐酸反应制备Cl2，需要加热，题中装置Ⅰ缺少加热装置，因此不能用MnO2代替高锰酸钾溶液，故A错误；B.NaHCO3与HCl反应生成CO2，CO2能与装置Ⅲ中的KOH反应，KClO3产率降低，一般除去氯气中HCl，常用饱和食盐水，故B错误；C.Cl2与KOH在加热条件下发生歧化反应，得到KCl和KClO3，离子方程式为3Cl2＋6OH-eq\o(=,\s\up7(△))5Cl-＋ClOeq\o\al(－,3)＋3H2O；故C正确；D.Ca(OH)2微溶于水，澄清石灰水中OH-含量低，不能完全吸收氯气，常用NaOH溶液吸收尾气氯气，故D错误。]5.(1)MnO2＋4H＋＋2Cl-eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O饱和食盐水(2)5∶1防止生成NaClO3Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O(3)CD(4)蓝小于(5)BCD解析(1)浓盐酸与二氧化锰制备氯气，化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，则离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl-eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；a中盛放饱和食盐水，除去氯气中混有的HCl；若没有a装置，HCl与KOH反应，导致KClO3的产率降低。(2)b中在加热条件下氯气发生歧化反应生成氯化钾和氯酸钾：3Cl2＋6KOHeq\o(=,\s\up7(△))5KCl＋KClO3＋3H2O，方程式中Cl元素的化合价既升高又降低，既为氧化剂又为还原剂，有5个氯原子化合价降低，作氧化剂，1个氯原子化合价升高，作还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1，质量比也为5∶1；c中冷水浴是为了防止生成NaClO3，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。(3)d的作用是吸收尾气Cl2，防止污染空气，结合(2)知，NaOH溶液可吸收氯气，Na2SO3溶液因与氯气发生氧化还原反应得到氯离子也可吸收氯气；(4)少量KClO3和NaClO溶液分别滴加到1号和2号淀粉KI试纸上。1号试纸颜色不变，说明KClO3不能氧化碘离子为碘单质，2号试纸变蓝色，说明NaClO能氧化碘离子为碘单质，故该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO的氧化能力。(5)A.阶段①说明氯气溶于水，但溶于水的氯气只能部分和水反应生成盐酸和次氯酸，A错误；B.阶段②的压强变小，该过程氯气和氢氧化钠反应生成了氯化钠和次氯酸钠，发生了氧化还原反应，B正确；C.阶段③压强又逐渐增大，说明有气体生成，该气体为氯气，发生反应的离子方程式为Cl-＋ClO-＋2H＋=Cl2↑＋H2O，C正确；D.若将Cl2换成CO2，CO2能溶于水但溶解度不大，加入氢氧化钠溶液后和CO2反应生成碳酸钠和水，再加入盐酸后又产生CO2，所得的压强变化趋势与图2相似，D正确。集训真题走进高考1.C[A.实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，稀盐酸与MnO2不反应，A错误；B.除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长导管进气便于充分吸收，B错误；C.氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，用多功能瓶收集氯气注意长进短出，C正确；D.对氯气进行尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，Cl2在水中的溶解度较小，D错误。]2.C[A.氯气分子结构对称，正负电荷中心重合，为非极性分子，A错误；B.NaOH为离子化合物，电子式为，B错误；C.NaClO含有钠离子和次氯酸根离子形成的离子键，含有O原子和Cl原子形成的共价键，C正确；D.Cl-有3层电子，Na＋有2层电子，D错误。]3.D[A.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；B.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；C.湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C不符合题意；D.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。]4.(1)饱和NaCl溶液(2)2Mn(OH)2＋O2=2MnO2＋2H2O(3)Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强(4)①Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O②4MnOeq\o\al(－,4)＋4OH-=4MnOeq\o\al(2－,4)＋O2↑＋2H2ONaClO③3ClO-＋2MnO2＋2OH-=2MnOeq\o\al(－,4)＋3Cl-＋H2O④Ⅲ中氧化剂氧化锰酸根离子的速率大于氢氧根离子还原高锰酸根离子的速率，因而实验Ⅲ未得到绿色溶液解析(1)B中试剂是饱和NaCl溶液，作用是吸收Cl2中的杂质HCl气体；(2)通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中Mn2＋与碱性溶液中NaOH电离产生的OH-反应产生Mn(OH)2白