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文档简介

【基础知识】氯及其化合物

考点三含氯化合物

【必备知识】

一、次氯酸

①不稳定性

次氯酸分解的化学方程式为2HC1O里=2HC1+O2?o

应用:氯水要现用现配,且保存在棕色试剂瓶中,并置于阴暗处。

②强氧化性

应用:漂白剂、杀菌、消毒。

③弱酸性(酸性H2c03>HC10>HC03-)

向NaClO溶液中通入CO2,离子方程式为H,0+CIO+CO2=HC1O+HCO30

【思考】

1、为什么将CL通入饱和NaHCCh溶液可以增强漂白效果?

HC1与NaHCCh反应,Ck+HzCk^HCl+HCK)平衡正向移动,HC1O浓度增大,漂白效果增强。

2、设计实验验证酸性H2SO3>HC1O

根据酸性H2SO3>H2CO3>HC1O设计实验。

二、“84”消毒液、漂白液

①有效成分为NaClO,水解呈碱性,水解方式程:C1O+H2O=HC1O+OH-

②制备原理:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

③加少量醋酸可以增加漂白性:C1O+CH3COOH=HC1O+CH3C00

④久置失效原因:H2O+CIO+CO2=HC1O+HCO3-;2HC1O西喳2HC1+O2?

+

⑤它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气,其离子方程式是C1+C1O-+2H=Cl2t+H2O»

三、漂白粉

①成分:漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。

②工业制备原理CL通入石灰乳:2Ca(OH)2+2C12=CaCL+Ca(ClO)2+2H2O

③漂白原理:在潮湿的空气中能吸收CO2,化学方程式为H2O+Ca(C10)2+C02=2HC10+CaC03b

④久置失效,必须密封保存。

例、二氧化氯(C1O2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。按要求回答下列问题:

⑴NaCICh在酸性条件下反应生成ClCh和NaCl,写出反应的离子方程式:。

+

【答案】5C1O7+4H=Cr+4ClO2T+2H2O

(2)C1C)2在强碱性环境中失效,可能的原因是会发生歧化反应生成C109和C105,写出反应的离子方程式:

【答案】2CK)2+2OH-=CK)二+C1O3+H2O

(3)“84”消毒液使用时除了要按一定比例稀释,对消毒时间也有要求,一般在10〜20分钟左右。结合有关

的化学方程式解释原因:,

家庭使用“84”消毒液时,可以采取哪些措施缩短消毒时间。

【答案】NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO,NaClO与空气中的二氧化碳反应,生成的HCIO的

杀菌效果比NaClO更好在“84”消毒液中加入白醋

(4)次氯酸钠可以用于去除废水中的镂态氮,配平下列离子方程式:

+

NHt+C10"=N2f+cr+H20+H»

【答案】231332

3+

(5)C1C)2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为C「和FeO如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来

表示消毒效率,那么C102、Na2FeO4>CL三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是>>

(填化学式)。

【答案】C1O2Cl2Na2FeO4

(6)NaCK)2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒

能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cb的氧化能力。NaCICh的有效氯含量为

(计算结果保留两位小数)。

【答案】1.57

【解析】NaCICh在杀菌消毒的过程中被还原为Cl-,则1molNaCKh得到电子的物质的量为4mol,

4

1mol(即71g)CL被还原为C「时得到电子的物质的量为2mol,故1gNaCKh得到电子的物质的量为而^

mol,根据“有效氯含量”的定义可知,NaCKh的有效氯含量约为1.57。

【易错辨析】

1、漂白粉在空气中长时间放置,最终得到的固体产物为CaCCh()

2、NaClO通过氧化灭活病毒(2020.全国卷I)()

3、“84”消毒液和酒精同时使用可增强杀菌效果()

4、用CL消毒的自来水中可能含有有机氯化物,对人体有害()

5、向新制氯水中加入碳酸钙粉末或亚硫酸钙粉末,能增强氯水的漂白效果()

6、向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2,离子方程式Ca2++ClCr+SO2+H2O=CaSO41+Cr+2H+()

7、“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用(2022•浙江6月X)

【答案】1W2.43.x4.75.x6.x7.4

【跟踪练习】

1、将CL通入过量石灰乳[Ca(OH)2]中即可制得以Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉。下列解释事实的方程式中,

不正确的是()

A.生成Ca(C10)2:2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(C10)2+CaCl2+2H2O

+

B.漂白粉溶液与盐酸混合产生Cb:CIO+Cr+2H=Chf+H2O

2++

C.漂白粉溶液吸收CO2后产生白色沉淀:Ca+CO2+H2O=CaCO3I+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(ClO)2+2CH3COOH=Ca(CH3COO)2+

2HC1O

【答案】C

2、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;、SOF>「等离子,可以大量共存

B.可用pH试纸测定该溶液的pH

C.向该溶液中滴加少量FeSCU溶液,反应的离子方程式为2Fe2++ClCT+2H+===2Fe3++CT+H2O

D.该溶液中滴入一定量的浓盐酸,每产生ImolCL,转移电子数约为6.02X1()23

【答案】D

【解析】漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2,CKT与「发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;Ca(ClO)2

溶液具有漂白性,能将pH试纸漂白,故B错误;Ca(ClO)2溶液显碱性,次氯酸根离子能够氧化亚铁离子,

反应生成氢氧化铁沉淀,故C错误;C1CT与C「发生反应的离子方程式为Cl(r+CT+2H+=CLT+H2O,

反应中每产生1molCI2转移1mol电子,即转移电子数约为6.02x1()23,故D正确。

3、(2022•海南卷)(双选)NaClO溶液具有添白能力,已知25℃时,Ka(HC10)=4.0xl()T。下列关于NaClO

溶液说法正确的是()

A.O.Olmol/L溶液中,c(CK)-)<0.01mol・L-iB.长期露置在空气中,释放CL,漂白能力减弱

C.通入过量SO2,反应的离子方程式为SO2+H2O+C1O=HSO3+HC1O

D.25℃,pH=7.0的NaClO和HC1O的混合溶液中,c(HClO)>c(ClO)=c(Na+)

【答案】AD

【解析】NaClO溶液中CKT会水解,故O.Olmol/LNaCIO溶液中c(CKT)V0.01mol/L,A正确;漂白粉长

期露置在空气中容易和CO2发生反应而失效,化学方程式为:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3j+2HClO,HCIO

再分解:2HC1O=2HC1+O2f,不会释放Ch,B错误;将过量的SCh通入NaClO溶液中,SCh被氧化:

2+

SO2+CIO+H2O=CI+SO4+2H,C错误;25℃,pH=7.0的NaClO和HC1O的混合溶液中,存在电荷守恒:

c(ClO)+c(OH)=c(H+)+c(Na+),则c(CKT)=c(Na+),又c(HClO)>c(Cl(y),所以c(HClO)>c(CKT)=c(Na+),

D正确。

4、NaCICh是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,下列说法错误的是()

NaClO.(食盐水

11---------1一N

硫酸、高於meNaC10^NaClO?

so「摩卜CIO2-呼卜溶液2fS软1(操f晶体

fife][尾气,收1成品液

NaHSO4NaOH.H2O2

注:纯C1O2易分解爆炸,一般用空气稀释到10%以下。

A.反应阶段,参加反应的NaCICh和SO2的物质的量之比为2:1

B.“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量C1O2,

此反应的离子方程式为2OH-+H2O2+2C1O2=2C1OE+O2t+2H2O

C.“电解”中阴极反应的主要产物是CbD.“一系列操作”为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥

【答案】C

【解析】电解装置中阴极上C1O2得电子生成C1O7,阳极上C「失电子生成C12,C错误。

5、氯胺(NH2CI)是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4~5倍。

下列有关氯胺的说法一定不正确的是()

A.氯胺中氯元素的化合价为+1价B.氯胺的电子式为H・三•

C.氯胺的水解产物为NH20H(羟氨)和HCID.氯胺的消毒原理与漂白粉相似

【答案】C

6、一定条件下,在水溶液中ImolCF、ClO;(x=l,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确

的是()

能量(kJ,mol1)

c(+3,100)

100

80:b(+l,60)/'

\,d(+5,64)

60

40

20

0

+1~+3~~+5~+7*

氯元素的化合价

A.e是CIO?B.b—a+c反应的活化能为60kJmori

C.a、b、c、d、e中c最稳定

D.b—a+d反应的热化学方程式为3C10'(叫)=C10,(aq)+2CT(aq)AH=-116kJ-mol-1

【答案】D

【解析】A项由e点对应化合价为+7,e对应微粒应为C1OI,错误;B项图示为a、b、c的能量高低,没

有对应活化分子的能量,无法计算b——>a+c反应的活化能,错误;C项a、b、c、d、e中c的能量最高,

最不稳定,错误;D项热化学方程式3cle)-(aq)=ClO,(aq)+2Cl-(aq),AH=(64kJ/mol+2xOkJ/mol)-

3x60kJmol^-116kJmoF1,正确。

7、某实验小组利用下图装置制取少量氯化铝,已知氯化铝熔、沸点都很低(178℃升华),且易水解。下列

说法中完全正确的一组是()

①氯气中含的水蒸气和氯化氢可通过盛有苛性钠的干燥管除去;②装置I中充满黄绿色气体后,再加热盛

有铝粉的硬质玻璃管;③装置II是收集装置,用于收集氯化铝;④装置HI可盛放碱石灰也可盛放无水氯化

钙,二者的作用相同;⑤a处使用较粗的导气管实验时更安全

A.①②B.②③⑤C.①④D.③④⑤

【答案】B

【解析】①氯气能够与氢氧化钠反应,故错误;②用图示装置制取少量氯化铝,为防止铝与氧气反应,

反应之前需要用氯气排尽装置中的空气,即装置I中充满黄绿色气体后,再加热盛有铝粉的硬质玻璃管,

故正确;③氯化铝熔、沸点都很低(178°C升华),装置II可以用于收集氯化铝,故正确;④装置III中盛放的

物质需要能够吸收水蒸气和除去多余的氯气,因此盛放碱石灰可以达到目的,盛放无水氯化钙不能除去多

余的氯气,故错误;⑤氯化铝熔、沸点都很低,a处使用较粗的导气管,不容易造成堵塞,实验时更安全,

故正确。

8、常温下,二氯化二硫(S2c12)为橙黄色液体,遇水易水解,工业上用于橡胶的硫化。某学习小组用氯气和

硫单质合成S2c12的实验装置如图所示,下列说法不正确的是()

A.实验时需后点燃E处的酒精灯B.C、D中所盛试剂分别为饱和氯化钠溶液、浓硫酸

C.二氯化二硫(S2cL)水解反应产物为s、H2S>HC1D.G、H之间应加上D装置

【答案】C

【解析】因为装置中有空气,所以实验时应先点燃最左边酒精灯,产生氯气排出空气,再点燃E处酒精

灯,故A正确;因为S2cb遇水易水解,所以E中应为纯净干燥的氯气与S反应,C瓶中盛饱和氯化钠溶

液,吸收挥发出的HC1气体,D瓶中盛浓硫酸吸水干燥,故B正确;根据元素守恒,二氯化二硫(S2cL)水

解反应产物中一定有含氧元素的化合物,且元素的化合价必须有升有降,故C错误;因为二氯化二硫遇水

易水解,所以G、H之间应加上D装置,以防止右侧水蒸气扩散进入E中,故D正确。

9、工业上常用NaClO碱性溶液吸收工业废气中的SCh,为了提高吸收效率,常用NizCh作为催化剂,在反

应过程中产生的正四价锲和氧原子具有极强的氧化能力,可加快对SCh的吸收,该催化过程如图所示:

CKT、,冲0:、c「+。

过程1Y过程2

、Ni()2/、cicr

下列说法错误的是()

A.过程1中,氧化剂与还原剂的物质的量之比是1:1

B.过程2的离子方程式:2NiO2+ClCr=C「+Ni2O3+2O

吸收反应的总方程式:-

c.cio+so2+2OH-=cr+soF+H2O

D.用Ca(C10)2代替NaClO脱硫效果更好

【答案】D

【解析】过程1中,CKT转化为C「,Cl元素化合价由+1价变为一1价,CKT为氧化剂,Ni2()3转化为

NiO2,Ni元素化合价由+3价变为+4价,NizCh为还原剂,根据得失电子守恒可得,氧化剂与还原剂的物

质的量之比是1:1,A项正确;过程2中,NiO2和C1CT反应生成Ni2(h、C「和O,离子方程式为2NiCh

+ClO==Cr+Ni2O3+2O,B项正确;Ca2+与SO歹结合生成微溶的CaSO4,CaSO4会覆盖在催化剂表面,

不利于反应进行,D项错误。

10、已知FeCb呈棕红色、易潮解,100℃左右时升华。

某化学实验小组利用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁,并设计(I)和(II)两套不同的收集方案。

(DB中反应的离子方程式为。

(2)(I)和(11)中装置F的作用分别是;o

如果选用(II)来完成实验,则必须采取的改进措施是o

+2+

【答案】(l)MnO2+4H+2CF=^=Mn+Cl2?+2H2O(2)防止空气中的水蒸气进入E装置吸收未

反应完的氯气,防止污染空气在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置

11、氯化亚碉(S0CI2)是一种液态化合物,沸点为77°C,在农药、制药行业中用途广泛。S0CI2遇水剧烈

反应,液面上产生白雾,并带有刺激性气味的气体产生。实验室合成原理:SO2+Cl2+SCI2=

2SOCI2,部分装置如图所示,回答以下问题:

三不~~⑬TE舞=⑭

浓能酸饱和食盐水碱石灰

(1)实验室制取S0CI2在三颈烧瓶中进行,整个装置所选仪器的连接顺序是⑥一一①,

②一(某些仪器可以多次使用)。

(2)冷凝管口③是口(填“进水”或“出水”),冷凝管上连接的干燥管的作用是。

(3)实验室制CI2的离子方程式为。S0CI2与水反应的化

学方程式为o

(4)已知SCL的沸点为50℃。实验结束后,将三颈烧瓶中混合物分离开的实验操作名称是。若

反应中消耗的CI2的体积为896mL(标准状况,S02足量),最后得到纯净的SOCL6.76g,则SOCI2的产

率为(保留两位有效数字)。(S0CI2相对分子质量为119)

(5)取少量的S0CI2加入足量NaOH溶液,振荡、静置得到无色溶液,检验溶液中存在C「的方法是

【答案】(1)领>伞⑨一⑩;⑩一⑨—⑦(2)进水;尾气处理,防止外界水蒸气进入装置

(3)SOC12+H2O=SO2T+2HC1T(4)蒸僧;71%

⑸取样,加过量Ba(NO3)2溶液,静置,取上层清液滴加稀硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成。

12、二氧化氯(C1O2)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。C1O2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C1O2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o

(3)B装置的作用是o

C装置用来吸收C1O2,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C1O2与NaOH溶液反应可生成等物质的量的两种钠盐,其中一种为NaCICh,D装置中生成这

两种钠盐的化学方程式为o

饱和NaCICh溶液在温度低于38℃时析出晶体NaCIChSHzO,在温度高于38℃时析出晶体NaCICh。请补

充从NaCICh溶液中制得NaCICh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:o

【答案】(1)水浴加热受热均匀,易控制反应温度(2)降低CKh的浓度(或减小CKh的体积分数),防

止爆炸(3)安全瓶,防止倒吸②(4)2C1O2+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CKh,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】通入氮气的主栗作用有两个,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CKh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NaClCh。

13、次氯酸钠溶液是常用的环境消毒剂。此外,次氯酸钠溶液也是常用的漂白剂。某研究性学习小组在实

验室制备次氯酸钠溶液,测定其中NaClO的含量并探究其漂白棉布的效果。回答下列问题:

(一)制备NaClO溶液

(1)装置B的作用是;若没有装置B,且D中氢氧化钠不足量,对次氯酸钠产率的影响是

(填“增大”“减小”或“无影响”)。

(2)装置D中反应的离子方程式为。

(3)有同学提出三点意见:①装置A中不需要酒精灯;②装置C没有必要;③在装置D后再连接一个盛有

NaOH溶液的尾气处理装置,以降低氯气逸出污染空气的可能性。合理的是(填序号)。

(二)测定消毒液中NaClO的含量

步骤①:取制得的消毒液20mL于锥形瓶中,加足量盐酸酸化,迅速加入过量KI溶液,盖紧瓶塞并在暗处

充分反应。

步骤②:加入淀粉做指示剂,用Na2s2O3标准溶液滴定至终点,重复滴定操作3次。

(4)步骤①中在暗处反应的原因是。

(5)步骤②中判断滴定终点的现象是,

1

已知I2+2S2OF=2r+S4orO平均用去25.00mL0.1000mol-L_Na2s2O3标准溶液,测得NaClO的含量

为gif(结果保留2位小数)。

(三)探究次氯酸钠漂白棉布的效果

己知:棉布用次氯酸钠漂白液漂白会受到一定损伤。织物断裂强度是指织物在被拉断时,所能承受的最大

荷重,单位为kg。

使用次氯酸钠漂白液漂白棉布,不同pH对于漂白的结果如图所示。

漂白时间/min断裂强度/kg

次氯酸钠漂白液pH与漂白次氯酸钠漂白液pH与漂白

速率的关系棉布断裂强度的关系

(6)漂白速率随p

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