2025年高考化学一轮复习（新人教新高考）第五章非金属及其化合物复习讲义（教师版）

第16讲氯及其重要化合物[复习目标]1.掌握氯气的性质和实验室制法。2.了解次氯酸及其盐的性质和用途。3.了解氯及其重要化合物对环境的影响。考点一氯气、次氯酸及其盐1．氯气(1)氯气的物理性质氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，密度比空气的大，沸点：－34.6℃，易液化。(2)氯气的化学性质①氧化性②从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应氯气与水或碱反应时，氯元素的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。用化学方程式表示上述两类反应。提示与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO(3)氯水①从平衡的角度理解氯水的成分在25℃时，1体积的水可溶解约2体积的氯气，氯气的水溶液称为氯水，溶于水中的部分氯气与水反应。三种平衡存在微粒Cl2＋H2OHCl＋HClOHClOH＋＋ClO－H2OH＋＋OH－②从成分的角度理解氯水的性质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可能不同。2．次氯酸及其盐(1)次氯酸(2)漂白液(3)漂白粉1．闻氯气气味时，应用手在瓶口轻轻扇动，使极少量气体飘进鼻孔()2．常温下液态氯与铁不反应，故可用钢瓶储运液氯()3．若贮氯罐意外发生泄露，人们应用浸有一定浓度NaHCO3溶液的毛巾捂住鼻子，在低洼处等待救援()4．过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2()5．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂()6．可以用pH试纸测定氯水的pH()7．“84”消毒液的消毒原理和H2O2的相同，都是利用强氧化性()8．漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果(2022·全国甲卷，7A)()9．向Ca(ClO)2溶液中通入SO2，生成白色沉淀CaSO3()答案1.√2.√3.×4.×5.×6.×7．√8.×9.×一、氯气、氯水的性质1．(2023·无锡高三检测)向下列溶液中通入氯气，现象和结论描述正确的是()A．品红溶液：红色褪去，加热该褪色溶液，溶液又恢复红色；次氯酸具有漂白性B．紫色石蕊溶液：先变红，后褪色；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸C．含酚酞的氢氧化钠溶液：红色褪去；氯气只作氧化剂D．硫化钠溶液：溶液变浑浊；氯气作还原剂答案B解析A项，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，能使品红溶液褪色，且加热已褪色的溶液，溶液不会恢复到原来的颜色，错误；B项，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸使紫色石蕊溶液变红，次氯酸具有漂白性，能使变红的石蕊溶液褪色，正确；C项，氯气和NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，其中，氯气既作氧化剂，又作还原剂，次氯酸钠的漂白性和溶液碱性的减弱均会使溶液的红色褪去，错误；D项，Cl2＋Na2S=2NaCl＋S↓，溶液变浑浊，氯气作氧化剂，错误。2．下列实验事实，分别说明氯水中含有哪些粒子？完成下列表格：序号实验事实粒子化学式①新制氯水显黄绿色且有刺激性气味Cl2②向氯水中加入AgNO3溶液生成白色沉淀Cl－③向氯水中加入Na2CO3粉末，有气泡产生H＋④向氯水中滴加石蕊溶液，先变红后褪色H＋、HClO3.根据下列装置图回答问题：(1)装置A、B通入干燥的Cl2后，观察到的现象是____________________________________，根据现象可得出的结论是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)装置B中发生反应的离子方程式是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验开始后，观察装置C中的现象是____________________________________________________________________________________________________________________________。(4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是_____________________________________。(5)装置E中发生反应的离子方程式是______________________________________________________________________________________________________________________________。(6)装置F的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)干燥的红色布条不褪色，湿润的红色布条褪色Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO(3)溶液先变红后褪色(4)H2O＋SOeq\o\al(2－,3)＋Cl2=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－(5)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(6)吸收氯气，防止污染环境二、次氯酸及其盐的性质4．某项目化学学习小组开展了对84消毒液使用安全性的研究。查找资料可知：①常温下电离常数Ka(HClO)＝4.0×10－8，Ka1(H2CO3)＝4.5×10－7，Ka2(H2CO3)＝4.7×10－11；②HClO的消毒效果远高于ClO－，而ClO－的稳定性要高于HClO。(1)在84消毒液中滴加几滴酚酞溶液，可观察到的现象是__________________。(2)通常购买的84消毒液pH在12左右，目的是增强消毒液的稳定性，结合方程式与必要的文字说明，试从化学平衡的角度分析原因：________________________________________________________________________________________________________________________。(3)84消毒液必须避光密封保存，目的是防止与空气中的二氧化碳反应而变质，试写出该反应的离子方程式：_________________________________________________________________。(4)将漂粉精加入到稀盐酸中，发现漂白性不仅没有增强，反而减弱，结合离子方程式解释其原因：__________________________________。答案(1)溶液先变红后褪色(2)次氯酸钠溶液中存在水解平衡：ClO－＋H2OHClO＋OH－，调节pH在12左右，可以抑制ClO－的水解，减少生成不稳定的HClO(3)CO2＋ClO－＋H2O=HClO＋HCOeq\o\al(－,3)(4)2H＋＋Cl－＋ClO－=Cl2↑＋H2O，氯气逸出，导致Ca(ClO)2失效三、含氯消毒剂有效氯的计算5．有效氯是指每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力，试分别计算NaClO、ClO2、NaClO2的有效氯。答案NaClO：eq\f(2,74.5)×35.5≈0.95ClO2：eq\f(5,67.5)×35.5≈2.63NaClO2：eq\f(4,90.5)×35.5≈1.576．ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl－和Fe3＋。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ClO2、Na2FeO4、Cl2三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ClO2Cl2Na2FeO4考点二氯气的实验室制法1．实验室制Cl2的一般方法(1)原理方程式：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)实验装置图①发生装置所用仪器的名称为A：分液漏斗、B：圆底烧瓶。②装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。③装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。(3)收集方法①向上排空气法(氯气密度大于空气)。②排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发出的氯化氢气体)。(4)尾气处理实验装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液，该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。2．实验室制Cl2的其他方法Heq\o(Cl,\s\up6(－1))(浓)eq\o(→,\s\up7(强氧化剂),\s\do5(除MnO2外，还有KMnO4、KClO3、K2Cr2O7等))eq\o(Cl2,\s\up6(0))完成下列有关反应的离子方程式：(1)Ca(ClO)2与浓盐酸：__________________________________________________________。(2)KClO3与浓盐酸：______________________________________________________________。(3)KMnO4与浓盐酸：____________________________________________________________。答案(1)ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O(2)ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋6H＋=3Cl2↑＋3H2O(3)2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O一、实验室制Cl2的操作及注意事项1．实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2时，有如下操作：①连接好装置，检查气密性；②缓缓加热；③加入MnO2粉末；④向分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中；⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收；⑥用向上排空气法收集氯气。顺序正确的是()A．①②③④⑥⑤ B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤答案D2．(1)如何用最简单的方法判断氯气已收集满？(2)实验室常用排饱和食盐水法收集氯气，请解释用此方法收集氯气的原因。答案(1)观察集气瓶中气体颜色的变化，若集气瓶上部充满黄绿色气体，则证明Cl2已收集满。(2)饱和食盐水中Cl－浓度较大，抑制了Cl2与水的反应，Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，因此可用排饱和食盐水法收集氯气，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体。二、实验室制Cl2原理探究3．某兴趣小组用50mL12mol·L－1浓盐酸与足量MnO2共热制取Cl2，结果收集到的Cl2远小于0.15mol，经检查实验装置没有问题。(1)请帮助分析，制取的气体远小于理论值的可能原因：________________________________。(2)经检验可知，反应后容器中仍存在MnO2和盐酸，该小组对不再产生Cl2的原因进行以下实验探究。[提出猜想]猜想一：在此反应中，随H＋浓度降低，__________(填氧化剂化学式)氧化性减弱。猜想二：在此反应中，随__________(填“Cl－”或“Mn2＋”)浓度降低，还原剂还原性减弱。猜想三：在此反应中，随Mn2＋浓度升高，氧化剂氧化性减弱。[设计实验、验证猜想]向反应后的固液混合物中加入试剂，观察并记录有无氯气生成。已知：Na＋、SOeq\o\al(2－,4)对各物质的氧化性与还原性均无影响。限选试剂：浓H2SO4、NaCl固体、MnO2固体、MnSO4固体、蒸馏水。序号操作现象与结论1滴加浓硫酸，继续加热有黄绿色气体产生，猜想____成立2加入适量______固体，继续加热有黄绿色气体产生，猜想二成立3无气体产生，猜想三成立[数据分析、得出结论]猜想一、二、三均正确。答案(1)浓盐酸具有挥发性，加热时大量HCl挥发；随反应进行，浓盐酸变为稀盐酸，稀盐酸不再与MnO2反应产生Cl2(2)MnO2Cl－一NaCl加入MnSO4固体和NaCl固体(或加入浓H2SO4和MnSO4固体)1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂，符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点(2023·湖北，2B)()(2)“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月选考，9D)()(3)Cl2中含有的HCl杂质通过饱和食盐水除去(2020·全国卷Ⅰ,9B改编)()(4)用同一针筒先后抽取80mL氯气、20mL水，振荡，气体完全溶解，溶液变为黄绿色(2019·浙江4月选考，11A)()答案(1)√(2)√(3)√(4)×2．[2020·江苏，18(1)]NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为______________________________________________；用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用，若在空气中暴露时间过长且见光，将会导致消毒作用减弱，其原因是__________________________________________________________。答案Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2ONaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO，HClO见光分解3．[2021·广东，17(1)(2)(3)]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___________________________________。(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______________。(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__________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)c→d→b→a→e(3)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，则证明此久置氯水中含有Cl－解析(2)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，浓硫酸除去水蒸气，最后用NaOH溶液吸收尾气，因此接口连接顺序为c→d→b→a→e。课时精练1．(2023·昆明高三检测)氯气是一种黄绿色的非金属单质，下列叙述不正确的是()A．红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧，生成棕黄色的烟B．氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸C．光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸D．铁丝在Cl2中燃烧，反应生成FeCl2答案D解析将铜丝加热至红热，然后趁热插入盛有氯气的集气瓶中，看到铜丝在氯气中剧烈燃烧，并生成棕黄色的烟，A正确；氯气溶于水后，能与水发生歧化反应，生成HClO和HCl，由于HClO见光易分解，所以久置氯水最终变为稀盐酸，B正确；光照盛有H2和Cl2混合气体的集气瓶，因迅速化合并放出大量的热而使气体体积迅速膨胀，从而引起爆炸，C正确；铁在氯气中燃烧生成FeCl3，D不正确。2．下列关于氯及其化合物的性质与用途具有对应关系的是()A．Cl2易液化，可用于生产盐酸B．ClO2有强氧化性，可用于自来水消毒C．CCl4难溶于水，可用作灭火剂D．HCl极易溶于水，可用于检验NH3答案B解析氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，所以可用于生产盐酸，与其易液化的性质无关，A项错误；CCl4不能燃烧，而且密度比空气大，可以隔绝氧气，故可用作灭火剂，与其难溶于水无关，C项错误；HCl可用于检验NH3是因为其与NH3反应生成NH4Cl固体，可以看到白烟，与HCl的水溶性无关，D项错误。3．化学来源于生活，也服务于生活。下列有关生活中的化学知识叙述正确的是()A．氯气和活性炭均可作漂白剂，若同时使用，漂白效果会明显加强B．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂C．测定溶液pH的实验中，用干燥pH试纸测定新制氯水的pH，测定结果无影响D．通常状况下氯气能和Fe反应，氯气的储存不能用铁制容器答案B解析A项，活性炭具有吸附性，可以吸附氯气，若同时使用，漂白效果会减弱，错误；B项，氯气与烧碱溶液或石灰乳反应均可生成次氯酸盐，正确；C项，氯水中的次氯酸具有漂白性，不能用pH试纸测定氯水的pH，错误。4.某化学教师为“氯气与金属钠反应”设计了如图装置的实验。实验操作：先给钠预热至钠熔融成圆球时，撤火，通入氯气，即可见钠着火燃烧，生成大量白烟。以下叙述错误的是()A．反应生成的大量白烟是氯化钠晶体B．玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花球是用于吸收过量的氯气，以免其污染空气C．钠着火燃烧产生苍白色火焰D．发生的反应为2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2NaCl答案C解析由题目信息可知Na和Cl2发生反应生成NaCl固体，对应的现象是火焰为黄色，有白烟(NaCl)生成，为防止空气污染，用NaOH溶液吸收多余Cl2。5．(2023·广东揭阳高三期末)某实验小组利用以下装置制备少量的氯气，并检验氯气的性质。实验过程中，下列说法正确的是()A．参与反应的HCl全部被氧化为Cl2B．发生的所有反应均是氧化还原反应C．观察到淀粉-KI试纸变蓝，说明Cl2具有氧化性D．湿润的pH试纸变红，干燥的pH试纸不变色答案C解析高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、水和氯气，参与反应的HCl一部分作还原剂被氧化为Cl2，另一部分体现了酸性，A错误；酸使pH试纸变色发生的不是氧化还原反应，B错误；观察到淀粉-KI试纸变蓝，发生反应：2I－＋Cl2=I2＋2Cl－，说明Cl2具有氧化性，C正确；氯气与水反应生成的盐酸是强酸、次氯酸具有漂白性，故湿润的pH试纸先变红后褪色，D错误。6．自来水厂一种预防和处理Cl2泄漏的方法如图所示。下列有关说法不正确的是()A．Cl2和水反应的离子方程式为H2O＋Cl2Cl－＋HClO＋H＋B．铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2C．吸收漏氯的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Cl－＋2Fe3＋D．铁屑耗尽时溶液中可能大量存在：Fe2＋、Fe3＋、ClO－、Cl－答案D解析2FeCl3＋Fe=3FeCl2，铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2，故B正确；氯化亚铁吸收氯气生成氯化铁，吸收漏氯的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Cl－＋2Fe3＋，故C正确；ClO－能把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe2＋、ClO－不能大量共存，故D错误。7．某消毒液的主要成分为NaClO，还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中，不合理的是(已知：饱和NaClO溶液的pH约为11)()A．该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备：Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2OB．该消毒液的pH约为12：ClO－＋H2OHClO＋OH－C．该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用，产生有毒的Cl2：2H＋＋Cl－＋ClO－=Cl2↑＋H2OD．该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：CH3COOH＋ClO－=HClO＋CH3COO－答案B解析已知饱和NaClO溶液的pH约为11，这是由于ClO－的水解，而该消毒液的pH约为12，主要是因为其中含有一定量的NaOH，B项错误。8．(2024·郑州模拟)实验小组利用如图所示装置制备氯酸钠。下列实验装置和操作不能达到实验目的的是()A．用装置甲制备氯气B．用装置乙处理余氯C．用装置丙除去氯化氢D．用装置戊检验氯气答案A解析装置甲中浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气，但该反应需要在加热的条件下进行，故A错误；氯气能够和NaOH溶液反应，可以用装置乙处理多余的氯气，故B正确；生成的氯气中混有HCl气体，可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，故C正确；氯气具有氧化性，能够和KI溶液反应生成I2，淀粉遇I2变蓝，可以用装置戊检验氯气，故D正确。9．实验室中利用MnO2制备干燥的Cl2及少量氯水并收集Cl2，下列图示装置和原理不能达到实验目的的是()A．连接图1、图2装置，向分液漏斗中注水，打开K1，关闭K2，检查装置气密性B．图1装置中，滴加浓盐酸，点燃酒精灯，可制备Cl2C．可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2D．连接图1、图3装置，打开K1，点燃酒精灯，可制备少量氯水答案A解析向恒压分液漏斗中注水，无论气密性是否良好，水都能顺利流下，不能检查装置的气密性，故A符合题意；图1装置中，浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下反应可制备Cl2，故B不符合题意；饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，浓硫酸干燥氯气，且氯气密度比空气的大，可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2，故C不符合题意；连接图1、图3装置，打开K1，点燃酒精灯，制备氯气，氯气通入蒸馏水中，可制备少量氯水，故D不符合题意。10．用如图装置探究Cl2的漂白原理，其中红纸①是干燥的，红纸②～④分别用表中的试剂润湿。向中心Ca(ClO)2粉末上滴加几滴盐酸，产生大量黄绿色气体，红纸变化如表：红纸编号试剂红纸变化①－不褪色②蒸馏水逐渐褪色③饱和食盐水几乎不褪色④NaHCO3溶液(调至pH＝7)快速褪色已知酸性：H2CO3>HClO>HCOeq\o\al(－,3)。下列对于该实验的分析不正确的是()A．Ca(ClO)2与盐酸反应时，盐酸体现了酸性和还原性B．②与③现象的差异原因是Cl2不与饱和食盐水反应C．对比①②的现象，说明红纸褪色涉及的反应是Cl2＋H2OHCl＋HClOD．对比②③④的现象，说明溶液中HClO浓度越大，漂白效果越好答案B解析次氯酸钙与盐酸反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O，盐酸既体现了酸性又体现了还原性，A正确；氯气与水的反应为可逆反应，存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，饱和食盐水中氯离子浓度很大，促使反应逆向进行，次氯酸的量很少，所以③中红纸几乎不褪色，B错误；①说明干燥氯气没有漂白性，②红纸褪色，①②说明氯水有漂白性，涉及的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，C正确；④中反应为Cl2＋HCOeq\o\al(－,3)=CO2＋HClO＋Cl－，④中次氯酸的浓度最大，②③④中次氯酸浓度大小为④>②>③，由红纸变化可知，HClO浓度越大，漂白效果越好，D正确。11．(2023·青岛高三模拟)用如图装置制备次氯酸并验证其氧化性。Cl2可以与含水碳酸钠反应得到Cl2O气体和NaHCO3。下列说法错误的是()A．装置甲中每生成16.8g碳酸氢钠同时生成标准状况下2.24LCl2OB．装置乙中盛装的是浓硫酸C．将装置丙中次氯酸溶液转移到装置丁中的具体操作是打开K2关闭K1D．装置丁中溶液酸性显著增强可证明次氯酸的氧化性答案B解析装置甲中发生氧化还原反应：2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl，每生成16.8g(0.2mol)碳酸氢钠则生成0.1molCl2O，标准状况下的体积为2.24L，A项正确；装置乙的作用是吸收多余的Cl2，防止干扰后续氧化性的验证，浓硫酸不能除去多余的Cl2，B项错误；打开K2关闭K1，则利用压强能将装置丙中液体压入装置丁，C项正确；装置丁中溶液酸性显著增强则说明发生了反应：HClO＋HCOOH=HCl＋CO2↑＋H2O，可证明次氯酸的氧化性，D项正确。12．工业上把Cl2通入冷NaOH溶液中制得漂白液(有效成分为NaClO)。某化学小组在一定温度下将氯气缓缓通入NaOH溶液中，模拟实验得到ClO－、ClOeq\o\al(－,3)等离子的物质的量n(mol)与反应时间t(min)的关系曲线如图所示。下列说法错误的是()A．参加反应所需NaOH与氯气的物质的量之比一定为2∶1B．a点时溶液中n(NaCl)∶n(NaClO3)∶n(NaClO)＝6∶1∶1C．t2～t4min，ClO－的物质的量下降的原因可能是3ClO－=2Cl－＋ClOeq\o\al(－,3)D．使用漂白液时，为了增强漂白效果，可以向漂白液中通入二氧化硫答案D解析溶液中溶质为NaCl、NaClO、NaClO3，n(Na)＝n(Cl)，则参加反应所需要的NaOH与氯气的物质的量之比一定为2∶1，故A正确；a点时，Cl2通入NaOH溶液中，反应得到含有ClO－与ClOeq\o\al(－,3)物质的量之比为1∶1的溶液，根据得失电子守恒配平方程式为4Cl2＋8NaOH=6NaCl＋NaClO3＋NaClO＋4H2O，溶液中n(NaCl)∶n(NaClO3)∶n(NaClO)＝6∶1∶1，故B正确；由图可知，t2～t4min，n(ClOeq\o\al(－,3))增大，n(ClO－)减小，结合电子转移守恒，可能是ClO－发生歧化反应：3ClO－=2Cl－＋ClOeq\o\al(－,3)，故C正确；二氧化硫具有强还原性，与漂白液发生氧化还原反应，则向漂白液中通入二氧化硫，会减弱漂白能力，故D错误。13．在实验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验所用仪器如图：(1)连接上述仪器的正确顺序是(填各接口处的字母)：________接________，________接________，________接________，________接________，________接________。(2)产生氯气的化学方程式为_____________________________________________________。(3)在装置中：①饱和食盐水的作用是________，浓硫酸的作用是________________________。②NaOH溶液的作用是________，该反应的离子方程式为______________________________。(4)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到的现象是________________________________________________________________________。答案(1)ECDABHGABF(2)MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Cl2↑＋MnCl2＋2H2O(3)①除去氯气中混有的HCl气体干燥氯气②吸收多余氯气，防止污染空气Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(4)湿润的淀粉-KI试纸变蓝14．某化学兴趣小组的同学买来一瓶84消毒液，请大家与他们一同来研讨以下问题：(1)此瓶84消毒液的说明书上这样写道：“本品为无色液体，呈碱性……”，请你推测它的有效成分是________(填字母)。A．Cl2 B．H2O2C．NaClO D．KMnO4(2)该化学兴趣小组的同学在瓷碗中盛放20mL该84消毒液，露置在阳光充足的室内，他们对84消毒液的消毒效果和组成成分的变化进行了研究。得出数据如图所示：从图1和图2中数据可得知84消毒液暴露在空气中半小时后，其主要溶质是__________，用化学方程式表示其中变化的主要原因：NaClO＋CO2＋H2O=HClO＋NaHCO3、___________、_______________________________________________________________________________。(3)该化学兴趣小组的同学选择紫色石蕊溶液对84消毒液的性质进行实验探究，请你帮助他们完成实验报告：实验操作预期现象结论(4)该化学兴趣小组的同学上网查询有关84消毒液的信息时，发现这样一则消息：有一家庭主妇把84消毒液和清洁剂(呈酸性、含Cl－)倒在一起，进行刷洗。一会儿，她就晕倒在房间里。这几位同学感到迷惑不解。请你用离子方程式帮助他们解开这一悬念：______________。答案(1)C(2)NaCl2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑HCl＋NaHCO3=CO2↑＋H2O＋NaCl(3)取一干净试管，加入1～2mL84消毒液，然后滴加几滴紫色石蕊溶液溶液先变蓝后褪色84消毒液具有碱性和氧化性(或漂白性)(4)ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O解析(2)从图1和图2中数据可知84消毒液暴露在空气中半小时后，消毒效果几乎为零，溶液pH接近7，溶液中的主要溶质应该是NaCl，所发生反应的化学方程式为NaClO＋CO2＋H2O=HClO＋NaHCO3,2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，HCl＋NaHCO3=CO2↑＋H2O＋NaCl。(3)由于84消毒液具有碱性和氧化性(或漂白性)，紫色石蕊溶液遇84消毒液会出现先变蓝后褪色的现象。(4)84消毒液与清洁剂(呈酸性、含Cl－)混合，ClO－在酸性条件下能氧化Cl－生成氯气，发生反应的离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O。

第17讲氯及其重要化合物的转化关系[复习目标]掌握氯及其化合物的转化关系及条件。1．在氯及其化合物的“价—类”二维图中填充Cl2、HCl、NaCl、HClO、NaClO、Ca(ClO)2。2．完成上述转化关系中①～⑧的化学方程式(合理即可)。①MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；②Cl2＋H2OHCl＋HClO；③2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；④NaClO＋2HCl=NaCl＋Cl2↑＋H2O；⑤2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑；⑥2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；⑦2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3；⑧2FeCl2＋Cl2=2FeCl3。一、制取Cl2并探究其与碱在不同温度下的反应产物1．[2020·全国卷Ⅲ,26(1)(2)(3)(4)]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。回答下列问题：(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是__________，a中的试剂为__________。(2)b中采用的加热方式是__________，c中化学反应的离子方程式是_____________________，采用冰水浴冷却的目的是_________________________________________________________。(3)d的作用是________________，可选用试剂________(填标号)。A．Na2S B．NaClC．Ca(OH)2 D．H2SO4(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，__________________，干燥，得到KClO3晶体。答案(1)圆底烧瓶饱和食盐水(2)水浴加热Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O避免生成NaClO3(3)吸收尾气(Cl2)AC(4)过滤少量(冷)水洗涤解析由题干信息及装置图分析各装置的作用，a装置用于除杂，b装置用于制备氯酸钾，c装置用于制备次氯酸钠，d装置用于尾气处理。(2)b装置的加热方式为水浴加热。c装置中氯气与氢氧化钠发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O。根据b、c装置水浴温度的不同推知，生成氯酸盐时需要酒精灯加热，生成次氯酸盐时需要冰水冷却，所以c中冰水浴的目的是避免氯酸钠的生成。(3)d是尾气处理装置，吸收氯气可以用硫化钠溶液或氢氧化钙浊液。(4)从溶液中获得纯净氯酸钾的操作是冷却结晶，过滤，少量冷水洗涤，干燥，此处用少量冷水洗涤的目的是降低氯酸钾的损耗。二、其他含氯化合物的制备2．(2020·山东等级模拟考，10)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下：下列说法错误的是()A．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1B．若反应①通过原电池来实现，则ClO2是正极产物C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替D．反应②条件下，ClO2的氧化性大于H2O2答案C解析根据流程知，反应①中氧化剂是NaClO3，还原剂是SO2，还原产物是ClO2，氧化产物是NaHSO4，根据化合价升降相等可得参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1，A项正确；由反应①化合价变化情况，再根据原电池正极发生还原反应，所以ClO2是正极产物，B项正确；据反应②，在ClO2与H2O2的反应中，ClO2转化为NaClO2，氯元素的化合价降低，作氧化剂，H2O2只能作还原剂，氧元素的化合价升高，不能用NaClO4代替H2O2，且可以推出ClO2的氧化性大于H2O2，C项错误，D项正确。3．(2023·天津五校一模)四氯化锡可用作媒染剂。利用如图所示装置可以制备四氯化锡(部分夹持装置已略去)。有关信息如下表：化学式SnCl2SnCl4熔点/℃246－33沸点/℃652144其他性质无色晶体，易氧化无色液体，易水解回答下列问题：(1)甲装置中仪器A的名称为______________________________________________________。(2)用甲装置制氯气，MnOeq\o\al(－,4)被还原为Mn2＋，该反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________。(3)将装置按如图连接好，检查气密性，慢慢滴入浓盐酸，待观察到________________________(填现象)后，开始加热丁装置，锡熔化后适当增大氯气流量，继续加热丁装置，此时继续加热丁装置的目的是①促进氯气与锡反应；②_________________________________________。(4)如果缺少乙装置，可能发生的副反应的化学方程式为_______________________________；己装置的作用是________(填字母，下同)。A．除去未反应的氯气，防止污染空气B．防止空气中CO2气体进入戊装置C．防止水蒸气进入戊装置的试管中使产物水解D．防止空气中O2进入戊装置的试管中使产物氧化(5)某同学认为丁装置中的反应可能产生SnCl2杂质，下列试剂中可用于检测是否产生SnCl2的有________。A．H2O2溶液B．FeCl3溶液(滴有KSCN)C．AgNO3溶液D．溴水(6)反应中用去锡粒1.19g，反应后在戊装置的试管中收集到2.38gSnCl4，则SnCl4的产率为________(结果保留3位有效数字)。答案(1)蒸馏烧瓶(2)2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O(3)丁装置内充满黄绿色气体使SnCl4汽化，利于从混合物中分离出来(4)Sn＋2HCl=SnCl2＋H2↑AC(5)BD(6)91.2%解析(3)整个装置中充满氯气，即丁装置充满黄绿色气体时，再加热熔化锡粒生成SnCl4，继续加热丁装置，促进氯气与锡反应，使生成的SnCl4汽化，有利于从混合物中分离出来，便于在戊装置处冷却收集。(4)碱石灰能吸收二氧化碳，但二氧化碳对反应没有影响，故B不符合；即使有O2进入，O2能氧化丁中生成的副产物SnCl2，但不会氧化戊装置试管中的产物SnCl4，故D不符合。(5)H2O2溶液能氧化SnCl2，同时双氧水被还原生成水，但是没有明显现象，无法检验，故A错误；FeCl3溶液(滴有KSCN)呈红色，氯化铁氧化SnCl2，铁离子被还原生成亚铁离子，溶液褪色，可以检验，故B正确；AgNO3溶液能检验氯离子，但是不能检验Sn2＋，故C错误；溴水氧化SnCl2，溴被还原生成溴离子，溶液褪色，可以检验，故D正确。(6)用去锡粒1.19g，其物质的量为eq\f(1.19g,119g·mol－1)＝0.01mol，根据Sn原子守恒可知生成SnCl40.01mol，则SnCl4的产率为eq\f(2.38g,261g·mol－1×0.01mol)×100%≈91.2%。课时精练1．氯及含氯物质在生产、生活中具有广泛的应用。下列含氯物质的转化正确的是()A．漂白粉eq\o(→,\s\up7(过量CO2))HClO(aq)eq\o(→,\s\up7(光照))Cl2(g)B．MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(加热))无水MgCl2eq\o(→,\s\up7(电解))MgC．Cueq\o(→,\s\up7(FeCl3))CuCl2eq\o(→,\s\up7(Na2SO3))CuClD．NaCl(aq)eq\o(→,\s\up7(过量CO2))NaHCO3(s)eq\o(→,\s\up7(△))Na2CO3(s)答案C解析HClO见光分解生成O2,2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，A错误；加热MgCl2溶液时，会促进Mg2＋水解生成Mg(OH)2，得不到无水MgCl2，B错误；发生反应2FeCl3＋Cu=CuCl2＋2FeCl2、2CuCl2＋Na2SO3＋H2O=2CuCl↓＋Na2SO4＋2HCl，C正确；先将NH3通入饱和NaCl溶液中，再通入CO2才可制得NaHCO3晶体，D错误。2．(2023·广东惠州模拟)部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A．常温下，a、d水溶液的pH：a<dB．b既具有氧化性，又具有还原性C．c可用于自来水消毒D．e或f分别与a的浓溶液反应均可制得b答案A解析由元素的化合价及物质类别可知，a为HCl，b为Cl2，c为ClO2，d为HClO，e为次氯酸盐，f为氯酸盐。未说明溶液浓度，无法比较溶液的pH，A错误；氯气化合价为0价，处于中间价态，既具有氧化性，又具有还原性，B正确；ClO2具有强氧化性，可用于自来水消毒，C正确；ClOeq\o\al(－,3)、ClO－分别与浓盐酸混合发生归中反应，均可制备氯气，D正确。3．(2023·山东临沂一模)KMnO4是一种常用的氧化剂，某实验小组利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置略)。已知：K2MnO4在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：3MnOeq\o\al(2－,4)＋2H2O=2MnOeq\o\al(－,4)＋MnO2↓＋4OH－。下列说法错误的是()A．试剂X可以是漂白粉或KClO3B．装置连接顺序是c→a→b→e→d→fC．装置C中每生成1molKMnO4，消耗0.5molCl2D．若去掉装置A，会导致KMnO4产率降低答案C解析试剂X可以是漂白粉或KClO3，与浓盐酸发生价态归中的氧化还原反应生成氯气，A正确；装置B生成氯气，通过装置A洗气除去氯气中混有的氯化氢，Cl2进入装置C中氧化K2MnO4制备KMnO4，装置D用于吸收未反应完的氯气，防止污染空气，B正确；因氯气会与氢氧化钾反应，故装置C中每生成1molKMnO4，消耗Cl2的物质的量大于0.5mol，C错误；若去掉装置A，挥发的氯化氢与氢氧化钾反应，使溶液碱性减弱，生成MnO2，会导致KMnO4产率降低，D正确。4．(2023·济南模拟)便携式消毒除菌卡主要活性成分为亚氯酸钠(NaClO2)，通过与空气作用释放低浓度二氧化氯(ClO2)杀菌消毒，从而起到防护效果。一种制备NaClO2粗产品的工艺流程如下：注：纯ClO2易分解爆炸，一般用空气稀释到10%以下。下列说法错误的是()A．溶解过程中可以用稀盐酸代替稀硫酸B．氧化性：ClOeq\o\al(－,3)>ClO2>H2O2C．发生器中鼓入空气的主要目的是稀释ClO2以防爆炸D．吸收塔中温度不宜过高，否则会导致H2O2分解答案A解析发生器中NaClO3作氧化剂，ClO2为还原产物，则氧化性：ClOeq\o\al(－,3)>ClO2；吸收塔内ClO2与双氧水、氢氧化钠反应生成NaClO2和氧气，ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，则氧化性：ClO2>H2O2，故氧化性：ClOeq\o\al(－,3)>ClO2>H2O2，故B正确。5．(2023·南昌一中模拟)反应2NaClO＋C3H3N3O3=C3N3O3Cl2Na＋NaOH＋H2O可制备广谱消毒剂C3N3O3Cl2Na，装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是()A．按气流从左至右，装置中导管连接顺序为f→c→d→a→b→eB．升高温度有利于装置①中产品的生成C．当加入4molNaOH时，消耗氰尿酸(C3H3N3O3)的量大于1molD．装置④中橡胶管可平衡气压，便于浓盐酸顺利流下答案B解析①为制取C3N3O3Cl2Na的装置，②为除去氯气中的HCl的装置，③为尾气处理装置，④为制取氯气装置，按气流从左至右，导管连接顺序为f→c→d→a→b→e，A正确；升高温度，氯气和NaOH溶液反应生成NaClO3，生成NaClO的浓度减小，不利于装置①中产品的生成，B错误；由Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O、2NaClO＋C3H3N3O3=C3N3O3Cl2NaC3H3N3O3，由于生成了NaOH，则消耗氰尿酸的量大于1mol，C正确。6．(2023·辽宁省部分重点中学协作体高三模拟)高铁酸钾可以用于饮用水处理。工业上制备K2FeO4的一种方法是向KOH溶液中通入氯气，然后再加入Fe(NO3)3溶液：①Cl2＋KOH→KCl＋KClO＋KClO3＋H2O；②Fe(NO3)3＋KClO＋KOH→K2FeO4＋KNO3＋KCl＋H2O(方程式均未配平)。下列说法正确的是()A．氯气与热的石灰乳反应制得的漂白粉或漂粉精可以用于游泳池等场所的消毒B．若反应①中n(ClO－)∶n(ClOeq\o\al(－,3))＝3∶1，则该反应还原产物与氧化产物的物质的量之比为1∶2C．用上述方法得到2molK2FeO4时最多消耗3molCl2D．处理饮用水时，加入高铁酸钾效果相当于加入氯气和铝盐两种物质答案D解析氯气与热的石灰乳反应生成Ca(ClO3)2、CaCl2，制备漂白粉不能用热的石灰乳和氯气反应，故A错误；若反应①中n(ClO－)∶n(ClOeq\o\al(－,3))＝3∶1，根据得失电子守恒，反应的化学方程式为6Cl2＋12KOH=8KCl＋3KClO＋KClO3＋6H2O，则该反应还原产物与氧化产物的物质的量之比为2∶1，故B错误；若反应①中不生成KClO3，得到2molK2FeO4转移6mol电子，根据得失电子守恒，消耗3molCl2，由于反应①中生成KClO3，所以消耗氯气的物质的量最少为3mol，故C错误；K2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒，同时还原产物Fe3＋发生水解生成氢氧化铁胶体，能吸附悬浮杂质，所以处理饮用水时，加入高铁酸钾效果相当于加入氯气和铝盐两种物质，故D正确。7．某学习小组探究MnO2与FeCl3能否反应产生Cl2。已知FeCl3固体易升华，其蒸气为黄色。实验装置如图，下列说法不正确的是()A．加热前需要先通氮气，排尽空气，并检查装置的气密性B．加热一段时间后，装置A中产生黄色气体，说明反应生成了氯气C．从安全角度出发，在装置A、B之间应添加冷凝装置，防止堵塞导管D．除了氯气外，升华的FeCl3、未除尽的O2都可使B中溶液变蓝答案B解析FeCl3升华后产生的气体也为黄色，B错误；FeCl3固体易升华，对于易升华的物质要注意采取安全措施，C正确；空气中的O2、Cl2、FeCl3都有氧化性，均可将KI氧化为I2，D正确。8．常温下，二氯化二硫(S2Cl2)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S2Cl2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．二氯化二硫水解反应产物为S、H2S、HClD．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，产生氯气排尽空气，再点燃E处酒精灯，故A正确；因为S2Cl2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HCl气体，D瓶中盛浓硫酸吸水，故B正确；根据元素守恒，二氯化二硫(S2Cl2)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G中，故D正确。9．实验室测定盐酸与亚氯酸钠制备二氧化氯气体的速率，装置如图所示。4mL0.2%NaClO2溶液预先装入ClO2发生器，37.5%HCl溶液装入分液漏斗。开启真空泵抽气，反应开始后，每隔2min用注射器取样1mL，测定NaClO2溶液的浓度。已知ClO2浓度过高时易爆炸。下列说法错误的是()A．碘化钾吸收瓶中发生的反应为2ClO2＋10I－＋8H＋=2Cl－＋5I2＋4H2OB．做实验时整套装置要先抽真空，再加入37.5%HCl溶液，防止ClO2聚集C．分液漏斗作为空气入口，起到搅拌作用D．实验过程中分液漏斗活塞保持关闭，防止ClO2逸出答案D解析ClO2污染空气，可用酸性KI溶液吸收，A项正确；实验前先打开真空泵，再打开分液漏斗活塞，让盐酸一次性加入发生器，产生的ClO2快速被抽走，防止聚集爆炸，B项正确；实验过程中，为使真空泵工作顺畅，分液漏斗活塞应保持打开状态，空气从分液漏斗进入发生器，起到搅拌的作用，C项正确、D项错误。10．NaClO2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()已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2·3H2O，高于38℃时析出NaClO2。A．“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式为2NaClO3＋SO2＋H2SO4=2ClO2＋2NaHSO4B．“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2，此反应的离子方程式为2OH－＋H2O2＋2ClO2=2ClOeq\o\al(－,2)＋O2↑＋2H2OC．“电解”中阴极反应的主要产物是Cl2D．“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ClO2得电子生成ClOeq\o\al(－,2)，阳极上Cl－失电子生成Cl2，C错误。11．二氧化氯(ClO2，黄绿色、易溶于水的气体)是一种高效、低毒的消毒剂。其一种生产工艺如图所示。下列说法正确的是()A．气体A为Cl2B．参加反应的NaClO2和NCl3的物质的量之比为3∶1C．溶液B中含有大量的Na＋、Cl－、OH－D．可将混合气通过饱和食盐水除去ClO2中的NH3答案C解析根据题意分析，气体A为H2，故A错误；在NCl3溶液中加入NaClO2溶液加热反应生成ClO2、NH3和溶液B，由氢元素守恒可知，有水参加反应，结合得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知，反应还生成NaCl与NaOH，化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O=3NaCl＋6ClO2↑＋NH3↑＋3NaOH，参加反应的NaClO2和NCl3的物质的量之比为6∶1，故B错误；根据上述分析可知，溶液B中含有NaCl与NaOH，则含有大量的Na＋、Cl－、OH－，故C正确；二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色、易溶于水的气体，不可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3，故D错误。12．高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所示，下列叙述不正确的是()A．用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时，还产生Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水B．用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气后可再利用C．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2D．该生产条件下，物质的溶解性：Na2FeO4<K2FeO4答案D解析尾气含有氯气，与氯化亚铁反应生成氯化铁，可再利用，故B正确；反应中Cl元素化合价由＋1价降低为－1价，Fe元素化合价由＋3价升高到＋6价，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，故C正确；结晶过程中加入饱和KOH溶液，增大了K＋浓度，该温度下，高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小，有利于K2FeO4晶体的析出，故D错误。13．已知FeCl3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。(1)B中反应的离子方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)(Ⅰ)和(Ⅱ)中装置F的作用分别是_____________________________________________、______________________________________________________。如果选用(Ⅱ)来完成实验，则必须采取的改进措施是______________________________________________________。答案(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋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14．已知二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。某学生用如图所示的装置模拟工业制取并收集ClO2，其中A为ClO2的发生装置，B为ClO2的凝集装置，C为尾气吸收装置。回答下列问题：(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等，该反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________；A处还应添加温度控制(如水浴加热)装置，B处还应补充的装置是_______________________。(2)该装置按(1)补充完整后，装置A、B、C中还有一处设计明显不合理的是__________(填“A”“B”或“C”)，理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)C中的试剂为NaOH溶液，反应时生成氯酸钠和亚氯酸钠(NaClO2)。该反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若实验时需要450mL4mol·L－1的NaOH溶液，则在精确配制时，需要称取NaOH的质量为__________________，所使用的仪器除托盘天平、胶头滴管、量筒、玻璃棒外，还必须有_______________________________________________________________________________。答案(1)2KClO3＋H2C2O4eq\o(=,\s\up7(60℃))K2CO3＋2ClO2↑＋CO2↑＋H2O盛有冰水混合物的水槽(2)CC处为密封装置，气体不能排出，可导致仪器炸裂(3)2ClO2＋2OH－=ClOeq\o\al(－,2)＋ClOeq\o\al(－,3)＋H2O80.0g500mL容量瓶、烧杯

第18讲卤族元素溴、碘单质的提取[复习目标]1.掌握卤素单质的性质及卤素离子的检验。2.掌握卤素单质的提取。考点卤素单质的性质及X－的检验1．卤族元素卤族元素又称卤素，位于元素周期表的第ⅦA族，价层电子排布式为ns2np5。2．溴、碘单质物理性质比较性质Br2I2颜色深红棕色紫黑色状态液体固体溶解性①在水中溶解度不大；②易溶于有机溶剂特性易挥发、有毒①易升华；②使淀粉溶液变蓝3.氯、溴、碘单质化学性质比较与水反应X2＋H2OHX＋HXO氯、溴、碘与水反应由易到难与碱反应(NaOH)2NaOH＋X2=NaX＋NaXO＋H2O氧化性①Cl2＞Br2＞I2，还原性：Cl－＜Br－＜I－；②氯、溴、碘与氢气化合由易到难；③I2与Fe反应只生成FeI2，其他卤素单质可将Fe氧化为＋3价4.氟的特殊性(1)氟无正化合价。(2)F2能与水反应放出O2，化学方程式：2H2O＋2F2=4HF＋O2。(3)在HX中，HF的熔、沸点最高，氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃。5．卤素离子的检验方法(1)AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up7(滴加稀硝酸和AgNO3溶液))生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(白色沉淀，则有Cl－,浅黄色沉淀，则有Br－,黄色沉淀，则有I－))(2)置换——萃取法未知液eq\o(→,\s\up7(加适量新制饱和氯水),\s\do5(振荡))eq\o(→,\s\up7(加入CCl4下层或汽油上层),\s\do5(振荡))有机层呈eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(红棕色或橙红色，表明有Br－,浅紫色或紫红色，表明有I－))(3)氧化——淀粉法检验I－未知液eq\o(→,\s\up7(加入适量新制饱和氯水或双氧水),\s\do5(振荡))eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液),\s\do5(振荡))蓝色溶液，表明有I－[应用举例]鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是②④⑤(填序号)。①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥CCl4、淀粉溶液1．卤素气态氢化物的水溶液都是强酸溶液()2．浓H2SO4能干燥HCl，所以浓硫酸也能干燥HBr()3．加碘盐能使淀粉变蓝()4．清洗碘升华实验所用试管的操作是先用酒精清洗，再用水清洗()5．液溴易挥发，存放液溴的试剂瓶中应加水封()6．用加热的方法可将NaHCO3中混有的少量碘除去()7．可用F2与NaCl溶液反应产生Cl2，验证F2的氧化性大于Cl2()答案1.×2.×3.×4.√5.√6.×7．×一、卤素性质的递变规律1．下列有关卤素的说法错误的是()A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强C．单质的颜色随核电荷数的增加而加深D．碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度答案A解析元素非金属性的强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关，可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较，A错误；I2在KI溶液中存在平衡：I2＋I－Ieq\o\al(－,3)，可使其溶解度增大，D正确。2．(2024·合肥模拟)向KBr、KI混合溶液中依次加入少量氯水和CCl4，振荡后静置，可观察到溶液分层，下层呈紫红色。下列有关说法正确的是()A．元素Br在周期表中位于第三周期第ⅦA族B．简单阴离子的半径：r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)C．元素的第一电离能：I1(Cl)<I1(Br)<I1(I)D．该实验表明单质的氧化性顺序：Cl2>Br2>I2答案B解析Br原子的价层电子排布式为4s24p5，Br位于周期表中第四周期第ⅦA族，故A错误；同一主族元素，从上到下，离子半径逐渐增大，第一电离能逐渐减小，Cl、Br、I位于同一主族，原子序数依次增大，故离子半径大小顺序为r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)，第一电离能大小顺序为I1(Cl)>I1(Br)>I1(I)，故B正确，C错误。二、拟卤素和卤素互化物的结构与性质3．氰[(CN)2]的结构简式为N≡C—C≡N，其化学性质与卤素(X2)很相似，化学上称之为拟卤素，其氧化性介于Br2和I2之间。(1)写出(CN)2的电子式：_________________________________________________________。(2)写出(CN)2在常温下与烧碱溶液反应的化学方程式：________________________________。(3)在KBr、KI、KCN的混合溶液中通入少量氯气，发生反应的离子方程式为_______________。答案(1)(2)(CN)2＋2NaOH=NaCN＋NaCNO＋H2O(3)2I－＋Cl2=I2＋2Cl－4．一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3)是卤素互化物，它们的性质与卤素单质相似。(1)ICl3与水反应的产物可能为___________________________________________________(填化学式)。(2)ICl在常温下与烧碱溶液反应的离子方程式为____________________________________，该反应是否是氧化还原反应？__________(填“是”或“否”)。答案(1)HCl、HIO2(2)ICl＋2OH－=Cl－＋IO－＋H2O否三、Cl2、Br2、I2氧化性强弱的实验探究5．某小组用如图所示装置比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱(夹持仪器已略去，气密性已检查)。实验过程：Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。Ⅳ.……(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是________________。(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是__________________________________________________________________________________________________________________________。(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_______________________________________________________________________________________________________________________________。(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是_________________________________________________________________________________________________________________。(5)过程Ⅲ实验的目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下，__________，得电子能力逐渐减弱。答案(1)(2)湿润的淀粉-KI试纸变蓝(3)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－(4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色(5)确认C中的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰(6)原子半径逐渐增大解析A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI=2KCl＋I2、Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2、Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI=2KBr＋I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。1．(2018·江苏，5)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是()A．用装置甲灼烧碎海带B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气答案B解析A项，灼烧碎海带应在坩埚中进行，不能用烧杯，装置甲不能达到实验目的；C项，用浓盐酸和MnO2制取氯气需要加热，装置丙不能达到实验目的；D项，吸收Cl2应用NaOH溶液，装置丁不能达到实验目的。2．[2021·全国甲卷，26(1)]碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：I2的一种制备方法如图所示：①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为______________________________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成____________后可循环使用。②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为______________________；若反应物用量比eq\f(nCl2,nFeI2)＝1.5时，氧化产物为______________；当eq\f(nCl2,nFeI2)＞1.5后，单质碘的收率会降低，原因是__________________________。答案①2AgI＋Fe=2Ag＋Fe2＋＋2I－AgNO3②FeI2＋Cl2=I2＋FeCl2I2、FeCl3I2被过量的Cl2进一步氧化解析①由流程图可知悬浊液中含AgI，AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag，FeI2易溶于水，在，生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环。②通入Cl2的过程中，因I－还原性强于Fe2＋，Cl2先氧化还原性强的I－，若氧化产物只有一种，则该氧化产物只能是I2，故反应的化学方程式为FeI2＋Cl2=I2＋FeCl2；若反应物用量比eq\f(nCl2,nFeI2)＝1.5时，先氧化完全部I－再氧化Fe2＋，恰好将全部I－和Fe2＋氧化，故氧化产物为I2、FeCl3；当eq\f(nCl2,nFeI2)>1.5即Cl2过量，多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应，单质碘的收率会降低。3．[2018·全国卷Ⅲ,27(1)(2)]KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。(1)KIO3的化学名称是________。(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是__________________。“滤液”中的溶质主要是__________。“调pH”中发生反应的化学方程式为__________________