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文档简介

第四章非金属及其化合物

第11讲氯及其重要化合物

1.了解氯的单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及应

用。

2.了解氯的单质及其重要化合物对环境的影响。

课标解读3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方

法)。

4.掌握卤素单质的性质及卤素离子(X1的检验。

5.了解海水中澳的提取及海带中碘的提取。

弯电1氯及其化合物的性质及应用

必备知识•梳理夯实

知识梳理

1.氯的原子结构及存在

原子结构;;易得1个电子,C]

氯在自然界中以化合态存在,

主要以NaCl的形式存在

2.氯气的物理性质

颜色气味毒性密度特性

强烈刺激性

黄绿色有毒比空气大易液化

气味

注意:实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,

使极少量气体飘进鼻孔(如图所示)。

闻气体时的正确操作

3.C12的化学性质

C12是活泼的非金属单质,能氧化许多金属、非金属的单质以及一些具有还

原性的化合物。

写下列反应的化学方程式和相应反应现象,指出C12在反应中表现氧化性还

是还原性。

j与Fe:2Fe+3Cl2^:2FeCl3,

产生红棕色烟寺燃

均表现

与五单矿质1与产C生u:棕C黄U4色-C烟12〜=产==CUC12,>氧化性

^H2n^+C12=2HC1,

氯I产生苍白色火焰,出现白雾

C1+HO^^HC1+HC1O1既表现

化22

-反应---------------------------卜氧化性又

J表现还原性

鬟NaO心C1+2NaOH^NaCl+NaClO+H2O

反应-----------------------------------

-与:

与还FeCLCl2+2FeCl2^2FeCl3'

l露表现

原剂与SO2+H2O:C1+SO+2HO^=

----►<222

反应

2HC1+H2sO4氧化性

〔与KI溶液:2KI+C12^=2KCl+l2J

有机反叫,与CH4:CH,+CL望CH3CI+HCI

反应类型取代反应

[微点归纳](1)氯气具有强氧化性,与变价金属反应时均生成高价态的金属

氯化物,如FeCb不能由两种单质直接化合生成。

(2)氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,但可使湿润的有色布条

褪色,起漂白作用的物质是HC10。

4.氯水的成分和性质——从平衡的角度理解

氯气能溶于水,氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。

(1)氯水中存在三种平衡关系和一个完全电离

CI2+H2OHC1+HC10

HC10H++C10

H2OH++OH"

HC1=H++C1"

氯水中存在着上述关系中的各种微粒:

(2)氯水性质的多重性

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。

[微点归纳]①氯水常代替氯气进行溶液中的实验。

②1molCb与水反应时(可逆反应),转移电子数小于NA,而ImolCb与足

量冷的NaOH溶液(或石灰乳)反应时,转移电子数为NA。

(3)氯水性质的探究实验

实验操作现象结论说明

溶于水中的部分

观察氯水的颜色浅黄绿色含C12分子氯气与水发生反

向饱和氯水中加Ag++cr

白色沉淀含c「

入AgNO3溶液=AgClJ

①向饱和氯水中

加有色布条①布条褪色HC1O具有漂白作氯气与水反应生

②干燥氯气接触②无明显现象用成了HC1O

干燥的有色布条

盛氯水的试管倒

HC1O在光照下易CTS…光照CTS,

扣在水槽中,用强有气泡产生2HC1O2HC1

分解+0t

光照射试管2

HC1、HC1O都有酸

向紫色石蕊溶液溶液先变红色后氯水具有酸性、强

性,HC1O有强氧

中滴加氯水褪色氧化性

化性

向饱和氯水中滴2Fe2++Cb=2Fe3

溶液变为棕黄色C12有氧化性

+

入FeCl2溶液+2CF

5.氯的重要化合物——次氯酸与次氯酸盐

(1)次氯酸的性质

H:0:Cl:

HC10的电子式:……

结构式H—O—C1。

酸性比碳酸弱

③弱酸性

使有色布条褪色山河岛了T①丕程厂见光易分解

用作消毒剂、漂白剂小/—L

氯水的配制与保存

H—0—C1

①不稳定性:2HC1O三^2HC1+O2t(见光易分解),HC10不能单独存

在,只存在溶液中。

氯水需现用现配,保存在棕色瓶中,置于冷暗处。

②强氧化性:比C12的氧化性强。

能使某些染料和有机色素褪色,可用作棉、麻和纸张的漂白剂;可用于自来

水的杀菌、消毒。

③弱酸性:H2CO3>HC1O>HCOF

向NaClO溶液中通少量CO2,化学方程式为

NaC10+CC)2+H20=NaHC03+HC10。

(2)次氯酸盐

①“84”消毒液(漂白液)

有效成分,me

-----------►NTaClO

制备原理行皿八口_____zee2有U八

-----------►Q2+2NaOHNaClO+NaQ+H^O

消毒原理〉利用强氧化性

漂白原理

。与酸性物质作用生成HC10

NaC10+C02+H2O=NaHCO3+HC10

酸碱性

cio-水解使溶液呈旦性

理驾杀菌、消毒

[微点归纳]洁厕灵的主要成分是盐酸,“84”消毒液与洁厕灵不能混合:C10

"+Cr+2H+=C121+H2OO

②漂白粉

成分主要成分Ca(C10)2、CaCl:

有效成分Ca(C10)2

制取原理2C1+2Ca(°H)2

CaCl2+Ca(C10)2+2H2O

化壬田人,水解呈碱性,具有强氧化性

-Ca(CIO)2+H20+C02

久置失效原因,CaCOsJ+2HC1O

光招

_HC1O分解:2HC1O=^=2HC1+02f

理作消毒剂和漂白剂

6.氯气的用途

(1)制漂白液、漂白粉、漂粉精。

(2)工业制盐酸。

(3)合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、药品等。

自主小练

1.易错辨析:正确的打“,错误的打“X”。

(1)C12具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂。(X)

[提示]C12中氯元素化合价为0价,中间价态可升可降。

(2)氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明C12具有氧化性。(V)

[提示]C12将「氧化为12,表现了氧化性。

(3)实验室常用pH试纸测定氯水、次氯酸盐溶液的pHo(X)

(4)氯气具有漂白性,可用作棉、麻和纸张的漂白剂。(X)

(5)在空气中氯水长时间敞口放置,其酸性增强,氧化性减弱。(V)

(6)Cu、Fe在Cb中燃烧均生成金属高价氯化物。(V)

(7)工业上利用C12与石灰乳反应制取漂白粉,而不是用Cb与石灰水反应。

(V)

(8)漂白液呈碱性的原因是C1CT水解。(V)

(9)漂白粉在空气中久置可生成CaCCh。(V)

(10)用Cb消毒的自来水中可能含有有机氯化物对人体有害。(V)

-2+

(11)漂白粉溶液中通入SO2的离子方程式为2C1O+SO2+Ca+

H20=2HC10+CaS03;□(X)

[提示]向漂白粉溶液中通入SO2,生成的是CaSO4,而不是CaSO3。

(12)氯水放置数天后,pH将变小。(V)

(13)为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色

卡对照即可。(X)

[提示]氯水中的HC10具有漂白性,能将pH试纸氧化而褪色。不能用pH

试纸测定其pHo

(14)漂白粉溶液在空气中失效的离子方程式:

CIO"+C02+H20=HC10+HCOFO(X)

(15)漂白粉在空气中久置变质是由于漂白粉中的CaC12与空气中的CO2反应

生成CaCCh。(X)

(16)1molCb参加反应转移2moi电子。(X)

[提示]在C12+2Na0H=NaCl+NaC10+H2。反应中1molCb参加反应转

移1mol电子。

(17)过量S02通入NaClO溶液中:SO2+CIO+H2O=HC1O+HSO?O(X)

[提示]离子反应产物是H+、C「和SOF,HC10具有强氧化性,而HSO,具

有强还原性。

2.(1)向新制氯水中加入碳酸钙粉末,能增加氯水中HC10的浓度吗?为什

么?

[提示]能;原因是氯水中存在平衡:CI2+H2OHC1+HC10,加入的

CaC03粉末会与HC1反应,从而使平衡右移,提高了HC10的浓度。

(2)漂白粉长期露置于空气中,最终得到的物质是什么?写出反应的化学方

程式。

[提示]漂白粉露置于空气中发生的反应有:

Ca(C10)2+H2O+CO2=CaCO3I+2HC10,

光照,•

2HC1O^=2HC1+O2t,

CaCO3+2HCl=CaCl2+H20+C02t,

故漂白粉最终得到的物质是CaCL

考点突破•训练提升

微考点1氯气的性质及应用

(2024•河北衡水高三检测)如图是某同学设计的氯气制备及性质验证实

验装置。相关说法正确的是(B)

耳脱脂棉包裹的

7无水氯化钙

浓盐酸-豆

/气球

腐・--干燥品红试纸

.一湿润品红试纸

,一湿润淀粉碘化钾试纸

t一湿润紫色石蕊试纸

高镒一.

酸钾"

A.脱脂棉中的无水氯化钙可以用碱石灰代替

B.该实验装置可证明干燥的氯气没有漂白作用

C.湿润的紫色石蕊试纸变红色,说明反应生成了酸性物质

D.湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色,然后又逐渐褪去,说明氯气具有漂白性

[解析]氯气能与碱石灰反应,脱脂棉中的无水CaCb不能用碱石灰代替,

A错误;生成的氯气经过干燥后不能使品红试纸褪色,该实验装置可证明干燥的

氯气没有漂白作用,B正确;生成的氯气中含有挥发出的HC1,HC1也能使湿润

的紫色石蕊试纸变红色,不能说明反应生成了酸性物质,C错误;湿润的淀粉

KI试纸变蓝色,然后又逐渐褪去,是因为氯气首先氧化厂生成单质碘,然后氯

气继续氧化单质碘,氯气没有漂白性,D错误。

2.(2024・湖南湘潭高三检测)已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现

按如图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球,反应

一段时间后,对图中指定部位颜色描述正确的是(A)

选项①②③④

A黄绿色橙色蓝色白色

B无色橙色紫色白色

C黄绿色橙色蓝色无色

D黄绿色无色紫色白色

④->氢氧化钠溶液

③—»淀粉-KI溶液

②—O+NaBr溶液

①T\KCK)3和

1匕苧通>HC1(浓)溶液

[解析]常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出C12,①处充满黄绿色C12;氯气进

入玻璃管后与②处NaBr溶液发生置换反应生成Bn,白色棉球变为橙色;氯气

和③处KI溶液反应置换出b,遇淀粉变蓝;④处利用氯气与碱液反应进行CL

的尾气吸收,尽管反应生成的物质均为无色,但棉球本身是白色的,所以④处的

颜色为白色,故A正确。

辔归纳拓展:

以氯气为中心的反应

【对点训练】

1.(2024・湖南长沙模拟)下列关于CL性质的说法正确的是(A)

A.可与NaOH溶液反应

B.是无色无味的气体

C.能使干燥的有色布条褪色

D.密度比空气小

[解析]氯气与NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO,故A正确;氯气是黄

绿色有刺激性气味的气体,故B错误;氯气本身不具有漂白性,不能使干燥的

有色布条褪色,故C错误;氯气的相对分子质量为71,大于空气的平均相对分

子质量29,所以密度比空气大,故D错误。

2.(2024•山东青岛高三检测)常温下,将Cb缓慢通入水中至饱和,然后改

向其中滴加浓NaOH溶液。整个实验过程中的pH变化曲线如图所示,不考虑次

氯酸分解与溶液体积变化,下列叙述正确的是(B)

A.实验过程中可以用pH试纸测定溶液的pH

B.a-b过程中,溶液中HC1O的浓度增大

C.b点时溶解的C12全部与水发生了反应

D.c点以后溶液呈碱性,没有漂白性

[解析]将Cb缓慢通入水中至饱和,然后改向其中滴加浓NaOH溶液,整

个过程中发生的反应有CI2+H2OHC1+HC1O,HCl+NaOH=NaCl+H2O,

HC1O+NaOH=NaClO+H2O。HC1O具有漂白性,实验过程中不能用pH试纸

测定溶液的pH,A错误;a-b过程中,反应为CI2+H2OHC1+HC1O,随着

Cb通入,反应正向进行,溶液中HC1O的浓度增大,B正确;Cb与水的反应为

可逆反应,则b点时溶液中还存在Ch,C错误;c点以后溶液含有NaClO,NaClO

水解生成HC1O,仍然具有漂白性,D错误。

微考点2氯水的成分及性质

例11.(2024•河北衡水高三检测)探究新制氯水的成分及性质的实验中,依据

下列方法和现象,不能得出相应结论的是(B)

选项方法现象结论

氯水呈浅黄绿

A观察氯水的颜色氯水中含C12

向饱和NaHCO3溶液中加入足量有无色气体产

B氯水中含HC1O

氯水生

C向红色纸条上滴加氯水红色纸条褪色氯水具有漂白性

溶液变成棕黄

D向FeCb溶液中滴加氯水氯水具有氧化性

[解析]氯气为黄绿色气体,氯水呈浅黄绿色,是因为溶解了氯气,A正确;

向饱和NaHCCh溶液中加入足量氯水,有无色气体产生,是因为HC03与氯水

中的H+发生反应生成水和二氧化碳,B错误;红色纸条褪色,说明氯水具有漂

白性,C正确;向FeCb溶液中滴加氯水,溶液变成棕黄色,是因为发生反应2FeCL

+Cl2=2FeCl3,说明氯水具有氧化性,D正确。

2.氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据氯水分别与如图四种物

质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应,且氯水足量)。

(2)c过程中的现象是产生白色沉淀。

b过程中反应的离子方程式为2H++CO笏=H2O+CO2t。

(3)a过程中反应的化学方程式为Cb+2FeCL-2FeC13。

[解析](1)氯水中的HC10有强氧化性,一般在应用其漂白时,HC10的强

氧化性将有色物质氧化成无色物质,本题中氯水能使石蕊试液先变红,后褪色。

(2)氯水中有C「,加入AgN03溶液有白色沉淀生成,生成AgCl沉淀:CF

+Ag+=AgCl;,氯水中含有HC1,具有酸性,与COM反应生成二氧化碳气体,

+

反应的离子方程式为COr+2H=CO2t+H2Oo

(3)Cb是新制氯水的主要成分,具有强氧化性,与FeCb发生氧化还原反应:

2FeCl2+C12=2FeCl3o

【对点训练】

1.(2024•山东滨州高三检测)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据

实验现象得出的结论不正确的是(A)

A.氯水的性质很稳定,保存在无色试剂瓶中

B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有

cr

C.向氯水中加入Na2cO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H卡

D.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cb

[解析]溶液中存在平衡CI2+H2OHC1++HC10,氯水中含有HC10,

次氯酸不稳定,见光易分解,所以保存在棕色试剂瓶中,故A错误;氯水与硝

酸银反应产生白色沉淀,只能是氯离子与银离子反应得到AgCl白色沉淀,说明

氯水中含有C「,故B正确;溶液呈酸性,能与碳酸钠反应生成二氧化碳,故C

正确;只有氯气有颜色,为黄绿色,氯水呈浅黄绿色是由于含有氯气,故D正

确。

2.(2024•上海浦东新区模拟)向新制氯水中加入过量下列物质,能增强溶液

漂白能力的是(C)

A.碳酸钠溶液B.稀硫酸

C.碳酸氢钠溶液D.二氧化硫水溶液

[解析]由于酸性HC1>H2c03>HC10>HC(K,向溶液中加入碳酸钠溶液,碳

酸钠溶液与盐酸和次氯酸反应,导致次氯酸浓度减小,溶液漂白性减弱,故A

错误;加入稀硫酸使溶液中氢离子浓度增大平衡逆向进行,次氯酸浓度减小,溶

液漂白性减弱,故B错误;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸:CI2+H2OHC1

+HC1O,该反应为可逆反应,加入NaHCCh溶液后,消耗氢离子,降低氢离子

浓度,平衡正向移动,HC1O浓度增大,漂白能力增强,故C正确;加入二氧化

硫的水溶液,二氧化硫有还原性,能被氯气氧化,平衡逆向进行,次氯酸浓度减

小,漂白性减弱,故D错误。

里归纳拓展:

1液氯、新制氯水、久置氯水的比较

项目液氯新制氯水久置氯水

分类纯净物混合物混合物

颜色黄绿色浅黄绿色无色

性质氧化性酸性、强氧化性、漂白性酸性

粒子CI2、HC1O、H2O>/、

C12H2O、H+、C「、OH-

种类C「、CIO-,OH-

2氯水性质在应用中的常见误区

(1)氯水中因HC1O见光分解,随着HC1O的消耗,最后成为盐酸,故久置氯

水酸性增强,无漂白性。因此,氯水要现用现配。

⑵制取氯水的反应为CI2+H2OHC1+HC1O,反应中Cb既是氧化剂,

又是还原剂,且1molCb参加反应,转移电子数为NA。

(3)Cb尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性是因为Cb与

水反应生成了强氧化性的HClOo

(4)。0一与Fe2+、「、S2",HS\SOM等在水中因发生氧化还原反应而不能

大量共存。

(5)氯水能使紫色石蕊溶液、蓝色石蕊试纸、pH试纸等先变红后褪色。不能

用pH试纸测定氯水的pHo

微考点3氯及其重要化合物的转化

彳列1.(2024•华南师大附中模拟)部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价

关系如下图所示。下列说法错误的是(B)

+7-

_e

W+5----------------------------------------------♦-

如4•

Y+J

<+出氢怦♦।:d।

-11-•单质氧化物含氧酸含氧酸盐

物质种类

A.a与d、a与e均能反应得到b

B.c为一种新型自来水消毒剂,c代替b的原因是c不属于危险化学品

C.向b的水溶液中加入CaCO3,可以增加d的产量

D.e的某种固体可用于实验室制02

[解析]由题图可知,a为HC1,b为Cl2,c为C1O2,d为HC1O,e为含C1O9

的盐。根据氧化还原反应规律,HC1与HC1O、HC1与CIO3均能发生价态归中

反应生成Cb(b),A正确;c为CIO2,是新型自来水消毒剂,用C1O2代替Cb的

原因是C1O2不会反应生成有毒的含氯有机物,B错误;氯水中存在平衡:Cl2+

H2OHC1+HC1O,由于酸性:HC1>H2CO3>HC1O,加入CaCCh,消耗HC1,

使平衡正向移动,HC1O的产量增加,C正确;e为含C1O3的盐,如KC1O3加热

时分解生成氯化钾和02,故可用于实验室制取02,D正确。

2.(2024•河北衡水高三检测)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)(C)

--

A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cb制备:C12+20H=C10+Cr+H20

B.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HC1)混用,产生有毒Cb:2H++Cr+C10

-=Cbt+H2O

C.该消毒液的pH约为12:C10"+H20HC10+0H-

D.该消毒液加白醋生成HC1O,可增强漂白作用:CH3coOH+C1CT

HCIO+CH3COO

[解析]氯气可与NaOH溶液反应生成NaClO,离子反应为©12+2011-

=C10-+Cr+H20,故A正确;NaClO与盐酸发生氧化还原反应生成氯气,

离子反应为2H++C广+C1O-=C12t+H20,故B正确;饱和NaClO溶液的pH

约为11,而该消毒液的pH约为12,与含NaOH有关,NaOH=Na++OH",故

C错误;醋酸的酸性大于HC10的酸性,HC10浓度越大、漂白性越强,离子反

应为CH3co0H+C10HCIO+CH3COO,故D正确。

【对点训练】

1.市场上销售的某消毒液,其商标上有如下说明:①本产品为无色液体,

呈弱碱性;②使用时,加水稀释;③可对餐具、衣服进行消毒,也可用于漂白浅

色衣物。据此推断,该产品的有效成分可能是(C)

A.HC10B.NaCl

C.NaClOD.KMnO4

[解析]HC10溶液为酸性,故A错误;NaCl溶液为中性,故B错误;NaClO

溶液为无色,水解显碱性,且具有强氧化性,可作消毒剂、漂白剂,故C正确;

KMnCU溶液为紫色,与无色液体不符,故D错误。

2.(2024•广东湛江模拟)部分常见含氯物质的分类与相应化合价关系如图所

示,设相应的盐中的阳离子均为Na+。下列推断不合理的是(B)

-10+1

化合价

A.a既可被氧化,也可被还原

B.d的浓溶液可与c的固体反应生成b与e

C.实验室可通过加热MnO2与d的浓溶液制得a

D.可存在a—c—e-d-b—a的循环转化关系

[解析]由题干信息可知,物质a、b、c、d、e分别为Cb、NaCl、NaClO,

HC1、HClOoa为Cb,其中Cl元素的化合价为0价,既可以升高也可以降低,

故既可被氧化,也可被还原,A正确;由于存在反应C1CT+C「+2H+==Cbt

+H2O,故d的浓溶液即浓盐酸不可与c的固体即NaClO反应生成NaCl与HC1O,

B错误;实验室可通过加热MnCh与d的浓溶液即浓盐酸制得a即CI2:MnO2+

4HC1(浓)q=MnCb+C12t+2H2O,C正确;可存在a-c-e-d-b-a的循环

「八」OH__H+光照OH-_CIO--步

转化关系,即Cb------->C1O------->HC1O------->HC1------->C1------->Ch,D正确。

辔归纳拓展:

1次氯酸的漂白原理、特点及应用范围

原型一将有色物质氧化为稳定的无色物质

高一被H。。漂白后的物质,久置后不再恢

复原色,即HC1O的漂白具有不可逆性

|应用|

4」一几乎所有有机色质遇HC1O都会褪色

「范围|

2含氯消毒剂的共同特点是利用本身的强氧化性,或与水反应产生HC1O,

杀灭具有生命活性的微生物。

3规律总结

(1)向NaClO溶液中通入CO2(无论是少量还是过量),均生成HCO9和HClOo

原因是酉Q性:H2CO3>HC1O>HCO70

2+

⑵向Ca(C10)2溶液中通入少量CO2,发生的反应为Ca+2C10-+C02+

H2O=CaCO3I+2HClOo

(3)向Ca(C10)2溶液中通入SO2,生成的是CaSCU而不是CaSCh。

(4)次氯酸根离子(C1CT)无论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化

性,均能氧化厂、Fe2+>SOF、S2一等还原性离子。

考点己氯气的实验室制法及性质实验探究

必备知识•梳理夯实

知识梳理

1.C12的实验室制法

(1)制取原理

强氧化剂[如KMnCU、KCIO3、M11O2、Ca(C10)2等]与浓盐酸反应可制取氯

气o如MnO2和浓盐酸反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)^^MnCb+C12t

+2H2Q0浓盐酸表现的性质为还原性和酸性。

其他制备氯气的反应原理

①14HC1+K2Cr2O7=2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2t

②16HC1+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5C12t

③6HC1(浓)+KC1O3=KC1+3H2O+3Cbt

@4HC1+Ca(C10)2=CaCl2+2H2O+2C12t

其中,使用稀盐酸就可以发生反应①②④产生氯气;在需要浓盐酸的反应中,

如不用浓盐酸,亦可用NaCl(固体)跟浓硫酸来代替,如:2NaCl+MnO2+

3H2so4(浓)q=2NaHSO4+MnSO4+Cl2t+2H2Oo含氯气的尾气处理通常用

NaOH溶液吸收。

(2)实验装置

(3)制取过程(以MnCh与浓盐酸反应为例)

|发生装置|固体+液体士气体

用饱和食盐水除去HC1,再用浓硫

除杂方法

酸除去水蒸气

I收集方法1—1向上排空气法或排饱和食盐水法

①用湿润的淀粉KI试纸,试纸

变蓝

②用湿润的里或石蕊试纸,试纸

先变红后褪色

用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收

I尾气处理I-

尾气

[微点归纳]实验室制取C12各部分装置及试剂的选择依据

(1)依据反应物的状态和反应条件,选择Cb的发生装置。利用MnCh与浓盐

酸制取Cb选择“固体+液体----气体”的装置;利用KCICh、KMnO4等氧化

剂与浓盐酸制取Cl2选择“固体+液体一->气体”的装置。

(2)依据Cb及所含杂质的性质,选择除杂试剂和装置:利用饱和食盐水除去

HC1,利用浓硫酸除去H20(g)。注意气体通过洗气瓶时“长进短出”。

(3)加热时的温度:不宜过高,以减少HC1的挥发。

(4)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cb后,再拆卸装置,避免污染

空气。

(5)尾气吸收时,用NaOH溶液吸收CL,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清

石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。

2.C12的工业制法

电解

(1)电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O^^2NaOH+H2T+Cbt。

电解

(2)电解熔融NaCl:2NaCl(熔融)^^2Na+CNt。

3.Cb性质实验探究的示例分析

装置试剂实验现象实验目的

A浓硫酸验证干燥的氯气无漂白

B干燥红色布条无明显变化作用,湿润的氯气(含

C湿润红色布条红色布条褪色HC1O)有漂白作用

DFeCb溶液溶液由浅绿色变棕黄色验证氯气具有强氧化性,

E淀粉一KI溶液溶液变蓝色可与金属及还原性化合

FMg或Na产生白烟物反应

GNaOH溶液吸收多余的氯气

自主小练

1.易错辨析:正确的打“,错误的打“X”。

(1)用浓硫酸或碱石灰干燥C12。(X)

[提示]碱石灰不能用于干燥氯气。

(2)常用饱和石灰水吸收尾气中的CM(X)

[提示]饱和石灰水浓度较小,不能完全吸收尾气,应选用氢氧化钠溶液。

(3)MnO2与浓盐酸共热制取CL,加热温度不宜过高,以减少HC1的挥发。

(,)

(4)实验过程中,可用饱和NaHCCh溶液除去Cl2中混有的HCL(X)

⑸用MnOz和浓盐酸制取Cb的反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为1:

4。(X)

(6)MnO2与浓盐酸反应制Cb的离子方程式:

2+

MnO2+4HCl=^=Mn+2C1"+Cl2t+2H2Oo(X)

(7)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。(V)

[提示]C「对CI2+H2OHC10+HC1的平衡起到抑制作用。

(8)用NaOH溶液吸收多余的Cb时,导气管不能伸到液面以下,原因是防止

倒吸。(X)

[提示]吸收C12时,为了吸收充分,应将导气管伸到液面以下。

(9)一套完整的制气装置包括:发生装置一净化装置一收集或性质验证装置

一尾气处理装置。(V)

(10)用干燥的淀粉一碘化钾试纸检验Cb是否收集满。(X)

[提示]干燥的淀粉碘化钾试纸与C12不反应。

(11)含4moiHC1的浓盐酸与足量MnCh反应,可制备22.4LCL(X)

[提示]浓盐酸变稀后不再反应,4moiHC1有剩余,且未知是否是标准状

况,无法计算生成的气体的体积。

(12)过量浓盐酸与一定量的二氧化镒反应,MnCh能完全反应。(V)

2.某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法正确的是(A)

二氧化铳

和浓盐酸排出

空气

±

A.该装置图中至少存在三处明显错误

B.该实验中收集氯气的方法不正确

C.如果需要得到干燥纯净的CL,只需在气体发生装置和收集装置之间连

接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可

D.含有2moiHC1的某浓盐酸与足量MnCh混合,在一定条件下反应,转

移1mol电子

[提示]B项,Cb的密度比空气大,该收集方法正确;C项,要得到干燥、

纯净的Cb,首先应将气体通过饱和食盐水除去HC1,再通过浓硫酸除去水蒸气;

D项,浓盐酸变稀后便不再反应,使产生的C12的物质的量小于0.5mol,转移的

电子小于1moL

3.下图是KMnCU与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。

(1)A中发生反应的化学方程式:2KMnO4+16HC1(浓)=2KCl+2MnC2+

5cbt+8H2O。

(2)装置B、C、D的作用分别是

B向上排空气收集氯气;

C安全瓶作用,防止D中的液体倒吸入B中;

D吸收尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境。

(3)含0.4molHC1的浓盐酸与足量的MnCh共热,能否得到0.1molCl2?为

什么?

[提示]不能。随着反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,不能再被MnCh氧化;

同时由于盐酸具有挥发性,反应过程中HC1也会挥发。

考点突破•训练提升

微考点1氯气的制备与性质实验探究

彳列1.(2024•河北衡水中学调研)金属锡是一种具有银白色金属光泽且质地较

软的低熔点金属,常温下SnC14为无色液体,沸点为114℃,在空气中易水解为

锡酸与HC1。可用C12与熔融金属锡反应制备SnC14,装置如图(夹持装置略)。下

列说法错误的是(C)

.浓盐酸

用饱和,冰水NaOH

班KMnO”"食盐水混合物溶液

甲乙丙丁戊己

A.用注射器代替长颈漏斗能更好地控制产生氯气的速率

B.装置戊的作用是冷凝、收集SnCL

C.实验过程中应该先点燃酒精灯熔化金属锡,再向甲中注入浓盐酸

D.用装有碱石灰的干燥管代替装置己中NaOH溶液更合理

[解析]KMnCU与浓盐酸反应剧烈,故用注射器代替长颈漏斗能控制滴加盐

酸的速率,进而控制反应的速率,A正确;常温下SnCL为无色液体,沸点为114℃,

故需要进行冷凝液化收集,B正确;先点燃酒精灯熔化金属锡时会与空气中的氧

气反应,应该先制备氯气,将装置中空气排尽后再加热金属锡,C错误;装置己

中水蒸气会进入戊装置中,导致SnCL水解,换用碱石灰既能吸收多余的氯气,

又能防止水蒸气扩散至戊装置中,D正确。

2.(2024•河北衡水高三检测)实验室利用下面的装置制取并收集氯气,有关

描述正确的是(D)

A.发生装置应先加热再逐滴加入浓盐酸

B.饱和食盐水可以用饱和碳酸氢钠溶液代替

C.若用稀盐酸代替浓盐酸则不能制得氯气,说明浓盐酸的氧化性较强

D.可以通过观察集气瓶中气体的颜色判断氯气是否收集满

[解析]发生装置应先加入适量浓盐酸再加热,A不正确;饱和食盐水不能

用饱和碳酸氢钠溶液代替,否则会引入杂质二氧化碳气体,B不正确;若用稀盐

酸代替浓盐酸则不能制得氯气,说明浓盐酸的还原性较强,C不正确;氯气是黄

绿色气体,可以通过观察集气瓶中气体的颜色判断氯气是否收集满,D正确。

【对点训练】

1.(2022・广东卷)实验室用MnCh和浓盐酸反应生成Cb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(“一”表示气流方向)不能达到

实验目的的是(D)

[解析]浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HC1,可用饱和食盐水除去HC1,

C12可用浓硫酸干燥,故A不符合题意;氯气的密度大于空气的密度,可用向上

排空气法收集,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,故D符合题意。

2.(2024•湖南湘潭高三检测)某小组同学利用一定浓度的HC1溶液和MnO2

制备CL。为了防止制备的Cb逸散,该小组同学设计装置I、IKIIIo

11

试回答下列问题。

(1)发生装置选择图丙(填“图甲”“图乙”或“图丙”)。

(2)①若用所选的发生装置和装置I制取氯气,b瓶加入的液体一般为饱和

食盐水。反应开始后,关闭活塞K时,发现c中液面上升不明显,可能的原

因是装置漏气,检杳的简单方法是用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近各接口处检

验,漏气处试纸变蓝(或涂肥皂水等合理方法均可)。

②装置I能防止多余气体逸散的原因是关闭活塞后,若a中仍有气体生成,

气体压强增大,将b中液体压入c中,整个装置成为储气装置,不会有气体逸出。

③欲用装置n(或装置m)代替装置I中的b〜c部分(试剂相同),装置n玉

(填“是”或“否”)可行,理由是装置n的原理与装置I相同。装置ni3

(填”是"或”否”)可行,理由是C瓶因密闭,体积不能改变,压强增大时易发

生危险。

[解析]利用一定浓度的HC1溶液和MnCh制备CL,需要加热,生成的氯

气中含有挥发出的氯化氢气体,需要利用饱和食盐水除去氯化氢,依据Cb的性

质和装置特点分析解答。

(1)反应需要加热,图丙装置中恒压分液漏斗能使液体顺利滴下,因此发生

装置选择图丙。

(2)①若用所选的发生装置和装置I制取氯气,为了除去氯气中的氯化氢气

体,b瓶加入的液体一般为饱和食盐水。反应开始后,关闭活塞K时,发现c中

液面上升不明显,可能的原因是装置漏气。氯气具有强氧化性,则检查氯气是否

泄漏的简单方法是用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近各接口处检验,漏气处试纸变蓝。

微考点2其他含氯化合物的制备

彳列1.(2024•河北衡水高三检测)实验室中利用如图装置模拟制备“84”消毒

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