1、第第2 2節氯及其重要化合物節氯及其重要化合物第一單元第一單元2022備考要點素養要求1.掌握氯單質及其重要化合物的主要性質及應用。2.了解氯單質及其重要化合物對環境質量的影響。3.掌握氯氣的實驗室制法(包括所用試劑、儀器、反應原理和收集方法)1.宏觀辨識與微觀探析:能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題,在學習鹵素過程中,利用宏觀和微觀相結合的方式來認識物質及其遞變規律,形成科學的方法論。2.科學態度與社會責任:將化學知識與技能的學習、創新意識和社會責任感的形成等方面的要求融為一體,掌握氯氣的實驗室制法及其實際應用。考點一考點二考點一考點一氯及其化合物的性質及應用氯及其化合物的性質及應

2、用必備知識必備知識 自主預診自主預診知識梳理1.氯氣的物理性質顏色氣味密度色氣味比空氣黃綠刺激性大考點一考點二2.氯氣的化學性質寫出反應的化學方程式和相應現象,指出Cl2在反應中表現氧化性還是還原性?？键c一考點二微點撥 Cl2具有強氧化性,與變價金屬反應時均生成高價態的金屬氯化物,如FeCl2不能由Fe與Cl2發生化合反應而生成?？键c一考點二3.氯水的成分與性質(1)氯水的成分。氯水性質的多重性:新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質,在不同的化學反應中,氯水中參與反應的微?？赡懿煌?。考點一考點二(2)氯水的性質分析。考點一考點二(3)氯水性質的探究實驗。實驗操作現象結論說明觀察氯水的顏色淺黃

3、綠色含Cl2分子溶于水中的部分氧氣與水發生反應向飽和氯水中加入AgNO3溶液白色沉淀含Cl-Ag+Cl-=AgCl向飽和氯水中加有色布條;干燥氯氣接觸干燥的有色布條布條退色無明顯現象HClO具有漂白作用氯氣與水反應生成了HClO考點一考點二實驗操作現象結論說明盛氯水的試管倒扣在水槽中,用強光照射試管有氣泡產生HClO在光照下易分解2HClO2HCl+O2向紫色石蕊溶液中滴加氯水溶液先變紅色后退色氯水具有酸性、強氧化性HCl、HClO都有酸性,HClO有強氧化性向飽和氯水中滴入FeCl2溶液溶液變為棕黃色Cl2有氧化性2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-考點一考點二微點撥 (1)干燥的Cl2沒有

4、漂白性,但Cl2能使濕潤的有色布條退色,起漂白作用的是HClO,故不能用pH試紙測量氯水的pH。(2)1molCl2與強堿溶液完全反應轉移電子數為NA,而把1molCl2充入水中反應轉移的電子數小于NA(可逆反應)?？键c一考點二4.氯的重要化合物(1)次氯酸(HClO)?？键c一考點二不穩定性。次氯酸見光分解反應的化學方程式為。強氧化性。能使某些染料和有機色素退色,可用作棉、麻和紙張的漂白劑;可用于自來水的殺菌、消毒。弱酸性。向NaClO溶液中通入少量CO2,發生反應的離子方程式為。向NaClO溶液中通入CO2(不論是少量還是過量),均生成HC和HClO。原因是酸性:H2CO3HClOHC。2H

5、ClO2HCl+O2考點一考點二(2)次氯酸鹽。漂白液?？键c一考點二漂白粉。考點一考點二微點撥 向Ca(ClO)2溶液中通入SO2生成的是CaSO4而不是CaSO3。次氯酸鹽(含ClO-)不論是在酸性、堿性還是中性條件下,均具有強氧化性,均能氧化I-、Fe2+、S、S2-等還原性離子?？键c一考點二自我診斷1.判斷正誤,正確的打“”,錯誤的打“”。(1)過量的鐵粉在少量氯氣中加熱,充分反應后產物為FeCl2。()(2)標準狀況下,11.2LCl2充入水中,反應轉移的電子數為0.5NA。()(3)Cl2能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍,說明Cl2具有氧化性。()(4)氯氣用作水的殺菌消毒劑時沒有發生化

6、學變化。()(5)新制取的漂白粉是混合物。()答案 (1)(2)(3)(4)(5) 考點一考點二2.Cl2是一種重要的工業原料,液氯儲存區貼有的說明卡如下:盛放鋼瓶儲運要求遠離金屬粉末、氨、烴類、醇類物質;設置氯氣檢測儀泄漏處理用NaOH、NaHSO3溶液吸收下列解釋事實的方程式不正確的是()考點一考點二考點一考點二答案B考點一考點二關鍵能力關鍵能力 考向突破考向突破考向考向1氯及其化合物的性質氯及其化合物的性質【典例1】 (2020全國2,26)化學工業為疫情防控提供了強有力的物質支撐。氯的許多化合物既是重要化工原料,又是高效、廣譜的滅菌消毒劑?；卮鹣铝袉栴}:(1)氯氣是制備系列含氯化合物的

7、主要原料,可采用如圖(a)所示的裝置來制取。裝置中的離子膜只允許離子通過,氯氣的逸出口是(填標號)。圖(a)考點一考點二(2)次氯酸為一元弱酸,具有漂白和殺菌作用,其電離平衡體系中各成分的組成分數(X)=,X為HClO或ClO-與pH的關系如圖(b)所示。HClO的電離常數Ka值為。(3)Cl2O為淡棕黃色氣體,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反應來制備,該反應為歧化反應(氧化劑和還原劑為同一種物質的反應)。上述制備Cl2O的化學方程式為。圖(b)考點一考點二(4)ClO2常溫下為黃色氣體,易溶于水,其水溶液是一種廣譜殺菌劑。一種有效成分為NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二

8、氧化氯泡騰片”,能快速溶于水,溢出大量氣泡,得到ClO2溶液。上述過程中,生成ClO2的反應屬于歧化反應,每生成1molClO2消耗NaClO2的量為mol;產生“氣泡”的化學方程式為。(5)“84消毒液”的有效成分為NaClO,不可與酸性清潔劑混用的原因是(用離子方程式表示)。工業上是將氯氣通入到30%的NaOH溶液中來制備NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的質量分數為1%,則生產1000kg該溶液需消耗氯氣的質量為kg(保留整數)?？键c一考點二答案 (1)Na+a(2)10-7.5(3)2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O(4)1.25NaHCO3+NaHSO4=CO2+Na2S

9、O4+H2O(5)ClO-+Cl-+2H+=Cl2+H2O203考點一考點二解析 (1)圖(a)左側電極為陽極,精制鹽水中Cl-在陽極放電:2Cl-2e-=Cl2,故Cl2從a口逸出,Na+通過離子交換膜進入陰極。(2)次氯酸的電離常數表達式Ka=,圖(b)中(HClO)=(ClO-)時,對應溶液的pH為7.5,所以Ka=c(H+)=10-7.5。(3)Cl2Cl2O的過程中氯元素的化合價升高,由于Cl2與HgO的反應是歧化反應,則Cl2既是氧化劑又是還原劑,反應還應生成HgCl2,結合得失電子守恒配平反應的化學方程式為2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O?？键c一考點二(4)由于題述生成Cl

10、O2的反應屬于歧化反應,則酸性條件下生成ClO2的同時,應有NaCl生成,配平反應的離子方程式為5Cl+4H+=4ClO2+Cl-+2H2O。生成1molClO2則消耗1.25molNaClO2。同時NaHSO4與NaHCO3反應會產生CO2:NaHCO3+NaHSO4=CO2+Na2SO4+H2O。(5)酸性條件下ClO-與Cl-發生歸中反應:ClO-+Cl-+2H+=Cl2+H2O。設原30%的NaOH溶液的質量為x,結合反應2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,可得方程:解得x=796.74kg,則消耗Cl2為1000kg-796.74kg=203.26kg203kg。考點一

11、考點二易錯警示 (1)Cl2可使濕潤的有色布條退色,不能使干燥的有色布條退色,說明Cl2沒有漂白性,而是HClO有漂白作用。Cl2可使濕潤的石蕊試紙先變紅后退色,原因是Cl2與水反應生成的酸使石蕊先變紅,HClO使變色后的石蕊退色。(2)工業制取漂白粉是用氯氣與石灰乳反應,而不是用氯氣與石灰水反應。(3)ClO-不論是在酸性還是堿性條件下都能跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物、亞硫酸鹽等發生氧化還原反應,即ClO-與I-、Fe2+、S2-、S不論是在酸性環境還是在堿性環境中均不能大量共存?？键c一考點二對點演練1(2020上海奉賢一模)下圖所示是驗證氯氣性質的微型實驗,a、b、c、d、e是浸有相關溶液的濾

12、紙。向KMnO4晶體滴加一滴濃鹽酸后,立即用另一培養皿扣在上面。已知2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2+2MnCl2+8H2O考點一考點二對實驗現象的“解釋或結論”正確的是()選項實驗現象解釋或結論Aa處變藍,b處變紅棕色 氧化性:Cl2Br2I2Bc處先變紅,后退色氯氣與水生成了酸性物質及漂白性物質Cd處立即退色氯氣與水生成了漂白性物質De處變紅色氧化性:FCl2考點一考點二答案B解析 a處變藍,b處變紅棕色,說明Cl2分別與KI、NaBr反應生成I2、Br2,可證明氧化性:Cl2I2,Cl2Br2,無法證明I2與Br2之間氧化性的強弱,A項錯誤;c處先變紅,說明氯氣與水生成酸性物

13、質,后退色,則證明氯氣與水生成具有漂白性物質,B項正確;d處立即退色,也可能是氯氣與水生成酸性物質中和了NaOH或Cl2與NaOH反應消耗了NaOH,C項錯誤;e處變紅色說明Cl2將Fe2+氧化為Fe3+,證明氧化性Cl2F,D項錯誤?？键c一考點二考向考向2氯水的多重性質及應用氯水的多重性質及應用【典例2】 (2020湖南張家界月考)在探究新制氯水成分及性質的實驗中,依據下列方法和現象,不能得出相應結論的是()選項方法現象結論A觀察氯水顏色氯水呈淺黃綠色 氯水中含Cl2B向飽和NaHCO3溶液中加入足量氯水有無色氣體產生 氯水中含HClOC向紅色紙條上滴加氯水紅色紙條退色氯水具有漂白性D向Fe

14、Cl2溶液中滴加氯水溶液變成黃色氯水具有氧化性考點一考點二答案B解析 氯氣為黃綠色氣體,氯水呈淺黃綠色是因為溶解了氯氣,A正確;向飽和NaHCO3溶液中加入足量氯水,有無色氣體產生,是因為HC與氯水中的H+發生反應生成水和二氧化碳,B錯誤;紅色紙條退色,說明氯水具有漂白性,C正確;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液變成黃色,是因為發生反應2FeCl2+Cl2=2FeCl3,說明氯水具有氧化性,D正確。考點一考點二歸納總結 氯水中的平衡(Cl2+H2OHCl+HClO)移動及應用 向氯水中加入的物質或采取的措施粒子的濃度變化平衡移動的方向應用可溶性氯化物c(Cl-)增大左移用飽和食鹽水除Cl2中的

15、HCl用排飽和食鹽水法收集Cl2鹽酸c(H+)和c(Cl-)增大左移次氯酸鹽與濃鹽酸反應制Cl2考點一考點二向氯水中加入的物質或采取的措施粒子的濃度變化平衡移動的方向應用NaOHc(H+)減小右移用NaOH溶液吸收多余的Cl2Ca(OH)2c(H+)減小右移制漂白粉CaCO3c(H+)減小右移制高濃度的HClO溶液光照c(HClO)減小右移氯水要避光保存或現用現配考點一考點二對點演練2(2020山大附中高三模塊診斷)在新制飽和氯水中,若只改變某一條件,下列敘述正確的是()A.通入少量氯氣,減小B.通入少量SO2,溶液漂白性增強C.加入少量的碳酸鈉粉末,pH增大,溶液漂白性增強D.光照過程中,有

16、氣泡冒出,溶液的pH增大考點一考點二答案C解析 在新制飽和氯水中,再通入少量氯氣,由于此時已經為飽和溶液,所以氫離子和次氯酸根離子濃度的比值不變,故A錯誤;氯氣和二氧化硫在水溶液中會發生反應生成硫酸和鹽酸,硫酸與鹽酸不具有漂白性,因此反應后的溶液漂白性會逐漸減弱甚至消失,B錯誤;加入少量的碳酸鈉粉末,Na2CO3與溶液中的HCl發生反應,溶液中c(H+)降低,使平衡Cl2+H2OHCl+HClO向正反應方向移動,當達到平衡后,溶液中氫離子濃度減小,次氯酸濃度增加,pH增大,溶液漂白性增強,C正確;光照下,次氯酸易分解為鹽酸和氧氣,溶液酸性增強,pH減小,D項錯誤。考點一考點二考點二考點二氯氣的

17、實驗室制法及性質實驗氯氣的實驗室制法及性質實驗必備知識必備知識 自主預診自主預診知識梳理1.實驗裝置考點一考點二2.制取過程 考點一考點二微點撥 實驗室用MnO2和濃鹽酸反應制取Cl2時應注意以下四點(1)反應物的選擇:必須用濃鹽酸,稀鹽酸與MnO2不反應,且隨著反應的進行,濃鹽酸變為稀鹽酸時,反應停止,故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應。(2)加熱時的溫度:不宜過高,以減少HCl的揮發。(3)實驗結束后,先使反應停止并排出殘留的Cl2后,再拆卸裝置,避免污染空氣。(4)尾氣吸收時,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因為澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。考點一考點二

18、自我診斷1.判斷正誤,正確的打“”,錯誤的打“”。(1)將Cl2與HCl的混合氣體通過飽和食鹽水可得到純凈的Cl2。()(2)為了減少制得的Cl2中HCl的含量,加熱溫度不宜過高,以減少HCl的揮發。()(3)除去Cl2中少量的HCl氣體,可用飽和食鹽水,也可用飽和碳酸氫鈉溶液。()(4)過量濃鹽酸與一定量的二氧化錳反應,MnO2能完全反應。()(5)檢驗氯氣可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙。()答案 (1)(2)(3)(4)(5) 考點一考點二2.某科研小組對實驗室制取氯氣的裝置進行改進,根據裝置回答相關問題。(1)制備裝置:考點一考點二用KMnO4代替MnO2,常溫下即可反應,故不需要,反應原理為

19、。圖中橡皮管a的作用是使, 便于分液漏斗中的液體流下。考點一考點二(2)凈化裝置:拓展裝置中長頸漏斗的作用除用于檢查裝置氣密性外,還可以檢查整套裝置是否發生堵塞。若發生堵塞時,現象可能為。拓展裝置還可以觀察氣體的生成速率?？键c一考點二答案 (1)加熱2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O分液漏斗和圓底燒瓶中的氣壓相等(2)長頸漏斗中的液面會迅速上升考點一考點二關鍵能力關鍵能力 考向突破考向突破考向考向氯氣的制備與性質探究氯氣的制備與性質探究【典例】 (2020全國3,26)氯可形成多種含氧酸鹽,廣泛應用于殺菌、消毒及化工領域。實驗室中利用下圖裝置(部分裝置省

20、略)制備KClO3和NaClO,探究其氧化還原性質?？键c一考點二回答下列問題:(1)盛放MnO2粉末的儀器名稱是,a中的試劑為。(2)b中采用的加熱方式是。c中化學反應的離子方程式是,采用冰水浴冷卻的目的是。(3)d的作用是,可選用試劑(填標號)。A.Na2S B.NaClC.Ca(OH)2D.H2SO4考點一考點二(4)反應結束后,取出b中試管,經冷卻結晶,干燥,得到KClO3晶體。(5)取少量KClO3和NaClO溶液分別置于1號和2號試管中,滴加中性KI溶液。1號試管溶液顏色不變。2號試管溶液變為棕色,加入CCl4振蕩,靜置后CCl4層顯色。可知該條件下KClO3的氧化能力(填“大于”或

21、“小于”)NaClO。考點一考點二答案 (1)圓底燒瓶飽和食鹽水(2)水浴加熱Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O避免生成NaClO3(3)吸收尾氣(Cl2)AC(4)過濾少量(冷)水洗滌(5)紫小于考點一考點二解析 實驗裝置分析:整套裝置的最左端為氯氣的發生裝置,利用二氧化錳固體和濃鹽酸在加熱條件下制取氯氣,由于鹽酸有揮發性,導致氯氣中含有雜質HCl和水蒸氣。其中,氯氣中的雜質HCl氣體會影響后面KClO3和NaClO的制備,故需要用飽和食鹽水(a中盛放試劑)除去氯氣中的HCl雜質。b為氯氣與KOH溶液在加熱條件下制取KClO3的裝置,發生的反應為3Cl2+6KOHKClO3+5KCl

22、+3H2O。c為氯氣與NaOH溶液在較低溫度下制取NaClO的裝置,發生的反應為Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。d為尾氣的吸收裝置,可防止污染環境,吸收氯氣可用還原性物質或堿性溶液。(2)b中采用的是水浴加熱方法。c裝置中反應的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,c中采用冰水浴的目的是防止溫度較高時氯氣和NaOH溶液反應生成NaClO3?？键c一考點二(3)d裝置中應盛放還原性物質或堿性物質,故符合條件的試劑為A、C。(4)從溶液中獲得晶體可采用的方法步驟為:冷卻結晶過濾洗滌(少量冷水)干燥。(5)1號試管中的KClO3溶液不能將I-氧化為單質I2,而2號試

23、管中的NaClO溶液可將I-氧化為I2,故在此條件下氧化性:KClO3小于NaClO。四氯化碳萃取出碘水中的I2后,靜置一段時間可觀察到液體分為兩層,由于四氯化碳的密度大于水的密度,則碘的四氯化碳溶液在下層,呈紫色。考點一考點二歸納總結氯氣制備與性質探究實驗的典型裝置 考點一考點二對點演練(2020山東泰安第四中學期中)如圖是某研究性學習小組設計制取氯氣并以氯氣為反應物進行特定反應的裝置?？键c一考點二(1)要將C裝置接入B和D之間,正確的接法是a。(2)連接好裝置,實驗開始先點燃A處的酒精燈,打開旋塞K,讓Cl2充滿整個裝置,再點燃D處的酒精燈。Cl2通過C裝置后進入D,D裝置內盛有炭粉,發生

24、氧化還原反應,生成CO2和HCl(g),發生反應的化學方程式為。(3)D處反應完畢后,關閉旋塞K,移去兩個酒精燈,由于余熱的作用,A中仍有少量Cl2產生,此時B中的現象是,B的作用是?？键c一考點二(4)用量筒量取20mLE裝置中的溶液,倒入已檢查完氣密性良好的分液漏斗中,然后再注入10mLCCl4,蓋好玻璃塞,振蕩,靜置于鐵架臺上(如圖,鐵架臺省略),等分層后取上層液體和下層液體,呈黃綠色的是(填“上層液體”或“下層液體”,下同),再裝入如圖所示的燒杯中,能使有色布條退色的是。考點一考點二(5)在A、B、C、D、E裝置中有一處需要改進,說明需要改進的理由并在方框中畫出改進后的裝置圖:?？键c一考點二答案 (1)cbd(2)2Cl2+C+2H2O4HCl+CO2(3)瓶中液面下降,長頸漏斗內液面上升貯存少量Cl2,避免Cl2造成污染(4)下層液體上層液體(5)D中反應生成的HCl氣體極易溶于水,易使E裝置中的溶液發生倒吸,改進后的E裝置如圖所示:考點一考點二解析 (1)由裝置圖判斷,氣體由B流經C進入到D中反應,氣體通過盛有水的試管時應長進短出,否則不能通過C裝置,檢驗裝置氣密性時,可利用微熱或加入水的方式形成壓強差,觀察長頸漏斗液面的變化來判斷氣密性,具體操作有兩種方