2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)（人教版）教案：第4章 第17講 氯、硫及其化合物的制備與性質(zhì)探究(能力課)

1、PAGE PAGE 15第17講氯、硫及其化合物的制備與性質(zhì)探究(能力課)1.實驗探究氯水的多重性。2.實驗探究SO2的制備及性質(zhì)探究。3.氯、硫的重要化合物制備及性質(zhì)探究。氯水的多重性1氯水中的粒子及其性質(zhì)新制氯水中含有三分子(H2O、Cl2、HClO)四離子(H、Cl、ClO、OH)。2氯水中的平衡及其影響(1)三種平衡Cl2H2OHClHClOHClOHClOH2OHOH(2)外界因素對平衡Cl2H2OHClHClO的影響。加入可溶性氯化物(如NaCl)時，c(Cl)增大，平衡左移，如排飽和食鹽水法收集Cl2，用飽和食鹽水除去Cl2中混有的HCl。加入濃鹽酸，c(H)、c(Cl)均增大，

2、平衡左移，如用次氯酸鹽和濃鹽酸制Cl2時，有利于Cl2的逸出。加入NaHCO3或CaCO3，二者只與H反應(yīng)，不與HClO反應(yīng)，c(H)減小，平衡右移，c(HClO)增大，氯水的漂白性增強。加入堿，c(H)、c(HClO)減小，平衡右移，如Cl2的尾氣處理和漂白粉的制備等。光照，HClO分解，c(HClO)減小，平衡右移，如氯水需避光保存，久置的氯水最終會變成鹽酸。1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再通入少量氯氣，eq f(cH,cClO)減小B通入少量SO2，溶液漂白性增強C加入少量的碳酸鈣粉末，pH增大，溶液漂白性增強D光照過程中，有氣泡冒出，溶液的導(dǎo)電性減弱C

3、A項，飽和氯水不再吸收Cl2，eq f(cH,cClO)不變，錯誤；B項，Cl2與SO2反應(yīng)，漂白性減弱，錯誤；D項，光照時2HClOeq o(=,sup9(光照)2HClO2，酸性增強，c(H)增大，導(dǎo)電性增強，錯誤。2用膠頭滴管將新制的飽和氯水慢慢滴入含有酚酞的氫氧化鈉稀溶液中，當(dāng)?shù)蔚揭欢繒r，紅色突然褪去。試回答下列問題。 (1)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因可能有兩種：_；_。(2)怎樣用實驗證明紅色褪去的原因是或？_。答案(1)氯水中Cl2和酸與NaOH反應(yīng)氯水中HClO的強氧化性(2)取褪色后的溶液，加適量NaOH溶液，若溶液又變紅，則說明原因是，否則為特殊的含氯化合物的制備及性質(zhì)1氯的常見氧

4、化物簡介(1)一氧化二氯性質(zhì)：是次氯酸的酸酐，溶于水產(chǎn)生不穩(wěn)定的次氯酸并最終變?yōu)辂}酸。制法：用新制備的黃色氧化汞與氯氣反應(yīng)可制得一氧化二氯：2HgO2Cl2=Cl2OHgCl2HgO；同樣也可以用氯氣與潮濕的碳酸鈉反應(yīng)來制?。?Na2CO3H2O2Cl2=2NaCl2NaHCO3Cl2O。(2)二氧化氯物理性質(zhì)：是一種黃綠色到橙黃色的氣體，極易溶于水。制?。篊l22NaClO2=2ClO22NaCl或5NaClO24HCl=4ClO25NaCl2H2O。用途：是一種廣譜、高效的滅菌劑。(3)Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分別為HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。2氯的含氧酸及其鹽(1

5、)氯的含氧酸有HClO(次氯酸)、HClO2(亞氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)，其酸性依次增強。(2)氯的含氧酸鹽有四類：次氯酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽。NaClO2(亞氯酸鈉)性質(zhì)：黃綠色液體，呈堿性，是一種強氧化劑，遇酸放出ClO2氣體。氯酸鉀(KClO3)性質(zhì)：是一種白色晶體，有毒，在冷水中溶解度較小，易溶于熱水，是強氧化劑。在MnO2催化作用下，受熱分解生成O2。高氯酸鈉(NaClO4)性質(zhì)：易溶于水和乙醇，有強氧化性，低毒，與有機物撞擊易引起爆炸。1Cl2O是黃棕色、具有強烈刺激性氣味的氣體，是一種強氧化劑，易溶于水且會與水反應(yīng)生成次氯酸，與有機物、還原劑接觸

6、或加熱時會發(fā)生燃燒并爆炸。一種制取Cl2O的裝置如圖所示。已知：Cl2O的熔點為116 ，沸點為3.8 ；Cl2的沸點為34.6 ；HgO2Cl2=HgCl2Cl2O。下列說法中不正確的是 ()A裝置、中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水和濃硫酸B通入干燥空氣的目的是將生成的Cl2O稀釋減小爆炸危險C從裝置中逸出氣體的主要成分是Cl2OD裝置與之間不用橡膠管連接，是為了防止橡膠管燃燒和爆炸C制取Cl2O需要干燥純凈的氯氣，所以、中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水和濃硫酸，A項正確；高濃度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空氣的目的是將生成的Cl2O稀釋減小爆炸危險，B項正確；裝置是收集Cl2O，所以溫度低于3.

7、8 ，逸出的氣體主要是空氣，C項錯誤；Cl2O與有機物接觸會發(fā)生燃燒并爆炸，裝置與之間不用橡膠管連接，是為了防止橡膠管燃燒和爆炸，D項正確。2亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效氧化劑、漂白劑，主要用于棉紡、亞麻、紙漿漂白，水處理，殺菌滅藻，魚藥制造等行業(yè)。工業(yè)上可采用過氧化氫法，即在堿性條件下，用H2O2還原ClO2制備NaClO2。某興趣小組模擬工業(yè)生產(chǎn)流程在實驗室中制備NaClO2，實驗裝置如圖1所示。 甲乙丙圖1已知：純ClO2易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全。檢查裝置氣密性；稱取10.65 g NaClO3加入200 mL 稀硫酸中，溶解，然后轉(zhuǎn)移到儀器a中；量取適

8、量H2O2加入100 mL NaOH濃溶液中，搖勻后轉(zhuǎn)移到儀器b中；連接好裝置進行實驗?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器b的名稱是_。(2)進行實驗時，需要對裝置甲進行水浴加熱，水浴加熱的優(yōu)點是_，該反應(yīng)中“水浴加熱”的目的是_。(3)裝置丙的作用是_。(4)裝置甲中空氣并不參與反應(yīng)，則裝置甲中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_。解析(2)水浴加熱時反應(yīng)儀器被水包圍，受熱均勻，且易于控制反應(yīng)溫度。升溫可加快反應(yīng)速率。(3)反應(yīng)過程中部分SO2、ClO2會逸出，用堿液可吸收該有害氣體，防止污染空氣。(4)裝置甲中SO2還原ClOeq oal(,3)生成ClO2，故反應(yīng)的離子方程式為SO22ClOeq oal(,3

9、)=SOeq oal(2,4)2ClO2。答案(1)圓底燒瓶(或燒瓶)(2)受熱均勻，易于控制溫度加快反應(yīng)速率(3)吸收SO2、ClO2有害氣體，防止污染空氣(4)SO22ClOeq oal(,3)=SOeq oal(2,4)2ClO2二氧化硫的制備及性質(zhì)探究實驗【典例】如圖是實驗室進行二氧化硫的制備與性質(zhì)探究實驗的組合裝置，部分固定裝置未畫出。(1)下列有關(guān)說法正確的是_(填字母)。A關(guān)閉K1，打開K2，試劑X是酸性KMnO4或FeCl3溶液，均可證明SO2有還原性B關(guān)閉K2，打開K1，滴加H2SO4溶液，則裝置B中每消耗1 mol Na2O2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)

10、C為防止環(huán)境污染，裝置C和E中的試劑均取用飽和石灰水D實驗過程中體現(xiàn)了H2SO4的酸性、吸水性、難揮發(fā)性、強氧化性(2)A、B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)C裝置中有時冒出氣泡，理由是_。解析(1)若試劑X是酸性KMnO4或FeCl3溶液，均能氧化SO2，酸性KMnO4溶液紫色褪去，F(xiàn)eCl3溶液黃色褪去，均有明顯現(xiàn)象，可證明SO2具有還原性，A正確；關(guān)閉K2，打開K1，滴加H2SO4溶液，則裝置B中發(fā)生反應(yīng)SO2Na2O2=Na2SO4，每消耗1 mol Na2O2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA，B錯誤；飽和石灰水中OH濃度低，不能用于尾氣吸收，為了吸收尾氣，一般選擇NaOH溶液，則裝置C和E

11、中的試劑應(yīng)均為NaOH溶液，C錯誤；實驗過程中體現(xiàn)了H2SO4的酸性、難揮發(fā)性，沒有體現(xiàn)強氧化性以及吸水性，D錯誤。(3)C中冒出的氣泡可能為O2，可能是含H2O的SO2與Na2O2反應(yīng)時，Na2O2與H2O反應(yīng)生成了O2。答案(1)A(2)Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O、Na2O2SO2=Na2SO4(3)生成的SO2中含H2O(g)，H2O與Na2O2反應(yīng)生成了O2SO2的實驗室制法(1)反應(yīng)原理Na2SO3H2SO4(濃)=Na2SO4SO2H2OCu2H2SO4(濃)eq o(=,sup9()CuSO4SO22H2ONa2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O

12、(2)除去SO2中的HCl、H2O(g)的常用試劑依次為飽和NaHSO3溶液、濃硫酸或P2O5。(3)向上排空氣法或排飽和NaHSO3溶液法收集SO2。(4)可用NaOH溶液或氨水吸收SO2尾氣，但不能用石灰水吸收SO2。硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化劑和氯磺化劑，在染料、藥品、除草劑和農(nóng)用殺蟲劑的生產(chǎn)過程中有重要作用?，F(xiàn)在模擬用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2(g)Cl2(g)=SO2Cl2(l)H97.3 kJmol1，實驗裝置如圖所示(部分夾持裝置未畫出)。已知：硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為54.1 ，沸點為69.1 。在潮濕空氣中“發(fā)煙”，

13、長期放置或在100 以上發(fā)生分解，生成二氧化硫和氯氣?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器c的名稱是_，冷凝管的進水口是_(填“a”或“b”)。(2)下列操作或描述正確的是_(填標(biāo)號)。A將70%硫酸溶液換成98%硫酸溶液，可以加快制取SO2的速率B實驗中通過觀察裝置乙、丁導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡的速率，可控制兩種反應(yīng)物體積相等C裝置戊上方分液漏斗中最好選用0.10 molL1 NaCl溶液，減小氯氣的溶解度D裝置己可防止污染，又可防止硫酰氯變質(zhì)(3)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4)長期儲存的硫酰氯會發(fā)黃，可能的原因是_(用化學(xué)方程式和必要的文字加以解釋)。(5)若反

14、應(yīng)中消耗的氯氣體積為896 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，最后經(jīng)過分離提純得到4.05 g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產(chǎn)率為_。解析(1)儀器c為蒸餾燒瓶，冷凝水的流向是“下進上出”，所以裝置丙的冷凝管中冷凝水的入口是a。(2)98%硫酸溶液中水的含量很少，硫酸并未完全電離，大部分仍以分子形式存在，而Na2SO3固體與H2SO4的反應(yīng)在H2SO4電離出大量H的狀態(tài)下才能順利進行，故A錯誤；實驗中通過觀察裝置乙、丁導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡的速率，使通入的二氧化硫和氯氣的量相等，因此可控制兩種反應(yīng)物體積相等，故B正確；裝置戊上方分液漏斗中最好選用飽和NaCl溶液，減小氯氣的溶解度，故C錯誤；裝置己可吸收尾氣二氧化硫和氯氣

15、，防止污染，同時避免硫酰氯與潮濕的空氣接觸，防止其變質(zhì)，故D正確。(3)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯，可根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClSO3Heq o(=,sup9()SO2Cl2H2SO4。(4)由分解反應(yīng)SO2Cl2=SO2Cl2可知，分解產(chǎn)生少量的氯氣，氯氣為黃綠色，溶解在其中，會導(dǎo)致硫酰氯發(fā)黃。(5)若反應(yīng)中消耗的氯氣體積為896 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，氯氣的物質(zhì)的量為0.04 mol，根據(jù)反應(yīng)方程式SO2(g)Cl2(g)=SO2Cl2(l)可知，理論上制備出的SO2Cl2的物質(zhì)的量為0.04 mol，其質(zhì)量為0.04 mol135 gmol15.4

16、 g，因此硫酰氯的產(chǎn)率為eq f(4.05 g,5.4 g)100%75%。答案(1)蒸餾燒瓶a(2)BD(3)2ClSO3Heq o(=,sup9()SO2Cl2H2SO4(4)SO2Cl2=SO2Cl2，分解產(chǎn)生少量的氯氣溶解在其中(5)75%多硫化合物的制備實驗探究1硫代硫酸鈉(Na2S2O3)(1)制備硫化堿法，即將Na2S和Na2CO3以物質(zhì)的量之比為21 配成溶液，然后通入SO2，發(fā)生的反應(yīng)為2Na2SNa2CO34SO2=3Na2S2O3CO2。亞硫酸鈉法，使沸騰的Na2SO3溶液同硫粉反應(yīng)，其反應(yīng)的方程式為Na2SO3Seq o(=,sup9()Na2S2O3。(2)性質(zhì)中等強

17、度還原劑，可被碘氧化成連四硫酸鈉(Na2S4O6)，該反應(yīng)常用來定量測定碘的含量，反應(yīng)的離子方程式為I22S2Oeq oal(2,3)=2IS4Oeq oal(2,6)?？杀宦?、溴等氧化為SOeq oal(2,4)，如Na2S2O34Cl25H2O=Na2SO4H2SO48HCl。可與酸反應(yīng)，離子方程式為2HS2Oeq oal(2,3)=SSO2H2O。2焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)(1)制備：NaHSO3過飽和溶液結(jié)晶脫水而成，2NaHSO3eq o(=,sup9()Na2S2O5H2O。(2)性質(zhì)與酸反應(yīng)放出二氧化硫，如Na2S2O52HCl=2NaCl2SO2H2O。強還原性，如Na2S

18、2O52I23H2O=2NaHSO44HI。3過二硫酸鈉(Na2S2O8)、連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)(1)過二硫酸鈉中S為6價，含有1個過氧鍵(OO)，性質(zhì)與過氧化氫相似，具有氧化性。作為氧化劑參與反應(yīng)時，過氧鍵斷裂，過氧鍵中的氧原子由1價變?yōu)?價，硫原子化合價不變。如S2Oeq oal(2,8)2Ieq o(=,sup9(Cu2),sdo8()2SOeq oal(2,4)I2,5S2Oeq oal(2,8)2Mn28H2Oeq o(=,sup9(Ag)10SOeq oal(2,4)2MnOeq oal(,4)16H。過二硫酸鈉不穩(wěn)定，受熱分解生成Na2SO4、SO2和O2。(2)連二亞

19、硫酸鈉中S為3價，是強還原劑，能將I2、Cu2、Ag還原，能被空氣中的氧氣氧化。在無氧條件下，用鋅粉還原亞硫酸氫鈉可制得連二亞硫酸鈉。(2021德州模擬)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是一種常用的食品抗氧化劑(易被氧化)。實驗室利用如圖所示裝置制取少量焦亞硫酸鈉并探究SO2的性質(zhì)(夾持裝置已略去)。請回答下列問題：(實驗前已除去裝置中的空氣)(1)儀器a的名稱是_。(2)關(guān)閉K2、K3，打開K1，裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_，觀察到裝置C中發(fā)生的現(xiàn)象是_。(3)裝置D和F的作用是_。(4)實驗前，裝置E中所用蒸餾水需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是_，關(guān)閉K1、K3，打開K2，一段時間后裝置E中有N

20、a2S2O5晶體析出，裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(5)設(shè)計實驗驗證Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化，所需試劑為_。解析(2)裝置A中產(chǎn)生的SO2進入裝置B中，SO2與FeCl3溶液反應(yīng)生成FeSO4、FeCl2和HCl，離子方程式為2Fe3SO22H2O=2Fe2SOeq oal(2,4)4H；裝置C中SO2與Na2S溶液反應(yīng)生成S單質(zhì)，現(xiàn)象為有淡黃色沉淀生成。(3)SO2有毒，不能直接排放到空氣中，可用NaOH溶液吸收。因此裝置D和F的作用是吸收SO2，防止污染空氣。(4)裝置E用于制備焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)，但水中存在溶解的氧氣，具有氧化性，影響焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)

21、的制備，因此裝置E中所用蒸餾水需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是去除水中溶解的氧氣。制備焦亞硫酸鈉的化學(xué)方程式為SO2Na2SO3=Na2S2O5。(5)Na2S2O5晶體在空氣中易被氧化為Na2SO4，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗樣品中含有硫酸根離子，即可驗證Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化。答案(1)分液漏斗(2)2Fe3SO22H2O=2Fe2SOeq oal(2,4)4H有淡黃色沉淀生成(3)吸收SO2，防止污染空氣(4)去除水中溶解的氧氣SO2Na2SO3=Na2S2O5(5)稀鹽酸、BaCl2溶液1(2021浙江6月選考，T30節(jié)選)Cl2O是很好的氯化劑，實驗室用如圖裝置(夾持儀器已省略)制

22、備高純Cl2O。已知：HgO2Cl2=HgCl2Cl2O，合適反應(yīng)溫度為1825 ；副反應(yīng)：2HgO2Cl2eq o(=,sup9()2HgCl2O2。常壓下，Cl2沸點34.0 ，熔點101.0 ；Cl2O沸點2.0 ，熔點120.6 。Cl2OH2O2HClO，Cl2O在CCl4中溶解度遠大于其在水中的溶解度。請回答：(1)裝置A的作用是去除原料氣中的少量水分，可用的試劑是_。將上圖中裝置組裝完整，虛框D中應(yīng)選用_。 a b c(2)有關(guān)反應(yīng)柱B，須進行的操作是_。A將HgO粉末熱處理除水分、增加表面積后填入反應(yīng)柱B調(diào)控進入反應(yīng)柱的混合氣中Cl2和N2的比例C調(diào)控混合氣從下口進入反應(yīng)柱的流

23、速D將加熱帶纏繞于反應(yīng)柱并加熱(3)裝置C，冷卻液的溫度通?？刂圃?060 。反應(yīng)停止后，溫度保持不變，為減少產(chǎn)品中的Cl2含量，可采用的方法是_。(4)將純化后的Cl2O產(chǎn)品氣化，通入水中得到高純度Cl2O的濃溶液，于陰涼暗處貯存。當(dāng)需要Cl2O時，可將Cl2O濃溶液用CCl4萃取分液，經(jīng)氣化重新得到。針對萃取分液，從下列選項選擇合適操作(操作不能重復(fù)使用)并排序：c_edf_。a檢查旋塞、玻璃塞處是否漏水b將溶液和CCl4轉(zhuǎn)入分液漏斗c涂凡士林d旋開旋塞放氣e倒轉(zhuǎn)分液漏斗，小心振搖f經(jīng)幾次振搖并放氣后，將分液漏斗置于鐵架臺上靜置g打開旋塞，向錐形瓶放出下層液體h打開旋塞，待下層液體完全流出

24、后，關(guān)閉旋塞，將上層液體倒入錐形瓶解析(1)裝置A的作用是去除原料氣(Cl2、N2)中的少量水分，可用的試劑是濃硫酸。Cl2和Cl2O都不能直接排放于空氣中，因此需要進行尾氣處理，Cl2、Cl2O能與NaOH溶液反應(yīng)，同時需要防止NaOH溶液中水蒸氣進入C裝置中，因此需要在C和尾氣處理裝置之間連接吸收水蒸氣的裝置，所以虛框D中應(yīng)選用a裝置。(2)裝置B為HgO與Cl2反應(yīng)制備Cl2O的裝置，因Cl2O能與H2O發(fā)生反應(yīng)，因此需要將HgO粉末熱處理除水分，該反應(yīng)為固體與氣體接觸類反應(yīng)，因此增加表面積能夠加快反應(yīng)速率，故A選；N2的作用是稀釋Cl2，在氣流速率一定的條件下，氯氣所占的比例越小，其轉(zhuǎn)

25、化率越高，同時Cl2不足時會發(fā)生副反應(yīng)，因此需要調(diào)控進入反應(yīng)柱的混合氣中Cl2和N2的比例，故B選；為了讓氣體與固體充分接觸，混合氣體應(yīng)從下口進入反應(yīng)柱，同時需要控制氣體的流速，防止副反應(yīng)發(fā)生，故C選；HgO與Cl2反應(yīng)制備Cl2O的合適反應(yīng)溫度為1825 ，因此該反應(yīng)在常溫下進行，若對反應(yīng)柱加熱會發(fā)生副反應(yīng)，故D不選。(3)由題可知，Cl2沸點小于Cl2O，在Cl2未發(fā)生冷凝時抽氣或通入干燥氮氣可以有效地去除產(chǎn)物中的Cl2。(4)萃取分液的操作順序為檢漏加入萃取劑和溶液振蕩搖勻放氣靜置分層放液，下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出，因CCl4密度大于水，因此萃取后溶有Cl2O的CCl4位于下層，因此操作順序為涂凡士林檢查旋塞、玻璃塞處是否漏水將溶液和CCl4轉(zhuǎn)入分液漏斗倒轉(zhuǎn)分液漏斗，小心振搖旋開旋塞放氣經(jīng)幾次振搖并放氣后，將分液漏斗置于鐵架臺上靜置打開旋塞，向錐形瓶放出下層液體。答案(1)濃硫酸a(2)ABC(3)抽氣(或通干燥氮氣)(4)abg2(2019全國卷，T26改編)在潮濕空氣中長期放置的“還原料”(含BaS)，會逸出臭雞蛋氣味的氣體，且水溶性變差，其原因是“還原物”表面生成了難溶于水的_(填化學(xué)式)，反應(yīng)方程式