2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)（蘇教版）第2部分專題4第14講氯氣及氯的化合物(基礎(chǔ)課)

第14講氯氣及氯的化合物(基礎(chǔ)課)1．了解氯及其重要化合物的性質(zhì)、制備及應(yīng)用。2．掌握Cl2的實驗室制法(包括所用試劑、原理、儀器和收集等)。氯及其重要化合物一、氯氣的性質(zhì)及應(yīng)用1．物理性質(zhì)顏色氣味毒性密度特性黃綠色刺激性氣味有毒比空氣大易液化2．化學(xué)性質(zhì)(1)與金屬、非金屬單質(zhì)反應(yīng)——表現(xiàn)氧化性(1)Cl2具有強氧化性，與變價金屬反應(yīng)時均生成高價態(tài)的金屬氯化物，如FeCl2不能由兩種相應(yīng)的單質(zhì)化合而成。(2)H2在Cl2中燃燒火焰為蒼白色，瓶口有白霧，若光照或加熱H2、Cl2的混合氣體，會發(fā)生爆炸。(2)Cl2參與的歧化反應(yīng)——既作氧化劑又作還原劑①與水反應(yīng)溶解在水中的部分氯氣能與水反應(yīng)，生成鹽酸和次氯酸，其離子方程式為Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。新制氯水中含有的粒子有H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－。②與堿反應(yīng)——制漂白劑或消毒劑a．制漂白液(NaClO)的離子方程式為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。漂白液也可用于消毒殺菌。b．制漂白粉[Ca(ClO)2]的化學(xué)方程式為2Ca(OH)2＋2Cl2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的有效成分為Ca(ClO)2，漂白粉也可用于消毒殺菌。(3)與還原性物質(zhì)反應(yīng)①與碘化鉀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KI＋Cl2=I2＋2KCl。②與SO2水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl。③與FeCl2溶液反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。二、次氯酸及其鹽的性質(zhì)1．次氯酸的“三性”(1)不穩(wěn)定性：2HClOeq\o(=,\s\up10(光照))2HCl＋O2↑，不能單獨存在，只存在溶液中。(2)強氧化性eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(漂白性,殺菌、消毒))(3)弱酸性(比H2CO3的酸性弱)NaClO溶液中通入少量或過量CO2，化學(xué)方程式均為NaClO＋CO2＋H2O=HClO＋NaHCO3。2．次氯酸鹽的主要性質(zhì)(1)次氯酸鹽[Ca(ClO)2、NaClO]的水溶液呈堿性，水解離子方程式為ClO－＋H2OHClO＋OH－。(2)與酸性物質(zhì)作用生成具有強氧化性的次氯酸，作消毒劑和漂白劑。(3)漂白粉在空氣中失效的原理為Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3＋2HClO,2HClOeq\o(=,\s\up10(光照))2HCl＋O2↑。(1)新制氯水應(yīng)保存在棕色試劑瓶中并置于陰涼處。久置氯水變?yōu)橄←}酸，酸性變強。(2)向NaClO溶液中通入CO2(無論是少量還是過量)，均生成HCOeq\o\al(－,3)和HClO。原因是酸性：H2CO3>HClO>HCOeq\o\al(－,3)。氯氣的性質(zhì)及應(yīng)用1．判一判(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(yīng)后產(chǎn)物為FeCl2。 ()(2)氯氣溶于水溶液呈酸性且可以導(dǎo)電，所以氯氣是電解質(zhì)。 ()(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2LCl2與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5NA。 ()(4)氯氣可以使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色，但是實際起漂白作用的物質(zhì)是次氯酸，而不是氯氣。 ()(5)工業(yè)上可以利用H2、Cl2混合光照制取HCl。 ()(6)新制氯水保存在棕色試劑瓶中的原因是防止Cl2揮發(fā)。 ()(7)工業(yè)制取漂白粉時可將Cl2通入石灰水中。 ()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×2．(2021·宜昌高三測試)某地化工廠的貯氯罐意外發(fā)生泄漏，下列關(guān)于安全處理措施不正確的是()A．緊急組織群眾沿逆風(fēng)方向疏散B．消防隊員向貯氯罐周圍空氣中噴灑稀NaOH溶液C．處在該環(huán)境中的群眾，應(yīng)用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，趴在低洼處等待救援D．處在該環(huán)境中的群眾，可用浸有一定濃度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，向高處轉(zhuǎn)移C[氨水易揮發(fā)出有刺激性氣味的NH3，不能用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，同時氯氣的密度大于空氣密度，不能趴在低洼處，C項錯誤。]3．根據(jù)下列裝置圖回答問題(1)裝置A、B中通入Cl2后，觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________________________________________________________，根據(jù)現(xiàn)象可得出的結(jié)論是______________________________________________________________________________________________________________。(2)集氣瓶B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________。(3)實驗開始后，觀察裝置C中的現(xiàn)象是__________________________________________________________________________________________________。(4)通入Cl2時裝置D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________________________________________________________。(5)裝置E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________________________________________________________________。(6)裝置F的作用是_______________________________________________。[答案](1)干燥的紅色(或A中)布條不褪色，濕潤的紅色(或B中)布條褪色Cl2無漂白性，Cl2與水反應(yīng)生成的HClO有漂白性(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO(3)溶液先變?yōu)榧t色，然后褪色(4)H2O＋SOeq\o\al(2－,3)＋Cl2=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－(5)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(6)吸收氯氣，防止污染環(huán)境氯的重要化合物4．(雙選)二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色易溶于水的氣體，常用于飲用水消毒。下列有關(guān)ClO2制備與殺菌的說法不合理的是()A．NaClO2在酸性條件下歧化生成ClO2和NaCl，則n(氧化劑)∶n(還原劑)＝4∶1B．ClO2在強堿性環(huán)境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋2OH－=ClOeq\o\al(－,3)＋ClOeq\o\al(－,2)＋H2OC．可用飽和食鹽水除去ClO2中的NH3D．等物質(zhì)的量的ClO2殺菌效果比Cl2強AC[A項，酸性條件下ClOeq\o\al(－,2)發(fā)生歧化反應(yīng)，生成Cl－和ClO2，可寫出離子方程式：4H＋＋5ClOeq\o\al(－,2)=Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，顯然氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶4，錯誤；B項，方程式符合歧化反應(yīng)元素化合價的變化，正確；C項，ClO2易溶于水，顯然不能用飽和食鹽水除雜，錯誤；D項，等物質(zhì)的量的ClO2作氧化劑時得電子數(shù)比Cl2得電子數(shù)多，正確。]5．(1)“84”消毒液與75%酒精溶液的大量使用，在一定程度上抑制了新冠疫情的擴散?！?4”消毒液的有效成分是____________，能否與酒精溶液混合使用？__________，理由是_________________________________________(2)漂白粉或漂粉精在購買時應(yīng)注意的問題是________________________；理由是_________________________________________________________________________________________________________________________。[答案](1)NaClO否NaClO具有強氧化性，可以氧化酒精，同時可能生成Cl2(2)生產(chǎn)日期、密封程度、是否結(jié)塊等漂白粉或漂粉精的有效成分為Ca(ClO)2，Ca(ClO)2在空氣中易形成CaCO3和HClO，同時HClO又易分解氯的常見氧化物(1)Cl2O、Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分別是HClO、HClO2、HClO3、HClO4相應(yīng)的酸性氧化物(又稱酸酐)。(2)Cl2O的制備原理：2HgO＋2Cl2=Cl2O＋HgO·HgCl2、2Na2CO3＋H2O＋2Cl2=2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。(3)ClO2是一種極易溶于水的新型滅菌劑，制備原理為Cl2＋2NaClO2=2ClO2＋2NaCl。氯氣的實驗室制法1．Cl2的實驗室制法(1)實驗裝置(2)反應(yīng)原理：(寫出上述制Cl2的化學(xué)方程式)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up10(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)發(fā)生裝置類型：固體＋液體eq\o(→,\s\up10(△))氣體。(4)凈化裝置：①除去Cl2中的HCl用飽和食鹽水的原理是增大c(Cl－)，減少Cl2與H2O的反應(yīng)，即減少Cl2的溶解；②干燥Cl2可以用濃硫酸，也可以用P2O5或CaCl2，用P2O5或CaCl2時可用的儀器名稱為干燥管或U形管。(5)收集裝置：Cl2可用向上排空氣法，也可以用排飽和食鹽水法。(6)尾氣處理：Cl2有毒，一般用NaOH溶液吸收，其離子方程式為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。一般不用澄清石灰水的理由是Ca(OH)2微溶，Ca(OH)2的濃度較小，吸收Cl2不完全。(7)驗滿方法：將濕潤的淀粉-KI試紙靠近盛Cl2的試劑瓶口，觀察到試紙立即變藍，則證明已集滿；或?qū)駶櫟乃{色石蕊試紙靠近盛Cl2的試劑瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明已集滿。(1)用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、次氯酸鹽等與濃鹽酸在不加熱的條件下可以制取Cl2。如16HCl(濃)＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。(2)工業(yè)制備Cl2——電解飽和食鹽水化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up10(通電))Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。2．方法導(dǎo)引——實驗室制取氣體裝置的設(shè)計模型(1)除雜時要注意干燥的先后，用溶液除雜，先除雜后干燥。(2)洗氣瓶除雜時從長管進短管出，干燥管除雜時從粗口進，細口出；U形管、玻璃管除雜無前后。Cl2的實驗室制法1．(2021·杭州模擬)某化學(xué)興趣小組利用MnO2和濃鹽酸及如圖裝置制備Cl2。下列分析中不正確的是()A．①中可用分液漏斗代替長頸漏斗B．①中缺少加熱裝置C．②中盛放NaOH溶液可以凈化Cl2D．②中盛放濃硫酸，③中收集的Cl2不純凈C[NaOH與Cl2反應(yīng)，不能用NaOH溶液凈化Cl2，C項錯誤。]2．實驗室中用KMnO4與濃鹽酸制取并收集純凈干燥的Cl2，從下面裝置中選出合理裝置并連接組裝以達成實驗?zāi)康?，接口連接順序為__________________，其中堿石灰的作用是________________，飽和食鹽水的作用是_______________________________________。[答案]bijcdghef吸收剩余Cl2，防止污染大氣除去Cl2中的HCl有關(guān)實驗裝置或裝置試劑作用的答題模板以Cl2的制備為載體進行物質(zhì)制備和性質(zhì)探究3．某研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料得知，漂白粉與硫酸反應(yīng)可制取氯氣，化學(xué)方程式為Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up10(△))2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他們設(shè)計如圖實驗制取氯氣并驗證其性質(zhì)。請回答下列問題：(1)從A中導(dǎo)出的氣體可能含有_____________________________________。(2)裝置B中的現(xiàn)象是_____________________________________________。(3)請寫出裝置D中反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________________________________，裝置E的作用是_________________________________________________。[答案](1)Cl2、HCl、H2O(g)(2)溶液變?yōu)樗{色(3)Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋吸收多余的Cl2，防止污染空氣4．三氯化碘(ICl3)在藥物合成中用途非常廣泛。已知ICl3的熔點為33℃，沸點為73℃，有吸濕性，遇水易水解。某小組同學(xué)用下列裝置制取ICl3請回答下列問題：(1)按照氣流方向連接接口順序為a→_______________________________。裝置A中導(dǎo)管m的作用是_______________________________________。(2)裝置C用于除雜，同時作為安全瓶，能監(jiān)測實驗進行時后續(xù)裝置是否發(fā)生堵塞，若發(fā)生堵塞，C中的現(xiàn)象為________________________________________________________________________________________________________。(3)氯氣與單質(zhì)碘需在溫度稍低于70℃下反應(yīng)，則裝置E適宜的加熱方式為__________________________________________________________________裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________________________________________________________________。(4)該裝置存在的明顯缺陷是______________________________________。[答案](1)d→e→b→c→g→h→f(接口b與c、g與h可互換)使?jié)恹}酸順利滴下(2)錐形瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升(3)水浴加熱3Cl2＋I2eq\o(=,\s\up10(水浴加熱),\s\do10(<70℃))2ICl3(4)缺少尾氣處理裝置Cl2性質(zhì)探究模型注意：①為了防止G中溶液倒吸，可在F、G之間連一個安全瓶。②如果F中生成易水解或易潮解的氯化物，則F裝置前后要有干燥裝置。1．(2020·浙江7月選考，T25)黃色固體X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的幾種或全部。將X與足量的水作用，得到深棕色固體混合物Y和無色堿性溶液Z。下列結(jié)論合理的是()A．X中含KI，可能含有CuCl2B．X中含有漂白粉和FeSO4C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黃綠色氣體放出，說明X中含有CuCl2C[由黃色固體X與足量的水作用，得到深棕色固體混合物Y和無色堿性溶液Z可知，X中含有CuCl2、漂白粉，至少含有FeSO4、Fe2(SO4)3中的一種，不含KI，A、B項錯誤，C項正確；漂白粉中含有CaCl2和Ca(ClO)2，用硫酸酸化可得到氯氣，由題述實驗現(xiàn)象不能說明X中含有CuCl2，D項錯誤。]2．(2021·廣東選擇性考試，T17節(jié)選)含氯物質(zhì)在生產(chǎn)生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)的過程中，將它與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生了一種黃綠色氣體。1810年，戴維確認這是一種新元素組成的單質(zhì)，并命名為chlorine(中文命名“氯氣”)。(1)實驗室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________。(2)實驗室制取干燥Cl2時，凈化與收集Cl2所需裝置的接口連接順序為________。(3)某氯水久置后不能使品紅溶液褪色，可推測氯水中________已分解。檢驗此久置氯水中Cl－存在的操作及現(xiàn)象是________。[解析](1)實驗室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up10(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)實驗室制得的Cl2中含有HCl、H2O，可依次通過飽和食鹽水、濃硫酸分別除去HCl、H2O，再收集Cl2并進行尾氣處理，因此裝置的接口連接順序為cdbae。(3)氯水中能使品紅溶液褪色的物質(zhì)是HClO，氯水久置后不能使品紅溶液褪色，可推測氯水中HClO已分解。檢驗Cl－存在的方法是取少量樣品于試管中，加入幾滴AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則該久置氯水中存在Cl－。[答案](1)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up10(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)cdbae(3)HClO取少量樣品于試管中，加入幾滴AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則該久置氯水中存在Cl－3．(2020·江蘇高考，T18節(jié)選)次氯酸鈉溶液和二氯異氰尿酸鈉(C3N3O3Cl2Na)都是常用的殺菌消毒劑。NaClO可用于制備二氯異氰尿酸鈉。NaC