专题91 氯及其化合物.docx
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专题91氯及其化合物
专题9.1氯及其化合物
1.了解氯气的物理性质和用途；掌握氯气的化学性质和制取氯气的原理。
2.掌握氯水的成分和性质；掌握氯离子的检验方法。
3.了解几种重要含氯化合物的性质和用途。
1.氯气的性质和用途
（1）氯气的物理性质
常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。
（2）氯气的化学性质
Ⅰ.与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）
如：
①2Na＋Cl2
2NaCl（产生白烟）
②Cu＋Cl2
CuCl2（产生棕黄色的烟）
③2Fe＋3Cl2
2FeCl3（产生棕色的烟）
注：
常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中
Ⅱ.与非金属反应
如：
①H2＋Cl2
2HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸
H2＋Cl2
2HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸
②2P＋3Cl2
2PCl3（氯气不足；产生白雾）
2P＋5Cl2
2PCl5（氯气充足；产生白烟）
Ⅲ.与水反应：
Cl2＋H2O=HCl＋HClO
2HClO
2HCl＋O2↑
氯水保存：
密封储存于棕色试剂瓶里。
Ⅳ.与碱反应
Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯气）
2Cl2＋2Ca（OH）2=Ca（ClO）2＋CaCl2＋2H2O（用于制漂粉精）
Ca（ClO）2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO（漂粉精的漂白原理）
Ⅴ.与某些还原性物质反应
如：
①2FeCl2＋Cl2=2FeCl3
②2KI＋Cl2=2KCl+I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）
③SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl+H2SO4
Ⅵ.与某些有机物反应
如：
①CH4＋Cl2CH3Cl+HCl（取代反应）
②CH2=CH2＋Cl2→CH2ClCH2Cl（加成反应）
【典型例题1】下图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏
的装置，下列有关说法错误的是
A．烧瓶中立即出现
白烟
B．烧瓶中立即出现红棕色
C．烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D．烧杯中的溶液是为了吸收有害气体
【答案】B
【迁移训练1】把氯气通入下列各物质的溶液中，阴离子和阳离子都能被氧化的是
A．NaOHB．Na2SO3C．FeBr2D．FeSO4
【答案】C
【典型例题2】某学习小组通过查阅资料发现用KClO3和浓盐酸反应也可以制备氯气。
为此该小组利用如图所示装置在实验室中制取Cl2并探究其相关性质。
（1）装置A中存在一处错误，请改正这处错误：
__________________________________________。
（2）写出装置A中发生反应的化学方程式：
_____________________________________________。
（3）为了除去氯气中的氯化氢，需要在装置A、B之间添加装置E，装置E中所盛装的试剂为________。
为了探究使有色布条褪色的是氯气还是氯气与水反应的生成物，需要在整套装置中添加装置E，其中加入浓硫酸，装置E在整套装置中的添加位置为________（填序号）。
a．A、B之间 b．B、C之间
c．C、D之间d．D之后
（4）取下集气瓶B，将铁丝加热至红热状态，伸入到集气瓶B中，可以观察到的现象是_______，能检验该反应产物中铁元素价态的试剂是________（填序号）。
a．氯水b．蒸馏水和铁粉
c．氢氧化钠溶液d．KSCN溶液
（5）上述装置中还存在一个明显的缺陷，改进的方法是________________________。
【答案】
（1）普通漏斗换为分液漏斗
（2）KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O
（3）饱和食盐水 b（4）集气瓶内有红棕色烟产生 b、c、d
（5）在装置D后增加一个盛NaOH溶液的烧杯吸收Cl2
2.氯气的制法
2-1氯气的实验室制法
（1）原理
MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
（2）装置
发生装置（Ⅰ部分）：
①特点：
固体＋液体
气体。
②仪器：
铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。
③试剂：
A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰。
净化装置（Ⅱ部分）：
组成
盛放试剂
试剂的作用
C
饱和氯化钠溶液
除去氯气中的氯化氢
D
浓硫酸
干燥氯气
收集装置（Ⅲ部分）：
①收集方法：
向上排空气法；
②验满方法：
湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口。
尾气处理装置（Ⅳ部分）：
导气管要深入液面以下；
F中盛放的试剂：
氢氧化钠溶液（或其他碱液），作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。
（3）其他实验室制法
2KMnO4＋16HCl（浓）===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。
注意事项
（1）为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl挥发。
（2）必须用浓盐酸，稀盐酸不与MnO2作用生成Cl2。
（3）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2。
再拆卸装置，避免污染空气。
（4）尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中含Ca（OH）2量少，吸收不完全。
2-2氯气的工业制法
（1）电解饱和食盐水
（2）电解熔融氯化钠和氯化镁制取金属钠和镁时，副产物是氯气。
【典型例题3】实验室制备氯气的装置如下图。
图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是
A．①B．②C．③D．④
【答案】C
【迁移训练3】下列方法中，可制得Cl2的正确组合是________。
①MnO2和浓盐酸混合共热 ②KMnO4和浓盐酸混合
③NaClO和浓盐酸混合 ④K2Cr2O7和浓盐酸混合
⑤KClO3和浓盐酸混合
A．①②B．②③④
C．①④D．①②③④⑤
【答案】 D
【典型例题4】实验室用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，下列有关说法中正确的是（气体体积在标准状况下测定）
A．若提供0.4molHCl，MnO2不足量，则可制得氯气2.24L
B．若提供0.4molHCl，MnO2过量，则可制得氯气2.24L
C．若有0.4m
olHCl参与反应，则可制得氯气2.24L
D．若有0.4molHCl被氧化，则可制得氯气2.24L
【答案】C
【典型例题5】NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（见图）。
下列说法正确的是
A．25 ℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B．石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂
C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，所以Cl2不与铁反应
D．图4所示转化反应都是氧化还原反应
【答案】B
【迁移训练5】S2Cl2是工业上常用的硫化剂，实验室制备的方法有2种：
已知在S2Cl2中硫元素显+1价，电子式：
，它不稳定，在水中易发生歧化反应 （一部分硫元素价态升高，一部分降低）。
反应涉及的几种物质的熔沸点如下：
实验室利用下列装置制备（部分夹持仪器已略去）：
回答下列问题:
（1）写出A装置中发生反应的离子方程式_____________________________
（2）实验中盐酸通常采用36.5%的浓溶液，不用稀盐酸的理由是____
________________________
（3）D中冷凝管起到导气和冷凝回流双重作用。
这种冷却装置可应用于下列高中化学中__________实验。
A．石油分馏B．制备乙烯C．制取乙酸乙酯D．制取溴苯
（4）B装置中盛放的是___________，反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是______,D中采用热水浴加热的原因是__________________
（5）A装置仪器装配时，整套装置装配完毕后，应先进行__________，再添加试剂。
实验完毕，拆除装置时，应先将E中长导管移开液面，目的是_____________________________________
（6）实验过程中，若缺少C装置，则发现产品浑蚀不清，出现该现象的原因可用化学方程式表示为______
____。
实验完毕，当把剩余浓盐酸倒人E烧杯中与吸收了尾气的氢氧化钠溶液混合时，发现有少量黄绿色刺激性气体产生，产生该现象的原因是_______________（用离子方程式表示）。
【答案】
（1）MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
（2）稀盐酸还原性弱，反应困难；
（3）C、D
（4）饱和食盐水 蒸馏；使CS2平稳汽化，避免产物S2Cl2汽化；
（5）气密性检查、防止倒吸
（6）2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑ ClO-+2H++Cl-=Cl2↑+H2O
【典型例题6】下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是
A．a－b－c－d－e－f－g－h
B．a－e－d－c－b－h－i－g
C．a－d－e－c－b－h－i－g
D．a－c－b－d－e－h－i－f
【答案】 B
3.氯水的组成与性质
（1）反应原理及成分
Cl2+H2O
H++Cl-+HClO
2HClO
2HCl＋O2↑
HClO
H＋＋ClO－
HCl=H＋+Cl－
H2O
H++OH－
（2）新制氯水、旧置氯水及液氯的比较
新制氯水
久置氯水
液氯
类别
混合物
混合物
纯净物
微粒
H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－
H2O、H＋、Cl－
Cl2
主要性质
呈黄绿色、导电、具有酸性、氧化性、漂白性
无色、导电、具有酸性、无氧化性、无漂白性
黄绿色、不导电、具有氧化性
保存
棕色瓶盛装，置于阴暗处
低温密封
（3）氯水的性质
氯水的多种成分
决定了它具有多重性质：
①Cl2的强氧化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化性、弱酸性；④Cl－的性质。
在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：
参与反应的微粒
所加试剂
实验现象
离子方程式或解释
Cl－
AgNO3溶液
白色沉淀
Cl－＋Ag＋=AgCl↓
H＋
Na2CO3固体
有气泡产生[
2H＋＋CO
=CO2↑＋H2O
HClO
有色布条
布条颜色褪去
发生氧化还原反应
Cl2
FeCl2溶液
溶液变棕黄色
2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－
Cl2、H2O
SO2
黄绿色褪去
SO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SO
HClO、H＋
石蕊溶液
先变红后褪色
酸性和漂白性
Cl2、H＋
镁粉
氯水的颜色褪去并有气泡产生
Mg＋Cl2=Mg2＋＋2Cl－
Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑
（4）氯水中的平衡移动化学方程式是Cl2＋H2O
H＋＋Cl－＋HClO
向氯水中加入的物质
浓度变化
移动的方向
应用
可溶性的氯化物
c（Cl－）增大
左移
用饱和食盐水除去氯气中氯化氢
稀酸
c（H＋）增大
左移
次氯
酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c（H＋）减小
右移
用氢氧化钠吸收多余Cl2
Ca（OH）2
c（H＋）减小
右移
制取漂白粉
CaCO3
c（H＋）减小
右移
制高浓度次氯酸溶液
光照
c（HClO）减小
右移
氯水避光保存或现用现配
【典型例题7】氯水中存在多种分子和离子，可通过实验的方法加以确定。
下列有关氯水中存在粒子的说法正确的是
A．加入有色布条，一会儿有色布条褪色，证明有Cl2存在
B．溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，证明有Cl2分子存在
C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，证明有Cl-存在
D．加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，证明有HClO分子存在
【答案】B
【迁移训练7】氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。
下列结论正确的是
A．加入有色布条，片刻后有色布条褪色，说明有Cl2存在
B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在
C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl－存在
D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在
【答案】B
【典型例题8】下列物质中，能使紫色石蕊试液因漂白而褪色的是
A．NaClOB．活性炭C．氯水D．盐酸
【答案】AC
考点基础练习
1．易误诊断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）H2、Cu、Fe在Cl2发生的反应均是燃烧反应（ ）
（2）燃烧反应一定是O2参加的氧化还原反应（ ）
（3）Cl2与H2O或NaOH的反应中氯气既是氧化剂又是还原剂（ ）
（4）漂白粉和明矾都常用于处理自来水，二者的作用原理是不同的（ ）
（5）漂白粉在空气中久置的过程中不可能发生氧化还原反应（ ）
（6）氯水是Cl2的水溶液，溶液中只含有Cl2和H2O（ ）
（7）要证明Cl2无漂白性而HClO有漂白性的实验方法，可以先让干燥Cl2通入干燥的有色布条，再通入湿润的有色布条看是否褪色（ ）
【答案】
（1）√
（2）× （3）√ （4）√ （5）× （6）× （7）√
2．写出下列反应的离子方程式：
（1）Cl2与H2O反应：
_____________________________________________________。
（2）Cl2与NaOH溶液反应：
_______________________________________________。
（3）Cl2与FeCl2溶液反应：
_______________________________________________。
（4）Cl2与NaBr溶液反应：
_______________________________________________。
（5）NaClO溶液中通入过量CO2：
___________________________________________。
（6）Ca（ClO）2溶液中加入稀HCl：
____________________________________________。
【答案】
（1）Cl2＋H2O
H＋＋Cl－＋HClO
（2）Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
（3）Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－
（4）Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
（5）ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO
（6）ClO－＋H＋===HClO
3．84消毒液的有效成分是_____。
向稀释后的84消毒液中加入3～4滴紫色石蕊试液的现象为________，原因是（用离子方程式表示）_______________________________________。
【答案】 NaClO 溶液先变蓝，后褪色 ClO－＋H2O
HClO＋OH－
习题训练
1．下列叙述正确的是
A．氯气的性质很活泼，它与氢气混合后立即发生爆炸
B．可以用氢氧化钙溶液吸收实验室制取氯气时多余的氯气
C．检验Cl2气体中是否混有HCl方法是将气体通入硝酸银溶液
D．除去Cl2气体中的HC
l，可将气体通入饱
和食盐水
【答案】D
2．关于氯化钠、氯化钙、氯化钾的下列说法正确的是
A．工业上利用钠与氯气反应制取氯化钠
B．向氯化钠的饱和溶液中加入少量钠无明显现象
C．氯化钙是漂白粉的有效成分
D．向氯化钠、氯化钙、氯化钾的溶液中分别加入少量硝酸银溶液，均出现白色沉淀
【答案】D
3．已知反应:
①2Cl2+HgO====HgCl2+X，②X+H2O====2Y,其中X是一种黄绿色气体。
下
列说法中不正确的是
A．Y能使湿润的有色布条褪色
B．反应①是置换反应
C．用强光照射Y时,Y会发生分解反应
D．反应②不是氧化还原反应
【答案】B
4．五颜六色的颜色变化增添了化学的魅力，对下列有关反应的颜色叙述正确的是
①新制氯水久置后→浅黄绿色消失；②淀粉溶液遇碘单质→蓝色；
③氯化铁溶液滴入甲苯中→紫色；④热的黑色氧化铜遇乙醇→红色
A．①③④B．①②④C．②③④D．①②③④
【答案】B
5．向盛有氯气的集气瓶中加入某溶液，振荡后能观察到如图所示的现象，则加入的液体是
A．水B．FeCl2溶液
C．硝酸银溶液D．氢氧化钠溶液
【答案】D
6．下列关于氯水的叙述，不正确的是
A．新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C．光照氯水有气泡逸出，该气体是O2
D．氯水放置后溶液的酸性增强
【答案】A
7．下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中，正确的是
A．氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质
B．漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理是相同的
C．氯气可以使湿润的有色布条褪色，但实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气
D．为证明氯水中含Cl－，可先加盐酸酸化，再加入AgNO3溶液
【答案】C
8．氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，只改变某一条件，下列叙述正确的是
A．再通入少量氯气，
减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量固体NaOH，一定有c（Na＋）＝c（Cl－）＋c（ClO－）
D．加入少量水，水的电离平衡向正反应方向移动
【答案】D
9．下列实验方法中，正确的是
①用酒精从碘水中萃取碘 ②用加热方法从碘和沙子的混合物中分离出碘 ③实验室制Cl2、C2H4都用同一套装置 ④用淀粉溶液直接检出I－ ⑤根据加入AgNO3溶液产生白色沉淀的现象认定溶液中含Cl－ ⑥盛放液溴的试剂瓶内放少量蒸馏水防止液溴的挥发 ⑦用溴水检验C2H4和C2H6
A．①③④ B．②④⑤⑦
C．②⑥⑦D．全部正确
【答案】C
10．下列说法正确的是
①氯气的性质活泼，它与氢气混合后立即发生爆炸
②实验室制取氯气时，为了防止环境污染，多余的氯气可以用氢氧化钙溶液吸收
③新制氯水的氧化性强于久置氯水
④检验HCl气体中是否混有Cl2方法是将气体通入硝酸银溶液
⑤除去HCl气体中的Cl2，可将气体通入饱和食盐水
A．①②③B．②③④C．③D．③⑤
【答案】C
11．如图所示：
6个编号分别代表下列物质中的一种物质a.Al；b.Fe2O3；c.NaOH溶液；d.氢碘酸溶液；e.NH3；f.O2。
凡是用直线相连的两种物质均能发生化学反应已知高温下氨气能还原氧化铁。
图中⑤表示的物质是
A．a或bB．c
C．dD．e或f
【答案】C
12．某同学用以下装置制备并检验Cl2的性质。
下列说法正确的是
A．Ⅰ图：
若MnO2过量，则浓盐酸可全部消耗完
B．Ⅱ图：
证明新制氯水仅具有酸性
C．Ⅲ图：
产生了棕黄色的雾
D．Ⅳ图：
湿润的有色布条褪色
【答案】D
13．下列离子方程式错误的是
A．实验室制Cl2：
MnO2＋4H＋＋2Cl－
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
B．在NaCl溶液中滴入AgNO3试液：
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
C．Cl2溶于水：
Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－
D．用NaOH溶液吸收Cl2：
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
【答案】C
14．海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。
下列说法错误的是
A．试剂1可以选用石灰乳
B．从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为：
2Br-+
Cl2＝2Cl-+Br2
C．工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗
D．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO42－
【答案】C
15．洪水过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。
漂白粉是常用的消毒剂。
（1）工业上将氯气通入石灰乳[Ca（OH）2]制取漂白粉，化学反应方程式为___________________。
（2）漂白粉的有效成分是（填名称）________。
（3）漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，反应的离子方程式为______________________________。
（4）反应
（1）和反应（3）中，属于氧化还原反应的是（填编号）________。
【答案】
（1）2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O
（2）次氯酸
（3）Ca2+＋2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3
（4）
（1）
16．某校课外小组的学生，利用排饱和食盐水的方法收集了一平底烧瓶的氯气，同时制备了一平底烧瓶的饱和氯水，探究完成以下性质实验。
请按要求回答下列问题：
（1）按图1安装好实验装置，U形管内盛有有色墨水，A、B两端液面相平，平底烧瓶中盛满氯气。
通过分液漏斗
向圆底烧瓶中滴加少量氢氧化钠溶液，观察到的现象是_______________________
___________，
请简单解释原因：
________________________________________________________________。
（2）如图2所示，平底烧瓶中盛满饱和氯水，用日光照射，可观察到平底烧瓶内有气泡产生，放置一段时间后溶液颜色变浅，产生上述现象的原因是______________________________________；当氯水中不再产生气泡时，某学生欲检验该反应所产生的气体，该学生可采取的合理操作__________________________________。
【答案】
（1）平底烧瓶内气体的颜色变浅，U形管A端水位上升，B端水位下降 Cl2与氢氧化钠溶液反应，导致气体颜色变浅，同时平底烧瓶中气体压强减小，使U形管A端水位上升，B端水位下降
（2）氯水中含有次氯酸，次氯酸见光易分解，产生盐酸和氧气，使平衡Cl2＋H2O
HCl＋HClO向右移动，氯水中氯气分子减少，导致溶液颜色变浅 将平底烧瓶盖上玻璃片，取出正放置在桌面上，移去玻璃片，将带火星的木条插入平底烧瓶的瓶口，木条复燃
17．常温下，A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色单质气体，A、B、C、D、E都含X元素，其转化关系如图所示。
（1）请分别写出A、B、D的化学式（如为溶液请填溶质的化学式）：
A________、B________、D________；
（2）写出下列反应的化学方程式或离子方程式（请注明条件）：
A＋H2O（离子方程式）：
_________________________________________________；
A＋NaOH（离子方程式）：
________________________________________________；
D→A（化学方程式）：
__________________________________________________。
【答案】
（1）Cl2 HClO HCl
（2）Cl2＋H2O===HCl＋HClO
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2
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