第二章常见无机物及其应用氯及其化合物.docx
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第二章常见无机物及其应用氯及其化合物
第二章常见无机物及其应用
氯及其化合物
【考纲扫描】
了解氯元素及其化合物的主要性质及其应用。
【考纲解读】
考试的重点内容是：
1．Cl2及卤素单质的强氧化性及在生产生活中的应用。
2．次氯酸及次氯酸盐的漂白作用。
【知识梳理】
一、知识网络
二、氯气的性质
1．物理性质
通常氯气为1色，有强烈2气味，3毒，易液化，液态的氯单质称为4。
5溶于水，25℃时，1体积水可溶解约2体积氯气，其水溶液俗称6。
特别关注
液氯和氯水不相同，液氯是纯净物，氯水是混合物。
2．化学性质
化学性质
反应物
内容解释
与金属反应
规律
①7
②金属被氧化成8价
钠
方程式：
9；现象：
10剧烈反应，。
铁
方程式：
11；现象：
生成12色的烟。
铜
方程式：
13；现象：
14生成色的烟。
与非金属反应
氢气
方程式：
15；现象：
16：
。
与水反应
水
方程式：
17。
氧化性
亚铁离子
方程式：
18。
氢硫酸（或硫离子）
方程式：
19。
二氧化硫（亚硫酸根）
方程式：
20。
Br－（HBr）－、I（HI）
方程式：
21。
与碱反应
氢氧化钠
应用：
22，方程式：
23。
氢氧化钙
应用：
24，方程式：
25
与盐反应
碳酸氢钠
产生二氧化碳气体
硝酸银
产生白色沉淀
检验
26试纸
现象：
27
三、卤素的通性
知识内容
解释
原子结构
①周期表中的位置：
28族
②相似点：
最外层电子数为29，易得30个电子。
③不同点：
电子层数依次31，得电子能力依次32。
④元素的非金属性依次33。
单质
物理性质
颜色
依次加深：
F234色，Cl235色，Br236色，I237色
熔沸点
依次38
溶解性
F2与水反应，Cl2、Br239，I240溶于水；均41溶于有机溶剂。
单质
化学性质
与氢气反应
依次变难。
氧化性
依次42。
离子（X－）
还原性
依次43。
卤化氢
稳定性
依次44。
还原性
依次45。
酸性
依次46。
HXO4
酸性
依次47。
AgX
颜色
依次48。
AgX
水溶性
AgF49溶于水，AgCl→AgI溶解度依次50。
氟、溴、碘的特殊性
①F是最活泼的非金属元素，单质氧化性51；F2与水剧烈反应；HF水溶液腐蚀玻璃；AgF易溶于水。
②Br2深红色液体，52挥发。
③Br2和I2在水中及四氯化碳（或苯）中颜色不同
水
汽油、苯（ρ＜1）
CCl4（ρ＞1）
Br2
53
54
I2
55
56
④碘单质有57；碘单质遇淀粉变58色；碘化银用于59。
【知识梳理自我校对】
二、氯气的性质
1黄绿2刺激性3有4液氯5能6氯水7与几乎所有金属反应（Pt、Au除外）8最高92Na+Cl2＝2NaCl
10剧烈反应，产生白烟112Fe+3Cl2
2FeCl312棕褐13Cu+Cl2
CuCl214棕褐15H2+Cl2=2HCl6：
①光照发生爆炸②点燃时安静燃烧，有白雾产生。
17Cl2+H2O=HCl+HClO182Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－19H2S+Cl2=2H++2Cl－+S↓（S2－+Cl2=2Cl－+S↓）20SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl（SO32－+Cl2+H2O=SO42－+
2H++2Cl－）21Cl2+2Br－=2Cl－+Br222余氯处理23Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O24制取漂白粉252Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O26湿润淀粉碘化钾27试纸变蓝
三、卤素的通性
28ⅦA29730131增多32减弱33减弱34淡黄绿35黄绿36棕红37紫黑38升高39溶于水40微溶于水41易溶于42减弱43增强44减弱45增强46增强47减弱48加深49易溶于水50减小51最强52易53橙54橙红55黄褐56紫红57升华性58蓝59人工降雨
【要点精解】
一、氯水成分的复杂性与多样性
氯气溶于水，所得溶液称为氯水，为浅黄绿色溶液。
1．反应原理及成分
Cl2+H2O
HCl+HClO；HClO
H++ClO－；2HClO
2HCl+O2
（1）新制氯水的成分：
三分子：
Cl2（主要成分）、H2O、HClO
四离子：
H+、Cl－、ClO－、OH－（极少量）
（2）新制氯水的保存：
保存在棕色磨口玻璃塞试剂瓶中。
2．新制氯水的性质：
氯水的多种成分决定了它具有多重性质：
（1）强酸性——H+性质的体现。
例如：
与碳酸氢钠溶液反应。
你能写出反应的方程式吗？
（2）强氧化性——氯分子和次氯酸分子性质的体现。
（3）漂白、杀菌、消毒性——次氯酸分子和次氯酸根离子性质的体现。
（4）沉淀反应——Cl－性质的体现。
例如：
与硝酸银溶液的反应。
你能写出反应的方程式吗？
特别关注
一般情况下，当用氯水漂白有颜色的有机物时应考虑HClO的强氧化性，而用氯水氧化其它物质时，是氯气体现了氧化性，而不考虑HClO的强氧化性。
例如氯水能使红色布条褪色，是HClO将有色物质氧化了；而与Fe2+、SO2等物质反应时，是Cl2将它们氧化了。
3．类比应用——“卤水”、卤素的有机溶液
将卤素单质Cl2、Br2、I2（F2除外）溶于水，所得溶液俗称“卤水”；将卤素单质Cl2、Br2、I2（F2除外）溶于有机溶剂，所得溶液称为卤素的有机溶液，如溴的四氯化碳溶液。
“卤水”、卤素的有机溶液的颜色
水
汽油、苯（ρ＜1）
CCl4（ρ＞1）
Br2
橙色
橙红（颜色比水溶液中深均可）
I2
紫色
紫红（颜色比水溶液中深均可）
你能由氯水的性质类比溴水的性质吗？
典例精析
向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，经过振荡，现象如下图所示，则甲、乙、丙注入的液体分别是
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水
A．①②③ B．②①③ C．③②① D．①③②
答案：
B
解析：
Cl2被NaOH溶液完全吸收，所得溶液为NaCl和NaClO，均无色。
Cl2溶于水产生的HCl与AgNO3溶液反应产生AgCl，使液体变成白色浑浊。
Cl2在水中的溶解度较小，一部分溶于水，得到氯水为浅黄绿色，瓶中剩余氯气颜色也变浅。
典题训练
有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0.1mol/L，如果在甲瓶中加入少量的碳酸氢钠晶体，乙瓶中加入少量亚硫酸氢钠晶体，丙瓶不变，片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度大小关系是（忽略溶液的体积变化）
A．甲=乙＞丙 B．甲＞丙＞乙 C．丙＞甲=乙D．乙＞丙＞甲
答案：
B
解析：
Cl2+H2O
HCl+HClO，该反应是平衡体系，甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体将会与HCl反应，平衡右移，c（HClO）增大；乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体，HClO与之反应，c（HClO）减小，而丙中c（HClO）不变。
二、漂白粉的相关问题
1．漂白粉、漂白精、漂白液
漂白粉的成分是Ca（ClO）2和CaCl2，有效成分是Ca（ClO）2；漂白精是Ca（ClO）2含量较高的漂白粉；漂白液是NaClO的水溶液。
2．工业制取漂白粉
工业用石灰乳与氯气制取漂白粉：
2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O
3．漂白原理
Ca（ClO）2溶于水水解生成HClO，具有强氧化性，将有色物质氧化漂白，是非可逆变化。
特别关注
漂白是指有颜色的有机物颜色褪去，而无机物虽然有颜色改变，也不能称其被漂白。
4．增强漂白粉漂白能力的方法
向漂白粉水溶液中加入比次氯酸酸性强的酸，使其生成浓度较大的HClO，如加稀盐酸、通入CO2等。
反应如下：
Ca（ClO）2+2HCl=CaCl2+2HClO；Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
5．漂白粉的保存
保存漂白粉时应密封、干燥、避光。
漂白粉失效发生的反应：
Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO；2HClO
2HCl+O2↑
典例精析
2008年5月12日中国四川发生了里氏8.0级地震，解决地震后的防疫问题被列为抗震救灾工作中的大事，用漂白粉消毒饮用水是最常用的方法，下列关于漂白粉的说法中正确的是
A．漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2和CaCl2 B．漂白粉在空气中久置不会变质
C．漂白粉是由Cl2和石灰乳制得的 D．在使用漂白粉时应加浓盐酸
答案：
C
解析：
漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2，A项错误；漂白粉在空气中易吸收CO2和水生成HClO，HClO见光分解，久置的漂白粉会失效，B项错误；工业上生产漂白粉，是用Cl2与石灰乳作用而制得的，C项正确；使用漂白粉时，若加酸，应加入稀盐酸，浓盐酸与漂白粉作用会产生氯气，D项错误。
典题训练
某消毒液无色，用红色石蕊试纸检验，发现试纸先变蓝后褪色，则该消毒液的主要成分可能是
A．KMnO4B．NaClOC．H2O2D．Cl2
答案：
B
解析：
红色石蕊试呈蓝色，说明此消毒液显碱性，只有NaClO水解显碱性，注意其余三种物质均能消毒，请同学们自主探究其消毒原理。
三、氯气的制法
1．工业制备
（1）氯碱工业：
电解饱和食盐水。
（2）制取金属钠的副产品：
电解熔融的氯化钠。
2．实验室制法
（1）原理：
用强氧化剂（如二氧化锰、高锰酸钾、氯酸钾、次氯酸钙等）氧化浓盐酸。
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O
（2）装置：
固+液
（3）净化：
用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢，用浓H2SO4（放在洗气瓶中）、CaCl2和P2O5（放在干燥管中）等干燥氯气。
（4）收集：
向上排空气法或排饱和食盐水法。
（5）检验：
湿润的淀粉碘化钾试纸（变蓝）。
（6）余氯处理：
用NaOH溶液吸收。
典例精析
为了探究铜与氯气的反应及氯化铜溶液颜色变化的原因，某研究性学习小组设计了下列铜与氯气反应的实验流程图：
（1）在装置①中用MnO2和浓盐酸反应制取氯气，若取36.5%的浓盐酸100g与过量的MnO2反应，理论上获得的氯气 （填“大于”、“小于”或“等于”）0.25mol。
（2）装置②中应选用的试剂为 （填字母）。
A．浓硫酸 B．饱和食盐水 C．碱石灰 D．消石灰
（3）若装置⑤中的试剂只能从下列试剂中选择，你认为最合适的是 （填字母）。
A．NaCl溶液 B．纯水 C．KMnO4溶液 D．Na2SO3溶液
（4）铜在氯气中燃烧的现象是 ，化学方程式为 。
（5）该小组同学将装置④中的生成物溶于少量水中时，发现溶液为绿色；而溶于大量水中时，发现溶液为蓝色。
因此他们得出结论：
“Cu2+的浓溶液为绿色，稀溶液为蓝色”。
为了验证此结论，他们分别取等质量胆矾溶于少量水中和大量水中进行比较，结果发现溶液均为蓝色。
为此，他们认为之前得出的结论有误。
你的看法是 ，请设计实验验证你的看法：
。
答案：
（1）小于
（2）B（3）D（4）产生棕黄色的烟；Cu+Cl2
CuCl2
（5）溶液的颜色还与Cl－及Cl－的浓度有关；在硫酸铜的浓溶液中加入NaCl固体，若溶液变绿，说明溶液颜色与Cl－及Cl－的浓度有关（只要答案合理即可）
解析：
（1）根据方程式可知，若HCl全部转化为Cl2，则n（Cl2）=
，但随反应的进行，浓盐酸变稀，不再与MnO2反应，所以生成氯气的量小于0.25mol。
（2）装置②的目的是除去氯气中混有的HCl气体，应用饱和食盐水，既可以溶解HCl气体，又能减少氯气的溶解量。
（3）Na2SO3能与Cl2反应生成Na2SO4和HCl，均易溶于水，消除了氯气对环境的污染，而A项、B项和C项均利用水溶解氯气，不能完全溶解。
（4）氯化铜固体的颜色为棕黄色，固体微粒分散到空气中形成烟。
（5）氯化铜溶液中阴、阳离子均可能影响溶液的颜色，因而应再考虑Cl－和Cu2+溶液颜色的影响。
典题训练
（上海市静安区2011年4月高三第二学期教学质量调研）用图示装置制取PCl3，在E中放入足量白磷，将氯气不间断地通入E，氯气与白磷就会发生反应，并放出热量（温度高于75℃）。
已知：
PCl3和PCl5遇水强烈反应，
它们熔沸点数据如下：
熔点
沸点
PCl3
-112℃
75℃
PCl5
148℃
200℃
E
D
C
请根据图中装置回答下列问题：
（1）检查该装置气密性的方法是。
（2）为得到氯气，若B中加入MnO2，则A中应加入，反应的化学方程式为。
（3）若发现C中气泡产生过猛，需要进行的操作或对装置进行的改进是。
（4）在反应开始时主要生成PCl3，而后来主要生成PCl5，原因可能是；从PCl3和PCl5的混合物中分离出PCl3的方法是（选填序号）。
a．蒸馏b．过滤c．分液d．升华
（5）生成的PCl3在G中收集，则F中盛有，作用是_______________________。
（6）C、D、H所盛的试剂分别是（选填序号）：
C；D；H。
a．饱和食盐水b．浓硫酸c．无水氯化钙d．碱石灰
（7）如果E中反应放热较多，G处的导管可能发生堵塞，其原因是。
答案：
（1）H接一导管放入水槽中，微热圆底烧瓶，水槽内导管口产生气泡，停止加热后导管中形成水柱，说明装置气密性良好。
（2）浓盐酸，MnO4+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O（3）用分液漏斗控制添加液体的量（合理即可）（4）P过量生成PCl3，氯气过量生成PCl5；a。
（5）冷水，使得三氯化磷液化（6）a；b；d（7）PCl5（可能还有P2O5）蒸气冷却后变成固体。
解析：
（1）用微热法检查装置的气密性，要点是：
组成密闭体系→微热（用手或酒精灯加热）→观察现象→得出结论，具体叙述为：
H接一导管放入水槽中，微热圆底烧瓶，水槽内导管口产生气泡，停止加热后导管中形成水柱，说明装置气密性良好。
（2）实验室用MnO2氧化浓盐酸，在圆底烧瓶中放入MnO2，分液漏斗中放入浓盐酸，反应为：
MnO4+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O
（3）可以采取控制液体反应物的量、滴加速率或降低反应的温度等措施。
（4）开始时P过量，生成PCl3，后来Cl2过量，生成PCl5。
根据PCl3和PCl5两者沸点相差较大，利用蒸馏法，使PCl3气化，再冷凝得到PCl3，选择a。
（5）从E中流出的PCl3是气体，需要在F中冷凝为液体，用冷水开可气体冷却至750C以下，得到液体PCl3
（6）B中产生的Cl2混有HCl和水蒸气，通过C中的饱和食盐水除去HCl，再通过D中的浓硫酸干燥Cl2，U型管中装有碱石灰，其作用是吸收剩余的Cl2，并防止空气中的水蒸气进入装置，使PCl3水解。
【感悟高考】
1．（2012山东）下列与含氯化合物有关的说法正确的是
A．HClO是弱酸，所以NaClO是弱电解质
B．向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液，可制得Fe（OH）3胶体
C．HCl溶液和NaCl溶液均通过离子导电，所以HCl和NaCl均是离子化合物
D．电解NaCl溶液得到22.4LH2（标准状况），理论上需要转移NA个电子（NA表示阿伏加德罗常数）
2．（2012上海）下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。
向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
己知：
2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：
Cl2>Br2>I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：
Fe2＋>Cl－
3．（2012新课标）下列叙述中正确的是
A．液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B．能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C．某溶液加入CCl4，CC14层显紫色，证明原溶液中存在I−
D．某溶被加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液一定含有Ag＋
4．（2011·江苏高考）NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（见下图）。
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
5．（2010·全国高考I卷）一定条件下磷与干燥氯气反应，若0.25g磷消耗掉314mL氯气（标准状况），则产物中PCl3与PCl5的物质的量之比接近于
A．1∶2B．2∶3C．3∶1D．5∶3
6．（2010·上海高考）右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
7．（2010·广东高考）某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。
（1）请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：
SO2+2NaOH=________________。
（2）反应Cl2+Na2SO3+2NaOH===2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为________________。
（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl－、OH－和SO42－．请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的CO2的影响）。
①提出合理假设。
假设1：
只存在SO32－；假设2：
既不存在SO32－也不存在ClO－；假设3：
_____________。
②设计实验方案，进行实验。
请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂：
3moL·L－1H2SO4、1moL·L－1NaOH、0.01mol·L－1KMnO4、淀粉－KI溶液、紫色石蕊试液。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：
取少量吸收液于试管中，滴加3moL·L－1H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中。
步骤2：
步骤3：
8．（2010·海南高考）A～G各物质间的关系如下图，其中B、D为气态单质。
请回答下列问题：
（1）物质C和E的名称分别为________________、_______________；
（2）可选用不同的A进行反应①，若能在常温下进行，其化学方程式为_____________；若只能在加热情况下进行，则反应物A应为_____________；
（3）反应②的化学方程式为_______________________________________；
（4）新配制的F溶液应加入_____________以防止其转化为G。
检验G溶液中阳离子的常用试剂是_____________，实验现象为__________________________________。
9．（2010·北京高考）为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。
实验过程：
Ⅰ、打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ、当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ、当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。
Ⅳ……
（1）A中产生黄绿色气体，其电子式是 。
（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。
（3）B中溶液发生反应的离子方程式是 。
（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是 。
（5）过程Ⅲ实验的目的是 。
（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减北的原因：
同主族元素从上到下 ，得电子能力逐渐减弱。
【考点精练】
1．（2011·吉林油田高中高三第一次模拟考试）下列说法正确的是
A．向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液，溶液将先变红后褪色。
B．欲除去氯气中少量氯化氢气体，可将此混合气体通过盛饱和食盐水的洗气瓶。
C．漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca（ClO）2，应密封保存。
D．氯水经光照有气泡逸出，该气体为HCl
2．（2011•黑龙江大庆一中模拟）将氯气溶于草木灰的浸出溶液比氯水的漂白能力更强，而且无逸出氯气的有害作用。
请你根据所学知识判断下列说法错误的是
A．碳酸的酸性弱于盐酸，但强于次氯酸
B．氯气通入草木灰的溶液中发生反应2K2CO3+Cl2+H2O=2KHCO3+KCl+KClO
C．氯气通入草木灰的溶液中发生反应K2CO3+Cl2+H2O=KHCO3+KCl+HClO
D．草木灰溶液本身不具有漂白作用，但具有去污作用
3．（2011·上海市闸北区高三第一学期期末考试）氧化还原反应实际上包含氧化和还原两个过程。
（1）向氯酸钠的酸性水溶液中通入二氧化硫，该反应中氧化过程的反应式为：
SO2+2H2O－2e－→SO42－+4H+；
（2）向亚氯酸钠（NaClO2）固体中通入用空气稀释的氯气，该反应中还原过程的反应式为：
Cl2+2e－→2Cl－。
在
（1）和
（2）反应中均会生成产物X，则X的化学式为
A．NaClO B．NaClO4 C．HClOD．ClO2
4．（2011·宁夏固原一中高三月考）下列关于消毒剂（主要成分是NaClO）的使用和保存不正确的是
A．将消毒液放在阴凉、避光的地方
B．盛混合液的容器盖上可留一个透气小孔
C．在使用时,要适当稀释，消毒液不是越浓越好
D．可与洁厕剂（含有盐酸）混合使用
5．（2011·教学资源网）1.8g某金属在氯气中燃烧,质量增加了7.1g，该金属是
A．FeB．AlC．NaD．Cu
6．（2011·长春实验中学高三下学期期中考试）氯气是一种重要的工业原料。
工业上利用反应3Cl2+2NH3＝N2+6HCl检查氯气管道是否漏气。
下列说法正确的是
A．若管道漏气遇氨就会产生白雾B．该反应利用了Cl2的强还原性
C．该反应属于氧化还原反应D．生成1molN2有3mol电子转移
7．（2011·哈尔滨第九中学高三第二次模拟考试）已知A、B为单质，C为化合物。
发生转化
能实现上述转化关系的是
①若C溶于水后得到强碱溶液，则A可能是Na
②若C的溶液遇Na2CO3，放出CO2气体，则A可能是H2
③若C的溶液中滴加KSCN溶液显红色，则B可能为Fe
④若C的溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则B可能为Cu
A．①②B．②④C．①③D．③④
8．（2011·海南省洋浦中学高三下学期冲刺试卷）气体X可能含有Cl2、HBr、CO2中的一种或几种，已知X通入AgNO3溶液时产生浅黄色沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸；若将X通入澄清的石灰水中，却不见沉淀产生．对于气体X的成分，下列说法正确的是
A．
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