高考化学复习难点重点知识专题讲解12氯单质及其化合物.docx

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高考化学复习难点重点知识专题讲解12氯单质及其化合物

高考化学复习难点重点知识专题讲解

专题十二、氯元素的单质及化合物

连线高考

氯元素有多种可变的化合价，Cl2的性质与实验室制法，漂白粉的制备和应用，次氯酸的性质，Cl-的检验和推断，卤素元素的结构和性质，饮用水的消毒等知识是重点内容。

今后的命题仍会以卤素的基础知识为主要内容，同时兼顾相关的基本概念和基本理论，尤其是氧化还原反应，离子反应和化学平衡等内容。

重点、难点探源

一、氯气的物理性质

颜色

状态

气味

密度

毒性

溶解性

黄绿色

气态

刺激性

比空气大

有毒

可溶于水

二、氯气及其化合物的性质

1、氯气

⑴与金属反应

反应现象

化学方程式

Na＋Cl2

剧烈燃烧，黄色火焰，大量白烟

2Na＋Cl2

2NaCl

Fe＋Cl2

剧烈燃烧，棕褐色烟

2Fe＋3Cl2

2FeCl3

Cu＋Cl2

剧烈燃烧，棕色烟，加水，溶液呈蓝绿色

Cu＋Cl2

CuCl2

⑵与非金属反应（氢气）

①点燃：

H2＋Cl2

2HCl。

现象：

H2在Cl2中能安静地燃烧，产生苍白色火焰，瓶口有白雾。

②光照：

H2＋Cl2

2HCl。

现象：

发生爆炸，瓶口有白雾。

⑶与H2O反应

化学方程式：

Cl2＋H2O

HCl＋HClO。

离子方程式：

Cl2＋H2O

H＋＋Cl－＋HClO。

⑷与碱液反应

①与NaOH溶液反应：

Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O（实验室制Cl2时尾气处理原理）

②与Ca（OH）2反应生成漂白粉

制取反应原理：

2Cl2＋2Ca（OH）2=CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O

漂白粉的主要成分：

CaCl2和Ca（ClO）2，有效成分Ca（ClO）2。

漂白反应原理：

Ca（ClO）2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO。

失效原因：

2HClO

2HCl＋O2↑。

⑸与还原性物质反应

①与KI反应：

Cl2＋2KI=2KCl＋I2。

②与FeCl2反应：

Cl2＋2FeCl2=2FeCl3。

③与SO2+H2O反应：

Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl。

2、次氯酸

3、次氯酸盐

三、氯气的制备

1、反应原理：

MnO2＋4HCl

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；

2、收集方法：

向上排空气法

3、尾气吸收反应的离子方程式为：

Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。

四、卤素及其化合物的特性和用途

1、氟及其化合物

⑴氟气与水剧烈反应：

2F2＋2H2O=4HF＋O2

⑵氢氟酸是弱酸，能与SiO2反应，用于刻蚀玻璃。

实验室里不能用玻璃瓶保存氢氟酸。

2、溴及其化合物

⑴Br2是深红棕色液体，易挥发。

实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞。

⑵AgBr具有感光性，可用作感光材料。

3、碘及其化合物

⑴I2是紫黑色固体，易升华，使淀粉变蓝。

⑵AgI可用于人工降雨。

五、卤素离子（Cl-、Br-、I-）的检验

1、试剂：

HNO3和AgNO3溶液；

2、原理（方程式）：

X-+Ag+=AgX↓（X=Cl-、Br-、I-）；

3、操作方法：

（1）沉淀法——检验溶液的Cl-（Br-、I-）时

（2）置换——萃取法

有关反应的离子方程式为：

Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2

Cl2＋2I－===2Cl－＋I2

追踪高考

1．【2016上海卷】向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是

A．碳酸钙粉末B．稀硫酸C．氯化钙溶液D．二氧化硫水溶液

【答案】A

【解析】在氯水中存在反应：

Cl2＋H2O

H＋＋Cl－＋HClO，若反应使溶液中c（HClO）增大，则溶液的漂白性会增强。

A．由于酸性HCl＞H2CO3＞HClO，所以向溶液中加入碳酸钙粉末，会发生反应：

2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑，使化学平衡正向移动，导致c（HClO）增大，则溶液的漂白性会增强，正确；B．若加入稀硫酸，使溶液中c（H+）增大，平衡逆向移动，溶液的漂白性减弱，错误；C．加入氯化钙溶液，不能发生反应，溶液的水对氯水起稀释作用，使溶液的漂白性减弱，错误；D．加入二氧化硫的水溶液，电离产生氢离子，使化学平衡逆向移动，溶液的漂白性减弱，错误。

2．【2016上海卷】类比推理是化学中常用的思维方法。

下列推理正确的是

A．CO2是直线型分子，推测CS2也是直线型分子

B．SiH4的沸点高于CH4，推测H2Se的沸点高于H2S

C．Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3

D．NaCl与浓H2SO4加热可制HCl，推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr

【答案】AB

【解析】A．O和S是同族元素，故形成的CO2和CS2都是直线形分子，正确；B．C和Si，Se和S都分别为同族元素，所形成的氢化物都为分子晶体，沸点取决于分子间作用力的大小，分子间作用力大小可以用相对分子质量来比较，正确；C．因I2的氧化性较弱，故与铁反应生成为FeI2，错误；D．浓硫酸氧化性很强，会将HBr氧化为Br2，错误。

故选AB。

【考点定位】考查类比推理方法在掌握化学知识中的合理运用。

【名师点睛】类比推理是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的科学思维方法。

由于物质的结构决定性质、性质决定用途，结构相似的物质往往具有相似的物理、化学性质。

所以，依据事先设定好的“标准”将物质进行合理分类，对掌握物质的结构、通性等化学知识起着事半功倍的作用。

但由于各种物质组成和结构具有一定的差异性，运用类推法时一定不能完全照搬。

指点迷津

一、氯水的成分和性质

1、氯水的成分

氯水中包含三种分子：

H2O、Cl2、HClO；四种离子：

H＋、Cl－、ClO－、OH－（极少量）。

2、氯水的性质

氯水为浅黄绿色有刺激性气味的液体，与不同的试剂反应时，起作用的微粒不同。

所加试剂

实验现象

参与反应的微粒

离子方程式或解释

AgNO3溶液

白色沉淀

Cl－

Cl－＋Ag＋=AgCl↓

Na2CO3溶液

有气泡产生

H＋

2H＋＋CO32－=CO2↑＋H2O

有色布条

布条颜色褪去

HClO

发生氧化还原反应

FeCl3溶液

溶液变棕黄色

Cl2

2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－

SO2

黄绿色褪去

H2O、Cl2

SO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SO42－

石蕊试液

先变红后褪色

HClO、H＋

酸性和漂白性

镁粉

有气泡产生，氯水褪色

Cl2、H＋

Mg＋Cl2=Mg2＋＋2Cl－

Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑

3、Cl2＋H2O

HCl＋HClO平衡移动的应用

向氯水中加

入的物质

浓度变化

平衡移动

的方向

应用

可溶性氯化物

c（Cl－）增大，c（HClO）减小

左移

①用饱和食盐水除Cl2中的HCl；②用排饱和食盐水法收集Cl2

盐酸

c（H＋）和c（Cl－）增大

左移

洁厕剂和“84”消毒液不宜混用

NaOH

c（H＋）减小

右移

用NaOH吸收多余的Cl2

光照

c（HClO）减小

右移

氯水应避光保存或现用现配

碳酸钙

c（HClO）增大

右移

制取次氯酸浓度较大的氯水

二、氯气的实验室制法

实验室制取、收集纯净干燥氯气的装置如下：

三、卤素及其化合物的特性

1、氟及其化合物

（1）非金属最强，F-的还原性最弱。

（2）与H2反应在暗处即爆炸。

（3）2F2＋2H2O===4HF＋O2

（4）HF是弱酸；能腐蚀玻璃，保存在铝制器皿或塑料瓶中；有毒；在FX中沸点最高。

2、溴及其化合物

（1）Br2是深红棕色液体，易挥发。

（2）Br2易溶于有机溶剂。

（3）盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞。

3、碘及其化合物

（1）淀粉遇I2变蓝色。

（2）I2加热时易升华。

（3）I2易溶于有机溶剂。

（4）食用盐中加入KIO3可预防甲状腺肿大。

4、卤化银

（1）AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黄色不溶于水，AgI黄色不溶于水。

AgCl、AgBr、AgI均不溶于稀硝酸。

（2）除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，可用于照相。

（3）AgI可用于人工降雨。

（4）I2与Fe反应产生FeI2，其它卤素单质与Fe反应生成FeX3。

5、使溴水褪色的物质

（1）因萃取作用而使溴水褪色的物质：

苯、CCl4、直馏汽油等有机溶剂。

（2）能与溴发生氧化还原反应的还原性无机化合物：

H2S，SO2，Na2S，Na2SO3等。

（3）能与溴水发生反应的金属，如Na，Mg，Al，Zn等。

（4）能与溴水发生反应的碱性物质，如NaOH，Na2CO3等。

（5）加入活性炭等吸附剂，使溴水褪色。

易错地带

一、氯水的成分和性质

1、氯水中的次氯酸具有漂白性，氯水能使紫色石蕊试液、蓝色石蕊试纸、pH试纸等先变红后褪色。

不能用pH试纸测定氯水的pH。

2、明确氯水和液氯的区别：

氯水和液氯的区别是前者是混合物，后者是纯净物，氯水久置后，由于HClO分解，最后就成为稀盐酸。

二、氯气的实验室制法

1、制氯气的装置可用于具有“固体（或液体）+液体

气体”特点的反应。

2、工业利用电解饱和食盐水制取Cl2，2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，俗称氯碱工业。

强化突破

1．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的

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中

A．①②③B．②③④

C．③D．③⑤

2．化学来源于生活，也服务于生活。

下列有关生活中的化学知识叙述正确的是（　　）

A．氯气和活性炭均可作为漂白剂，若同时使用，漂白效果会明显加强

B．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂

C．测定溶液pH的实验中，用干燥pH试纸测定新制氯水的pH——测定结果无影响

D．洁厕灵不能与“84”消毒液混用，原因是两种溶液混合产生的HClO易分解

3．如图所示，在A处通入氯气，关闭B阀时，C处干燥的红布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处干燥的红布条逐渐褪色。

则D瓶中盛放的溶液不可能是（　　）

A．浓硫酸B．NaOH溶液

C．饱和Na2SO3溶液D．饱和氯化钠溶液

4．下列实验现象描述正确的是（　　）

A．碘水中加入少量汽油振荡，静置后上层颜色变浅，下层颜色变为紫红色

B．红热的铜丝在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟雾

C．电解氯化钠饱和溶液，将阴极气体产物通入KI－淀粉溶液中，溶液变蓝

D．溴化钠溶液中加入少量新制的氯水振荡，再加入少量四氯化碳振荡，静置后上层颜色变浅，下层颜色变为橙红色

5．（2017·龙岩五校联考）向KOH溶液中通入8.96L（标准状况）氯气恰好完全反应生成三种含氯盐：

0.6molKCl、0.1molKClO和X。

则X是（　　）

A．0.1molKClO4B．0.1molKClO3

C．0.1molKClO2D．0.2molKClO

6．（2017·湖北4月调研）中学常见的某反应化学方程式为X＋Y―→M＋N＋H2O（未配平，反应条件已略去），下列叙述错误的是（　　）

A．若X、Y的物质的量之比为1∶4，且N是黄绿色气体，则该反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O

B．若M、N为气体，且都能使澄清石灰水变浑浊，则将此混合气体通入溴水中，橙色褪色，橙色褪色过程的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO

＋2Br－

C．若X是铁，Y是稀硝酸（过量），则X与Y反应的离子方程式为Fe＋4H＋＋NO

===Fe3＋＋NO↑＋2H2O

D．当N为氯碱工业的主要原料，M是造成温室效应的主要气体，则上述反应的离子方程式一定为：

CO

＋2H＋===CO2↑＋H2O

7．（2017·日照质检）溴化碘（IBr）的化学性质与卤素单质相似，能与大多数金属反应生成金属卤化物，和某些非金属单质反应生成相应的卤化物，跟水反应的方程式为IBr＋H2O===HBr＋HIO。

下列有关IBr的叙述中，不正确的是（　　）

A．IBr是双原子分子

B．在很多反应中，IBr是强氧化剂

C．和NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO

D．和水反应时，既是氧化剂又是还原剂

8．（2017·潍坊一模）某化学实验小组欲用下列装置制备纯净的氯气及含氯化合物，并探究其性质。

（1）欲制备并收集一瓶纯净的氯气，选择上图中合适的装置，其连接顺序为：

________________（按气流方向，用小写字母表示）。

根据选择的装置，写出制备氯气的化学方程式________________。

（2）取100mL氯气与NaOH溶液反应生成的“84”消毒液，持续通入过量的SO2，溶液中开始出现黄绿色，后黄绿色逐渐褪去。

溶液变为黄绿色的可能原因是：

①溶液中Cl－与ClO－反应所致，设计实验方案确认这种可能性：

________________。

②________________所致（用离子方程式表示）。

向反应后的溶液中先加入足量稀盐酸，再加入足量氯化钡溶液，经过滤、洗涤、干燥、称量，所得沉淀的质量为wg，则溶液中NaClO的物质的量浓度为____mol·L－1。

（3）在加热条件下，氯气与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl等，写出反应的离子方程式________________。

实验小组设计下图装置（加热装置略去）验证NaClO3的性质。

已知：

2NaClO3＋Na2C2O4＋2H2SO4（稀）===2ClO2↑＋2CO2↑＋2Na2SO4＋2H2O；ClO2与氯气的化学性质相似。

控制装置A中分液漏斗活塞，缓慢滴加稀硫酸，观察到B装置中的现象是________；装置C吸收的物质是__________。

【参考答案】

1．【解析】氯气与氢气混合，达到爆炸极限，在光照的条件下才能发生爆炸，①错，氢氧化钙溶液中溶质含量少，实验中常用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，②错，排除A、B项；HCl气体与AgNO3溶液可产生沉淀，④错；将气体通入饱和食盐水中，除去的是HCl气体，而不是Cl2，⑤错，排除D项。

【答案】C

2．【解析】A项，活性炭具有吸附性，可以吸附氯气，错误；B项，氯气与烧碱溶液或石灰乳反应均可生成次氯酸盐，正确；C项，氯水中的次氯酸具有漂白性，错误；D项，不能混用的原因是消毒液中的NaClO与洁厕灵中的HCl反应生成Cl2，错误。

【答案】B

3．【解析】解决本题的关键是要明确装置的特点及起漂白作用的是HClO或潮湿的Cl2。

首先根据打开B阀后，C处干燥的红布条逐渐褪色，说明A处通入的Cl2为潮湿的，在关闭B阀时潮湿的Cl2通过了D瓶，看不到C处干燥的红布条有明显变化，说明D瓶吸收了Cl2或吸收了Cl2中的水蒸气。

【答案】D

4．【解析】汽油的密度比水小，上层颜色应变为紫红色，下层颜色变浅，A项错误；CuCl2是固体应为烟而不是雾，B项错误；电解NaCl饱和溶液，阳极产生的Cl2能使KI－淀粉溶液变蓝，C项错误。

【答案】D

5．【解析】8.96L（标准状况）氯气的物质的量是8.96L÷22.4L/mol＝0.4mol，根据氯原子守恒可知X中含有氯原子的物质的量是0.4mol×2－0.6mol－0.1mol＝0.1mol；生成0.6molKCl转移0.6mol电子，而生成0.1molKClO转移0.1mol，所以生成X转移0.5mol电子，因此氯元素的化合价从0价升高到＋5价，选B。

【答案】B

6．【解析】若X、Y的物质的量之比为1∶4，且N是黄绿色气体，N是氯气，则该反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，A项正确；能使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳、二氧化硫，单质碳可以和浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫，其中SO2能使溴水褪色，褪色过程的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO

＋2Br－，B项正确；硝酸可以将金属铁氧化到最高价，稀硝酸对应的还原产物是NO，金属铁和过量的硝酸反应的方程式为Fe＋4H＋＋NO

===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，C项正确；氯化钠为氯碱工业的主要原料，二氧化碳是造成温室效应的主要气体之一，碳酸钠、碳酸氢钠均可以和盐酸反应生成二氧化碳和水，D项错误。

【答案】D

7．【解析】IBr中I为＋1价，Br为－1价。

2个原子组成1个IBr分子，A正确；因为其化学性质与卤素相似，所以在很多反应中，IBr是强氧化剂，B正确；与碱反应的实质可看成是IBr先与水反应，生成物HBr和HIO再与碱反应，所以2NaOH＋IBr===NaBr＋NaIO＋H2O，C正确；跟水反应的方程式IBr＋H2O===HBr＋HIO中，反应前后各元素的化合价均未发生变化，仍然是I为＋1价，Br为－1价，故这个反应不是氧化还原反应，D错误。

【答案】D

8．【解析】

（1）欲制备并收集纯净的氯气，二氧化锰固体和浓盐酸在加热条件下生成氯气，该反应为固液反应，需要加热，选a制Cl2，KMnO4固体和浓盐酸在不加热条件下就能生成氯气，该反应为固液反应，不需要加热，选b制Cl2，E除HCl，D干燥，F收集Cl2，C或G除去尾气，故选用装置连接顺序为a（或b）、g、h、e、f、i、j、d（或m），a对应：

MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，b对应：

2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O；

（2）①若为溶液中Cl－与ClO－反应使溶液为黄绿色，应取少量“84”消毒液于试管中，滴加稀硫酸，观察溶液颜色变化②反应的离子方程式为2ClO－＋SO2===Cl2＋SO

；设NaClO的物质的量为xmol，则

NaClO～SO

～BaSO4

1mol233g

xwg

x＝w/233mol

c（ClO－）＝

mol/L＝

mol/L；

（3）在加热条件下，氯气与NaOH溶液反应生成NaClO3，离子方程式为3Cl2＋6OH－===ClO

＋5Cl－＋3H2O；控制装置A中分液漏斗活塞，缓慢滴加稀硫酸，ClO2将I－氧化为I2，I2能使淀粉溶液呈蓝色，观察到B装置中的现象是溶液变蓝，装置C吸收的物质是ClO2和CO2。

【答案】

（1）a（或b）、g、h、e、f、i、j、d（或m）

a对应：

MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

b对应：

2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

（2）①取少量“84”消毒液于试管中，滴加稀硫酸，观察溶液颜色变为黄绿色

②2ClO－＋SO2===Cl2＋SO

（3）3Cl2＋6OH－===ClO

＋5Cl－＋3H2O　溶液变蓝　ClO2和CO2