高一化学人教版必修第一册氯及其化合物《讲义教师版》.docx
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高一化学人教版必修第一册氯及其化合物《讲义教师版》
氯及其化合物
知识集结
知识元
氯气的理化性质
知识讲解
∙一、氯气的物理性质
1．氯气是黄绿色有强烈刺激性气味的有毒气体；
2．氯气可溶于水，其水溶液呈黄绿色（常温常压，1体积水可溶解2体积氯气）；
3．密度比空气大；
4．易液化得到液氯。
二、氯气的化学性质
1．氯气与金属的反应
2Fe+3Cl2
2FeCl3（Fe丝在氯气中燃烧，产生棕黄色烟）
Cu+Cl2
CuCl2（Cu丝在氯气中燃烧，产生棕色烟，溶于水后，溶液呈蓝绿色）
2Na+Cl2
2NaCl（产生大量白烟）
2．氯气与非金属的反应
H2+Cl2
2HCl（H2在Cl2中能安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾）（光照可能发生爆炸）
2P+3Cl2
2PCl3（在空气中形成白雾）；2P+5Cl2
2PCl5（在空气中形成白烟）
3．氯气与水的反应
Cl2+H2O==HCl+HClO（次氯酸）
HClO是弱酸，酸性比碳酸弱，次氯酸不稳定，见光易分解：
2HClO
2HCl+O2↑
HClO具有强氧化性（杀菌、消毒）、漂白性（干燥的氯气没有漂白性，潮湿的氯气有漂白性，这是因为Cl2与H2O反应生成的次氯酸（HClO）具有漂白性。
）
4．氯气与碱的反应
液氯
氯水
分类
纯净物
混合物
新制
久置
成分
只有Cl2分子
分子Cl2 、HClO、H2O
离子H+ Cl-OH-ClO-
分子H2O
离子H+、Cl-
性质
有氧化性，无酸性和漂白性
有酸性，强氧化性，能漂白，消毒，光照时HClO分解
只有酸性
工业上制漂粉精：
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
工业上制漂白粉：
2Cl2+2Ca（OH）2==CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O（漂白粉的主要成分为：
CaCl2、Ca（ClO）2，其有效成分为：
Ca（ClO）2）
次氯酸盐跟稀酸或空气里的二氧化碳和水反应，生成次氯酸，起到漂白和消毒的作用。
NaClO+HCl==NaCl+HClO或NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO
Ca（ClO）2+2HCl==CaCl2+2HClO或Ca（ClO）2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
例题精讲
氯气的理化性质
例1.从1897年英国首次使用氯气对给水管网消毒以来，氯气用于自来水消毒已经经历了100多年的历史。
目前，我国大多数城市仍然采用氯气消毒法对自来水进行净化、消毒。
氯气之所以长期用于自来水消毒，原因是（ ）
A．氯气有毒，可以毒死细菌、病毒
B．氯气具有刺激性气味，可以熏死细菌、病毒
C．氯气与水反应生成具有强氧化性的HClO，可以杀死细菌、病毒
D．氯气用于自来水消毒是物理变化
【答案】C
【解析】
题干解析:
例2.如图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质，其中C、D、E为单质，E为固体，F为有磁性的化合物。
它们之间存在如下关系（反应中生成的水及次要产物均已略去）：
（1）写出下列物质的化学式：
B________，E________。
（2）指出MnO2在相关反应中的作用：
反应①中是________剂，反应②中是________剂。
（3）若反应①是在加热条件下进行，则A是________（填化学式）；若反应①是在常温条件下进行，则A是_________（填化学式）；如在上述两种条件下得到等质量的C单质，反应中转移的电子数之比为________。
【答案】
HCl Fe
催化 氧化
KClO3 H2O2 2∶1
【解析】
题干解析:
本题的突破口为“F为有磁性的化合物”，故F为Fe3O4，C为O2，E为Fe，则A为KClO3。
同时注意到G、H之间的转化为Fe3＋与Fe2＋之间的转化，不难推出D为Cl2。
氯气的实验室制备
知识讲解
（1）反应原理：
实验室中，利用氧化性比C12强的氧化剂[如MnO2、KMnO4、KClO3、Ca（ClO）2等]将浓盐酸中的Cl﹣氧化来制取C12．例如：
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+C12↑+2H2O
2KMnO4+16HCl（浓）＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
（2）装置特点：
根据反应物MnO2为固体、浓盐酸为液体及反应需要加热的特点，应选用“固+液加热型”的气体发生装置．所需的仪器主要有圆底烧瓶（或蒸馏烧瓶）、分液漏斗、酒精灯、双孔橡胶塞和铁架台（带铁夹、铁圈）等．
（3）收集方法：
氯气溶于水并跟水反应，且密度比空气大，所以应选用向上排气法收集氯气．此外，氯气在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，故氯气也常用排饱和食盐水的方法收集，以除去混有的HCl气体．因此在实验室中，要制取干燥、纯净的Cl2，常将反应生成的C12依次通过盛有饱和NaCl溶液和浓硫酸的洗气瓶．
（4）多余氯气的吸收方法：
氯气有毒，多余氯气不能排放到空气中，可使用NaOH溶液等强碱溶液吸收，但不能使用石灰水，因为Ca（OH）2的溶解度较小，不能将多余的氯气完全吸收．
（5）应注意的问题：
①加热时，要小心地、不停地移动火焰，以控制反应温度．当氯气出来较快时，可暂停加热．要防止加强热，否则会使浓盐酸里的氯化氢气体大量挥发，使制得的氯气不纯而影响实验．
②收集氯气时，导气管应插入集气瓶底部附近，这样收集到的氯气中混有的空气较少．
③利用浓盐酸与足量的MnO2共热制取C12时，实际产生的C12的体积总是比理论值低．主要原因是：
随着反应不断进行，浓盐酸会渐渐变稀，而稀盐酸即使是在加热的条件下也不能与MnO2反应．
例题精讲
氯气的实验室制备
例1.在制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是（）
①连接好装置，检查气密性； ②缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出；
③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末； ④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中；
⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收； ⑥用向上排空气法收集氯气。
A．①②③④⑤⑥
B．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤
D．①③④②⑥⑤
【答案】D
【解析】
题干解析:
【解析】确定实验室制取气体的操作顺序要注意：
①连接好装置以后，要先检查气密性，后装药品，②装药品的顺序是先加固体，后加液体，③对于有毒的气体，一定要有尾气处理装置。
例2.下图是制备四氯化硅的装置，该反应是硅与氯气在450～500℃时发生的。
已知：
四氯化硅遇水极易发生反应，四氯化硅的沸点为57.7℃。
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式___________，A中g管的作用是_________。
（2）B中的试剂是饱和食盐水，其作用是_________。
（3）装置C中的试剂是______________________________。
（4）装置E中的h瓶需要冷却的理由是____________________________。
（5）F的作用为_______________________________。
【答案】
MnO2＋4H＋＋2Cl－=Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O ；平衡压强，便于液体顺利流下
吸收Cl2中的HCl
浓硫酸
使SiCl4冷凝
防止尾气处理装置中的水蒸气进入h
【解析】
题干解析:
制备四氯化硅的原料为Cl2和Si，A装置为Cl2的发生装置，B、C装置为除杂装置。
选用B除去HCl，再用C（浓硫酸）除去水蒸气。
Cl2通入粗硅中反应，用冷水将产生的SiCl4冷凝即可。
（1）制取氯气用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应。
（2）SiCl4的沸点很低，只有57.7℃，而反应的温度达几XX，故需要冷凝收集。
氯离子的检验
知识讲解
方法：
向待检溶液中加入AgNO3溶液，再加入稀HNO3，若产生白色沉淀，则原待检液中含有C1﹣．
注意：
（1）不能加入盐酸酸化，以防止引入C1﹣（若酸化可用稀HNO3）．
（2）若待检液中同时含有SO42﹣或SO32﹣时，则不能用HNO3酸化的AgNO3溶液来检验Cl﹣，因为生成的Ag2SO4也是不溶于稀HNO3的白色沉淀（SO32﹣能被HNO3氧化为SO42﹣）．
若氯元素是以其他化合态形式存在，若要检验，一般是使其转化为Cl-后再进行检验。
如要检验KClO3中氯元素的存在，可以把KClO3与MnO2混合加热后，过滤取滤液，加入用稀HNO3酸化的AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀生成。
例题精讲
氯离子的检验
例1.下列物质中滴加硝酸银溶液后，产生白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀溶解，该物质是（ ）
A．稀盐酸
B．KCl溶液
C．自来水
D．碳酸钠溶液
【答案】D
【解析】
题干解析:
例2.为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素，选用给出的试剂和操作，其操作顺序正确的是（ ）
①滴加AgNO3溶液 ②加水溶解 ③过滤、取滤液 ④与二氧化锰混合加热 ⑤加稀硝酸 ⑥与浓盐酸反应 ⑦加NaOH溶液加热 ⑧用淀粉碘化钾
A．④②③①⑤
B．⑥⑧
C．⑥⑦①⑤
D．②①⑤
【答案】A
【解析】
题干解析:
由给出的操作不难分析出：
先将氯酸钾晶体中所含氯元素转化为氯离子，然后再利用与用硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀来证明氯元素的存在。
故先与二氧化锰混合加热，生成KCl，加水溶解后，过滤，取滤液，然后滴加AgNO3溶液和稀硝酸，产生白色沉淀。
例3.在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中可能含有（ ）
A．Cl－、SO42－
B．Cl－、NO3－
C．Cl－、CO32－
D．Cl－、OH－
【答案】C
【解析】
题干解析:
漂白液和漂白粉
知识讲解
工业上制漂粉精：
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
工业上制漂白粉：
2Cl2+2Ca（OH）2==CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O（漂白粉的主要成分为：
CaCl2、Ca（ClO）2，其有效成分为：
Ca（ClO）2）
次氯酸盐跟稀酸或空气里的二氧化碳和水反应，生成次氯酸，起到漂白和消毒的作用。
NaClO+HCl==NaCl+HClO或NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO
Ca（ClO）2+2HCl==CaCl2+2HClO或Ca（ClO）2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
例题精讲
漂白液和漂白粉
例1.某同学应用如下所示装置研究物质的性质．其中气体A的主要成分是氯气，还含有少量空气和水蒸气．请回答下列问题：
（1）该项实验的主要目的是研究干燥的氯气有没有 性．
（2）浓硫酸的作用是 ．
（3）实验过程中观察到B瓶中干燥的有色布条（“褪”或“不褪”） 色．
（4）在该实验中，装置还存缺陷，你认为还需加 装置才能使装置符合要求
【答案】
漂白
干燥氯气
不褪
尾气吸收
【解析】
题干解析:
氯碱工业
当堂练习
单选题
练习1.
（2021∙徐汇区一模）下列关于氯气性质的描述错误的是（ ）
A．无色气体
B．能溶于水
C．有刺激性气味
D．光照下与氢气反应
【答案】A
【解析】
题干解析:
氯气是黄绿色的气体、氯气有毒、并有刺激性气味、密度比空气大、熔沸点较低、能溶于水易溶于有机溶剂，1体积水在常温下可溶解2体积氯气，光照下与氢气反应生成氯化氢，
练习2.
（2021∙闵行区一模）能使湿润的蓝色石蕊试纸最终褪色的气体是（ ）
A．SO2
B．Cl2
C．NH3
D．HCl
【答案】B
【解析】
题干解析:
A．二氧化硫遇到湿润的蓝色石蕊试纸，二氧化硫和水反应生成亚硫酸，湿润的蓝色石蕊试纸最终变红，故A错误；
B．氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，则湿润的蓝色石蕊试纸最终褪色，故B正确；
C．氨气遇到湿润的蓝色石蕊试纸，氨气和水反应生成一水合氨为碱，最终不变色，故C错误；
D．HCl具有酸性，使湿润的蓝色石蕊试纸最终变红，故D错误；
练习3.
（2021∙泸州模拟）利用实验室制氯气的相应装置进行实验探究，下列装置与对应用途均正确的是（ ）
A．装置甲用于制Cl2
B．装置乙用于收集干燥、纯净的Cl2
C．装置丙用于吸收多余的Cl2
D．装置丁用于测定余酸的浓度
【答案】A
【解析】
题干解析:
A．高锰酸钾固体和浓盐酸常温反应生成氯气，装置甲用于制Cl2，故A正确；
B．装置中反应生成的氯气中混有氯化氢和水蒸气，氯化氢通过饱和食盐水除去，通过浓硫酸除去水蒸气，氯气比空气重，向上排气法收集，导气管长进短出，故B错误；
C．氢氧化钠溶液吸收氯气，装置中胶塞密闭，锥形瓶密闭不能全部吸收，故C错误；
D．氢氧化钠是碱溶液，应盛放在碱式滴定管中，不能盛装在酸式滴定管，故D错误；
练习4.
（2021∙西湖区校级模拟）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：
证明新制氯水具有酸性和漂白性
C．Ⅲ图：
产生了棕黄色的雾
D．Ⅳ图：
日光照射烧瓶中的饱和氯水会有气泡产生，这是由于氯气光照条件下溶解度下降而逸出
【答案】B
【解析】
题干解析:
A、Ⅰ图中：
如果MnO2过量，浓盐酸随着反应进行，浓度减小到一定程度，不再与二氧化锰继续反应，所以盐酸不能全部消耗，故A错误；
B、Ⅱ图中氯水中氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，滴入石蕊试液遇到石蕊变红证明酸性，但次氯酸存在溶液最后会褪色，即证明氯水的酸性，故B正确；
C、Ⅲ图中：
铜在氯气中燃烧产生棕色的烟，故C错误；
D、氯水中含HClO，光照时HClO分解生成氧气和HCl，则气泡主要为分解生成的氧气，结论不合理，故D错误；
练习5.
（2021∙静安区一模）向新制饱和氯水中通入足量SO2气体，不能使溶液（ ）
A．漂白性增强
B．导电性增强
C．酸性增强
D．褪色
【答案】A
【解析】
题干解析:
二氧化硫和氯气在水溶液中反应生成硫酸和盐酸，反应的方程式为：
SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4，
A．向新制饱和氯水中通入足量SO2气体，生成盐酸和稀硫酸无漂白性，生成物不具有漂白性，漂白性减弱，故A错误；
B．溶液导电能力与离子浓度成正比，溶液中氢离子、硫酸根离子、氯离子等离子浓度增大，所以溶液导电性增强，故B正确；
C．在饱和氯水中通入SO2气体，氯气和二氧化硫反应生成盐酸和硫酸，溶液中c（H+）增大，酸性增强，故C正确；
D．氯水为黄绿色，氯气和二氧化硫反应生成盐酸和硫酸，溶液褪色，故D正确；
练习6.
（2021∙西湖区校级模拟）将一定量的氯气通入60mL10mol/L热的NaOH浓溶液中，恰好完全反应，溶液中形成NaCl、NaClO和NaClO3的共存体系。
下列判断正确的是（ ）
A．与NaOH反应的氯气一定为0.3mol
B．反应后的溶液中n（Na+）：
n（Cl-）可能为7：
3
C．该反应的氧化产物为NaClO3
D．n（NaCl）：
n（NaClO）：
n（NaClO3）可能为11：
2：
1
【答案】A
【解析】
题干解析:
A由于反应后没有NaOH剩余，则n（Cl）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO3）=n（NaOH）=0.6mol，故参加反应的氯气n（Cl2）=0.3mol，故A正确；
B．由Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O可知，氧化产物只有NaClO，n（Na+）：
n（Cl-）最大为2：
1，当氧化产物为NaClO3，n（Na+）：
n（Cl-）最小为6：
5，故6：
5n（Cl-）<2：
1，7：
3>2：
1，故B错误；
C．该反应的氧化产物为NaClO和NaClO3，故C错误；
D．令n（NaCl）=11mol，n（NaClO）=2mol，n（NaClO3）=1mol，生成NaCl获得的电子为11mol×1=11mol，生成NaClO、NaClO3失去的电子为2mol×1+1mol×5=7mol，得失电子不相等，故D错误。
练习7.
（2021春∙鄂州期末）甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如图一步实现的转化关系。
下列有关物质的推断正确的是（ ）
A．若丙为NO2，则甲可能是NH3或N2
B．若丁为Cl2，则甲可以为Fe
C．若甲为AlCl3，则丁可能是Ba（OH）2
D．若丁为HCl，则甲可能是NaHCO3
【答案】C
【解析】
题干解析:
A、丙为NO2不能一步转化为NH3，所以不能实现如图所示的丙到甲的转化，故A错误；
B、乙为FeCl3不能继续和Cl2反应，所以不能实现如图所示的乙到丙的转化，故B错误；
C、甲AlCl3变成乙Al（OH）3继续反应生成丙AlO2-，AlO2-与过量的盐酸一步生成AlCl3，能实现各步转化，故C正确；
D、甲NaHCO3与盐酸反应生成的NaCl和CO2都不能继续与盐酸反应，所以不符合，故D错误；
练习8.
（2021春∙鄂州期末）某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定ClO-与ClO3-的物质的量浓度之比为1：
3，则此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是（ ）
A．21：
5
B．11：
3
C．4：
1
D．1：
4
【答案】C
【解析】
题干解析:
设ClO-和ClO3-分别为1mol和3mol，则被氧化的Cl2为2mol，再根据电子得失守恒，被还原生成Cl-的Cl2共为（1+3×5）×
=8mol，所以反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是8：
2=4：
1。
练习9.
（2021∙浦东新区一模）向如图所示的装置中缓慢地通入适量Cl2后，有色布条褪色，则X中所加物质可能是（ ）
A．饱和食盐水
B．浓硫酸
C．NaOH溶液
D．FeCl2溶液
【答案】A
【解析】
题干解析:
A、氯气通入饱和食盐水得到湿润的氯气，具有漂白性，故A正确；
B、浓硫酸是干燥剂，而干燥氯气不能使有色布条褪色，故B错误；
C、NaOH溶液与氯气反应，所以氯气被吸收，有色布条不能褪色，故C错误；
D、氯气与FeCl2溶液发生氧化还原反应被消耗，所以有色布条不能褪色，故D错误；
练习10.
（2021春∙岳塘区校级月考）下列物质能使紫色石蕊试液由紫色变红又褪色的是（ ）
①Cl2②氯水③O3④随用随配的盐酸酸化的漂白粉⑤SO2⑥Na2O2
A．①②④
B．①②④⑤
C．①③④
D．②③⑤⑥
【答案】A
【解析】
题干解析:
①Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸可使紫色石蕊试液由紫变红，次氯酸具有漂白性，可使石蕊褪色，故正确；
②氯水中含有盐酸和次氯酸，能使紫色石蕊试液由紫变红又褪色，故正确；
③O3不变红，只能使紫色褪色，故错误；
④盐酸酸化的漂白粉溶液中含有盐酸和次氯酸，能使紫色石蕊试液由紫变红又褪色，故正确；
⑤SO2能使紫色石蕊试液由紫变红，故错误；
⑥Na2O2与水反应生成氢氧化钠，溶液呈碱性，可使紫色石蕊变蓝，故错误；
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