专题33 氯及其化合物 原卷版.docx

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专题33氯及其化合物原卷版

专题3氯及其化合物

【名师预测】

本专题内容与化工生产、日常生活、科学技术等方面有着广泛的联系，如氯碱工业、漂白粉应用、饮用水消毒、环境保护等，往往与氧化还原反应、离子反应、化学实验方案的设计与评价等知识结合出现。

预计今后：

1.以氯单质及其重要化合物的性质、用途设计选择题；2.以制取氯气设计有关实验题；3.根据同主族元素性质的相似性设计信息题，考查溴、碘及其重要性质和用途；4.考查用海水制取溴和碘。

【知识精讲】

一、氯气及其化合物的转化关系

二、氯及其化合物的性质和应用

（一）氯气的性质

1.氯气的物理性质

颜色

气味

毒性

密度

特性

黄绿色

刺激性气味

有毒

比空气重

易液化

注意：

实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：

用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。

（如图所示）

2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性

依据氯气的氧化性完成下列方程式：

（1）与金属反应

①Fe：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3，棕红色烟。

②Cu：

Cu＋Cl2

CuCl2，棕黄色烟。

（2）与非金属反应

H2：

H2＋Cl2

2HCl，苍白色火焰；

H2和Cl2的混合气体光照时会发生爆炸。

（3）与还原性无机化合物反应：

①与碘化钾溶液反应：

Cl2＋2KI===2KCl＋I2。

②与SO2水溶液反应：

Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。

③与FeCl2溶液反应：

Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。

3.从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应

氯气与水或碱反应，氯元素的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。

（1）与水反应

化学方程式：

Cl2＋H2O

HCl＋HClO，

离子方程式：

Cl2＋H2O

H＋＋Cl－＋HClO。

（2）与碱反应

①与烧碱反应：

Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

②制取漂白粉：

2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。

4.从平衡的角度理解氯水的成分和性质

氯气能溶于水（1∶2），氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气只有少量与水反应。

（1）氯水中存在三种平衡关系：

①Cl2＋H2O

HCl＋HClO

②HClO

H＋＋ClO－

③H2O

H＋＋OH－

（2）氯水性质的多重性

新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。

注：

氯水常代替氯气进行溶液中的实验。

（二）次氯酸和次氯酸盐的性质

1.次氯酸

次氯酸见光分解的化学方程式：

2HClO

2HCl＋O2↑。

2.次氯酸盐

（1）“84”消毒液

有效成分为NaClO，它与洁厕灵（主要成分盐酸）混合立即会产生氯气，其离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。

（2）漂白粉

①成分：

漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca（ClO）2，其中有效成分是Ca（ClO）2。

②漂白原理：

在潮湿的空气中能吸收CO2，化学方程式为Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。

易错警示：

氯水的组成及性质在应用中的常见误区

（1）氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增加，无漂白性。

因此，氯水要现用现配。

（2）制取氯水的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，且1molCl2参加反应，转移电子数为NA。

（3）Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。

（4）ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO

等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。

二、氯气的实验室制法

实验室制取气体装置一般由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。

以Cl2的实验室制法为例（见下图）：

（1）反应原理：

用强氧化剂（如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等）氧化浓盐酸。

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（2）制备装置类型：

固体＋液体

气体

（3）净化方法：

用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。

（4）收集方法：

向上排空气法或排饱和食盐水法。

（5）尾气吸收：

用强碱溶液（如NaOH溶液）吸收，不用Ca（OH）2溶液吸收的原因是Ca（OH）2溶解度小，溶液浓度低，吸收不完全。

（6）验满方法：

将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。

归纳总结：

实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点

（1）反应物的选择：

必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。

（2）加热温度：

不宜过高，以减少HCl挥发。

（3）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。

（4）尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca（OH）2的量少，吸收不完全。

三、卤素的性质及X－的检验

1.溴、碘单质物理性质比较

性质

Br2

I2

颜色

深红棕色

紫黑色

状态

液体

固体

溶解性

水中

溶解度不大

溶解度不大

有机溶剂中

易溶

易溶

特性

易挥发、有毒

①易升华

②使淀粉溶液变蓝

2.氯、溴、碘单质化学性质比较

（1）与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋X2===NaX＋NaXO＋H2O（X＝Cl、Br、I）。

（2）氧化性

①都能与金属反应生成金属卤化物，如与钠反应的化学方程式为2Na＋X2

2NaX（X＝Cl、Br、I）。

②氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性：

Cl－＜Br－＜I－。

Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，其离子方程式：

Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2；同理，Br2能置换出I2，其离子方程式：

Br2＋2I－===2Br－＋I2。

③与一些还原性离子反应，如Br2与SO

、Fe2＋反应的离子方程式分别为SO

＋Br2＋H2O===SO

＋2Br－＋2H＋，2Fe2＋＋Br2===2Br－＋2Fe3＋。

3.卤素离子的检验方法

（1）AgNO3溶液——沉淀法

未知液

生成

（2）置换——萃取法

未知液

有机层呈

（3）氧化——淀粉法检验I－

未知液

蓝色溶液，表明有I－

【典题精练】

考点1、考查氯气及其化合物的性质

例1、向下列溶液中通入氯气，现象和结论描述正确的是（　　）

A．品红溶液：

红色褪去，加热该褪色溶液，仍无色；氯气具有漂白性

B．紫色石蕊溶液：

先变红，后褪色；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸

C．含酚酞的氢氧化钠溶液：

红色褪去；氯气只作氧化剂

D．硫化钠溶液：

溶液变浑浊；氯气只作还原剂

易错警示：

氯气没有漂白性，不能使干燥的有色布条褪色，但可使湿润的有色布条褪色，起漂白作用的是HClO。

考点2、考查氯水的多重性质

4．某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水，现象如图所示，下列有关该实验的说法中正确的是（　　）

A．该实验说明Cl2分子具有漂白性

B．该实验说明H＋扩散速度比HClO分子快

C．将实验后的pH试纸在酒精灯上微热，试纸又恢复为原来的颜色

D．若用久置的氯水进行实验，现象相同

练后归纳：

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

HClO具有强氧化性

Cl2

FeCl2溶液

溶液由浅绿色变为棕黄色

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

Cl2、H2O

SO2

氯水颜色褪去

SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋SO

＋2Cl－

HClO、H＋

石蕊溶液

先变红后褪色

酸性和漂白性

Cl2

FeCl2溶液

溶液由浅绿色变为棕黄色

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

考点3、考查氯气及其他含氯化合物制备

例3．某化学小组用如图所示装置制取氯气。

下列说法正确的是（　　）

A．该装置图中至少存在三处明显错误

B．该实验中收集氯气的方法不正确

C．如果需要得到干燥纯净的Cl2，只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可

D．含有2molHCl的某浓盐酸与足量MnO2混合，在一定条件下反应，转移1mol电子

考点4、考查卤素性质的递变规律

1．下列关于卤素的叙述正确的是（　　）

①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾

②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯

③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性

④氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成

⑤氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂

A．①③④B．②③⑤C．②④⑤D．①③

易错警示：

注意卤素的特殊性

（1）氟①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱。

与H2反应在暗处即爆炸。

②2F2＋2H2O===4HF＋O2，F2不能在水溶液中置换其他卤素单质。

③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中；有毒。

（2）溴①Br2是深红棕色液体，易挥发。

②Br2易溶于有机溶剂。

在有机溶剂中显橙色或橙红色。

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①淀粉遇I2变蓝色。

②I2加热时易升华。

③I2易溶于有机溶剂。

在有机溶液中颜色为紫色或紫红色。

考点5、考查卤素单质及离子的鉴别

5．鉴别NaCl、NaBr、NaI溶液可以选用的试剂是（　　）

①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥氯水、己烯

A．①②④B．②③⑥C．②④⑤D．④⑤⑥

【名校新题】

1．（2019·山东高考模拟）某化学学习小组用如下图所示装置制备、收集Cl2，并进行性质验证实验（夹持装置略去）。

下列说法正确的是（）

A．用

和浓盐酸制备

时，只选

B．

用于

收集时，a为进气口

C．

中加入NaBr溶液和

，通入

反应后振荡、静置，下层溶液呈橙红色

D．

中通入

使品红溶液褪色后，取出溶液加热可恢复红色

2．（2019·山东潍坊一中高三开学考试）2018年10月15日，中国用“长征三号乙”运载火箭成功以“一箭双星”方式发射北斗三号全球组网卫星系统第15、16号卫星，其火箭推进剂为高氯酸铵（NH4ClO4）等。

制备NH4ClO4的工艺流程如下：

饱和食盐水

NaClO3

NaClO4

NaClO4

NH4ClO4

下列说法错误的是

A．NH4ClO4属于离子化合物

B．溶解度：

NaClO4＞NH4ClO4

C．电解NaClO3溶液时阳极反应式为ClO3-＋H2O－2e-=C1O4-＋2H+

D．该流程中可循环利用的物质是NH4Cl

3．（2019·山东高考模拟）实验室处理废催化剂FeBr3溶液，得到溴的四氯化碳溶液和无水FeCl3。

下列图示装置和原理能达到实验目的的

A．

制取氯气

B．

将Br-全部转化为溴单质

C．

分液时，先从下口放出有机层，再从上口倒出水层

D．

将分液后的水层蒸干、灼烧制得无水FeCl3

4．（2019·山东济南外国语学校高三开学考试）通过卤素间的反应实验，可以比较出卤素单质氧化性的强弱。

实验如下：

下列说法不正确的是

A．CCl4起到萃取、富集I2的作用

B．a中下层变无色，说明I2转化为I－

C．Ⅲ中发生反应的离子方程式为：

Br2+2I－===I2+2Br－

D．依据a、b中现象，可以证明Cl2的氧化性比Br2强

5．（2019·山东济南一中高三月考）碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在海水中主要以I－的形式存在，几种粒子之间有如图所示关系，根据图示转化关系推测下列说法错误的是

A．用KI淀粉试纸和食醋无法检验加碘盐中是否含有碘

B．足量Cl2能使湿润的KI淀粉试纸先变蓝后褪色，褪色的原因可能是：

5Cl2＋I2＋6H2O=2HIO3＋10HCl

C．由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2＞IO3-＞I2

D．途径Ⅱ中若生成1molI2，反应中转移的电子数为10NA

6．（2019·山东省夏津第一中学高三月考）海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素.下图是实验室从海藻里提取碘的流程的一部分。

下列判断正确的是（）

A．步骤①、③的操作分别是过滤、萃取分液

B．可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全

C．步骤③中加入的有机溶剂是乙醇

D．步骤④的操作是过滤

7．（2019·山东省临沂市第十九中学高考模拟）下列说法正确的是

A．氯水具有杀菌、漂白作用是因为C12具有强氧化性

B．可用硝酸银溶液检验氯气中是否混有氯化氢气体

C．工业上常用浓氨水检查C12是否泄露，体现了氨的还原性

D．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有HClO

8．（2018·山东高考模拟）实验室用下列装置制备无水AlCl3 （183℃升华，過潮湿空气即产生大量白雾）。

下列说法正确的是

A．该实验过程中e瓶可能产生白雾

B．b、c装置中分别盛装饱和NaHCO3溶液和浓硫酸

C．实验开始时应先点燃d处酒精灯，再点燃a处酒精灯

D．实验后向烧瓶中加入足量硝酸银和确硝酸，可确定生成的MnCl2的质量

9．（2019·广东中山一中高考模拟）实验室模拟工业漂白液（有效成分为NaClO）脱除废水中氨氮（NH3）的流程如下：

下列分析正确的是

A．①中采用蒸馏的方法精制粗盐水

B．②中阳极的主要电极反应：

4OH--4e-=2H2O+O2↑

C．③中制备漂白液的反应：

Cl2+OH-=Cl-+HClO

D．②、③、④中均发生了氧化还原反应

10．（2019·安徽高三开学考试）下列制取Cl2并用其氧化含I－废液，回收提纯I2的装置和原理能达到实验目的的是（）

A．AB．BC．CD．D

11．（2019·黑龙江牡丹江一中高三开学考试）检验氯化氢气体中是否混有氯气，不可采用的方法是

A．用湿润的有色布条B．用湿润的蓝色石蕊试纸

C．将气体通入硝酸银溶液D．用湿润的淀粉碘化钾试纸

12．（2019·山东淄川中学高三开学考试）某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。

下列说法正确的是（　　）

A．Ⅰ图中：

如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗

B．Ⅱ图中：

量筒中发生了加成反应

C．Ⅲ图中：

生成蓝色的烟

D．Ⅳ图中：

湿润的有色布条能褪色

13．（2019·山东高考模拟）.二氧化氯是高效、低毒的消毒剂。

已知：

ClO2是极易溶于水的气体，实验室制备及性质探究装置如下图所示。

回答下列问题：

（1）置B用于制备ClO2，同时还生成一种酸式盐，该反应的化学方程式为___________。

装置C中滴有几滴淀粉溶液，反应时有蓝色岀现。

淀粉的作用是___________。

（2）C装置的导管靠近而不接触液面，其目的是_________________________________。

（3）用ClO2消毒自来水，其效果是同质量氯气的___________倍（保留一位小数）

（4）装置D用于吸收尾气，若反应的氧化产物是一种单质，且氧化剂与氧化产物的物质的量之比是2︰1，则还原产物的化学式是___________。

（5）若将C裝置中的溶液改为Na2S溶液，通入ClO2后溶液无明显现象。

由此可以产生两种假设：

假设a：

CO2与Na2S不反应。

假设b：

ClO2与Na2S反应。

①你认为哪种假设正确，阐述原因：

_________________________________。

②请设计实验证明你的假设（仅用离子方程式表示）：

______________________。

14．（2019·山东高三期末）（15分）ClO2与Cl2的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。

某兴趣小组通过图1装置（夹持装置略）对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。

（1）仪器D的名称是。

安装F中导管时，应选用图2中的。

（2）打开B的活塞，A中发生反应：

2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。

为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜（填“快”或“慢”）。

（3）关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是。

（4）已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为，在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是。

（5）已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示。

若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是，原因是。