完整版专题16氯及其化合物.docx
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完整版专题16氯及其化合物
专题16氯及其化合物
【知识框架】
【基础回顾】
一、氯气
1、物理性质
通常情况下，氯气是黄绿色、有刺激性气味的气体。
密度比空气大，有毒，易液化，能溶于水，通常1体积水约溶解2体积氯气，其水溶液称为氯水。
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。
2、化学性质
Cl的最外层有7个电子，易得到1个e-，具有很强的氧化性，能跟很多具有还原性的物质发生反应，如金属、非金属单质、化合物等。
（1）与金属反应
铜、铁在氯气中燃烧的化学方程式为：
Cu+Cl2 =CuCl2 （棕黄色烟）
2Fe+3Cl2 =2FeCl3 （棕褐色烟）
（2）与非金属反应
氢气在氯气中燃烧的化学方程式为：
H2+Cl2 =2HCl （苍白色火焰）
（3）与水反应
（4）与碱反应（完成下列化学方程式）
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。
漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca（ClO）2，有效成分是Ca（ClO）2。
漂白粉的漂白原理是：
Ca（ClO）2+2HCl=CaCl2+2HClO
Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
产生的HClO具有漂白性和强氧化性。
由于HClO见光易分解，所以漂白粉应密封保存。
（5）跟还原性物质反应
①氯气与KI溶液：
2KI+Cl2=2KCl+I2。
②氯气与FeCl2溶液：
2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
③向氯水中通入SO2：
SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl。
二、氯气的制备与性质实验
1、反应的原理：
用强氧化性物质（如MnO2、KMnO4等）和浓盐酸反应。
MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O
【注意】稀盐酸与MnO2作用不能制取Cl2。
若没有浓盐酸时，也可用NaCl和浓H2SO4与MnO2共热制取Cl2：
MnO2+2NaCl+3H2SO4（浓）=MnSO4+Cl2↑+2NaHSO4+2H2O
2、制气类型：
固+液→气（注意：
KMnO4与浓盐酸的反应不需加热）。
3、收集装置：
向上排空气法或排饱和食盐水法（Cl2在饱和食盐水中的溶解度最小）。
4、净化装置：
用饱和食盐水或水洗气法除去HCl，再用浓H2SO4干燥。
5、尾气吸收装置：
用强碱溶液吸收多余的Cl2，防止污染大气。
6、验满方法
（1）将湿润的淀粉-碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
（2）将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。
（3）实验室制取Cl2时，常常根据氯气的颜色判断是否收集满。
7、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。
三、卤族元素
1、卤族元素原子结构的比较
（1）相似性：
卤素原子最外层上均有7个电子，最高正价为+7价（F无正价），负价为-1价。
（2）递变性：
从F→I，原子核外电子层数依次增大，原子半径依次增大。
2、元素的性质
（1）相似性：
均为活泼非金属，最低负化合价：
-1，最高正价：
+7（F除外）；
（2）递变性：
随着原子序数的递增，获得电子的能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。
3、单质的物理性质（从F2 →I2）
（1）颜色由浅到深。
（2）状态：
F2、Cl2呈气态，Br2为液态（易挥发），I2为固态（易升华）。
（3）熔、沸点：
依次增大。
（4）密度：
依次增大。
（5）溶解性：
在水中的溶解度逐渐减小，在有机溶剂中的溶解性大于（填“大于”或“小于”）在水中的溶解性。
4、化学性质
（1）卤素单质的相似性：
均具有强氧化性，均能与H2、H2O、金属反应，较活泼的卤素单质能将不活泼的卤素从其卤化物中置换出来。
（2）卤族元素氢化物的递变性
①稳定性由强至弱的顺序为:
HF＞HCl＞HBr＞HI。
②沸点由高至低的顺序为：
HF＞HI＞HBr＞HCl。
HF沸点反常的原因是：
分子间存在氢键。
③还原性由强至弱的顺序为：
HI＞HBr＞HCl＞HF。
④水溶液酸性由强至弱的顺序为:
HI＞HBr＞HCl＞HF。
5、卤素离子（Cl-、Br-、I-）的检验
（1）未知液
↓，
↓，据沉淀颜色判断。
AgCl为白色，AgBr为浅黄色，AgI为黄色。
（2）未知液有机层呈橙色或橙红色，表明有Br-紫色或浅紫色，表明有I-
【技能方法】
氯水成分及性质探究
氯气与水反应的化学方程式：
Cl2+H2O
H++Cl-+HClO。
1、氯水与次氯酸
氯气的水溶液叫氯水，呈黄绿色，溶于水的部分氯气与水反应生成盐酸和次氯酸。
Cl2+H2O
H++Cl-+HClO
次氯酸（HClO）具有三个性质：
（1）弱酸性，其酸性比碳酸还弱，即HClO
H＋＋ClO－。
（2）不稳定性：
次氯酸不稳定，见光容易分解放出氧气。
化学方程式是2HClO=2HCl＋O2↑。
（3）强氧化性：
次氯酸是一种强氧化剂，能杀死水里的病菌，故自来水常用氯气来杀菌消毒。
次氯酸的强氧化性，能使某些有机色质褪色，可用作漂白剂。
2、物质的漂白
（1）褪色：
是指有色物质变为无色物质。
有物理变化也有化学变化。
例如：
把木炭投入NO2气体的集气瓶中，塞紧瓶塞摇动瓶子，集气瓶内的气体变为无色。
在CuSO4溶液中加入氢氧化钠溶液，溶液由蓝色变为无色，前者是物理变化，后者是化学变化。
（2）漂白，特指染料（有机物）或有机色质变为无色物质，它是化学变化，发生物理变化的有机物褪色不是漂白，如把木炭投入盛有红墨水的锥形瓶中，轻轻振荡溶液变为无色。
发生化学变化的有：
二氧化硫能使品红溶液褪色，是因为发生了化学变化生成了不稳定的无色物质，加热后，恢复品红的颜色。
过氧化钠和氯水漂白，是利用了两者的强氧化性，生成了稳定的无色物质。
与二氧化硫漂白原理不同。
3、新制氯水、久置氯水、液氯的区别
4、氯水中的平衡移动 化学方程式是Cl2＋H2O
H＋＋Cl－＋HClO
5、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：
【基础达标】
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HCl，可将气体通入饱和食盐水
【答案】D
【解析】
A、氯气与氢气混合只有点燃或强光照射才会发生反应甚至爆炸，错误； B、由于氢氧化钙的溶解度比较小，所以实验室制取氯气时，多余的氯气不用氢氧化钙溶液吸收，而是用氢氧化钠溶液吸收，错误；
C、Cl2溶于水也会产生Cl－，错误；
D、HCl易溶于水，也易溶于饱和食盐水，而Cl2在饱和食盐水中的溶解度极小，正确。
2．勤洗手和经常对环境进行消毒是预防传染病的有效途径。
2012年4月，H7N9疫情爆发，可以用某种消毒液进行消毒，预防传染。
已知该消毒液为无色液体，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．KMnO4 B．H2O2
C．NaClO D．NH3•H2O
【答案】C
【解析】
试题分析：
该消毒液为无色液体，排出A；红色石蕊试纸检验时先变蓝色，说明溶液呈碱性，排出B；后褪色，说明该物质具有强氧化性，排出D；次氯酸钠具有强氧化性，符合题意，答案选C。
考点：
考查次氯酸钠的化学性质
3．下列实验过程中，不会产生气体的是（ ）
【答案】C
【解析】
试题分析：
A、氯水在光照作用下次氯酸分解生成氯化氢和氧气，A错误；
B、氯水显酸性与发酵粉中的碳酸氢钠反应放出CO2气体，B错误；
C、氯气具有氧化性与溴化钠反应生成氯化钠和溴，不会产生气体，C正确；
D、过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，D错误，答案选C。
考点：
考查元素及其化合物性质
4．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
【解析】
试题分析：
由上图可知：
加入的溶液能够与Cl2发生反应，并得到无色溶液，D正确；加入水得到的氯水溶液呈浅黄绿色，A错误；2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，FeCl3溶液呈棕黄色，B错误；加入AgNO3溶液后能够生成AgCl白色沉淀，C错误。
考点：
氯气的性质
5．可以验证硫元素的非金属性比氯元素弱的事实是（ ）
①H2S水溶液是弱酸，HCl水溶液是强酸
②向氢硫酸溶液中滴入氯水有单质硫生成
③硫、氯气分别与铁和铜反应，其产物是FeS、Cu2S、FeCl3、CuCl2
④高氯酸（HClO4）的酸性比硫酸强
A．①②④ B．②④
C．②③④ D．①②③④
【答案】C
【解析】
试题分析：
①应根据元素的最高价氧化物的水化物的酸性来比较非金属性的强弱，错误；
②向氢硫酸溶液中滴入氯水有单质硫生成，说明Cl的非金属性比S强，正确；
③硫、氯气分别变价金属反应时，氯气的产物都是高价化合物，而S的产物都是低价化合物，说明Cl的非金属性比S强，正确；
④高氯酸（HClO4）的酸性比硫酸强，说明Cl的非金属性比S强，答案选C。
考点：
考查非金属性的判断依据
【能力提升】
1．利用下图所示装置进行实验，通入Cl2前装置Ⅰ中溶液呈红色。
下列说法不合理的是（ ）
A．通入Cl2后，装置Ⅰ中发生了氧化还原反应
B．Cl2与Na2SO3溶液反应的离子方程式是：
SO32－＋Cl2＋H2O＝SO42－＋2Cl－＋2H＋
C．通入Cl2后，装置Ⅰ中溶液不褪色
D．装置Ⅱ的作用是吸收尾气，防止污染空气
【答案】C
【解析】
试题分析：
A、Cl2与亚硫酸钠反应，将亚硫酸钠氧化成硫酸钠，故A正确；
B、离子方程式中电荷守恒、原子守恒且符合客观规律，故B正确；
C、通入Cl2后，溶液显酸性，故酚酞褪色，故C错误；
D、装置2中是用氢氧化钠吸收未反应的氯气，故D正确，此题选C。
考点：
考查化学实验基础相关知识
2．下列关于实验室制取氯气的说法正确的是（ ）
A．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替
B．为了便于学生观察氯气的制备实验，可在讲台上直接做氯气的制备实验
C．可用饱和食盐水吸收尾气
D．可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，观察氯气是否收集满
【答案】D
【解析】
试题分析：
A．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替无法控制盐酸的用量，A错误；
B．可在讲台上直接做氯气的制备实验，没有在通风橱中进行，容易造成中毒事件，B错误；
C．饱和食盐水不能与氯气反应，不能用于吸收尾气，C错误；
D．可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，若试纸变蓝，则氯气集满，D正确；答案选D。
考点：
考查氯气的实验室制法。
3．一氯化碘（ICl）、三氯化碘（ICl3）是卤素互化物，它们的性质与卤素单质相似，如：
2ICl＋2Zn===ZnI2＋ZnCl2。
以下判断正确的是（ ）
A．ICl3与水反应的产物为HI和HClO
B．ICl3与KI反应时，氯元素被还原
C．ICl与冷NaOH溶液反应的离子方程式为：
ICl+2OH—=IO— +Cl—+H2O
D．ICl与水的反应属于氧化还原反应
【答案】C
【解析】
试题分析：
由题意可知，ICl3与水反应I元素非金属性弱显正价，故应结合水电离出的OH—，产物为HIO2，氯元素显负价结合水电离出的H+，产物为HCl，故A项错误；
ICl3与KI反应时，ICl3中的+3价I被还原，故B项错误；
ICl中I元素为+1价I，Cl为-1价氯，故ICl与冷NaOH溶液反应：
ICl+2OH—=IO—+Cl—+H2O，故C项错误；．ICl与水：
．ICl+H2O=HIO+HCl，反应中没有化合价的改变，故不属于氧化还原反应，D项错误；本题选C。
考点：
卤族元素性质。
4．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
【解析】
A、氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性，错误；
C、由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl－，所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl－，错误；
D、因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应，所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在，错误。
5．R代表氢元素或钠元素，与RF＜RCl＜RBr＜RI的变化规律不符的卤化合物的性质是（ ）
A．卤化氢的热稳定性
B．遇氧化剂时表现出的还原性强弱
C．与硝酸银溶液反应生成的沉淀颜色深浅
D．卤化氢水溶液的酸性
【答案】A
【解析】
本题主要依据卤素单质及化合物性质递变规律进行分析作答。
A项，卤化氢的热稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI；
B项，卤化氢或卤素阴离子的还原性HF＜HCl＜HBr＜HI或F－＜Cl－＜Br－＜I－；
C项，AgF不沉淀，从Cl→I，卤化银沉淀的颜色由白→浅黄→黄逐渐变深；
D项，从F→I元素非金属性逐渐减弱，因此卤化氢水溶液酸性HF＜HCl＜HBr＜HI。
【终极闯关】
1．【2011江苏卷】NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（见图4）。
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
【解析】
试题分析：
25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的要小；石灰乳与Cl2的反应中氯发生歧化反应，Cl2既是氧化剂，又是还原剂；常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存仅代表常温Cl2不与铁反应，加热、高温时可以反应；在侯氏制碱法中不涉及氧化还原反应。
考点：
氯及其化合物
2．【浙江省2015届高三第一次五校联考试题】工业上把Cl2通入冷NaOH溶液中制得漂白液（主要成分NaClO）。
一化学小组在室温下将氯气缓缓通入NaOH溶液，模拟实验得到ClO－、ClO3－等离子其物质的量（mol）与反应时间t（min）的关系曲线。
下列说法错误的是（ ）
A．工业制取漂白液的化学反应方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
B．a点时溶液中各离子浓度：
c（Na＋）＞c（Cl－）＞c（ClO3－）＝c（ClO－）＞c（OH－）＞c（H＋）
C．t2～t4，ClO－离子的物质的量下降的原因可能是3ClO－=2Cl－＋ClO3－
D．使用漂白液时，为了增强漂白效果，可以向漂白液中加入浓盐酸
【答案】D
【解析】
试题分析：
A．工业制取漂白液的化学反应方程式为Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O，A正确；
B．氯气与氢氧化钠溶液反应其还原产物是氯化钠，a点时溶液次氯酸根与氯酸根的浓度相等，溶液显碱性，则溶液中各离子浓度：
c（Na＋）＞c（Cl－）＞c（ClO3－）＝c（ClO－）＞c（OH－）＞c（H＋），B正确；
C．根据图像可知t2～t4，氯酸根浓度增大，次氯酸根浓度减小，则ClO－离子的物质的量下降的原因可能是3ClO－＝2Cl－＋ClO3－，C正确；
D．使用漂白液时，为了增强漂白效果，不能向漂白液中加入浓盐酸，因为会发生氧化还原反应而产生氯气，D错误，答案选D。
考点：
考查漂白液制备的有关分析
3．【2015新课标Ⅱ卷理综化学】海水开发利用的部分过程如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
【答案】C
【解析】
试题分析：
A．氯气具有强氧化性，能把溴离子氧化为单质溴，因此向苦卤中通入Cl2是为了提取溴，A正确；
B．粗盐中的钙离子、镁离子等可采用沉淀法除去，所得氯化钠溶液可采用重结晶等过程提纯，B正确；
C．工业生产常选用来源更广泛、价格更便宜的石灰乳作为沉淀剂，用氢氧化钠不经济，C错误；
D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，SO2具有还原性，能被溴氧化，因此再用SO2将其还原吸收，D正确，答案选C。
考点：
本题以海水的综合开发利用为载体重点考查了粗盐的提纯、海水提取溴、物质的分离与提纯操作、试剂的选取等，题目难度中等。
4．【2015北京理综化学】某消毒液的主要成分为NaClO，还含有一定量的NaOH，下列用来解释事实的方程式中不合理的是（已知：
饱和NaClO溶液的pH约为11）（ ）
A．该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备：
Cl2 +2OH－===Cl－+ClO－+H2O
B．该消毒液的pH约为12：
ClO－+H2O
HClO+OH－
C．该消毒液与洁厕灵（主要成分为HCl）混用，产生Cl2：
2H＋+Cl－+ClO－=Cl2 ↑+H2O
D．该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：
CH3COOH+ ClO－=HClO+CH3COO—
【答案】B
【解析】
试题分析：
A.用Cl2和NaOH溶液反应制取漂白液，方程式正确，故A正确；
B.根据提干信息知：
饱和NaClO溶液的pH约为11，而该溶液pH=12＞11，故主要是因为该消毒液中含有一定量的NaOH，故B不合理；
C.根据HCl和HClO中Cl的化合价分析，该氧化还原方程式的书写正确，故C正确；
D.根据漂白粉起漂白作用的原理，应用的是较强酸制取较弱酸，故D正确。
考点：
考查化学反应原理和化学方程式的正误判断
5．【2014年高考江苏卷第13题】在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是（ ）
A．氯水的颜色呈浅绿色，说明氯水中含有Cl2
B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－
C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋
D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
【答案】D
【解析】
试题分析：
A、氯气是黄绿色气体，因此氯水的颜色呈浅绿色，说明氯水中含有Cl2，A正确；
B、向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，白色沉淀是氯化银，这说明氯水中含有Cl－，B正确；
C、向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，气体是CO2，这说明氯水中含有H＋，C正确；
D、向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明反应中有氯化铁生成。
由于氯气也能把氯化亚铁氧化生成氯化铁，因此不能说明氯水中含有HClO，D不正确，答案选D。
考点：
考查氯水成分的检验，需要学生熟悉常见微粒的检验方法及注意事项。
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