（全国通用）高考化学二轮热点题型归纳与变式演练 专题39 氯的氧化物、含氧酸及含氧酸盐（解析+原卷）学案

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【题型一】 氯的常见氧化物的性质……………………………………………………………………1
【题型二】 氯的含氧酸…………………………………………………………………………………7
【题型三】 氯的含氧酸盐……………………………………………………………………..………10
二、最新模考题组练……………………………………………………………………………………………13
【题型一】
【典例分析】
1．常温下二氧化氯(ClO2)为黄绿色气体，其熔点为-59.5℃，沸点为11.0℃，极易溶于水，不与水反应，主要用于纸浆、纤维、小麦面粉和淀粉的漂白，油脂、蜂蜡等的精制和漂白。温度过高，二氧化氯的水溶液可能会爆炸。某研究性学习小组拟用如图所示装置(加热和夹持装置均省略)制取并收集ClO2。
(1)仪器a的名称为____。实验时需要加热至60～80℃之间反应，较为适宜的加热方式为____。
(2)在仪器a中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4)，然后再加入足量稀硫酸，加热，反应生成ClO2、CO2和一种硫酸盐，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____。反应开始后，可以观察到仪器a内的现象是____。
(3)装置B的作用是_____。
(4)装置D中的NaOH溶液吸收尾气中的ClO2，生成物质的量之比为1：1的两种盐，一种为NaClO3，写出该反应的离子方程式：____。
(5)ClO2很不稳定，需随用随制。上述实验的产物用水吸收可得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验：
步骤1：量取ClO2溶液10mL，稀释成100mL试样，量取V1mL试样加入锥形瓶中；
步骤2：调节试样的pH≤2.0，加入足量KI晶体，振荡后，静置片刻；
步骤3：加入指示剂淀粉溶液，用cml·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液V2mL。
已知：①2ClO2+8H++10I-=5I2+2Cl-+4H2O
②2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
原ClO2溶液的浓度为____g·L-1(用含V1、V2、c的代数式表示)。
(6)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。如图所示，阴极发生的电极反应方程式为____。
【答案】(1)三颈烧瓶 水浴加热 (2) 2：1 溶液中有气泡逸出，烧瓶内出现黄绿色气体 (3) 冷凝并收集ClO2 (4) 2ClO2 + 2OH- =++H2O (5) 135cV2/V1 (6)ClO2 + e-=
【分析】
装置A中氯酸钾、草酸及硫酸发生氧化还原反应生成硫酸钾、二氧化氯、二氧化碳和水，已知温度过高，二氧化氯的水溶液发生爆炸，则反应温度控制在60～80℃之间；装置B中试管的水浴温度为0℃，而ClO2沸点为11.0℃，则在装置B中收集ClO2；二氧化氯有毒，则装置D吸收过量的二氧化氯。
【解析】
(1)仪器a的名称为三颈烧瓶；加热温度低于100℃，可采用水浴加热控制温度。
(2)分析可知，利用氧化还原反应中得失电子守恒可知：2KClO3+ H2C2O4 + H2SO4=K2SO4 + 2ClO2↑+2H2O+2CO2↑，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1；ClO2是黄绿色气体，因此反应开始后，可观察到的现象是溶液中有气泡逸出，产生黄绿色气体。
(3)已知ClO2的熔点为-59.5℃，沸点为11.0℃，因此装置B的作用是冷凝并收集ClO2；
(4)NaOH溶液吸收尾气中的ClO2，生成物质的量之比为1：1的两种盐，根据得失电子守恒可知，一种为NaClO3，另一种盐为NaClO2，则反应的离子方程式为：2ClO2+2OH- =++H2O。
(5)根据两个方程式，可得到2ClO2~5I2~10Na2S2O3，则原ClO2溶液的浓度=g/L= g/L；
(6)由图可知，A极电极反应为ClO2变为，化合价降低，得电子，电极反应为ClO2+e-=。

【提分秘籍】
氯的常见氧化物的性质
1．一氧化二氯
（1）性质：是次氯酸的酸酐，溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸
（2）外观与性状： 黄棕色气体，有刺激性气味。
（3）制法：用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯：
2HgO＋2Cl2===Cl2O＋HgCl2·HgO
同样也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取：
2Na2CO3＋H2O＋2Cl2===2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O
2．二氧化氯
（1）物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。
（2）制取：
Cl2＋2NaClO2===2ClO2↑＋2NaCl
或：5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O
（3）用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。
3．Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分别为HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。
【变式演练】
1. Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。
已知：Cl2O的熔点为－116 ℃，沸点为3.8 ℃；Cl2的沸点为－34.6 ℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。
下列说法中不正确的是( )
A.装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸
B.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险
C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D.装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
2．2020年初春，新型冠状病毒肆虐流行，严重威胁着人类的健康。使用含氯泡腾片[主要成分为二氧化氯(ClO2)]可有效杀死病毒。下列对于二氧化氯(ClO2)的说法不正确的是
A．ClO2属于化合物
B．ClO2属于氧化物
C．ClO2属于盐类
D．根据ClO2中氯元素的化合价为+4，推测其具有氧化性
3．二氧化氯(ClO2)是世界卫生组织(WHO)公认的新时代绿色消毒剂，其特点是：无三致（致癌、致畸、致突变），有三效（广谱、高效、快速）。经大量实验研究表明，ClO2对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，反应释放出的原子氧将细胞内的酶氧化，从而起到杀菌作用，研究表明，ClO2在浓度低于100mg·L−1时不会对人体产生任何的影响。在“新冠”疫情防控中ClO2也被广泛的用于公共场所的消杀。下列关于ClO2的说法正确的是
A．ClO2能用于消毒是因为它是氯的最高价氧化物
B．在进行消毒作业时使用的ClO2溶液浓度越大越好
C．ClO2杀菌力强，是一种比“84”性能更优越的消毒剂
D．ClO2可与NaOH在一条件下发生反应，产物只有NaClO3和H2O
【题型二】
【典例分析】
1．如图是某学生总结的氯的含氧酸及对应盐的性质变化规律。下列推断中错误的是
A．氯的含氧酸盐随含氧量的升高，氧化性减弱
B．对应的等浓度盐溶液中，MClO的溶液碱性最强
C．氯的含氧酸盐随含氧量的升高，热稳定性增强
D．充分加热MClO3，其分解后剩下的固体是MClO
【答案】D
【解析】
A．氯的含氧酸的氧化性与含氧酸盐的氧化性相似，由图可知，氯的含氧酸随含氧量的升高，氧化性减弱，则氯的含氧酸盐随含氧量的升高，氧化性也减弱，A正确；
B．酸性：HClO4（超强酸）＞HClO3（强酸）＞HClO2（弱酸）＞HClO（弱酸），其中和ClO- 会发生水解，根据越弱越水解原理，ClO-水解程度较大，故MClO的溶液碱性最强，B正确；
C．氯的含氧酸盐的稳定性变化规律，与含氧酸的稳定性变化规律相似，则氯的含氧酸盐随含氧量的升高，热稳定性增强，C正确；
D．MClO3的稳定性大于MClO，MClO更易分解，所以充分加热MClO3，其分解后剩下的固体不可能是MClO，D错误；
故答案选D。
【提分秘籍】
氯的含氧酸
1．氯的含氧酸的种类
氯的含氧酸有：HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。
2．氯的含氧酸的性质
（1）酸性：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO
（2）氧化性：HClO＞HClO2＞HClO3＞HClO4
【变式演练】
1．下列有关氯元素单质及化合物性质的说法正确的是（ ）
A．液氯是纯净物，而氯水是电解质，漂白粉是混合物
B．氯气可用作消毒剂和漂白剂，是因为氯分子具有强氧化性
C．随着化合价的升高，氯的含氧酸酸性和氧化性均逐渐增强
D．氯化铝受热易升华，加压下加热得到熔融氯化铝不导电，故氯化铝是共价化合物
2．高氯酸用途广泛，可用于电镀工业，也用于生产烟花和炸药，还可作化学分析试剂。在某温度时，将xml/L氨水滴入10mL1.0ml/L高氯酸中，溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A．a~b点温度逐渐升高是反应放热和NH3·H2O电离放热共同的结果
B．b点时氨水和高氯酸恰好完全反应
C．d点：c(NH)+c(H+)>c(ClO)+c(OH-)
D．c点：c(NH)+c(NH3·H2O)= c(ClO)
3．氯酸是一种强酸，浓度超过 40%时会发生分解，反应可表示为 aHClO3=bO2↑+ cCl2↑+ dHClO4 + eH2O，用湿润的淀粉碘化钾试纸检验气体产物时，试纸先变蓝后褪色。下列说法正确的是
A．若化学计量数 a = 8，b = 3，则该反应转移电子为 20e-
B．变蓝的淀粉碘化钾试纸褪色是因为可能发生了：4Cl2+I2 + 6H2O=12H++8Cl-+2IO3-
C．氧化产物是高氯酸和氯气
D．由反应可确定：氧化性：HClO4＞HClO3
【题型三】
【典例分析】
1．某温度下，将氯气通入氢氧化钾溶液中，反应后得到氯化钾、次氯酸钾、氯酸钾的混合溶液，经测定次氯酸根离子与氯酸根离子的物质的量之比是11：1，则氯气和氢氧化钾反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比是多少（ ）
A．1：3B．4：3C．2：1D．3：1
【答案】B
【解析】
根据电子得失守恒：Cl2生成ClO－与ClO3－是被氧化的过程，化合价分别由0价升高为+1价和+5价，现ClO－和ClO3－物质的量之比为11：1，设ClO－为11ml，ClO3－为1ml，被氧化的氯原子的物质的量为12ml，根据化合价变化可知，反应中失去电子的总物质的量为11ml×（1-0）+1ml×（5-0）=16ml，氧化还原反应中得失电子数目一定相等，则该反应中失去电子的物质的量也是16ml，Cl2生成KCl是被还原的过程，化合价由0价降低为-1价，被还原的Cl的物质的量为16ml，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为16ml：12ml=4：3，故选B。
【提分秘籍】
氯的含氧酸盐
1．NaClO (次氯酸钠)
（1）性质：固体次氯酸钠为白色粉末．极不稳定工业用次氯酸钠溶液为淡黄色液体，具有类似氯气气味。溶于水，有强氧化性。水溶液碱性，并缓慢分解为NaCI、NaCIO，受热受光快速分解，受高热分解产生有毒的腐蚀性烟气，具有腐蚀性。贮存时，应置于阴凉、干燥、避光处，远离火种、热源，防止阳光直射．应与还原剂、易燃或可燃物、酸类、碱类等分开存放。
（2）用途：次氯酸钠为高效、快速、广谱消毒剂，常用于畜禽用具、畜禽舍及环次氯酸钠溶液0. 01010—．02%水溶液用于畜禽用具、器械的浸泡消毒，消毒时间为5—10分钟。
2．NaClO2(亚氯酸钠)
（1）性质：黄绿色液体，呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。
（2）用途：是一种高效氧化剂漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造。
3．氯酸钾(KClO3)
（1）性质：是一种白色晶体，有毒，在冷水中溶解度较小，易溶于热水。是强氧化剂。
（2）用途：可用作制造炸药，也可用来制造火柴、烟火。
【变式演练】
1．生活中两种常用的消毒剂和漂白剂
（1）“84”消毒液、漂白粉的有效成分都是次氯酸盐。保存时应注意什么问题？次氯酸盐在使用时，如何起到漂白和消毒的作用？_________
（2）“84”消毒液能和洁厕灵一起用吗？为什么？_________
2．氯系消毒剂是目前使用最广泛的一类消毒剂，在生产生活中有着重要的应用。主要有氯气、次氯酸、次氯酸盐、亚氯酸钠、二氧化氯以及氯胺等。
(1)氯气对水杀菌消毒体系中起杀菌作用的主要是HClO，生成HClO的离子方程式为___________。
(2)与次氯酸相比，用次氯酸盐作消毒剂有哪些优点(至少写两点)？___________。
(3)氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂，有强氧化性，其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4~5倍，氯胺中氯的化合价为___________，氯胺的消毒原理是什么？___________。
1．次氯酸钠(NaClO)和二氧化氯(ClO2)都可用作消毒剂。下列有关说法中正确的是
A．次氯酸钠属于氧化物
B．二氧化氯由1个氯原子和2个氧原子构成
C．次氯酸钠中氯元素的质量分数比二氧化氯中氯元素的质量分数小
D．次氯酸钠中钠元素、氯元素和氧元素的质量比为1：1：1
2．二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂，实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：
下列相关说法中错误的是
A．溶液X中大量存在的阴离子只有Cl-
B．电解时发生反应的化学方程式为NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3
C．不能利用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D．NH4Cl中阳离子的键角大于NH3的键角
3．一氧化二氯(Cl2O)可用作氯化剂，工业上生产一氧化二氯的工艺流程如下图所示∶
下列说法正确的是
A．反应过程中向饱和食盐水中先通入CO2再通入NH3
B．物质 A 析出的原因是其常温下难溶于水
C．生成一氧化二氯的化学方程式为∶
D．母液经过进一步处理可制得氮肥
4．二氧化氯(ClO2)是国际上公认的高效消毒灭菌剂。一种制备ClO2的反应原理为5NaClO2+4HCl=4ClO2↑+5NaCl+2H2O。回答下列问题：
(1)按物质分类，上述反应中的各物质未涉及的类别是___________(填序号)。
a．酸 b．碱 c．盐 d．氧化物
(2)将上述化学方程式改为离子方程式：___________。
(3)NaClO2的还原产物是___________；检验溶液中含有Cl-的常用试剂是___________。
(4)上述反应中，___________(填“能”或“不能”)用稀硫酸代替盐酸，说明理由：___________。
5．一氧化二氯(Cl2O)可用作氯化剂，其部分性质如下：
实验室制备原理：2Na2CO3+H2O+2Cl22NaC1+2NaHCO3+Cl2O。
现用如图所示装置设计实验制备少量Cl2O，并探究相关物质的性质。
（1）装置A中仪器X的名称为___。
（2）若气体从左至右流动，则装置的连接顺序是A、___(每个装置限用一次)。
（3）装置F中盛装试剂的名称为___。
（4）装置A中发生反应的离子方程式为___。
（5）装置D的作用为___。
（6）装置E中发生的主要反应的离子方程式为___。
（7）当装置D中收集到适量液态物质时停止反应，设计简单实验证明装置B中的残留固体中含有NaHCO3：___。
6．常用的自来水消毒剂有二氧化氯(ClO2) 和高铁酸钾(K2FeO4)等。
I．某研究性学习小组利用如图装置由二氧化氯制备NaClO2·3H2O。
已知：①温度较高，NaClO2易分解为NaClO3和NaCl。
②ClO2与碱溶液发生歧化反应生成等物质的量的氯酸盐和另一种盐。
（1）仪器a名称是___________；B装置的作用是___________。
（2）若撤去装置C中的冷水浴，导致产品中可能混有的杂质是___________。
（3）装置D是处理尾气，反应的离子方程式___________。
（4）将ClO2气体通入到足量KI溶液中，溶液变棕黄色；再向其中加入适量苯，振荡、静置，观察到___________，证明ClO2具有氧化性。
II． K2FeO4可用于生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N2)处理。K2FeO4对生活垃圾渗透液的脱氮效果随水体pH的变化结果如图所示。
（5）K2FeO4溶于水时，与水反应生成氢氧化铁胶体，同时放出氧气，该反应的化学方程式为___________。
（6）由图推测，pH=4的生活垃圾渗透液中的含氮物质主要是以___________离子形式存在。
7．已知：①硫酸比氯酸稳定；②硫酸的酸性弱于高氯酸；③H2S比HCl易被氧化；④HCl比H2S更容易由单质合成；⑤盐酸的酸性比H2S的酸性强。上述事实能够说明硫的非金属性比氯弱的是
A．①②③B．③④⑤C．②③④D．①③⑤
8．电渗析法在物质制备过程中有广泛应用。以石墨为电极，利用三室式电渗析法制备高氯酸、亚氯酸的装置如图所示。
I.利用三室式电渗析法制备高氯酸(HClO4)。M为高氯酸钠溶液。
(1)出口B处得到的产品是________。
(2)电解过程中，阳极区附近pH_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若C1极收集到11.2 L(标准状况)气体，则获得高氯酸_____ml。
II.利用三室式电渗析法制备亚氯酸(HClO2)。M为NaClO2溶液。
(4)ClO迁移方向是________。
(5)C2极的电极反应式为______________。
(6)该过程制备的亚氯酸中含有少量氯酸杂质，其主要原因是______(用离子方程式表示)。(提示：HClO2是弱酸，HClO3是强酸)
9．氯及其氯的化合物，有广泛的应用。请回答下列问题：
（1）亚氯酸（HClO2）中氯元素的化合价是____，其电离方程式是______________，NaClO2溶液显_________(填“酸性”、“中性”、“碱性”)。
（2）①向新制饱和氯水中加适量CaCO3制取次氯酸，其反应的总的离子方程式是：_______。
②可用Cl2除去工业废水中CN- ，生成无污染的CO2和N2，写出反应的离子方程式：_____。
（3）CsICl2受热发生非氧化还原反应，则其受热分解的化学方程式是: ______________。
（4）ClO2是一种黄色极易爆炸的强氧化性气体，较安全的制备方法是：NaClO3+SO2+H2SO4—NaHSO4+ClO2（未配平），氧化剂与还原剂的物质的量之比是 _______。
（5）工业上高氯酸可由高氯酸钠和浓硫酸经复分解反应制备：NaClO4+H2SO4（浓）→NaHSO₄+HClO₄（易爆）。也可以用铜做阴极、铂做阳极，电解盐酸制备HClO4，写出阳极的电极反应式 ___________________________________________________ 。
10．二氧化氯(ClO2)是自来水常用的消毒剂。已知：ClO2常温下为黄绿色气体，易溶于水而不与水反应，11℃时液化成红棕色液体，在空气中的体积分数超过10%时有爆炸性，ClO2溶于碱溶液生成亚氯酸盐和氯酸盐。以NaClO3和HCl的乙醇溶液为原料制备ClO2的反应为：2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。制取的装置如图所示(夹持装置已略去)。
(1)下列有关ClO2的说法正确的是___________(填序号)；
A．ClO2与氯气从颜色上难以区分
B．可以用向上排空气法收集，但不能用排水法收集
C．属于酸性氧化物
D．ClO2用于杀菌、消毒是因为它具有强氧化性
(2)冰水浴的作用是___________。
(3)一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)，每生成1mlClO2消耗NaClO2的量为___________ml；产生“气泡”的化学方程式为___________。
(4)①ClO2在杀菌消毒过程中会产生副产物次氯酸钠，实验室可用H2O2与次氯酸钠反应将其转化为Cl-而除去，反应的化学方程式___________。
②Na2O2、CaO2以及BaO2都可与酸反应生成过氧化氢，实验室通过上述某种过氧化物与适量稀硫酸反应，过滤后即可制得较纯净的H2O2溶液，则最好选择的过氧化物是___________。
11．Cl2与碱的溶液反应生成的含氯的产物除氯化物外，还可能含有次氯酸盐或氯酸盐。某兴趣小组利用如图装置以Cl2分别与KOH溶液和NaOH溶液反应为原理，制备KClO3和NaClO，并探究KClO3和NaClO的部分性质。
回答下列问题：
（1）盛放浓盐酸的仪器名称是_______，b装置的作用为_______。
（2）a装置中发生反应的离子方程式为_______。
（3）c装置中采用的加热方式的名称为_______；d装置采用冰水浴冷却的目的是_______；e装置的作用是_______。
（4）取少量c、d装置中生成的KClO3和NaClO溶液(两溶液均调至碱性)，分别置于1号和2号试管中，向两试管中分别滴加等量且适量的KI溶液。1号试管溶液颜色不变；2号试管溶液颜色变为棕色，加入CCl4，振荡、静置后CCl4层显_______色。由此可推知，在碱性条件下，KClO3的氧化能力_______(填“>”或“<”)NaClO的氧化能力。
（5）该兴趣小组在40℃条件下，将一定量的Cl2通入600 mL 1.00 ml·L-1 NaOH溶液中，NaOH恰好反应完全，得到的产物中含有NaCl、NaClO和NaClO3，则参加反应的Cl2的物质的量为_______ml。
物理性质
化学性质
常温下，Cl2O是棕黄色有刺激性气味的气体，熔点：-120.6℃：沸点2.0℃
Cl2O不稳定，接触一般有机物易爆炸；它易溶于水，同时反应生成次氯酸