2024版新教材高考化学全程一轮总复习第四章非金属及其化合物第10讲氯及其重要化合物学生用书

第10讲　氯及其重要化合物复 习 目 标1．了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。考点一　氯及其化合物的性质和应用必备知识整理一、氯气1．氯气的性质(1)物理性质微点拨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，使极少量的气体飘进鼻孔即可，如图所示(2)化学性质①从氯的原子结构认识氯气的氧化性：②从化合价的角度认识Cl2的歧化反应2．氯水的成分及性质氯气能溶于水，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。(3)液氯、新制氯水、久置氯水的比较微点拨　不可在光照条件下用H2和Cl2制HCl，会发生爆炸。二、次氯酸1．结构式：________。2．性质(1)弱酸性：一元弱酸，酸性比H2CO3还___________________________。(2)不稳定性：见光易分解，____________________________，因此次氯酸要现用现配，保存在________试剂瓶中。(3)强氧化性：具有漂白、杀菌能力，用作消毒剂、漂白剂，可以使有色布条、品红溶液等褪色。微点拨　（1）HClO和ClO－都具有强氧化性，无论酸性、碱性条件下都可以和亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应。（2）向NaClO溶液中通入CO2（不论是少量还是过量），均生成HC和HClO。原因是酸性：H2CO3＞HClO＞HC。三、次氯酸盐1．84消毒液有效成分为________，它与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合会立即产生氯气，其离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋===________________。2．漂白粉微点拨1.向Ca（ClO）2溶液中通入少量CO2，发生的反应为Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。2.向Ca（ClO）2溶液中通入SO2，生成的是CaSO4而不是CaSO3。3.次氯酸盐（ClO－）无论是在酸性、碱性还是中性条件下，均具有强氧化性，均能氧化I－、Fe2＋、S、S2－等还原性离子。[正误判断]　（1）氯气溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质（　　）（2）Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂（　　）（3）过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2（　　）（4）漂白粉溶液在空气中失效的离子方程式：ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HC（　　）（5）氯气可以使湿润的有色布条褪色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气（　　）（6）标准状况下，11.2 L Cl2溶于水与水反应转移电子数一定为0.5NA（　　）（7）84消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性（　　）（8）可以用pH试纸测定氯水的pH（　　）对点题组训练题组一　氯气的性质及应用1．为了探究氯气的性质，进行了以下四个实验。下列说法错误的是（　　）A．四个实验中氯气均表现氧化性B．可以用坩埚钳夹住灼烧后的钠立刻放入充满氯气的集气瓶中C．金属铁和铜在实验中均燃烧得到高价态的金属氯化物D．氢气需要先验纯再通入氯气中点燃2．根据下列装置图回答问题：（1）A、B通入Cl2后，观察到的现象是　　　　　　　　，根据现象可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（2）装置B中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（3）实验开始后，观察装置C中的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（4）通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。（5）装置E中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（6）装置F的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。题组二　含氯的化合物性质3．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－===ClO－＋Cl－＋H2OB．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，产生有毒Cl2：2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2OD．该消毒液加白醋生成HClO可增强漂白作用：CH3COOH＋ClO－===HClO＋CH3COO－4．下列实验现象，与新制氯水中的某些成分（括号内物质）没有关系的是（　　）A．将NaHCO3固体加入新制氯水，有无色气泡生成（H＋）B．紫色石蕊试液，先变红，后褪色（H＋、HClO）C．向FeCl2溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，发现呈血红色（Cl2）D．滴加AgNO3溶液生成白色沉淀（Cl2）微点拨)　Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO平衡移动的应用新 情 境 新 高 考杀灭新型冠状病毒的先锋——“84”消毒液本品是以次氯酸钠为主要成分的液体消毒剂。有效氯含量为5.1%～6.9%，可杀灭肠道致病菌、化脓性球菌、致病性酵母菌，并能灭活病毒。使用说明书1．外用消毒剂，须稀释后使用，勿口服。2．如原液接触皮肤，立即用清水冲洗。3．本品不适用于钢和铝制品的消毒。4．本品易使有色衣物脱色，禁用于丝、毛、麻织物的消毒。5．置于避光、阴凉处保存。6．不得将本品与酸性产品 [如洁厕剂（主要成分盐酸）]同时使用。[问题探究]（1）“84”消毒液的有效成分是什么？从物质分类和氧化还原反应角度分析其具有什么性质。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（2）资料表明，“84”消毒液使用过程中起主要消毒作用的是次氯酸。在日常生活中使用“84”消毒液，次氯酸是如何产生的呢？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（3）“84”消毒液与洁厕灵不能混合使用，为什么？（用化学方程式表示）________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考点二　氯气的实验室制备必备知识整理1.制取原理实验室通常用强氧化剂（如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等）氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的化学方程式：MnO2＋4HCl（浓） eq \o(=====,\s\up7(△)) 　　　　　　　　　　。2．实验装置3．制取流程微点拨　氯气制备的“四注意”（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，因为澄清石灰水中含Ca（OH）2的量少，吸收不完全。4．工业制法（1）电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O eq \o(=====,\s\up7(电解)) H2↑＋2NaOH＋Cl2↑。（2）电解熔融NaCl：2NaCl（熔融） eq \o(=====,\s\up7(电解)) 2Na＋Cl2↑。[正误判断]　（1）过量MnO2与一定量浓盐酸充分反应，HCl能完全反应（　　）（2）用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl（　　）（3）用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2（　　）（4）实验室用MnO2与浓盐酸制取氯气，每消耗1 mol MnO2，起还原剂作用的HCl消耗4 mol（　　）（5）可以用湿润的淀粉­碘化钾试纸检验HCl中混有的Cl2（　　）对点题组训练题组一　氯气的制备与性质实验1．某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置（数量可满足需要，不含制气装置）如图，下列说法正确的是（　　）A．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dacbeB．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dabaeC．装置e的主要用途是制备NaClOD．若实验中使用到装置c且布条褪色，则说明湿润的氯气有漂白性2．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca（ClO）2＋CaCl2＋2H2SO4 eq \o(=====,\s\up7(△)) 2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验装置制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：（1）该实验中A部分的装置是　　　（填字母）。（2）装置B中的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（3）请写出装置D中发生反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　，装置E的作用是　　　　　　　　　　　　　。（4）请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化（简述实验步骤）：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（5）制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法：　　　　　　　________________________________________________________________________（用化学方程式表示）。题组二　其他含氯化合物的制备3．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②③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Cl2OD．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4．氯化亚砜（SOCl2）是一种液态化合物，沸点为77 ℃，在农药、制药行业中用途广泛。SOCl2遇水剧烈反应，产生白雾和带有刺激性气味的气体。实验室合成SOCl2的原理为SO2＋Cl2＋SCl2===2SOCl2，部分装置如图所示。 回答以下问题：（1）实验室制取SOCl2时，所选仪器的连接顺序是⑥→　　　　→①②←　　　　（某些仪器可以多次使用）。（2）冷凝管口③是　　　　（填“进水”或“出水”）口，冷凝管上连接干燥管的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（3）本实验中制取Cl2的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。SOCl2与水反应的化学方程式为_________________________________________。（4）已知SCl2的沸点为50 ℃。实验结束后，将三颈烧瓶中的混合物分离开的实验操作名称是　　　。若反应中消耗的Cl2的体积为896 mL（已转化为标准状况，且SO2足量），最后得到纯净的SOCl2 6.76 g，则SOCl2的产率为　　　　（保留两位有效数字）。考点三　卤素及卤素离子的检验必备知识整理1.卤素单质（X2）性质的相似性和递变性（1）性质的相似性①都能与大多数金属反应，如F2、Cl2、Br2与Fe反应：2Fe＋3X2===2FeX3，但由于I2的氧化性较弱，I2与Fe反应生成　　　　。②都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX。③都能与碱溶液反应：　　　　　　　　　　　（F2例外）。（2）性质的递变性2.卤素及其化合物的特性微点拨　（1）F2能与水反应放出O2，故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来；（2）HX的热稳定性：HF>HCl>HBr>HI，,还原性：HFBr2>I2　I－>Br－>Cl－　2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2　2I－＋Br2===2Br－＋I22．氧化　爆炸　弱　塑料瓶　红棕　挥发　橡胶　照相的底板　蓝　升华　KIO3　人工降雨3．浅黄　Br－正误判断答案：(1)√(2)√(3)×　F2＋2H2O===4HF＋O2(4)×　氢氟酸是弱酸(5)×　I2与Fe反应生成FeI2(6)√(7)×　加碘食盐中的碘元素以KIO3的形式存在，不能使淀粉变蓝(8)×　I－不溶于CCl4对点题组训练1．解析：①无法鉴别三种溶液，③无法鉴别NaCl和NaBr溶液，⑥无法鉴别三种溶液。答案：C2．解析：E处发生反应Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，则E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氧化性比Br2强，A、C正确；F处可能发生反应Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，也可能发生反应Br2＋2I－===2Br－＋I2，F处棉花球变蓝色只能说明有碘单质生成，由于氯气的干扰，所以不能说明Br2的氧化性比I2强，B错误；G为尾气处理装置，装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O，D正确。答案：B3．解析：A项，在KI中加入足量新制氯水，也会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有Br－；B项，Br－和I－均能使酸性KMnO4溶液褪色；C项，加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层是萃取I2而显色，并没有Br2产生。答案：D4．解析：还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I－氧化为I2，A项正确；硝酸酸化的硝酸银溶液与NaCl、NaBr、KI分别生成白色、淡黄色、黄色沉淀，可以鉴别，B项正确；碘单质的CCl4溶液显紫色，C项错误；CCl4的密度比水大，下层显橙红色，D项正确。答案：C5．解析：A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。答案：(1)(2)湿润的淀粉­KI试纸变蓝(3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰(6)原子半径逐渐增大本讲真题研练1．解析：浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A装置能达到实验目的，故A不符合题意；氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B装置能收集氯气，故B不符合题意；湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C不符合题意；氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的，故D符合题意。答案：D2．解析：A项，乙醇可与水以任意比互溶，正确；B项，NaClO水解生成的HClO具有强氧化性，可通过氧化灭活病毒，正确；C项，过氧乙酸的分子式为C2H4O3，其相对分子质量为76，正确；D项，氯仿的分子式是CHCl3，其化学名称是三氯甲烷，错误。答案：D3．答案：溴(或Br)4．解析：(2)题述制备I2的总反应为NaIO3与NaHSO3反应生成I2和，根据I2、，由得失电子守恒可得，再根据电荷守恒和原子守恒，配平离子方程式为＋3H＋＋H2O。(3)KI溶液和CuSO4溶液反应生成CuI和I2，配平离子方程式为2Cu2＋＋4I－===2CuI＋I2，若生成1 mol I2，消耗的KI至少为4 mol。I2在水中溶解度不大，反应中加入过量KI，使反应平衡右移，防止单质碘的析出。答案：＋3H＋＋H2O(3)4　防止单质碘析出5．解析：“84消毒液”可由氯气与NaOH溶液反应制取：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，“84消毒液”的有效成分是NaClO，C项正确。答案：C颜色状态气味密度毒性溶解性(25 ℃)特性____色气体强烈刺激性气味比空气大有毒1体积水溶解约2体积氯气易____液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性微粒种类Cl2Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－H2O、H＋、Cl－、OH－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－）,增大左移用饱和食盐水除Cl2中的HCl盐酸c（H＋）和,c（Cl－）增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc（H＋）,减小右移用NaOH溶液吸收多余Cl2Ca（OH）2c（H＋）,减小右移制漂白粉CaCO3c（H＋）,减小右移制高浓度的HClO溶液光照c（HClO）,减小右移氯水避光保存或现用现配颜色 eq \o(―――――――――――――――――――――→,\s\up15(\a\vs4\al(　 F2,淡黄绿色)　　\a\vs4\al(　Cl2,黄绿色)　　\a\vs4\al(　Br2,深红棕色)　　\a\vs4\al(　I2,紫黑色)),\s\do15(逐渐　　　　)) 熔、沸点 eq \o(―――――――――――――→,\s\up7(气体　　气体　　液体　固体),\s\do5(逐渐\a\vs4\al(　　　　))) 密度 eq \o(――→,\s\up7(逐渐　　　　)) 水溶性 eq \o(――――――――――――→,\s\up7(反应　　溶解　　溶解　微溶),\s\do5(逐渐\a\vs4\al(　　　　))) 氧化性 eq \o(――――――――――――→,\s\up7(与氢气化合或与水反应由易到难),\s\do5(氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是　　　　)) 还原性（X－）阴离子还原性由强到弱顺序是　　　　①Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，离子方程式为　　　　　　　　　　　.②Br2能从I－的溶液中置换出I2，离子方程式为　　　　　　　　　　　.氟①　　　　性最强，F－的还原性最弱②与H2反应在暗处即　　　　，F2与盐溶液反应时，F2先与H2O反应③HF是　　　　酸，能腐蚀玻璃，故应保存在　　　　中；有毒溴①Br2是　　　　色液体，易　　　　②Br2易溶于有机溶剂，CCl4、汽油可作Br2的萃取剂③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用　　　　塞④AgBr具有感光性，见光易分解，可用于　　　　碘①I2遇淀粉变　　　　色②I2加热时易　　　　③I2易溶于有机溶剂④食用盐中加入　　　　可用于补碘，防治甲状腺肿大⑤AgI具有感光性，见光易分解，可用于