2024届高考化学一轮复习练习第四章非金属及其化合物第16讲氯及其化合物

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考点一 氯及其化合物的性质和应用
1．氯气
(1)物理性质
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)化学性质
①与金属反应
②与非金属反应
与H2反应：H2＋Cl2 eq \(=====,\s\up7(点燃),\s\d5(或光照)) 2HCl。
③与水：Cl2＋H2OHCl＋HClO
④
⑤
2．氯水的成分及性质
(1)氯水中存在三种平衡关系
①Cl2＋H2OHCl＋HClO；
②HClOH＋＋ClO－；
③H2OH＋＋OH－。
(2)氯水中存在的微粒
①三种分子：H2O、Cl2、HClO；
②四种离子：H＋、Cl－、ClO－和OH－。
(3)氯水的性质
(4)液氯、新制氯水、久置氯水的比较
3.次氯酸
(1)结构式：H－O－Cl。
(2)性质
①弱酸性：一元弱酸，酸性比H2CO3还弱。
②不稳定性：见光易分解，2HClO eq \(=====,\s\up7(光照)) 2HCl＋O2↑，因此次氯酸要现用现配，保存在棕色试剂瓶中。
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。
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4.次氯酸盐
(1)“84”消毒液
有效成分为NaClO，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＋===Cl2↑＋H2O。
(2)漂白粉
①成分：漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2，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===CaCO3↓＋2HClO。
[正误辨析]
(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)新制取的漂白粉是混合物( )
(3)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( )
(4)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂( )
(5)标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA( )
(6)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性( )
(7)漂白粉在空气中长时间放置，最终得到的固体产物为CaCO3( )
答案： (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)×
一、氯气和氯水的性质
1．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)集气瓶B中发生反应的离子方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)F装置的作用是______________________________________________________。
(4)实验开始后，观察装置C中的现象是______________________________________
________________________________________________________________________。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是___________________________________
________________________________________________________________________。
(6)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是________________________________。
答案： (1)干燥的红色(或A中)布条不褪色，湿润的红色(或B中)布条褪色 Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性
(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
(3)吸收氯气，防止污染环境
(4)溶液先变为红色，然后褪色
(5)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(6)H2O＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋Cl2===2H＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2Cl－
2．氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量)。
(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a”“b”“c”或“d”)。
(2)c过程中的现象是_______________________________________________________。
b过程中反应的离子方程式为______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)a过程中反应的化学方程式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案： (1)d
(2)产生白色沉淀 2H＋＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ===H2O＋CO2↑
(3)Cl2＋2FeCl2===2FeCl3
二、从平衡移动角度分析氯水中的变化
3．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是( )
A．再通入少量氯气， eq \f(c（H＋）,c（ClO－）) 减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C.加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强
D.光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱
C [饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错误；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，通入少量SO2，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错误；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。]
4．氯气对水杀菌消毒体系中起杀菌作用的主要是HClO。25 ℃时氯气—氯水体系中存在以下平衡关系：
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a.Cl2(g)Cl2(aq) K1＝10－1.2
b.Cl2(aq)＋H2OHClO＋H＋＋Cl－ K2＝10－3.4
25 ℃时，将Cl2缓慢通入水中至饱和，然后向所得饱和氯水中滴加0.1 ml·L－1的NaOH溶液，溶液pH变化的曲线如图所示。
按要求回答问题
(1)用氯气对水杀菌消毒，为什么冬季比夏季效果好？
(2)图中从①→②，平衡a向________移动，平衡b向________移动(填“左”或“右”)。
答案： (1)Cl2和H2O反应生成的HClO不稳定，温度越高，分解越快。 (2)右 右
eq \a\vs4\al(练后反思)
氯水中平衡移动的应用
三、含氯消毒剂及消毒效率比较
5．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水的消毒。
按要求回答下列问题：
(1)NaClO2在酸性条件下反应生成ClO2和NaCl，写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(2)ClO2在强碱性环境中失效，可能的原因是会发生歧化反应生成ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 和ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ， 写出反应的离子方程式： _________________________________________________________。
答案： (1)5ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋4H＋===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O
(2)2ClO2＋2OH－===ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋H2O
6．ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl－和Fe3＋。
如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是________>________>________(填化学式)。
答案： ClO2 Cl2 Na2FeO4
7．NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式______________________________
________________________________________________________________________。
(3)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为________。(计算结果保留两位小数)
解析： (1)根据化合物中各元素化合价的代数和为零，可知NaClO2中Cl的化合价为＋3价。
(2)由工艺流程图可知，“反应”步骤中的反应物为NaClO3、H2SO4和SO2，生成物为NaHSO4和ClO2，则反应的化学方程式为2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2。
(3)NaClO2在杀菌消毒的过程中被还原为Cl－，则1 ml NaClO2得到电子的物质的量为4 ml，1 ml Cl2被还原为Cl－时得到电子的物质的量为2 ml，故1 g NaClO2得到电子的物质的量为 eq \f(4,90.5) ml，根据“有效氯含量”的定义可知，NaClO2的有效氯含量为1.57。
答案： (1)＋3 (2)2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2 (3)1.57
eq \a\vs4\al(归纳总结)
含氯消毒剂的计算与比较
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考点二 氯气的实验室制法
1．反应原理
用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸，如MnO2与浓盐酸反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
2．实验装置及实验过程

3．验满方法
(1)将湿润的淀粉—碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，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的集气瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
(3)根据集气瓶中气体的颜色判断是否集满。
[正误辨析]
(1)制取Cl2必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应( )
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发( )
(3)除去Cl2中少量HCl气体，可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液( )
(4)实验室快速制取氯气可以采用高锰酸钾与浓盐酸的反应( )
(5)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，为防止倒吸，导气管不能伸入到液面以下( )
(6)在MnO2和浓盐酸反应制Cl2的实验中，若MnO2过量，则浓盐酸将完全反应( )
(7)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( )
答案： (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√
氯气的制备与性质实验的综合
1．如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
思考装置B、C、D的作用分别是：
B________________________________________________________________________；
C________________________________________________________________________；
D________________________________________________________________________。
答案： 向上排空气法收集氯气 安全瓶作用，防止D中的液体倒吸入B中 吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境
2．如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3。
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按要求回答问题：
(1)仪器连接顺序是____________(按接口顺序)。
(2)NaOH的作用是_______________________________________________________。
答案： (1)a→e→d→c→b→h→i→g
(2)吸收剩余的Cl2，防止污染环境
3．某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉。
(1)装置④中的X试剂为______________。
(2)装置③中发生反应的化学方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________，
该反应是放热反应，反应温度较高时有副反应发生，改进该实验装置以减小副反应发生的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案： (1)NaOH溶液
(2)2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O 将装置③放于冷水浴中进行实验
eq \a\vs4\al(归纳总结)
氯气制备、净化装置的改进
1．制备装置
橡皮管a的作用：使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等，保证液体顺利流下。
2．净化装置
(1)长颈漏斗除用于检查装置气密性外，还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞，现象为长颈漏斗中液面上升。
(2)该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
考点三 “价类二维图”理解氯及其化合物的转化
1．部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．a与d、a与e均能反应得到b
B．c为一种新型自来水消毒剂，c代替b的原因是c不属于危险化学品
C．b的水溶液中加入CaCO3，可以增加d的产量
D．e的固体可用于实验室制O2
B [根据价类二维图可知：b、c、d分别为Cl2、ClO2、HClO，a、e可以为HCl、KClO3。根据氧化还原反应的归中规律，HCl与HClO、HCl与KClO3在酸性条件下发生归中反应，均可以得到Cl2，故A正确；ClO2为一种新型自来水消毒剂，代替Cl2的原因是它的杀菌、消毒的能力更强，故B错误；Cl2的水溶液里存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入CaCO3，与HCl反应，使平衡向右移动，HClO的产量增多，故C正确；e若为KClO3，它的固体可用于实验室制O2，故D正确。]
2．(2022·广东模拟)如图所示为氯元素的价－类二维图，下列叙述不正确的是( )
A．从氧化还原角度分析可知：①的浓溶液与⑥混合可产生②
B．③是一种广谱型的消毒剂，可以取代②成为自来水消毒剂
C．电解④的水溶液可制备②
D．⑥的水溶液在空气中放置容易变质
C [A.从氧化还原角度分析可知：①的浓溶液浓盐酸与⑥次氯酸钠混合可发生归中反应产生②氯气，
选项A正确；B.③是二氧化氯，具有强氧化性，是一种广谱型的消毒剂，可以取代②氯气成为自来水消毒剂，选项B正确；C.电解④的水溶液次氯酸溶液相当于电解水，产生氢气和氧气，无法用于制备②氯气，选项C不正确；D.⑥的水溶液次氯酸钠溶液在空气中放置容易与空气中的二氧化碳作用后产生次氯酸，次氯酸不稳定，从而引起变质，选项D正确。]
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真题演练 明确考向
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)(2022·全国甲卷7A)漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果( )
(2)(2022·浙江卷9D)“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用( )
答案： (1)× (2)√
2．(双选)(2022·海南卷)NaClO溶液具有漂白能力，已知25 ℃时，Ka(HClO)＝4.0×10－8。下列关于NaClO溶液说法正确的是( )
A．0.01 ml·L－1溶液中，c(ClO－)＜0.01 ml·L－1
B．长期露置在空气中，释放Cl2，漂白能力减弱
C．通入过量SO2，反应的离子方程式为SO2＋ClO－＋H2O===HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋HClO
D．25 ℃，pH＝7.0的NaClO和HClO的混合溶液中，c(HClO)＞c(ClO－)＝c(Na＋)
AD [A.NaClO溶液中ClO－会水解，故0.01 ml·L－1 NaClO溶液中c(ClO－)＜0.01 ml·L－1，A正确；B.次氯酸钠溶液中的ClO－会发生水解生成HClO，HClO长期露置在空气中会分解为HCl和O2，不会释放Cl2，B错误；C.将过量的SO2通入NaClO溶液中，SO2被氧化：SO2＋ClO－＋H2O===Cl－＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋，C错误；D.25 ℃，pH＝7.0的NaClO和HClO的混合溶液中，存在电荷守恒：c(ClO－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)，则c(ClO－)＝c(Na＋)，又c(HClO)＞c(ClO－)，所以c(HClO)＞c(ClO－)＝c(Na＋)，D正确。]
3．(2020·山东等级模拟考，10)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathiesn)法制备亚氯酸钠的流程如下：
下列说法错误的是( )
A．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B．若反应①通过原电池来实现，则ClO2是正极产物
C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D．反应②条件下，ClO2的氧化性大于H2O2
C [根据流程图可知，反应①中氧化剂是NaClO3，还原剂是SO2，还原产物是ClO2，氧化产物是NaHSO4。根据得失电子守恒可得NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1，A项正确；由反应①中各元素的化合价变化情况，再根据原电池正极发生还原反应可知，ClO2是正极产物，B项正确；根据流程图可知，在ClO2与H2O2的反应中，ClO2转化为NaClO2时氯元素的化合价降低，作氧化剂，H2O2只能作还原剂，氧元素的化合价升高，而NaClO4中氯元素的化合价为＋7价，是氯元素的最高化合价，故不能用NaClO4代替H2O2，C项错误；根据流程图反应②中ClO2与H2O2反应时元素的化合价变化情况可知，ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，可以推出ClO2的氧化性大于H2O2，D项正确。]
4．(2020·全国卷Ⅲ，26)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是___________________________________________，
a中的试剂为________。
(2)b中采用的加热方式是____________，c中化学反应的离子方程式是________________________________________________________________________，
采用冰水浴冷却的目的是_____________________________________________________。
(3)d的作用是________，可选用试剂________(填字母)。
A．Na2S ．NaCl
C．Ca(OH)2 ．H2SO4
(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶， ____________________________________，
________________，干燥，得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________(填“大于”或“小于”)NaClO。
解析： (1)盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶。产生的氯气中混有氯化氢杂质，除去氯化氢需要将气体通过饱和食盐水。
(2)b装置的加热方式为水浴加热。c装置中氯气与氢氧化钠发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O。根据装置b、c水浴温度的不同推知，生成氯酸盐时需要酒精灯加热，生成次氯酸盐时需要冰水冷却，所以c中冰水浴的目的是避免氯酸钠的生成。
(3)d是尾气处理装置，吸收氯气可以用硫化钠溶液或氢氧化钙溶液。
(4)从溶液中获得纯净氯酸钾的操作是冷却结晶，过滤，少量冷水洗涤，干燥，此处用少量冷水洗涤的目的是降低氯酸钾的损耗。
(5)碘在四氯化碳中呈紫色；碘在水中的颜色为棕色或褐色，主要由碘的浓度决定。2号试管中溶液变为棕色说明生成I2，1号试管中没有颜色变化，说明没有生成I2，由此可以判断氯酸钾的氧化能力小于次氯酸钠的氧化能力。
答案： (1)圆底烧瓶 饱和食盐水 (2)水浴加热 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O 避免生成NaClO3 (3)吸收尾气(Cl2) AC (4)过滤 少量(冷)水洗涤 (5)紫 小于
课时精练(十六) 氯及其化合物 eq \a\vs4\al(\f(对应学生,用书P359))
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是( )
A．碳酸钙粉末 B．稀硫酸
C．氯化钙溶液 D．二氧化硫水溶液
A [在新制氯水中存在反应：Cl2＋H2OHClO＋H＋＋Cl－，其中起漂白作用的是HClO，故加入的物质若能使平衡向右移动，溶液中c(HClO)增大，则会使溶液的漂白性增强。加入的碳酸钙粉末与H＋反应，使平衡向右移动，溶液中c(HClO)增大，A正确；加入稀硫酸，使平衡向左移动，溶液中c(HClO)减小，B错误；加入氯化钙溶液，使平衡向左移动，溶液中c(HClO)减小，C错误；加入的二氧化硫水溶液，会与氯气反应，使平衡向左移动，溶液中c(HClO)减小，D错误。]
2．(2022·上海奉贤二模)下列关于氯的说法正确的是( )
A．1 ml氯气与NaOH反应转移2 ml电子
B．35Cl、37Cl为不同的原子，化学性质不同
C．氯水久置后pH值减小，漂白性减弱
D．干燥的氯气不能使鲜花褪色
C [A.氯气与氢氧化钠发生歧化反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，其离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，所以1 ml氯气与NaOH反应转移1 ml电子，A错误；B.35Cl、37Cl为质子数相同，中子数不同的原子，其核外电子数等于质子数，两者的核外电子数相同，所以化学性质相同，B错误；C.氯水久置后其有效成分次氯酸会分解，产生HCl和O2，所以水溶液中的氢离子浓度会增大，pH值会减小，漂白性会逐渐减弱，C正确；D.鲜花中含水分，所以氯气遇鲜花会生成具有漂白性的次氯酸，从而使鲜花褪色，D错误。]
3．实验室制取Cl2时，下列装置能达到相应实验目的的是( )
D [A.浓盐酸和二氧化锰制备氯气缺少加热装置，A错误；B.净化氯气时应先通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸干燥，B错误；C.氯气密度大于空气，应用向上排空气法收集，应用长进短出的装置，不能用密闭容器收集，C错误；D.氯气有毒需用氢氧化钠溶液吸收，D正确。]
4．如图：某同学用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气，验证氯气性质实验装置。相关说法错误的是( )
A．脱脂棉中的无水氯化钙可以用碱石灰代替
B．该实验装置可证明干燥的氯气没有漂白作用
C．湿润石蕊试纸先变红，但也不能说明生成了酸性物质
D.淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色，说明氯气将I2氧化
A [A.无水氯化钙主要是干燥氯气，碱石灰会与氯气反应，因此脱脂棉中的无水氯化钙不能用碱石灰代替，故A错误；B.从左边出来的干燥氯气，先与干燥品红试纸接触，品红试纸不褪色，说明干燥的氯气没有漂白作用，故B正确；C.生成的氯气中含有挥发出的氯化氢，氯化氢也能使湿润的石蕊试纸变红，因此不能说明生成了酸性物质，故C正确；D.淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色，先变蓝，是碘离子被氯气氧化为单质碘，单质碘遇淀粉变蓝，后褪色，说明氯气将I2氧化，故D正确。]
5．(2022·吉林长春模拟预测)如图是实验室制备氯气并进行相关实验的装置(夹持与加热装置已省略)，下列有关说法不正确的是( )
A．若无加热装置，则装置a蒸馏烧瓶中可用高锰酸钾或次氯酸钠
B．检验氯气是否有漂白性，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为湿润的石蕊试纸、碱石灰、干燥的石蕊试纸
C．装置b的作用既可以洗气又可以作安全瓶监测装置c是否堵塞
D．含有4 ml HCl的浓盐酸与足量二氧化锰反应，产生标准状况下的Cl2体积小于22.4 L
B [实验室制备氯气，常采用加热MnO2和浓盐酸，制备的氯气中混有HCl和水蒸气，常采用饱和食盐水吸收氯气中的HCl，然后验证氯气的性质，因为氯气有毒，需要吸收尾气，因此实验室常用NaOH溶液吸收氯气，防止污染环境。A.二氧化锰与浓盐酸反应，需要加热才能进行，因此无加热装置时，不能采用该方法制备氯气，高锰酸钾溶液、次氯酸钠具有强氧化性，在不加热条件下，能与浓盐酸反应产生氯气，故A说法正确；B.氯气能与碱石灰发生反应，因此干燥氯气时不能用碱石灰，应用无水氯化钙等，故B说法错误；C.根据上述分析，饱和食盐水能吸收氯气中的HCl，该装置还有长颈漏斗，因此该装置还起到安全瓶的作用，检测后续装置是否发生堵塞，平衡气压的作用，故C说法正确；D.二氧化锰只与浓盐酸反应，不与稀盐酸反应，含4 ml HCl的浓盐酸与足量二氧化锰发生反应，随着反应进行盐酸浓度降低，盐酸浓度达到某一浓度时反应停止，因此产生标准状况下的氯气的体积小于22.4 L，故D说法正确。]
6．某同学欲利用浓盐酸、MnO2、Fe等试剂制取无水氯化铁、收集一定量的氯气并验证其某些性质，实验装置如图所示(制气装置省略)。下列说法错误的是( )
A．④中a导管应向下延伸至接近瓶底
B．若撤去⑥，则⑤中可能有Fe2O3生成
C．当⑤中充满黄绿色气体时再点燃⑤处酒精灯
D．③中试纸若是湿润的，则根据产生的现象可证明氯气有酸性、漂白性
D [A.氯气的密度比空气的大，应采用向上排空气法收集，故需要将a导管延长至接近瓶底，A正确；B.若撤去⑥，则⑦中的水蒸气逆向进入⑤中，导致FeCl3水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解变为Fe2O3，B正确；C.加热时装置中的空气会与Fe反应，故应先通入一段时间Cl2，以排尽装置中的空气，防止加热时被空气氧化，C正确；D.③中试纸若是湿润的，氯气与水反应生成HCl和HClO，使试纸先变红后褪色，而干燥的氯气无漂白性、酸性，D错误。]
7．(2022·哈尔滨市高三期中)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，所用装置如图所示(可重复使用，不含制气装置)。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DACBE
B．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为DABAE
C．装置E的主要用途是制备NaClO
D．若实验中使用到装置C且有色布条褪色，则说明湿润的氯气有漂白性
D [用浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，在Cl2中含有杂质HCl及水蒸气，先通过D装置除去HCl，再通过A装置除去水蒸气，得到干燥纯净的氯气，然后通过B验证Cl2是否具有漂白性，再通过C验证潮湿的氯气具有漂白性，由于氯气会导致大气污染，因此最后通过NaOH溶液进行尾气处理，故使用的装置的先后顺序为DABCE，故A、B错误；装置E的主要用途是吸收多余的氯气，防止污染空气，故C错误；由装置B中现象可判断Cl2无漂白性，湿润有色布条褪色是因氯气与水反应生成的HClO引起的，故D正确。]
8．ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体(沸点：11 ℃)，实验室制备纯净ClO2溶液的装置如图所示：
已知下列反应：NaClO3＋HCl―→NaCl＋ClO2＋Cl2＋H2O；NaClO2＋HCl―→NaCl＋ClO2＋H2O；NaClO2＋Cl2―→NaCl＋ClO2(均未配平)。下列说法正确的是( )
A．a中通入的N2可用SO2代替
B．b中NaClO2可用饱和食盐水代替
C．c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却
D．d中吸收尾气后只生成一种溶质
C [a中通入N2的目的是氮气性质稳定且不影响实验，可将a中产生的ClO2和Cl2吹出并进入后续装置继续实验，二氧化硫具有还原性，可将ClO2、NaClO3等物质还原，A错误；b中NaClO2的作用是吸收ClO2中混有的氯气和氯化氢杂质气体，用饱和食盐水可吸收氯化氢，但不能吸收氯气，B错误；ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体，故c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却，有利于吸收ClO2，C正确；d中氢氧化钠和ClO2发生歧化反应生成NaClO2和NaClO3，产物至少两种，D错误。]
9．氯胺(NH2Cl)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。下列有关氯胺的说法一定不正确的是( )
A．氯胺的水解产物为NH2OH(羟氨)和HCl
B．氯胺的电子式为
C．氯胺中氯元素的化合价为＋1价
D．氯胺的消毒原理与漂白粉相似
A [A.氯胺是一种长效缓释的有机氯消毒剂，有强氧化性，其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4～5倍，次氯酸具有强氧化性，则氯胺水解应该生成HClO和NH3，故A错误；氮原子与氢原子、氯原子之间分别形成1对共用电子对，电子式为所以B选项是正确的；因为氯胺(NH2Cl)有强氧化性，其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4～5倍，氯元素化合价显正价，H为＋1，N为－3价，根据化合价规则可以知道，NH2Cl中氯元素的化合价为＋1价，所以C选项是正确的；氯胺(NH2Cl)有强氧化性，NH2Cl的消毒原理与漂白粉相似，所以D选项是正确的。]
10．物质分类和转化是学习化学的重要思想方法。部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列推断不合理的是( )
A．①的水溶液能与④反应生成②
B．用③代替②进行自来水消毒更安全
C．②与SO2按物质的量比1∶1通入水中，再滴入品红溶液，溶液呈无色
D．由ClONO2在表中的位置可推测其可能具有强氧化性，能水解生成两种酸
C [A.盐酸和次氯酸钠可以发生反应2HCl＋NaClO===Cl2↑＋NaCl＋H2O，生成氯气，故A正确；B.Cl2有毒，ClO2氧化性更强，用ClO2代替Cl2进行自来水消毒程度高且无污染，更安全，故B正确；C.Cl2与SO2按物质的量比1∶1通入水中发生反应Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，再滴入品红溶液，品红不会褪色，溶液呈红色，故C错误；D.ClONO2中Cl为＋1价、N为＋5价，O为－2价，＋1价的Cl和＋5价的N都有强氧化性，所以ClONO2具有强氧化性，ClONO2水解可生成硝酸和次氯酸，故D正确。]
11．AlCl3在有机化学中有很广泛的应用。实验室制备干燥的AlCl3的装置如下：
回答下列问题：
(1)确定装置气密性良好后，滴入浓盐酸直至________；开始点燃酒精灯。
(2)装置A中生成Cl2的离子方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)试剂X为________(填化学式)，装置B中的长颈漏斗的作用是________________________________________________________________________，
装置I的作用是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)当制备好AlCl3后，停止加热，关闭漏斗活塞，接下来的操作是__________
________________________________________________________________________。
(5)请设计一个测定无水AlCl3产率的方案： __________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： 装置A制备氯气，装置B除去氯化氢，装置C干燥氯气，装置D制备氯化铝，装置G收集氯化铝，装置I防止水蒸气进入装置H中，最后装置J吸收尾气，据此解答。(1)确定装置气密性良好后，由于需要排尽装置中的空气，防止生成氧化铝，则滴入浓盐酸直至黄绿色气体(或氯气)充满整个装置，然后开始点燃酒精灯。(3)装置C干燥氯气，则试剂X为无水CaCl2，装置B中的长颈漏斗与空气相通，其作用是平衡气压，以防发生堵塞，生成的氯化铝应该避免和水蒸气接触，则装置I的作用是防止J中的水蒸气进入装置H中。(4)当制备好AlCl3后，停止加热，关闭漏斗活塞，为防止装置A中继续产生氯气，接下来的操作是将盛有碳酸钙颗粒的玻璃管插入含有盐酸的溶液中。(5)由于生成的氯化铝分布在DEFGH中，则测定无水AlCl3产率的方案为：准确称取铝粉的质量，然后称量D、E、F、G、H的总质量，反应后再次称量D、E、F、G、H的总质量，反应前后质量之差为参加反应的氯气的质量，从而得到生成的无水氯化铝的质量。
答案： (1)黄绿色气体(或氯气)充满整个装置 (2)ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋5Cl－＋6H＋===3H2O＋3Cl2↑
(3)CaCl2 平衡气压，以防发生堵塞 防止J中的水蒸气进入装置 (4)将盛有碳酸钙颗粒的玻璃管插入含有盐酸的溶液中 (5)准确称取铝粉的质量，然后称量D、E、F、G、H的总质量，反应后再次称量D、E、F、G、H的总质量，反应前后质量之差为参加反应的氯气的质量，从而得到生成的无水氯化铝的质量
12．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 \(=====,\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)。
解析： (1)从化学方程式可知反应物是固体和液体，反应条件是加热，所以应选固液混合加热型装置。(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾发生反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉溶液遇碘变蓝色。(3)装置D中发生反应的离子方程式：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，装置E的作用是吸收多余的Cl2，防止污染空气。(4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，只要验证SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。
答案： (1)b (2)溶液变蓝色 (3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 吸收多余的Cl2，防止污染空气 (4)取少量洗气瓶C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，则证明洗气瓶C中亚硫酸钠已被氧化 (5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O(其他合理答案也可)
13．SnCl4可用于染色时的媒染剂、润滑油添加剂、玻璃表面处理剂等。实验室可通过如图装置制备少量SnCl4(夹持装置略)。
已知：①锡的熔点232 ℃、沸点2 260 ℃；
②SnCl2的熔点246.8 ℃、沸点623 ℃；
③SnCl4的熔点－33 ℃、沸点114 ℃，SnCl4极易水解。通常将SnCl4晶体加入浓盐酸中，以配制无色的SnCl4溶液。回答以下问题：
(1)仪器a的名称为________，该仪器中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)装置Ⅱ的作用是______________________________________________________，
如果去掉装置Ⅱ，从实验安全的角度看可能产生的影响是________________________________________________________________________。
(3)装置Ⅲ中的试剂为________。图中可替代装置Ⅲ的是________(填字母，下同)。
(4)该实验装置存在一处明显的缺陷，改进方法为在装置Ⅵ后连接上图中的________________________________________________________________________。
解析： (1)仪器a的名称为圆底烧瓶，该仪器中发生反应二氧化锰与浓盐酸在加热条件下生成二氯化锰、氯气与水，离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－ eq \(=====,\s\up7(△)) Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；(2)制备的氯气中含有HCl，HCl和Sn反应生成SnCl2及氢气，产生杂质，同时氢气与氯气混合加热会发生爆炸，故装置Ⅱ的作用是除去氯气中的HCl，如果去掉装置Ⅱ，从实验安全的角度看可能产生的影响是：HCl和Sn反应生成氢气，氢气与氯气混合加热会发生爆炸；(3)装置Ⅲ干燥氯气，盛放的液体试剂为浓硫酸等；氯气能被碱石灰吸收，而U形管中盛放浓硫酸，氯气不能导出，可以用无水氯化钙干燥，图中可替代装置Ⅲ的是C；(4)尾气中Cl2会污染空气，该实验装置存在一处明显的缺陷是缺少尾气处理装置，可以连接盛放碱石灰的干燥管进行吸收，同时防止空气中水蒸气进入锥形瓶，图中D装置可以实现。
答案： (1)圆底烧瓶 MnO2＋4H＋＋2Cl－ eq \(=====,\s\up7(△)) Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (2)除去氯气中的HCl HCl和Sn反应生成氢气，氢气与氯气混合加热会发生爆炸 (3)浓硫酸 C (4)D
学生用书第78页颜色
状态
气味
密度
溶解性
黄绿色
气体
刺激性
比空气大
1体积水溶解约
2体积Cl2
物质
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
粒子种类
Cl2
Cl2、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
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H＋)和
c(Cl－)
增大
左移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H＋)
减小
右移
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2
c(H＋)
减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(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
第一步
确定含氯消毒剂中氯元素的化合价
第二步
计算含氯消毒剂中氯元素到稳定的－1价时化合价的变化
第三步
确定消毒效率的表示方法：
①以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率；
②以单位物质的量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率
第四步
计算或比较含氯消毒剂的消毒效率
装
置
目
的
A.制备
Cl2
B.净化
Cl2
C.收集
Cl2
D.尾气
处理