第4章 第2讲 氯及其重要化合物-【金版教程】2025年高考化学一轮复习创新方案word（新教材，创新版）

金版教程　高考科学复习创新方案　化学 第2讲　氯及其重要化合物 【复习目标】　1.通过实验探究或结合应用实例，掌握氯及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。2.结合实例认识氯及其化合物的多样性，认识卤族元素及卤素单质的相似性和递变性。3.通过化学反应探究物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 一、氯气及氯的重要化合物 1．氯气的物理性质 颜色 状态 气味 密度 毒性 溶解性(25 ℃) 黄绿色 气体 刺激性 比空气大 有毒 1体积水溶解约2体积Cl2 2.氯气的化学性质 氯的原子结构示意图为，最外电子层上有7个电子，在化学反应中很容易得到1个电子形成8e－稳定结构，Cl2具有强氧化性。 (1)与金属反应(与变价金属反应生成高价态金属氯化物) ①与铁反应：2Fe＋3Cl22FeCl3(生成棕褐色的烟)。 ②与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2(生成棕黄色的烟)。 (2)与非金属反应 ①与H2反应：H2＋Cl22HCl。 ②与磷反应：2P＋3Cl2(少量)2PCl3、2P＋5Cl2(过量)2PCl5。 (3)与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO。 (4)与碱反应 ①Cl2与NaOH溶液反应制漂白液：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 ②Cl2通入石灰乳中可制取漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 (5)与还原性无机化合物反应 ①与SO2反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。 ②与Na2SO3溶液反应：Cl2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2HCl。 ③与NaBr溶液反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。 ④与FeCl2溶液反应：Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。 ⑤与FeI2溶液反应：FeI2＋Cl2(不足)===FeCl2＋I2、2FeI2＋3Cl2(过量)===2FeCl3＋2I2。 3．次氯酸(HClO) (1)弱酸性：酸性弱于碳酸。 (2)不稳定性，光照易分解：2HClO2HCl＋O2↑。 (3)强氧化性：具有杀菌消毒作用和漂白性，常用作消毒剂、漂白剂。 4．氯水的成分及性质 (1)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。 (2)氯水的组成及性质应用 ①氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增强，无漂白性，因此氯水要现用现配。 ②制取氯水的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂；向水中通入1 mol Cl2，转移电子数小于NA。 ③Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，湿润的Cl2具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了有强氧化性的HClO。 5．漂白粉 (1)组成：主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2，有效成分是Ca(ClO)2。 (2)漂白原理：Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。 (3)水解显碱性，其水解离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。 (4)如果Cl2与Ca(OH)2反应充分，并使Ca(ClO)2成为主要成分，则得到漂粉精。 6．漂白液的主要成分是NaClO、NaCl，有效成分是NaClO，其漂白原理与漂白粉相同。 判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。 (1)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。(×) 错因：Cl2中氯元素的化合价是0价，能升高也能降低，既能作氧化剂，又能作还原剂。 (2)可以用pH试纸测定氯水的pH。(×) 错因：氯水有漂白性，能使pH试纸褪色，用pH试纸无法测其pH。 (3)可用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2。(×) 错因：碱石灰与Cl2反应，不能用碱石灰干燥Cl2。 (4)Cl2可使湿润的红色布条褪色，所以Cl2具有漂白性。(×) 错因：Cl2本身无漂白性，湿润的红色布条褪色是因为Cl2与H2O生成的HClO具有漂白性。 (5)漂白粉在空气中久置变质，是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。(×) 错因：漂白粉在空气中久置变质，是因为漂白粉中的Ca(ClO)2与空气中的CO2和H2O反应生成的HClO发生了分解反应。 二、氯气的制备 1．氯气的实验室制法 (1)制备原理：用MnO2、KMnO4、KClO3、 K2Cr2O7、Ca(ClO)2等强氧化剂与浓盐酸反应(若无浓盐酸，可用浓硫酸与NaCl晶体)。 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O (2)实验装置(以MnO2与浓盐酸反应制备Cl2为例) [提醒]　(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：小火加热，温度不宜过高，以减少HCl挥发，减少制得的Cl2中HCl的含量。 (3)验满方法：用湿润的淀粉­KI试纸放于集气瓶口，试纸变蓝；用湿润的品红试纸放于集气瓶口，试纸褪色。 (4)尾气处理：吸收尾气时，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。应该用浓NaOH溶液吸收。 (5)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。 2．氯气的工业制法 工业上制备Cl2是用电解饱和食盐水的方法，其反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。 (1)可以用稀盐酸与MnO2反应制Cl2。(×) 错因：稀盐酸与MnO2不反应。 (2)酸性高锰酸钾溶液与浓盐酸常温下即可反应生成氯气，而MnO2和浓盐酸反应需加热条件下才可反应生成氯气，说明氧化性：KMnO4>MnO2。(√) 错因：________________________________________________________________________ (3)含4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2反应，可制备22.4 L(标准状况)Cl2。(×) 错因：由于MnO2与稀盐酸不反应，故4__mol__HCl不能完全反应。 (4)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl。(×) 错因：Cl2与NaHCO3反应可生成CO2，应用饱和食盐水除HCl。 (5)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满。(×) 错因：应用湿润的淀粉­KI试纸。 三、卤族元素　海水资源的开发利用 1．卤族元素及单质 (1)卤族元素 ①在周期表的位置：位于周期表中第ⅦA族，包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、(Ts)六种元素。 ②原子结构特点：其最外层均有7个电子，容易得到1个电子达到8电子的稳定结构，但随着电子层数的递增，原子半径逐渐增大，核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，其得电子的能力也逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱。 (2)卤素单质 ①相似性 a．均易溶于有机溶剂。 b．都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。 c．都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX(X代表卤素，但I2＋H22HI)。 d．都能与水反应：X2＋H2OHX＋HXO(但2F2＋2H2O===4HF＋O2)。 e．都能与碱溶液反应：如X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2、I2例外，F2与H2O剧烈反应，I2与NaOH溶液：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O)。 ②递变性 卤素单质 性质 F2 Cl2 Br2 I2 规律 颜色 淡 黄绿色 黄 绿色 深红 棕色 紫 __黑色 逐渐 加深 状态 气体 气体 液体 固体 熔、沸点逐 渐升高 氧化性 与H2化合由易到难 逐渐减弱 简单离子 (X－)的 还原性 单质的氧化性越弱，对应离子的还原性越强，从F－→I－还原性逐渐增强 2.海水资源的开发利用 (1)海水水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等，海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等。 (2)海水提溴 ①工艺流程 ②各步骤发生反应的化学(离子)方程式： a．氧化溴：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。 b．富集溴：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。 c．得产品：2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。 ③注意事项 a．海水中溴元素的浓度很小，在氧化之前应将其蒸发浓缩。 b．氧化之前将海水酸化，使其pH为3.5，以抑制Cl2、Br2与水的反应。 (3)海带提碘 ①工艺流程 ②发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－或H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。 3．卤素离子的检验 (1)沉淀法——AgNO3溶液、稀硝酸 未知液观察生成沉淀的颜色。 若生成白色沉淀，表明原溶液中含有Cl－； 若生成淡黄色沉淀，表明原溶液中含有Br－； 若生成黄色沉淀，表明原溶液中含有I－。 [提醒]　稀硝酸不能排除SO等离子的干扰。在设计实验方案时要具体问题具体分析。 (2)萃取法——置换反应 观察有机层溶液的颜色： 有机层呈橙色或橙红色，表明原溶液中含有Br－； 有机层呈浅紫色、紫色或紫红色，表明原溶液中含有I－。 (3)淀粉法检验I－——氧化I－ 未知液得到蓝色溶液，表明有I－。 判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。 (1)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸。(×) 错因：氢氟酸是弱酸。 (2)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3。(×) 错因：Fe与I2反应生成FeI2。 (3)向无色溶液中滴加CCl4，振荡，静置，通过溶液的颜色判断是否含有I－。(×) 错因：I－不溶于CCl4。 (4)浓硫酸能干燥HCl，所以浓硫酸也能干燥HBr、HI。(×) 错因：浓硫酸能氧化HBr、HI。 (5)碘易升华，可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2。(×) 错因：NH4Cl受热分解成NH3和HCl，遇冷NH3和HCl又化合成NH4Cl。 (6)能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝的气体一定是Cl2。(×) 错因：氧化性气体如溴蒸气、NO2等均能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝。 考点1　氯气及氯的重要化合物 题组一　认知与归纳氯气及含氯化合物的性质 1．(2023·江阴市高三阶段测试)在给定条件下，下列物质间转化能实现的是(　　) A．ClO2(g)NaClO2(aq) B．Cl2(g)FeCl2(s) C．HClO(aq)Cl2(g) D．NaClO(aq)ClO2(g) 答案　A 解析　Cl2(g)与Fe点燃只能生成FeCl3(s)，B错误；HClO(aq)光照分解生成HCl和O2(g)，C错误；NaClO(aq)与SO2反应生成NaCl、Na2SO4，D错误。 2．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－＋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，产生有毒的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　该消毒液的pH约为12，是由于消毒液中还含有一定量的NaOH，故B不合理。 次氯酸盐的性质 (1)漂白性：ClO－是一种弱酸的酸根离子，漂白液或漂白粉在潮湿的空气中，会与二氧化碳、水反应生成HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。 (2)强氧化性：ClO－不论在酸性还是碱性条件下都能跟I－、Fe2＋、S2－、SO等发生氧化还原反应。 如漂白粉遇到亚硫酸盐发生反应：Ca2＋＋ClO－＋SO===CaSO4↓＋Cl－。 说明：NO不同于ClO－，在酸性条件下NO具有强氧化性，与Fe2＋、I－、S2－、SO等不能大量共存，而在碱性条件下，NO与Fe2＋、I－、S2－、SO等可以大量共存。 题组二　推理与探析氯水性质的多重性 3．在氯水中存在多种分子和离子，可通过实验的方法加以确定，下列说法中可能错误的是(　　) A．加入含有NaOH的酚酞溶液，红色褪去，说明有H＋存在 B．放入有色布条后，有色布条褪色，说明有HClO分子存在 C．氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2分子存在 D．加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl－存在 答案　A 解析　含有NaOH的酚酞试液红色褪去，可能是氯水中的H＋与OH－反应，也可能是HClO的漂白作用，A错误。 4．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，减小 B．通入少量SO2，溶液漂白性增强 C．加入少量碳酸钠粉末，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 答案　C 解析　饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A错误；通入SO2发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，使Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B错误；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错误。 考点2　探究与创新氯气的制备 1．实验室制Cl2的反应为4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，下列说法错误的是(　　) A．反应中HCl既作还原剂又显酸性 B．向烧瓶中加入12 mol·L－1的盐酸250 mL，可制得标准状况下16.8 L Cl2 C．生成的Cl2中，除含有一些水蒸气外，还含有HCl杂质 D．每生成0.5 mol Cl2，被氧化的HCl为1 mol 答案　B 解析　250 mL 12 mol·L－1的盐酸中所含HCl的物质的量为3 mol，随着反应的进行，盐酸的浓度变稀，HCl不可能全部参与反应，B错误。 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＋2H2SO42CaSO4＋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)。 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)取少量装置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，则证明装置C中亚硫酸钠已被氧化 (5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O(合理即可) 氯气制备、净化装置的改进 (1)制备装置 橡胶管a的作用：使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相同，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该装置还可用于观察气体的生成速率。 考点3　卤族元素　海水资源的开发利用 题组一　辨识与归纳卤素单质及化合物的性质及递变规律 1．关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是(　　) A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示 B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增大而增强 C．卤素单质的颜色从F2、Cl2、Br2、I2逐渐加深 D．X－的还原性依次为F－＜Cl－＜Br－＜I－，因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来 答案　C 2．下列有关卤素的说法错误的是(　　) A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律 B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强 C．淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－ D．碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度 答案　A 卤素单质及其化合物的性质 (1)卤素单质化学性质的递变规律 氟 氯 溴 碘 X2与H2化合 条件 冷暗处 光照或 点燃 加热至 一定 温度 持续 加热 程度 剧烈 爆炸 光照时 发生 爆炸 缓慢 化合同 时分解 X2与 H2O 反应 反应 2F2＋2H2O ===4HF＋O2 X2＋H2OHX＋HXO 程度 剧烈 缓慢 微弱 极弱 (2)卤素单质及其化合物性质的特殊性 氟 ①氢氟酸能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶或铅制容器中 ②HF分子间能形成氢键 ③CaX2中只有CaF2难溶 溴 ①Br2是唯一的液态非金属 ②Br2易溶于有机溶剂 ③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞 碘 ①淀粉遇I2变蓝色 ②I2加热时易升华 ③I2氧化性较弱，与变价金属反应生成低价金属碘化物 ④AgI可用于人工降雨，KIO3添加在食盐中预防碘缺乏病 题组二　推理与探究卤素离子的检验 3．下列能够检验出KI中是否含有Br－的实验是(　　) A．加入足量的新制氯水，溶液变色则有Br－ B．加入酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色是否褪去 C．加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层有色，则有Br－ D．加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，取无色的水层并加入氯水，溶液呈橙色，则含有Br－ 答案　D 4．下列实验操作、现象和结论均正确的是(　　) 选项 实验操作 现象 结论 A 用双氧水滴定淀粉­KI溶液 溶液变蓝 达到滴定终点 B 向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液，再加入CCl4振荡，静置 下层呈紫红色 该食用加碘盐中含有KIO3 C 用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2、溴蒸气 试纸变蓝 该气体为溴蒸气 D 最后试管有白色沉淀 有机化合物中含有氯原子 答案　B “加碘盐”中“碘”的检验方法 “加碘盐”中的“碘”是碘酸钾(KIO3)，利用反应：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O，生成的I2遇淀粉变蓝色检验。其实验操作方法：①向洁净试管中加入少量袋装食盐，并加入适量白醋使其溶解；②用玻璃棒蘸取①中的少量液体滴到淀粉­KI试纸上，若观察到试纸变成蓝色，则说明该袋装食盐为加“碘”食盐。 题组三　科学探究海水资源的开发利用 5．从海水中提取部分物质的过程如图所示： 下列有关说法不正确的是(　　) A．从能量转换角度来看，框图中的氯碱工业是一个将电能转化为化学能的过程 B．过程②中结晶出的MgCl2·6H2O要在HCl氛围中加热脱水制得无水MgCl2 C．经过③④实现了溴元素的富集 D．电解MgCl2溶液制取Mg单质 答案　D 解析　电解熔融MgCl2才能得到Mg单质，D错误。 6．为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案： 下列说法正确的是(　　) A．①中反应的离子方程式：2I－＋H2O2===I2＋2OH－ B．②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗上口倒出 C．③中得到的上层溶液中含有I－ D．操作Z的名称是萃取 答案　C 1．(2023·广东卷)利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合K1，一段时间后(　　) A．U型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和O2 B．a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性 C．b处出现蓝色，说明还原性：Cl－>I－ D．断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转 答案　D 解析　闭合K1，形成电解池，电解饱和食盐水，左侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，右侧为阴极，阴极电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，总反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。根据分析，U型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和H2，A错误；左侧生成氯气，氯气遇到水生成的HClO具有漂白性，使a处布条褪色，B错误；b处出现蓝色，发生反应：Cl2＋2KI===I2＋2KCl，说明还原性：I－>Cl－，C错误。 2．(2022·广东高考)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是(　　) 答案　D 解析　氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，且要使用防倒吸装置，D装置不能达到实验目的。 3．下列说法正确的是(　　) A．(2022·浙江1月选考)铁与碘反应易生成碘化铁 B．(2021·湖南高考)净化实验室制备的Cl2的方法是将气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓硫酸的洗气瓶 C．(2021·浙江1月选考)NaClO溶液与CO2反应生成NaHCO3和HClO，则NaClO溶液与SO2反应生成NaHSO3和HClO D．(2021·浙江6月选考)工业上用电解饱和食盐水可以得到金属钠和氯气 答案　B 解析　铁与碘反应生成碘化亚铁，A错误；NaClO具有强氧化性，能与SO2发生氧化还原反应，故NaClO溶液与SO2反应生成Na2SO4而不是NaHSO3，C错误；工业上电解饱和食盐水制取Cl2、NaOH和H2，D错误。 4．(2018·江苏高考)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　) A．用装置甲灼烧碎海带 B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液 C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2 D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气 答案　B 5．(2021·广东高考节选)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。 (1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为________________________________。 (2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为______________。 (3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中________已分解。检验此久置氯水中Cl－存在的操作及现象是_____________________________________________________ ___________________________________________。 答案　(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　 (2)c→d→b→a→e (3)HClO　取少量久置氯水，向其中加入过量稀硝酸，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl－ 二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体，是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。回答下列问题： (1)ClO2的制备：制备ClO2的常用方法有两种，分别为Kestiog法、KClO3与SO2反应法。 ①Kestiog法制备ClO2的原理为2NaClO3＋4HCl(浓)===2NaCl＋X↑＋2ClO2↑＋2H2O，X的化学式为________，将ClO2通入FeSO4溶液中，有红褐色沉淀生成，溶液中的主要阴离子为Cl－、SO，若消耗1 mol ClO2，则被氧化的FeSO4为________mol。 ②KClO3与SO2反应法制备ClO2，生成物只有两种，参加反应的KClO3与SO2物质的量之比为________，与Kestiog法相比，KClO3与SO2反应法的优点是________________(填一条)。 (2)ClO2的用途：除毒、除异味。 ①ClO2可以将剧毒的氰化物氧化成CO2和N2，离子方程式为2ClO2＋2CN－===2CO2＋N2＋2Cl－，CO2属于________性氧化物(填“酸”“碱”或“两”)，每转移1 mol e－，生成________L(标准状况下)N2。 ②ClO2能把水溶液中有异味的Mn2＋氧化成四价锰，使之形成不溶于水的MnO2，该反应的离子方程式为__________________________________________。 (3)ClO2溶液浓度的测定： 步骤1：取待测ClO2溶液20.00 mL于锥形瓶中； 步骤2：用稀H2SO4调节该溶液的pH，加入足量的KI，使ClO2充分转化为Cl－：2ClO2＋8H＋＋10I－===2Cl－＋4H2O＋5I2； 步骤3：滴入几滴指示剂，逐滴加入0.1000 mol·L－1的Na2S2O3溶液(I2＋2S2O===S4O＋2I－)，达到滴定终点时，消耗Na2S2O3溶液的体积为29.50 mL。 ClO2溶液物质的量浓度为________mol·L－1。 答案　(1)①Cl2　5　②2∶1　无污染性气体生成 (2)①酸　2.24　②6H2O＋2ClO2＋5Mn2＋===5MnO2↓＋2Cl－＋12H＋ (3)0.0295 解析　(3)由步骤2可得出ClO2和I2对应关系为2ClO2～5I2，由步骤3可得出I2和S2O关系为I2～2S2O，综上ClO2和S2O关系为ClO2～5S2O，消耗的S2O物质的量为0.00295 mol，所以ClO2的物质的量为0.2×0.00295 mol＝0.00059 mol，则物质的量浓度为＝0.0295 mol/L。 课时作业 [建议用时：40分钟] 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．(2023·哈尔滨市高三质量监测)ClO2已被用于代替Cl2作自来水消毒剂，工业上常用氯酸盐与试剂X反应制备ClO2，下列物质中不可能作试剂X的是(　　) A．KMnO4 B．浓盐酸 C．SO2 D．H2C2O4 答案　A 解析　氯酸盐中Cl为＋5价，与试剂X反应制备ClO2时，氯酸盐中氯元素化合价降低，作氧化剂发生还原反应，则试剂X为还原剂。HCl、SO2、H2C2O4均可作还原剂，故A符合题意。 2．(2023·江阴市高三阶段测试)氯及其化合物应用广泛。氯的单质Cl2可由MnO2与浓盐酸共热得到，Cl2能氧化Br－，可从海水中提取Br2；氯的氧化物ClO2可用于自来水消毒，ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水，与碱反应会生成ClO与ClO，在稀硫酸和NaClO3的混合溶液中通入SO2气体可制得ClO2；漂白液和漂白粉的有效成分是次氯酸盐，可作棉、麻的漂白剂。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　) A．MnO2有氧化性，可用于实验室制氯气 B．ClO2易溶于水，可用于自来水消毒 C．HClO不稳定，可用于棉、麻漂白 D．Cl2有还原性，可用于从海水中提取溴 答案　A 解析　B项，ClO2具有强氧化性，能够使蛋白质变性，可用作自来水消毒，与ClO2易溶于水的性质无关；C项，次氯酸可用作棉、麻的漂白剂，是利用次氯酸的强氧化性，与其稳定性无关；D项，海水提取溴是利用氯气能氧化溴离子得到单质溴，与Cl2有还原性无关。 3．海水综合利用要符合可持续发展的原则，其联合工业体系(部分)如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．①中可采用蒸馏法 B．②中将MgCl2溶液蒸干即可得到无水MgCl2 C．③中提溴涉及氧化还原反应 D．④中的产品可生产盐酸、漂白液等 答案　B 解析　将MgCl2溶液蒸干促进Mg2＋水解，得到氢氧化镁，不能得到无水MgCl2，B错误。 4．(2023·海南省高三期末诊断)“价—类”二维图是学习元素化合物的重要载体，下图是短周期某一卤族元素的“价—类”二维图。下列说法正确的是(　　) A．该元素是卤族元素中的氟 B．a的浓溶液分别与h、i反应均可生成b C．c具有较强氧化性，是e的酸酐 D．酸性：d<e<g 答案　B 解析　氟没有正价，所以该元素为Cl，A错误；c为ClO2，具有强氧化性，化合价与e不同，不是e的酸酐，C错误；酸性：HClO4>HClO3>HClO，D错误。 5．下列关于卤素的叙述正确的是(　　) A．卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾 B．溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性 C．某溶液与淀粉­KI溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水 D．氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成 答案　D 6．(2023·南京市高三年级学情调研)实验室制取Cl2并探究其性质的装置如图所示。下列实验装置不能达到目的的是(　　) A．用装置甲制取Cl2 B．用装置乙获得纯净的Cl2 C．用装置丙验证Cl2可氧化I－ D．用装置丁吸收Cl2 答案　B 解析　甲装置制取的氯气中含有HCl和H2O(g)，用乙装置直接收集得不到纯净的Cl2，B不能达到目的。 7．溴化碘的分子式为IBr，它的化学性质活泼，能与大多数金属反应，其与H2O反应的化学方程式为IBr＋H2O===HBr＋HIO。已知HIO的酸性弱于H2CO3，下列叙述中正确的是(　　) A．溴化碘具有氧化性 B．IBr与水的反应为氧化还原反应 C．把0.1 mol IBr加水配成250 mL溶液，所得溶液中的Br－和I＋浓度均为0.4 mol·L－1 D．HIO能与NaHCO3溶液反应生成CO2 答案　A 8．化学使生活更美好，人们在日常生活中要正确使用消毒剂。下列有关说法不正确的是(　　) A．漂白粉可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂 B．二氧化氯具有强氧化性，是一种高效安全的消毒剂 C．苏打水可用作杀灭病毒的消毒剂 D．浓度为75%的医用酒精消毒效果比95%的好 答案　C 9．海水提溴常用“空气吹出法”，其部分流程如下： 下列说法正确的是(　　) A．“氧化Ⅰ”发生主要反应的离子方程式：Cl2＋Br－===Br2＋Cl－ B．“吹出”时通入空气利用了氧气的氧化性 C．“吸收”所得溶液中大量存在的微粒有：Cl2、Br－、SO D．“氧化Ⅱ”产生可循环使用的物质X为H2SO4 答案　D 解析　A项，不符合原子守恒，错误；B项，Br2易挥发，故可用空气将Br2“吹出”，没有发生化学反应，错误；C项，“吸收”所得溶液中，不会有大量Cl2，且Cl2会与Br－反应，二者不能大量共存，错误；D项，“吸收”时发生反应：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，“氧化Ⅱ”中HBr被Cl2氧化生成Br2，H2SO4可以循环至“酸化”处，正确。 10．一种预防和处理自来水厂Cl2泄漏的方法如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．Cl2和水反应的离子方程式为H2O＋Cl2Cl－＋HClO＋H＋ B．铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2 C．吸收漏氯的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ D．铁屑耗尽时溶液中可能大量存在：Fe2＋、Fe3＋、ClO－、Cl－ 答案　D 解析　亚铁离子有还原性，次氯酸根离子有氧化性，二者会发生氧化还原反应，不能大量共存，故D错误。 二、非选择题 11．某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，完成下列问题。 (1)装置B、E的作用分别为_________________________、______________________________。 (2)装置C、D的作用分别为______________________、____________________。 (3)装置F中AgNO3溶液的作用是__________________________，倒置漏斗的作用是__________________。 (4)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间加一个装置。你认为该装置加在________与________之间(填装置各部分字母)，装置中应放入____________________，作用是______________________________。 答案　(1)证明制备Cl2时有H2O(g)挥发出来，同时除去H2O(g)　吸收HCl中的Cl2，防止干扰HCl的检验 (2)证明干燥Cl2无漂白性　证明HClO有漂白性 (3)证明制备Cl2时有HCl挥发出来　防止F中的溶液倒吸 (4)E　F　湿润的有色布条(或湿润的淀粉­KI试纸)　检验Cl2是否除尽 12．(2023·哈尔滨市高三质量监测)溴及其化合物在医药、农药、燃料和阻燃剂等的生产中有广泛应用。目前，人们主要从海水和盐湖水中提取溴。工业上常用的一种海水提取溴的流程如图1： (1)向淡化海水中通入氯气时，同时加入酸的作用是______________________________。 (2)X为一种常见的大气污染物，写出吸收塔中发生反应的化学方程式：________________________________________。 (3)设备Y的名称为________，若去除吹出和吸收的步骤，可能带来的问题是__________________________________。 (4)用蒸馏法模拟海水淡化过程中，不需要用到的仪器有________(填序号)。 ①漏斗　②直形冷凝管　③蒸馏烧瓶　④玻璃棒　⑤球形冷凝管　⑥锥形瓶 (5)实验室制取纯净的氯气的装置如图2。 ①仪器F的名称为____________，装置C中的试剂为________________。 ②E中发生反应的离子方程式为________________________________。 ③若使用足量MnO2与50 mL 12 mol·L－1 HCl反应，充分反应后测得生成Cl2的物质的量小于0.15 mol，可能的原因为_______________________________________________________ _________________________。 答案　(1)抑制氯气与水发生反应，提高氯气的利用率 (2)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 (3)蒸馏塔　水中溴的浓度太低，蒸馏时消耗更多的能量 (4)①④⑤ (5)①分液漏斗　浓H2SO4　②Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　③随着反应消耗和挥发，盐酸的浓度下降，还原性降低，不能再与MnO2反应产生Cl2 13．工业上用电解MgCl2溶液生成的氯气为原料，生产溴酸钾(KBrO3)的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)惰性电极电解MgCl2溶液产生氯气总反应的离子方程式为______________________________________________。 (2)“合成Ⅰ”中得到HBrO3，该反应的还原剂是________；“合成Ⅱ”中加入MgO的目的是____________________________________________________________________________。 (3)结合溶解度曲线分析，“合成Ⅲ”为复分解反应，该反应能发生的原因是______________________________________；若向2.0 L 0.15 mol·L－1 Mg(BrO3)2溶液中加入________ mol KCl粉末，可使溶液中的c(BrO)降为0.10 mol·L－1[假设溶液体积不变，已知该温度下Ksp(KBrO3)＝0.034]。“合成Ⅲ”实际中用饱和KCl溶液而不用KCl粉末的优点是______________________________________________(写一条)。 (4)另一种产生溴酸盐的方法是用K2CO3溶液吸收Br2，同时生成CO2气体。写出相应的化学方程式：__________________________________________________；Br原子经济性更高的是____________(填“K2CO3吸收法”或“氯气氧化法”)。 答案　(1)Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑ (2)Br2　与HBrO3、HCl反应得到Mg(BrO3)2、MgCl2 (3)反应体系中KBrO3的溶解度小于Mg(BrO3)2　1.08　析出较纯的KBrO3晶体 (4)3Br2＋3K2CO3===5KBr＋KBrO3＋3CO2　氯气氧化法 解析　(3)c(BrO)降为0.10 mol·L－1时，即消耗的BrO为(2×0.15×2－2×0.1) mol＝0.4 mol，需要消耗0.4 mol KCl，此时溶液中剩余c(K＋)＝＝ mol·L－1＝0.34 mol·L－1，则需要加入KCl的物质的量n(KCl)＝0.34 mol·L－1×2 L＋0.4 mol＝1.08 mol。 22 学科网（北京）股份有限公司 $$