第4讲 氯及其化合物(Word教师用书)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（鲁科版2019 单选版）

第4讲　氯及其化合物 【课程标准】　1.了解氯的单质及其重要化合物的制备方法。2.掌握氯的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 1．氯气 (1)物理性质 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 注意：实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：稍打开玻璃片，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 Cl2Fe2Fe＋3Cl22FeCl3(产生红棕色的烟)CuCu＋Cl2CuCl2(产生棕黄色的烟) ②与非金属反应 与H2反应：H2＋Cl22HCl。 ③与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO ④ ⑤与还原性 2．氯水的成分及性质 (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 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－ 学生用书↓第15页 3．次氯酸 (1)结构式：H—O—Cl。电子式：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，2HClO2HCl＋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。 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．标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA(　　) 2．可用pH试纸测定氯水的pH(　　) 3．向新制氯水中加入碳酸钙粉末或硫酸钙粉末，均能增强氯水的漂白性(　　) 4．新制取的漂白粉是混合物(　　) 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．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂(　　) 7．漂白粉在空气中长时间放置，最终得到的固体产物为CaCO3(　　) 8．“84”消毒液和酒精同时使用可增强杀菌效果(　　) 9．用Cl2消毒的自来水中可能含有有机氯化物，对人体有害(　　) 答案：1.×　2.×　3.×　4.√　5.√　6.×　7.×　8．×　9.√ 正误判断 (1)(2023·浙江1月选考)因为NaClO溶液呈碱性，所以可用作消毒剂(　　) (2)(2023·浙江1月选考)用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸上，试纸变白，则次氯酸钠溶液呈中性(　　) (3)(2023·广东卷)久置空气中的漂白粉遇盐酸产生CO2，则漂白粉的有效成分是CaCO3(　　) (4)(2023·辽宁卷)制HCl：H2＋Cl22HCl(　　) (5)(2022·全国甲卷，7A)漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果(　　) (6)(2022·浙江6月选考，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)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ (2022·浙江6月选考)关于反应Cl2(g)＋H2O(l)HClO(aq)＋H＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH＜0，达到平衡后，下列说法不正确的是(　　) A．升高温度，氯水中的c(HClO)减小 B．氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动，c(HClO)增大 C．取氯水稀释，增大 D．取两份氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色，可以证明上述反应存在限度 答案：D 解析：HClO受热易分解，升高温度，HClO分解，平衡正向移动，c(HClO)减小，A正确；氯水中加入少量醋酸钠固体，醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子，氢离子浓度减小，平衡正向移动，c(HClO)增大，B正确；氯水稀释，平衡正向移动，而c(HClO)和c(Cl－)均减小，但HClO本身也存在电离平衡HClOH＋＋ClO－，稀释促进了HClO的电离，使c(HClO)减少更多，因此增大，C正确；氯水中加硝酸银产生白色沉淀，证明溶液中有氯离子，氯水中加淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，证明生成了碘单质，溶液中有强氧化性的物质，而氯气和次氯酸都有强氧化性，不能证明反应物和生成物共存，即不能证明上述反应存在限度，D错误。 考向一　氯气和氯水的性质 1．根据下列装置图回答问题。 学生用书↓第16页 (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＋H2OH＋＋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＋Cl2===2H＋＋SO＋2Cl－ 2．下列实验事实，分别说明氯水中含有哪些粒子？完成下列表格： 序号 实验事实 粒子化学式 ① 新制氯水显黄绿色且有刺激性气味 ② 向氯水中加入AgNO3溶液生成白色沉淀 ③ 向氯水中加入Na2CO3粉末，有气泡产生 ④ 向氯水中滴加石蕊溶液，先变红后褪色 答案：Cl2　Cl－　H＋　H＋、HClO 3．用滴管将新制的氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液中，当滴到最后一滴时红色突然褪去。请你对发生这一现象的原因，提出两种合理的猜想： 猜想一：________________________________________________________________________。 猜想二：________________________________________________________________________。 请用简单的实验方法证明你的猜想：_________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：氯水中含有HClO，其漂白作用使溶液褪色 氯水中含有H＋，中和OH－使溶液褪色　向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色褪去是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新显红色，证明是H＋的中和作用引起的 考向二　从平衡移动角度分析氯水中的变化 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 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项错误；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，通入少量SO2，Cl2＋H2OH＋＋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。 5．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： a．Cl2(g)Cl2(aq)　K1＝10－1.2 b．Cl2(aq)＋H2OHClO＋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 mol·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 练后反思 氯水中平衡移动的应用 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 学生用书↓第17页 考向三　含氯消毒剂及消毒效率比较 6．二氧化氯(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和ClO， 写出反应的离子方程式：__________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案：(1)5ClO＋4H＋===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O (2)2ClO2＋2OH－===ClO＋ClO＋H2O 7．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 8．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) 答案：(1)＋3　(2)2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2　(3)1.57 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 mol NaClO2得到电子的物质的量为4 mol，1 mol Cl2被还原为Cl－时得到电子的物质的量为2 mol，故1 g NaClO2得到电子的物质的量为 mol，根据“有效氯含量”的定义可知，NaClO2的有效氯含量为1.57。 归纳总结 含氯消毒剂的计算与比较 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 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)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 2．实验装置及实验过程 ,装置类型固体＋液体气体,净化方法,收集方法向上排空气法或排饱和食盐水法,尾气吸收用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收 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。 学生用书↓第18页 [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.√ (2020·全国卷Ⅲ)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 B．NaCl C．Ca(OH)2 D．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。 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 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。 考向一　Cl2的制备原理及操作步骤 1．实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2时，有如下操作：①连好装置，检查装置气密性；②缓缓加热；③加入MnO2粉末；④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收；⑥用向上排空气法收集氯气。顺序排列正确的是(　　) A．①②③④⑥⑤ B．③④②①⑥⑤ C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤ 答案：D 2．下列方法中，可制得Cl2的正确组合是(　　) ①MnO2和浓盐酸混合共热；②MnO2、NaCl和浓硫酸混合共热；③NaClO和浓盐酸混合；④K2Cr2O7和浓盐酸混合；⑤KClO3和浓盐酸混合；⑥KMnO4和浓盐酸混合 A．①②⑥ B．②④⑥ C．①④⑥ D．①②③④⑤⑥ 答案：D 学生用书↓第19页 考向二　Cl2的制备与性质实验的综合 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 4．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 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。　　 学生用书↓第20页 考点三　“价—类”二维图理解氯及其化合物的转化 (2023·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 答案：C 解析：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；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；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错误；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。 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 答案：B 解析：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＋H2OHCl＋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．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 答案：C 解析：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；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；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；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。 课时测评4　氯及其化合物 (时间：45分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题5分，第10题15分，第11题20分，第12题20分，共100分) 1．氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性。下列叙述不正确的是(　　) A．红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧，生成棕黄色的烟 B．通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应 C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰 D．氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸 答案：B 解析：Cl2与Fe反应需要加热，所以在通常状况下，干燥的Cl2与Fe不反应，B项错误。 2．(2023·北京101中学模拟)在探究新制氯水成分及性质的实验中，依据下列方法和现象，不能得出相应结论的是(　　) 选项 方法 现象 结论 A 观察氯水颜色 氯水呈浅黄绿色 氯水中含Cl2 氯水中含Cl2 向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水 有无色气体产生 氯水中含HClO C 向红色纸条上滴加氯水 红色纸条褪色 氯水具有漂白性 D 向FeCl2溶液中滴加氯水 溶液变成棕黄色 氯水具有氧化性 答案：B 解析：氯气为黄绿色气体，氯水呈浅黄绿色，是因为溶解了氯气，A正确；向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水，有无色气体产生，是因为HCO与氯水中的H＋发生反应生成水和二氧化碳，B错误；红色纸条褪色，说明氯水具有漂白性，C正确；向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液变成棕黄色，是因为发生反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，说明氯水具有氧化性，D正确。 3．(2023·江苏扬州中学校考模拟预测)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；亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效漂白剂和氧化剂。实验室欲由下列装置制取高浓度的HClO溶液，有关实验装置和原理能达到各自实验目的的是(　　) 答案：C 解析：浓盐酸与MnO2加热条件制取Cl2，该装置中少了酒精灯，A项不能达到实验目的；制取的Cl2含有HCl，需要用饱和氯化钠洗气装置长进短出，该装置无法达到除杂的目的，B项不能达到实验目的；氯气溶于水存在平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入CaCO3消耗HCl使平衡正向移动，HClO浓度增大，C项能达到实验目的；最终得到浓的HClO中含有CaCO3固体，需要进行过滤除去，该装置错误，D项不能达到实验目的。 4．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 答案：D 解析：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；若撤去⑥，则⑦中的水蒸气可能逆向进入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；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Fe被空气氧化，C正确；干燥的氯气没有漂白性，氯气没有酸性，D错误。 5．(2023·广东茂名市第一中学校考模拟预测)氯气性质的微型实验装置如图所示。①是浓盐酸，⑥是高锰酸钾，②至⑤是滤纸条，依次滴有氢氧化钠溶液、石蕊溶液、淀粉-KI溶液、含KSCN的FeCl2溶液。实验时滴几滴浓盐酸。下列说法不正确的是(　　) A．③处先变红后褪色，是因为氯水具有酸性和强氧化性 B．④处变蓝色 C．⑤处变红色 D．本实验可推知氧化性：Cl2>Fe3＋＞I2 答案：D 解析：氯气遇到水反应生成盐酸和次氯酸，具有酸性和氧化漂白性，遇到石蕊溶液先变红色后褪色，A正确；氯气和碘化钾反应生成碘单质，碘单质遇到淀粉变蓝色，B正确；氯气氧化氯化亚铁为氯化铁，三价铁离子遇到硫氰化钾溶液显红色，C正确；根据氧化剂的氧化性强于氧化产物，由反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知氧化性：Cl2＞Fe3＋，但是无法证明Fe3＋和I2之间氧化性的关系，D错误。 6．用试管和胶头滴管完成“84”消毒液(主要成分为NaClO)的氧化性和漂白性的探究，下列对比实验现象的分析不正确的是(　　) 对比实验操作 ①1 mL蒸馏水＋“84”消毒液＋石蕊溶液 ②1 mL较稀硫酸＋“84”消毒液＋石蕊溶液 ③1 mL较浓硫酸＋“84”消毒液＋石蕊溶液 实验现象 混合后溶液pH＝9.9，短时间内未褪色，一段时间后蓝色褪去 混合后溶液pH＝5.0，蓝色迅速褪去，无气体产生 混合后溶液pH＝3.2，蓝色迅速褪去，并产生大量气体，该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 A．对比实验①和②，②中蓝色迅速褪去的原因是发生反应：H＋＋ClO－===HClO B．实验③中产生的气体是Cl2，由HClO分解得到：2HClO===Cl2＋H2O C．对比实验②和③，溶液的pH会影响ClO－的氧化性或Cl－的还原性 D．加酸可以提高“84”消毒液的漂白效果，但需要调控到合适的pH才能安全使用 答案：B 解析：相较于实验①，实验②中加入稀硫酸，蓝色迅速褪去，可能原因是ClO－和H＋结合生成HClO，溶液的漂白能力增强，A正确。实验③中产生的气体是Cl2，Cl－和ClO－在酸性较强的条件下发生反应：2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O，B错误。对比实验②和③，溶液pH的大小会影响反应过程，会影响ClO－的氧化性或Cl－的还原性，C正确。加酸可以提高“84”消毒液的漂白效果，但酸的浓度过大会产生污染性气体Cl2，故需要调控到合适的pH才能安全使用，D正确。 7．(2023·湖北校联考二模)如图是制备漂白粉的实验装置，下列说法正确的是(　　) A．将MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备Cl2 B．三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O C．冰水浴的作用是降低反应温度，防止发生副反应 D．锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶 答案：C 解析：MnO2和浓盐酸反应制备Cl2需加热，故A错误；漂白粉的成分是Ca(ClO)2和CaCl2，应由Cl2和Ca(OH)2制备，故B错误；该反应放热，为防止副反应发生，需用冰水浴降低温度，故C正确；Cl2＋H2OHCl＋HClO，NaHCO3会和盐酸反应，生成CO2，同时使平衡正向移动，且HCl易溶于水，而Cl2在饱和氯化钠溶液中溶解度小，所以应用饱和氯化钠溶液吸收Cl2中的HCl，故D错误。 8．(2023·山东青岛统考二模)用如图装置制备次氯酸并验证其氧化性。Cl2可以与含水碳酸钠反应得到Cl2O气体和NaHCO3。下列说法错误的是(　　) A．装置甲中每生成16.8 g碳酸氢钠同时生成标准状况下2.24 L Cl2O B．装置乙中盛装的是浓硫酸 C．将装置丙中次氯酸溶液转移到装置丁中的具体操作是打开K2，关闭K1 D．装置丁中溶液酸性显著增强可证明次氯酸的氧化性 答案：B 解析：装置甲中发生氧化还原反应：2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl，每生成16.8 g(0.2 mol)碳酸氢钠则生成0.1 mol Cl2O，标准状况下的体积为2.24 L，A项正确；装置乙的作用是吸收多余的Cl2，防止干扰后续氧化性的验证，浓硫酸不能除去多余Cl2，故装置乙中盛装的不是浓硫酸，B项错误；打开K2，关闭K1，则利用压强能将装置丙中液体压入装置丁，C项正确；Cl2O与水反应生成HClO，装置丁中溶液酸性显著增强则说明发生了HClO＋HCOOH===HCl＋CO2↑＋H2O，生成了强酸盐酸，所以酸性明显增强，可证明次氯酸的氧化性，D项正确。 9．(2023·河北石家庄高三校联考期中)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。亚氯酸钠(NaClO2)具有强氧化性，受热易分解，可作漂白剂、食品消毒剂等，以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下图所示： 已知：消毒能力即每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。 下列说法错误的是(　　) A．“母液”中溶质的主要成分是Na2SO4 B．相同质量ClO2的消毒能力是Cl2的2.5倍 C．“反应2”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 D．“减压蒸发”可以降低蒸发时的温度，提高产品产率 答案：B 解析：由题给流程可知，反应1为二氧化硫与稀疏酸、氯酸钠反应生成硫酸钠、二氧化氯和水，反应2为二氧化氯与过氧化氢、氢氧化钠混合溶液反应生成亚氯酸钠、氧气和水，反应得到的亚氯酸钠在55 ℃条件下减压蒸发、冷却结晶、过滤得到亚氯酸钠粗产品。根据元素转化分析可知“母液”中溶质的主要成分是Na2SO4，A项正确；1 mol Cl2完全反应转化2 mol e－，1 mol ClO2完全反应转化5 mol e－，所以等物质的量ClO2的消毒能力是Cl2的2.5倍，由于ClO2与Cl2的摩尔质量不相等，B项错误；“反应2”中发生反应的化学方程式为H2O2＋2ClO2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，C项正确；温度过高，NaClO2会分解，所以采用“减压蒸发”可以降低蒸发时的温度，提高产品产率，D项正确。 10．(15分)某研究性学习小组为了制取、收集纯净干燥的氯气并探究氯气的性质，他们设计了如图所示的实验装置。 请回答下列问题： (1)整套实验装置的连接顺序是f接(　　)、(　　)接(　　)、(　　)接(　　)。(填各接口处的字母代号) (2)E装置中制取氯气的离子方程式是_____________________________________________ ____________________________________________________________________________。 (3)B装置的作用是____________________________________________________________； A装置中试剂X是________________。 (4)C装置中可观察到的现象是___________________________________________________ ______________________________________________________________________________， D装置中可观察到的现象是_______________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案：(1)a　b　e　d　c　(2)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　(3)干燥Cl2　饱和食盐水　(4)溶液变蓝　溶液红色逐渐褪去 解析：(1)制得的Cl2中含有HCl、H2O(g)杂质，先依次通过饱和食盐水、浓硫酸除去杂质，再利用向上排空气法收集，然后通过碘化钾淀粉溶液探究其性质，最后利用NaOH溶液进行尾气处理。因此实验装置接口的连接顺序为fabedc。(3)B装置中盛装浓硫酸，作用是吸收H2O(g)，干燥Cl2；A装置中试剂X是饱和食盐水，作用是除去HCl。(4)C装置中氯气置换出单质碘，碘遇淀粉变蓝，因此溶液变为蓝色；D装置中Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO、H2O，溶液碱性减弱，红色逐渐褪去。 11．(20分)(2023·安徽“江南十校”联考)亚硝酰氯(ClNO)常用于合成洗涤剂、触媒及用作中间体，某学习小组在实验室用Cl2与NO制备ClNO并测定其纯度，进行如下实验(夹持装置略去)。 查阅资料：亚硝酰氯(ClNO)的熔点为－64.5 ℃、沸点为－5.5 ℃，气态呈黄色，液态时呈红褐色，遇水易反应生成一种氢化物和两种氮的常见氧化物，其中一种呈红棕色。 请回答下列问题： Ⅰ.Cl2的制备：舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。 (1)该方法可以选择图1中的________(填字母)为Cl2发生装置，该反应中被氧化与被还原的物质的物质的量之比为________。 (2)欲收集一瓶干燥的氯气，选择图1中的装置，其连接顺序为a→________________→i→h(按气流方向填小写字母)。 Ⅱ.亚硝酰氯(ClNO)的制备：实验室可用如图2所示装置制备亚硝酰氯(ClNO)。 (3)实验室也可用图1中B装置制备NO，与之相比X装置的优点为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)组装好实验装置后应先_____________________________________________________， 然后依次装入试剂、打开K2、再打开________(填“K1”或“K3”)，通入一段时间气体，其目的是排尽三颈烧瓶中的空气，防止NO、ClNO变质。接下来，两种气体在Z中反应的现象为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅲ.亚硝酰氯(ClNO)纯度的测定：将所得亚硝酰氯(ClNO)产品13.10 g溶于水，配制成250 mL溶液；取出25.00 mL，以K2CrO4溶液为指示剂，用0.8 mol·L－1 AgNO3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为22.50 mL。(已知：Ag2CrO4为砖红色固体) (5)亚硝酰氯(ClNO)与水反应的离子方程式为__________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为________。 答案：(1)C　2∶1　(2)f→g→e→d→c→b　(3)无需排除装置内空气的干扰；可以随开随用，随关随停　(4)检查装置的气密性　K3　出现红褐色液体 (5)2ClNO＋H2O===2H＋＋2Cl－＋NO↑＋NO2↑ (6)90.0% 解析：(1)实验室制备氯气用加热二氧化锰和浓盐酸的混合物的方法，应该选择C装置作为Cl2发生装置，化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，反应中二氧化锰是氧化剂，氯化氢是还原剂，参与反应的氯化氢只有一半被氧化，被氧化的氯化氢与被还原的二氧化锰的物质的量之比为2∶1。(2)制得的氯气中往往含有氯化氢和水蒸气，需要用饱和食盐水除去氯化氢，再用浓硫酸干燥，欲收集一瓶干燥的氯气，装置连接顺序为a→f→g→e→d→c→b→i→h。(3)实验室也可用B装置制备NO，与之相比，X装置无需排除发生装置内空气的干扰，可以随开随用，随关随停。(4)涉及气体的反应，组装好实验装置后应先检查装置的气密性，然后依次装入试剂、打开K2、再打开K3，通入一段时间气体，其目的是排尽三颈烧瓶中的空气，防止NO、ClNO变质。两种气体在Z中发生反应生成ClNO，冷却后变成红褐色液体。(5)亚硝酰氯(ClNO)遇水易反应生成一种氢化物和两种氮的常见氧化物，其中一种呈红棕色为NO2，氢化物为HCl，根据化合价的变化，另一种氮的氧化物为NO，亚硝酰氯与水反应的离子方程式为2ClNO＋H2O===2H＋＋2Cl－＋NO↑＋NO2↑。(6)滴定过程中氯化氢与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，当出现砖红色固体，且半分钟没有明显变化，表示达到滴定终点，则有n(Cl－)＝n(Ag＋)＝0.022 50 L×0.8 mol·L－1＝0.018 mol，则亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为×100%＝90.0%。 12．(20分)(2023·安徽芜湖统考二模)亚硝酰氯(ClNO，熔点－64.5 ℃，沸点－5.5 ℃)为黄色气体，遇水剧烈水解生成氮的两种氧化物和氯化氢，常用作有机合成中间体。实验室可由氯气与一氧化氮反应制备，其装置如图所示： 回答下列问题： (1)仪器a的名称为________。 (2)试剂X为________，D中使用冰盐浴而不用冰水浴的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)尾气含有NO、Cl2、ClNO，某同学建议用NaOH溶液进行尾气处理。 ①无水CaCl2的作用是_________________________________________________。 ②写出NaOH溶液吸收ClNO的化学方程式：_____________________________________ ____________________________________________________________________________。 (4)有同学认为NaOH溶液只能吸收Cl2和ClNO，不能吸收NO，经过查阅资料发现用KMnO4溶液可以吸收NO气体，并产生黑色沉淀，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)制得的ClNO中可能含有少量NO2杂质，为测定产品纯度，进行如下实验：称取1.637 5 g样品溶于50.00 mL NaOH溶液中，加入几滴K2CrO4溶液作指示剂，用足量硝酸酸化的0.40 mol·L－1 AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液50.00 mL。[已知：Ag2CrO4为砖红色固体，Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.0×10－12] ①滴定终点的现象：当滴入最后半滴AgNO3标准溶液后，_____________________________。 ②计算产品的纯度为________%(保留1位小数)。 答案：(1)蒸馏烧瓶　(2)浓硫酸　冰盐浴可控制温度低于－5.5 ℃，冰水浴只能控制温度到0 ℃，故冰盐浴可使亚硝酰氯冷凝，而冰水浴不能　(3)①防止NaOH溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶中，使ClNO水解　②ClNO＋2NaOH===NaCl＋NaNO2＋H2O　(4)NO＋MnO===NO＋MnO2↓　(5)①出现砖红色沉淀，且半分钟内不变化　②80.0 解析：ClNO由氯气与一氧化氮反应制备，由装置图可知，装置A生成一氧化氮，依次经过水和浓硫酸净化后通入装置D；装置G生成氯气，依次经过饱和氯化钠溶液和浓硫酸净化后通入装置D；在冰盐浴下生成ClNO，尾气含有NO、Cl2、ClNO，可使用 NaOH处理尾气。(2)据分析可知，试剂X为浓硫酸，氯气与一氧化氮在D中生成ClNO，冰盐浴可控制温度低于－5.5 ℃，冰水浴只能控制温度到0 ℃，故冰盐浴可使亚硝酰氯冷凝，而冰水浴不能，故而使用冰盐浴而不用冰水浴。(3)①尾气含有NO、Cl2、ClNO，用无水氯化钙处理尾气，防止NaOH溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶中，使ClNO水解；②NaOH溶液吸收ClNO，化学方程式为ClNO＋2NaOH===NaCl＋NaNO2＋H2O。(4)用KMnO4溶液可以吸收NO气体，并产生黑色沉淀为MnO2，离子方程式为NO＋MnO===NO＋MnO2↓。(5)①滴定中K2CrO4溶液作指示剂，已知Ag2CrO4为砖红色固体，滴定终点的现象为当滴入最后半滴AgNO3标准溶液后，出现砖红色沉淀，且半分钟内不变化。②n(AgNO3)＝0.40 mol·L－1×50.00×10－3 L＝0.02 mol，由关系式ClNO～NaCl～AgNO3，则样品纯度为×100%＝80.0%。 学生用书↓第21页 学科网（北京）股份有限公司 $$