2025届高三化学一轮复习 28模块二：元素及其化合物 重要含氯化合物及其制备

重要含氯化合物及制备 班级： 姓名： . 【教学目标】1、科学探究与创新意识：结合重要含氯化合物的制备、化学实验等，培养科学探究的方法步骤，进行科学解释和发现、创造和应用。 【教学重难点】 课前学习任务 一、氯及其化合物的相互转化 课堂学习任务 题点一　无水氯化物的制备 1.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 【详解】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，防止加热时被被空气氧化，C正确； D. 干燥的氯气无漂白性、酸性，D错误； 题点二　亚氯酸钠等含氯化合物的制备 2.高氯酸(HClO4，沸点90 ℃)可用于医药工业方面。工业生产高氯酸的工艺流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．反应器Ⅰ反应产物中有HClO4、ClO2、NaHSO4 B．反应器Ⅱ中是还原剂SO2将氧化剂ClO2还原为ClO C．若用pH计测定0.1 mol·L－1 NaHSO4溶液pH>1，则说明NaHSO4为弱电解质 D．操作Ⅰ为蒸馏 解析：C　由题给流程可知，在反应器Ⅰ中发生的反应为氯酸钠和浓硫酸反应生成硫酸氢钠、高氯酸和水，所得溶液冷却过滤得到硫酸氢钠晶体和高氯酸溶液，高氯酸溶液经蒸馏得到高氯酸纯品；在反应器Ⅱ中制得的二氧化氯气体在碱性条件下与二氧化硫反应生成硫酸钠、亚氯酸钠和水，所得溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥得到亚氯酸钠粗品。由分析可知，A正确；由分析可知，在反应器Ⅱ中二氧化硫为还原剂，二氧化氯为氧化剂，二氧化氯被二氧化硫还原为亚氯酸根，故B正确；硫酸氢钠是强酸的酸式盐，在溶液中完全电离，属于强电解质，故C错误；由高氯酸的沸点90 ℃可知，高氯酸溶液经蒸馏得到高氯酸纯品，故D正确。 3.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和消毒剂，它在酸性条件下生成NaCl并放出ClO2，ClO2有类似Cl2的性质。某兴趣小组探究亚氯酸钠的制备。 Ⅰ.制备亚氯酸钠 关闭止水夹②，打开止水夹①，从进气口通入足量ClO2，充分反应。 (1)仪器a的名称为________，仪器b的作用是_________________________________________________________。 (2)装置A中生成NaClO2的离子方程式为_________________________________________________________。 Ⅱ.探究亚氯酸钠的性质 停止通ClO2气体，再通入空气一段时间后，关闭止水夹①，打开止水夹②，向A中滴入稀硫酸。 (3)开始时A中反应缓慢，稍后产生气体的速率急剧加快，请解释可能的原因____________________________。 (4)B中现象为__________________________________________。 【解析】　(1)仪器a为圆底烧瓶，仪器b为干燥管，干燥管的作用是防止倒吸；(2)根据实验步骤，装置A中加入NaOH、H2O2和ClO2，产物是NaClO2，氯元素的是化合价降低，即ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，H2O2的氧化产物是O2，因此有ClO2＋H2O2＋OH－―→ClO＋O2＋H2O，用化合价升降法配平，得出装置A中发生反应离子方程式为2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO＋2H2O＋O2；(3)NaClO2在酸性条件下能生成NaCl和ClO2，发生的反应是5NaClO2＋2H2SO4===NaCl＋4ClO2↑＋2H2O＋2Na2SO4，开始时A中反应缓慢，稍后产生气体的速率急剧加快的原因可能是NaClO2与H2SO4反应生成的Cl－对反应起催化作用；(4)ClO2的性质与氯气相似，即ClO2的氧化性强于I2，ClO2把I－氧化成I2，淀粉遇碘单质变蓝，即B中现象是溶液变蓝色。 【答案】　(1)烧瓶(圆底烧瓶)　防止倒吸 (2)2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO＋2H2O＋O2 (3)NaClO2与H2SO4反应生成的Cl－对反应起催化作用 (4)溶液变蓝色 [母题延伸]　 (1)若从上题装置A反应后的溶液中获得NaClO2晶体，应该如何操作？ (2)实验完成后，为防止装置中滞留的有毒气体污染空气，可以进行的操作是什么？ (3)H2O2是氧化剂还是还原剂？ (4)向NaClO2中滴加少量盐酸有什么现象？ 提示：(1)蒸发浓缩、降温结晶，得到NaClO2固体，然后过滤、洗涤、干燥。 (2)再次打开止水夹①，从进气口通入一段时间的空气。 (3)还原剂　(4)有黄绿色气体生成 课后学习任务 基础篇 1.无水氯化铝可用于生产高分子混凝剂,极易潮解,遇水爆炸。实验室中用如图装置进行制备,下列说法错误的是(　　) A.装置①中的氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2 B.仪器的连接顺序为①→③→④→⑤→⑥→② C.装置②可以用盛有氢氧化钠溶液的烧杯代替 D.酒精灯的点燃顺序,应该先①后⑤ 2.C　解析 装置①中的反应为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,1 mol MnO2参与反应消耗4 mol HCl,只有2 mol HCl被氧化为Cl2,作还原剂,故氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2,A正确;①产生氯气,③除去氯气中的氯化氢杂质,④除去水蒸气,⑤发生反应生成氯化铝,⑥作为收集装置,②用来吸收未反应的氯气且防止水蒸气进入装置,故顺序为①→③→④→⑤→⑥→②,B正确;不能换成氢氧化钠溶液,因为无水氯化铝遇水会反应,如用氢氧化钠溶液,水蒸气会沿导管进入反应装置,导致氯化铝的损失,C错误;先点燃①处酒精灯,产生氯气,一段时间后再点燃⑤处的酒精灯,这样可以防止⑤中的铝粉加热时和导管中的氧气反应,导致产物不纯,D正确。 2.Cl2O常用于杀菌、漂白。实验室可以用潮湿的氯气与碳酸钠固体反应来制取,发生反应的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+2NaCl+Cl2O,实验室用如图所示的装置制备少量的Cl2O。下列说法错误的是(　　) A.装置A中发生的反应,MnO2作氧化剂 B.装置B盛放的试剂是浓硫酸 C.装置D可用来收集Cl2O D.装置E中可能发生反应Cl2O+2NaOH2NaClO+H2O 【答案】B 【详解】A．装置A用于制备氯气，HCl作还原剂，MnO2作氧化剂，A正确； B．由反应2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaHCO3+2NaCl+Cl2O可知，反应中需要有水参与，则装置B中盛装的试剂应是饱和食盐水，作用是除去HCl气体，不能用浓硫酸除去水，B错误； C．Cl2O的沸点为3.8°C，易冷凝为液体，则装置D为Cl2O的收集装置，C正确； D．装置E用于吸收Cl2O，可能发生反应Cl2O+2NaOH=2NaClO+H2O，D正确； 3.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 3.B　解析 根据元素转化分析可知,“母液”中溶质的主要成分是Na2SO4,A正确;消毒时,1 mol Cl2转化为2 mol Cl-,转移2 mol电子,而1 mol ClO2转化为Cl-时转移5 mol电子,故等物质的量的ClO2的消毒能力是Cl2的2.5倍,B错误;“反应2”中发生反应的化学方程式为H2O2+2ClO2+2NaOH2NaClO2+2H2O+O2,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,C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正确。 4.金属锡是一种具有银白色金属光泽且质地较软的低熔点金属,常温下SnCl4为无色液体,沸点114 ℃,在空气中易水解为锡酸与HCl。可用Cl2与熔融金属锡反应制备SnCl4,装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是(　　) A.用注射器代替长颈漏斗能更好地控制产生氯气的速率 B.装置戊的作用是冷凝、收集SnCl4 C.实验过程中应该先点燃酒精灯熔化金属锡,再向甲中注入浓盐酸 D.用装有碱石灰的干燥管代替装置己中NaOH溶液更合理 1.C　解析 KMnO4与浓盐酸反应剧烈,故用注射器代替长颈漏斗能控制盐酸滴速,进而控制反应的速率,A正确;常温下SnCl4为无色液体,沸点为114 ℃,故该物质的收集需要进行冷凝液化收集,B正确;由于金属锡活泼性仅次于铁,先点燃酒精灯熔化金属锡会与空气中的氧气反应,应该先制备氯气,将装置中空气排尽后再加热金属锡,C错误;装置己中水蒸气会进入戊装置中,导致SnCl4水解,换用碱石灰既能吸收多余的氯气,又能防止水蒸气扩散至戊装置中,D正确。 提升篇 5.(2023·广东深圳期末)ClO2作为一种广谱型的消毒剂,将逐渐取代Cl2,成为自来水的消毒剂。已知ClO2是一种易溶于水的气体,实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应:2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl,下图是实验室用于制备和收集一定量纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品已省略),其中E用于除去ClO2中的未反应的Cl2。 (1)仪器P的名称是　　　　　。  (2)写出装置A中烧瓶内发生反应的离子方程式:_________________________________________________________。 (3)B装置中所盛试剂是_______________________________。  (4)F为ClO2收集装置,应选用的装置是　　　　　(填序号),其中与E装置导管相连的导管口是　　　　　(填接口字母)。  (5)ClO2的另一种制备方法是用氯酸钠(NaClO3)与浓盐酸反应,同时生成Cl2。 ①请写出该反应的化学方程式:_________________________________________________________。 ②浓盐酸在该反应中表现出来的性质是　　　　(填字母)。  A.只有还原性 B.还原性和酸性 C.只有氧化性 D.氧化性和酸性 4.答案 (1)分液漏斗 (2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (3)饱和NaCl溶液 (4)②　d (5)①2NaClO3+4HCl(浓)2ClO2+Cl2↑+2NaCl+2H2O　②B 解析 由实验装置图可知,装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置B中盛有的饱和氯化钠溶液用于除去氯化氢气体,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置D中氯气与亚氯酸钠反应制备二氧化氯,装置E中盛有的四氯化碳用于除去氯气,装置F为向上排空气法收集二氧化氯的装置,装置G为空载仪器,用作安全瓶,起防止尾气倒吸的作用,尾气吸收装置中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气。 (4)由分析可知,装置F为向上排空气法收集二氧化氯的装置,则收集装置为②,其中与E装置导管相连的导管口是d。 (5)①由题意可知,用氯酸钠与浓盐酸反应制备二氧化氯发生的反应为氯酸钠与浓盐酸反应生成氯化钠、二氧化氯、氯气和水。 ②由氧化还原反应规律可知,反应中浓盐酸中氯元素的化合价部分升高被氧化,浓盐酸表现酸性和还原性,故选B。 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $$、 重要含氯化合物及制备 班级： 姓名： . 【教学目标】科学探究与创新意识：结合重要含氯化合物的制备、化学实验等，培养科学探究的方法步骤，进行科学解释和发现、创造和应用。 【教学重难点】结合重要含氯化合物的制备、化学实验等，培养科学探究的方法步骤 课前学习任务 1、 氯及其化合物的相互转化 根据转化关系写出下列离子反应方程式 ①氯气与水的反应： 。 ②漂白液的制备： 。 ③漂白液生效： （化）。 ④出去FeCl3溶液中的FeCl2： （离子）。 ⑤FeCl3溶液腐蚀覆铜板制备印刷电路板： （离子）。 ⑥NaCl电解法制备Cl2： ； 。 课堂学习任务 题点一　无水氯化物的制备 1.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 题点二　亚氯酸钠等含氯化合物的制备 2.高氯酸(HClO4，沸点90 ℃)可用于医药工业方面。工业生产高氯酸的工艺流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．反应器Ⅰ反应产物中有HClO4、ClO2、NaHSO4 B．反应器Ⅱ中是还原剂SO2将氧化剂ClO2还原为ClO C．若用pH计测定0.1 mol·L－1 NaHSO4溶液pH>1，则说明NaHSO4为弱电解质 D．操作Ⅰ为蒸馏 3.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和消毒剂，它在酸性条件下生成NaCl并放出ClO2，ClO2有类似Cl2的性质。某兴趣小组探究亚氯酸钠的制备。 Ⅰ.制备亚氯酸钠 关闭止水夹②，打开止水夹①，从进气口通入足量ClO2，充分反应。 (1)仪器a的名称为________，仪器b的作用是_________________________________________________________。 (2)装置A中生成NaClO2的离子方程式为_________________________________________________________。 Ⅱ.探究亚氯酸钠的性质 停止通ClO2气体，再通入空气一段时间后，关闭止水夹①，打开止水夹②，向A中滴入稀硫酸。 (3)开始时A中反应缓慢，稍后产生气体的速率急剧加快，请解释可能的原因____________________________。 (4)B中现象为__________________________________________。 [母题延伸]　 (1)若从上题装置A反应后的溶液中获得NaClO2晶体，应该如何操作？ (2)实验完成后，为防止装置中滞留的有毒气体污染空气，可以进行的操作是什么？ (3)H2O2是氧化剂还是还原剂？ (4)向NaClO2中滴加少量盐酸有什么现象？ 课后学习任务 基础篇 1.无水氯化铝可用于生产高分子混凝剂,极易潮解,遇水爆炸。实验室中用如图装置进行制备,下列说法错误的是(　　) A.装置①中的氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2 B.仪器的连接顺序为①→③→④→⑤→⑥→② C.装置②可以用盛有氢氧化钠溶液的烧杯代替 D.酒精灯的点燃顺序,应该先①后⑤ 2.Cl2O常用于杀菌、漂白。实验室可以用潮湿的氯气与碳酸钠固体反应来制取,发生反应的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+2NaCl+Cl2O,实验室用如图所示的装置制备少量的Cl2O。下列说法错误的是(　　) A.装置A中发生的反应,MnO2作氧化剂 B.装置B盛放的试剂是浓硫酸 C.装置D可用来收集Cl2O D.装置E中可能发生反应Cl2O+2NaOH2NaClO+H2O 3.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 4.金属锡是一种具有银白色金属光泽且质地较软的低熔点金属,常温下SnCl4为无色液体,沸点114 ℃,在空气中易水解为锡酸与HCl。可用Cl2与熔融金属锡反应制备SnCl4,装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是(　　) A.用注射器代替长颈漏斗能更好地控制产生氯气的速率 B.装置戊的作用是冷凝、收集SnCl4 C.实验过程中应该先点燃酒精灯熔化金属锡,再向甲中注入浓盐酸 D.用装有碱石灰的干燥管代替装置己中NaOH溶液更合理 提升篇 5.(2023·广东深圳期末)ClO2作为一种广谱型的消毒剂,将逐渐取代Cl2,成为自来水的消毒剂。已知ClO2是一种易溶于水的气体,实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应:2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl,下图是实验室用于制备和收集一定量纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品已省略),其中E用于除去ClO2中的未反应的Cl2。 (1)仪器P的名称是　　　　　。  (2)写出装置A中烧瓶内发生反应的离子方程式:_________________________________________________________。 (3)B装置中所盛试剂是_______________________________。  (4)F为ClO2收集装置,应选用的装置是　　　　　(填序号),其中与E装置导管相连的导管口是　　　　　(填接口字母)。  (5)ClO2的另一种制备方法是用氯酸钠(NaClO3)与浓盐酸反应,同时生成Cl2。 ①请写出该反应的化学方程式:_________________________________________________________。 ②浓盐酸在该反应中表现出来的性质是　　　　(填字母)。  A.只有还原性 B.还原性和酸性 C.只有氧化性 D.氧化性和酸性 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $$