第一单元 氯气及氯的化合物 第1课时（同步讲义）化学苏教版2019必修第一册

专题2 从海水中获得的化学物质 第一单元 氯气及氯的化合物 第1课时 氯气的发现与制备 教学目标 1．知道海水中的丰富资源和氯化钠作为重要工业原料的主要用途。 2．初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。 3．学会实验室制取氯气的方法，通过分析、推理，设计并完成实验。 重点和难点 重点：掌握氯气的实验室制法。 难点：掌握氯气的工业制法。 ◆知识点一 氯气的发现 1．元素的存在形态 游离态：元素以单质形式存在的状态。 化合态：元素以化合物形式存在的状态。 2．氯元素在自然界中的存在 在自然界中，氯元素全部以化合态的形式存在。 海水中蕴含丰富的氯元素，它主要以氯化钠、氯化镁等氯化物的形式存在。 3．氯气的发现 1774年，瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，意外的产生一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。 1810年，英国化学家戴维仔细研究了这种气体，并将其命名为氯气。 即学即练 1．下列关于碱金属和卤素的说法正确的是 A．第ⅠA族的所有元素都是碱金属元素 B．Cs可以敞口放置保存 C．在水中溶解度比中大 D．向KCl溶液中加入碘水，无明显黄绿色气体产生 【答案】D 【详解】A．第ⅠA族包括氢和碱金属，但氢不是碱金属元素，A错误； B．Cs是活泼的碱金属，极易与氧气、水反应，需隔绝空气保存，不能敞口放置，B错误； C．Br2在CCl4中的溶解度比在水中大（因Br2更易溶于有机溶剂），C错误； D．碘的氧化性弱于Cl2，无法将KCl中的Cl-氧化为Cl2，故无黄绿色气体产生，D正确； 故选D。 2．下列叙述不正确的是 A．氯元素在自然界中主要存在于海水、盐湖和盐矿中 B．钠元素在自然界中只以化合态形式存在 C．铁元素是地壳里含量最多的金属元素 D．钠的化学性质比较活泼，少量的钠可以保存在煤油中 【答案】C 【详解】A．氯元素的非金属性很强，易形成化合物，氯元素主要以NaCl形式存在，在自然界中主要存在于海水、盐湖和盐矿中，A正确； B．钠的化学性质活泼，可以和空气成分反应，在自然界中只能以化合态形式存在，B正确； C．铝元素是地壳里含量最多的金属元素，C错误； D．钠的化学性质比较活泼，少量的钠可以保存在煤油中，煤油可以隔绝氧气和水，D正确； 故选C。 3．下列有关试剂的保存与处理，说法正确的是 A．氯气与铁不反应，因此液氯保存在钢瓶中 B．金属钠保存在煤油中，金属钠着火可用二氧化碳灭火器灭火 C．溴易挥发，少量的溴存放在棕色瓶中，加水液封 D．盛放浓硫酸与浓盐酸的试剂瓶敞口放置，浓度均会变低，其原理一样 【答案】C 【详解】A．常温下干燥的氯气与铁不反应，液氯可保存在钢瓶中，但氯水和铁反应，需要强调氯气是干燥的，故A错误； B．金属钠可保存在煤油中，钠化学性质活泼，加热生成过氧化钠，过氧化钠和二氧化碳反应，故金属钠着火不能用二氧化碳灭火器灭火，故B错误； C．溴易挥发，为防止其挥发，少量的溴存放在棕色瓶中，且加水液封，故C正确； D．浓盐酸具有挥发性，将盛有浓盐酸的试剂瓶敞口放置一段时间后，溶质减少，溶剂不变，则溶液的浓度变小；浓硫酸具有吸水性，将盛有浓硫酸的试剂瓶敞口放置一段时间后，溶质不变，溶剂增加，则溶液的浓度变小，原理不同，故D错误； 故选C。 ◆知识点二 氯气的实验室制法 1．反应原理 实验室常用MnO2将浓盐酸中化合态的氯元素氧化为游离态的氯气，化学方程式： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 2．仪器装置 (1)气体发生装置类型：固＋液气。 (2)发生装置所用仪器的名称为分液漏斗、圆底烧瓶。 3．收集方法 用向上排空气法，理由是氯气与空气不反应且密度比空气的大。 4．尾气处理 烧杯内盛放的液体是NaOH溶液，其作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。 易错提醒 1.盐酸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，不能用澄清石灰水，因为澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少，Cl2吸收不完全。 即学即练 1．铋酸钠()是一种新型有效的光催化剂，也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠，实验装置如下图所示(加热和夹持仪器已略去)。 已知：①粉末呈浅黄色，不溶于冷水，遇沸水或酸溶液迅速分解； ②白色固体且难溶于水； ③的制备原理：。 下列说法错误的是 A．装置B中试剂为饱和食盐水 B．当观察到C中白色固体变为黄色固体时不能说明反应已经结束 C．反应中充分搅拌以及将C装置放入热水浴中加热，目的均是提高产率 D．实验完毕后打开恒压滴液漏斗N上的活塞滴加NaOH溶液至装置中黄绿色气体消失 【答案】C 【详解】A．装置A中用浓盐酸与二氧化锰共热制备Cl2，生成的Cl2中混有HCl气体，装置B用于除去Cl2中混有的HCl，则装置B中试剂为饱和食盐水，A正确； B．当观察到C中白色固体变为黄色固体时说明反应已经开始，不能说明反应已经结束，应在低温条件下充分搅拌继续反应一段时间，以利于反应物的充分转化，B正确； C．不溶于冷水，遇沸水或酸溶液迅速分解，则反应中充分搅拌以及将C装置放入冰水浴中冷却，目的均是提高产率，C错误； D．实验完毕后打开恒压滴液漏斗N上的活塞滴加NaOH溶液至装置中黄绿色气体消失是利用NaOH溶液与氯气的反应减少氯气的污染，D正确； 故选C。 2．实验室制氯气并研究其性质，按照制备、净化、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 A．制备 B．净化 C．性质检验 D．尾气处理 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下发生反应产生氯气，该装置能达到实验目的，故A项不符合题意； B．浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸干燥Cl2，该装置除不掉水蒸气，不能达到实验目的，故B项符合题意； C．氯气不能使干燥红布条褪色，能使湿润的红布条褪色说明氯气不具有漂白性，氯气与水反应生成的次氯酸因强氧化性而表现漂白性，则题给装置能达到验证氯气是否有漂白性的实验目的，故C项不符合题意； D．氯气有毒，应用NaOH溶液吸收尾气，该装置能达到实验目的，故D项不符合题意； 故答案选B。 3．某化学实验小组利用如图所示装置制备Cl2并进行性质验证(夹持装置已略去，反应已进行一段时间)，下列说法中正确的是 A．①处小试管中溶液可检测出4种离子 B．②处石蕊溶液变红说明新制氯水具有酸性 C．③处湿润的淀粉-KI试纸蓝色褪去说明氯水具有漂白性 D．④处加入水后，溶液显蓝色，说明Cl2具有还原性 【答案】A 【详解】A．Cl2溶于水，发生反应：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，HClO是弱电解质，会电离产生H+、ClO-；溶液中同时存在水电离产生H+、OH-，因此①处小试管中溶液中含有H+、Cl-、ClO-、OH-，共4种离子，A正确； B．由于浓盐酸具有挥发性，②处石蕊溶液变红不能说明新制氯水具有酸性，B错误； C．在③处，Cl2与湿润的淀粉-KI试纸中的KI发生反应：Cl2+2KI=2KCl+I2，产生的I2遇淀粉变为蓝色，由于氯气能氧化I2，因此蓝色褪去不能说明氯水具有漂白性，C错误； D．Cu与氯气在加热时发生反应：Cu+Cl2CuCl2，反应完全后冷却，向其中加入水，溶液变为蓝色，说明有CuCl2生成，在该反应中Cl元素化合价降低，得到电子被还原，说明Cl2具有氧化性，D错误； 故合理选项是A。 ◆知识点三 氯气的工业制法 1．实验探究——模拟工业制备氯气 (1)实验过程 按下图所示电解饱和食盐水的装置进行实验。 ①接通电源，观察铁棒和石墨棒上发生的现象。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2 min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。 ②取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。 ③关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液的颜色。 (2)现象与推理 实验现象 结论 ① 出现爆鸣声 a管中的气体为氢气 ② 产生黄绿色的气体 b管中的气体为氯气 ③ 铁棒端溶液变红，石墨棒端溶液不变色 U形管左端溶液显碱性，右端溶液不显碱性 (3)实验结论 根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液。 2．氯碱工业 (1)工业制取氯气的反应原理：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。 (2)氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业。 特别提醒 即学即练 1．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料。已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示。已知：遇水剧烈水解。下列说法错误的是 A．Y、Z分别为、 B．制取粗硅的反应为：（粗） C．制备高纯多晶硅的反应为：（纯） D．为防止水解而损失及氢气燃炸，“还原”步骤在无水、无氧条件下进行 【答案】B 【详解】A．由分析得，Y是H2，Z是Cl2，故A正确； B．制取粗硅是焦炭与石英在高温下反应产生粗Si和CO，反应方程式为：，故B错误； C．制备高纯多晶硅是SiHCl3和H2在加热条件下反应产生多晶硅和HCl，反应方程式为：（纯），故C正确； D．已知遇水剧烈水解，且H2是可燃气体，因此为防止水解而损失及氢气燃炸，“还原”步骤在无水、无氧条件下进行，故D正确； 故选B。 2．下列说法正确的是 A．工业上用电解饱和食盐水可以得到金属钠和氯气 B．干燥的氯气常温下与铁不反应，故液氯可以储存在钢瓶中 C．净化实验室制备的 Cl2 可将气体依次通过盛有浓硫酸、饱和 NaCl 溶液的洗气瓶 D．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 【答案】B 【详解】A．工业上用电解熔融氯化钠得金属钠和氯气，故A错误； B．常温下干燥的氯气与铁不反应，所以可用钢瓶储存液氯，故B正确； C．净化实验室制备的Cl2可将气体依次通过盛有饱和NaCl溶液除去HCl杂质气体、浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气，故C错误； D．NaClO溶液与SO2发生氧化还原反应生成硫酸钠和氯化钠，故D错误； 故选：B。 一、氯气的实验室制法 1．化学原理： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。如2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。 2．实验装置： (1)制备装置：粉末状固体＋液体气体。 (2)除杂装置：除去Cl2中少量HCl、水蒸气，可先通入饱和食盐水除去HCl，再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。 (3)收集装置 验满：①观察法：集气瓶中充满黄绿色气体 ②湿润的淀粉碘化钾试纸(变蓝)或品红试纸(先变红后褪色) (4)吸收装置： 烧杯中盛有NaOH溶液(不能用水代替)。氯气有毒，有毒气体必须加以吸收，防止污染空气。一般用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 3．实验步骤： 实验室制取干燥纯净的氯气可按如下思路设计： ①发生装置―→②净化装置―→③收集装置―→④尾气吸收装置。 固＋液气除去HCl除去H2O―→向上排空气集气法―→NaOH溶液吸收。 实验装置如下图所示： 实践应用 1．完成下述实验，装置或试剂正确的是 A．图A：实验室制备发生装置 B．图B：比较、热稳定实验：甲为乙为 C．图C：实验室尾气处理 D．图D：除去中混有的少量HCl 【答案】D 【详解】A．二氧化锰和浓盐酸反应需要加热，图A不能制备，故A错误； B．比较、热稳定性，应该把放在温度相对较低的小试管内，故B错误； C．氯气不溶于饱和食盐水，不能用饱和食盐水吸收氯气，实验室用氢氧化钠溶液吸收，故C错误； D．二氧化碳和碳酸氢钠不反应，氯化氢和碳酸氢钠反应放出二氧化碳，用饱和碳酸氢钠溶液除去中混有的少量HCl，故D正确； 选D。 2．下图是实验室制备的实验装置图，其中甲为制氯气的装置。(资料：为紫色固体，微溶于，具有强氧化性) 下列说法正确的是 A．乙中所用试剂为饱和碳酸氢钠溶液 B．丙和丁中均会发生反应： C．丙中产生紫色固体，说明氧化性一定强于 D．若取反应后丙中紫色溶液，加入稀硫酸产生，则证明了具有氧化性 【答案】B 【详解】A．甲中生成的氯气中含有少量的氯化氢气体，乙中装饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，A错误； B．丙中有KOH，丁中有NaOH，均与氯气发生反应，其离子反应方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，B正确； C．丙中发生反应为：2Fe(OH)3+10KOH+3Cl2=2K2FeO4+6KCl+8H2O，碱性条件下，Cl元素化合价降低，发生还原反应，氯气作氧化剂，氧化剂的氧化性强于氧化产物，所以在碱性溶液中氧化性：Cl2>K2FeO4，C错误； D．反应后丙中紫色溶液中含有：K2FeO4、KCl、KClO，加入稀硫酸产生Cl2，有可能发生反应为：ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，不能证明K2FeO4具有氧化性，D错误； 故选B。 3．某同学用如图所示装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是 A．Ⅰ中含有4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热，生成Cl2体积标况下一定小于22.4 L B．Ⅱ中滴入几滴紫色石蕊溶液，溶液最终无色，说明新制氯水没有酸性 C．Ⅲ中生成了蓝色的烟 D．Ⅳ中湿润的有色布条褪色，说明Ⅳ中具有漂白性的微粒是Cl2分子 【答案】A 【详解】A．在Ⅰ中MnO2与浓盐酸混合加热发生氧化还原反应产生Cl2，反应方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，Ⅰ中含有4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热，若其中的HCl完全反应，生成Cl2的物质的量是1 mol，其体积在标况下应该为22.4 L；但随着反应的进行，盐酸浓度变稀，稀盐酸的HCl不能发生反应，因此反应产生的Cl2的物质的量小于1 mol，则其体积在标准状况下一定小于22.4 L，A正确； B．反应产生的Cl2通入水中得到氯水，其中存在反应：Cl2+H2OHCl+HClO，HCl、HClO是酸，能够使紫色石蕊试液变为红色；同时HClO具有强氧化性，又将红色物质氧化变为无色，因此Ⅱ中滴入几滴紫色石蕊溶液，溶液先变红最终无色，说明新制氯水有酸性、氧化性，B错误； C．在Ⅲ中Cu在Cl2中燃烧产生生成了棕黄色的烟，C错误； D．将Cl2通入干燥的有色布条中，看到布条不褪色；通入湿润的有色布条中，看到湿润的有色布条褪色，说明Ⅳ中具有漂白性的微粒是HClO，而不是Cl2分子，D错误； 故合理选项是A。 二、氯气的工业制法 1．反应原理： 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2．产物的检验： H2：快速收集一试管生成的气体，用拇指堵住试管口，移近酒精灯，松开拇指，可听到爆鸣声。 Cl2：使湿润的淀粉KI试纸变蓝。 NaOH：滴入酚酞试液，溶液变红。 3．实验现象及结论 实验现象 结论 铁棒和石墨棒上通电后有气泡产生 通电后有新的气体物质生成 铁棒周围的溶液滴加酚酞变红色 有碱性物质(NaOH)生成 将铁棒上方收集到的气体靠近火焰，有爆鸣声 有氢气生成 用手轻轻扇动在石墨棒上方收集到的黄绿色气体，闻到有刺激性气味且该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 有黄绿色刺激性气味的气体(Cl2)生成 实践应用 1．下列关于Cl2的说法不正确的是 A．反应①可用于工业上制取氯气 B．反应③⑦为侯氏制碱的原理，用于工业制纯碱 C．反应④可用于工业上制取漂白液 D．在工业上，利用反应⑥将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉，得到的漂白粉为纯净物 【答案】D 【详解】A．反应①是电解饱和食盐水，可用于工业上制取氯气，故A正确； B．反应③为饱和食盐水和氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，⑦为加热碳酸氢钠分解为碳酸钠、二氧化碳、水，为侯氏制碱的原理，用于工业制纯碱，故B正确； C．反应④是氢氧化钠和氯气反应生成次氯酸钠、氯化钠、水，可用于工业上制取漂白液，故C正确； D．在工业上，利用反应⑥将氯气通入石灰乳中制取漂白粉，得到的漂白粉为氯化钙、次氯酸钙的混合物，故D错误； 选D。 2．中学化学中的一些常见物质有如图所示的转化关系(部分产物已给出)。 其中A的焰色反应呈黄色，D常温下为黄绿色气体，反应③为侯氏制碱反应原理之一，E的水溶液有漂白性。 (1)G的化学式： 。 (2)写出②的离子方程式并用单线桥标出相应的电子转移： 。 【答案】 NaHCO3 【详解】由分析知：A为NaCl、B为NaOH、C为H2、D为Cl2、E为NaClO、F为HCl； (1)向氨化饱和的NaCl溶液中通入CO2生成的G为NaHCO3； (2)Cl2溶于NaOH溶液生成NaCl、NaClO和水，发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，此反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，用单线桥标出相应的电子转移为。 3．联合制碱法也称侯氏制碱法，是我国化学家侯德榜在原有的氨碱法基础上进行改进，使之与合成氨联合起来，将制碱工业发展到一个新的水平。其主要过程如下图所示，请回答相关问题： (1)“沉淀池”中两种气体通入的顺序是先通 再通入 (填化学式)。 (2)“沉淀池”反应中涉及的物质属于强电解质的有 (填化学式)。 (3)实验室模拟“侯氏制法”，下列操作未涉及的是___________。 A． B． C． D． (4)煅烧炉中发生的反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。 (5)使用原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了 (填“循环Ⅰ”或“循环Ⅱ”，流程中物质X为 (填化学式)。 【答案】(1) NH3 CO2 (2)NaCl、NaHCO3、NH4Cl (3)B (4)不是 (5) Ⅰ CO2 【详解】（1）生产时应往沉淀池中先后通入两种气体，先通入的气体为NH3，再通入CO2，可增大二氧化碳的吸收。 （2）沉淀反应NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl中，涉及的物质属于强电解质的为：NaCl、NaHCO3、NH4Cl。 （3）由分析可知，实验室模拟“侯氏制碱法”，涉及的操作有D(反应装置)、C(过滤）、和A(灼烧），未涉及蒸发，故选B。 （4）煅烧炉中NaHCO3分解产生Na2CO3、CO2和水，该过程中没有元素化合价发生变化，不是氧化还原反应。 （5）由分析可知，使用原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了循环Ⅰ，流程中物质X为CO2。 考点一 氯气的实验室制法 【例1】铋酸钠(NaBiO3) 是一种新型有效的光催化剂，也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠，实验装置如下图所示(加热和夹持仪器已略去)。下列说法错误的是 已知：粉末呈浅黄色，不溶于冷水，遇沸水或酸溶液迅速分解； ②Bi(OH)3白色固体且难溶于水； 的制备原理： 。 A．装置B中试剂为饱和食盐水 B．D是尾气处理装置，所加试剂是 C．反应中充分搅拌以及将C装置放入冰水浴中冷却，目的均是提高 产率 D．实验完毕后打开恒压滴液漏斗N上的活塞K2，黄绿色气体消失 【答案】B 【详解】A．浓盐酸和 MnO2加热反应生成的氯气含有杂质气体HCl和水蒸气。由于NaBiO3遇酸溶液迅速分解，因此需要除去杂质气体 HCl，除去Cl₂中的HCl应该选择饱和食盐水，故B中为饱和食盐水，A正确； B．尾气处理装置D 是用于除去多余的 Cl2。Ca(OH)2的溶解度较低，应该选则 NaOH溶液，B错误； C．充分搅拌能提高反应效率，NaBiO3遇沸水易分解，因此应该用冰水浴冷却，C正确； D．打开漏斗N是为了平衡气压，保证 NaOH溶液顺利流下，NaOH与浓盐酸反应，阻止 Cl₂的继续生成，且能吸收氯气防止污染，D正确； 故选B。 解题要点 【变式1-1】锰酸钾()在浓强减溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：。利用氧化制备的装置如图所示(夹持装置略)。下列说法正确的是 A．装置甲中固体为 B．若去掉装置乙，会导致产率降低 C．装置乙中盛放饱和溶液，以提高的产率 D．装置丙可以用作碱性介质 【答案】B 【详解】A．装置甲是制备氯气的装置，其中的固体不可以是，因为氧化浓盐酸需要加热，故A错误； B．若去掉装置乙，盐酸会挥发，降低丙的碱性，会导致产率降低，故B正确； C．装置乙中盛放饱和溶液，会和挥发出的反应，生成二氧化碳，降低丙的碱性，降低的产率，故C错误； D．装置丙生成，不可以用作碱性介质，钠离子等同于引入杂质，故D错误； 答案选B。 【变式1-2】某化学小组用“84”消毒液制备氯气并探究其性质，进行如图所示的实验（已知：中均为浸有相应试液的棉花，夹持装置省略；酸性溶液的氧化性比的强）。下列说法错误的是 A．a处变为橙色，说明的氧化性比的强 B．b处变为蓝色，说明的氧化性比的强 C．c处褪色，使酸性溶液褪色的物质可能是 D．d处红色褪去，可能是生成某种具有漂白性的物质所致 【答案】B 【详解】A．a处变为橙色发生的反应为氯气与溴化钾溶液反应生成氯化钾和溴单质，说明氧化剂氯气的氧化性强于氧化产物溴，故A正确； B．结合选项A、由实验装置图可知，b处变为蓝色发生的反应为氯气与碘化钾溶液反应生成氯化钾和碘单质，未发生溴与碘化钾溶液的置换反应，无法比较溴和碘的氧化性强弱，故B错误； C．浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，则c处酸性高锰酸钾溶液褪色可能是挥发出的氯化氢与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、氯气和水所致，故C正确； D．氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，具有强氧化性的次氯酸钠能使有机色质漂白褪色，则d处红色褪去可能是氯气与氢氧化钠溶液反应生成的次氯酸钠将酚酞漂白所致，故D正确； 故选B。 考点二 候氏制碱法—氯碱工业 【例2】某工厂用电解饱和食盐水的方法生产氯气、烧碱、氢气等化工产品(反应的化学方程式：)，这种工业成为“氯碱工业”，某研究性学习小组对该厂生产的烧碱样品进行如下探究。 【提出问题】烧碱样品中含有哪些杂质？ 【猜想】 (1)猜想一：可能含有。 猜想二：可能含有NaCl，作出此猜想的依据是： (用简洁的文字表述)。 【设计实验】 (2)完成下表： 实验步骤 实验现象 解释或结论 ①取适量烧碱样品置于试管中加水溶解，并用手触摸 试管外壁试管外壁发热 原因是 ②向①所得的溶液中逐渐加入稀硝酸至过量 一开始无明显现象，一段时间后生能使澄清石灰水浑浊的气体 样品中含有的杂质是 ③向②所得的溶液中滴加几滴 (化学式)溶液 产生白色沉淀 样品中含有的杂质是 【交流与讨论】 (3)小明同学提出：“上述实验中稀硝酸也可以用稀盐酸代替”，你认为他的观点 (填“正确”或“不正确”)。 (4)用双线桥表示电子转移的方向和数目 。 【答案】(1)可能有少量的氯化钠没有反应 (2) 氢氧化钠固体溶于水放热 碳酸钠 AgNO3 氯化钠 (3)不正确 (4) 【详解】（1）由分析可知，若氯化钠溶液没有完全电解，制得的烧碱中可能含有未反应的氯化钠杂质，故答案为：可能有少量的氯化钠没有反应； （2）①取适量烧碱样品置于试管中加水溶解，并用手触摸试管外壁，试管外壁发热说明氢氧化钠固体溶于水的过程是放热过程；②向①所得的溶液中逐渐加入稀硝酸至过量，一开始无明显现象，一段时间后生能使澄清石灰水浑浊的气体说明样品中含有碳酸钠杂质；③向②所得的溶液中滴加几滴硝酸银溶液产生白色沉淀，说明白色沉淀为氯化银，样品中含有氯化钠杂质，故答案为：氢氧化钠固体溶于水放热；碳酸钠；AgNO3；氯化钠； （3）若用稀盐酸代替稀硝酸，盐酸会引入氯离子，干扰样品中氯化钠的检验，所以“上述实验中稀硝酸也可以用稀盐酸代替”的观点是不正确的，故答案为：不正确； （4）由方程式可知，反应中氯元素的化合价升高被氧化，氯化钠是反应的还原剂、氯气是氧化产物，氢元素的化合价降低被还原，水是氧化剂、氢气是还原产物，反应生成1mol氢气时，转移电子的物质的量为2mol，则表示反应电子转移的方向和数目的双线桥为，故答案为：。 解题要点 原料 饱和食盐水、NH3、CO2——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气；其反应为： C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2。 原理 NH3＋CO2＋NaCl＋H2O＝NH4Cl＋NaHCO3↓或NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3，NH4HCO3＋NaCl＝NH4Cl＋NaHCO3↓ 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 生产流程 设计Ⅰ的循环，可使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上 绿色化学思想 循环使用的物质为：NaCl、CO2 【变式2-1】氯气是一种重要的化工原料，自来水的消毒、农药生产、药物合成都需要它。 (1)工业上通常采用电解法制氯气，请观察下图后回答下列问题： 通电后，b侧产生的气体用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，现象是变蓝。化学方程式为 。 (2)某学生设计如图所示的实验装置，利用氯气与潮湿的熟石灰反应制取少量漂白粉（这是一个放热反应），回答下列问题： ①在A装置中制取氯气，请写出反应的化学方程式 。 ②漂白粉在U形管中产生，其化学方程式是 。 ③装置C的作用是 。 (3)此实验所得漂白粉的有效成分偏低，该学生经分析并查阅资料发现，主要原因是在U形管中还存在两个副反应： ①温度较高时氯气与熟石灰反应生成Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，可采取的措施是 。 ②试判断另一个副反应： （用化学方程式表示），为避免此副反应的发生，可以在A与B之间连接一个装有 的洗气瓶。 【答案】(1)Cl2＋2KI=I2＋2KCl (2) 2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O 吸收未反应完的氯气，防止污染空气 (3) 冷却B装置 2HCl＋Ca(OH)2=CaCl2＋2H2O 饱和氯化钠溶液 【详解】（1）氯气能置换出碘化钾中的碘单质，使试纸变蓝，反应的化学方程式是Cl2＋2KI=I2＋2KCl。 （2）①在A装置中二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气，反应的化学方程式是MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 ②U形管中，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙、水，反应的化学方程式是2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 ③氢氧化钠吸收未反应完的氯气，防止污染空气。 （3）①温度较高时氯气与熟石灰反应生成Ca(ClO3)2，所以冷却B装置可以避免此副反应发生。 ②氯气中含有杂质氯化氢，氢氧化钙与氯化氢反应，反应的化学方程式是2HCl＋Ca(OH)2=CaCl2＋2H2O；在A与B之间连接一个装有饱和食盐水的洗气瓶除去氯化氢，可避免此副反应的反应。 【变式2-2】我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图所示(部分物质已略去)。 (1)① ~ ③所涉及的操作方法中，包含过滤的是 (填序号)。 (2)根据图，将化学方程式补充完整： 。 NH3＋CO2＋___________＋___________=NaHCO3↓＋NH4Cl (3)煅烧NaHCO3固体的化学方程式是 。 (4)下列说法中，正确的是 (填字母)。 a．CO2可循环使用 b．副产物NH4Cl可用作肥料 c．溶液B中一定含有Na+、NH、Cl- (5)若检验溶液B中是否含有氯离子，可进行的操作方法是 。 (6)在下列方程式上写出缺少的物质并配平方程式： ① 。 ___________Na2Cr2O7+___________HCl=___________NaCl+___________CrCl3+___________Cl2+___________ ② 。 ___________ClO+___________CrO+___________=___________Cl-+___________CrO+___________H2O 【答案】(1)①③ (2)NH3＋CO2＋NaCl＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl (3)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ (4)abc (5)取少量样品于试管中，先加入HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则溶液中有Cl- (6) 1Na2Cr2O7 +14HCl=2NaCl+2CrCl3+3Cl2+7H2O 1ClO+2CrO+2OH-=1Cl-+2CrO+1H2O 【详解】（1）分析可知① ～ ③所涉及的操作方法中，分离固体和液体的操作是过滤，包含过滤的是①③，②是加热，故答案为：①③； （2）氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠和氯化铵，反应的化学方程式：NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl； （3）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式：2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O； （4）a．开始通入二氧化碳反应，最后碳酸氢钠受热分解生成的CO2可循环使用，故a正确； b．副产物NH4Cl含有氮元素，是植物所需要的营养元素，可用作肥料，故b正确； c．溶液B中主要是氯化钠、氯化铵饱和溶液，一定含有Na+、、Cl-，故c正确； 故答案为：abc； （5）检验氯离子需要加入稀硝酸和硝酸银，产生白色沉淀氯化银证明含有氯离子，操作方法是：取少量样品于试管中，先加入HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则溶液中有Cl-； （6）①Cr元素化合价从+6降低至+3，氯元素化合价从-1升高至0价，生成1个氯气时转移2个电子，由得失电子守恒，反应共转移6个电子，Na2Cr2O7系数为1，CrCl3为2，Cl2为3，由原子守恒可知产物缺H2O，最后配平化学方程式为1Na2Cr2O7 +14HCl=2NaCl+2CrCl3+3Cl2+7H2O； ②氯元素化合价从+5降低至-1价，Cr元素化合价从+3升高至+6价，反应转移6个电子，含Cr元素物质系数为1，氯气系数为3，由原子守恒和电荷守恒，配平得离子方程式1+2+2OH-=1Cl-+2+1H2O。 考点三 价类二维图 【例3】“价-类”二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价-类”二维图如图所示，a~e分别代表5种不同的纯净物。 已知：e是钠盐。下列说法错误的是 A．a能使紫色石蕊试液变红 B．c的酸性比硫酸强 C．b和d都具有漂白性 D．e是漂白液的有效成分 【答案】C 【详解】A．a为HCl，其水溶液显酸性，则a能使紫色石蕊试液变红，A正确； B．氯的非金属性比硫强，c为HClO4，是氯的最高价含氧酸，则其酸性比硫酸强，B正确； C．b为Cl2，干燥的氯气没有漂白性，次氯酸有漂白性，C错误； D．氯气与NaOH溶液反应制备漂白液，其有效成分是次氯酸钠，D正确； 故选C。 解题要点 在氯及其化合物的“价—类”二维图中填充Cl2、HCl、NaCl、HClO、NaClO、Ca(ClO)2。 完成上述转化关系中①～⑧的化学方程式(合理即可)。 ①MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O； ②Cl2＋H2OHCl＋HClO； ③2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O； ④NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O； ⑤2HClO2HCl＋O2↑； ⑥2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； ⑦2Fe＋3Cl22FeCl3； ⑧2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。 【变式3-1】含氯元素物质的“价-类”二维图如图所示。 已知：  △H>0下列说法正确的是 A．相同质量的乙的消毒效率比甲的低 B．可存在甲→戊→已→甲的循环转化关系 C．冷却氯化铜溶液，溶液变为黄绿色 D．新制甲溶液在光照过程中，有气泡冒出，溶液导电性减弱 【答案】B 【详解】A．ClO2作消毒剂时，氯元素的化合价由＋4价变为-1价，即6.75gClO2转移5mol电子，Cl2作消毒剂时，氯元素的化合价由0价变为-1价，即71gCl2转移2mol电子，则相同质量的ClO2转移的电子更多，所以ClO2的消毒效率比Cl2的高，故A错误； B．Cl2与热的KOH溶液发生歧化反应可生成KClO3和KCl：，KClO3在MnO2的作用下受热分解可生成KCl，惰性阳极电解氯化钾溶液可以生成氯气：，故B正确； C．氯化铜溶液中存在平衡：，升高温度，平衡正向移动，溶液逐渐变为黄绿色，降低温度溶于呈蓝色，故C错误； D．氯气溶于水生成HClO和HCl，光照下HClO分解为HClO和氧气，弱酸转化为强酸，导电性增强，故D错误； 故答案为B。 【变式3-2】利用“价类二维图”可以系统地研究含氯物质的性质及其转化关系，氯元素的价类二维图如图所示： 回答下列问题： (1)a物质的化学式为 。 (2)写出b物质在光照条件下反应的化学方程式为 。 (3)氯化铁是一种常见的水处理剂，需要密封保存。无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成，以上氮化铁易升华。在实验室中，可以采用下列仪器和药品制取较纯的无水氯化铁固体。 ①C装置中的试剂为 (填试剂名称)；其作用是 。 ②D装置的作用是 ，用一件仪器装填适当试剂后，也可起到C和D的作用，所装填的试剂为 (填名称)。 (4)实验室可以利用反应制取。反应中产生标准状况下时，需消耗的质量为 。 【答案】(1)Cl2O7 (2) (3) 浓硫酸 防止D中的水蒸气进入B 尾气处理，吸收多余的氯气 碱石灰 (4)17.4g 【详解】（1）a是+7价氯的氧化物，a物质的化学式为Cl2O7； （2）b是+1价氯的含氧酸，b是HClO ，次氯酸在光照条件下分解我HCl和氧气，反应的化学方程式为； （3）①氯气经过浓硫酸干燥后和铁粉在装置A中加热条件下生成氯化铁，FeCl3易升华，B收集FeCl3，为了防止D中的水蒸气进入B装置，在B、D之间加上干燥装置C，所以C装置中的试剂为浓硫酸； ②氯气有毒，氢氧化钠能吸收氯气，D装置的作用是尾气处理，吸收多余的氯气；C的作用是防止水蒸气进入B装置，D吸收氯气，用一件仪器装填适当试剂后，也可起到C和D的作用，所装填的试剂为碱石灰。 （4）标准状况下的物质的量为0.2mol，根据反应方程式，需消耗的物质的量为0.2mol，质量为17.4g。 基础达标 1．实验室可用SiC与Cl2反应(SiC＋2Cl2SiCl4＋C)制取少量SiCl4(沸点为57.6℃，易水解)。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取氯气 B．用装置乙得到纯净干燥的Cl2 C．用装置丙制取四氯化硅 D．用装置丁收集四氯化硅并吸收尾气 【答案】B 【详解】A．二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯化锰、氯气、水，用装置甲制取氯气，故不选A；     B．制取纯净干燥的Cl2，应该先除杂后干燥，故选B； C．SiC＋2Cl2SiCl4＋C，用装置丙制取四氯化硅，故不选C；     D．SiCl4沸点为57.6℃，用冰水收集SiCl4，为防止SiCl4水解，用碱石灰吸收尾气，故不选D； 选B。 2．王昌龄的著名诗句“贵客廊坊细盐车，五门树色绿松华”既体现了廊坊的悠久历 史，也反映了从古至今食盐的重要地位。下列叙述不正确的是 A．食盐可用于食品调味剂和防腐剂 B．用排饱和食盐水法收集，可减少的损失 C．向含有、、的粗盐水中依次加入、NaOH、溶液可提纯粗盐 D．联合制碱法的核心工艺为向饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳 【答案】C 【详解】A．食盐具有调味和抑制微生物生长的作用，可用于食品调味和防腐，A正确； B．饱和食盐水中Cl-浓度高，抑制Cl2的溶解，减少Cl2损失，B正确； C．粗盐提纯时，若最后加入BaCl2，会引入Ba2+且无法去除，正确顺序应为先加BaCl2，再加Na2CO3和NaOH，C错误； D．联合制碱法需先通NH3使溶液碱性增强，再通CO2以促进NaHCO3析出，D正确； 故选C。 3．在“价-类”二维图中融入“杠杆模型”，可直观辨析部分物质间的转化及其定量关系。图中的字母分别代表常见的含氯元素的物质，下列相关推断合理的是 A．d能使鲜花褪色，说明d具有漂白性 B．等浓度的b、c溶液，b溶液酸性更强 C．若d在加热条件下与强碱溶液反应生成的含氯化合物只有e和f，则 D．加热条件下，足量二氧化锰和含4 mol a的浓溶液充分反应可制得1 mol d气体 【答案】C 【详解】A．不具有漂白性，其与水反应生成的具有漂白性，能使有色物质褪色，故能使鲜花褪色，不能说明具有漂白性，A不符合题意； B．是一元弱酸，是一元强酸，故等浓度的、溶液，溶液酸性更强，B不符合题意； C．若在加热条件下与强碱溶液反应生成的含氯化合物只有氯化物e和氯酸盐f，反应的离子方程式为，则，C符合题意； D．二氧化锰和浓盐酸混合加热，随着反应的进行，盐酸浓度变稀，反应不再发生，故加热条件下，足量二氧化锰和含4 mol 的浓溶液充分反应可制得的物质的量小于1 mol，D不符合题意； 故答案为C。 4．某研究小组制备Cl2并收集Cl2，装置如下图所示。 下列说法不正确的是 A．装置a中的反应体现浓盐酸的酸性和还原性 B．装置a中的反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：4 C．装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体 D．装置c用向上排空气法收集氯气应长管进短管出 【答案】B 【详解】A．a中反应为：，浓盐酸中部分氯元素化合价升高，浓盐酸表现还原性和酸性，A正确； B．MnO2为氧化剂，HCl为还原剂(4个HCl分子中只有2个作还原剂)，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2，B错误； C．根据分析，装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体，C正确； D．根据分析，c中收集氯气，氯气密度比水大，应选用向上排空气法收集，应长管进短管出，D正确； 故选B。 5．是一种安全高效灭菌消毒剂，实验室可用亚氯酸钠固体与氯气反应来制备纯净干燥的，装置如图所示。 已知：易溶于水，时液化成红棕色液体。下列说法错误的是 A．导管a可平衡压强，可以使浓盐酸顺利流下 B．装置中加入饱和食盐水，既可除去，也可用于储存 C．装置中发生的反应为 D．检验装置中收集是否有可用湿润的淀粉试纸 【答案】D 【详解】A．导管a连通分液漏斗和烧瓶，可平衡压强，可以使浓盐酸顺利流下，A正确； B．b装置中加入饱和食盐水，实验过程中打开和之间的旋塞，可除去，实验结束，关闭旋塞，可用于储存，B正确； C．装置与反应制，根据氧化还原反应规律，装置中发生的反应为，C正确； D．具有强氧化性，也能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝，D错误； 故选D。 6．实验室用如图装置制取、提纯、收集及尾气处理，其中不能达到实验目的的是 A．制取 B．除去中少量的 C．收集 D．吸收尾气中的 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．实验室用二氧化锰和浓盐酸加热，制取氯气，故A正确； B．饱和食盐水能除去氯气中的HCl杂质，但气体应从长管进，从短管出，故B中图示装置不能达到实验目的，故B错误； C．氯气密度比空气大，用向上排空气法收集氯气，故C正确； D．氯气有毒，用氢氧化钠溶液吸收尾气中的氯气，故D正确； 答案寻B。 7．氯碱工业通过电解饱和食盐水制备氯气：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；下列有关氯碱工业的说法不正确的是 A．工业上可利用生成的H2和Cl2制盐酸 B．每生成1个Cl2转移电子数为2 C．获得的主要产品除Cl2外，还有烧碱和H2 D．工业上可用澄清石灰水吸收Cl2联合生产漂白粉 【答案】D 【详解】A．氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体，工业上可利用生成的H2和Cl2制盐酸，故A正确； B．2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，反应中氯元素化合价-1价升高到0价，生成1个Cl2电子转移2个，故B正确； C．化学方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知，氯碱工业生成了氢气、氯气和氢氧化钠，故C正确； D．氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水浓度小，工业上可用石灰乳吸收Cl2联合生产漂白粉，故D错误； 故选：D。 8．二氧化氯是一种比较安全的消毒剂。某实验小组以氯气和亚氯酸钠为原料制备二氧化氯。 已知：ⅰ.为黄绿色气体，易溶于水，在空气中质量分数超过10%时有爆炸性； ⅱ.溶液呈碱性，在酸性条件下会产生两种黄绿色气体； ⅲ.饱和食盐水中的浓度增大，会有NaCl晶体析出。 (1)A为发生装置（夹持和加热装置已略）。A中反应体现了的 性。 (2)实验过程中，持续通入的作用是稀释和 。 (3)反应一段时间后，装置B中观察到有NaCl晶体析出，可能由以下两个原因导致： ⅰ.浓盐酸挥发产生的HCl溶解在饱和食盐水中，提高了浓度； ⅱ. 。 (4)装置C中制备的化学方程式为 ，反应一段时间后，装置C中溶液pH （填“增大”或“下降”），可能会发生副反应，其离子方程式为 。 【答案】(1)氧化性 (2)使C中生成的逸出，便于收集 (3)氯气与水反应产生，提高了浓度 (4) 下降 【详解】（1）A中二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O，该反应中二氧化锰中的锰由+4价降低到+2价，体现了的氧化性； （2）结合题意，在空气中质量分数超过10%时有爆炸性，则实验过程中，持续通入的作用是稀释，同时可以用氮气将反应生成的产物赶出反应装置，便于收集，故答案为：使C中生成的逸出，便于收集； （3）结合题给信息可知，饱和食盐水中的浓度增大，会有NaCl晶体析出，则观察到有NaCl晶体析出应该是由于氯离子浓度增大导致的，氯离子可能来源于盐酸的挥发，也可能来源于氯气和水的反应，故答案为：氯气与水反应产生，提高了浓度； （4）C中Cl2和NaClO2反应制备ClO2，氯气中氯化合价降低生成氯化钠、NaClO2中氯化合价升高生成ClO2，结合电子守恒，反应为Cl2+2NaClO2=2NaCl+2ClO2；结合题给信息可知，溶液呈碱性，该反应消耗，则装置C中溶液pH下降；结合信息可知，在酸性条件下会产生两种黄绿色气体，则该副反应会产生氯气和二氧化氯，离子方程式为：，故答案为：；下降；。 9．高铁酸钾()为紫黑色固体，易溶于水，微溶于KOH浓溶液，是一种高效净水剂。一种制备的方法为与KOH溶液反应生成KClO(在较高温度下生成)，KClO、与KOH溶液反应制得。实验装置如图所示： 回答下列问题： (1)装置D的作用 。 (2)装置C中若没有冰水浴则可能发生的副反应化学方程式为 。 (3)充分反应后静置，取装置C中上层清液加入饱和KOH溶液，析出紫黑色晶体，过滤。使用饱和KOH溶液的作用是 。 (4)实验室可用间接碘量法测定含少量KCl杂质的样品的纯度：称取样品溶于碱性KI溶液中，调节pH使混合液充分反应。用的标准溶液进行滴定，消耗标准溶液25.00mL。已知发生反应的离子方程式：；。请计算样品的纯度： (写出计算过程)。 【答案】(1)吸收未反应的氯气，防止污染空气 (2) (3)降低K2FeO4溶解度，使K2FeO4充分析出 (4) 【详解】（1）由分析知，D装置中用氢氧化钠吸收未反应的氯气，防止污染空气； （2）Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO，在较高温度下则生成KClO3，反应的方程式为； （3）K2FeO4易溶于水、微溶于浓KOH溶液，所以向装置C中加入饱和KOH溶液，降低K2FeO4溶解度，使K2FeO4充分析出； （4）根据；可得，，，，，K2FeO4样品的纯度为。 10．氯气是一种重要的化工原料，是氯碱工业的主要产品之一，也是一种常用消毒剂。 (1)氯碱工业生产氯气的化学方程式为： 。 (2)工业上常将氯气转化为漂白粉，漂白粉的有效成分为： (填化学式)。 (3)某兴趣小组为研究Cl2的性质，设计了如图所示装置。装置III中夹持装置已略去，其中a为干燥的品红试纸，b为湿润的品红试纸。 ①装置Ⅰ中反应的离子方程式为： 。 ②装置Ⅱ的作用是 ；装置Ⅴ的作用是 。 ③实验过程中，装置IV中的实验现象为 ；装置III用于证明干燥的氯气无漂白性，但实验结束后该组学生发现a、b中红色均褪去，分析a处褪色的可能原因 。 【答案】(1)2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑ +Cl₂↑ (2)Ca(ClO)2 (3) 4H+ + 2Cl- + MnO2 Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O 除去氯气中的氯化氢气体 吸收剩余的氯气，防止污染空气 无色溶液变蓝色 氯气中有水蒸气 【详解】（1）氯碱工业生产氯气是通过电解饱和的食盐水方法制备氯气的，化学方程式为2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑ +Cl₂↑。 （2）漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，其中有效成分是Ca(ClO)2 （3）①装置Ⅰ中是用浓盐酸和二氧化锰加热制备氯气的，反应的离子方程式为4H+ + 2Cl- + MnO2 Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O。 ②装置Ⅱ的试剂是饱和的食盐水，其作用是吸收浓盐酸挥发出的氯化氢气体，装置Ⅴ中的试剂是氢氧化钠溶液，其作用是吸收剩余的氯气，防止污染空气。 ③装置IV中的试剂是淀粉碘化钾溶液，通入氯气后，碘化钾能被氯气氧化成碘单质，淀粉溶液遇碘单质变蓝，所以装置IV中现象是无色溶液变蓝色。从食盐水中出来的氯气含有少量水蒸气，从而使其也具有漂白性，所以a处品红试纸也会褪色。 综合应用 11．常温下，与在碱性条件下反应可制得。实验室制备的装置（夹持装置未画出）和原理不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取 B．用装置乙除去 C．用装置丙制备 D．用装置丁吸收尾气 【答案】A 【详解】A．浓盐酸、二氧化锰加热制备氯气，装置甲没有酒精灯，无法达到实验目的，A项符合题意； B．饱和食盐水可以吸收HCl，不会引入新杂质，可以达到实验目的，B项不符合题意； C．氯气与KOH反应，生成KClO，常温下，与在碱性条件下反应可制得，可以达到实验目的，C项不符合题意； D．氯气有毒，易污染环境，可以通过用氢氧化钠可以与氯气反应除去，可以达到实验目的，D项不符合题意； 答案选A。 12．NaCl是一种重要的化工原料，利用其制备烧碱和HCl的原理如图所示，下列说法不正确的是 A．反应①的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ B．反应①中的氧化剂和还原剂的质量比为117:36 C．反应①②均属于氧化还原反应 D．纯净的H2能在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰 【答案】B 【详解】A．由分析可知，NaCl溶于水后制得饱和食盐水，通直流电进行电解，可生成NaOH、Cl2和H2，依据得失电子守恒和元素守恒，可得出发生反应①的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，A正确； B．反应①中，水是氧化剂，NaCl是还原剂，若参加反应的NaCl为2mol，则消耗H2O的物质的量为2mol，根据2H2O+2e-=H2↑+2OH-可知，2mol水均作氧化剂，氧化剂和还原剂的质量比为(2mol×18g/mol) : (2mol×58.5g/mol) =36:117，B不正确； C．反应①和②中，均有元素(H、Cl元素)化合价发生变化，都属于氧化还原反应，C正确； D．纯净的H2能在Cl2中安静地燃烧，生成HCl，同时发出苍白色火焰，D正确； 故选B。 13．有关氯气制备的装置如图所示，下列说法不正确的是 A．制备氯气时，做氧化剂 B．可用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和NaCl溶液 C．图中浓硫酸的作用是干燥氯气 D．图中采用了向上排空气法收集氯气 【答案】B 【详解】A．制备氯气时，二氧化锰中锰元素化合价由+4价变为+2价，化合价降低，二氧化锰作氧化剂，A正确； B．饱和碳酸氢钠溶液会和挥发出来的HCl反应生成CO2，引入新杂质，且氯气也和碳酸氢钠溶液反应，所以不能用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和NaCl溶液，B错误； C．浓硫酸具有吸水性，装置中浓硫酸的作用是干燥氯气，C正确； D．氯气的密度大于空气的密度，图中采用的是向上排空气法收集氯气，D正确； 故选B。 14．下列说法正确的是 A．图Ⅰ实验收集到的中只含有HCl一种杂质 B．图Ⅱ实验可用于测定氯水的pH C．图Ⅲ实验中产生了棕黄色的雾 D．图Ⅳ实验现象不能说明干燥的氯气有漂白性 【答案】D 【详解】A．图I实验收集到的氯气中含有HCl、水蒸气，故A错误； B．氯水中含有次氯酸，次氯酸具有漂白性，不能用pH试纸测氯水的pH，故B错误； C．图III实验中生成氯化铜，现象为产生了棕黄色的烟，故C错误； D．鲜花中含有水，氯气和水反应生成具有漂白性的次氯酸，鲜花褪色，不能说明干燥的氯气有漂白性，故D正确； 选D。 15．是重要的化工产品，易升华，遇水蒸气易潮解，主要用作水处理剂、催化剂等。某小组设计如图所示的实验装置制备氯化铁： 已知：石棉绒是一种耐火材料，不参与反应。下列叙述正确的是 A．装置A利用浓盐酸的挥发性和还原性制取氯气 B．装置B宜盛放饱和溶液，能除去中的 C．石棉绒的作用是增大反应物的接触面积，使反应更充分 D．装置E是为了收集，装置F宜盛放无水氯化钙 【答案】C 【详解】A．装置A利用浓盐酸的还原性制取氯气，反应中还体现了盐酸的酸性，故A错误； B．装置B宜盛放饱和溶液，能除去中的，溶液能与氯化氢反应生成杂质，故B错误； C．石棉绒的作用是增大反应物的接触面积，使反应更充分，故C正确； D．装置E是为了收集，装置F宜盛放碱石灰，吸收多余的氯气并防止外界空气中的水蒸气进入E中，故D错误； 故答案为C。 16．某小组同学设计实验探究影响与浓盐酸反应制备的因素。下列装置应用于实验室制氯气并检验氯气的性质，能达到实验目的的是 A．用装置甲制取氯气 B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 C．用装置丙收集氯气 D．用装置丁吸收剩余的氯气 【答案】C 【详解】A．与浓盐酸反应制备需要加热，A错误； B．除去氯气中的少量氯化氢，用饱和氯化钠溶液洗气，应长管通入气体，短管导出气体，B错误； C．氯气的密度比空气大，采用向上排空气法收集，C正确； D．吸收剩余的氯气应用氢氧化钠溶液，D错误； 故选C。 17．实验室制备氯气，下列相关原理、装置、操作正确的是 A．制气 B．净化 C．收集Cl2 D．尾气处理 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．MnO2与浓盐酸混合加热，发生氧化还原反应制氯气，由于装置图没有加热仪器，因此不能用于制取气体，A错误； B．由于浓盐酸具有挥发性，使制取的Cl2中含有杂质HCl气体，要利用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，同时减少Cl2的消耗，导气管应该是长进短出，图示导气管是短进长出，因此不能达到净化Cl2的目的，B错误； C．Cl2的密度比空气大，应该采用向上排空气方法收集，图示为向下排空气的方法，因此不能用于收集Cl2，C错误； D．Cl2是大气污染物，可根据Cl2能够与碱NaOH反应产生可溶性物质的性质，用NaOH溶液进行尾气处理，D正确； 故合理选项是D。 18．Cl2O是一种有强烈刺激性气味的气体，具有强氧化性，易与水反应生成HClO，与有机物或还原剂接触或加热时易燃烧爆炸，某研究小组利用HgO与Cl2制备Cl2O，装置如图所示。已知Cl2O的沸点为3.8℃，Cl2的沸点为-34.6℃。下列说法正确的是 A．装置④⑤不能使用橡胶管连接 B．Cl2O和水的反应为氧化还原反应 C．装置③中盛装的是饱和食盐水 D．装置⑤中液氨用于吸收Cl2O 【答案】A 【详解】A．由题意可知，一氧化二氯与有机物或还原剂接触或加热时易燃烧爆炸，所以装置④⑤不能使用橡胶管连接，A正确； B．Cl2O 与水反应生成HClO，Cl2O+H2O=2HClO，反应前后元素的化合价不变，是非氧化还原反应，B错误； C．由分析可知，装置③中盛有的浓硫酸用于干燥氯气，C错误； D．装置⑤中盛有的液氨没有与一氧化二氯接触，目的是用于冷凝收集一氧化二氯，D错误； 故选A。 19．某化学小组利用软锰矿(主要成分MnO2)制备KMnO4，步骤如下： 已知：①锰酸钾(K2MnO4)在浓的强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：3+2H2O=2+MnO2↓+4OH- ②步骤Ⅰ和Ⅱ中所用仪器或装置如下： (1)装置E的作用为 。 (2)步骤Ⅱ用Cl2氧化K2MnO4溶液，接口顺序为a→ (按气流方向从左到右，用小写字母表示，每个装置只选用一次)。 (3)下列有关实验的说法正确的是________。 A．步骤Ⅰ中的A装置涉及的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、陶瓷坩埚和玻璃棒 B．若B中浓盐酸流速过快或没有使用装置D，都会导致KMnO4产率降低 C．装置C中只发生离子反应：Cl2+2=2Cl-+2 D．装置E中可将NaOH溶液换为饱和NaHCO3溶液，吸收未反应的氯气 (4)某同学利用已知信息提出了另一种新的制备方法：向上述K2MnO4溶液中加入________，充分反应，然后过滤，再经过一系列操作得到KMnO4晶体。 A．NaHSO3溶液 B．HI溶液 C．KHSO4溶液 D．稀醋酸 (5)已知吸光度与高锰酸钾浓度的关系如图所示。称取KMnO4样品(不含K2MnO4)0.1250g配成1000mL溶液，取10mL稀释至100mL，然后平行实验测定吸光度，测得吸光度分别为0.110、0.090、0.180，计算样品中KMnO4的质量分数为 。 【答案】(1)防倒吸；吸收Cl2，防止污染空气 (2)decbf (3)BD (4)CD (5)60.0%或0.600 【详解】（1）装置E，倒扣的漏斗可以防倒吸，用氢氧化钠溶液吸收多余的Cl2，防止污染空气； （2）制得的氯气先长导管进通入饱和食盐水中除去氯化氢杂质，再通入锰酸钾溶液中制取高锰酸钾，最后通入E装置进行尾气处理，故顺序为adecbf； （3）A．加热灼烧过程中陶瓷坩埚会和氢氧化钾反应，A错误； B．浓盐酸流速过快或没有使用装置D，会使氯气混有浓盐酸挥发出的氯化氢气体，氯化氢气体进入装置C会降低溶液pH，同时也可能与具有强氧化性的锰酸钾发生氧化还原反应，导致高锰酸钾的产率减小，B正确； C．装置C中还存在氯气与氢氧化钠的反应，C错误； D．装置E中可将NaOH溶液换为饱和NaHCO3溶液，吸收未反应的氯气，生成二氧化碳、氯化钠、次氯酸，D正确； 答案选BD。 （4）A项，亚硫酸氢钠具有还原性，能与具有强氧化性的锰酸钾发生氧化还原反应，使锰元素化合价降低，故不合题意； B项，HI溶液具有还原性，能与具有强氧化性的锰酸钾发生氧化还原反应，使锰元素化合价降低，故不合题意； C项，硫酸氢钾能调节溶液pH，使锰酸钾在溶液中发生歧化反应生成高锰酸钾和二氧化锰，符合题意； D项，稀醋酸能降低溶液pH，使锰酸钾在溶液中发生歧化反应生成高锰酸钾和二氧化锰，故符合题意； 故选CD； （5）0.1250gKMnO4样品配成1000mL溶液，取10mL稀释至100mL测吸光度分别为0.110、0.090、0.180，0.180误差较大舍去，平均吸光度为0.100，结合关系图可知此时高锰酸钾浓度为7.5mg/L，则0.1250gKMnO4样品中含有的高锰酸钾为，样品中KMnO4的质量分数为。 20．氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。 已知：i．CCl4难溶于水且密度比水大，I2在CCl4中显紫色。 ii．氯气与碱反应时温度不同产物不同。 (1)装置①中，仪器A的名称是 ，该装置制取氯气的化学方程式 ，其中氧化剂与还原剂物质的量之比为 。 (2)装置②的目的是 (请说明用什么试剂做什么用)。 (3)装置③中反应的化学方程式为 。 (4)装置④中采用冰水浴冷却的目的是 。 (5)装置⑤的作用是吸收多余的氯气，可选用试剂___________(填字母) A．水 B．NaOH溶液 C．饱和食盐水 D．Na2SO3溶液 (6)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层显紫色，可知该条件下KClO3的氧化能力比NaClO (填“强”或“弱”)。 (7)有效氯含量是指一定质量含氯消毒剂与多少质量的氯气的氧化能力相当(即得电子数目相同)。则100mL 0.02mol·L-1 KClO3溶液的有效氯含量为 g。 (8)反应结束后，继续探究装置④中试管内溶液的性质。现用注射器取少量装置④中试管内溶液进行如下实验。 ①若X溶液为浓盐酸，当注射器中的溶液注入试管时，可观察到湿润淀粉KI试纸变蓝，则湿润pH试纸的现象是 。 ②若X溶液为双氧水，当注射器中的溶液注入试管时，在气球处会收集到一种常见的无色无味气体，且原溶液消毒能力大大降低，写出该反应的离子方程式 。 【答案】(1) 分液漏斗 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 1：2 (2)用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体 (3)3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2O (4)避免温度升高后生成NaClO3 (5)BD (6)弱 (7)0.426 (8) 先变红后褪色 ClO-+H2O2=Cl-+O2↑+H2O 【详解】（1）仪器A的名称是分液漏斗；实验室制取氯气的化学方程式为，二氧化锰与浓盐酸的比例为1：4，但浓盐酸只有一半用来作还原剂，另一半起酸性作用，故氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2； （2）由分析可知，装置②中用饱和食盐水去除氯气中的HCl气体； （3）装置③中制备氯酸钾，发生反应的化学方程式是3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2O； （4）氢氧化钠与氯气反应有多种情况，温度高时生成KClO3，采用冰水浴冷却的目的是提高产品的纯度，防止生成KClO3； （5）装置⑤为尾气的吸收装置，可防止污染环境，吸收氯气可用NaOH溶液或具有还原性的溶液，故选BD； （6）1号试管溶液颜色不变，说明KClO3不能氧化I-，2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显紫色，说明NaClO将I-氧化成I2，所以该条件下的KClO3氧化能力比NaClO弱； （7）作氧化剂被还原为KCl，氯元素化合价由+5降低为-1，得电子的物质的量为，氯气作氧化剂被还原为氯离子，氯元素化合价由0降低为-1，转移电子需要氯气的质量为，的有效氯含量为0.426g； （8）①装置④中的溶液为KClO和KCl溶液，若X为盐酸，酸性溶液中次氯酸钾和浓盐酸反应生成氯气，氯气具有氧化性与KI反应生成碘单质，淀粉遇碘单质变蓝；氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸，故氯气遇到湿润的pH试纸，试纸先变红后褪色； ②若溶液为双氧水，当注射器中的溶液注入试管时，在气球处会收集到一种常见的无色无味气体，且原溶液消毒能力大大降低，说明KClO与H2O2反应生成NaCl、氧气和水，该反应的离子方程式为ClO－+H2O2＝O2↑+Cl－+H2O。 拓展培优 21．某同学设计用如图所示装置制备少量的(易潮解)。下列说法正确的是 A．装置中所装的试剂为饱和溶液，其作用是除去氯气中的气体 B．装置和中的试剂均为浓硫酸，其作用是防止水蒸气进入装置和中 C．用含的浓盐酸与足量的反应，所得氯气可以制取 D．实验过程中应先点燃D处酒精灯预热铝粉，达到温度后再点燃A处酒精灯 【答案】B 【详解】A．装置B应该装饱和氯化钠溶液除去氯气中的HCl，不能装饱和NaHCO3溶液，会生成杂质气体二氧化碳，A错误； B．由于氯化铝易水解，故C、F两个装置须装浓硫酸，C是用来除去氯气中的水，F是用于防止G中的水进入，B正确； C．用含的盐酸与足量的MnO2反应，即盐酸中含0.6molHCl，若0.6molHCl完全反应，根据方程式理论上可以制得氯气的物质的量为0.15mol，再由方程式，则制得的氯化铝的质量为，但是随着反应的进行，当浓盐酸变为稀盐酸时，反应不再产生氯气，故实际制得的氯化铝的质量比13.35g小，C错误； D． 由于装置中有空气，实验过程中若先点燃D处酒精灯预热Al粉会让Al粉与空气中的氧气先反应而降低产率，故要先点A处酒精灯，让生成的氯气充满了整个装置之后，再点燃D处酒精灯开始反应，D错误； 故选B。 22．四氯化钛极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，常用作烟幕弹。其熔点-25℃，沸点136.4℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略)，用与炭粉、制备。下列说法正确的是 A．产品最后在装置④中收集 B．②中应盛装饱和氯化钠溶液 C．反应时应先在③处加热，再开始①处的加热 D．该实验设计存在不足，应在⑤后连接装有碱石灰的干燥管，防止空气中的水蒸气进入反应装置 【答案】A 【详解】A．结合上述分析，产品最后在装置④中收集，故A正确； B．②中应盛装浓硫酸，除水，防止进入装置③中，使生成的发生水解，故B错误； C．反应时应先在开始①处的加热，使产生的氯气充满整个装置，排除装置中的空气，再在③处加热，故C错误； D．该实验设计存在不足，应在④、⑤之间后连接装有碱石灰的干燥管，防止装置⑤中的水蒸气进入装置④，故D错误。 答案为：A。 23．下图是实验室制备的实验装置图，其中甲为制氯气的装置。（资料：为紫色固体，微溶于，具有强氧化性，在酸性溶液中迅速产生） 下列说法正确的是 A．乙中所用试剂为饱和溶液 B．丙和丁中均会发生反应： C．若取反应后丙中紫色溶液，加入稀硫酸产生，则证明了具有氧化性 D．若取反应后丙中紫色溶液，加入稀硫酸产生，则证明氧化了 【答案】B 【详解】A．甲中生成的氯气中含有少量的氯化氢气体，乙中装饱和食盐水除去氯气中的HCl气体， A错误； B．丙中有KOH，丁中有NaOH，均与氯气发生反应，其离子反应方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，B正确； C．反应后丙中紫色溶液中含有：K2FeO4、KCl、KClO，加入稀硫酸产生Cl2，有可能发生反应为：ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，不能证明K2FeO4具有氧化性，C错误； D．反应后丙中紫色溶液中含有：K2FeO4、KCl、KClO，加入稀硫酸产生Cl2，有可能发生反应为：ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，不能证明氧化了，D错误。 答案为：B。 24．如图装置可以达到实验目的的是 选项 实验目的 X中试剂 Y中试剂 A 用MnO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2 饱和食盐水 浓硫酸 B 用Na2SO3与浓盐酸制取并收集纯净干燥的SO2 饱和Na2SO3溶液 浓硫酸 C 用Zn和稀盐酸制取并收集纯净干燥的H2 NaOH溶液 浓硫酸 D CaCO3和稀盐酸制取并收集纯净干燥的CO2 饱和NaHCO3溶液 浓硫酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A.用MnO2和浓盐酸制取Cl2需要加热条件，图示装置不能完成，故A错误； B.用Na2SO3与浓盐酸制取SO2，二氧化硫气体中会混有氯化氢气体，应用饱和的亚硫酸氢钠进行除杂，若用亚硫酸钠，二氧化硫会与亚硫酸钠发生反应，故B错误； C.氢气的密度比空气的密度小，所以应用向下排空气法进行收集，而图示方法用的是向上排空气法，故C错误； D.碳酸钙与稀盐酸反应生成的二氧化碳气体中混有氯化氢气体，可以用饱和的碳酸氢钠进行除杂，后进行干燥可得到纯净的二氧化碳，故D正确； 综上所述，答案为D。 25．Cl2O能与水反应生成次氯酸，可杀死新型冠状病毒等多种病毒。一种制备Cl2O的原理为HgO+2Cl2=HgCl2+Cl2O，装置如图所示。 已知：①Cl2O的熔点为-116℃、沸点为3.8℃，具有强烈刺激性气味、易溶于水； ②Cl2O与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。 下列说法中正确的是（    ） A．装置③中盛装的试剂是饱和食盐水 B．装置④与⑤之间可用橡胶管连接 C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O D．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减小爆炸危险 【答案】D 【详解】A．装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水、浓硫酸，保证进入④中试剂无水，故A错误； B．因Cl2O与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸，则④⑤之间不用橡皮管连接，为了防止橡皮管燃烧和爆炸，故B错误； C．由沸点可知⑤中冷却分离，最后出来的气体为空气及过量的Cl2，Cl2O在⑤中转化为液态，故C错误； D．通干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减少爆炸危险，减少实验危险程度，避免接触还原剂等而爆炸，故D正确； 故答案为D。 26．用惰性电极电解饱和食盐水（含少量Ca2+、Mg2+）并进行相关实验，电解一段时间后，各部分装置及对应的现象如下： 对应现象 （1）中黑色固体变红 （2）电极a附近溶液出现浑浊 （3）中溶液出现浑浊 （4）中溶液红色褪去 下列对实验现象解释不正确的是（    ） A．（1）中：CuO＋H2Cu＋H2O B．（2）中a电极：2H2O＋2e-=H2↑+2OH-，Mg2+＋2OH-=Mg(OH)2↓ C．（3）中：Cl2＋S2-=S↓+2Cl- D．（4）中：Cl2＋H2OHCl + HClO 【答案】D 【详解】A．电解饱和食盐水生成NaOH、H2和Cl2，则(1)中黑色固体变红发生的反应为CuO＋H2Cu＋H2O，故A正确； B．(1)中黑色固体变红，则a极有H2生成，a为阴极，发生的电极反应为2H2O＋2e-=H2↑+2OH-，a极周围溶液中的Mg2+和OH-发生离子反应生成Mg(OH)2↓，故电极a附近溶液出现浑浊，故B正确； C．b为阳极，有Cl2生成，则(3)中发生的离子反应为Cl2＋S2-=S↓+2Cl-，可观察到(3)中溶液出现浑浊，故C正确； D．(4)中发生的化学反应为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，NaClO有漂白性，所以C中溶液红色褪去，即原因可能为NaClO的强氧化性褪色，故D错误； 故答案为D。 27．某研究小组利用次氯酸钠和硝酸铁溶液反应生成的高铁酸钠(Na2FeO4)制备新型绿色消毒剂高铁酸钾(K2FeO4)，按如下流程开展实验。 用以下装置完成上述反应I和反应Ⅱ： 已知：K2FeO4易溶于水，在浓KOH溶液中溶解度小；在酸性和碱性条件下都具有强氧化性，且氧化性强于酸性高锰酸钾溶液；在0~5℃碱性溶液中较稳定，在酸性或中性溶液中快速产生O2. (1)盛有KMnO4固体的仪器名称 ；饱和NaCl溶液的作用 。 (2)反应I的离子方程式 。 (3)下列说法正确的是_____。 A．反应I和反应II均在a仪器中进行 B．反应II结束后应通一段时间N2，然后再拆下装置进行后续实验 C．加入饱和KOH溶液进行转化时，发生氧化还原反应 D．可用FeCl3溶液代替Fe(NO3)3溶液 (4)高铁酸钾既能消毒又能净水，其原因是 。 (5)为提高纯度，需对粗产品进行重结晶操作，从下列选项中选出合理的操作步骤： 。 →过滤取滤液→加入饱和KOH溶液→置于冰水浴中→→洗涤、干燥→得产品 a．将粗产品溶于热水 b．将粗产品溶于冷的稀KOH溶液 c．过滤取沉淀 d．蒸发浓缩，趁热过滤　 f．冷却结晶 (6)测定产品的纯度(K2FeO4式量为M) 向NaOH溶液中加入固体碘化钾和氟化钠并溶解；准确称取mg样品加入该溶液，待样品充分溶解后，加硫酸酸化至反应完全；用cmol·L-1Na2S2O3溶液进行反应，恰好完全反应时消耗Na2S2O3溶液体积为vmL。 已知：2FeO+6I-+12F-+8H2O=2FeF+3I2+16OH-；I2+2S2O=2I-+S4O，实验测得K2FeO4纯度为 。 【答案】(1) 圆底烧瓶 除去Cl2中混有的HCl (2)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O (3)AB (4)高铁酸钾具有强氧化性，可杀菌消毒；同时生成氢氧化铁胶体，可以净水 (5)bc (6)% 【详解】（1）盛有固体的仪器名称圆底烧瓶；由分析可知，饱和NaCl溶液的作用除去中混有得； （2）由分析可知，反应I为，则离子方程式为：； （3）A．由分析可知，反应I和反应II均在a仪器三颈烧瓶中进行，A正确； B．反应II结束后应通一段时间，目的是将装置中得氯气全部导入氢氧化钠溶液中进行吸收，防止污染空气，然后再拆下装置进行后续实验，B正确； C．由分析可知，加入饱和溶液进行转化，目的是将转化为，发生的是复分解反应，C错误； D．若用溶液代替溶液，的产率和纯度都会降低，一个原因是在反应温度和强碱环境下的溶解度比大，使得结晶去除率较低，另一个原因是具有强氧化性，能将氯离子氧化，消耗产品使得产率降低，D错误； 答案选AB。 （4）根据已知信息，具有强氧化性，且氧化性强于酸性高锰酸钾溶液，则高铁酸钾既能消毒又能净水的原因是：铁酸钾具有强氧化性，可杀菌消毒；同时生成氢氧化铁胶体，可以净水； （5）为提高纯度，需对粗产品进行重结晶操作，过滤取滤液，加入饱和溶液，置于冰水中，过滤取沉淀，所得沉淀经乙醇洗涤、干燥，可得产品，故答案选bc； （6）根据得失电子守恒可得关系式：，则本次实验测得纯度为； 28．实验室为制备和收集少量干燥、纯净的氯气，选用如图所示仪器及药品： (1)上述实验中，用来盛放浓盐酸的仪器的名称是 ， (2)制取氯气的离子反应方程式为 。 (3)选择上述仪器并按顺序连接(填各接口处的字母)：a→ →k→g→i。 (4)如图是一组探究氯气性质的装置。 现关闭活塞K，若有色布条是干燥的，溶液A为浓硫酸，则有色布条 (填现象，下同)。 (5)现打开K，溶液A为氢氧化钠溶液，通入的氯气是湿润的，布条是干燥的，则有色布条 。 (6)制得的Cl2通过盛有饱和食盐水的装置，目的是 。 (7)Cl2通入双氧水(H2O2)水溶液中会产生使带有火星的木条复燃，写出在水溶液中Cl2和H2O2反应的离子方程式 。 (8)若需要制取0.1molCl2(标准状况)，需要MnO2的质量为 克？(简要计算过程) (9)若用含0.2molHCl的浓盐酸与足最的MnO2反应制取Cl2，制得Cl2体积 (填“>”“<”或“=”)1.12L(标准状况)。 【答案】(1)分液漏斗 (2)MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O (3)d→f→b→c (4)不褪色 (5)褪色 (6)除去HCl (7)Cl2+H2O2= O2+2H++2Cl- (8)8.7 (9)< 【详解】（1）由实验装置图可知，盛放浓盐酸的仪器的为分液漏斗，故答案为：分液漏斗； （2）由分析可知，制取氯气的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应离子方程式为MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O； （3）由分析可知，装置的连接顺序为ADBGF，接口的连接顺序为a→d→f→b→c→k→g→i，故答案为：d→f→b→c； （4）干燥的氯气没有漂白性，不能使有色布条褪色，则由图可知，关闭活塞K，若有色布条是干燥的，溶液A为浓硫酸，则浓硫酸干燥所得氯气不可能使有色布条褪色，故答案为：不褪色； （5）若打开K，虽然溶液A为氢氧化钠溶液，但通入的湿润氯气与干燥布条接触时，湿润氯气中氯气与水反应生成的具有强氧化性的次氯酸会使有色布条漂白褪色，故答案为：褪色； （6）由分析可知，置D中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，故答案为：除去HCl； （7）由题意可知，氯气与过氧化氢溶液反应生成氧气和氯化氢，反应的化学方程式为Cl2+H2O2= O2+2HCl，离子方程式为：Cl2+H2O2= O2+2H++2Cl-； （8）由方程式可知，制取0.1mol氯气理论上需要二氧化锰的质量为0.1mol×87g/mol=8.7g，故答案为：8.7； （9）浓盐酸与二氧化锰共热反应生成氯气，但稀盐酸与二氧化锰共热反应不生成氯气，则用含0.2mol氯化氢的浓盐酸与足最的二氧化锰反应制取氯气时，制得标准状况下氯气的体积小于0.2mol××22.4L/mol=11.2L，故答案为：<。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题2 从海水中获得的化学物质 第一单元 氯气及氯的化合物 第1课时 氯气的发现与制备 教学目标 1．知道海水中的丰富资源和氯化钠作为重要工业原料的主要用途。 2．初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。 3．学会实验室制取氯气的方法，通过分析、推理，设计并完成实验。 重点和难点 重点：掌握氯气的实验室制法。 难点：掌握氯气的工业制法。 ◆知识点一 氯气的发现 1．元素的存在形态 游离态：元素以______形式存在的状态。 化合态：元素以______形式存在的状态。 2．氯元素在自然界中的存在 在自然界中，氯元素全部以______的形式存在。 海水中蕴含丰富的氯元素，它主要以______、______等氯化物的形式存在。 3．氯气的发现 1774年，瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，意外的产生一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。 1810年，英国化学家戴维仔细研究了这种气体，并将其命名为氯气。 即学即练 1．下列关于碱金属和卤素的说法正确的是 A．第ⅠA族的所有元素都是碱金属元素 B．Cs可以敞口放置保存 C．在水中溶解度比中大 D．向KCl溶液中加入碘水，无明显黄绿色气体产生 2．下列叙述不正确的是 A．氯元素在自然界中主要存在于海水、盐湖和盐矿中 B．钠元素在自然界中只以化合态形式存在 C．铁元素是地壳里含量最多的金属元素 D．钠的化学性质比较活泼，少量的钠可以保存在煤油中 3．下列有关试剂的保存与处理，说法正确的是 A．氯气与铁不反应，因此液氯保存在钢瓶中 B．金属钠保存在煤油中，金属钠着火可用二氧化碳灭火器灭火 C．溴易挥发，少量的溴存放在棕色瓶中，加水液封 D．盛放浓硫酸与浓盐酸的试剂瓶敞口放置，浓度均会变低，其原理一样 ◆知识点二 氯气的实验室制法 1．反应原理 实验室常用MnO2将浓盐酸中化合态的氯元素氧化为游离态的氯气，化学方程式： __________________________________________。 2．仪器装置 (1)气体发生装置类型：固＋液气。 (2)发生装置所用仪器的名称为____________、____________。 3．收集方法 用____________，理由是______________________________。 4．尾气处理 烧杯内盛放的液体是____________，其作用是______________________________。 易错提醒 1.盐酸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，不能用澄清石灰水，因为澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少，Cl2吸收不完全。 即学即练 1．铋酸钠()是一种新型有效的光催化剂，也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠，实验装置如下图所示(加热和夹持仪器已略去)。 已知：①粉末呈浅黄色，不溶于冷水，遇沸水或酸溶液迅速分解； ②白色固体且难溶于水； ③的制备原理：。 下列说法错误的是 A．装置B中试剂为饱和食盐水 B．当观察到C中白色固体变为黄色固体时不能说明反应已经结束 C．反应中充分搅拌以及将C装置放入热水浴中加热，目的均是提高产率 D．实验完毕后打开恒压滴液漏斗N上的活塞滴加NaOH溶液至装置中黄绿色气体消失 2．实验室制氯气并研究其性质，按照制备、净化、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 A．制备 B．净化 C．性质检验 D．尾气处理 A．A B．B C．C D．D 3．某化学实验小组利用如图所示装置制备Cl2并进行性质验证(夹持装置已略去，反应已进行一段时间)，下列说法中正确的是 A．①处小试管中溶液可检测出4种离子 B．②处石蕊溶液变红说明新制氯水具有酸性 C．③处湿润的淀粉-KI试纸蓝色褪去说明氯水具有漂白性 D．④处加入水后，溶液显蓝色，说明Cl2具有还原性 ◆知识点三 氯气的工业制法 1．实验探究——模拟工业制备氯气 (1)实验过程 按下图所示电解饱和食盐水的装置进行实验。 ①接通电源，观察铁棒和石墨棒上发生的现象。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2 min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。 ②取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。 ③关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液的颜色。 (2)现象与推理 实验现象 结论 ① ____________ a管中的气体为______ ② 产生____________ b管中的气体为______ ③ 铁棒端______，石墨棒端____________ U形管左端溶液______，右端溶液______ (3)实验结论 根据实验推断电解饱和食盐水的产物是__________________。 2．氯碱工业 (1)工业制取氯气的反应原理：________________________________。 (2)氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取________、__________等产品的工业。 特别提醒 即学即练 1．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料。已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示。已知：遇水剧烈水解。下列说法错误的是 A．Y、Z分别为、 B．制取粗硅的反应为：（粗） C．制备高纯多晶硅的反应为：（纯） D．为防止水解而损失及氢气燃炸，“还原”步骤在无水、无氧条件下进行 2．下列说法正确的是 A．工业上用电解饱和食盐水可以得到金属钠和氯气 B．干燥的氯气常温下与铁不反应，故液氯可以储存在钢瓶中 C．净化实验室制备的 Cl2 可将气体依次通过盛有浓硫酸、饱和 NaCl 溶液的洗气瓶 D．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 一、氯气的实验室制法 1．化学原理： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。如2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。 2．实验装置： (1)制备装置：粉末状固体＋液体气体。 (2)除杂装置：除去Cl2中少量HCl、水蒸气，可先通入饱和食盐水除去HCl，再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。 (3)收集装置 验满：①观察法：集气瓶中充满黄绿色气体 ②湿润的淀粉碘化钾试纸(变蓝)或品红试纸(先变红后褪色) (4)吸收装置： 烧杯中盛有NaOH溶液(不能用水代替)。氯气有毒，有毒气体必须加以吸收，防止污染空气。一般用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 3．实验步骤： 实验室制取干燥纯净的氯气可按如下思路设计： ①发生装置―→②净化装置―→③收集装置―→④尾气吸收装置。 固＋液气除去HCl除去H2O―→向上排空气集气法―→NaOH溶液吸收。 实验装置如下图所示： 实践应用 1．完成下述实验，装置或试剂正确的是 A．图A：实验室制备发生装置 B．图B：比较、热稳定实验：甲为乙为 C．图C：实验室尾气处理 D．图D：除去中混有的少量HCl 2．下图是实验室制备的实验装置图，其中甲为制氯气的装置。(资料：为紫色固体，微溶于，具有强氧化性) 下列说法正确的是 A．乙中所用试剂为饱和碳酸氢钠溶液 B．丙和丁中均会发生反应： C．丙中产生紫色固体，说明氧化性一定强于 D．若取反应后丙中紫色溶液，加入稀硫酸产生，则证明了具有氧化性 3．某同学用如图所示装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是 A．Ⅰ中含有4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热，生成Cl2体积标况下一定小于22.4 L B．Ⅱ中滴入几滴紫色石蕊溶液，溶液最终无色，说明新制氯水没有酸性 C．Ⅲ中生成了蓝色的烟 D．Ⅳ中湿润的有色布条褪色，说明Ⅳ中具有漂白性的微粒是Cl2分子 二、氯气的工业制法 1．反应原理： 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2．产物的检验： H2：快速收集一试管生成的气体，用拇指堵住试管口，移近酒精灯，松开拇指，可听到爆鸣声。 Cl2：使湿润的淀粉KI试纸变蓝。 NaOH：滴入酚酞试液，溶液变红。 3．实验现象及结论 实验现象 结论 铁棒和石墨棒上通电后有气泡产生 通电后有新的气体物质生成 铁棒周围的溶液滴加酚酞变红色 有碱性物质(NaOH)生成 将铁棒上方收集到的气体靠近火焰，有爆鸣声 有氢气生成 用手轻轻扇动在石墨棒上方收集到的黄绿色气体，闻到有刺激性气味且该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 有黄绿色刺激性气味的气体(Cl2)生成 实践应用 1．下列关于Cl2的说法不正确的是 A．反应①可用于工业上制取氯气 B．反应③⑦为侯氏制碱的原理，用于工业制纯碱 C．反应④可用于工业上制取漂白液 D．在工业上，利用反应⑥将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉，得到的漂白粉为纯净物 2．中学化学中的一些常见物质有如图所示的转化关系(部分产物已给出)。 其中A的焰色反应呈黄色，D常温下为黄绿色气体，反应③为侯氏制碱反应原理之一，E的水溶液有漂白性。 (1)G的化学式： 。 (2)写出②的离子方程式并用单线桥标出相应的电子转移： 。 3．联合制碱法也称侯氏制碱法，是我国化学家侯德榜在原有的氨碱法基础上进行改进，使之与合成氨联合起来，将制碱工业发展到一个新的水平。其主要过程如下图所示，请回答相关问题： (1)“沉淀池”中两种气体通入的顺序是先通 再通入 (填化学式)。 (2)“沉淀池”反应中涉及的物质属于强电解质的有 (填化学式)。 (3)实验室模拟“侯氏制法”，下列操作未涉及的是___________。 A． B． C． D． (4)煅烧炉中发生的反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。 (5)使用原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了 (填“循环Ⅰ”或“循环Ⅱ”，流程中物质X为 (填化学式)。 考点一 氯气的实验室制法 【例1】铋酸钠(NaBiO3) 是一种新型有效的光催化剂，也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠，实验装置如下图所示(加热和夹持仪器已略去)。下列说法错误的是 已知：粉末呈浅黄色，不溶于冷水，遇沸水或酸溶液迅速分解； ②Bi(OH)3白色固体且难溶于水； 的制备原理： 。 A．装置B中试剂为饱和食盐水 B．D是尾气处理装置，所加试剂是 C．反应中充分搅拌以及将C装置放入冰水浴中冷却，目的均是提高 产率 D．实验完毕后打开恒压滴液漏斗N上的活塞K2，黄绿色气体消失 解题要点 【变式1-1】锰酸钾()在浓强减溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：。利用氧化制备的装置如图所示(夹持装置略)。下列说法正确的是 A．装置甲中固体为 B．若去掉装置乙，会导致产率降低 C．装置乙中盛放饱和溶液，以提高的产率 D．装置丙可以用作碱性介质 【变式1-2】某化学小组用“84”消毒液制备氯气并探究其性质，进行如图所示的实验（已知：中均为浸有相应试液的棉花，夹持装置省略；酸性溶液的氧化性比的强）。下列说法错误的是 A．a处变为橙色，说明的氧化性比的强 B．b处变为蓝色，说明的氧化性比的强 C．c处褪色，使酸性溶液褪色的物质可能是 D．d处红色褪去，可能是生成某种具有漂白性的物质所致 考点二 候氏制碱法—氯碱工业 【例2】某工厂用电解饱和食盐水的方法生产氯气、烧碱、氢气等化工产品(反应的化学方程式：)，这种工业成为“氯碱工业”，某研究性学习小组对该厂生产的烧碱样品进行如下探究。 【提出问题】烧碱样品中含有哪些杂质？ 【猜想】 (1)猜想一：可能含有。 猜想二：可能含有NaCl，作出此猜想的依据是： (用简洁的文字表述)。 【设计实验】 (2)完成下表： 实验步骤 实验现象 解释或结论 ①取适量烧碱样品置于试管中加水溶解，并用手触摸 试管外壁试管外壁发热 原因是 ②向①所得的溶液中逐渐加入稀硝酸至过量 一开始无明显现象，一段时间后生能使澄清石灰水浑浊的气体 样品中含有的杂质是 ③向②所得的溶液中滴加几滴 (化学式)溶液 产生白色沉淀 样品中含有的杂质是 【交流与讨论】 (3)小明同学提出：“上述实验中稀硝酸也可以用稀盐酸代替”，你认为他的观点 (填“正确”或“不正确”)。 (4)用双线桥表示电子转移的方向和数目 。 解题要点 原料 饱和食盐水、NH3、CO2——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气；其反应为： C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2。 原理 NH3＋CO2＋NaCl＋H2O＝NH4Cl＋NaHCO3↓或NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3，NH4HCO3＋NaCl＝NH4Cl＋NaHCO3↓ 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 生产流程 设计Ⅰ的循环，可使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上 绿色化学思想 循环使用的物质为：NaCl、CO2 【变式2-1】氯气是一种重要的化工原料，自来水的消毒、农药生产、药物合成都需要它。 (1)工业上通常采用电解法制氯气，请观察下图后回答下列问题： 通电后，b侧产生的气体用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，现象是变蓝。化学方程式为 。 (2)某学生设计如图所示的实验装置，利用氯气与潮湿的熟石灰反应制取少量漂白粉（这是一个放热反应），回答下列问题： ①在A装置中制取氯气，请写出反应的化学方程式 。 ②漂白粉在U形管中产生，其化学方程式是 。 ③装置C的作用是 。 (3)此实验所得漂白粉的有效成分偏低，该学生经分析并查阅资料发现，主要原因是在U形管中还存在两个副反应： ①温度较高时氯气与熟石灰反应生成Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，可采取的措施是 。 ②试判断另一个副反应： （用化学方程式表示），为避免此副反应的发生，可以在A与B之间连接一个装有 的洗气瓶。 【变式2-2】我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图所示(部分物质已略去)。 (1)① ~ ③所涉及的操作方法中，包含过滤的是 (填序号)。 (2)根据图，将化学方程式补充完整： 。 NH3＋CO2＋___________＋___________=NaHCO3↓＋NH4Cl (3)煅烧NaHCO3固体的化学方程式是 。 (4)下列说法中，正确的是 (填字母)。 a．CO2可循环使用 b．副产物NH4Cl可用作肥料 c．溶液B中一定含有Na+、NH、Cl- (5)若检验溶液B中是否含有氯离子，可进行的操作方法是 。 (6)在下列方程式上写出缺少的物质并配平方程式： ① 。 ___________Na2Cr2O7+___________HCl=___________NaCl+___________CrCl3+___________Cl2+___________ ② 。 ___________ClO+___________CrO+___________=___________Cl-+___________CrO+___________H2O 考点三 价类二维图 【例3】“价-类”二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价-类”二维图如图所示，a~e分别代表5种不同的纯净物。 已知：e是钠盐。下列说法错误的是 A．a能使紫色石蕊试液变红 B．c的酸性比硫酸强 C．b和d都具有漂白性 D．e是漂白液的有效成分 解题要点 在氯及其化合物的“价—类”二维图中填充Cl2、HCl、NaCl、HClO、NaClO、Ca(ClO)2。 完成上述转化关系中①～⑧的化学方程式(合理即可)。 ①MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O； ②Cl2＋H2OHCl＋HClO； ③2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O； ④NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O； ⑤2HClO2HCl＋O2↑； ⑥2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； ⑦2Fe＋3Cl22FeCl3； ⑧2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。 【变式3-1】含氯元素物质的“价-类”二维图如图所示。 已知：  △H>0下列说法正确的是 A．相同质量的乙的消毒效率比甲的低 B．可存在甲→戊→已→甲的循环转化关系 C．冷却氯化铜溶液，溶液变为黄绿色 D．新制甲溶液在光照过程中，有气泡冒出，溶液导电性减弱 【变式3-2】利用“价类二维图”可以系统地研究含氯物质的性质及其转化关系，氯元素的价类二维图如图所示： 回答下列问题： (1)a物质的化学式为 。 (2)写出b物质在光照条件下反应的化学方程式为 。 (3)氯化铁是一种常见的水处理剂，需要密封保存。无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成，以上氮化铁易升华。在实验室中，可以采用下列仪器和药品制取较纯的无水氯化铁固体。 ①C装置中的试剂为 (填试剂名称)；其作用是 。 ②D装置的作用是 ，用一件仪器装填适当试剂后，也可起到C和D的作用，所装填的试剂为 (填名称)。 (4)实验室可以利用反应制取。反应中产生标准状况下时，需消耗的质量为 。 基础达标 1．实验室可用SiC与Cl2反应(SiC＋2Cl2SiCl4＋C)制取少量SiCl4(沸点为57.6℃，易水解)。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取氯气 B．用装置乙得到纯净干燥的Cl2 C．用装置丙制取四氯化硅 D．用装置丁收集四氯化硅并吸收尾气 2．王昌龄的著名诗句“贵客廊坊细盐车，五门树色绿松华”既体现了廊坊的悠久历 史，也反映了从古至今食盐的重要地位。下列叙述不正确的是 A．食盐可用于食品调味剂和防腐剂 B．用排饱和食盐水法收集，可减少的损失 C．向含有、、的粗盐水中依次加入、NaOH、溶液可提纯粗盐 D．联合制碱法的核心工艺为向饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳 3．在“价-类”二维图中融入“杠杆模型”，可直观辨析部分物质间的转化及其定量关系。图中的字母分别代表常见的含氯元素的物质，下列相关推断合理的是 A．d能使鲜花褪色，说明d具有漂白性 B．等浓度的b、c溶液，b溶液酸性更强 C．若d在加热条件下与强碱溶液反应生成的含氯化合物只有e和f，则 D．加热条件下，足量二氧化锰和含4 mol a的浓溶液充分反应可制得1 mol d气体 4．某研究小组制备Cl2并收集Cl2，装置如下图所示。 下列说法不正确的是 A．装置a中的反应体现浓盐酸的酸性和还原性 B．装置a中的反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：4 C．装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体 D．装置c用向上排空气法收集氯气应长管进短管出 5．是一种安全高效灭菌消毒剂，实验室可用亚氯酸钠固体与氯气反应来制备纯净干燥的，装置如图所示。 已知：易溶于水，时液化成红棕色液体。下列说法错误的是 A．导管a可平衡压强，可以使浓盐酸顺利流下 B．装置中加入饱和食盐水，既可除去，也可用于储存 C．装置中发生的反应为 D．检验装置中收集是否有可用湿润的淀粉试纸 6．实验室用如图装置制取、提纯、收集及尾气处理，其中不能达到实验目的的是 A．制取 B．除去中少量的 C．收集 D．吸收尾气中的 A．A B．B C．C D．D 7．氯碱工业通过电解饱和食盐水制备氯气：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；下列有关氯碱工业的说法不正确的是 A．工业上可利用生成的H2和Cl2制盐酸 B．每生成1个Cl2转移电子数为2 C．获得的主要产品除Cl2外，还有烧碱和H2 D．工业上可用澄清石灰水吸收Cl2联合生产漂白粉 8．二氧化氯是一种比较安全的消毒剂。某实验小组以氯气和亚氯酸钠为原料制备二氧化氯。 已知：ⅰ.为黄绿色气体，易溶于水，在空气中质量分数超过10%时有爆炸性； ⅱ.溶液呈碱性，在酸性条件下会产生两种黄绿色气体； ⅲ.饱和食盐水中的浓度增大，会有NaCl晶体析出。 (1)A为发生装置（夹持和加热装置已略）。A中反应体现了的 性。 (2)实验过程中，持续通入的作用是稀释和 。 (3)反应一段时间后，装置B中观察到有NaCl晶体析出，可能由以下两个原因导致： ⅰ.浓盐酸挥发产生的HCl溶解在饱和食盐水中，提高了浓度； ⅱ. 。 (4)装置C中制备的化学方程式为 ，反应一段时间后，装置C中溶液pH （填“增大”或“下降”），可能会发生副反应，其离子方程式为 。 9．高铁酸钾()为紫黑色固体，易溶于水，微溶于KOH浓溶液，是一种高效净水剂。一种制备的方法为与KOH溶液反应生成KClO(在较高温度下生成)，KClO、与KOH溶液反应制得。实验装置如图所示： 回答下列问题： (1)装置D的作用 。 (2)装置C中若没有冰水浴则可能发生的副反应化学方程式为 。 (3)充分反应后静置，取装置C中上层清液加入饱和KOH溶液，析出紫黑色晶体，过滤。使用饱和KOH溶液的作用是 。 (4)实验室可用间接碘量法测定含少量KCl杂质的样品的纯度：称取样品溶于碱性KI溶液中，调节pH使混合液充分反应。用的标准溶液进行滴定，消耗标准溶液25.00mL。已知发生反应的离子方程式：；。请计算样品的纯度： (写出计算过程)。 10．氯气是一种重要的化工原料，是氯碱工业的主要产品之一，也是一种常用消毒剂。 (1)氯碱工业生产氯气的化学方程式为： 。 (2)工业上常将氯气转化为漂白粉，漂白粉的有效成分为： (填化学式)。 (3)某兴趣小组为研究Cl2的性质，设计了如图所示装置。装置III中夹持装置已略去，其中a为干燥的品红试纸，b为湿润的品红试纸。 ①装置Ⅰ中反应的离子方程式为： 。 ②装置Ⅱ的作用是 ；装置Ⅴ的作用是 。 ③实验过程中，装置IV中的实验现象为 ；装置III用于证明干燥的氯气无漂白性，但实验结束后该组学生发现a、b中红色均褪去，分析a处褪色的可能原因 。 综合应用 11．常温下，与在碱性条件下反应可制得。实验室制备的装置（夹持装置未画出）和原理不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取 B．用装置乙除去 C．用装置丙制备 D．用装置丁吸收尾气 12．NaCl是一种重要的化工原料，利用其制备烧碱和HCl的原理如图所示，下列说法不正确的是 A．反应①的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ B．反应①中的氧化剂和还原剂的质量比为117:36 C．反应①②均属于氧化还原反应 D．纯净的H2能在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰 13．有关氯气制备的装置如图所示，下列说法不正确的是 A．制备氯气时，做氧化剂 B．可用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和NaCl溶液 C．图中浓硫酸的作用是干燥氯气 D．图中采用了向上排空气法收集氯气 14．下列说法正确的是 A．图Ⅰ实验收集到的中只含有HCl一种杂质 B．图Ⅱ实验可用于测定氯水的pH C．图Ⅲ实验中产生了棕黄色的雾 D．图Ⅳ实验现象不能说明干燥的氯气有漂白性 15．是重要的化工产品，易升华，遇水蒸气易潮解，主要用作水处理剂、催化剂等。某小组设计如图所示的实验装置制备氯化铁： 已知：石棉绒是一种耐火材料，不参与反应。下列叙述正确的是 A．装置A利用浓盐酸的挥发性和还原性制取氯气 B．装置B宜盛放饱和溶液，能除去中的 C．石棉绒的作用是增大反应物的接触面积，使反应更充分 D．装置E是为了收集，装置F宜盛放无水氯化钙 16．某小组同学设计实验探究影响与浓盐酸反应制备的因素。下列装置应用于实验室制氯气并检验氯气的性质，能达到实验目的的是 A．用装置甲制取氯气 B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 C．用装置丙收集氯气 D．用装置丁吸收剩余的氯气 17．实验室制备氯气，下列相关原理、装置、操作正确的是 A．制气 B．净化 C．收集Cl2 D．尾气处理 A．A B．B C．C D．D 18．Cl2O是一种有强烈刺激性气味的气体，具有强氧化性，易与水反应生成HClO，与有机物或还原剂接触或加热时易燃烧爆炸，某研究小组利用HgO与Cl2制备Cl2O，装置如图所示。已知Cl2O的沸点为3.8℃，Cl2的沸点为-34.6℃。下列说法正确的是 A．装置④⑤不能使用橡胶管连接 B．Cl2O和水的反应为氧化还原反应 C．装置③中盛装的是饱和食盐水 D．装置⑤中液氨用于吸收Cl2O 19．某化学小组利用软锰矿(主要成分MnO2)制备KMnO4，步骤如下： 已知：①锰酸钾(K2MnO4)在浓的强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：3+2H2O=2+MnO2↓+4OH- ②步骤Ⅰ和Ⅱ中所用仪器或装置如下： (1)装置E的作用为 。 (2)步骤Ⅱ用Cl2氧化K2MnO4溶液，接口顺序为a→ (按气流方向从左到右，用小写字母表示，每个装置只选用一次)。 (3)下列有关实验的说法正确的是________。 A．步骤Ⅰ中的A装置涉及的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、陶瓷坩埚和玻璃棒 B．若B中浓盐酸流速过快或没有使用装置D，都会导致KMnO4产率降低 C．装置C中只发生离子反应：Cl2+2=2Cl-+2 D．装置E中可将NaOH溶液换为饱和NaHCO3溶液，吸收未反应的氯气 (4)某同学利用已知信息提出了另一种新的制备方法：向上述K2MnO4溶液中加入________，充分反应，然后过滤，再经过一系列操作得到KMnO4晶体。 A．NaHSO3溶液 B．HI溶液 C．KHSO4溶液 D．稀醋酸 (5)已知吸光度与高锰酸钾浓度的关系如图所示。称取KMnO4样品(不含K2MnO4)0.1250g配成1000mL溶液，取10mL稀释至100mL，然后平行实验测定吸光度，测得吸光度分别为0.110、0.090、0.180，计算样品中KMnO4的质量分数为 。 20．氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。 已知：i．CCl4难溶于水且密度比水大，I2在CCl4中显紫色。 ii．氯气与碱反应时温度不同产物不同。 (1)装置①中，仪器A的名称是 ，该装置制取氯气的化学方程式 ，其中氧化剂与还原剂物质的量之比为 。 (2)装置②的目的是 (请说明用什么试剂做什么用)。 (3)装置③中反应的化学方程式为 。 (4)装置④中采用冰水浴冷却的目的是 。 (5)装置⑤的作用是吸收多余的氯气，可选用试剂___________(填字母) A．水 B．NaOH溶液 C．饱和食盐水 D．Na2SO3溶液 (6)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层显紫色，可知该条件下KClO3的氧化能力比NaClO (填“强”或“弱”)。 (7)有效氯含量是指一定质量含氯消毒剂与多少质量的氯气的氧化能力相当(即得电子数目相同)。则100mL 0.02mol·L-1 KClO3溶液的有效氯含量为 g。 (8)反应结束后，继续探究装置④中试管内溶液的性质。现用注射器取少量装置④中试管内溶液进行如下实验。 ①若X溶液为浓盐酸，当注射器中的溶液注入试管时，可观察到湿润淀粉KI试纸变蓝，则湿润pH试纸的现象是 。 ②若X溶液为双氧水，当注射器中的溶液注入试管时，在气球处会收集到一种常见的无色无味气体，且原溶液消毒能力大大降低，写出该反应的离子方程式 。 拓展培优 21．某同学设计用如图所示装置制备少量的(易潮解)。下列说法正确的是 A．装置中所装的试剂为饱和溶液，其作用是除去氯气中的气体 B．装置和中的试剂均为浓硫酸，其作用是防止水蒸气进入装置和中 C．用含的浓盐酸与足量的反应，所得氯气可以制取 D．实验过程中应先点燃D处酒精灯预热铝粉，达到温度后再点燃A处酒精灯 22．四氯化钛极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，常用作烟幕弹。其熔点-25℃，沸点136.4℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略)，用与炭粉、制备。下列说法正确的是 A．产品最后在装置④中收集 B．②中应盛装饱和氯化钠溶液 C．反应时应先在③处加热，再开始①处的加热 D．该实验设计存在不足，应在⑤后连接装有碱石灰的干燥管，防止空气中的水蒸气进入反应装置 23．下图是实验室制备的实验装置图，其中甲为制氯气的装置。（资料：为紫色固体，微溶于，具有强氧化性，在酸性溶液中迅速产生） 下列说法正确的是 A．乙中所用试剂为饱和溶液 B．丙和丁中均会发生反应： C．若取反应后丙中紫色溶液，加入稀硫酸产生，则证明了具有氧化性 D．若取反应后丙中紫色溶液，加入稀硫酸产生，则证明氧化了 24．如图装置可以达到实验目的的是 选项 实验目的 X中试剂 Y中试剂 A 用MnO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2 饱和食盐水 浓硫酸 B 用Na2SO3与浓盐酸制取并收集纯净干燥的SO2 饱和Na2SO3溶液 浓硫酸 C 用Zn和稀盐酸制取并收集纯净干燥的H2 NaOH溶液 浓硫酸 D CaCO3和稀盐酸制取并收集纯净干燥的CO2 饱和NaHCO3溶液 浓硫酸 A．A B．B C．C D．D 25．Cl2O能与水反应生成次氯酸，可杀死新型冠状病毒等多种病毒。一种制备Cl2O的原理为HgO+2Cl2=HgCl2+Cl2O，装置如图所示。 已知：①Cl2O的熔点为-116℃、沸点为3.8℃，具有强烈刺激性气味、易溶于水； ②Cl2O与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。 下列说法中正确的是（    ） A．装置③中盛装的试剂是饱和食盐水 B．装置④与⑤之间可用橡胶管连接 C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O D．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减小爆炸危险 26．用惰性电极电解饱和食盐水（含少量Ca2+、Mg2+）并进行相关实验，电解一段时间后，各部分装置及对应的现象如下： 对应现象 （1）中黑色固体变红 （2）电极a附近溶液出现浑浊 （3）中溶液出现浑浊 （4）中溶液红色褪去 下列对实验现象解释不正确的是（    ） A．（1）中：CuO＋H2Cu＋H2O B．（2）中a电极：2H2O＋2e-=H2↑+2OH-，Mg2+＋2OH-=Mg(OH)2↓ C．（3）中：Cl2＋S2-=S↓+2Cl- D．（4）中：Cl2＋H2OHCl + HClO 27．某研究小组利用次氯酸钠和硝酸铁溶液反应生成的高铁酸钠(Na2FeO4)制备新型绿色消毒剂高铁酸钾(K2FeO4)，按如下流程开展实验。 用以下装置完成上述反应I和反应Ⅱ： 已知：K2FeO4易溶于水，在浓KOH溶液中溶解度小；在酸性和碱性条件下都具有强氧化性，且氧化性强于酸性高锰酸钾溶液；在0~5℃碱性溶液中较稳定，在酸性或中性溶液中快速产生O2. (1)盛有KMnO4固体的仪器名称 ；饱和NaCl溶液的作用 。 (2)反应I的离子方程式 。 (3)下列说法正确的是_____。 A．反应I和反应II均在a仪器中进行 B．反应II结束后应通一段时间N2，然后再拆下装置进行后续实验 C．加入饱和KOH溶液进行转化时，发生氧化还原反应 D．可用FeCl3溶液代替Fe(NO3)3溶液 (4)高铁酸钾既能消毒又能净水，其原因是 。 (5)为提高纯度，需对粗产品进行重结晶操作，从下列选项中选出合理的操作步骤： 。 →过滤取滤液→加入饱和KOH溶液→置于冰水浴中→→洗涤、干燥→得产品 a．将粗产品溶于热水 b．将粗产品溶于冷的稀KOH溶液 c．过滤取沉淀 d．蒸发浓缩，趁热过滤　 f．冷却结晶 (6)测定产品的纯度(K2FeO4式量为M) 向NaOH溶液中加入固体碘化钾和氟化钠并溶解；准确称取mg样品加入该溶液，待样品充分溶解后，加硫酸酸化至反应完全；用cmol·L-1Na2S2O3溶液进行反应，恰好完全反应时消耗Na2S2O3溶液体积为vmL。 已知：2FeO+6I-+12F-+8H2O=2FeF+3I2+16OH-；I2+2S2O=2I-+S4O，实验测得K2FeO4纯度为 。 28．实验室为制备和收集少量干燥、纯净的氯气，选用如图所示仪器及药品： (1)上述实验中，用来盛放浓盐酸的仪器的名称是 ， (2)制取氯气的离子反应方程式为 。 (3)选择上述仪器并按顺序连接(填各接口处的字母)：a→ →k→g→i。 (4)如图是一组探究氯气性质的装置。 现关闭活塞K，若有色布条是干燥的，溶液A为浓硫酸，则有色布条 (填现象，下同)。 (5)现打开K，溶液A为氢氧化钠溶液，通入的氯气是湿润的，布条是干燥的，则有色布条 。 (6)制得的Cl2通过盛有饱和食盐水的装置，目的是 。 (7)Cl2通入双氧水(H2O2)水溶液中会产生使带有火星的木条复燃，写出在水溶液中Cl2和H2O2反应的离子方程式 。 (8)若需要制取0.1molCl2(标准状况)，需要MnO2的质量为 克？(简要计算过程) (9)若用含0.2molHCl的浓盐酸与足最的MnO2反应制取Cl2，制得Cl2体积 (填“>”“<”或“=”)1.12L(标准状况)。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$