内容正文:
浙江
高考
命题
统计
考点分布
三年考情统计
(1)氯及其化合物的性质与转化
2024年1月选考卷(2,8),2023年6月选考卷(16),2022年1月选考卷(8),2022年6月选考卷(9)
(2)硫及其化合物的性质与转化
2024年6月选考卷(4,7),2024年1月选考卷(16),2023年1月选考卷(4,5),2022年1月选考卷(9),2022年6月选考卷(8,9)
(3)氮及其化合物的性质与转化
2024年6月选考卷(2,4,8),2023年1月选考卷(5),2022年6月选考卷(9)
(4)无机非金属材料
2024年1月选考卷(7),2023年1月选考卷(1,17),2022年6月选考卷(8)
第13讲 氯及其化合物
课标引领
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氯及其化合物的主要性质。
2.认识氯及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。
考点一 氯气 重要的含氯化合物
[对应学生用书P64]
1.氯气
(1)物理性质
颜色
气味
密度
特性
黄绿色
刺激性气味
比空气大
易液化
(2)化学性质
①氧化性(写出化学方程式)
②“歧化反应”
2.氯水的成分与性质
(1)氯水的成分
氯水性质的多重性: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,氯水中参与反应的粒子可能不同。
(2)氯水的性质
[微点拨]干燥的Cl2没有漂白性,但Cl2能使湿润的有色布条褪色,起漂白作用的是HClO,故不能用pH试纸测量氯水的pH。
3.重要的含氯化合物
(1)次氯酸
(2)漂白粉
(3)漂白液(“84”消毒液)
判断下列说法的正误:正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)(2023·浙江1月选考卷)Cl2通入氢氧化钠溶液:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O ( √ )
(2)(2023·浙江1月选考卷)NaClO溶液呈碱性,故可用作消毒剂 ( × )
(3)(2023·浙江6月选考卷)向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳:ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO ( √ )
(4)(2022·浙江6月选考卷)“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 ( √ )
(5)(2022·浙江1月选考卷)氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒 ( √ )
考向一 氯气的性质及转化
[例1] 如图是某同学设计的氯气制备及性质验证实验装置。下列说法正确的是 ( )
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.湿润的紫色石蕊试纸变红色,说明氯气和水反应生成了酸性物质
D.湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色,然后又逐渐褪去,说明氯气具有漂白性
B 解析:氯气能与碱石灰反应,脱脂棉中的无水CaCl2不能用碱石灰代替,A错误;生成的氯气经过干燥后不能使品红试纸褪色,该实验装置可证明干燥的氯气没有漂白作用,B正确;生成的氯气中含有挥发出的HCl,HCl也能使湿润的紫色石蕊试纸变红色,不能说明氯气和水反应生成了酸性物质,C错误;湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色,然后又逐渐褪去,是因为氯气首先氧化I-生成单质碘,然后氯气继续氧化单质碘,氯气没有漂白性,D错误。
[练1] (2024·浙江杭州模拟)如图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O。对实验现象的“解释或结论”正确的是 ( )
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变橙黄色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性:Fe2+>Cl-
D 解析:向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸,发生反应2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,生成的Cl2在培养皿内扩散,并与a、b、c、d、e滤纸中的相关液体发生反应。a处发生反应Cl2+2KI===2KCl+I2,生成的I2使淀粉变蓝,b处发生反应Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,溶液变橙黄色,表明氧化性:Cl2>Br2,Cl2>I2,不能说明氧化性:Br2>I2,A错误;c处发生反应Cl2+H2O⥫⥬HCl+HClO,HCl具有酸性,HClO具有漂白性,则可以说明氯气与水反应生成酸性和漂白性物质,滤纸先变红后褪色,B错误;d处,氯气与水反应生成的酸性物质能中和NaOH,也可以使之出现相同的实验现象,C错误;e处变红色是因为氯气氧化Fe2+生成Fe3+,Fe3+与SCN-反应生成红色物质,表明发生反应2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,则还原性:Fe2+>Cl-,D正确。
考向二 氯水的成分及性质
[例2] 验证次氯酸光照分解的产物可设计成数字化实验,其数据经计算机处理得如图所示图像。下列说法不正确的是 ( )
A.从0 s到150 s,溶液pH降低的原因是HClO电离产生了H+
B.从0 s到150 s,溶液的导电能力逐渐增强
C.光照时间越长,氯水溶液中c(Cl-)越大
D.可以通过测定瓶内氧气的体积分数变化来验证次氯酸分解有O2生成
A 解析:氯水中存在Cl2+H2O⥫⥬H++Cl-+HClO,从0 s到150 s,溶液pH降低的原因主要是HClO分解生成了HCl,A错误;从0 s到150 s,随着反应Cl2+H2O⥫⥬H++Cl-+HClO的进行,溶液中离子浓度逐渐增大,溶液的导电能力逐渐增强,B正确;氯水中存在Cl2+H2O⥫⥬HCl+HClO、2HClO2HCl+O2↑和HCl===H++Cl-,光照时间越长,氯水中c(Cl-)逐渐增大直至次氯酸完全分解,C正确;题图中氧气的体积分数不断增大说明次氯酸分解有O2生成,D正确。
[练2] (2024·浙江金丽衢十二校联考)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,c(H+)/c(ClO-)减小
B.通入少量SO2,溶液漂白性增强
C.加入少量碳酸钙粉末,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 解析:饱和氯水中不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,不变,A错误;通入少量SO2,发生反应:SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,使Cl2+H2O⥫⥬H++Cl-+HClO的平衡逆向移动,使HClO的浓度减小,溶液漂白性减弱,B错误;加入少量碳酸钙粉末,消耗H+,pH增大,使上述平衡正向移动,HClO的浓度增大,溶液漂白性增强,C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错误。
考向三 氯及其重要化合物的转化关系
[例3] 在“价态类别”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,下列推断合理的是 ( )
A.气体a在实验室可由钠盐e和浓硫酸反应制得
B.a和b反应生成1 mol d的过程中共转移2 mol e-
C.c是一元强酸,b具有强氧化性,是漂白液的主要成分
D.室温下,c的稀溶液和变价金属反应一定生成相应金属的高价盐
A 解析:由图可知,a为HCl,b为HClO,c为HClO4,d为Cl2,e为-1价盐(如NaCl),f为+5价盐(如KClO3),g为+7价盐如KClO4。a为HCl,可利用难挥发性酸制取挥发性酸来制取HCl,发生反应:2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑,A正确;HCl、HClO发生归中反应生成氯气,生成1 mol Cl2转移1 mol e-,B错误;c为HClO4,属于一元强酸,b为HClO,具有强氧化性,但不是漂白液成分,C错误;c为HClO4属于非氧化性酸,与变价金属如Fe反应可得Fe2+,D错误。
氯及其重要化合物的“价态类别”二维图及应用
(1)不同价态的含氯物质之间的转化,利用氧化还原反应规律进行分析。
(2)相同价态的含氯物质之间的转化,利用复分解反应规律进行分析。
[练3] 下图为氯单质及其化合物的“价态-类别”二维图,箭头表示各物质之间的转化关系。下列有关说法正确的是 ( )
A.图中所涉及的物质都是电解质
B.反应(2)中Cl元素只被氧化
C.反应(5)的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
D.新制氯水久置后,溶液颜色变浅,酸性减弱
C 解析:氯气是单质,既不是电解质也不是非电解质,A错误;反应(2)中氯元素的化合价既升高又降低,既被氧化又被还原,B错误;HCl中Cl为-1价,NaClO中Cl为+1价,可以发生归中反应生成Cl2,C正确;新制氯水中次氯酸不稳定,光照条件下易分解生成HCl和O2,久置后,溶液颜色变浅,酸性增强,D错误。
考点二 氯气的实验室制法
[对应学生用书P67]
1.制取原理
(1)实验室利用强氧化剂(如MnO2、KMnO4、KClO3、K2Cr2O7等)与浓盐酸反应制取氯气。MnO2与浓盐酸反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)分别写出KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、漂白粉与浓盐酸反应的化学方程式:
①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
②KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O;
③K2Cr2O7_+14HCl(浓)===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O;
④Ca(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,下同)
3.过程分析
4.注意事项
(1)选择反应物:必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应,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:采用小火加热,以减少HCl挥发。
(3)仪器拆卸:反应结束,待排出残留的Cl2后,再拆卸装置,防止产生污染。
(4)尾气处理:用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收Cl2,原因是其浓度较小,不能完全吸收Cl2。
考向四 氯气的制备与性质实验的综合
[例4] (2024·浙江强基联盟联考)某化学课外活动小组的同学通过下列实验验证Cl2与NH3的反应,下列说法错误的是 ( )
资料:氯气易溶于四氯化碳,氨极易溶于水,却难溶于四氯化碳。
A.用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5
B.装置甲制备NH3,装置戊制备Cl2
C.反应时,装置丙中能观察到的现象是黄绿色变浅,有白烟产生,说明生成了NH4Cl
D.尾气中的NH3可用装置己来吸收
B 解析:反应16HCl(浓)+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑中,氧化剂为KMnO4,还原剂为HCl,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶5,A正确;根据丙中导气管的位置可知,甲中制备的气体密度大于空气,装置甲制备Cl2,装置戊中制备的气体密度小于空气,且干燥氨用碱石灰,氯气不能用碱石灰干燥,会吸收氯气,故装置戊制备NH3,B错误;装置丙中观察到的现象是黄绿色变浅,有白烟产生,说明氯气和氨反应生成NH4Cl,C正确;NH3极易溶于水,难溶于四氯化碳,氨进入有机层会上升,到有机物和无机物交界处被稀硫酸吸收,可以防止倒吸,D正确。
(1)实验室制取Cl2的发生装置改进
(2)实验室制取Cl2的除杂装置改进
[练4] 实验室采用如图所示的装置制取氯化铜(部分仪器和夹持装置已略去):
下列说法正确的是 ( )
A.玻璃纤维的作用是防止装置戊中液体倒吸入装置丁中
B.装置戊中液体用于吸收多余的氯气和氯化氢
C.要使装置乙中产生氯气,应先加热圆底烧瓶,再滴加浓盐酸
D.实验中加热的先后顺序为先加热硬质玻璃管丁,再加热圆底烧瓶乙
答案:B
[对应学生用书P68]
1.(2024·“桐·浦·富·兴”教研联盟联考) 下列关于实验室制备Cl2的实验原理及装置均正确的是 ( )
C 解析:实验室用二氧化锰与浓盐酸共热制氯气,A错误;除去氯气中混有的HCl气体,应将混合气体通入饱和NaCl溶液洗气,若将其通入饱和碳酸钠溶液,可能产生新杂质CO2,达不到除杂目的,B错误;氯气密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,收集气体注意长进短出,C正确;用水吸收尾气中的Cl2效果不好,可用氢氧化钠溶液吸收,且应防倒吸,D错误。
2.(2024·浙江Z20联盟联考) 氯及其化合物应用广泛,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
A 解析:实验室用MnO2与浓盐酸共热制取Cl2,反应生成MnCl2,锰元素化合价降低,MnO2作氧化剂,体现其氧化性,A正确;ClO2具有强氧化性,能够使蛋白质变性,可用于自来水消毒,与ClO2易溶于水的性质无关,B错误;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,C错误;从海水中提取溴是利用氯气能氧化Br-:2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,氯元素化合价降低,Cl2有氧化性,D错误。
3.(2024·浙江杭州四校联考)常温下,将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后改向其中滴加浓NaOH溶液。整个实验过程中的pH变化曲线如图所示,不考虑次氯酸分解与溶液体积变化,下列叙述正确的是 ( )
A.实验过程中可以用pH试纸测定溶液的pH
B.由a→b过程中,溶液中HClO的浓度增大
C.b点时溶解的Cl2全部与水发生了反应
D.c点以后溶液呈碱性,没有漂白性
答案:B
4.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
答案:C
5.(2022·北京卷)
已知:H2+Cl22HCl。下列说法不正确的是 ( )
A.H2分子的共价键是ss σ键,Cl2分子的共价键是sp σ键
B.燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C.停止反应后,用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D.可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能
A 解析:H2分子中的共价键H—H是由两个s电子云重叠形成的,称为ss σ键,Cl2分子中的共价键Cl—Cl是由两个p电子云重叠形成,称为pp σ键,A错误;HCl极易溶于水,遇到空气中的水蒸气后立即形成盐酸小液滴,即白雾,B正确;浓氨水易挥发,挥发的氨和HCl互相反应,反应的化学方程式为NH3+HCl===NH4Cl,生成氯化铵固体小颗粒,固体粉末就是烟,C正确;H2与Cl2的反应是能够自发进行的氧化还原反应,可通过原电池将化学能转化为电能,D正确。
6.(2024·广东卷)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是 ( )
A
B
制备Cl2
净化、干燥Cl2
C
D
收集Cl2
验证Cl2的氧化性
A 解析:利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热,图中缺少加热装置,不能达到预期目的,A符合题意;实验室制得的氯气中有HCl杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水氯化钙干燥,可以达到净化、干燥Cl2的目的,B不符合题意;氯气密度大于空气,可以用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C不符合题意;H2可以在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,氯气将氢气氧化,验证了氯气的氧化性,D不符合题意。
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