拓展与归类·专题研析(6) 氯及其化合物之间的转化-【精彩三年】2024-2025学年高中化学必修1课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

拓展与归类·专题研析(六)　氯及其化合物之间的转化 第二章　海水中的重要元素——钠和氯 氯及其化合物的“价——类”二维图 例1 现有A、B、C、D四种气体，A是密度最小的气体；B呈黄绿色；A可以在B中安静地燃烧，发出苍白色的火焰并生成D；把无色无刺激性气味的C通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊。 (1)写出A、C的化学式。 A______；C_______。 (2)写出下列反应的化学方程式。 A与B反应：_______________。 B与水反应：_______________________。 B与NaOH溶液反应：____________________________________。 H2 CO2 H2＋Cl22HCl Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O (3)若B泄漏而在场人员没有防毒面具，可以用浸有一定浓度的某种物质的水溶液的毛巾捂住口鼻，下列选项中最适宜采用的物质是______ (填字母)。 A．NaOH　　　 B．Na2O2　　　 C．Na2CO3 C 【解析】(1)A是密度最小的气体，则A为H2；B呈黄绿色，则B为Cl2；A可以在B中安静地燃烧，发出苍白色的火焰并生成D，则D为HCl；把无色无刺激性气味的C通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则C为CO2。(3)NaOH虽然能和氯气反应生成无毒物质，但NaOH具有强腐蚀性，A项不符合题意；Na2O2溶于水生成的NaOH具有强腐蚀性，B项不符合题意；Na2CO3溶液能吸收Cl2，且Na2CO3溶液碱性较弱，不会对人体造成伤害，C项符合题意。 例2　2024·定海一中高一“84”消毒液是常见的含氯消毒剂，其主要成分是次氯酸钠。某化学兴趣小组设计了如图所示的次氯酸钠制备装置。 请回答： (1)连接好装置，装入药品前必须进行的操作 是________________________。 (2)甲、乙两位同学对B、C装置的作用有不同意见： 甲同学认为，可以在装置B中反应得到次氯酸钠，此时装置C的作用为 ________________________________； 检查装置气密性 吸收多余氯气，防止污染空气 乙同学认为，可以在装置C中反应得到次氯酸钠，此时装置B中的试剂为________________。 (3)丙同学查阅资料后发现Cl2与NaOH的反应会放热，从而生成副产物NaClO3，请写出Cl2与NaOH生成NaClO3的化学方程式： ______________________________________________。 (4)请根据本题信息，写出一种提高次氯酸钠产率的装置改进措施： ___________________________________________________。 饱和食盐水 将生成次氯酸钠的装置浸在冰水浴中冷却(合理即可) (4)Cl2与NaOH的反应会放热，使得副反应发生，次氯酸钠产率会降低，为此需对装置进行改进，可将生成次氯酸钠的装置浸在冰水浴中冷却。 巩固与变化 1．下列有关氯及其化合物的说法正确的是(　　) A．氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口上方有白雾生成 B．测定新制氯水的pH的操作是用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，与标准比色卡对照 C．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO D．漂白粉在空气中久置变质的原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3 A 【解析】氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，发出苍白色火焰，氯化氢气体在瓶口上方遇水蒸气形成白雾，A正确；氯水具有漂白性，不能用pH试纸测氯水的pH，B错误；向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明Fe2＋被氧化为Fe3＋，HClO、Cl2均具有氧化性，不能说明含有HClO，C错误；漂白粉在空气中久置变质的原因是漂白粉中的Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应生成CaCO3和HClO，HClO分解为HCl和O2而失效，D错误。 2．若将浓盐酸滴入烧瓶中进行如图(a、c、d均为浸有相应溶液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是(　　) A．装置A中的KMnO4可用MnO2代替 B．b处红色鲜花瓣褪色，说明Cl2具有漂白性 C．c处FeBr2溶液与过量Cl2反应的离子方程式 为2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－ D．浓盐酸与KMnO4反应，只体现HCl的酸性 C 【解析】高锰酸钾和浓盐酸反应不需要加热，而MnO2和浓盐酸反应需要加热，所以装置A中的KMnO4不能用MnO2代替，A错误；氯气没有漂白性，氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性，B错误；过量的氯气能将Fe2＋、Br－分别氧化为Fe3＋和Br2，且Fe2＋和Br－的化学计量数之比等于物质的组成比，即1∶2，氯气被还原为Cl－，C正确；浓盐酸与KMnO4反应，氯元素部分被氧化，盐酸还表现出还原性，D错误。 3．2024·湖州二中高一下图为氯及其化合物的“价——类”二维图，下列说法错误的是(　　) A．c可用于自来水消毒 B．常温下，液态b可以用钢瓶储存 C．e的酸性和氧化性都强于d D．a与g、f在一定条件下都可生成b C 4．洪灾过后，饮用水的杀菌消毒成为抑制大规模传染性疾病暴发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。 (1)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]中制取漂白粉，反应的化学方程式为__________________________________________。 (2)漂白粉的有效成分是_______________(填化学式)。 (3)漂白粉溶于水后，受空气中CO2的作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，发生反应的离子方程式为 _______________________________________________。 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O Ca(ClO)2 Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO (4)瓶装漂白粉久置于空气中呈稀粥状而失效。试用化学方程式表示漂白粉在空气中易失效的原因： ______________________________________________________________。 (5)已知浓盐酸和次氯酸钙能发生反应： Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中，可能含有的杂质气体是_______(填字母)。 ①CO2　②HCl　③H2O　④H2 A．①②③ B．②③④ C．②③ D．①④ A 5．2024·新昌中学高一用氯气对饮用水消毒会使水中的有机物发生反应，生成含氯有机化合物，对人体有害，而二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒剂，是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。 (1)在ClO2中，氯元素的化合价是_______价。 (2)欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸制取ClO2，同时有Cl2生成，且Cl2分子的数目为ClO2分子数目的一半。表示这一反应的化学方程式是_______________________________________________________。 (3)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠(NaClO2) ＋4 2NaClO3＋4HCl(浓)===2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O 的柱内制得ClO2，这一反应的化学方程式是 __________________________________，和欧洲的方法相比，我国这一方法的主要优点是____________________________。   2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2 副产物少，原料利用率高 【解析】(2)NaClO3中氯元素的化合价由＋5价降为＋4价，HCl中氯元素的化合价由－1价升为0价，由得失电子守恒和原子守恒可配平化学方程式：2NaClO3＋4HCl(浓)===2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O。(3)NaClO2中氯元素的化合价由＋3价升为＋4价，Cl2中氯元素的化合价由0价降为－1价，由得失电子守恒和原子守恒可配平化学方程式： 2NaClO2＋ Cl2===2NaCl＋2ClO2，该方法的优点为副产物少，原料利用率高。 感谢聆听，再见！ 部分反应的化学方程式如下： ②Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO ③Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O ④4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ⑥2NaClO＋CO2(少量)＋H2O===Na2CO3＋2HClO 或NaClO＋CO2(足量)＋H2O===NaHCO3＋HClO ⑦NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O 3Cl2＋6NaOHNaClO3＋5NaCl＋3H2O 【解析】(1)连接好装置，装入药品前必须检查装置气密性，方法是关闭分液漏斗旋塞，往C中加水使长导管浸没，微热烧瓶，B、C导管口出现气泡，则装置气密性良好。 (2)若在装置B中反应得到次氯酸钠，则装置C中应盛放浓氢氧化钠溶液，作用为吸收多余氯气，防止污染空气；若在装置C中反应得到次氯酸钠，则装置B的作用为除去氯气中的氯化氢，盛放的试剂为饱和食盐水。 (3)Cl2与NaOH反应会放热，生成NaClO3，根据氧化还原反应规律可知另一产物为NaCl，化学方程式为 3Cl2＋6NaOHNaClO3＋5NaCl＋3H2O。 【解析】根据氯元素的“价——类”二维图，可知a、b、c、d、e分别为HCl、Cl2、ClO2、HClO、HClO4，f、g、h分别为＋5、＋1、＋3价氯元素的盐。ClO2具有强氧化性，可以用于自来水的杀菌消毒，A正确；b为Cl2，常温下液态Cl2常用钢瓶储存，B正确；e是HClO4、d是HClO，酸性：HClO4>HClO，但是氧化性：HClO4<HClO，C错误；HCl与ClO－可以发生反应2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O，HCl与ClO可以发生反应ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O，所以都能生成Cl2，D正确。 Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，2HClO2HCl＋O2↑ 【解析】(3)(4)漂白粉溶于水后与CO2反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋ CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，产生的HClO具有强氧化性，有漂白、杀菌的作用。若漂白粉久置于空气中，Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O会发生上述反应，且生成的HClO会分解：2HClO2HCl＋O2↑，从而使漂白粉失效。(5)由以上分析可知，贮存很久的漂白粉中可能会含有CaCO3，其与浓盐酸反应时会有CO2气体产生，而反应过程中产生的水蒸气及浓盐酸中挥发出的氯化氢也会随Cl2逸出。 $$