内容正文:
第四章 非金属及其化合物
第15讲 氯及其化合物(基础课)
第二部分 元素及其化合物
1.了解氯及其重要化合物的性质、制备及应用。 2.掌握Cl2的实验室制法(包括所用试剂、原理、仪器和收集等)。 3.了解氯水的成分及其性质多重性。
第四章 非金属及其化合物
2
知识点一
01
知识点二
02
高考真题演练
03
课时质量评价
04
第四章 非金属及其化合物
3
知识点一 氯及其重要化合物
一、氯气的性质及应用
1.物理性质
颜色 气味 毒性 密度 特性
______色 _________气味 ___毒 比空气___ ___液化
黄绿
刺激性
有
大
易
命题角度1
命题角度2
多维训练
第四章 非金属及其化合物
4
2.化学性质
(1)Cl2的强氧化性
第四章 非金属及其化合物
(2)Cl2参与的歧化反应——既作氧化剂又作还原剂
①与水反应——在25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的Cl2,但溶于水中的部分Cl2与水发生反应,其离子方程式为________________
______________。
②与碱反应——制漂白剂(同时也是消毒剂)
a.制漂白液(有效成分为NaClO)的离子方程式为________________
______________。
b.制漂白粉[有效成分为Ca(ClO)2]的化学方程式为______________
____________________________。
+Cl-+HClO
Cl2+2OH-===Cl-
+ClO-+H2O
2Ca(OH)2+2Cl2
===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
第四章 非金属及其化合物
(3)氯水
①从平衡的角度理解氯水的成分
在25℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气,氯气的水溶液称为氯水,溶于水中的部分氯气与水反应。
H2O、Cl2、HClO
H+、Cl-、ClO-、OH-
第四章 非金属及其化合物
②从成分的角度理解氯水的性质
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,氯水中参与反应的微粒可能不同。
第四章 非金属及其化合物
二、次氯酸及其盐的性质
1.次氯酸的“三性”
(1)不稳定性:_______________________,
不能单独存在,只存在于水溶液中。
(3)弱酸性(比H2CO3的酸性弱,比HC强)
NaClO溶液中通入少量或过量CO2,化学方程式均为_____________
__________________________。
漂白
NaClO+CO2
+H2O===HClO+NaHCO3
第四章 非金属及其化合物
2.次氯酸盐的主要性质
(1)次氯酸盐[Ca(ClO)2、NaClO等]的水溶液呈碱性,水解离子方程式为___________________________。
(2)与酸性物质作用生成具有强氧化性的_________,作______剂和______剂。
次氯酸
消毒
漂白
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓
+2HClO
第四章 非金属及其化合物
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)工业制HCl可以加热Cl2与H2的混合气体。( )
(2)Cl2与任何物质反应,Cl2均只表现氧化性。( )
(3)标准状况下,11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA。( )
(4)可以用pH试纸测定氯水或漂白液的pH。( )
×
×
×
×
第四章 非金属及其化合物
——氯及其化合物的主要性质
1.某实验小组利用如图装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.滴加浓盐酸时需将分液漏斗上端
玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔
B.蘸有淀粉-KI溶液的棉花变蓝,说
明氯气的氧化性强于碘的
C.蘸有品红溶液的棉花褪色,说明氯气具有漂白性
D.蘸有紫色石蕊溶液的棉花上出现的现象是棉花先变红后褪色
√
第四章 非金属及其化合物
C [滴加浓盐酸时需将分液漏斗上端玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,A正确;蘸有淀粉-KI溶液的棉花变蓝,说明Cl2与KI溶液发生了反应:Cl2+2KI===2KCl+I2,淀粉遇I2变为蓝色。在该反应中Cl2为氧化剂,I2为氧化产物,所以氯气的氧化性强于碘的,B正确;氯气本身没有漂白性,氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,能够使品红溶液褪色,C错误;浓盐酸与KMnO4溶液反应产生Cl2,Cl2溶于蘸有紫色石蕊溶液的棉花中,反应产生HCl、HClO,酸使紫色石蕊溶液变为红色,HClO同时具有强氧化性,又将红色物质氧化变为无色,因此看到蘸有紫色石蕊溶液的棉花上出现的现象是先变红后褪色,D正确。]
第四章 非金属及其化合物
√
2.下列关于“84”消毒液的说法正确的是( )
A.“84”消毒液的消毒原理是使蛋白质变性
B.1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应转移 2 mol 电子
C.“84”消毒液的漂白原理与Na2O2、SO2相同
D.“84”消毒液与洁厕灵共同使用,可达到既清洁又消毒的双重效果
A [1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应转移1 mol电子,B错误;SO2的漂白原理是与有机色质生成不稳定的无色物质,而NaClO、Na2O2的漂白原理是利用它们的强氧化性来漂白,C错误;D中会发生反应Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O,生成有毒的Cl2,且失去漂白能力,D错误。]
第四章 非金属及其化合物
3.(1)“84”消毒液与75%酒精溶液的大量使用,在一定程度上抑制了某些病毒的扩散。“84”消毒液的有效成分是________________,_____(填“能”或“不能”)与酒精溶液混合使用,理由是________
_____________________________。
(2)漂白粉或漂粉精在购买时应注意的问题是____________________
_________________________________________________________;
理由是________________________________________。
答案:(1)NaClO 不能 NaClO具有强氧化性,可以氧化酒精,同时可能生成Cl2 (2)生产日期、密封程度、是否结块等 漂白粉或漂粉精中的Ca(ClO)2在空气中易形成CaCO3和HClO,同时HClO在光照下又易分解
第四章 非金属及其化合物
——氯水成分及性质探究
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
√
第四章 非金属及其化合物
第四章 非金属及其化合物
5.用胶头滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含有酚酞溶液的氢氧化钠稀溶液中,当滴到一定量时,红色突然褪去。试回答下列问题。
(1)产生上述现象的原因可能有两种:
①________________________________________________;
②_________________________________________________。
(2)怎样用实验证明红色褪去的原因是①或②?
___________________________________________________________。
答案:(1)①氯水中Cl2和酸与NaOH反应 ②氯水中HClO的强氧化性 (2)取褪色后的溶液,加适量NaOH溶液,若溶液又变红,则说明原因是①,否则为②
第四章 非金属及其化合物
氯水的组成及性质在应用中的常见误区
(1)氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,溶液中的Cl2不断与水反应,最后成为稀盐酸,故久置氯水酸性增强,pH减小,无漂白性。因此保存氯水要使用棕色试剂瓶,且氯水一般要现用现配。
(2)氯气与水或NaOH溶液反应,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。但向足量水或足量NaOH溶液中通入1 mol Cl2,转移电子数前者小于NA(氯气与水反应为可逆反应,NA表示阿伏加德罗常数的值),后者等于NA;1 mol Cl2在加热条件下与足量Fe反应转移的电子数为2NA。
(3)氯水中Cl2分子和HClO均具有强氧化性。一般认为,在与还原性离子如Fe2+、Br-、I-、S2-、S等反应时是Cl2发生反应,在表现漂白性、消毒杀菌作用时,是HClO发生反应。
第四章 非金属及其化合物
知识点二 氯气的实验室制法及性质探究
1.氯气的实验室制法
(1)①反应原理:实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2,化学方程式为_________________________________________,离子方程式为_________________________________________。
命题角度1
命题角度2
多维训练
第四章 非金属及其化合物
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②实验室制取氯气的其他方法
完成下列有关反应的离子方程式:
Ca(ClO)2与浓盐酸:_________________________________。
KClO3与浓盐酸:_________________________________。
KMnO4与浓盐酸:__________________________________________。
ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
Cl+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O
2Mn+10Cl-+16H+===2M+5Cl2↑+8H2O
第四章 非金属及其化合物
(2)实验装置:
第四章 非金属及其化合物
(4)净化装置:
①除去Cl2中的HCl用饱和食盐水的原理是______________________
____________________________;
②干燥Cl2可以用浓硫酸,也可以用P2O5或CaCl2,用P2O5或CaCl2时可用的仪器名称为________________。
增大c(Cl-),减少Cl2与
H2O的反应,即减少Cl2的溶解
干燥管或U形管
第四章 非金属及其化合物
(5)收集装置:Cl2可用向___排空气法,也可以用排___________法。
(6)尾气处理:Cl2有毒,一般用_______溶液吸收,其反应的离子方程式为________________________________。
一般不用澄清石灰水的理由是________________________________
______________。
(7)验满方法:将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸立即变___,则证明已集满;或将湿润的______________靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。
上
饱和食盐水
NaOH
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
Ca(OH)2微溶,Ca(OH)2的浓度较小,
吸收Cl2不完全
蓝
蓝色石蕊试纸
第四章 非金属及其化合物
①当浓盐酸反应变为稀盐酸时,反应停止。无论氧化剂KMnO4等是否过量,盐酸永远有剩余。②洗气瓶除杂时从长管进短管出;干燥管除杂时从粗口进,细口出;U形管、玻璃管除杂无前后。
第四章 非金属及其化合物
2.Cl2性质及应用探究模型
净化气体→干燥→干燥有色布条→湿润有色布条→FeCl2、KBr、NaI等溶液→干燥→Fe加热→隔离→尾气处理
第四章 非金属及其化合物
①为了防止G中溶液倒吸,可在F、G之间连一个安全瓶。②如果F中生成易水解或易潮解的氯化物,则F装置前后要有干燥装置。
第四章 非金属及其化合物
1.下列操作能达到实验目的的是( )
A.制取少量氯气 B.制取氯气
√
第四章 非金属及其化合物
C.干燥氯气 D.除去Cl2中的少量HCl
A [B.MnO2与1 mol·L-1的稀盐酸共热不反应;C.干燥Cl2时Cl2应从长管进入;D.Cl2、HCl均与Na2CO3溶液反应。]
第四章 非金属及其化合物
√
2.(2025·东营模拟)FeCl3易潮解、易升华,实验室制备FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。下列说法不正确的是( )
A.导管g的作用是平衡气压,便于液体滴下
B.试剂X和试剂Y分别为饱和食盐水、浓硫酸
C.直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞
D.出于简化装置的目的,F装置可拆除
第四章 非金属及其化合物
D [导管g的作用是平衡大气压,保证液体顺利滴下,A正确;试剂X为饱和食盐水,除去氯气中氯化氢气体;Y为浓硫酸,起到干燥气体的作用,B正确;FeCl3易潮解、易升华,导管连接,易发生堵塞,造成危险,C正确;FeCl3易潮解,而浓硫酸起到防止外界水蒸气进入的作用,不能拆除,D错误。]
第四章 非金属及其化合物
3.三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3的熔点为33 ℃,沸点为73 ℃,有吸湿性,遇水易水解。某小组同学用下列装置制取ICl3(部分夹持和加热装置省略)。
第四章 非金属及其化合物
请回答下列问题:
(1)按照气流方向连接接口顺序为a→________。
装置A中导管m的作用是_____________________________________
___________________________________________________________。
(2)装置C用于除杂,同时作为安全瓶,能监测实验进行时后续装置是否发生堵塞,若发生堵塞,C中的现象为_____________________
________________________________________________________。
第四章 非金属及其化合物
(3)氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应,则装置E适宜的加热方式为_____________________________________________________
_________________________________________________________。
装置E中发生反应的化学方程式:_____________________________
_________________________________________________________。
(4)该装置存在的明显缺陷是__________________________________
_________________________________________________________。
第四章 非金属及其化合物
答案:(1)d→e→b→c→g→h→f(接口b与c、g与h可互换) 使浓盐酸顺利滴下
(2)锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升
第四章 非金属及其化合物
有关实验装置或装置试剂作用的答题模板
第四章 非金属及其化合物
高考真题演练
1.(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
命题角度1
命题角度2
多维训练
第四章 非金属及其化合物
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C D
收集Cl2 验证Cl2的氧化性
第四章 非金属及其化合物
A [A项,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,且分液漏斗内应盛装浓盐酸,不能达到预期目的;B项,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;C项,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;D项,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。]
第四章 非金属及其化合物
√
2.(2024·浙江1月卷)工业上将Cl2通入冷的NaOH溶液中制得漂白液,下列说法不正确的是( )
A.漂白液的有效成分是NaClO
B.ClO-水解生成HClO使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强
D.NaClO溶液比HClO溶液稳定
第四章 非金属及其化合物
第四章 非金属及其化合物
3.(2022·北京卷)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、Mn(绿色)、Mn(紫色)。
ⅱ.浓碱条件下,Mn可被OH-还原为Mn。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
第四章 非金属及其化合物
实验装置如图(夹持装置略)
第四章 非金属及其化合物
序号 物质a C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ 5% NaOH
溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ 40% NaOH
溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
第四章 非金属及其化合物
(1)B中试剂是________。
(2)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为_________________________________________________________。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是_________________________________________________
_________________________________________________________。
第四章 非金属及其化合物
(4)根据资料ⅱ,Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将MnO氧化为MnO。
①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因:____________
___________________________________________________________,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
第四章 非金属及其化合物
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为____________________________________________________,
溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被______(填“化学式”)氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是_______________________________________(写离子方程式)。
第四章 非金属及其化合物
④从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因:___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
第四章 非金属及其化合物
解析:在装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2,由于盐酸具有挥发性,为排除HCl对Cl2性质的干扰,在装置B中盛有饱和NaCl溶液,除去Cl2中的杂质HCl,在装置C中通过改变溶液的pH,验证不同条件下Cl2与MnSO4反应,装置D是尾气处理装置,目的是除去多余Cl2,防止造成大气污染。(4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O,使溶液碱性减弱,反应的离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。②取Ⅲ中放置后的1 mL 悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下,Mn可被OH-还原为Mn,根据电子守恒、电荷守恒及原子
第四章 非金属及其化合物
守恒,可知该反应的离子方程式为4Mn+4OH-===4Mn+O2↑+
2H2O;溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被Cl2氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。③取Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液碱性减弱,溶液紫色缓慢加深,说明ClO-将MnO2氧化为Mn,发生的离子反应是3ClO-+2MnO2+2OH-===2Mn+3Cl-+H2O。④从反应速率的角度,过量Cl2与NaOH反应产生NaClO,使溶液的碱性减弱,c(OH-)降低,溶液中的Mn被还原为Mn的速率减小,导致实验Ⅲ未得到绿色溶液。
第四章 非金属及其化合物
答案:(1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2+O2===2MnO2+2H2O
(3)Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)①Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
②4Mn+4OH-===4Mn+O2↑+2H2O Cl2
③3ClO-+2MnO2+2OH-===2Mn+3Cl-+H2O
④过量Cl2与NaOH反应产生NaClO,使溶液的碱性减弱,c(OH-)降低,溶液中的Mn被还原为Mn的速率减小
第四章 非金属及其化合物
Cl2+H2OH+
三种平衡
存在微粒
Cl2+H2OHCl+HClO
三分子:______________________
四离子:______________________
HClOH++ClO-
H2OH++OH-
(2)强氧化性
2HClO2HCl+O2↑
(3)漂白粉在空气中失效的原理为______________________________
__________,2HClO2HCl+O2↑。
ClO-+H2OHClO+OH-
C [A项,饱和氯水不再吸收Cl2,不变,错误;B项,Cl2与SO2反应,漂白性减弱,错误;D项,光照时发生反应2HClO2HCl+O2↑,酸性增强,c(H+)增大,导电性增强,错误。]
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑
HCl-1(浓)Cl02
(3)发生装置类型:固体+液体气体。
(3)水浴加热 3Cl2+I22ICl3
(4)缺少尾气处理装置
B [NaClO水解生成的HClO具有漂白性,NaClO是漂白液的有效成分,A项正确;ClO-水解的方程式为ClO-+H2OHClO+OH-,漂白液呈碱性,B项错误;通入CO2后发生反应:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO,HClO浓度增大,且HClO的氧化性更强,故漂白液的消毒能力增强,C项正确;次氯酸不稳定,在光照条件下易分解,所以热稳定性:NaClO>HClO,D项正确。]
$$