内容正文:
本次课内容:氯及其化合物
考点:
考点一、氯气的性质
考点二、氯气与水的反应 氯水
考点三、氯气与碱的反应
考点四、氯气的实验室制法
考点五、氯离子的检验
考点六、氯及其化合物的相互转化
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2,则铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2
2.Cl2在化学反应中既能作氧化剂,又能作还原剂
3.红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧,生成棕褐色的烟
4.Fe在Cl2中燃烧生成棕褐色烟雾,反应后,向集气瓶中加少量水振荡,得到棕褐色溶液
5.Cu在Cl2中燃烧生成棕黄色烟雾,反应后,向集气瓶中加少量水振荡,得到棕黄色溶液
6.足量Fe与少量氯气反应生成FeCl3
7.足量Fe与少量氯水反应生成FeCl3
8.工业制备HCl是利用纯净的H2在Cl2中燃烧
9.H2在Cl2中安静燃烧,产生苍白色火焰,瓶口生成白色烟雾
10.FeBr2溶液中通入少量氯气,Br-优先反应
11.FeI2溶液中通入少量氯气,I-优先反应
12.氯气、氯水和液氯是同一种物质,都属于纯净物。
13.干燥的氯气使鲜花褪色,说明氯气具有漂白性。
14.向放有干燥的红色布条的集气瓶中通入干燥的氯气,红色布条不褪色。
15.向放有红色鲜花的集气瓶中通入干燥的氯气,鲜花不褪色。
16.将气体通入硝酸银溶液,可检验Cl2中是否混有HCl气体。
17.新制的氯水呈酸性,向其中滴加几滴紫色石蕊溶液并振荡,溶液呈红色。
18.可用pH试纸测定氯水的pH。
19.工业上用氯气和澄清石灰水反应制备漂白粉。
20.漂白粉是纯净物,“84”消毒液是混合物,两者都可以长期保存。
21.新制氯水的漂白原理与H2O2、Na2O2、Ca(ClO)2 相同。
22.漂白粉在空气中久置变质,是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。
23.MnO2与稀盐酸在加热条件下也可制取Cl2。
24.用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2。
25.实验室可以用排饱和食盐水法收集Cl2。
26.MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中,若MnO2足量,则HCl能完全反应。
考点一 氯气的性质
1.氯元素的存在形式
氯元素只以 存在于自然界。
2.氯气的物理性质
颜色
气味
状态
毒性
密度
水溶性
色
性气味
气体
有毒
比空气的密度
25 ℃时,1体积水溶解约 体积氯气
3.氯气的化学性质
化学方程式
反应现象
与钠反应
①
②
与铁反应
与铜反应
与H2反应
①
②
③
注意:
工业制备盐酸: (燃料)在 (助燃剂)中燃烧,但 过量;
H2、Cl2光照爆炸!
相关实验介绍
【实验2-7】H2与Cl2反应
化学方程式:
实验现象:
①
②
③
【例1】下列化合物中,不能通过两种单质间化合直接制取的是( )
A.FeCl3 B.CuCl2 C.HCl D.FeCl2
【变式1】下列转化过程不能一步完成的是( )
A.Fe→FeCl2 B.Na→NaCl C.Fe→FeCl3 D.Cu→Cu(OH)2
【变式2】下列物质间的转化关系中不能全部通过一步反应完成的是( )
A.
B.
C. 溶液
D. 溶液
【例2】 某化学教师为“氯气与金属钠反应”设计了如图装置的实验。
实验操作:先给钠预热,到钠熔融成圆球时,撤火,通入氯气,即可见钠着火燃烧,生成大量白烟。下列叙述中错误的是( )
A.反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
B.玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花球是用于吸收过量的氯气,以免其污染空气
C.钠着火燃烧产生苍白色火焰
D.发生的反应为2Na+Cl22NaCl
考点二 氯气与水的反应 氯水
1.氯气与水反应
(1)在25 ℃时,1体积水溶解约 体积氯气,氯气的水溶液称为 ,是 。
(2)溶于水中的部分氯气与水发生反应,
化学方程式:
离子方程式:
2.次氯酸
(1)弱酸性:酸性很弱,比碳酸酸性 。
(2)不稳定性:见光易分解,
化学方程式:
离子方程式:
(3)强氧化性:用于杀菌消毒。
(4)漂白性。
相关实验介绍
【实验2-8】探究HClO的漂白性
化学方程式:
离子方程式:
实验现象:
①干燥布条
②湿润布条
③鲜花
实验结论:
干燥氯气 漂白性;
湿润的氯气 漂白性;
HClO 漂白性。
补充:氯水和液氯的区别
项目
液氯
新制氯水
(三分子、四离子)
久置氯水
(稀盐酸)
成分
分类
颜色
黄绿色
浅黄绿色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
【例1】氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A.放入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明有Cl2存在
B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有HClO分子存在
C.先加入硝酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在
D.久置的氯水也可使有色布条褪色
【变式1-1】(2022·潍坊市上学期期中,多选)由下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 ( )
选项
实验操作和现象
结论
A
新制氯水中滴入硝酸银溶液会产生白色沉淀
新制氯水中有氯离子
B
将湿润的蓝色石蕊试纸放入盛有干燥氯气的集气瓶内,石蕊试纸先变红后褪色
氯气具有漂白性
C
盛满氯气的试管倒扣在水槽中,静置一段时间,试管中液面上升一段距离,溶液呈浅黄绿色
氯气能溶于水
D
用小刀切割金属钠,钠表面光亮的银白色迅速变暗
金属钠质软,钠在空气中被氧化为
【例2】数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连,可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。如图是数字化实验得到的光照过程中氯水的pH变化情况。对此,下列有关说法正确的是( )
A.pH减小的主要原因是光照引起了Cl2溶解度的减小,氯气逸出,导致了溶液中H+浓度减小
B.光照过程中,氯水pH减小的同时,溶液中Cl-的浓度也不断减小
C.光照使氯水中的次氯酸分解为盐酸,溶液的酸性增强
D.随着对氯水光照时间的延长,氯水的漂白性将增强
【变式2-1】在密闭容器中,氯水的pH、氯离子浓度和氧气的体积随时间的变化如图所示。
随着时间的推移,溶液的pH ,酸性 ,氯离子的浓度 ,有 生成。
结论:次氯酸不稳定,见光易分解,反应的化学方程式: 。
考点三 氯气与碱的反应
1.与NaOH反应——制
化学方程式:
离子方程式:
漂白液的主要成分为 ,
漂白液的有效成分为 。
2.与Ca(OH)2反应——制 ,Ca(OH)2为
化学方程式:
离子方程式:
漂白粉的主要成分为 ,
漂白粉的有效成分是 ,
漂粉精的主要成分为 。
漂白粉的漂白原理:
与空气中的水和二氧化碳反应,生成具有漂白作用的HClO,化学方程式:
漂白粉的变质,Ca(ClO)2→CaCl2:
①
②
③
3.应用
漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的 ,又可用作游泳池等场所的 。
【例1】物质俗称和简单方程式的书写
1.【2023七彩阳光期中】
(1)漂白粉有效成分的化学式是_____________。
(2)小苏打在水中的电离方程式:_____________。
(3)实验室制取氯气的化学方程式为_____________。
2.【2023杭州周边重点期中】
(1)漂粉精的有效成分是____________(填名称)。
(2)NaHSO4在水溶液中的电离方程式为:_____________________________________。
3.【2022北斗联盟期中】
(1)漂白液有效成分化学式________________。
(2)氯气与水反应的离子方程式__________________________________________。
(3)小苏打受热分解的化学方程式________________________________________。
4.【2023 A9协作体期中】按要求写出相应的反应方程式。
(1)写出下列物质的主要成分:碱石灰__________,小苏打__________。
(2)碳酸银可溶于稀硝酸,写出其离子方程式_____________________________________。
5.【2023 9+1联盟】请按要求回答下列问题:
(1)写出硝酸铵溶于水的电离方程式:___________________________________;
(2)写出金属钠与水反应的离子反应方程式:_____________________________;
6.【2023 四校联考 期中】
常考物质名称及化学式整理:
生石灰:
熟石灰:
碱石灰:
纯碱、苏打:
小苏打:
漂白液主要成分:
漂白液有效成分:
漂白粉主要成分:
漂白粉有效成分:
漂粉精主要成分:
软锰矿的主要成分:
赤铁矿的主要成分:
磁铁矿的主要成分:
Fe2O3俗称: Na2CO3俗称: NaHCO3俗称:
【例2】下列有关生活中的化学知识,叙述正确的是( )
A.漂白粉性质稳定,可以敞口存放
B.漂白粉和活性炭都常用于自来水的处理,两者的作用原理是相同的
C.氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
D.洁厕灵不能与“84”消毒液混用,原因是两种溶液混合产生的HClO易分解
【变式2-1】(2021·浙江1月学考改编)下列关于可溶性盐Ca(ClO)2的说法不正确的是( )
A.具有强氧化性,可作漂白剂
B.向其水溶液中滴加碳酸钠溶液,不会出现白色浑浊
C.能与空气中的CO2和水蒸气反应而变质
D.与盐酸反应的离子方程式:ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O
考点四 氯气的实验室制法
1.反应原理
化学方程式:
离子方程式:
盐酸体现 性和 性,被氧化的HCl占反应总量的
2.反应装置
( 型)
玻璃仪器名称: , , , ,
注意: , 盐酸,洗气瓶( ),集气瓶( )
【变式】
替换为
只能放 : ;不能放
实验室制备Cl2的注意事项
(1)必须用 盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
(2)加热温度不宜过高, 。
(3)实验结束后,先 并排出装置中残留的Cl2, ,避免污染空气。
(4)净化装置:用 除去HCl,用 干燥。
饱和食盐水的作用:① ②
浓硫酸的作用:除去Cl2中混有的
(5)收集方法:向上排空气法(或 法)。
(6)尾气处理:用选择① ② ③
例如:NaOH溶液什么作用?
不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为
(7)满验方法
①观察到集气瓶口呈 ,则收集满。
② 的淀粉-KI试纸在集气瓶口变 ,则收集满。
③ 的蓝色石蕊试纸在集气瓶口 ,则收集满。
【例1】(2022·浙北名校联考)实验室利用如图所示装置制备氯气,图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置,其中错误的是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
【变式2】(2022·清远市四校上学期期中)如图是实验室制取纯净氯气的装置图,下列说法正确的是( )
A.分液漏斗中盛装的是浓硫酸
B.B的目的是为了除去氯气中的水分
C.E中盛装的是饱和氯化钠溶液
D.D广口瓶除了可以用于收集气体外,还可以用做安全瓶
【例3】实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2。下列说法正确的是( )
A.MnO2是反应的氧化剂,HCl是还原剂
B.氧化剂和还原剂的个数之比为1∶4
C.每生成1个Cl2,转移4个电子
D.HCl只表现还原性例3
【例4】如图所示,从左侧通入氯气,若关闭止水夹Ⅰ,打开止水夹Ⅱ,红色布条不褪色;若打开止水夹Ⅰ,关闭止水夹Ⅱ,红色布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是( )
①饱和食盐水 ②Ba(OH)2溶液 ③浓硫酸 ④NaBr溶液
A.②③ B.①②③④ C.②③④ D.①②
【例5】电石渣[主要成分为Ca(OH)2]是氯碱工业中的废料,某同学在实验室以电石渣为原料制取KClO3的工艺流程如图所示:
已知:Ca(ClO3)2易溶于水。
下述叙述中正确的是( )
A. 上述流程中所用Cl2是用MnO2与浓盐酸反应制得,体现了盐酸的酸性和氧化性
B. 工业生产电石(CaC2)的反应为CaO+3CCaC2+CO↑,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C. “转化”发生反应的离子方程式为Ca2++ClO+K++CO=CaCO3↓+KClO3
D. 操作I为过滤
【例6】(2023 9+1联盟期中)
【例7】(2023 精诚联盟期中)
补充:实验室制备Cl2(固液不加热型)
1.反应原理
化学方程式:
离子方程式:
盐酸体现 性和 性,被氧化的HCl占反应总量的
2.反应装置
【例1】在实验室可设计如图装置制备干燥的氯气并检验其性质:
图2
①写出该反应的离子方程式: 。
②装置B、C中盛放的试剂分别是 、 。
③I处放置湿润的有色布条,III处放置干燥的有色布条,实现现象为 、 。
④将A处装置改为图2,橡皮管a的作用为 。
【变式1-1】(2022·河南省漯河市等5地上学期期中)实验室中。通常采用如图所示装置来制取纯净干燥的氯气(夹持装置已略去) 已知:无水硫酸铜遇水会变蓝。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 。
(2)试剂I的名称为 ,其作用为 。
(3)无水硫酸铜的作用为 。
(4)集气瓶中的现象为 ,从收集方法来看,可知密度:Cl2 (填“大于”、“小于”或“等于”)空气。
(5)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为 。
(6)烧杯中的氢氧化钠溶液 (填“能”或“不能”)改为澄清石灰水来进行尾气处理。原因为 。
五、Cl-的检验
检验固体中有无Cl-,实验操作为
检验溶液中有无Cl-,实验操作为
【例1】某溶液中只可能大量含有、、、、Cl-、、中的若干种,对其进行如下实验:
i:取少量该溶液于试管中,加入过量溶液,产生白色沉淀,过滤;
ii:向i中所得滤渣中加入足量盐酸,沉淀全部溶解,并有无色气体生成;
iii:向ii中所得滤液中加入足量硝酸酸化后,再加入溶液,有白色沉淀生成。
回答下列问题:
(1)无需实验即可推断溶液中一定不会大量存在的离子为______。
(2)通过实验i可知溶液中一定不会大量存在的离子为______。
(3)实验ⅰ中过滤时用到的玻璃仪器为烧杯、______、______。
(4)由实验ⅱ可知溶液中一定不会大量存在的离子为______,一定大量存在的离子为______;实验ⅱ中发生反应的离子方程式为______。
(5)实验iii______(填“能”或“不能”)说明该溶液中存在;若能请说明理由,若不能请简单设计实验证明该溶液中是否存在:______。
(6)上述实验______(填“能”或“不能”)说明该溶液中存在,若能请说明理由,若不能请简单设计实验证明该溶液中是否存在:______。
【例2】(2023 5+1联盟 期中)下列实验方案设计、现象和结论都正确的是( )
实验目的
方案设计
现象和结论
A
比较碳酸和盐酸的酸性强弱
适量二氧化碳通入氯化钡溶液中
产生沉淀,碳酸的
酸性比盐酸弱
B
检验某钠盐的成分
向钠盐中滴加稀盐酸并将产生的气体通
入澄清石灰水
石灰水变浑浊,
该钠盐为Na2CO3
C
检验MnO2和浓盐酸反应后是否有酸剩余
取少量反应后的溶液于试管中,依次加
入稀HNO3、AgNO3溶液
产生大量白色沉淀,
则盐酸有剩余
D
制备Fe(OH)3胶体
向沸水中滴入几滴FeCl3饱和溶液,继续
煮沸,并用激光笔照射
溶液变红褐色,出现丁达尔效应,产生了胶体
六、氯及其化合物的相互转化
编号
化学方程式
离子方程式
备注
1
2
3
4
5
现象:
6
现象:
7
现象:
8
现象:
9
10
11
12
13
14
15
学科网(北京)股份有限公司
$$
本次课内容:氯及其化合物
考点:
考点一、氯气的性质
考点二、氯气与水的反应 氯水
考点三、氯气与碱的反应
考点四、氯气的实验室制法
考点五、氯离子的检验
考点六、氯及其化合物的相互转化
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2,则铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2。×
2.Cl2在化学反应中既能作氧化剂,又能作还原剂。√
3.红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧,生成棕褐色的烟。×
4.Fe在Cl2中燃烧生成棕褐色烟雾,反应后,向集气瓶中加少量水振荡,得到棕褐色溶液。×
5.Cu在Cl2中燃烧生成棕黄色烟雾,反应后,向集气瓶中加少量水振荡,得到棕黄色溶液。×
6.足量Fe与少量氯气反应生成FeCl3 √
7.足量Fe与少量氯水反应生成FeCl3 ×
8.工业制备HCl是利用纯净的H2在Cl2中燃烧 √
9.H2在Cl2中安静燃烧,产生苍白色火焰,瓶口生成白色烟雾 ×
10.FeBr2溶液中通入少量氯气,Br-优先反应 ×
11.FeI2溶液中通入少量氯气,I-优先反应 √
12.氯气、氯水和液氯是同一种物质,都属于纯净物。 ×
13.干燥的氯气使鲜花褪色,说明氯气具有漂白性。 ×
14.向放有干燥的红色布条的集气瓶中通入干燥的氯气,红色布条不褪色。√
15.向放有红色鲜花的集气瓶中通入干燥的氯气,鲜花不褪色。×
16.将气体通入硝酸银溶液,可检验Cl2中是否混有HCl气体。 ×
17.新制的氯水呈酸性,向其中滴加几滴紫色石蕊溶液并振荡,溶液呈红色。 ×
18.可用pH试纸测定氯水的pH。 ×
19.工业上用氯气和澄清石灰水反应制备漂白粉。 ×
20.漂白粉是纯净物,“84”消毒液是混合物,两者都可以长期保存。 ×
21.新制氯水的漂白原理与H2O2、Na2O2、Ca(ClO)2 相同。 √
22.漂白粉在空气中久置变质,是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。 ×
23.MnO2与稀盐酸在加热条件下也可制取Cl2。 ×
24.用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2。 ×
25.实验室可以用排饱和食盐水法收集Cl2。 √
26.MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中,若MnO2足量,则HCl能完全反应。 ×
考点一 氯气的性质
1.氯元素的存在形式
氯元素只以化合态存在于自然界。
2.氯气的物理性质
颜色
气味
状态
毒性
密度
水溶性
黄绿色
刺激性气味
气体
有毒
比空气的密度大
25 ℃时,1体积水溶解
约2体积氯气
3.氯气的化学性质
化学方程式
反应现象
与钠反应
2Na+Cl22NaCl
①黄色火焰,
②产生大量白烟
与铁反应
2Fe+3Cl22FeCl3
产生大量棕褐色烟
与铜反应
Cu+Cl2CuCl2
产生大量棕黄色烟
与H2反应
H2+Cl22HCl
①安静地燃烧
②发出苍白色火焰
③瓶口上方出现白雾
注意:
工业制备盐酸:H2(燃料)在Cl2(助燃剂)中燃烧,但H2过量;H2、Cl2光照爆炸!
相关实验介绍
【实验2-7】H2与Cl2反应
化学方程式:H2+Cl22HCl
实验现象:
①安静地燃烧
②发出苍白色火焰
③瓶口上方出现白雾
【例1】下列化合物中,不能通过两种单质间化合直接制取的是( D )
A.FeCl3 B.CuCl2 C.HCl D.FeCl2
【变式1】下列转化过程不能一步完成的是( D )
A.Fe→FeCl2 B.Na→NaCl C.Fe→FeCl3 D.Cu→Cu(OH)2
【变式2】下列物质间的转化关系中不能全部通过一步反应完成的是( C )
A.
B.
C. 溶液
D. 溶液
【例2】 某化学教师为“氯气与金属钠反应”设计了如图装置的实验。实验操作:先给钠预热,到钠熔融成圆球时,撤火,通入氯气,即可见钠着火燃烧,生成大量白烟。下列叙述中错误的是( C )
A.反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
B.玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花球是用于吸收过量的氯气,以免其污染空气
C.钠着火燃烧产生苍白色火焰
D.发生的反应为2Na+Cl22NaCl
考点二 氯气与水的反应 氯水
1.氯气与水反应
(1)在25 ℃时,1体积水溶解约2体积氯气,氯气的水溶液称为氯水,是混合物。
(2)溶于水中的部分氯气与水发生反应,
化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO
离子方程式为Cl2+H2O++HClO
2.次氯酸
(1)弱酸性:酸性很弱,比碳酸酸性弱。
(2)不稳定性:见光易分解,
化学方程式为2HClO2HCl+O2↑
离子方程式为2HClO2+2+O2↑
(3)强氧化性:用于杀菌消毒。
(4)漂白性。
相关实验介绍
【实验2-8】探究HClO的漂白性
化学方程式:Cl2+H2OHCl+HClO
离子方程式:Cl2+H2O++HClO
实验现象:
①干燥布条不褪色
②湿润布条褪色
③鲜花褪色
实验结论:
干燥氯气没有漂白性;
湿润的氯气有漂白性;
HClO有漂白性。
补充:氯水和液氯的区别
项目
液氯
新制氯水
(三分子、四离子)
久置氯水
(稀盐酸)
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、
Cl-、ClO-、OH-
H+、Cl-、H2O、OH-
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
【例1】氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是( C )
A.放入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明有Cl2存在
B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有HClO分子存在
C.先加入硝酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在
D.久置的氯水也可使有色布条褪色
【变式1-1】(2022·潍坊市上学期期中,多选)由下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 ( AC )
选项
实验操作和现象
结论
A
新制氯水中滴入硝酸银溶液会产生白色沉淀
新制氯水中有氯离子
B
将湿润的蓝色石蕊试纸放入盛有干燥氯气的集气瓶内,石蕊试纸先变红后褪色
氯气具有漂白性
C
盛满氯气的试管倒扣在水槽中,静置一段时间,试管中液面上升一段距离,溶液呈浅黄绿色
氯气能溶于水
D
用小刀切割金属钠,钠表面光亮的银白色迅速变暗
金属钠质软,钠在空气中被氧化为
【例2】数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连,可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。如图是数字化实验得到的光照过程中氯水的pH变化情况。对此,下列有关说法正确的是( C )
A.pH减小的主要原因是光照引起了Cl2溶解度的减小,氯气逸出,导致了溶液中H+浓度减小
B.光照过程中,氯水pH减小的同时,溶液中Cl-的浓度也不断减小
C.光照使氯水中的次氯酸分解为盐酸,溶液的酸性增强
D.随着对氯水光照时间的延长,氯水的漂白性将增强
【变式2-1】在密闭容器中,氯水的pH、氯离子浓度和氧气的体积随时间的变化如图所示。
随着时间的推移,溶液的pH 减小 ,酸性 增强 ,氯离子的浓度 增大 ,有 氧气 生成。
结论:次氯酸不稳定,见光易分解,反应的化学方程式: 2HClO2HCl+O2↑ 。
考点三 氯气与碱的反应
1.与NaOH反应——制漂白液
化学方程式:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
离子方程式:Cl2+2++H2O
漂白液的主要成分为NaCl、NaClO,
漂白液的有效成分为NaClO。
2.与Ca(OH)2反应——制漂白粉
(1)化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (注:Ca(OH)2为石灰乳)
离子方程式:Cl2+Ca(OH)2++ H2O
漂白粉的主要成分为CaCl2、Ca(ClO)2,
漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。
漂粉精的主要成分为Ca(ClO)2。
(3)漂白原理:漂白粉与空气中的水和二氧化碳反应,生成具有漂白作用的HClO:
Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO。
漂白粉的漂白原理:
与空气中的水和二氧化碳反应,生成具有漂白作用的HClO,化学方程式:
Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO。
漂白粉的变质,Ca(ClO)2→CaCl2:
①Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO。
②2HClO2HCl+O2↑
③CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
3.应用
漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。
Na2CO3俗称:苏打/纯碱
NaHCO3俗称:小苏打
【例2】下列有关生活中的化学知识,叙述正确的是( C )
A.漂白粉性质稳定,可以敞口存放
B.漂白粉和活性炭都常用于自来水的处理,两者的作用原理是相同的
C.氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
D.洁厕灵不能与“84”消毒液混用,原因是两种溶液混合产生的HClO易分解
【变式2-1】(2021·浙江1月学考改编)下列关于可溶性盐Ca(ClO)2的说法不正确的是( B )
A.具有强氧化性,可作漂白剂
B.向其水溶液中滴加碳酸钠溶液,不会出现白色浑浊
C.能与空气中的CO2和水蒸气反应而变质
D.与盐酸反应的离子方程式:ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O
考点四 氯气的实验室制法
1.反应原理
化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
盐酸体现__酸__性和_ 还原__性,被氧化的HCl占反应总量的____
2.反应装置
(固液加热型)
玻璃仪器名称:圆底烧瓶,分液漏斗,洗气瓶,集气瓶,烧杯
注意:加热,浓盐酸,洗气瓶(长进短出),集气瓶(长进短出)
【变式】
替换为
只能放干燥剂:P2O5, CaCl2,不能放浓硫酸
实验室制备Cl2的注意事项
(1)必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
(2)加热温度不宜过高,减少HCl的挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)净化装置:用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸干燥。
饱和食盐水的作用:①除去HCl气体②降低Cl2溶解度
浓硫酸的作用:除去Cl2中混有的水蒸气
(5)收集方法:向上排空气法(或排饱和食盐水法)。
(6)尾气处理:用可选择NaOH溶液,石灰乳,Na2CO3溶液
例如:NaOH溶液什么作用?尾气处理,吸收Cl2,避免污染大气。
不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中Ca(OH)2浓度小,吸收不完全。
(7)满验方法
①观察到集气瓶口呈黄绿色,则收集满。
②湿润的淀粉-KI试纸在集气瓶口变蓝,则收集满。
③湿润的蓝色石蕊试纸在集气瓶口先变红后变褪色,则收集满。
【例1】(2022·浙北名校联考)实验室利用如图所示装置制备氯气,图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置,其中错误的是( C )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
【变式2】(2022·清远市四校上学期期中)如图是实验室制取纯净氯气的装置图,下列说法正确的是( D )
A.分液漏斗中盛装的是浓硫酸
B.B的目的是为了除去氯气中的水分
C.E中盛装的是饱和氯化钠溶液
D.D广口瓶除了可以用于收集气体外,还可以用做安全瓶
【例3】实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2。下列说法正确的是( A )
A.MnO2是反应的氧化剂,HCl是还原剂
B.氧化剂和还原剂的个数之比为1∶4
C.每生成1个Cl2,转移4个电子
D.HCl只表现还原性例3
【例4】如图所示,从左侧通入氯气,若关闭止水夹Ⅰ,打开止水夹Ⅱ,红色布条不褪色;若打开止水夹Ⅰ,关闭止水夹Ⅱ,红色布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是( C )
①饱和食盐水 ②Ba(OH)2溶液 ③浓硫酸 ④NaBr溶液
A.②③ B.①②③④ C.②③④ D.①②
【例5】电石渣[主要成分为Ca(OH)2]是氯碱工业中的废料,某同学在实验室以电石渣为原料制取KClO3的工艺流程如图所示:
已知:Ca(ClO3)2易溶于水。
下述叙述中正确的是( D )
A. 上述流程中所用Cl2是用MnO2与浓盐酸反应制得,体现了盐酸的酸性和氧化性
B. 工业生产电石(CaC2)的反应为CaO+3CCaC2+CO↑,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C. “转化”发生反应的离子方程式为Ca2++ClO+K++CO=CaCO3↓+KClO3
D. 操作I为过滤
【例6】(2023 9+1联盟期中)
补充:实验室制备Cl2(固液不加热型)
1.反应原理
化学方程式为:2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O(固液不加热型)
离子方程式为:2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
盐酸体现___酸____性和____还原___性,被氧化的HCl占反应总量的_______
2.反应装置
【例1】在实验室可设计如图装置制备干燥的氯气并检验其性质:
图2
①写出该反应的离子方程式: 。
②装置B、C中盛放的试剂分别是 、 。
③I处放置湿润的有色布条,III处放置干燥的有色布条,实现现象为 、 。
④将A处装置改为图2,橡皮管a的作用为 。
【答案】
①
②饱和食盐水 浓硫酸
③有色布条褪色、有色布条不褪色
④平衡气压,使浓盐酸顺利流出
【变式1-1】(2022·河南省漯河市等5地上学期期中)实验室中。通常采用如图所示装置来制取纯净干燥的氯气(夹持装置已略去) 已知:无水硫酸铜遇水会变蓝。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 。
(2)试剂I的名称为 ,其作用为 。
(3)无水硫酸铜的作用为 。
(4)集气瓶中的现象为 ,从收集方法来看,可知密度:Cl2 (填“大于”、“小于”或“等于”)空气。
(5)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为 。
(6)烧杯中的氢氧化钠溶液 (填“能”或“不能”)改为澄清石灰水来进行尾气处理。原因为 。
【答案】(1)分液漏斗
(2)饱和食盐水 除去挥发出来的氯化氢气体
(3)检验氯气中的水蒸气是否除尽
(4)由无色变为黄绿色 大于
(5)10Cl-+16H++2=2Mn2++5Cl2 ↑ +8H2O
(6)不能 氢氧化钙在水中的溶解度很小(且Cl2吸收不充分或其他合理答案)
五、Cl-的检验(取样,操作,现象,结论)
检验固体中有无Cl-,实验操作为取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水溶解,先加入足量稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则存在Cl-。
检验溶液中有无Cl-,实验操作为取少量样品于试管中,先加入足量稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则存在Cl-。
【例1】某溶液中只可能大量含有、、、、Cl-、、中的若干种,对其进行如下实验:
i:取少量该溶液于试管中,加入过量溶液,产生白色沉淀,过滤;
ii:向i中所得滤渣中加入足量盐酸,沉淀全部溶解,并有无色气体生成;
iii:向ii中所得滤液中加入足量硝酸酸化后,再加入溶液,有白色沉淀生成。
回答下列问题:
(1)无需实验即可推断溶液中一定不会大量存在的离子为______。
(2)通过实验i可知溶液中一定不会大量存在的离子为______。
(3)实验ⅰ中过滤时用到的玻璃仪器为烧杯、______、______。
(4)由实验ⅱ可知溶液中一定不会大量存在的离子为______,一定大量存在的离子为______;实验ⅱ中发生反应的离子方程式为______。
(5)实验iii______(填“能”或“不能”)说明该溶液中存在;若能请说明理由,若不能请简单设计实验证明该溶液中是否存在:______。
(6)上述实验______(填“能”或“不能”)说明该溶液中存在,若能请说明理由,若不能请简单设计实验证明该溶液中是否存在:______。
【答案】(1)
(2)
(3)漏斗 玻璃棒
(4)
(5)不能 取原溶液少许,加入足量硝酸酸化后,再加入溶液,若有白色沉淀生成则证明含,反之则不含
(6)不能 取洁净的铂丝,蘸取原溶液少许,在酒精灯外焰上灼烧,若透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色则证明含,反之则不含
【例2】(2023 5+1联盟 期中)下列实验方案设计、现象和结论都正确的是( D )
实验目的
方案设计
现象和结论
A
比较碳酸和盐酸的酸性强弱
适量二氧化碳通入氯化钡溶液中
产生沉淀,碳酸的
酸性比盐酸弱
B
检验某钠盐的成分
向钠盐中滴加稀盐酸并将产生的气体通
入澄清石灰水
石灰水变浑浊,
该钠盐为Na2CO3
C
检验MnO2和浓盐酸反应后是否有酸剩余
取少量反应后的溶液于试管中,依次加
入稀HNO3、AgNO3溶液
产生大量白色沉淀,
则盐酸有剩余
D
制备Fe(OH)3胶体
向沸水中滴入几滴FeCl3饱和溶液,继续
煮沸,并用激光笔照射
溶液变红褐色,出现丁达尔效应,产生了胶体
六、氯及其化合物的相互转化
编号
化学方程式
离子方程式
备注
1
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4+2 +Cl2↑+2H2O
实验室制Cl2
2
2KMnO4+16HCl(浓)= 2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
3
2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
工业冶炼Na
4
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
氯碱工业
5
H2+Cl22HCl
①安静地燃烧②发出苍白色火焰③瓶口上方出现白雾
6
2Fe+3Cl22FeCl3
产生大量棕褐色烟
7
Cu+Cl2CuCl2
产生大量棕黄色烟
8
2Na+Cl22NaCl
①黄色火焰,②产生大量白烟
9
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3
+=AgCl↓
HNO3,AgNO3
10
Cl2+H2OHCl+HClO
Cl2+H2O++HClO
可逆符号
11
Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
Cl2+2++H2O
制漂白液
12
++2H+=Cl2↑+H2O
13
2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
Cl2+Ca(OH)2++ H2O
制漂白粉
14
Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO
原理/变质
15
2HClO2HCl+O2↑
2HClO2+2+O2↑
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