2.2 氯及其化合物【基础必牢】化学人教版必修第一册

该高中化学知识清单系统梳理了氯及其化合物的知识体系。从氯的存在与氯气物理性质入手，基于原子结构分析化学性质，涵盖与金属、非金属、水、碱的反应，进而学习实验室制法及氯离子检验，构建完整认知支架。 知识链路遵循结构决定性质、性质决定制备与应用的逻辑，通过实验探究（如氯水漂白性）、对比表格（液氯与氯水成分性质比较）及易错辨析题，培养科学思维中的证据推理能力，强化科学探究与实践中的实验操作和问题解决能力，助力知识理解与应用。

专题05 氯及其化合物 一、氯的存在及氯气的物理性质 1．氯的存在 氯元素是一种重要的“成盐元素”，在自然界中以 态存在，除了以 等形式大量存在于海水中，还存在于陆地的 中。 2．氯气的物理性质 颜色 状态 气味 毒性 溶解性 密度 1体积的水可溶解约 体积的氯气 比空气 3．液氯 氯气的熔、沸点低，在低温和加压条件下可以转化为液态，称为 。 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：用手在瓶口轻轻扇动，使极少量气体飘进鼻孔。 易错提醒 二、化学性质 1．氯的原子结构：氯原子最外电子层上有 个电子，在化学反应中很容易 电子以达到8电子稳定结构。因此氯的化学性质非常活泼，表现出很强的 。（结构决定性质） 2．氯气的化学性质 （1）与金属单质的反应 化学方程式 反应现象 与钠反应 产生大量 与铁反应 产生大量 与铜反应 产生大量 由于氯气的氧化性很强，与可变价金属反应时，生成 金属氯化物。 易错提醒 （2）与非金属单质反应（如H2） H2＋Cl2 （现象： 火焰，瓶口有白雾）——可用于工业制盐酸 H2＋Cl2 （现象：会发生爆炸） ①燃烧不一定有氧，任何发光发热的剧烈的氧化还原反应都称之为燃烧。 ②H2在Cl2中燃烧前，一定要检验H2的纯度。 易错提醒 (1)铁丝在少量的Cl2中燃烧可生成FeCl2(　　) (2)H2与Cl2混合气体点燃会安静地燃烧，发出苍白色火焰(　　) (3)Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟，若反应后，向集气瓶中加少量水振荡，可得到棕黄色溶液(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　 (3)× 易错辨析 （3）与水的反应 ①常温下，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气部分与水反应 （Cl2作既做氧化剂又做还原剂）。 ②实验探究氯水的漂白性 实验操作 实验现象 解释 有色布条 干燥的Cl2 有色布条 在有H2O存在的条件下，Cl2有 有色鲜花 在有H2O存在的条件下，Cl2有 结论 氯气不具有漂白性， 具有漂白性 氯气溶于水能杀菌、消毒以及能使某些染料和有机色素褪色，是因为氯气与水反应生成的 具有强氧化性。 ③次氯酸（ ）的性质：一元弱酸（比碳酸弱），具有强氧化性（ 用于杀菌、消毒、漂白），不稳定，见光或受热易分解，化学方程式： 氯气用于杀菌、消毒、漂白，就是因为和水反应生成了次氯酸，利用次氯酸的强氧化性进行杀菌、消毒、漂白。次氯酸的漂白原理是氧化有机色素，发生的是氧化还原反应，不可逆。常见的可漂白的物质有有色纸条、有色布条、酸碱指示剂、有色花瓣、红墨水、品红溶液、蓝色石蕊试纸等。 易错提醒 ④液氯、新制氯水、久置氯水的比较 液氯 新制氯水 久置氯水 成分 Cl2 三分子Cl2、HClO、H2O 四离子H＋、Cl－、ClO－、OH－ 稀盐酸 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 ⑤新制氯水成分的多重性 （4）与碱反应 ①漂白液 反应的化学方程式： 。 漂白液的有效成分是 市场上“84”消毒液的有效成分是 。 ②漂白粉 反应的化学方程式： 。 漂白粉的主要成分是 ，有效成分是 ，漂粉精的主要成分是 。 ③漂白粉的漂白原理：利用复分解反应原理，漂白粉中的 与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的 。 化学方程式为 (家用漂白消毒)。 (工业漂白)。 ④漂白粉的保存及应用 漂白粉应 、 保存，并置于 干燥处。 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 。 （1）次氯酸盐比次氯酸稳定，不易分解且次氯酸盐固体比次氯酸易于贮存和运输，故生产、生活中常用次氯酸盐(如漂白粉)代替次氯酸作漂白剂和消毒剂。 （2）漂白液、漂白粉的有效成分分别为NaClO、Ca(ClO)2，其漂白、消毒原理相同，都是在酸性条件下生成具有漂白、消毒作用的次氯酸(HClO)。 （3）具有漂白和消毒作用的含氯化合物有次氯酸、次氯酸盐(次氯酸钙、次氯酸钠)、二氧化氯(ClO2)。二氧化氯的漂白和消毒能力比氯气强且使用起来更安全。 易错提醒 (1)氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物(　　) (2)湿润的有色布条遇Cl2褪色，说明Cl2具有漂白性(　　) (3)可用pH试纸测定氯水的pH(　　) (4)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂(　　) (5)充满氯气的塑料矿泉水瓶中加入20 mL水，盖好瓶盖，用力振荡，矿泉水瓶会变瘪(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 易错辨析 （5）与还原性盐溶液反应 Cl2＋2NaBr = Cl2＋2KI = （使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验） Cl2＋2FeCl2 = （6）与某些氧化物反应 Cl2＋SO2＋2H2O = 三、氯气的实验室制法 1．药品：二氧化锰和浓盐酸。 2．化学方程式：MnO2＋4HCl(浓) 离子方程式： 3．实验装置 （1）发生装置(Ⅰ部分) ①特点：固体＋液体气体 ②仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等 ③试剂：A中盛放 ，B中盛放 （2）净化装置(Ⅱ部分) 盛放试剂 试剂的作用 C 除去氯气中的 D （3）收集装置(Ⅲ部分)： （4）验满方法： ①观察到E中充满 气体，则证明已集满。 ②将 靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变 ，则证明已集满。 ③ 靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生 的变化，则证明已集满。 （5）尾气处理装置(Ⅳ部分) F中盛放的试剂： 溶液，作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH=== （1）稀盐酸与MnO2不反应，制取氯气时必须选用浓盐酸；加热温度不宜过高，以减少氯化氢的挥发。 （2）制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。 （3）尾气处理时，不能用澄清石灰水吸收氯气，因为澄清石灰水中的Ca(OH)2含量少，吸收不完全。 （4）实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的氯气，再拆卸装置，避免污染空气。 易错提醒 4．其它实验室制氯气的反应原理（将MnO2换成氧化性更强的固体KMnO4或KClO3或Ca(ClO)2） ①16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑；（不需加热） ②6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑；（不需加热） ③4HCl＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑。（不需加热） (1)实验室制取的Cl2中混有HCl气体，可通过盛有碱石灰的干燥管除去(　　) (2)MnO2与稀盐酸在加热条件下也可制取Cl2(　　) (3)在实验室制取Cl2的试剂中，HCl只做还原剂(　　) (4)实验室可以用排水法收集Cl2(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 易错辨析 四、氯离子的检验 1．实验探究 试液2～3 mL 实验现象 离子方程式 滴入几滴硝酸银溶液 加入少量稀硝酸 （1）稀盐酸 有白色沉淀生成 （2）氯化钠溶液 沉淀不溶解 （3）碳酸钠溶液 有白色沉淀生成 2．氯离子检验方法 （1）试剂： 、 。 （2）方法：先加稀硝酸，再加AgNO3溶液。 （3）现象：产生白色沉淀。 （4）原理： 。 3．氯离子检验的一般步骤： 某溶液无沉淀白色沉淀，则证明原溶液中含Cl－。 氯离子检验的注意事项 （1）用稀硝酸酸化，主要是排除CO等离子的干扰。 （2）不能用稀盐酸酸化，因为盐酸会引入Cl－。 （3）Cl－的检验步骤也可表述为在待测液中直接加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则证明溶液中含有Cl－。 易错提醒 (1)某溶液中滴加AgNO3溶液后有白色沉淀生成，则该溶液中一定含有Cl－(　　) (2)检验Cl2中是否混有HCl，可通入AgNO3溶液中，若有白色沉淀产生，说明Cl2中混有HCl(　　) (3)检验Na2CO3溶液中是否有NaCl杂质，可先加AgNO3溶液，再加过量的稀盐酸，若沉淀不溶解，则有NaCl杂质(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)× 易错辨析 一、氯的存在及氯气的物理性质 1．氯的存在 氯元素是一种重要的“成盐元素”，在自然界中以 化合 态存在，除了以 NaCl、MgCl2、CaCl2 等形式大量存在于海水中，还存在于陆地的 盐湖和盐矿 中。 2．氯气的物理性质 颜色 状态 气味 毒性 溶解性 密度 黄绿色 气体 刺激性气味 有毒 1体积的水可溶解约2体积的氯气 比空气大 3．液氯 氯气的熔、沸点低，在低温和加压条件下可以转化为液态，称为液氯。 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：用手在瓶口轻轻扇动，使极少量气体飘进鼻孔。 易错提醒 二、化学性质 1．氯的原子结构：氯原子最外电子层上有 7 个电子，在化学反应中很容易 得到1个电子以达到8电子稳定结构。因此氯的化学性质非常活泼，表现出很强的 氧化性 。（结构决定性质） 2．氯气的化学性质 （1）与金属单质的反应 化学方程式 反应现象 与钠反应 2Na＋Cl22NaCl 产生大量白色烟 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 由于氯气的氧化性很强，与可变价金属反应时，生成高价金属氯化物。 易错提醒 （2）与非金属单质反应（如H2） H2＋Cl22HCl（现象：苍白色火焰，瓶口有白雾）——可用于工业制盐酸 H2＋Cl22HCl（现象：会发生爆炸） ①燃烧不一定有氧，任何发光发热的剧烈的氧化还原反应都称之为燃烧。 ②H2在Cl2中燃烧前，一定要检验H2的纯度。 易错提醒 （3）与水的反应 ①常温下，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气部分与水反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO（Cl2作既做氧化剂又做还原剂）。 ②实验探究氯水的漂白性 实验操作 实验现象 解释 有色布条不褪色 干燥的Cl2无漂白作用 有色布条褪色 在有H2O存在的条件下，Cl2有漂白作用 有色鲜花褪色 在有H2O存在的条件下，Cl2有漂白作用 结论 氯气不具有漂白性，HClO具有漂白性 氯气溶于水能杀菌、消毒以及能使某些染料和有机色素褪色，是因为氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性。 ③次氯酸（HClO）的性质：一元弱酸（比碳酸弱），具有强氧化性（ 用于杀菌、消毒、漂白），不稳定，见光或受热易分解，化学方程式： 2HClO2HCl＋O2↑ 氯气用于杀菌、消毒、漂白，就是因为和水反应生成了次氯酸，利用次氯酸的强氧化性进行杀菌、消毒、漂白。次氯酸的漂白原理是氧化有机色素，发生的是氧化还原反应，不可逆。常见的可漂白的物质有有色纸条、有色布条、酸碱指示剂、有色花瓣、红墨水、品红溶液、蓝色石蕊试纸等。 易错提醒 ④液氯、新制氯水、久置氯水的比较 液氯 新制氯水 久置氯水 成分 Cl2 三分子Cl2、HClO、H2O 四离子H＋、Cl－、ClO－、OH－ 稀盐酸 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 ⑤新制氯水成分的多重性 （4）与碱反应 ①漂白液 反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 漂白液的有效成分是NaClO，市场上“84”消毒液的有效成分是NaClO。 ②漂白粉 反应的化学方程式：2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。 ③漂白粉的漂白原理：利用复分解反应原理，漂白粉中的Ca(ClO)2与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的HClO。 化学方程式为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO(家用漂白消毒)。 Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2↓＋2HClO(工业漂白)。 ④漂白粉的保存及应用 漂白粉应密封、避光保存，并置于阴凉干燥处。 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。 （1）次氯酸盐比次氯酸稳定，不易分解且次氯酸盐固体比次氯酸易于贮存和运输，故生产、生活中常用次氯酸盐(如漂白粉)代替次氯酸作漂白剂和消毒剂。 （2）漂白液、漂白粉的有效成分分别为NaClO、Ca(ClO)2，其漂白、消毒原理相同，都是在酸性条件下生成具有漂白、消毒作用的次氯酸(HClO)。 （3）具有漂白和消毒作用的含氯化合物有次氯酸、次氯酸盐(次氯酸钙、次氯酸钠)、二氧化氯(ClO2)。二氧化氯的漂白和消毒能力比氯气强且使用起来更安全。 易错提醒 （5）与还原性盐溶液反应 Cl2＋2NaBr = Br2＋2NaCl Cl2＋2KI = I2＋2KCl（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验） Cl2＋2FeCl2 = 2FeCl3 （6）与某些氧化物反应 Cl2＋SO2＋2H2O = 2HCl + H2SO4 三、氯气的实验室制法 1．药品：二氧化锰和浓盐酸。 2．化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 离子方程式：MnO2＋4H++2Cl-Mn2+＋Cl2↑＋2H2O 3．实验装置 （1）发生装置(Ⅰ部分) ①特点：固体＋液体气体 ②仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等 ③试剂：A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰 （2）净化装置(Ⅱ部分) 盛放试剂 试剂的作用 C 饱和食盐水 除去氯气中的氯化氢 D 浓硫酸 干燥氯气 （3）收集装置(Ⅲ部分)：向上排空气法 （4）验满方法： ①观察到E中充满黄绿色气体，则证明已集满。 ②将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。 ③湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。 （5）尾气处理装置(Ⅳ部分) F中盛放的试剂：氢氧化钠溶液，作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O （1）稀盐酸与MnO2不反应，制取氯气时必须选用浓盐酸；加热温度不宜过高，以减少氯化氢的挥发。 （2）制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。 （3）尾气处理时，不能用澄清石灰水吸收氯气，因为澄清石灰水中的Ca(OH)2含量少，吸收不完全。 （4）实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的氯气，再拆卸装置，避免污染空气。 易错提醒 4．其它实验室制氯气的反应原理（将MnO2换成氧化性更强的固体KMnO4或KClO3或Ca(ClO)2） ①16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑；（不需加热） ②6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑；（不需加热） ③4HCl＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑。（不需加热） 四、氯离子的检验 1．实验探究 试液2～3 mL 实验现象 离子方程式 滴入几滴硝酸银溶液 加入少量稀硝酸 （1）稀盐酸 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ （2）氯化钠溶液 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ （3）碳酸钠溶液 有白色沉淀生成 沉淀溶解，有气泡产生 CO＋2Ag＋===Ag2CO3↓、 Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O 2．氯离子检验方法 （1）试剂：稀硝酸、AgNO3溶液。 （2）方法：先加稀硝酸，再加AgNO3溶液。 （3）现象：产生白色沉淀。 （4）原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。 3．氯离子检验的一般步骤： 某溶液无沉淀白色沉淀，则证明原溶液中含Cl－。 氯离子检验的注意事项 （1）用稀硝酸酸化，主要是排除CO等离子的干扰。 （2）不能用稀盐酸酸化，因为盐酸会引入Cl－。 （3）Cl－的检验步骤也可表述为在待测液中直接加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则证明溶液中含有Cl－。 易错提醒 学科网（北京）股份有限公司 $