内容正文:
第二节 氯及其化合物
题型01氯气的性质及其应用
题型02氯水的成分与性质
题型03漂白液、漂白粉的制取原理与漂白原理
题型04氯气的实验室制法
题型05氯离子的检验
题型06氯的化合物性质和制备
题型07氯及其化合物的综合实验
题型08氯及其化合物的转化
题型01氯气的性质及其应用
1.氯元素的存在
在自然界中只以化合态形式存在。如NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水、陆地的盐湖和盐矿中。
2.物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
沸点
毒性
黄绿色
气体
刺激性
比空气大
1体积水溶
解约2体积Cl2
较高(易液化)
有毒
3.化学性质
1)从氯的原子结构认识氯气的氧化性:
(1)与金属反应:表现强氧化性,将变价金属氧化成高价金属氯化物
①Na:2Na+Cl22NaCl,产生黄色火焰,冒白烟
②Fe:2Fe+3Cl22FeCl3,产生棕红色烟。
③Cu:Cu+Cl2CuCl2,产生棕黄色烟。
(2)与非金属单质H2反应:条件不同,产物相同,现象不同
①点燃:H2+Cl22HCl,安静燃烧,产生苍白色火焰,瓶口有白雾
②光照:H2+Cl22HCl,发生爆炸
(3)与还原性无机化合物反应:
①与碘化钾溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2。
②与SO2水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
③与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。
2)从化合价的角度认识Cl2的歧化反应
Cl2中氯元素化合价为0,为中间价态,可升可降,氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(1)与水反应
(2)与碱反应
①与烧碱反应——制取漂白液:
化学方程式:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
离子方程式:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
②与石灰乳反应——制取漂白粉/漂白精
化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
离子方程式:2Cl2+2Ca(OH)2=2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O
4.用途
氯气是一种重要的化工原料,大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等。
【典例1】(23-24高一上·江苏南通·月考)下列关于氯气的说法正确的是
A.具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂
B.氢气在氯气中燃烧,瓶口出现白雾
C.氯气具有漂白性,可用于漂白纸浆
D.在 中的燃烧产物用数轴表示如下:
【变式1-1】(22-23高一上·江苏无锡·期中)下列说法中,正确的是
A.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色的火焰
B.氯气泄露,可用浸有NaOH溶液的毛巾捂住口鼻,逃离现场
C.铜丝在氯气中燃烧,生成蓝色的氯化铜固体
D.氯元素在自然界中既有游离态又有化合态存在
【变式1-2】(23-24高一上·江苏镇江·月考)下列关于氯及其化合物的说法不正确的是
A.氢气能在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾
B.铁在氯气中点燃时剧烈反应,但液氯可储存在钢瓶中
C.氯气具有强氧化性,在化学反应中只能作氧化剂
D.漂白粉溶液中加入稀硫酸,其漂白作用增强
【变式1-3】(23-24高一上·江苏南通·期中)下列关于氯及其化合物的叙述中,不正确的是
A.氯气能和铁反应,液氯不可用钢瓶储存
B.金属钠在氯气中燃烧产生白烟
C.可用湿润的淀粉—KI试纸检验氯气
D.氯水保存在棕色试剂瓶中避光并置于阴凉处密封保存
题型02氯水的成分与性质
①氯气能溶于水(1∶2),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有1/3的Cl2与水反应,反应式写“”,氯水中存在一个完全电离和三个平衡:
HCl===H++Cl-、Cl2+H2OHCl+HClO、HClOH++ClO-、H2OH++OH-
②根据可逆反应的特点,氯水中存在着上述关系中的各种微粒:
③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,氯水中参与反应的微粒不同。
【名师归纳】
成分
三分子
H2O、Cl2、HClO
四离子
H+、OH-、Cl-、ClO-
性质
表现粒子
反应的物质或现象
氧化性
Cl2
能氧化Fe2+、S2-、Br-、I-、SO32-、SO2等
酸性
HCl、HClO
与NaOHCa(OH)2Na2CO3Mg等反应
漂白性
HClO
能漂白有机色质如红纸、品红溶液、石蕊等
沉淀性
Cl-
与AgNO3溶液反应生成沉淀
不稳定性
HClO
见光产生气泡
④液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
类别
纯净物
混合物
混合物
微粒
Cl2
H2O、Cl2、HClO、ClO-、Cl-、H+、OH-
H2O、Cl-、H+、OH-
颜色
黄绿色
淡黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性
酸性
【典例2】(23-24高一上·江苏南京·期中)探究新制氯水成分及性质的实验中,根据下列方法和现象,不能得出相应结论的是
方法
现象
结论
A
观察氯水颜色
氯水呈黄绿色
氯水中含
B
向饱和溶液中加入足量氯水
有无色气体产生
氯水中含 HClO
C
向溶液中加入氯水
有白色沉淀产生
氯水中含有
D
用玻璃棒蘸取氯水滴在淀粉-KI试纸上
试纸变蓝
氯水具有氧化性
【变式2-1】(24-25高一上·江苏·期末)下列有关氯水成分实验和结论错误的是
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2,久置氯水最终变为稀盐酸
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照
【变式2-2】(2025·江苏·一模)实验室制取少量氯水并测量其pH。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙制取氯水
C.用装置丙吸收 D.用装置丁测量氯水的pH
【变式2-3】(23-24高一上·江苏徐州·期中)某兴趣小组利用数字化实验测定光照过程中氯水的 、氯离子的浓度、容器内氧气的体积分数三者的变化,实验结果如下图所示。下列说法正确的是
A.氯水 减小的主要原因是光照引起 逸出,溶液中 浓度减小导致的
B.氯离子浓度增大的主要原因是次氯酸光照分解生成氯化氢导致的
C.氧气体积分数增大的主要原因是光照时氧气在水中的溶解度减少导致的
D.随着对氯水光照时间的延长,氯水的酸性和漂白性都会不断减弱
题型03漂白液、漂白粉的制取原理与漂白原理
1.漂白液、漂白粉的制取原理与漂白原理
①与烧碱反应——制取漂白液:
化学方程式:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
离子方程式:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
漂白液的主要成分是NaClO、NaCl,有效成分是NaClO。
②与石灰乳反应——制取漂白粉/漂白精
化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
离子方程式:2Cl2+2Ca(OH)2=2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O
漂白粉:主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2],含有效氯约为35%。
漂粉精:有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2],含有效氯约为70%。
漂白液、漂白粉和漂粉精既可做漂白剂,又可做消毒剂。
③漂白原理
漂白液:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO
漂白粉和漂粉精:Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HCl0
④失效原理:
漂白液:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO、2HClO2HCl+O2↑
漂白粉和漂粉精:Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HCl0、2HClO2HCl+O2↑
2.漂白液和漂白粉的保存及应用
(1)漂白液和漂白粉中的有效成分能够与空气中的CO2和H2O反应生成HClO。HClO不稳定,见光易分解,漂白液和漂白粉应密封、避光并置于阴凉干燥处保存。
(2)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。
[特别提示] ①Cl2、NaClO、漂白粉本身并无漂白性,只有在一定条件下生成HClO时,才有漂白性,如干燥的Cl2不能使干燥的有色布条褪色。
②HClO的漂白性是永久的破坏性漂白。
(3)洁厕剂中含有HCl,不能与以次氯酸盐为有效成分的“84”消毒液等同时使用,可能发生反应:Cl-+ClO-+2H+===H2O+Cl2↑,使人中毒。
【典例3】(23-24高一上·江苏苏州·月考)氯气与氢氧化钠溶液反应制得的消毒液能有效抑制新型冠状病毒。下列叙述错误的是
A.该消毒液的有效成分为 B.该消毒液属于混合物
C.该消毒液暴露空气中会变质 D.该消毒液在杀菌消毒时体现强氧化性
【变式3-1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)工业上将通入冷的溶液中可制得漂白液,下列说法不正确的是
A.漂白液的有效成分是
B.通入后的漂白液的消毒能力增强
C.若温度偏高,发生反应的离子方程式为:
D.溶液比HClO溶液稳定
【变式3-2】(24-25高一上·江苏·期中)Cl2可用于制备盐酸、漂白粉[有效成分为Ca(ClO)2]和“84”消毒液(有效成分为NaClO)等;“84”消毒液与洁厕剂(含有盐酸)混用会发生反应生成有毒的Cl2。工业上常用电解饱和食盐水的方法制取Cl2、NaOH等。下列化学反应表示正确的是
A.H2与Cl2在点燃条件下化合生成HCl:H2 + Cl2 = 2HCl
B.“84”消毒液与洁厕剂混用:Cl- + ClO-+ H2O = 2OH- + Cl2↑
C.漂白粉溶于水后与CO2反应:CO2 + 2ClO-+ H2O = CO + 2HClO
D.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
【变式3-3】(23-24高一下·江苏无锡·月考)下列关于氯及其化合物的说法,正确的是
A.工业上用澄清石灰水与氯气反应制备漂白粉
B.使用漂白粉时,滴加过量的浓盐酸,有利于增强漂白效果
C.ClO2是常见的自来水消毒剂,能使水中悬浮的杂质沉降
D.漂粉精可以作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,也可用于泳池的消毒剂
题型04氯气的实验室制法
氯气的实验室制法
1.药品:二氧化锰和浓盐酸。
2.原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(用化学方程式表示)。
3.装置
(1)发生装置(Ⅰ)
①特点:固体+液体气体。
②仪器:铁架台、酒精灯、陶土网、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)
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)
①收集方法:向上排空气法。
②验满方法:湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口。
(4)尾气处理装置(Ⅳ)
①导气管要伸入液面以下。
②F中盛放的试剂:氢氧化钠溶液(或其他碱液),作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
【知识拓展】Cl2制取的原理
除MnO2外,还可以用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等强氧化性物质与浓盐酸反应制取氯气,不需要加热。
①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
③Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O(利用漂白粉制取氯气)
【典例4】(23-24高一上·江苏连云港·期中)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,其中共有几处错误
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
【变式4-1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)实验室制备氯气的方法有多种,下列说法错误的是
A.KClO3与浓盐酸制备Cl2时,盐酸既表现酸性又表现还原性
B.Ca(ClO)2与浓盐酸制备Cl2时,Cl2既是氧化产物又是还原产物
C.KMnO4、Ca(ClO)2分别与浓盐酸反应,产生等量Cl2时转移电子数也相同
D.KMnO4和浓盐酸制备Cl2无需加热,因此不能用盐酸来酸化KMnO4溶液
【变式4-2】(24-25高一上·江苏无锡·期末)实验室制备氯气,下列相关原理、装置、操作正确的是
A.制气
B.净化
C.收集Cl2
D.尾气处理
【变式4-3】(25-26高一上·江苏扬州·月考)实验室制取时,下列装置能达到相应实验目的的是
A.制备 B.净化
C.收集 D.尾气处理
题型05氯离子的检验
氯离子的检验方法
(1)试剂:硝酸银溶液、稀硝酸
(2)实验室检验C1-的方法:取少量待测液于试管中,向其中加入少量稀硝酸酸化(排除CO32-等离子可能造成的千扰),然后滴入AgNO3溶液,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有C1-。
(3)检验CI的注意事项
①检验时要先加稀HNO3以排除CO32-等离子的干扰。不能用稀H2SO4,因为Ag2SO4微溶于水,会干扰实验,更不能用盐酸,因为盐酸中含有C1-。
②若被检液中含有SO42-,需先用足量Ba(NO3)2溶液除去SO42-,然后加入HNO3酸化的AgNO3溶液检验C1-。
【典例5】(24-25高一上·江苏·月考)为了证明氯酸钾中含有氯元素,选用给出的试剂和操作,其操作顺序正确的是
①滴加溶液②加水溶解③过滤、取滤液④与二氧化锰混合加热⑤加稀⑥与稀硫酸反应⑦加NaOH溶液加热⑧用淀粉碘化钾
A.⑥⑦①⑤ B.⑥⑧ C.②①⑤ D.④②③①⑤
【变式5-1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)自来水常用杀菌消毒,不法商贩用自来水冒充蒸馏水出售,为辨真伪,可用下列哪一种试剂鉴别
A.酚酞溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【变式5-2】(23-24高一上·江苏·期末)下列的实验操作及现象与结论之间对应关系正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
物质X的焰色试验的火焰呈黄色
X一定是钠盐
B
向某溶液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成
溶液中含Cl-
C
向KI溶液中滴加氯水,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
氧化性:Cl2>I2
D
观察新制饱和氯水的颜色,呈浅绿色
氯水中含有Cl2
【变式5-3】(23-24高一上·江苏常州·期中)对于某些离子的检验及结论一定正确的是
A.加入硝酸酸化的硝酸银溶液,有白色沉淀产生,一定有
B.加入盐酸产生无色气体,通入澄清石灰水变浑浊,一定是
C.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润蓝色石蕊试纸变红,一定有
D.用洁净的铂丝蘸取少许溶液在酒精灯上灼烧,观察火焰呈黄色,则一定有Na+,肯定没有K+
题型06氯的化合物性质、应用和制备
1.一氧化二氯
①性质:次氯酸的酸酐,溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸。
②外观与性状:棕黄色气体,有刺激性气味。
③制法:用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯:2HgO+2Cl2===Cl2O+HgCl2·HgO;
也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取:2Na2CO3+H2O+2Cl2===2NaCl+2NaHCO3+Cl2O。
2.二氧化氯
①物理性质:是一种黄绿色到橙黄色的气体,极易溶于水。
②制取:Cl2+2NaClO2===2ClO2+2NaCl
或:5NaClO2+4HCl===4ClO2↑+5NaCl+2H2O。
③用途:是一种广谱、高效的灭菌剂。
3.氯的含氧酸
(1)氯的含氧酸的种类
HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。
(2)氯的含氧酸的性质
酸性:HClO4>HClO3>HClO2>HClO
氧化性:HClO>HClO2>HClO3>HClO4。
(3)次氯酸
①不稳定性
次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑,氯水要现用现配,且保存在棕色试剂瓶中,并置于冷暗处。
②强氧化性
a.能将有机有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
b.杀菌消毒。
③弱酸性,比碳酸弱,比碳酸氢根强
向NaClO溶液中通入少量CO2,离子方程式为ClO-+CO2+H2O===HCO3-+HClO。
④次氯酸的漂白原理、特点及应用范围
a.原理:将含有机色素的物质氧化为稳定的无色物质。
b.特点:被HClO漂白后的物质,久置后不再恢复原色,即HClO的漂白具有不可逆性。
c.应用范围:几乎所有的含有机色素物质遇HClO都会褪色。
4.NaClO2(亚氯酸钠)
①性质:呈碱性,是一种强氧化剂,遇酸放出ClO2气体。
②用途:是一种高效氧化性漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造。
5.氯胺
①种类:氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物,主要包括一氯胺(NH2Cl)、二氯胺(NHCl2)和三氯胺(NCl3),是常用的饮用水二级消毒剂。
②氯胺的化合价:氯胺中氯为+1,N为-3,H为+1。
③氯胺的消毒原理:氯胺在水中发生缓慢水解生成次氯酸,发挥消毒杀菌作用,水解方程式如下:
NH2Cl+H2ONH3+HClO、NHCl2+2H2ONH3+2HClO、NCl3+3H2ONH3+3HClO
【典例6】(23-24高一上·江苏苏州·月考)常温下为黄绿色有毒气体,易溶于水。体积分数大于10%或其水溶液在温度过高时可能发生爆炸,与碱反应生成和等。实验室制备的反应原理为。实验室用如图所示方法制备水溶液,下列说法不正确的是
A.发生氧化反应 B.反应过程中需持续通入
C.乙装置应置于冰水浴中 D.丙装置用于吸收尾气
【变式6-1】(23-24高一上·江苏徐州·期中) 是黄棕色有强烈刺激性气味的气体,是一种强氧化剂,熔点为 ,沸点为 ,易溶于水且与水反应生成次氯酸,高浓度的 与有机物、还原剂等接触或受热时会发生燃烧甚至爆炸。已知 的沸点为 的沸点为 ;制取并收集 的装置如图所示。
下列说法不正确的是
A.装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水、浓硫酸
B.从装置⑤中逸出气体的主要成分是
C.通入干燥空气的目的是将生成的 稀释,减少爆炸风险
D.装置④与⑤之间不用橡皮管连接,是为了防止橡皮管遇 燃烧和爆炸
【变式6-2】(24-25高一上·江苏无锡·期末)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的步骤如下:
Ⅰ.将电石渣与水混合,搅拌,形成浆料
Ⅱ.75℃时向浆料中通入Cl2,充分反应,过滤
Ⅲ.向滤液中加入稍过量的KCl固体,蒸发浓缩,冷却至25℃结晶得KClO3
下列说法正确的是
A.通Cl2时CaCO3不发生反应
B.通入Cl2的速率越快,Cl2的利用率越高
C.步骤Ⅱ中Cl2和Ca(OH)2反应的方程式为:
D.25℃时KClO3的溶解度小于Ca(ClO3)2的溶解度
【变式6-3】(23-24高一上·江苏·月考)NaClO制备时需控制温度,使用时需现配现用。下列反应的离子方程式正确的是
A.NaClO溶液与空气中反应可生成:
B.HClO在水中见光分解:
C.氯气溶于水:
D.若温度偏高,与NaOH溶液反应可生成:
题型07氯及其化合物的综合实验
一、氯气的性质实验
性质实验围绕Cl2的强氧化性、毒性、与水/碱的反应展开,需注意实验安全与现象观察。
1.强氧化性验证:
(1)与金属反应:分别与Fe、Cu、Na反应,生成高价金属氯化物(如2Fe+3Cl22FeCl3,现象为棕褐色烟)。
(2)与非金属反应:与H2反应,点燃时产生苍白色火焰,瓶口有白雾(HCl遇水蒸气形成);光照时会发生爆炸。
(3)与还原性物质反应:能使湿润的FeCl2溶液变黄(氧化Fe2+为Fe3+),使Na2S溶液产生淡黄色沉淀(氧化S2-为S)。
2.与水的反应:
(1)反应方程式:Cl2+H2O⇌HCl+HClO(可逆反应)。
(2)实验现象:氯水呈浅黄绿色(含未反应的Cl2),滴加紫色石蕊试液先变红(HCl显酸性)后褪色(HClO的漂白性)。
(3)注意:HClO不稳定,光照易分解(2HClO2HCl+O2↑),故氯水需避光保存。
3.安全防护:
(1)Cl2有毒,实验需在通风橱中进行,若不慎吸入,需立即到通风处并吸入少量NaHCO3溶液雾化气。
(2)皮肤接触氯水需立即用大量水冲洗,再用稀NaHCO3溶液擦拭。
二、氯的化合物性质实验
重点掌握氯化氢(HCl)、次氯酸(HClO)及其盐、氯酸盐的核心性质与鉴别。
1.氯化氢(HCl):
(1)制备:实验室用NaCl固体与浓H2SO4反应(NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑)。
(2)性质:极易溶于水(喷泉实验可验证),水溶液为盐酸,具有酸的通性;浓盐酸具有挥发性,打开瓶盖会产生白雾(HCl与水蒸气结合)。
2.次氯酸盐(如NaClO):
(1)强氧化性:能使有色布条褪色(体现漂白性),可氧化Fe2+、I-等还原性离子。
(2)不稳定性:在酸性条件下易生成HClO,进而分解(如NaClO+HCl=NaCl+HClO)。
3.氯酸盐(如KClO3):
(1)强氧化性:在酸性条件下氧化性增强,可与浓盐酸反应生成Cl2(KClO₃+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O)。
(2)加热分解:加热到一定温度会分解,该反应常用来实验室制氧气。
4.Cl-的鉴别:
(1)操作:取少量待测液,先加稀硝酸酸化(排除CO32-、SO32-等干扰),再滴加AgNO3溶液。
(2)现象:若产生白色沉淀(AgCl),则证明含有Cl-。
【典例7】(24-25高一上·江苏南京·月考)某同学用如图所示装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是
A.Ⅰ中含有4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热,生成Cl2体积标况下一定小于22.4 L
B.Ⅱ中滴入几滴紫色石蕊溶液,溶液最终无色,说明新制氯水没有酸性
C.Ⅲ中生成了蓝色的烟
D.Ⅳ中湿润的有色布条褪色,说明Ⅳ中具有漂白性的微粒是Cl2分子
【变式7-1】(25-26·江苏苏州·月考)实验小组设计如图所示实验装置探究氯气的性质,挤压装有浓盐酸的滴管。下列说法正确的是
A.a处KMnO4换为MnO2也可完成实验探究
B.b处纸最终会变为红色,c处变为黄褐色
C.若d、e两处红色纸团均褪色、d处褪色更快
D.若f处为饱和NaCl溶液、实验后将其滴入烧瓶可吸收剩余氯气
【变式7-2】(23-24高一上·江苏盐城·期末)兴趣小组制取并验证氯气部分化学性质的实验装置图(仪器a中试剂为浓盐酸)如下
下列说法正确的是
A.仪器a的名称为长颈漏斗
B.装置C中溶液变蓝色,说明还原性
C.装置D中的现象不能证明有无漂白性
D.装置E中试剂可换成澄清石灰水
【变式7-3】(23-24高一上·江苏无锡·期末)下列实验可用来制备并检验的性质。下列说法正确的是
A.图I实验收集到的中只含有一种杂质
B.图II实验可用于测定氯水的
C.图III实验中产生了棕黄色的雾
D.图IV实验现象不能说明干燥的氯气有漂白性
题型08氯及其化合物的转化
1.理清氯及其重要化合物之间知识主线
H ―→2―→HO―→HO2―→HO3―→HO4
2.构建氯及其重要化合物之间知识网络
3.氯及其化合物的价类二维图
【典例8】(23-24高一上·江苏南京·月考)“价—类二维图”是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价—类二维图”如题图所示,下列说法不正确的是
A.a是HCl,从元素价态看,HCl只具有还原性
B.b与水反应可以得到d
C.d与NaOH溶液发生反应
D.可溶性e溶液中的阴离子可用AgNO3溶液和稀硝酸检验
【变式8-1】(24-25高一上·江苏扬州·期中)下列物质变化过程不能直接实现的是
A.HCl→Cl2 B.Cl2→Ca(ClO)2 C.Ca(ClO)2→HClO D.HClO→CO2
【变式8-2】(23-24高一上·江苏扬州·期中)氯及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A.制备氯化铁过程中的物质转化:NaCl(aq)Cl2(g)FeCl3(s)
B.氯气用于自来水消毒,与水反应的离子方程式:
C.漂白粉溶液中通入过量气体:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
D.含NaClO的混合溶液中还能共存:K+、OH-、SO、I-
【变式8-3】(23-24高一下·江苏南京·期中)氯及其化合物种类繁多,部分含氯物质的价类二维关系如图所示。下列推断错误的是
A.A可与E反应生成B B.B、C均可作为自来水的消毒剂
C.C中氯元素既能被氧化,又能被还原 D.D、E、F都属于强电解质
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第二节 氯及其化合物
题型01氯气的性质及其应用
题型02氯水的成分与性质
题型03漂白液、漂白粉的制取原理与漂白原理
题型04氯气的实验室制法
题型05氯离子的检验
题型06氯的化合物性质和制备
题型07氯及其化合物的综合实验
题型08氯及其化合物的转化
题型01氯气的性质及其应用
1.氯元素的存在
在自然界中只以化合态形式存在。如NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水、陆地的盐湖和盐矿中。
2.物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
沸点
毒性
黄绿色
气体
刺激性
比空气大
1体积水溶
解约2体积Cl2
较高(易液化)
有毒
3.化学性质
1)从氯的原子结构认识氯气的氧化性:
(1)与金属反应:表现强氧化性,将变价金属氧化成高价金属氯化物
①Na:2Na+Cl22NaCl,产生黄色火焰,冒白烟
②Fe:2Fe+3Cl22FeCl3,产生棕红色烟。
③Cu:Cu+Cl2CuCl2,产生棕黄色烟。
(2)与非金属单质H2反应:条件不同,产物相同,现象不同
①点燃:H2+Cl22HCl,安静燃烧,产生苍白色火焰,瓶口有白雾
②光照:H2+Cl22HCl,发生爆炸
(3)与还原性无机化合物反应:
①与碘化钾溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2。
②与SO2水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
③与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。
2)从化合价的角度认识Cl2的歧化反应
Cl2中氯元素化合价为0,为中间价态,可升可降,氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(1)与水反应
(2)与碱反应
①与烧碱反应——制取漂白液:
化学方程式:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
离子方程式:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
②与石灰乳反应——制取漂白粉/漂白精
化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
离子方程式:2Cl2+2Ca(OH)2=2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O
4.用途
氯气是一种重要的化工原料,大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等。
【典例1】(23-24高一上·江苏南通·月考)下列关于氯气的说法正确的是
A.具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂
B.氢气在氯气中燃烧,瓶口出现白雾
C.氯气具有漂白性,可用于漂白纸浆
D.在 中的燃烧产物用数轴表示如下:
【答案】B
【解析】A.与水反应时生成盐酸和次氯酸,既表现出氧化性也表现出还原性,A错误;B.H2在Cl2中燃烧生成的HCl在瓶口会与空气中的水蒸气形成盐酸液滴,因此会出现白雾,B正确;C.氯气没有漂白性,氯气和水生成次氯酸具有漂白性,C错误;D.Fe在Cl2中燃烧只能生成FeCl3,D错误;故选B。
【变式1-1】(22-23高一上·江苏无锡·期中)下列说法中,正确的是
A.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色的火焰
B.氯气泄露,可用浸有NaOH溶液的毛巾捂住口鼻,逃离现场
C.铜丝在氯气中燃烧,生成蓝色的氯化铜固体
D.氯元素在自然界中既有游离态又有化合态存在
【答案】A
【解析】A.纯净的氢气在氯气中燃烧生成HCl,发出苍白色的火焰,A正确;B.氯气泄露,可用浸有碳酸氢钠溶液的毛巾捂住口鼻,逃离现场,不能用氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液碱性太强,B错误;C.铜丝在氯气中燃烧,生成棕黄色的氯化铜,其水溶液为蓝色,C错误;D.氯气非常活泼,自然界中氯元素没有游离态,只有化合态,D错误;故选A。
【变式1-2】(23-24高一上·江苏镇江·月考)下列关于氯及其化合物的说法不正确的是
A.氢气能在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾
B.铁在氯气中点燃时剧烈反应,但液氯可储存在钢瓶中
C.氯气具有强氧化性,在化学反应中只能作氧化剂
D.漂白粉溶液中加入稀硫酸,其漂白作用增强
【答案】C
【解析】A.氢气能在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,产生HCl气体,HCl与水蒸气产生白色酸雾,瓶口有白雾,A正确;B.铁在氯气中点燃时剧烈反应生成氯化铁,但液氯可储存在钢瓶中,B正确;C.氯气具有强氧化性,但Cl元素为0价,处于中间价态,在化学反应中既能作氧化剂又能作还原剂,C错误;D.漂白粉溶液中加入稀硫酸会生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,其漂白作用增强,D正确;故选C。
【变式1-3】(23-24高一上·江苏南通·期中)下列关于氯及其化合物的叙述中,不正确的是
A.氯气能和铁反应,液氯不可用钢瓶储存
B.金属钠在氯气中燃烧产生白烟
C.可用湿润的淀粉—KI试纸检验氯气
D.氯水保存在棕色试剂瓶中避光并置于阴凉处密封保存
【答案】A
【解析】A.铁在氯气中点燃时剧烈反应,常温下铁与干燥的氯气不反应,所以液氯可用钢瓶储存,故A错误;B.金属钠能在氯气中燃烧生成氯化钠,产生大量白烟,故B正确;C.氯气能与碘化钾溶液反应生成使淀粉溶液变蓝色的单质碘,所以能用湿润的淀粉—碘化钾试纸检验氯气,故C正确;D.新制氯水中含有遇光易分解的次氯酸,所以新制氯水保存在棕色试剂瓶中避光并置于阴凉处密封保存,故D正确;故选A。
题型02氯水的成分与性质
①氯气能溶于水(1∶2),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有1/3的Cl2与水反应,反应式写“”,氯水中存在一个完全电离和三个平衡:
HCl===H++Cl-、Cl2+H2OHCl+HClO、HClOH++ClO-、H2OH++OH-
②根据可逆反应的特点,氯水中存在着上述关系中的各种微粒:
③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,氯水中参与反应的微粒不同。
【名师归纳】
成分
三分子
H2O、Cl2、HClO
四离子
H+、OH-、Cl-、ClO-
性质
表现粒子
反应的物质或现象
氧化性
Cl2
能氧化Fe2+、S2-、Br-、I-、SO32-、SO2等
酸性
HCl、HClO
与NaOHCa(OH)2Na2CO3Mg等反应
漂白性
HClO
能漂白有机色质如红纸、品红溶液、石蕊等
沉淀性
Cl-
与AgNO3溶液反应生成沉淀
不稳定性
HClO
见光产生气泡
④液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
类别
纯净物
混合物
混合物
微粒
Cl2
H2O、Cl2、HClO、ClO-、Cl-、H+、OH-
H2O、Cl-、H+、OH-
颜色
黄绿色
淡黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性
酸性
【典例2】(23-24高一上·江苏南京·期中)探究新制氯水成分及性质的实验中,根据下列方法和现象,不能得出相应结论的是
方法
现象
结论
A
观察氯水颜色
氯水呈黄绿色
氯水中含
B
向饱和溶液中加入足量氯水
有无色气体产生
氯水中含 HClO
C
向溶液中加入氯水
有白色沉淀产生
氯水中含有
D
用玻璃棒蘸取氯水滴在淀粉-KI试纸上
试纸变蓝
氯水具有氧化性
【答案】B
【解析】A.氯气为黄绿色气体,观察氯水呈黄绿色,可得出氯水中含Cl2的结论,A不符合题意;B.酸性:HCl>H2CO3>HClO,向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水,有无色气体产生,该气体为CO2,可得出氯水中含HCl,不能得出氯水中含HClO的结论,B符合题意;C.有白色沉淀产生,说明生成AgCl沉淀,可得出氯水中含有Cl-的结论,C不符合题意;D.向淀粉碘化钾试纸上滴加氯水,试纸变蓝,说明I-被氧化生成I2,说明氯水具有氧化性,D不符合题意;故选B。
【变式2-1】(24-25高一上·江苏·期末)下列有关氯水成分实验和结论错误的是
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2,久置氯水最终变为稀盐酸
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照
【答案】D
【解析】A.氯水呈浅黄绿色是因为溶解了Cl2,久置后Cl2逐渐反应完全,HClO分解生成HCl和O2,最终变为稀盐酸,A正确;B.氯水中含Cl-,加入硝酸酸化的AgNO3会生成AgCl白色沉淀,该实验能证明Cl-存在,B正确;C.氯水中含H+,与NaHCO3反应生成CO2气体,气泡说明H+存在,C正确;D.新制氯水含HClO,具有强氧化性,会使pH试纸漂白,无法准确测定pH,实验方法错误,D错误;故选D。
【变式2-2】(2025·江苏·一模)实验室制取少量氯水并测量其pH。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙制取氯水
C.用装置丙吸收 D.用装置丁测量氯水的pH
【答案】D
【解析】A.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应放出氯气,用装置甲制取,故A正确;B.用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,氯气溶于水制取氯水,故B正确;C.氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠,用装置丙吸收,故C正确;D.氯水中含有次氯酸,次氯酸具有漂白性,不能用pH试纸测氯水的pH,故D错误;选D。
【变式2-3】(23-24高一上·江苏徐州·期中)某兴趣小组利用数字化实验测定光照过程中氯水的 、氯离子的浓度、容器内氧气的体积分数三者的变化,实验结果如下图所示。下列说法正确的是
A.氯水 减小的主要原因是光照引起 逸出,溶液中 浓度减小导致的
B.氯离子浓度增大的主要原因是次氯酸光照分解生成氯化氢导致的
C.氧气体积分数增大的主要原因是光照时氧气在水中的溶解度减少导致的
D.随着对氯水光照时间的延长,氯水的酸性和漂白性都会不断减弱
【答案】B
【解析】A. 减小的主要原因是次氯酸分解为氯化氢和氧气,溶液中 浓度增大,故A错误;B.氯气和水反应生成氯化氢和次氯酸,新制氯水中有 ,光照过程中次氯酸分解生成HCl,则生成 浓度不断增大,故B正确;C.光照过程中,次氯酸在光照条件下分解为氯化氢和氧气,所以氧气的体积分数不断增大,故C错误;D.次氯酸在光照条件下分解为氯化氢和氧气,随着对氯水光照时间的延长,次氯酸分解完全,氯水的漂白性将减弱,最终溶液为盐酸,酸性增强,故D错误;故选:B。
题型03漂白液、漂白粉的制取原理与漂白原理
1.漂白液、漂白粉的制取原理与漂白原理
①与烧碱反应——制取漂白液:
化学方程式:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
离子方程式:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
漂白液的主要成分是NaClO、NaCl,有效成分是NaClO。
②与石灰乳反应——制取漂白粉/漂白精
化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
离子方程式:2Cl2+2Ca(OH)2=2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O
漂白粉:主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2],含有效氯约为35%。
漂粉精:有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2],含有效氯约为70%。
漂白液、漂白粉和漂粉精既可做漂白剂,又可做消毒剂。
③漂白原理
漂白液:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO
漂白粉和漂粉精:Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HCl0
④失效原理:
漂白液:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO、2HClO2HCl+O2↑
漂白粉和漂粉精:Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HCl0、2HClO2HCl+O2↑
2.漂白液和漂白粉的保存及应用
(1)漂白液和漂白粉中的有效成分能够与空气中的CO2和H2O反应生成HClO。HClO不稳定,见光易分解,漂白液和漂白粉应密封、避光并置于阴凉干燥处保存。
(2)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。
[特别提示] ①Cl2、NaClO、漂白粉本身并无漂白性,只有在一定条件下生成HClO时,才有漂白性,如干燥的Cl2不能使干燥的有色布条褪色。
②HClO的漂白性是永久的破坏性漂白。
(3)洁厕剂中含有HCl,不能与以次氯酸盐为有效成分的“84”消毒液等同时使用,可能发生反应:Cl-+ClO-+2H+===H2O+Cl2↑,使人中毒。
【典例3】(23-24高一上·江苏苏州·月考)氯气与氢氧化钠溶液反应制得的消毒液能有效抑制新型冠状病毒。下列叙述错误的是
A.该消毒液的有效成分为 B.该消毒液属于混合物
C.该消毒液暴露空气中会变质 D.该消毒液在杀菌消毒时体现强氧化性
【答案】A
【分析】氯气与氢氧化钠溶液反应:,消毒液的主要成分是NaCl、NaClO,有效成分是NaClO。
【解析】A.该消毒液的有效成分为具有强氧化性的NaClO,故A错误;B.消毒液的主要成分是NaCl、NaClO,即制得的消毒液属于混合物,故B正确;C.NaClO暴露空气中会与二氧化碳反应生成HClO,HClO见光分解而变质,故C正确;D.杀菌消毒时体现有效成分NaClO的强氧化性,故D正确;故答案选A。
【变式3-1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)工业上将通入冷的溶液中可制得漂白液,下列说法不正确的是
A.漂白液的有效成分是
B.通入后的漂白液的消毒能力增强
C.若温度偏高,发生反应的离子方程式为:
D.溶液比HClO溶液稳定
【答案】C
【解析】A.漂白液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠(NaCl),有效成分是次氯酸钠,故A正确;B.通入CO2后发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO,反应生成强氧化性次氯酸,漂白液消毒能力增强,故B正确;C.温度偏高,氯气和氢氧化钠发生反应生成氯化钠和氯酸钠、水,离子方程式为:,故C错误;D.次氯酸不稳定容易分解为HCl和氧气,次氯酸盐稳定,所以溶液比HClO溶液稳定,故D正确;故选C。
【变式3-2】(24-25高一上·江苏·期中)Cl2可用于制备盐酸、漂白粉[有效成分为Ca(ClO)2]和“84”消毒液(有效成分为NaClO)等;“84”消毒液与洁厕剂(含有盐酸)混用会发生反应生成有毒的Cl2。工业上常用电解饱和食盐水的方法制取Cl2、NaOH等。下列化学反应表示正确的是
A.H2与Cl2在点燃条件下化合生成HCl:H2 + Cl2 = 2HCl
B.“84”消毒液与洁厕剂混用:Cl- + ClO-+ H2O = 2OH- + Cl2↑
C.漂白粉溶于水后与CO2反应:CO2 + 2ClO-+ H2O = CO + 2HClO
D.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
【答案】D
【解析】A.H2与Cl2在点燃条件下化合生成HCl:H2+Cl22HCl ,A错误;B.“84”消毒液与洁厕剂混用:Cl- + ClO-+ 2H+= H2O + Cl2↑,B错误;C.漂白粉溶于水后与反应:Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HCl0,C错误;D.氯碱工业是电解饱和食盐水获取烧碱和氯气,D正确; 故选D。
【变式3-3】(23-24高一下·江苏无锡·月考)下列关于氯及其化合物的说法,正确的是
A.工业上用澄清石灰水与氯气反应制备漂白粉
B.使用漂白粉时,滴加过量的浓盐酸,有利于增强漂白效果
C.ClO2是常见的自来水消毒剂,能使水中悬浮的杂质沉降
D.漂粉精可以作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,也可用于泳池的消毒剂
【答案】D
【解析】A.澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度较低,工业上用石灰乳与氯气反应制备漂白粉,A错误;B.漂白粉中的次氯酸钙可与浓盐酸反应生成氯气,不仅会降低漂白效果,还会产生有毒气体,B错误;C.ClO2具有强氧化性,是常见的自来水消毒剂,但不能使水中悬浮的杂质沉降,C错误;D.漂粉精是次氯酸钙,可以作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,也可用于泳池的消毒剂,D正确;答案选D。
题型04氯气的实验室制法
氯气的实验室制法
1.药品:二氧化锰和浓盐酸。
2.原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(用化学方程式表示)。
3.装置
(1)发生装置(Ⅰ)
①特点:固体+液体气体。
②仪器:铁架台、酒精灯、陶土网、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)
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)
①收集方法:向上排空气法。
②验满方法:湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口。
(4)尾气处理装置(Ⅳ)
①导气管要伸入液面以下。
②F中盛放的试剂:氢氧化钠溶液(或其他碱液),作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
【知识拓展】Cl2制取的原理
除MnO2外,还可以用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等强氧化性物质与浓盐酸反应制取氯气,不需要加热。
①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
③Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O(利用漂白粉制取氯气)
【典例4】(23-24高一上·江苏连云港·期中)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,其中共有几处错误
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
【答案】C
【解析】应选饱和食盐水除去氯化氢,不能用氢氧化钠,因为氢氧化钠可以与氯气反应,故②错误;干燥装置应长导管进气,否则浓硫酸会被压入其右侧装置中,故③错误;澄清石灰水浓度较低,无法完全吸收氯气,应用氢氧化钠溶液吸收氯气,故④错误;图中只有①合理。故选:C。
【变式4-1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)实验室制备氯气的方法有多种,下列说法错误的是
A.KClO3与浓盐酸制备Cl2时,盐酸既表现酸性又表现还原性
B.Ca(ClO)2与浓盐酸制备Cl2时,Cl2既是氧化产物又是还原产物
C.KMnO4、Ca(ClO)2分别与浓盐酸反应,产生等量Cl2时转移电子数也相同
D.KMnO4和浓盐酸制备Cl2无需加热,因此不能用盐酸来酸化KMnO4溶液
【答案】C
【解析】A.KClO3与浓盐酸制备Cl2,KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O,盐酸既表现酸性又表现还原性,A正确;B.Ca(ClO)2+4HCl(浓)=2Cl2↑+CaCl2+2H2O,氯气既是氧化产物又是还原产物,B正确;C.2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O,每生成1mol氯气转移电子2mol,Ca(ClO)2+4HCl(浓)=2Cl2↑+CaCl2+2H2O,每生成1mol氯气转移电子1mol,C错误;D.若用盐酸来酸化KMnO4溶液,则盐酸会和KMnO4反应生成氯气,因此不能用盐酸来酸化KMnO4溶液,D正确;故选C。
【变式4-2】(24-25高一上·江苏无锡·期末)实验室制备氯气,下列相关原理、装置、操作正确的是
A.制气
B.净化
C.收集Cl2
D.尾气处理
【答案】D
【解析】A.MnO2与浓盐酸混合加热,发生氧化还原反应制氯气,由于装置图没有加热仪器,因此不能用于制取气体,A错误;B.由于浓盐酸具有挥发性,使制取的Cl2中含有杂质HCl气体,要利用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,同时减少Cl2的消耗,导气管应该是长进短出,图示导气管是短进长出,因此不能达到净化Cl2的目的,B错误;C.Cl2的密度比空气大,应该采用向上排空气方法收集,图示为向下排空气的方法,因此不能用于收集Cl2,C错误;D.Cl2是大气污染物,可根据Cl2能够与碱NaOH反应产生可溶性物质的性质,用NaOH溶液进行尾气处理,D正确;故合理选项是D。
【变式4-3】(25-26高一上·江苏扬州·月考)实验室制取时,下列装置能达到相应实验目的的是
A.制备 B.净化
C.收集 D.尾气处理
【答案】D
【解析】A.浓盐酸与MnO2常温不反应,需加热,A错误;B.应先利用饱和食盐水除HCl,再利用浓硫酸干燥,B错误;C.向上排空气收集氯气应用双孔橡胶塞,用于连接尾气处理装置;C错误;D.NaOH溶液可以用于吸收Cl2,D正确;故答案选D。
题型05氯离子的检验
氯离子的检验方法
(1)试剂:硝酸银溶液、稀硝酸
(2)实验室检验C1-的方法:取少量待测液于试管中,向其中加入少量稀硝酸酸化(排除CO32-等离子可能造成的千扰),然后滴入AgNO3溶液,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有C1-。
(3)检验CI的注意事项
①检验时要先加稀HNO3以排除CO32-等离子的干扰。不能用稀H2SO4,因为Ag2SO4微溶于水,会干扰实验,更不能用盐酸,因为盐酸中含有C1-。
②若被检液中含有SO42-,需先用足量Ba(NO3)2溶液除去SO42-,然后加入HNO3酸化的AgNO3溶液检验C1-。
【典例5】(24-25高一上·江苏·月考)为了证明氯酸钾中含有氯元素,选用给出的试剂和操作,其操作顺序正确的是
①滴加溶液②加水溶解③过滤、取滤液④与二氧化锰混合加热⑤加稀⑥与稀硫酸反应⑦加NaOH溶液加热⑧用淀粉碘化钾
A.⑥⑦①⑤ B.⑥⑧ C.②①⑤ D.④②③①⑤
【答案】D
【分析】先将氯酸钾晶体中所含氯元素转化为氯离子,然后用硝酸酸化的溶液反应产生白色沉淀来证明氯元素的存在。
【解析】先与二氧化锰混合加热,发生氯酸钾的分解反应生成KCl,加水溶解后,过滤,取滤液,然后滴加溶液和稀硝酸,若产生白色沉淀,则可证明氯酸钾中含有氯元素,操作顺序为④②③①⑤;故选D。
【变式5-1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)自来水常用杀菌消毒,不法商贩用自来水冒充蒸馏水出售,为辨真伪,可用下列哪一种试剂鉴别
A.酚酞溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】C
【解析】自来水中通入氯气消毒,会发生反应:Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,其中次氯酸具有强氧化性,能起到杀菌消毒的作用,消毒后的溶液中含有Cl-,而蒸馏水中没有氯离子,因此可以向样品中加入硝酸银溶液进行检验,若产生白色沉淀,说明样品中含Cl-,样品为自来水,若不产生白色沉淀,说明样品中不含Cl-,样品为蒸馏水,答案选C。
【变式5-2】(23-24高一上·江苏·期末)下列的实验操作及现象与结论之间对应关系正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
物质X的焰色试验的火焰呈黄色
X一定是钠盐
B
向某溶液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成
溶液中含Cl-
C
向KI溶液中滴加氯水,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
氧化性:Cl2>I2
D
观察新制饱和氯水的颜色,呈浅绿色
氯水中含有Cl2
【答案】D
【解析】A.焰色试验的火焰呈黄色,只能说明物质X中含有钠元素,X不一定是钠盐,A错误;B.某溶液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成,白色沉淀可能是碳酸银、硫酸银、氯化银等,所以不能确定原溶液中是否含Cl-,B错误;C.向KI溶液中滴加氯水,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,说明溶液中生成了碘单质,氯水中含有强氧化性的次氯酸和氯气,均可将碘离子氧化成碘单质,无法说明氧化性:Cl2>I2,C错误;D.氯气是黄绿色气体,氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有Cl2,D正确;故选D。
【变式5-3】(23-24高一上·江苏常州·期中)对于某些离子的检验及结论一定正确的是
A.加入硝酸酸化的硝酸银溶液,有白色沉淀产生,一定有
B.加入盐酸产生无色气体,通入澄清石灰水变浑浊,一定是
C.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润蓝色石蕊试纸变红,一定有
D.用洁净的铂丝蘸取少许溶液在酒精灯上灼烧,观察火焰呈黄色,则一定有Na+,肯定没有K+
【答案】A
【解析】A.加入硝酸酸化的硝酸银溶液,有白色沉淀产生,该沉淀一定为氯化银,溶液中一定有Cl−,故A正确;B.将无色气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,该气体可能为CO2或SO2,则原溶液可能含或或等,故B错误;C.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,该气体是氨气,则一定有,故C错误;D.钠的焰色反应为黄色,火焰呈黄色,说明溶液中含有Na+,但没有透过蓝色钴玻璃观察,不能判断K+是否存在,故D错误;故选:A。
题型06氯的化合物性质、应用和制备
1.一氧化二氯
①性质:次氯酸的酸酐,溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸。
②外观与性状:棕黄色气体,有刺激性气味。
③制法:用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯:2HgO+2Cl2===Cl2O+HgCl2·HgO;
也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取:2Na2CO3+H2O+2Cl2===2NaCl+2NaHCO3+Cl2O。
2.二氧化氯
①物理性质:是一种黄绿色到橙黄色的气体,极易溶于水。
②制取:Cl2+2NaClO2===2ClO2+2NaCl
或:5NaClO2+4HCl===4ClO2↑+5NaCl+2H2O。
③用途:是一种广谱、高效的灭菌剂。
3.氯的含氧酸
(1)氯的含氧酸的种类
HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。
(2)氯的含氧酸的性质
酸性:HClO4>HClO3>HClO2>HClO
氧化性:HClO>HClO2>HClO3>HClO4。
(3)次氯酸
①不稳定性
次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑,氯水要现用现配,且保存在棕色试剂瓶中,并置于冷暗处。
②强氧化性
a.能将有机有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
b.杀菌消毒。
③弱酸性,比碳酸弱,比碳酸氢根强
向NaClO溶液中通入少量CO2,离子方程式为ClO-+CO2+H2O===HCO3-+HClO。
④次氯酸的漂白原理、特点及应用范围
a.原理:将含有机色素的物质氧化为稳定的无色物质。
b.特点:被HClO漂白后的物质,久置后不再恢复原色,即HClO的漂白具有不可逆性。
c.应用范围:几乎所有的含有机色素物质遇HClO都会褪色。
4.NaClO2(亚氯酸钠)
①性质:呈碱性,是一种强氧化剂,遇酸放出ClO2气体。
②用途:是一种高效氧化性漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造。
5.氯胺
①种类:氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物,主要包括一氯胺(NH2Cl)、二氯胺(NHCl2)和三氯胺(NCl3),是常用的饮用水二级消毒剂。
②氯胺的化合价:氯胺中氯为+1,N为-3,H为+1。
③氯胺的消毒原理:氯胺在水中发生缓慢水解生成次氯酸,发挥消毒杀菌作用,水解方程式如下:
NH2Cl+H2ONH3+HClO、NHCl2+2H2ONH3+2HClO、NCl3+3H2ONH3+3HClO
【典例6】(23-24高一上·江苏苏州·月考)常温下为黄绿色有毒气体,易溶于水。体积分数大于10%或其水溶液在温度过高时可能发生爆炸,与碱反应生成和等。实验室制备的反应原理为。实验室用如图所示方法制备水溶液,下列说法不正确的是
A.发生氧化反应 B.反应过程中需持续通入
C.乙装置应置于冰水浴中 D.丙装置用于吸收尾气
【答案】A
【分析】甲装置用来制备ClO2,反应原理为题中所给化学方程式,其中KClO3作为氧化剂,草酸作为还原剂。产生的ClO2进入乙装置中用水吸收得到其水溶液,丙装置的作用是吸收ClO2,防止污染空气。
【解析】A.根据分析,KClO3作为氧化剂,发生还原反应,A错误;B.ClO2体积分数大于10%时可能发生爆炸,所以需要持续通入氮气稀释ClO2,B正确;C.ClO2水溶液在温度过高时可能发生爆炸,乙装置应在冰水浴中,C正确;D.根据分析,丙装置用于吸收ClO2尾气,D正确;故选A。
【变式6-1】(23-24高一上·江苏徐州·期中) 是黄棕色有强烈刺激性气味的气体,是一种强氧化剂,熔点为 ,沸点为 ,易溶于水且与水反应生成次氯酸,高浓度的 与有机物、还原剂等接触或受热时会发生燃烧甚至爆炸。已知 的沸点为 的沸点为 ;制取并收集 的装置如图所示。
下列说法不正确的是
A.装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水、浓硫酸
B.从装置⑤中逸出气体的主要成分是
C.通入干燥空气的目的是将生成的 稀释,减少爆炸风险
D.装置④与⑤之间不用橡皮管连接,是为了防止橡皮管遇 燃烧和爆炸
【答案】B
【解析】A.由题中制备装置可知,①中浓盐酸与高锰酸钾发生氧化还原反应生成氯气,②中盛有饱和食盐水,可除去氯气中的HCl,③中盛装的试剂是浓硫酸,用于干燥Cl2,防止Cl2O与水反应生成次氯酸,A正确;B.由题给各物质沸点可知,Cl2O在⑤中转化为液态,从⑤中逸出的气体中不含ClO2,B错误;C.高浓度的Cl2O与有机物、还原剂等接触或受热时会发生燃烧甚至爆炸,通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释,减少爆炸危险,C正确;D.因Cl2O与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸,则④、⑤之间不用橡皮管连接,是为了防止橡皮管燃烧和爆炸,D正确;答案选B。
【变式6-2】(24-25高一上·江苏无锡·期末)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的步骤如下:
Ⅰ.将电石渣与水混合,搅拌,形成浆料
Ⅱ.75℃时向浆料中通入Cl2,充分反应,过滤
Ⅲ.向滤液中加入稍过量的KCl固体,蒸发浓缩,冷却至25℃结晶得KClO3
下列说法正确的是
A.通Cl2时CaCO3不发生反应
B.通入Cl2的速率越快,Cl2的利用率越高
C.步骤Ⅱ中Cl2和Ca(OH)2反应的方程式为:
D.25℃时KClO3的溶解度小于Ca(ClO3)2的溶解度
【答案】D
【分析】电石渣含有Ca(OH)2,加入水打浆,通入氯气,可生成Ca(ClO3)2,过滤后在滤液中加入KCl转化生成KClO3,经蒸发浓缩、冷却结晶可得晶体KClO3。
【解析】A.通入氯气,Cl2溶于水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,由于酸性:HCl>H2CO3>HClO,所以生成的HCl会与CaCO3发生反应:2HCl+CaCO3=CaCl2 +CO2↑+H2O,该反应发生,使Cl2与水的可逆反应正向移动,从而使Cl2、CaCO3不断被消耗,故通Cl2时CaCO3也会发生反应,A错误;B. 通入Cl2的速率如果过快,Cl2与石灰乳接触就不充分,Cl2来不及反应就从装置中逸出,导致Cl2的利用率降低,B错误;C.在加热时Cl2与Ca(OH)2发生歧化反应产生CaCl2、Ca(ClO3)2、H2O,根据电子守恒和元素守恒可得步骤Ⅱ中反应方程式为:6Ca(OH)2+6Cl25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O,C错误;D.由题意可知:在加热时Cl2与Ca(OH)2反应生成CaCl2、Ca(ClO3)2和H2O。过滤后弃去滤渣,向滤液中加入KCl固体,蒸发浓缩,冷却至25℃结晶析出的是KClO3晶体,说明Ca(ClO3)2转化为KClO3,则在25℃时KClO3的溶解度比Ca(ClO3)2更小,D正确;故合理选项是D。
【变式6-3】(23-24高一上·江苏·月考)NaClO制备时需控制温度,使用时需现配现用。下列反应的离子方程式正确的是
A.NaClO溶液与空气中反应可生成:
B.HClO在水中见光分解:
C.氯气溶于水:
D.若温度偏高,与NaOH溶液反应可生成:
【答案】A
【解析】A.NaClO溶液与空气中反应可生成:,故A正确;B.HClO在水中见光分解生成和HCl,则其离子反应方程式为:,故B错误;C.氯气溶于水生成次氯酸和盐酸,离子反应方程式为:,故C错误;D.若温度偏高,与NaOH溶液反应可生成和NaCl,则其离子反应式为:,故D错误;答案选A。
题型07氯及其化合物的综合实验
一、氯气的性质实验
性质实验围绕Cl2的强氧化性、毒性、与水/碱的反应展开,需注意实验安全与现象观察。
1.强氧化性验证:
(1)与金属反应:分别与Fe、Cu、Na反应,生成高价金属氯化物(如2Fe+3Cl22FeCl3,现象为棕褐色烟)。
(2)与非金属反应:与H2反应,点燃时产生苍白色火焰,瓶口有白雾(HCl遇水蒸气形成);光照时会发生爆炸。
(3)与还原性物质反应:能使湿润的FeCl2溶液变黄(氧化Fe2+为Fe3+),使Na2S溶液产生淡黄色沉淀(氧化S2-为S)。
2.与水的反应:
(1)反应方程式:Cl2+H2O⇌HCl+HClO(可逆反应)。
(2)实验现象:氯水呈浅黄绿色(含未反应的Cl2),滴加紫色石蕊试液先变红(HCl显酸性)后褪色(HClO的漂白性)。
(3)注意:HClO不稳定,光照易分解(2HClO2HCl+O2↑),故氯水需避光保存。
3.安全防护:
(1)Cl2有毒,实验需在通风橱中进行,若不慎吸入,需立即到通风处并吸入少量NaHCO3溶液雾化气。
(2)皮肤接触氯水需立即用大量水冲洗,再用稀NaHCO3溶液擦拭。
二、氯的化合物性质实验
重点掌握氯化氢(HCl)、次氯酸(HClO)及其盐、氯酸盐的核心性质与鉴别。
1.氯化氢(HCl):
(1)制备:实验室用NaCl固体与浓H2SO4反应(NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑)。
(2)性质:极易溶于水(喷泉实验可验证),水溶液为盐酸,具有酸的通性;浓盐酸具有挥发性,打开瓶盖会产生白雾(HCl与水蒸气结合)。
2.次氯酸盐(如NaClO):
(1)强氧化性:能使有色布条褪色(体现漂白性),可氧化Fe2+、I-等还原性离子。
(2)不稳定性:在酸性条件下易生成HClO,进而分解(如NaClO+HCl=NaCl+HClO)。
3.氯酸盐(如KClO3):
(1)强氧化性:在酸性条件下氧化性增强,可与浓盐酸反应生成Cl2(KClO₃+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O)。
(2)加热分解:加热到一定温度会分解,该反应常用来实验室制氧气。
4.Cl-的鉴别:
(1)操作:取少量待测液,先加稀硝酸酸化(排除CO32-、SO32-等干扰),再滴加AgNO3溶液。
(2)现象:若产生白色沉淀(AgCl),则证明含有Cl-。
【典例7】(24-25高一上·江苏南京·月考)某同学用如图所示装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是
A.Ⅰ中含有4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热,生成Cl2体积标况下一定小于22.4 L
B.Ⅱ中滴入几滴紫色石蕊溶液,溶液最终无色,说明新制氯水没有酸性
C.Ⅲ中生成了蓝色的烟
D.Ⅳ中湿润的有色布条褪色,说明Ⅳ中具有漂白性的微粒是Cl2分子
【答案】A
【分析】在装置Ⅰ中MnO2与浓盐酸混合加热发生氧化还原反应产生Cl2,用向上排空气的方法收集Cl2,用NaOH溶液进行尾气处理,防止大气污染;新制氯水中含有HCl、HClO,酸能够使紫色石蕊试液变为红色,同时HClO具有强氧化性,又将红色物质氧化变为无色;Cu在Cl2中燃烧产生CuCl2,看到产生棕黄色的烟;Cl2不具有漂白性,不能使有色布条褪色;Cl2与水反应产生HClO具有强氧化性,HClO将有色物质氧化变为无色,因此氯水具有漂白性,而Cl2不具有漂白性。
【解析】A.在Ⅰ中MnO2与浓盐酸混合加热发生氧化还原反应产生Cl2,反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,Ⅰ中含有4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热,若其中的HCl完全反应,生成Cl2的物质的量是1 mol,其体积在标况下应该为22.4 L;但随着反应的进行,盐酸浓度变稀,稀盐酸的HCl不能发生反应,因此反应产生的Cl2的物质的量小于1 mol,则其体积在标准状况下一定小于22.4 L,A正确;B.反应产生的Cl2通入水中得到氯水,其中存在反应:Cl2+H2OHCl+HClO,HCl、HClO是酸,能够使紫色石蕊试液变为红色;同时HClO具有强氧化性,又将红色物质氧化变为无色,因此Ⅱ中滴入几滴紫色石蕊溶液,溶液先变红最终无色,说明新制氯水有酸性、氧化性,B错误;C.在Ⅲ中Cu在Cl2中燃烧产生生成了棕黄色的烟,C错误;D.将Cl2通入干燥的有色布条中,看到布条不褪色;通入湿润的有色布条中,看到湿润的有色布条褪色,说明Ⅳ中具有漂白性的微粒是HClO,而不是Cl2分子,D错误;故合理选项是A。
【变式7-1】(25-26·江苏苏州·月考)实验小组设计如图所示实验装置探究氯气的性质,挤压装有浓盐酸的滴管。下列说法正确的是
A.a处KMnO4换为MnO2也可完成实验探究
B.b处纸最终会变为红色,c处变为黄褐色
C.若d、e两处红色纸团均褪色、d处褪色更快
D.若f处为饱和NaCl溶液、实验后将其滴入烧瓶可吸收剩余氯气
【答案】C
【解析】A.浓盐酸与MnO2制Cl2需要加热,A错误;B.生成的氯气中混有水分和盐酸挥发出的HCl气体,b处为石蕊溶液,与氯气反应有次氯酸生成,会先变红色后褪色,c处的KI与Cl2发生置换反应生成I2,变为黄褐色,B错误;C.生成的氯气中混有水分,故均产生HClO,d、e两处红色纸团均褪色,因d处为湿润的红色纸团,故褪色更快,C正确;D.饱和NaCl溶液可吸收HCl不与氯气反应,可用NaOH吸收,D错误;故选C。
【变式7-2】(23-24高一上·江苏盐城·期末)兴趣小组制取并验证氯气部分化学性质的实验装置图(仪器a中试剂为浓盐酸)如下
下列说法正确的是
A.仪器a的名称为长颈漏斗
B.装置C中溶液变蓝色,说明还原性
C.装置D中的现象不能证明有无漂白性
D.装置E中试剂可换成澄清石灰水
【答案】C
【分析】装置A中二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,制取的氯气中会混有氯化氢,通过装置B中的饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,通过盛有淀粉碘化钾溶液的装置C,氯气与碘化钾反应生成碘单质,淀粉碘化钾溶液变蓝,湿润的氯气通过盛有干燥的有色布条的装置D,布条褪色,氯气有毒会污染空气,通过盛有氢氧化钠溶液的装置E进行尾气处理。
【解析】A.仪器a的名称为分液漏斗,故A错误;B.装置C中溶液变成蓝色,说明生成了碘单质,氯气与碘化钾反应生成氯化钾和碘,反应的离子方程式为:,说明还原性,故B错误;C.装置D之前没有干燥装置,因此进入装置D的还有水蒸气,而Cl2与水反应产生的次氯酸也具有漂白性,因此无法证明Cl2的漂白性,因此要证明Cl2的漂白性,需要除去氯气中混有的水蒸气,可以在装置D之前加一个装有浓硫酸的洗气瓶用于干燥氯气,故C正确;D.澄清石灰水中含有的Ca(OH)2的量很少,不能有效吸收氯气,故D错误;故答案选C。
【变式7-3】(23-24高一上·江苏无锡·期末)下列实验可用来制备并检验的性质。下列说法正确的是
A.图I实验收集到的中只含有一种杂质
B.图II实验可用于测定氯水的
C.图III实验中产生了棕黄色的雾
D.图IV实验现象不能说明干燥的氯气有漂白性
【答案】D
【解析】A.图I实验收集到的中含有、水蒸汽,故A错误;B.氯水中含有次氯酸,次氯酸具有漂白性,不能用pH试纸测氯水的pH,故B错误;C.图III实验中生成氯化铜,现象为产生了棕黄色的烟,故C错误;D.鲜花中含有水,氯气和水反应生成具有漂白性的次氯酸,鲜花褪色,不能说明干燥的氯气有漂白性,故D正确;选D。
题型08氯及其化合物的转化
1.理清氯及其重要化合物之间知识主线
H ―→2―→HO―→HO2―→HO3―→HO4
2.构建氯及其重要化合物之间知识网络
3.氯及其化合物的价类二维图
【典例8】(23-24高一上·江苏南京·月考)“价—类二维图”是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价—类二维图”如题图所示,下列说法不正确的是
A.a是HCl,从元素价态看,HCl只具有还原性
B.b与水反应可以得到d
C.d与NaOH溶液发生反应
D.可溶性e溶液中的阴离子可用AgNO3溶液和稀硝酸检验
【答案】A
【分析】根据氯元素的“价—类二维图”可知:a是HCl,b是Cl2,c是Cl2O7,d是HClO,e是含Cl-的盐,然后根据问题分析解答。
【解析】A.a是HCl,从氯元素价态看,Cl处于最低化合价,HCl具有还原性;从氢元素看,H为+1价,又同时具有氧化性,A错误;B.b是Cl2,d是HClO,Cl2能溶于水,并有少量与水反应产生HCl、HClO,故b与水反应可以得到d,B正确;C.d是HClO,其与NaOH溶液发生酸碱中和反应,生成次氯酸钠和水,C正确;D.e是含Cl-的盐,可溶性e溶于水电离产生Cl-,Cl-能够与AgNO3溶液反应产生AgCl白色沉淀,该物质既不溶于水,也不溶于稀硝酸,因此可用AgNO3溶液和稀硝酸检验,D正确;故选A。
【变式8-1】(24-25高一上·江苏扬州·期中)下列物质变化过程不能直接实现的是
A.HCl→Cl2 B.Cl2→Ca(ClO)2 C.Ca(ClO)2→HClO D.HClO→CO2
【答案】D
【解析】A.HCl→Cl2,可通过浓盐酸和二氧化锰共热反应制取氯气,A不符合;B.Cl2→Ca(ClO)2可通过氯气和氢氧化钙反应来制取,B不符合;C.Ca(ClO)2→HClO可通过次氯酸钙、二氧化碳和水反应实现,C不符合;D.HClO→CO2,不能一步实现,因为次氯酸的酸性比碳酸弱,不能通过次氯酸制取碳酸(分解产生二氧化碳、水),D符合;选D。
【变式8-2】(23-24高一上·江苏扬州·期中)氯及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A.制备氯化铁过程中的物质转化:NaCl(aq)Cl2(g)FeCl3(s)
B.氯气用于自来水消毒,与水反应的离子方程式:
C.漂白粉溶液中通入过量气体:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
D.含NaClO的混合溶液中还能共存:K+、OH-、SO、I-
【答案】A
【解析】A.制备氯化铁过程中的物质转化为电解氯化钠溶液反应生成氯气,反应生成的氯气与铁共热反应生成氯化铁,故A正确;B.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的离子方程式为,故B错误;C.漂白粉溶液中的次氯酸钙与过量二氧化碳反应生成碳酸氢根和次氯酸,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+2CO2+2H2O=Ca(HCO3)2+2HClO,故C错误;D.次氯酸根离子具有强氧化性,能与碱性溶液中的亚硫酸根离子、碘离子发生氧化还原反应,不能大量共存,故D错误;故选A。
【变式8-3】(23-24高一下·江苏南京·期中)氯及其化合物种类繁多,部分含氯物质的价类二维关系如图所示。下列推断错误的是
A.A可与E反应生成B B.B、C均可作为自来水的消毒剂
C.C中氯元素既能被氧化,又能被还原 D.D、E、F都属于强电解质
【答案】D
【分析】根据价类二维图可知: A为HCl、B为Cl2、C为ClO2、D为HClO、E为HClO3、F为HClO4。
【解析】A.根据氧化还原反应规律,盐酸和氯酸可反应生成氯气,故A正确;B.根氯气、二氧化氯均有强氧化性,都可作为自来水的消毒剂,故B正确;C.二氧化氯中氯为价,处于中间价态,可以被氧化也可以被还原,故C正确;D.次氯酸为弱酸,属于弱电解质,故D错误;故选D。
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