第12讲　氯及其化合物　氯气的实验室制法-2027年高考化学一轮复习课件

该高中化学高考复习课件聚焦“氯及其化合物 氯气的实验室制法”专题，依据高考评价体系梳理了氯气氧化性、歧化反应、氯水性质、次氯酸盐及实验室制法五大核心考点，通过近五年高考真题分析明确“性质探究”“实验设计”占比超60%的高频考查方向，归纳出离子方程式书写、实验装置分析等常考题型。 课件亮点在于“真题情境+科学思维建模”的备考策略，如以2025年河南安阳一模氯气与碱反应题为例，运用“四步法”解析温度对产物的影响，培养学生证据推理与模型认知素养。特设“易错警示库”和“价-类二维图转化训练”，助力学生掌握物质转化规律，教师可据此开展针对性复习，提升备考效率。

第12讲　氯及其化合物　氯气的实验室制法 考点一　氯及其化合物 四个高考关键点 关键点1氯气的氧化性 1.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　　。[命题点❸] A.(2025·甘肃卷)验证氯气的氧化性:将氯气通入Na2S溶液,观察是否产生淡黄色沉淀 B.(2024·全国甲卷)用硫代硫酸钠溶液脱氯:S2+2Cl2+3H2O ══ 2S+4Cl-+6H+ C.(2024·江苏卷)HCl制备:NaCl溶液 H2和Cl2 HCl D.(2022·浙江1月选考卷)氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒 ACD 解析 S2可被Cl2氧化为硫酸根离子,故离子方程式为S2+4Cl2+5H2O ══ 2S+8Cl-+10H+,B项错误。 关键点2氯气与水、碱反应(歧化反应) 2.(2025·河南安阳一模)分别在25 ℃、70 ℃条件下,用相同浓度的NaOH溶液吸收氯气,其转化关系如图所示:[命题点❷] 已知:反应1中生成NaCl和X的物质的量相等;消耗等量的NaOH时,反应1和反应2生成NaCl的质量比为3∶5。下列叙述错误的是(　　) A.上述2个反应中,参与反应的NaOH与Cl2的物质的量之比均为2∶1 B.消耗等量的NaOH时,反应1和反应2生成X和Y的物质的量之比为3∶1 C.加热漂白液会导致有效成分的含量降低 D.若某温度下生成X和Y均为1 mol时,同时生成4 mol NaCl D 解析 反应1中生成NaCl和X的物质的量相等,说明Cl2中Cl元素化合价上升和下降的数目相等,则X为NaClO,方程式为2NaOH+Cl2 ══ NaCl+NaClO+H2O;消耗等量的NaOH时,反应1和反应2生成NaCl的质量比为3∶5,说明Cl2和NaOH反应生成NaCl和NaClO3,方程式为3Cl2+6NaOH ══ 5NaCl+NaClO3+3H2O。由分析可知,反应1为2NaOH+Cl2 ══ NaCl+NaClO+H2O,反应2为3Cl2+6NaOH ══ 5NaCl+NaClO3+3H2O,参与反应的NaOH与Cl2的物质的量之比均为2∶1,A项正确。消耗等量的NaOH时,反应1和反应2生成NaClO和NaClO3的物质的量之比为3∶1,B项正确。漂白液中NaClO和水、二氧化碳反应生成HClO,而HClO受热会发生分解,导致有效成分NaClO的含量降低,C项正确。由分析可知,若某温度下生成NaClO和NaClO3均为1 mol时,同时生成NaCl 1 mol+5 mol=6 mol,D项错误。 关键点3氯水的成分与性质 3.(2025·黑龙江龙东五市联考)室温下,通过下列实验探究新制饱和氯水的性质。 实验1:用pH计测量新制饱和氯水的pH,测得pH约为2.2; 实验2:向淀粉KI溶液中滴加氯水,溶液变蓝色; 实验3:向FeCl2溶液中滴加适量氯水,溶液颜色变成棕黄色; 实验4:向氯水中滴加1 mol·L-1 NaHCO3溶液。 下列说法正确的是(　　)[命题点❹] A.如用强光照射实验1中的溶液,溶液的pH将增大 B.实验2中证明新制饱和氯水中存在次氯酸分子 C.实验3中反应后溶液中大量存在的离子有:Fe2+、ClO-、Fe3+、Cl-、H+ D.实验4中产生的气体能使澄清石灰水变浑浊 D 解析 新制饱和氯水中,氯气和水反应生成氯化氢和次氯酸,次氯酸不稳定,在光照下发生分解反应生成氯化氢和氧气,溶液酸性增强,pH将减小,A项错误。实验2中向淀粉KI溶液中滴加氯水,溶液变蓝色,淀粉遇碘单质变蓝,新制饱和氯水中存在Cl2、HClO,二者均能将KI转化成I2,B项错误。实验3中向FeCl2溶液中滴加适量氯水,溶液颜色变成棕黄色,则反应后溶液中不可能同时大量存在Fe2+、ClO-,C项错误。实验4中新制饱和氯水中滴加1 mol·L-1 NaHCO3溶液,产生的气体为CO2,能使澄清石灰水变浑浊,D项正确。 关键点4次氯酸和次氯酸盐 4.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　　。 A.(2023·广东卷)漂白粉的有效成分是CaCO3,久置空气中的漂白粉遇盐酸产生CO2 B.(2025·安徽卷)次氯酸钠溶液呈碱性,故用次氯酸钠溶液消毒 C.(2023·浙江6月选考卷)向次氯酸钙溶液中通入足量二氧化碳:ClO-+CO2+H2OHClO+HC D.(2022·浙江6月选考卷)“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84”消毒液(主要成分含次氯酸钠)不能混用 [命题点❺❻❼] CD 解析 漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,久置空气中的漂白粉吸收CO2生成CaCO3而变质,遇盐酸产生CO2,A项错误。NaClO用作消毒剂是利用了其水解生成的HClO具有强氧化性,与其溶液呈碱性无关,B项错误。 回归基础·考教衔接 1.氯气的物理性质[❶] 颜色 气味 密度 特性 黄绿色 刺激性气味 比空气大 易液化 在加压或冷却条件下可液化为液氯(纯净物,储存于钢瓶中) 2.氯气与水、碱反应(歧化反应)[❷] [注意]1 mol Cl2与水反应(可逆反应)时,转移电子数小于NA,而1 mol Cl2与足量冷的NaOH溶液(或石灰乳)反应时,转移电子数为NA。 3.氯气的氧化性[❸] 4.新制氯水的成分与性质[❹] 5.次氯酸(HClO)[❺] 6.漂白粉[❻] 7.漂白液(“84”消毒液)[❼] 命题角度 1 基于实验情境的氯气性质探究 [例1](2025·广东茂名二模)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 C 解析 浓盐酸与MnO2制Cl2需要加热,A项错误。生成的氯气中混有水蒸气和盐酸挥发出的HCl气体,b处为石蕊溶液,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项错误。生成的氯气中混有水蒸气,能产生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项正确。饱和NaCl溶液可吸收HCl,而Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小,D项错误。 命题角度 2 氯气与碱溶液的反应及分析 [例2](2025·北京卷)25 ℃时,在浓NaOH溶液中通入过量Cl2,充分反应后,可通过调控温度从反应后的固液混合物中获得NaCl和NaClO固体。 已知:NaOH、NaClO、NaCl溶解度(S)随温度变化关系如图。 下列说法不正确的是(　　) A.通入Cl2后开始发生反应:Cl2+2NaOH ══ NaClO+NaCl+H2O B.25 ℃时,随反应进行NaCl先析出 C.将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出NaClO固体 D.在冷却结晶的过程中,大量NaOH会和NaClO一起析出 D 解析 通入Cl2后,与NaOH发生氧化还原反应:Cl2+2NaOH ══ NaCl+NaClO+H2O,A项正确。观察图像,随反应进行,生成的NaCl、NaClO增多,因NaCl溶解度小先析出,B项正确。将反应后的固液混合物过滤得到NaCl固体,滤液中剩余NaClO,降温可析出,C项正确。因为通入过量Cl2,NaOH全部消耗,冷却结晶时不会有大量NaOH析出,D项错误。 误区警示 1.氯气具有强氧化性,与变价金属(Fe、Cu)反应生成高价金属氯化物(FeCl3和CuCl2),产物与氯气的量无关。 2.干燥的氯气没有漂白性,真正具有漂白作用的是氯气与水反应生成的次氯酸(HClO)。 3.次氯酸盐起漂白作用,大多先吸收空气中的CO2、H2O生成HClO,HClO具有强氧化性,使物质漂白褪色。 4.氯气与NaOH溶液反应产物受温度影响,常温生成NaClO和NaCl,较高温度时生成NaClO3和NaCl。 5.次氯酸(盐)溶液都具有强氧化性,不能用pH试纸测定pH,要使用pH计测定。 解题路径 “四步法”分析氯气 与碱溶液的反应 基础 满分练 课前 自检自测·夯基固本 考点二　氯气的实验室制法　含氯物质的转化及应用 三个高考关键点 关键点1氯气的实验室制法 1.(高考题组编)下列说法不正确的是　　　　。 A.(2025·四川卷)实验室制取氯气(如图1) B.(2025·黑吉辽蒙卷)除去Cl2中的HCl(如图2) C.(2024·浙江1月选考卷)图3装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气 [命题点❷❸] ABC 解析 实验室制取氯气,不能用水吸收尾气,要选用NaOH溶液,A项错误。碱石灰含有CaO和NaOH,能同时吸收Cl2、HCl,不能用碱石灰除去Cl2中的HCl,B项错误。二氧化锰和浓盐酸反应制氯气,需要加热,图3装置缺少酒精灯,C项错误。 2.(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 (　　)[命题点❷❸❹]         A.制备Cl2 B.净化、干燥Cl2 C.收集Cl2 D.验证Cl2的氧化性 A 解析 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,A项错误。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,B项正确。氯气密度大于空气,可以用向上排空气法收集,C项正确。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,D项正确。 关键点2氯及其重要化合物的转化 3.(原创+教材改编)NaCl是一种化工原料,可以制备多种物质,如图所示。下列说法正确的是(　　)[命题点❺] A.氯化钠溶液通电后,发生反应的离子方程式为2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH- B.氢气在氯气中剧烈燃烧,发出黄色火焰,瓶口有白雾出现 C.Cl2与Ca(OH)2反应生成以Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉,该反应中,氯气是氧化剂,Ca(OH)2是还原剂 D.使用漂白粉浸泡衣物时,可大量加入盐酸,增强漂白效果 A 解析 氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,生成的HCl在瓶口遇到水蒸气,有白雾出现,B项错误。Cl2与Ca(OH)2反应得到以Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉,该反应中,氯气既是氧化剂又是还原剂,C项错误。使用漂白粉浸泡衣物时,可加入少量盐酸,增强漂白效果,加入大量盐酸,可能会损坏衣物,甚至生成有毒气体氯气,D项错误。 4.(2026·吉林四平调研改编)亚氯酸钠(NaClO2)具有消毒杀菌作用,制备亚氯酸钠粗产品的流程如下。已知:纯ClO2易分解爆炸,固态的亚氯酸钠加热或撞击会迅速分解生成氯化物。下列说法不正确的是(　　)[命题点❺] A.“溶解”过程中可以用盐酸代替稀硫酸 B.“吸收塔”装置温度不宜过高 C.NaClO2加热时可能发生的反应为3NaClO2 2NaClO3+NaCl D.ClO2与Na2O2反应也可生成亚氯酸钠 A 解析 “溶解”过程中若用盐酸代替稀硫酸,则NaClO3和HCl会发生氧化还原反应生成氯气,因此不能用盐酸代替稀硫酸,A项错误。由于H2O2、亚氯酸钠(NaClO2)受热易分解,因此“吸收塔”装置温度不宜过高,B项正确。固态的亚氯酸钠加热或撞击会迅速分解生成氯化物即NaCl,根据氧化还原反应原理和质量守恒推知,NaClO2加热时可能发生的反应为3NaClO2 2NaClO3+NaCl,C项正确。ClO2具有氧化性,Na2O2具有还原性,根据氧化还原反应原理得到ClO2与Na2O2反应也可生成亚氯酸钠,D项正确。 关键点3氯及其化合物的“价—类”二维图 5.(2025·四川成都模拟)含氯元素物质的“价—类”二维图如图所示。[命题点❺] 已知:[Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O ΔH>0。下列说法正确的是(　　) A.相同质量的乙的消毒效率比甲的低 B.可存在甲→戊→己→甲的循环转化关系 C.冷却氯化铜溶液,溶液变为黄绿色 D.新制甲溶液在光照过程中,有气泡冒出,溶液导电性减弱 B 解析 由图可知,甲、乙、丙、丁、戊、己分别为Cl2、ClO2、HClO、HClO4、KClO3、KCl。ClO2用作消毒剂时,氯元素的化合价由+4价变为-1价,即67.5 g ClO2转移5 mol电子,Cl2用作消毒剂时,氯元素的化合价由0价变为-1价,即71 g Cl2转移2 mol电子,则相同质量的ClO2转移的电子更多,故ClO2的消毒效率比Cl2的高,A项错误。Cl2与热的KOH溶液发生歧化反应生成KClO3和KCl,KClO3在MnO2的作用下受热分解可生成KCl,惰性阳极电解氯化钾溶液可以生成氯气,B项正确。氯化铜溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- [CuCl4]2-(黄色) +4H2O　ΔH>0,升高温度,平衡正向移动,溶液逐渐变为黄绿色,降低温度溶液呈蓝色,C项错误。氯气溶于水生成HClO和HCl,光照下HClO分解为HCl和氧气,弱酸转化为强酸,导电性增强,D项错误。 回归基础·考教衔接 1.实验室制备氯气的原理[❶] (1)MnO2与浓盐酸加热反应 化学方程式:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O; 离子方程式:MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。 (2)KMnO4与浓盐酸反应 化学方程式:2KMnO4+16HCl(浓) ══ 2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O; 离子方程式:2Mn+10Cl-+16H+ ══ 2Mn2++5Cl2↑+8H2O。 (3)KClO3与浓盐酸反应:KClO3+6HCl(浓) ══ KCl+3Cl2↑+3H2O。 (4)漂白粉与浓盐酸反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓) ══ CaCl2+2Cl2↑+2H2O。 2.实验装置[❷] (1)MnO2+浓盐酸(加热) (2)KMnO4+浓盐酸(不加热) 3.操作分析(以MnO2+浓盐酸为例)[❸] 装置特点 固体+液体 气体 净化方法 用饱和食盐水除去HCl气体,再用浓硫酸除去水蒸气 收集方法 ①Cl2的密度比空气大,可用向上排空气法收集; ②Cl2能溶于水,但在饱和食盐水中溶解度较小,可用排饱和食盐水法收集 验满方法 ①用湿润的淀粉KI试纸,试纸变蓝; ②用湿润的品红试纸,试纸褪色 尾气处理 多余的Cl2须用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收 4.注意事项[❹] (1)试剂选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。 (2)加热温度:必须加热且不宜过高,以减少HCl挥发。 (3)尾气处理:用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水或水吸收。 (4)装置拆卸:实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。 5.氯及其重要化合物的转化[❺] (1)转化关系 (2)“价—类”二维图 (3)常考化学方程式 ①2NaOH+Cl2 ══ NaCl+NaClO+H2O(制取“漂白液”)。 ②2Ca(OH)2+2Cl2 ══ CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(制取“漂白粉”)。 ③Ca(ClO)2+CO2+H2O ══ CaCO3↓+2HClO(漂白粉失效原因)。 ④Cl2+SO2+2H2O ══ 2HCl+H2SO4(生成两种强酸)。 ⑤2NaCl(s)+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑(制取HCl气体,难挥发性酸制取挥发性酸)。 6.高考常设错误[❻] (1)除杂顺序:先除HCl(饱和食盐水)后干燥(浓硫酸),不能用碱石灰除去HCl。 (2)尾气吸收:必须用NaOH溶液,而非水或Ca(OH)2悬浊液。 (3)收集装置:向上排空气法时,导管应伸入集气瓶底部,以排尽空气。 (4)反应条件:MnO2必须加热,且使用浓盐酸。 命题角度 1 氯气的实验室制备、除杂和收集 [例1]实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是(　　) D 解析 除杂装置,先除去HCl,后除去水蒸气,A项正确。集气装置,氯气密度比空气大,进气管长,出气管短,B项正确。探究干燥的红布条和湿润的红布条与氯气的反应,C项正确。尾气吸收应用碱液,D项错误。 命题角度 2 含氯物质的转化及应用 [例2](2024·北京卷改编)可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2,实现氯资源的再利用。反应原理为4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。下图所示为该法的一种催化机理。 下列说法不正确的是(　　) A.Y为反应物HCl,W为生成物H2O B.反应制得1 mol Cl2,须投入2 mol CuO C.在一定条件下,X与CuCl反应生成CuCl2 D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应 B 解析 由该反应原理可知,该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl,则Y为HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,则W为H2O;CuCl2分解为X和CuCl,则X为Cl2;CuCl和Z反应生成Cu2OCl2,则Z为O2。Y为反应物HCl,W为生成物H2O,A项正确。CuO在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,B项错误。Cl2具有强氧化性,CuCl具有还原性,在一定条件下二者反应生成CuCl2,C项正确。图中涉及的两个氧化还原反应是CuCl2→CuCl和CuCl→Cu2OCl2,D项正确。 能力要语 实验室制备氯气的创新设计 (1)实验室制取Cl2的发生装置改进。 ①用KMnO4代替MnO2,常温下即可反应; ②橡皮管的作用是保持分液漏斗和圆底烧瓶内气体压强平衡,便于液体顺利流下。 (2)实验室制取Cl2的除杂装置改进。 ①该装置的作用之一是观察生成气体的速率; ②长颈漏斗用于检查整套装置是否发生堵塞。 能力要语 氯及其化合物的关键转化 (1)Cl2→氯化物(如与金属、H2反应):体现氧化性。 (2)Cl2→次氯酸盐[如与NaOH、Ca(OH)2反应]:歧化反应。 (3)次氯酸盐→HClO(与CO2/H+反应):强酸制弱酸。 (4)Cl-→Cl2(如电解食盐水):电解或氧化剂氧化。 命题点 1 基于氯气制备的综合实验探究 1.(2023·广东卷改编)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合K1,一段时间后,下列说法正确的是(　　) A.U形管两侧均有气泡冒出, 分别是Cl2和O2 B.a处布条褪色,说明Cl2具有漂白性 C.b处出现蓝色,说明还原性:Cl->I- D.电解一段时间后,向U形管中溶液滴加2滴酚酞溶液,溶液先变红后褪色 D 解析 根据分析,U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和H2,A项错误。左侧生成氯气,氯气遇到水生成HClO,具有漂白性,则a处布条褪色,说明HClO具有漂白性,B项错误。b处出现蓝色,发生反应:Cl2+2KI ══ I2+2KCl,说明还原性:I->Cl-,C项错误。电解一段时间后,阴极生成NaOH而使溶液呈碱性,滴加酚酞后,溶液变成红色,由于阳极产生的Cl2与阴极产生的NaOH反应生成的NaClO具有强氧化性,最后溶液被漂白褪色,D项正确。 命题点 2 基于“价—类”二维图的含氯物质转化 2.(跨模块融通)设NA为阿伏加德罗常数的值。根据氯元素的“价—类”二维图,下列分析正确的是(　　) A.标准状况下1.12 L Cl2溶于水 充分反应,转移电子数为0.05NA B.由图推测,ClONO2可能具有 强氧化性,能水解生成两种酸 C.可利用5NaClO2+4HCl(稀) ══ 5NaCl+4ClO2↑+2H2O制备消毒剂ClO2,该反应n(氧化产物)∶n(还原产物)=4∶5 D.用pH试纸分别测定浓度均为1 mol·L-1的NaClO2和NaClO溶液的pH,可比较HClO2和HClO酸性的相对强弱 B 解析 Cl2与水的反应为可逆反应,转移电子数无法确定,A项错误。由图推测,ClONO2中Cl为+1价,则N为+5价、O为-2价,可能具有强氧化性,能水解生成两种酸HClO和HNO3,B项正确。利用5NaClO2+4HCl(稀) ══ 5NaCl+4ClO2↑+2H2O制备消毒剂ClO2,5个NaCl中1个是还原产物,该反应n(氧化产物)∶n(还原产物)=n(ClO2)∶n(NaCl)=4∶1,C项错误。NaClO2和NaClO溶液具有强氧化性,不能利用pH试纸测定pH,应利用pH计测定等浓度的两份溶液的pH,D项错误。 $