1、1考点 8 氯及其化合物知识条目 必考要求 加试要求1.氯气的工业制法 a b2.实验室制取氯气的反应原理及其装置 a b3.氯气的物理性质及用途 a a4.氯气的净化、收集和检验，尾气的处理 b b5.氯气的化学性质(跟某些金属、H 2、H 2O、碱的反应)，HClO 的漂白作用 c c一、氯气的物理性质氯气是一种黄绿色，有刺激性气味的气体，有毒，密度比空气大，能溶于水，常温下1 体积水溶解约 2 体积 Cl2。二、从氯的原子结构认识氯气的化学性质氧化性1与金属反应常见的金属单质中不能被氯气氧化的是金(Au)和铂(Pt)，与变价金属反应生成高价金属氯化物。(1)与钠反应：NaCl 2 2Na
2、Cl(白色的烟)= = = = =点 燃 (2)与铁反应：2Fe3Cl 2 2FeCl3(棕褐色烟，FeCl 3水溶液呈黄色)= = = = =点 燃 (3)与铜反应：CuCl 2 CuCl2(棕黄色烟，CuCl 2水溶液呈蓝色)= = = = =点 燃 2与非金属反应(1)与 H2反应：H 2Cl 2 2HCl= = = = =点 燃 或 光 照 现象Error!(2)与 Si 反应：Si2Cl 2 SiCl4= = = = =高 温 3与水反应2氯气与水反应的化学方程式：Cl 2H 2O HClHClO(Cl 2的漂白原理)次氯酸(HClO)的性质：(1)弱酸性：由反应 Ca(ClO)2C
3、O 2H 2O=CaCO32HClO，说明 HClO 的酸性比 H2CO3弱。(2)不稳定性：2HClO 2HClO 2。= = = = =光 (3)强氧化性：具有漂白性，能杀菌消毒。4与碱反应(1)与烧碱反应：Cl 22NaOH= =NaClNaClOH 2O(Cl2的尾气处理原理)(2)制取漂白粉：2Cl 22Ca(OH) 2=CaCl2Ca(ClO) 22H 2O漂白粉的主要成分是 Ca(ClO)2、CaCl 2，有效成分是 Ca(ClO)2。漂白原理：Ca(ClO) 2 HClO，实际起漂白、杀菌作用的是 HClO。使用原理：Ca(ClO) 2CO 2H 2O=CaCO32HClO、C
4、a(ClO) 22HCl= =CaCl22HClO漂白粉要密封包装，避光、隔潮存放，防止与空气中的 CO2、H 2O 接触而变质。注意：氯水能漂白某些有色物质是因为其中的 HClO 具有漂白性，而这种漂白性源于该物质具有强氧化性。同理，NaClO 和 Ca(ClO)2的漂白原理也是如此。5与还原性物质反应(1)与卤化物反应：Cl 22KI= =2KClI 2 Cl 22Br =2Cl Br 2(2)与 SO2水溶液反应：Cl 2SO 22H 2O=H2SO42HCl(3)与亚铁离子反应：Cl 22FeCl 2=2FeCl3三、氯水的多重性质新制氯水中存在三个平衡关系：Cl2H 2O HClHC
5、lOHClO H ClO H2O H OH 根据可逆反应的特点，即可得出新制氯水中存在的各种微粒。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。3新制氯水和久置氯水比较如下：新制氯水 久置氯水成分 Cl2、HClO、H 2O、H 、Cl 、ClO 、OH H 、Cl 、H 2O、OH 颜色 淡黄绿色 无色性质 酸性、漂白性 酸性、无漂白性原因 Cl2H 2O HClHClO、2HClO= =HClO 24四、氯气的制法1工业制取(1)原料：饱和食盐水以电解饱和食盐水为基础制取氯气(及烧碱、氢气)等产品的工业称为氯碱工业。(2)反应原理：2NaCl2H 2
6、O 2NaOHCl 2H 2。= = = = =通 电 2实验室制取实验室通常用浓盐酸与二氧化锰共热制取 Cl2。用强氧化剂(如 KMnO4、K 2Cr2O7、KClO 3、MnO 2等)氧化浓盐酸反 应 原 理MnO 24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O= = = = = 固体液体 气体制 备 装 置 类 型 用饱和食盐水除去 HCl 气体，再用浓 H2SO4除去水蒸气净 化 方 法用向上排空气法或排饱和食盐水法收 集 方 法用强碱溶液(如 NaOH 溶液)吸收尾 气 吸 收Error!验 满 方 法注意事项：必须用浓盐酸，稀盐酸不反应。为了减少制得的 Cl2中 HCl 的含量，加
7、热温度不宜过高，以减少 HCl 挥发。实验结束后，先使反应停止并排出残留的 Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。尾气吸收时，不能使用澄清的石灰水，因为石灰水浓度太小，吸收不完全。5【例 1】 下列关于 Cl2的说法中，不正确的是( )ACl 2是一种黄绿色、密度比空气大的有毒气体 B红热的铁丝在 Cl2中剧烈燃烧，产生白色烟雾C工业上用 Cl2和石灰乳为原料制造漂白粉 DCl 2能与水反应生成盐酸和次氯酸【解析】 Cl 2是一种黄绿色、密度比空气大的有毒气体，故 A 正确；氯气与铁反应生成氯化铁，反应产生棕褐色的烟，故 B 错误；氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，工业上用 Cl2和石灰
8、乳为原料制造漂白粉，故 C 正确；Cl 2能与水反应生成盐酸和次氯酸，Cl 2H 2O HClHClO，故 D 正确。【答案】 B【提炼】 本题考查氯气的性质，熟悉氯气的物理性质和化学性质是解题关键。【例 2】 下列实验现象与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是( )A将 NaHCO3固体加入新制氯水，有无色气泡(H )B使红色布条褪色(HClO)C滴加 AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl )D向 FeCl2溶液中滴加氯水后，再滴加 KSCN 溶液，发现呈红色(HCl)【解析】 氯水显酸性，能与碳酸氢钠反应生成 CO2气体，与氢离子有关，故 A 正确；氯水中含 HClO，具有漂白性，使
9、红色布条褪色，故 B 正确；氯离子和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，与氯离子有关，故 C 正确；向 FeCl2溶液中滴加氯水，再滴加 KSCN 溶液，溶液呈红色，是由于氯水中含有 Cl2和 HClO，都具有强氧化性，可将 FeCl2氧化为 FeCl3，与HCl 无关，故选 D。【答案】 D【提炼】 本题考查氯水的组成和性质。氯气与水反应：Cl2H 2O H Cl HClO，氯水含多种微粒，有H2O、Cl 2、HClO、Cl 、ClO 、H 、OH (极少量，水微弱电离出来的)，其中 HClO、Cl 2具有氧化性，HClO 具有漂白性，H 具有酸性，以此解答。【例 3】 已知：将 amolCl2通
10、入含 bmolNaOH 的溶液中两者恰好完全反应，产物中可能有 NaCl、NaClO、NaClO 3。温度不同，三者的量也不同。下列说法不正确的是( )A改变温度，当产物中 NaClO3的物质的量最大时，发生的离子反应为：3Cl26OH 5Cl ClO 3H 2O= = = = = 3B某温度下，反应后若溶液中 c(ClO ) c(ClO )12，发生的离子反应为： 37Cl214OH 11Cl ClO 2ClO 7H 2O= = = = = 3C参加反应的 Cl2与 NaOH 的物质的量关系一定是 a0.5 bD改变温度，反应中转移电子的物质的量可能为 bmol6【解析】 当产物中 NaCl
11、O3的物质的量最大时即只生成 NaCl 和 NaClO3，所以根据转移电子守恒得 n(Cl )5 n(ClO )，则发生的离子反应为： 33Cl26OH 5Cl ClO 3H 2O，A 选项正确；某温度下，若反应后溶液= = = = = 3中 c(ClO ) c(ClO )12，根据转移电子守恒得 n(Cl )5 n(ClO ) n(ClO )，所以 3 3n(Cl )11，所以发生的离子反应为7Cl214OH 11Cl ClO 2ClO 7H 2O，B 选项正确；钠元素守恒：= = = = = 3n(NaOH) n(NaClO3) n(NaCl) n(NaClO)，氯原子守恒：2 n(Cl2
12、) n(NaClO3) n(NaCl) n(NaClO)，故参加反应的 Cl2与 NaOH 的物质的量的关系一定是 a0.5 b，C 选项正确；根据方程式Cl22OH Cl ClO H 2O、3Cl 26OH 5Cl ClO = = = = = = = = = = 33H2O 可知，氧化产物只有 NaClO 时，转移电子数最少，为 0.5bmol，氧化产物只有NaClO3，转移电子数最多，为 bmol，则反应中转移电子的物质的量不可能为 bmol，D 项错误。【答案】 D【提炼】 氯气与冷的氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水：Cl22NaOH= =NaClNaClO H2O；与热的氢氧化钠反
13、应生成氯化钠、氯酸钠和水：Cl26NaOH= =5NaClNaClO 33H 2O。解题时运用电子守恒和原子守恒即可。【例 4】 高锰酸钾是一种典型的强氧化剂，无论在实验室还是在化工生产中都有重要的应用。如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。(1)制备氯气选用的药品为：高锰酸钾和浓盐酸，相应的离子反应方程式为_；(2)装置 B 的作用是_，监测实验进行时 C 中可能发生堵塞，请写出发生堵塞时 B 中的现象_；(3)装置 C 的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此 C 中、依次放入_(选“a” “b”或“c”)；7a b c 干燥的有色布条 湿润的有色布条 湿润的有色
14、布条 碱石灰 浓硫酸 无水氯化钙 湿润的有色布条 干燥的有色布条 干燥的有色布条(4)设计装置 D、E 的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向 D 中缓缓通入足量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为红棕色，说明氯的非金属性大于溴。打开活塞，将 D 中的少量溶液加入 E 中，振荡 E。观察到的现象是_；该现象_(填“能”或“不能”)说明溴的非金属性强于碘，原因是_。【解析】 (1)高锰酸钾溶液与浓盐酸反应生成锰离子、氯气与水，反应的离子方程式为：2MnO 16H 10Cl =2Mn2 5Cl 28H 2O；(2)盐酸易挥发，反应制取的氯气中 4含有氯化氢，装置 B 中饱和食盐水的作用是除去 Cl2中
15、的 HCl；装置 B 亦是安全瓶，监测实验进行时 C 中是否发生堵塞，发生堵塞时 B 中的压强增大，B 中长颈漏斗中液面上升，形成水柱；(3)装置 C 的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，要验证干燥氯气无漂白性，湿润的有色布条中，氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性，选项中的中都是干燥剂，根据图示装置可知，中应该为固体干燥剂，氯气干燥后再通入湿润的有色布条不能验证氯气的漂白性，所以装置 C 中、处依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条，所以选 c；(4)打开活塞，将装置 D 中含溴单质的少量溶液加入含碘化钾和苯的装置 E 中，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，碘单质溶于苯呈紫红色，振荡；
16、观察到的现象是：E 中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色；氯气具有强氧化性，过量的氯气能够将碘离子氧化成碘单质，所以该现象不能说明溴的非金属性强于碘。【答案】 (1)2MnO 16H 10Cl =2Mn2 5Cl 28H 2O 4(2)除杂和安全瓶 锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升 (3)c(4)E 中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色 不能 过量的 Cl2也可将 I 氧化为 I2【提炼】 实验安全装置(1)防倒吸装置(2)防堵塞安全装置8(3)防污染安全装置【例 5】 二氧化氯(ClO 2)是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，其熔点为59，沸点为 11.0，易溶于水，是目前国际上公认的新一
17、代高效、广谱、安全的杀菌保鲜剂，在水处理等方面有广泛应用。与 Cl2相比，ClO 2不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。(1)在 ClO2的制备方法中，比较实用的有数十种，下列是其中两种方法。方法一：2NaClO 34HCl= =2ClO2Cl 22NaCl2H 2O方法二：2NaClO 3H 2O2H 2SO4=2ClO2O 2Na 2SO42H 2O比较方法一和方法二，哪种方法更好？_，说明理由：_。实验室常用氯酸钠(NaClO 3)、亚硫酸钠(Na 2SO3)和硫酸共热制备二氧化氯，其化学反应方程式为_。(2)工业上用稍潮湿的 KClO3和草酸(H 2C2
18、O4)在 60时反应制得。某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集 ClO2，其中 A 为 ClO2的发生装置，B 为 ClO2的凝集装置，C 为尾气吸收装置。请问：A 部分还应添加温度控制装置，请你说出一种温度控制方法9_。B 部分还应补充什么装置_，C 中应装的试剂为_。我国最近成功研制出制取 ClO2的新方法，其反应的微观过程如图所示：该反应的化学方程式为_。(3)二氧化氯做消毒剂时，被还原成 Cl ，它的消毒效率是同质量常用消毒剂NaClO(84 消毒液的主要成分)的_倍。消毒水时，ClO 2还可将 Fe2 、Mn 2 转化成Fe(OH)3、MnO 2难溶物除去，请写出二氧化氯与 Mn
19、2 反应的离子方程式_。【解析】 (1)从环境、安全和产率角度考虑应选择方法二，原因是方法一的缺点主要是同时产生了大量的氯气，不仅产率低，而且产品难以分离，同时很有可能造成环境污染；方法二的优点是安全性好，没有产生毒副产品。用氯酸钠(NaClO 3)、亚硫酸钠(Na 2SO3)和硫酸共热制备二氧化氯，还生成硫酸钠和水，化学反应方程式为2NaClO3Na 2SO3H 2SO4=2ClO22Na 2SO4H 2O；(2)二氧化氯的沸点低，B 为 ClO2的凝集装置，B 装置应补充(冰水)冷凝装置，C 为尾气吸收装置，可选择 NaOH 溶液来吸收尾气；由微观过程可知，氯气与 NaClO2反应，由原子
20、及电子守恒可知，反应为2NaClO2Cl 2=2NaCl2ClO 2；(3)二氧化氯做消毒剂时，被还原成 Cl ，质量是 m 的二氧化氯转移电子是 5m/67.5 mol，次氯酸钠做消毒剂时，被还原成 Cl ，质量是 m 的次氯酸钠转移电子是 2m/74.5mol，所以二者的消毒效率之比是 5m/67.52 m/74.52.76；ClO 2氧化除去 Mn2 的离子方程式为 2ClO25Mn 2 6H 2O=5MnO22Cl 12H 。【答案】 (1)方法二 方法一的缺点主要是同时产生了大量的氯气，不仅产率低，而且产品难以分离，同时很有可能造成环境污染；方法二的优点是安全性好，没有产生毒副产品 2NaClO 3Na 2SO3H 2SO4=2ClO22Na 2SO4H 2O(2)水浴加热 (冰水)冷凝 NaOH 溶液 2NaClO 2Cl 2=2NaCl2ClO 2(3)2.76 2ClO 25Mn 2 6H 2O=5MnO22Cl 12H 【提炼】 制备物质方法选择时，不仅要考虑产率，还要结合环境友好、安全性等角度综合选定。10
