氯及其化合物（課件）高考化學一輪復習課件講義習題

第1講

氯及其化合物化學蟲子工作室榮譽出品第四章

化工生產中的重要非金屬元素內容要求核心素養(yǎng)1.結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究,了解氯、硫、氮及其重要化合物的主要性質,認識這些物質在生產中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響。[變化觀念與平衡思想]基于核心元素(氯、硫、氮)建立物質轉化視角,能夠從物質類別和元素價態(tài)兩個角度理解氯、硫、氮及其化合物的性質和轉化關系。[科學探究與創(chuàng)新意識]能針對氯、硫、氮及其化合物的性質與轉化的探究問題,提出有依據的假設,選取試劑,設計實驗方案并實施,基于實驗事實得出結論。內容要求核心素養(yǎng)2.結合實例認識非金屬及其化合物的多樣性,了解通過化學反應可以探索物質性質、實現(xiàn)物質轉化,認識物質及其轉化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要價值[科學態(tài)度與社會責任]能應用物質性質及物質轉化關系,分析和探討某些化學過程對人類健康、社會可持續(xù)發(fā)展可能帶來的雙重影響,并對這些影響從多個方面進行評估,從而更加科學、合理地選擇和應用物質及其變化考點一氯氣重要的含氯化合物考點二氯氣的實驗室制法

鏈接高考本節(jié)目錄1.氯氣的物理性質[提醒]實驗室里聞有毒氣體及未知氣體氣味的方法:用手在瓶口輕輕扇動,僅使極少量氣體飄進鼻孔(如圖所示)。顏色狀態(tài)氣味密度毒性溶解性(25℃)黃綠色氣體刺激性比空氣大有毒

1體積水溶解約2體積Cl2考點一氯氣重要的含氯化合物2.從原子結構角度認識氯氣的化學性質氯元素在元素周期表中處于

,氯原子的結構示意圖為

,最外層有7個電子,在化學反應中很容易

1個電子,使最外電子層達到8個電子的穩(wěn)定結構。

第三周期第ⅦA族

得到(1)與金屬反應氯氣能與大多數(shù)金屬化合,生成金屬氯化物;與變價金屬(Fe、Cu等)反應生成高價態(tài)金屬氯化物。2Fe+3Cl22FeCl3

Cu+Cl2CuCl2(2)與非金屬反應[注意]

氯氣可與Si、P等大多數(shù)非金屬單質化合,如2P+3Cl2

2PCl3、Si+2Cl2

SiCl4。H2+Cl2

2HCl

H2+Cl2

2HCl蒼白白霧(3)從化合價的角度認識Cl2發(fā)生的“歧化反應”Cl2中氯元素為0價,處于氯元素的中間價態(tài),因此Cl2既具有氧化性又具有還原性。常溫下,Cl2與水或堿溶液反應時,Cl2發(fā)生“歧化反應”,Cl元素由0價變?yōu)?1價和-1價。

反應原理與水的反應化學方程式為Cl2+H2O?HCl+HClO,離子方程式為

與堿的反應與燒堿

(化學方程式)

制漂白粉

(化學方程式)

Cl2+H2O?H++Cl-+HClOCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2

=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O[提醒]1molCl2與水反應時(可逆反應),轉移電子數(shù)小于NA,而1molCl2與足量冷的NaOH溶液(或石灰乳)反應時,轉移電子數(shù)為NA。(設NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值)(4)與某些還原性物質反應(書寫離子方程式)與碘化鉀溶液反應:

。

與SO2水溶液反應:

。

與FeCl2溶液反應:

。

2I-+Cl2

=I2+2Cl-

2Fe2++Cl2

=2Fe3++2Cl-[易錯警示

](1)氯水的成分及性質模型:新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質,在不同的化學反應中,氯水中參與反應的微粒不同。(2)氯水的組成及性質應用中的常見誤區(qū):①氯水中因HClO見光分解,隨著HClO的消耗,最后成為鹽酸,久置氯水酸性增強,無漂白性,因此,氯水要現(xiàn)用現(xiàn)配。②制取氯水的反應為Cl2+H2O?HCl+HClO,反應中Cl2既是氧化劑,又是還原劑,且向水中通入1molCl2,轉移電子數(shù)小于NA(設NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值)。③Cl2盡管有較強的氧化性,但沒有漂白性,濕潤的Cl2具有漂白性是因為Cl2與水反應生成了強氧化性的HClO。3.氯的重要化合物(1)次氯酸①不穩(wěn)定性HClO在光照時發(fā)生分解:

。

②強氧化性能將有色物質氧化為無色物質,作漂白劑;殺菌、消毒。2HClO2HCl+O2↑

(2)漂白粉CaCl2和Ca(ClO)2

Ca(ClO)22Cl2+2Ca(OH)2

=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O堿氧化Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO(3)漂白液(“84”消毒液)NaClO

Cl2+NaOH=NaCl+NaClO+H2O

4.基于“價—類”二維圖認識氯及其化合物的性質與轉化關系寫出相關反應的化學方程式:①

;②

;③

;④

;⑤

;MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2OCl2+H2O?HCl+HClOCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2

=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OHClO+NaOH=NaClO+H2O⑥

;⑦

;⑧

;⑨

。Ca(ClO)2+4HCl(濃)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O2Fe+3Cl2

2FeCl3H2+Cl2

2HClFe+2HCl=FeCl2+H2↑(其他合理答案均可)(1)新制氯水在空氣中久置,氯水酸性增強,氧化性減弱(

)(2)1molCl2通入足量的水中發(fā)生反應,轉移的電子為1mol(

)√[解析]氯水中的次氯酸見光或受熱分解生成鹽酸和氧氣,酸性增強,氧化性減弱?！?3)用pH試紙測定氯水的pH為4(

)×[解析]氯水具有漂白性,無法用pH試紙測定其pH。(4)

氯水具有較強氧化性,可用于漂白紙張、織物等(

)√[解析]氯氣與水的反應是可逆反應?；A知識秒殺(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(5)在一定條件下,過量的鐵與氯氣反應生成FeCl2(

)(6)用“84”消毒液(有效成分為NaClO)殺滅細菌利用了NaClO的強氧化性(

)×[解析]Fe與氯氣反應只能生成FeCl3。√(7)漂白粉和明礬都常用于自來水的處理,二者的作用原理是相同的(

)×[解析]漂白粉具有強氧化性,可作自來水的消毒劑,而明礬是水解生成的氫氧化鋁膠體吸附水中的懸浮固體而達到凈水的目的。(8)氯氣通入品紅溶液中,溶液褪色,起漂白作用的是Cl2與水反應生成的HClO(

)√[解析]氯氣通入品紅溶液中,溶液褪色,是由于氯氣與水反應生成的次氯酸具有漂白性。2.某同學在pH試紙上滴了幾滴新制的氯水,現(xiàn)象如圖所示,下列有關該實驗的說法中正確的是(

)A.該實驗說明Cl2分子具有漂白性B.該實驗說明H+的擴散速度比HClO分子快C.將實驗后的pH試紙在酒精燈上微熱,試紙又恢復為原來的顏色D.若用久置的氯水進行實驗,現(xiàn)象相同B[解析]HClO具有漂白性,Cl2無漂白性,A項錯誤。HClO的漂白不具有可逆性,加熱不會恢復原來的顏色,C項錯誤。久置的氯水的主要成分為稀鹽酸,無漂白性,D項錯誤。1.氯氣的實驗室制法(1)實驗原理:

(化學方程式)。KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化劑與濃鹽酸反應也能用于制氯氣,分別寫出KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、漂白粉與濃鹽酸反應的化學方程式:①

;

②

;

③

;

④

。

MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OKClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2OK2Cr2O7+14HCl(濃)=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2OCa(ClO)2+4HCl(濃)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O考點二氯氣的實驗室制法(2)實驗裝置及說明[注意]

幾個裝置的創(chuàng)新變化

①

②

③圖①為KMnO4作氧化劑制Cl2的裝置。a.不需要加熱。b.橡膠管的作用是使分液漏斗和圓底燒瓶中的氣壓相等,便于分液漏斗中的液體流下。

①

②

③圖②為Cl2中HCl的除雜裝置。a.裝置中長頸漏斗的作用除檢查裝置氣密性外,還可以檢查整套裝置是否發(fā)生堵塞(若裝置某一位置堵塞,則長頸漏斗中的液面會迅速上升)。b.該裝置還可以貯存少量Cl2。圖③為干燥Cl2的裝置。(3)驗滿方法①將濕潤的淀粉-KI試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口,觀察到試紙立即變

,則證明已集滿。

②將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口,觀察到試紙

,則證明已集滿。

③實驗室制取Cl2時,常常根據集氣瓶中氣體的顏色判斷是否集滿。藍先變紅后褪色2.注意事項(1)選擇反應物:必須用濃鹽酸,MnO2與稀鹽酸不反應。(2)加熱溫度:采用小火加熱,以減少HCl揮發(fā)。(3)儀器拆卸:反應結束,排出殘留的Cl2后,再拆卸裝置,防止產生污染。(4)尾氣處理:不能用澄清石灰水吸收Cl2,原因是其濃度較小,不能完全吸收Cl2。[解析]MnO2只能與濃鹽酸反應,當鹽酸濃度減小到一定程度時,反應就停止,故稀鹽酸與MnO2不反應。(1)利用MnO2與濃鹽酸制取Cl2、MnO2與H2O2溶液制取O2的發(fā)生裝置相同(

)(2)必須用濃鹽酸與MnO2反應制Cl2,因為稀鹽酸與MnO2不反應(

)×[解析]MnO2與濃鹽酸制取Cl2的反應需加熱,利用H2O2分解制取O2時,MnO2作催化劑,反應不需要加熱?！袒A知識秒殺(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(3)為了減少制得的Cl2中HCl的含量,加熱溫度不宜過高,以減少HCl的揮發(fā)(

)(4)檢驗氯氣可用濕潤的淀粉-KI試紙(

)(5)酸性高錳酸鉀溶液與濃鹽酸常溫下即可反應生成氯氣,而MnO2和濃鹽酸反應需加熱條件下才可反應生成氯氣,說明氧化性:KMnO4>MnO2(

)√√×(6)實驗中,可用KOH溶液或蒸餾水吸收尾氣中的Cl2,防止污染環(huán)境(

)√[解析]由于都是氧化濃鹽酸生成氯氣,所以根據反應條件可知氧化性的強弱。2.[2021·廣東卷節(jié)選]含氯物質在生產生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)的過程中,將它與濃鹽酸混合加熱,產生了一種黃綠色氣體。1810年,戴維確認這是一種新元素組成的單質,并命名為chlorine(中文命名“氯氣”)。(1)實驗室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學方程式為

。MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O[解析]實驗室通常采用濃鹽酸和MnO2加熱制取Cl2,化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)實驗室制取干燥Cl2時,凈化與收集Cl2所需裝置的接口連接順序為

。

c—d—b—a—e[解析]根據化學方程式可知,制取的氯氣中混有氯化氫、水蒸氣,氯氣有毒,必須進行尾氣處理,因此使用飽和食鹽水吸收氯化氫氣體,用濃硫酸除去水蒸氣,最后用NaOH溶液吸收尾氣。(3)某氯水久置后不能使品紅溶液褪色,可推測氯水中

已分解。檢驗此久置氯水中Cl-存在的操作及現(xiàn)象是

。HClO

向溶液中加入過量稀硝酸,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,則證明原溶液中含有Cl-1.[2022·廣東卷]實驗室用MnO2和濃鹽酸反應生成Cl2后,按照凈化、收集、性質檢驗及尾氣處理的順序進行實驗。下列裝置(“→”表示氣流方向)不能達到實驗目的的是 (

)A

B

C

D

D鏈接高考[解析]濃鹽酸易揮發(fā),制備的氯氣中含有HCl,可用飽和食鹽水除去HCl,Cl2可用濃硫酸干燥,A裝置能達到實驗目的,故A不符合題意;氯氣的密度大于空氣,用向上排空氣法收集,B裝置能收集氯氣,故B不符合題意;濕潤的紅布條褪色,干燥的紅布條不褪色,可驗證干燥的氯氣不具有漂白性,故C不符合題意;氯氣在水中的溶解度較小,應用NaOH溶液吸收尾氣,D裝置不能達到實驗目的,故D符合題意。2.

(不定選)下列相關說法正確的是 (

)A.[2021·湖南卷]凈化實驗室制備的Cl2:氣體依次通過盛有飽和NaCl溶液、濃H2SO4的洗氣瓶B.[2021·廣東卷]用84消毒液對圖書館桌椅消毒是利用含氯消毒劑具有氧化性C.[2022·海南卷]NaClO溶液長期露置在空氣中,釋放Cl2,漂白能力減弱D.[2022·全國甲卷]漂白粉與鹽酸可混合使用以提高消毒效果AB[解析]氣體通過飽和NaCl溶液除去HCl,通過濃硫酸除去水蒸氣,A正確;利用NaClO的氧化性對圖書館桌椅消毒,B正確;NaClO溶液長期露置在空氣中,吸收空氣中的CO2生成HClO,HClO分解釋放出O2,漂白能力減弱,C錯誤;漂白粉與鹽酸混合使用,反應生成Cl2,消毒效果減弱,D錯誤。3.

[2020·全國卷Ⅲ]氯可形成多種含氧酸鹽,廣泛應用于殺菌、消毒及化工領域。實驗室中利用如圖所示裝置(部分裝置省略)制備KClO3和NaClO,探究其氧化還原性質?；卮鹣铝袉栴}:(1)盛放MnO2粉末的儀器名稱是

,a中的試劑為

。

圓底燒瓶飽和食鹽水[解析]本題考查了氯氣的制備、除雜、尾氣吸收,用氯氣在不同的溫度條件下制備KClO3、NaClO,同時還考查了物質氧化性強弱的比較等。實驗裝置分析:整套裝置的最左端為氯氣的發(fā)生裝置,利用二氧化錳固體和濃鹽酸在加熱條件下制取氯氣,由于鹽酸具有揮發(fā)性,導致氯氣中含有雜質HCl和水蒸氣。其中,氯氣中的雜質氣體HCl會影響后面的KClO3和NaClO的制備,故而需要用飽和食鹽水(a中盛放的試劑)除去氯氣中的HCl雜質。b為氯氣與KOH溶液在加熱(熱水浴)條件下制取KClO3的裝置,發(fā)生的反應為3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O。c為氯氣與NaOH溶液在較低溫度下制取NaClO的裝置,發(fā)生的反應為Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。d為尾氣的