2025年高考化學一輪復習（新人教新高考）第五章非金屬及其化合物復習講義（教師版）

第16講氯及其重要化合物[復習目標]1.掌握氯氣的性質和實驗室制法。2.了解次氯酸及其鹽的性質和用途。3.了解氯及其重要化合物對環(huán)境的影響?？键c一氯氣、次氯酸及其鹽1．氯氣(1)氯氣的物理性質氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣的大，沸點：－34.6℃，易液化。(2)氯氣的化學性質①氧化性②從化合價的角度認識Cl2的化學性質——歧化反應氯氣與水或堿反應時，氯元素的化合價既有升高又有降低，因而氯氣既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。用化學方程式表示上述兩類反應。提示與水反應：Cl2＋H2OHCl＋HClO(3)氯水①從平衡的角度理解氯水的成分在25℃時，1體積的水可溶解約2體積的氯氣，氯氣的水溶液稱為氯水，溶于水中的部分氯氣與水反應。三種平衡存在微粒Cl2＋H2OHCl＋HClOHClOH＋＋ClO－H2OH＋＋OH－②從成分的角度理解氯水的性質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?？赡懿煌?。2．次氯酸及其鹽(1)次氯酸(2)漂白液(3)漂白粉1．聞氯氣氣味時，應用手在瓶口輕輕扇動，使極少量氣體飄進鼻孔()2．常溫下液態(tài)氯與鐵不反應，故可用鋼瓶儲運液氯()3．若貯氯罐意外發(fā)生泄露，人們應用浸有一定濃度NaHCO3溶液的毛巾捂住鼻子，在低洼處等待救援()4．過量的鐵粉在少量氯氣中加熱，充分反應后產物為FeCl2()5．Cl2具有很強的氧化性，在化學反應中只能作氧化劑()6．可以用pH試紙測定氯水的pH()7．“84”消毒液的消毒原理和H2O2的相同，都是利用強氧化性()8．漂白粉與鹽酸可混合使用以提高消毒效果(2022·全國甲卷，7A)()9．向Ca(ClO)2溶液中通入SO2，生成白色沉淀CaSO3()答案1.√2.√3.×4.×5.×6.×7．√8.×9.×一、氯氣、氯水的性質1．(2023·無錫高三檢測)向下列溶液中通入氯氣，現(xiàn)象和結論描述正確的是()A．品紅溶液：紅色褪去，加熱該褪色溶液，溶液又恢復紅色；次氯酸具有漂白性B．紫色石蕊溶液：先變紅，后褪色；氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸C．含酚酞的氫氧化鈉溶液：紅色褪去；氯氣只作氧化劑D．硫化鈉溶液：溶液變渾濁；氯氣作還原劑答案B解析A項，氯氣與水反應生成的次氯酸具有漂白性，能使品紅溶液褪色，且加熱已褪色的溶液，溶液不會恢復到原來的顏色，錯誤；B項，氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，鹽酸使紫色石蕊溶液變紅，次氯酸具有漂白性，能使變紅的石蕊溶液褪色，正確；C項，氯氣和NaOH溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，其中，氯氣既作氧化劑，又作還原劑，次氯酸鈉的漂白性和溶液堿性的減弱均會使溶液的紅色褪去，錯誤；D項，Cl2＋Na2S=2NaCl＋S↓，溶液變渾濁，氯氣作氧化劑，錯誤。2．下列實驗事實，分別說明氯水中含有哪些粒子？完成下列表格：序號實驗事實粒子化學式①新制氯水顯黃綠色且有刺激性氣味Cl2②向氯水中加入AgNO3溶液生成白色沉淀Cl－③向氯水中加入Na2CO3粉末，有氣泡產生H＋④向氯水中滴加石蕊溶液，先變紅后褪色H＋、HClO3.根據(jù)下列裝置圖回答問題：(1)裝置A、B通入干燥的Cl2后，觀察到的現(xiàn)象是____________________________________，根據(jù)現(xiàn)象可得出的結論是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)實驗開始后，觀察裝置C中的現(xiàn)象是____________________________________________________________________________________________________________________________。(4)通入Cl2時裝置D中發(fā)生反應的離子方程式是_____________________________________。(5)裝置E中發(fā)生反應的離子方程式是______________________________________________________________________________________________________________________________。(6)裝置F的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)干燥的紅色布條不褪色，濕潤的紅色布條褪色Cl2無漂白性，Cl2與水反應生成的HClO有漂白性(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO(3)溶液先變紅后褪色(4)H2O＋SOeq\o\al(2－,3)＋Cl2=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－(5)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(6)吸收氯氣，防止污染環(huán)境二、次氯酸及其鹽的性質4．某項目化學學習小組開展了對84消毒液使用安全性的研究。查找資料可知：①常溫下電離常數(shù)Ka(HClO)＝4.0×10－8，Ka1(H2CO3)＝4.5×10－7，Ka2(H2CO3)＝4.7×10－11；②HClO的消毒效果遠高于ClO－，而ClO－的穩(wěn)定性要高于HClO。(1)在84消毒液中滴加幾滴酚酞溶液，可觀察到的現(xiàn)象是__________________。(2)通常購買的84消毒液pH在12左右，目的是增強消毒液的穩(wěn)定性，結合方程式與必要的文字說明，試從化學平衡的角度分析原因：________________________________________________________________________________________________________________________。(3)84消毒液必須避光密封保存，目的是防止與空氣中的二氧化碳反應而變質，試寫出該反應的離子方程式：_________________________________________________________________。(4)將漂粉精加入到稀鹽酸中，發(fā)現(xiàn)漂白性不僅沒有增強，反而減弱，結合離子方程式解釋其原因：__________________________________。答案(1)溶液先變紅后褪色(2)次氯酸鈉溶液中存在水解平衡：ClO－＋H2OHClO＋OH－，調節(jié)pH在12左右，可以抑制ClO－的水解，減少生成不穩(wěn)定的HClO(3)CO2＋ClO－＋H2O=HClO＋HCOeq\o\al(－,3)(4)2H＋＋Cl－＋ClO－=Cl2↑＋H2O，氯氣逸出，導致Ca(ClO)2失效三、含氯消毒劑有效氯的計算5．有效氯是指每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力，試分別計算NaClO、ClO2、NaClO2的有效氯。答案NaClO：eq\f(2,74.5)×35.5≈0.95ClO2：eq\f(5,67.5)×35.5≈2.63NaClO2：eq\f(4,90.5)×35.5≈1.576．ClO2和Na2FeO4在水處理過程中分別被還原為Cl－和Fe3＋。如果以單位質量的氧化劑所得到的電子數(shù)來表示消毒效率，那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三種消毒殺菌劑的消毒效率由大到小的順序是______＞______＞______(填化學式)。答案ClO2Cl2Na2FeO4考點二氯氣的實驗室制法1．實驗室制Cl2的一般方法(1)原理方程式：MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)實驗裝置圖①發(fā)生裝置所用儀器的名稱為A：分液漏斗、B：圓底燒瓶。②裝置C的作用是除去Cl2中少量的HCl氣體。③裝置D的作用是干燥氯氣(或除去氯氣中的水蒸氣)。(3)收集方法①向上排空氣法(氯氣密度大于空氣)。②排飽和食鹽水法(氯氣在飽和氯化鈉溶液中的溶解度很小，用此法可除去實驗中揮發(fā)出的氯化氫氣體)。(4)尾氣處理實驗裝置圖中燒杯F中盛放的液體是NaOH溶液，該液體的作用是吸收過量的氯氣，防止污染環(huán)境。2．實驗室制Cl2的其他方法Heq\o(Cl,\s\up6(－1))(濃)eq\o(→,\s\up7(強氧化劑),\s\do5(除MnO2外，還有KMnO4、KClO3、K2Cr2O7等))eq\o(Cl2,\s\up6(0))完成下列有關反應的離子方程式：(1)Ca(ClO)2與濃鹽酸：__________________________________________________________。(2)KClO3與濃鹽酸：______________________________________________________________。(3)KMnO4與濃鹽酸：____________________________________________________________。答案(1)ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O(2)ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋6H＋=3Cl2↑＋3H2O(3)2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O一、實驗室制Cl2的操作及注意事項1．實驗室用MnO2和濃鹽酸制Cl2時，有如下操作：①連接好裝置，檢查氣密性；②緩緩加熱；③加入MnO2粉末；④向分液漏斗中加入濃鹽酸，再緩緩滴入燒瓶中；⑤將多余氯氣用NaOH溶液吸收；⑥用向上排空氣法收集氯氣。順序正確的是()A．①②③④⑥⑤ B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤答案D2．(1)如何用最簡單的方法判斷氯氣已收集滿？(2)實驗室常用排飽和食鹽水法收集氯氣，請解釋用此方法收集氯氣的原因。答案(1)觀察集氣瓶中氣體顏色的變化，若集氣瓶上部充滿黃綠色氣體，則證明Cl2已收集滿。(2)飽和食鹽水中Cl－濃度較大，抑制了Cl2與水的反應，Cl2在飽和食鹽水中的溶解度很小，因此可用排飽和食鹽水法收集氯氣，且用此法可除去實驗過程中揮發(fā)產生的HCl氣體。二、實驗室制Cl2原理探究3．某興趣小組用50mL12mol·L－1濃鹽酸與足量MnO2共熱制取Cl2，結果收集到的Cl2遠小于0.15mol，經檢查實驗裝置沒有問題。(1)請幫助分析，制取的氣體遠小于理論值的可能原因：________________________________。(2)經檢驗可知，反應后容器中仍存在MnO2和鹽酸，該小組對不再產生Cl2的原因進行以下實驗探究。[提出猜想]猜想一：在此反應中，隨H＋濃度降低，__________(填氧化劑化學式)氧化性減弱。猜想二：在此反應中，隨__________(填“Cl－”或“Mn2＋”)濃度降低，還原劑還原性減弱。猜想三：在此反應中，隨Mn2＋濃度升高，氧化劑氧化性減弱。[設計實驗、驗證猜想]向反應后的固液混合物中加入試劑，觀察并記錄有無氯氣生成。已知：Na＋、SOeq\o\al(2－,4)對各物質的氧化性與還原性均無影響。限選試劑：濃H2SO4、NaCl固體、MnO2固體、MnSO4固體、蒸餾水。序號操作現(xiàn)象與結論1滴加濃硫酸，繼續(xù)加熱有黃綠色氣體產生，猜想____成立2加入適量______固體，繼續(xù)加熱有黃綠色氣體產生，猜想二成立3無氣體產生，猜想三成立[數(shù)據(jù)分析、得出結論]猜想一、二、三均正確。答案(1)濃鹽酸具有揮發(fā)性，加熱時大量HCl揮發(fā)；隨反應進行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸，稀鹽酸不再與MnO2反應產生Cl2(2)MnO2Cl－一NaCl加入MnSO4固體和NaCl固體(或加入濃H2SO4和MnSO4固體)1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)氯氣與強堿反應時既是氧化劑又是還原劑，符合“事物的雙方既相互對立又相互統(tǒng)一”的哲學觀點(2023·湖北，2B)()(2)“潔廁靈”(主要成分為鹽酸)和“84消毒液”(主要成分為次氯酸鈉)不能混用(2022·浙江6月選考，9D)()(3)Cl2中含有的HCl雜質通過飽和食鹽水除去(2020·全國卷Ⅰ,9B改編)()(4)用同一針筒先后抽取80mL氯氣、20mL水，振蕩，氣體完全溶解，溶液變?yōu)辄S綠色(2019·浙江4月選考，11A)()答案(1)√(2)√(3)√(4)×2．[2020·江蘇，18(1)]NaClO溶液可由低溫下將Cl2緩慢通入NaOH溶液中而制得。制備NaClO的離子方程式為______________________________________________；用于環(huán)境殺菌消毒的NaClO溶液須稀釋并及時使用，若在空氣中暴露時間過長且見光，將會導致消毒作用減弱，其原因是__________________________________________________________。答案Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2ONaClO溶液吸收空氣中的CO2后產生HClO，HClO見光分解3．[2021·廣東，17(1)(2)(3)]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___________________________________。(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______________。(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__________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)c→d→b→a→e(3)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，則證明此久置氯水中含有Cl－解析(2)根據(jù)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，濃硫酸除去水蒸氣，最后用NaOH溶液吸收尾氣，因此接口連接順序為c→d→b→a→e。課時精練1．(2023·昆明高三檢測)氯氣是一種黃綠色的非金屬單質，下列敘述不正確的是()A．紅熱的銅絲在氯氣中劇烈燃燒，生成棕黃色的煙B．氯氣能與水反應生成HClO和HCl，久置氯水最終變?yōu)橄←}酸C．光照H2和Cl2的混合氣體時，因迅速化合而爆炸D．鐵絲在Cl2中燃燒，反應生成FeCl2答案D解析將銅絲加熱至紅熱，然后趁熱插入盛有氯氣的集氣瓶中，看到銅絲在氯氣中劇烈燃燒，并生成棕黃色的煙，A正確；氯氣溶于水后，能與水發(fā)生歧化反應，生成HClO和HCl，由于HClO見光易分解，所以久置氯水最終變?yōu)橄←}酸，B正確；光照盛有H2和Cl2混合氣體的集氣瓶，因迅速化合并放出大量的熱而使氣體體積迅速膨脹，從而引起爆炸，C正確；鐵在氯氣中燃燒生成FeCl3，D不正確。2．下列關于氯及其化合物的性質與用途具有對應關系的是()A．Cl2易液化，可用于生產鹽酸B．ClO2有強氧化性，可用于自來水消毒C．CCl4難溶于水，可用作滅火劑D．HCl極易溶于水，可用于檢驗NH3答案B解析氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫，所以可用于生產鹽酸，與其易液化的性質無關，A項錯誤；CCl4不能燃燒，而且密度比空氣大，可以隔絕氧氣，故可用作滅火劑，與其難溶于水無關，C項錯誤；HCl可用于檢驗NH3是因為其與NH3反應生成NH4Cl固體，可以看到白煙，與HCl的水溶性無關，D項錯誤。3．化學來源于生活，也服務于生活。下列有關生活中的化學知識敘述正確的是()A．氯氣和活性炭均可作漂白劑，若同時使用，漂白效果會明顯加強B．氯氣與燒堿溶液或石灰乳反應都能得到含氯消毒劑C．測定溶液pH的實驗中，用干燥pH試紙測定新制氯水的pH，測定結果無影響D．通常狀況下氯氣能和Fe反應，氯氣的儲存不能用鐵制容器答案B解析A項，活性炭具有吸附性，可以吸附氯氣，若同時使用，漂白效果會減弱，錯誤；B項，氯氣與燒堿溶液或石灰乳反應均可生成次氯酸鹽，正確；C項，氯水中的次氯酸具有漂白性，不能用pH試紙測定氯水的pH，錯誤。4.某化學教師為“氯氣與金屬鈉反應”設計了如圖裝置的實驗。實驗操作：先給鈉預熱至鈉熔融成圓球時，撤火，通入氯氣，即可見鈉著火燃燒，生成大量白煙。以下敘述錯誤的是()A．反應生成的大量白煙是氯化鈉晶體B．玻璃管尾部塞一團浸有NaOH溶液的棉花球是用于吸收過量的氯氣，以免其污染空氣C．鈉著火燃燒產生蒼白色火焰D．發(fā)生的反應為2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2NaCl答案C解析由題目信息可知Na和Cl2發(fā)生反應生成NaCl固體，對應的現(xiàn)象是火焰為黃色，有白煙(NaCl)生成，為防止空氣污染，用NaOH溶液吸收多余Cl2。5．(2023·廣東揭陽高三期末)某實驗小組利用以下裝置制備少量的氯氣，并檢驗氯氣的性質。實驗過程中，下列說法正確的是()A．參與反應的HCl全部被氧化為Cl2B．發(fā)生的所有反應均是氧化還原反應C．觀察到淀粉-KI試紙變藍，說明Cl2具有氧化性D．濕潤的pH試紙變紅，干燥的pH試紙不變色答案C解析高錳酸鉀和濃鹽酸反應生成氯化鉀、氯化錳、水和氯氣，參與反應的HCl一部分作還原劑被氧化為Cl2，另一部分體現(xiàn)了酸性，A錯誤；酸使pH試紙變色發(fā)生的不是氧化還原反應，B錯誤；觀察到淀粉-KI試紙變藍，發(fā)生反應：2I－＋Cl2=I2＋2Cl－，說明Cl2具有氧化性，C正確；氯氣與水反應生成的鹽酸是強酸、次氯酸具有漂白性，故濕潤的pH試紙先變紅后褪色，D錯誤。6．自來水廠一種預防和處理Cl2泄漏的方法如圖所示。下列有關說法不正確的是()A．Cl2和水反應的離子方程式為H2O＋Cl2Cl－＋HClO＋H＋B．鐵屑的作用是將FeCl3還原為FeCl2C．吸收漏氯的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2=2Cl－＋2Fe3＋D．鐵屑耗盡時溶液中可能大量存在：Fe2＋、Fe3＋、ClO－、Cl－答案D解析2FeCl3＋Fe=3FeCl2，鐵屑的作用是將FeCl3還原為FeCl2，故B正確；氯化亞鐵吸收氯氣生成氯化鐵，吸收漏氯的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2=2Cl－＋2Fe3＋，故C正確；ClO－能把Fe2＋氧化為Fe3＋，F(xiàn)e2＋、ClO－不能大量共存，故D錯誤。7．某消毒液的主要成分為NaClO，還含有一定量的NaOH。下列用來解釋事實的方程式中，不合理的是(已知：飽和NaClO溶液的pH約為11)()A．該消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制備：Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2OB．該消毒液的pH約為12：ClO－＋H2OHClO＋OH－C．該消毒液與潔廁靈(主要成分為HCl)混用，產生有毒的Cl2：2H＋＋Cl－＋ClO－=Cl2↑＋H2OD．該消毒液加白醋生成HClO，可增強漂白作用：CH3COOH＋ClO－=HClO＋CH3COO－答案B解析已知飽和NaClO溶液的pH約為11，這是由于ClO－的水解，而該消毒液的pH約為12，主要是因為其中含有一定量的NaOH，B項錯誤。8．(2024·鄭州模擬)實驗小組利用如圖所示裝置制備氯酸鈉。下列實驗裝置和操作不能達到實驗目的的是()A．用裝置甲制備氯氣B．用裝置乙處理余氯C．用裝置丙除去氯化氫D．用裝置戊檢驗氯氣答案A解析裝置甲中濃鹽酸和二氧化錳反應生成氯氣，但該反應需要在加熱的條件下進行，故A錯誤；氯氣能夠和NaOH溶液反應，可以用裝置乙處理多余的氯氣，故B正確；生成的氯氣中混有HCl氣體，可以用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl氣體，故C正確；氯氣具有氧化性，能夠和KI溶液反應生成I2，淀粉遇I2變藍，可以用裝置戊檢驗氯氣，故D正確。9．實驗室中利用MnO2制備干燥的Cl2及少量氯水并收集Cl2，下列圖示裝置和原理不能達到實驗目的的是()A．連接圖1、圖2裝置，向分液漏斗中注水，打開K1，關閉K2，檢查裝置氣密性B．圖1裝置中，滴加濃鹽酸，點燃酒精燈，可制備Cl2C．可通過圖2裝置干燥并收集一定量的Cl2D．連接圖1、圖3裝置，打開K1，點燃酒精燈，可制備少量氯水答案A解析向恒壓分液漏斗中注水，無論氣密性是否良好，水都能順利流下，不能檢查裝置的氣密性，故A符合題意；圖1裝置中，濃鹽酸與二氧化錳在加熱的條件下反應可制備Cl2，故B不符合題意；飽和食鹽水除去氯氣中的HCl氣體，濃硫酸干燥氯氣，且氯氣密度比空氣的大，可通過圖2裝置干燥并收集一定量的Cl2，故C不符合題意；連接圖1、圖3裝置，打開K1，點燃酒精燈，制備氯氣，氯氣通入蒸餾水中，可制備少量氯水，故D不符合題意。10．用如圖裝置探究Cl2的漂白原理，其中紅紙①是干燥的，紅紙②～④分別用表中的試劑潤濕。向中心Ca(ClO)2粉末上滴加幾滴鹽酸，產生大量黃綠色氣體，紅紙變化如表：紅紙編號試劑紅紙變化①－不褪色②蒸餾水逐漸褪色③飽和食鹽水幾乎不褪色④NaHCO3溶液(調至pH＝7)快速褪色已知酸性：H2CO3>HClO>HCOeq\o\al(－,3)。下列對于該實驗的分析不正確的是()A．Ca(ClO)2與鹽酸反應時，鹽酸體現(xiàn)了酸性和還原性B．②與③現(xiàn)象的差異原因是Cl2不與飽和食鹽水反應C．對比①②的現(xiàn)象，說明紅紙褪色涉及的反應是Cl2＋H2OHCl＋HClOD．對比②③④的現(xiàn)象，說明溶液中HClO濃度越大，漂白效果越好答案B解析次氯酸鈣與鹽酸反應的化學方程式為Ca(ClO)2＋4HCl=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O，鹽酸既體現(xiàn)了酸性又體現(xiàn)了還原性，A正確；氯氣與水的反應為可逆反應，存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，飽和食鹽水中氯離子濃度很大，促使反應逆向進行，次氯酸的量很少，所以③中紅紙幾乎不褪色，B錯誤；①說明干燥氯氣沒有漂白性，②紅紙褪色，①②說明氯水有漂白性，涉及的反應為Cl2＋H2OHCl＋HClO，C正確；④中反應為Cl2＋HCOeq\o\al(－,3)=CO2＋HClO＋Cl－，④中次氯酸的濃度最大，②③④中次氯酸濃度大小為④>②>③，由紅紙變化可知，HClO濃度越大，漂白效果越好，D正確。11．(2023·青島高三模擬)用如圖裝置制備次氯酸并驗證其氧化性。Cl2可以與含水碳酸鈉反應得到Cl2O氣體和NaHCO3。下列說法錯誤的是()A．裝置甲中每生成16.8g碳酸氫鈉同時生成標準狀況下2.24LCl2OB．裝置乙中盛裝的是濃硫酸C．將裝置丙中次氯酸溶液轉移到裝置丁中的具體操作是打開K2關閉K1D．裝置丁中溶液酸性顯著增強可證明次氯酸的氧化性答案B解析裝置甲中發(fā)生氧化還原反應：2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl，每生成16.8g(0.2mol)碳酸氫鈉則生成0.1molCl2O，標準狀況下的體積為2.24L，A項正確；裝置乙的作用是吸收多余的Cl2，防止干擾后續(xù)氧化性的驗證，濃硫酸不能除去多余的Cl2，B項錯誤；打開K2關閉K1，則利用壓強能將裝置丙中液體壓入裝置丁，C項正確；裝置丁中溶液酸性顯著增強則說明發(fā)生了反應：HClO＋HCOOH=HCl＋CO2↑＋H2O，可證明次氯酸的氧化性，D項正確。12．工業(yè)上把Cl2通入冷NaOH溶液中制得漂白液(有效成分為NaClO)。某化學小組在一定溫度下將氯氣緩緩通入NaOH溶液中，模擬實驗得到ClO－、ClOeq\o\al(－,3)等離子的物質的量n(mol)與反應時間t(min)的關系曲線如圖所示。下列說法錯誤的是()A．參加反應所需NaOH與氯氣的物質的量之比一定為2∶1B．a點時溶液中n(NaCl)∶n(NaClO3)∶n(NaClO)＝6∶1∶1C．t2～t4min，ClO－的物質的量下降的原因可能是3ClO－=2Cl－＋ClOeq\o\al(－,3)D．使用漂白液時，為了增強漂白效果，可以向漂白液中通入二氧化硫答案D解析溶液中溶質為NaCl、NaClO、NaClO3，n(Na)＝n(Cl)，則參加反應所需要的NaOH與氯氣的物質的量之比一定為2∶1，故A正確；a點時，Cl2通入NaOH溶液中，反應得到含有ClO－與ClOeq\o\al(－,3)物質的量之比為1∶1的溶液，根據(jù)得失電子守恒配平方程式為4Cl2＋8NaOH=6NaCl＋NaClO3＋NaClO＋4H2O，溶液中n(NaCl)∶n(NaClO3)∶n(NaClO)＝6∶1∶1，故B正確；由圖可知，t2～t4min，n(ClOeq\o\al(－,3))增大，n(ClO－)減小，結合電子轉移守恒，可能是ClO－發(fā)生歧化反應：3ClO－=2Cl－＋ClOeq\o\al(－,3)，故C正確；二氧化硫具有強還原性，與漂白液發(fā)生氧化還原反應，則向漂白液中通入二氧化硫，會減弱漂白能力，故D錯誤。13．在實驗室中用二氧化錳與濃鹽酸反應制備干燥純凈的氯氣。進行此實驗所用儀器如圖：(1)連接上述儀器的正確順序是(填各接口處的字母)：________接________，________接________，________接________，________接________，________接________。(2)產生氯氣的化學方程式為_____________________________________________________。(3)在裝置中：①飽和食鹽水的作用是________，濃硫酸的作用是________________________。②NaOH溶液的作用是________，該反應的離子方程式為______________________________。(4)化學實驗中常用濕潤的淀粉-KI試紙檢驗是否有Cl2產生。如果有Cl2產生，可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。答案(1)ECDABHGABF(2)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Cl2↑＋MnCl2＋2H2O(3)①除去氯氣中混有的HCl氣體干燥氯氣②吸收多余氯氣，防止污染空氣Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(4)濕潤的淀粉-KI試紙變藍14．某化學興趣小組的同學買來一瓶84消毒液，請大家與他們一同來研討以下問題：(1)此瓶84消毒液的說明書上這樣寫道：“本品為無色液體，呈堿性……”，請你推測它的有效成分是________(填字母)。A．Cl2 B．H2O2C．NaClO D．KMnO4(2)該化學興趣小組的同學在瓷碗中盛放20mL該84消毒液，露置在陽光充足的室內，他們對84消毒液的消毒效果和組成成分的變化進行了研究。得出數(shù)據(jù)如圖所示：從圖1和圖2中數(shù)據(jù)可得知84消毒液暴露在空氣中半小時后，其主要溶質是__________，用化學方程式表示其中變化的主要原因：NaClO＋CO2＋H2O=HClO＋NaHCO3、___________、_______________________________________________________________________________。(3)該化學興趣小組的同學選擇紫色石蕊溶液對84消毒液的性質進行實驗探究，請你幫助他們完成實驗報告：實驗操作預期現(xiàn)象結論(4)該化學興趣小組的同學上網查詢有關84消毒液的信息時，發(fā)現(xiàn)這樣一則消息：有一家庭主婦把84消毒液和清潔劑(呈酸性、含Cl－)倒在一起，進行刷洗。一會兒，她就暈倒在房間里。這幾位同學感到迷惑不解。請你用離子方程式幫助他們解開這一懸念：______________。答案(1)C(2)NaCl2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑HCl＋NaHCO3=CO2↑＋H2O＋NaCl(3)取一干凈試管，加入1～2mL84消毒液，然后滴加幾滴紫色石蕊溶液溶液先變藍后褪色84消毒液具有堿性和氧化性(或漂白性)(4)ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O解析(2)從圖1和圖2中數(shù)據(jù)可知84消毒液暴露在空氣中半小時后，消毒效果幾乎為零，溶液pH接近7，溶液中的主要溶質應該是NaCl，所發(fā)生反應的化學方程式為NaClO＋CO2＋H2O=HClO＋NaHCO3,2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，HCl＋NaHCO3=CO2↑＋H2O＋NaCl。(3)由于84消毒液具有堿性和氧化性(或漂白性)，紫色石蕊溶液遇84消毒液會出現(xiàn)先變藍后褪色的現(xiàn)象。(4)84消毒液與清潔劑(呈酸性、含Cl－)混合，ClO－在酸性條件下能氧化Cl－生成氯氣，發(fā)生反應的離子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O。

第17講氯及其重要化合物的轉化關系[復習目標]掌握氯及其化合物的轉化關系及條件。1．在氯及其化合物的“價—類”二維圖中填充Cl2、HCl、NaCl、HClO、NaClO、Ca(ClO)2。2．完成上述轉化關系中①～⑧的化學方程式(合理即可)。①MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；②Cl2＋H2OHCl＋HClO；③2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；④NaClO＋2HCl=NaCl＋Cl2↑＋H2O；⑤2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑；⑥2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；⑦2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3；⑧2FeCl2＋Cl2=2FeCl3。一、制取Cl2并探究其與堿在不同溫度下的反應產物1．[2020·全國卷Ⅲ,26(1)(2)(3)(4)]氯可形成多種含氧酸鹽，廣泛應用于殺菌、消毒及化工領域。實驗室中利用下圖裝置(部分裝置省略)制備KClO3和NaClO?；卮鹣铝袉栴}：(1)盛放MnO2粉末的儀器名稱是__________，a中的試劑為__________。(2)b中采用的加熱方式是__________，c中化學反應的離子方程式是_____________________，采用冰水浴冷卻的目的是_________________________________________________________。(3)d的作用是________________，可選用試劑________(填標號)。A．Na2S B．NaClC．Ca(OH)2 D．H2SO4(4)反應結束后，取出b中試管，經冷卻結晶，________，__________________，干燥，得到KClO3晶體。答案(1)圓底燒瓶飽和食鹽水(2)水浴加熱Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O避免生成NaClO3(3)吸收尾氣(Cl2)AC(4)過濾少量(冷)水洗滌解析由題干信息及裝置圖分析各裝置的作用，a裝置用于除雜，b裝置用于制備氯酸鉀，c裝置用于制備次氯酸鈉，d裝置用于尾氣處理。(2)b裝置的加熱方式為水浴加熱。c裝置中氯氣與氫氧化鈉發(fā)生反應的離子方程式為Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O。根據(jù)b、c裝置水浴溫度的不同推知，生成氯酸鹽時需要酒精燈加熱，生成次氯酸鹽時需要冰水冷卻，所以c中冰水浴的目的是避免氯酸鈉的生成。(3)d是尾氣處理裝置，吸收氯氣可以用硫化鈉溶液或氫氧化鈣濁液。(4)從溶液中獲得純凈氯酸鉀的操作是冷卻結晶，過濾，少量冷水洗滌，干燥，此處用少量冷水洗滌的目的是降低氯酸鉀的損耗。二、其他含氯化合物的制備2．(2020·山東等級模擬考，10)亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效的漂白劑和氧化劑，可用于各種纖維和某些食品的漂白。馬蒂遜(Mathieson)法制備亞氯酸鈉的流程如下：下列說法錯誤的是()A．反應①階段，參加反應的NaClO3和SO2的物質的量之比為2∶1B．若反應①通過原電池來實現(xiàn)，則ClO2是正極產物C．反應②中的H2O2可用NaClO4代替D．反應②條件下，ClO2的氧化性大于H2O2答案C解析根據(jù)流程知，反應①中氧化劑是NaClO3，還原劑是SO2，還原產物是ClO2，氧化產物是NaHSO4，根據(jù)化合價升降相等可得參加反應的NaClO3和SO2的物質的量之比為2∶1，A項正確；由反應①化合價變化情況，再根據(jù)原電池正極發(fā)生還原反應，所以ClO2是正極產物，B項正確；據(jù)反應②，在ClO2與H2O2的反應中，ClO2轉化為NaClO2，氯元素的化合價降低，作氧化劑，H2O2只能作還原劑，氧元素的化合價升高，不能用NaClO4代替H2O2，且可以推出ClO2的氧化性大于H2O2，C項錯誤，D項正確。3．(2023·天津五校一模)四氯化錫可用作媒染劑。利用如圖所示裝置可以制備四氯化錫(部分夾持裝置已略去)。有關信息如下表：化學式SnCl2SnCl4熔點/℃246－33沸點/℃652144其他性質無色晶體，易氧化無色液體，易水解回答下列問題：(1)甲裝置中儀器A的名稱為______________________________________________________。(2)用甲裝置制氯氣，MnOeq\o\al(－,4)被還原為Mn2＋，該反應的離子方程式為____________________________________________________________________________________________________。(3)將裝置按如圖連接好，檢查氣密性，慢慢滴入濃鹽酸，待觀察到________________________(填現(xiàn)象)后，開始加熱丁裝置，錫熔化后適當增大氯氣流量，繼續(xù)加熱丁裝置，此時繼續(xù)加熱丁裝置的目的是①促進氯氣與錫反應；②_________________________________________。(4)如果缺少乙裝置，可能發(fā)生的副反應的化學方程式為_______________________________；己裝置的作用是________(填字母，下同)。A．除去未反應的氯氣，防止污染空氣B．防止空氣中CO2氣體進入戊裝置C．防止水蒸氣進入戊裝置的試管中使產物水解D．防止空氣中O2進入戊裝置的試管中使產物氧化(5)某同學認為丁裝置中的反應可能產生SnCl2雜質，下列試劑中可用于檢測是否產生SnCl2的有________。A．H2O2溶液B．FeCl3溶液(滴有KSCN)C．AgNO3溶液D．溴水(6)反應中用去錫粒1.19g，反應后在戊裝置的試管中收集到2.38gSnCl4，則SnCl4的產率為________(結果保留3位有效數(shù)字)。答案(1)蒸餾燒瓶(2)2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O(3)丁裝置內充滿黃綠色氣體使SnCl4汽化，利于從混合物中分離出來(4)Sn＋2HCl=SnCl2＋H2↑AC(5)BD(6)91.2%解析(3)整個裝置中充滿氯氣，即丁裝置充滿黃綠色氣體時，再加熱熔化錫粒生成SnCl4，繼續(xù)加熱丁裝置，促進氯氣與錫反應，使生成的SnCl4汽化，有利于從混合物中分離出來，便于在戊裝置處冷卻收集。(4)堿石灰能吸收二氧化碳，但二氧化碳對反應沒有影響，故B不符合；即使有O2進入，O2能氧化丁中生成的副產物SnCl2，但不會氧化戊裝置試管中的產物SnCl4，故D不符合。(5)H2O2溶液能氧化SnCl2，同時雙氧水被還原生成水，但是沒有明顯現(xiàn)象，無法檢驗，故A錯誤；FeCl3溶液(滴有KSCN)呈紅色，氯化鐵氧化SnCl2，鐵離子被還原生成亞鐵離子，溶液褪色，可以檢驗，故B正確；AgNO3溶液能檢驗氯離子，但是不能檢驗Sn2＋，故C錯誤；溴水氧化SnCl2，溴被還原生成溴離子，溶液褪色，可以檢驗，故D正確。(6)用去錫粒1.19g，其物質的量為eq\f(1.19g,119g·mol－1)＝0.01mol，根據(jù)Sn原子守恒可知生成SnCl40.01mol，則SnCl4的產率為eq\f(2.38g,261g·mol－1×0.01mol)×100%≈91.2%。課時精練1．氯及含氯物質在生產、生活中具有廣泛的應用。下列含氯物質的轉化正確的是()A．漂白粉eq\o(→,\s\up7(過量CO2))HClO(aq)eq\o(→,\s\up7(光照))Cl2(g)B．MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(加熱))無水MgCl2eq\o(→,\s\up7(電解))MgC．Cueq\o(→,\s\up7(FeCl3))CuCl2eq\o(→,\s\up7(Na2SO3))CuClD．NaCl(aq)eq\o(→,\s\up7(過量CO2))NaHCO3(s)eq\o(→,\s\up7(△))Na2CO3(s)答案C解析HClO見光分解生成O2,2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，A錯誤；加熱MgCl2溶液時，會促進Mg2＋水解生成Mg(OH)2，得不到無水MgCl2，B錯誤；發(fā)生反應2FeCl3＋Cu=CuCl2＋2FeCl2、2CuCl2＋Na2SO3＋H2O=2CuCl↓＋Na2SO4＋2HCl，C正確；先將NH3通入飽和NaCl溶液中，再通入CO2才可制得NaHCO3晶體，D錯誤。2．(2023·廣東惠州模擬)部分含氯物質的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不合理的是()A．常溫下，a、d水溶液的pH：a<dB．b既具有氧化性，又具有還原性C．c可用于自來水消毒D．e或f分別與a的濃溶液反應均可制得b答案A解析由元素的化合價及物質類別可知，a為HCl，b為Cl2，c為ClO2，d為HClO，e為次氯酸鹽，f為氯酸鹽。未說明溶液濃度，無法比較溶液的pH，A錯誤；氯氣化合價為0價，處于中間價態(tài)，既具有氧化性，又具有還原性，B正確；ClO2具有強氧化性，可用于自來水消毒，C正確；ClOeq\o\al(－,3)、ClO－分別與濃鹽酸混合發(fā)生歸中反應，均可制備氯氣，D正確。3．(2023·山東臨沂一模)KMnO4是一種常用的氧化劑，某實驗小組利用Cl2氧化K2MnO4制備KMnO4的裝置如圖所示(夾持裝置略)。已知：K2MnO4在濃強堿溶液中可穩(wěn)定存在，堿性減弱時易發(fā)生反應：3MnOeq\o\al(2－,4)＋2H2O=2MnOeq\o\al(－,4)＋MnO2↓＋4OH－。下列說法錯誤的是()A．試劑X可以是漂白粉或KClO3B．裝置連接順序是c→a→b→e→d→fC．裝置C中每生成1molKMnO4，消耗0.5molCl2D．若去掉裝置A，會導致KMnO4產率降低答案C解析試劑X可以是漂白粉或KClO3，與濃鹽酸發(fā)生價態(tài)歸中的氧化還原反應生成氯氣，A正確；裝置B生成氯氣，通過裝置A洗氣除去氯氣中混有的氯化氫，Cl2進入裝置C中氧化K2MnO4制備KMnO4，裝置D用于吸收未反應完的氯氣，防止污染空氣，B正確；因氯氣會與氫氧化鉀反應，故裝置C中每生成1molKMnO4，消耗Cl2的物質的量大于0.5mol，C錯誤；若去掉裝置A，揮發(fā)的氯化氫與氫氧化鉀反應，使溶液堿性減弱，生成MnO2，會導致KMnO4產率降低，D正確。4．(2023·濟南模擬)便攜式消毒除菌卡主要活性成分為亞氯酸鈉(NaClO2)，通過與空氣作用釋放低濃度二氧化氯(ClO2)殺菌消毒，從而起到防護效果。一種制備NaClO2粗產品的工藝流程如下：注：純ClO2易分解爆炸，一般用空氣稀釋到10%以下。下列說法錯誤的是()A．溶解過程中可以用稀鹽酸代替稀硫酸B．氧化性：ClOeq\o\al(－,3)>ClO2>H2O2C．發(fā)生器中鼓入空氣的主要目的是稀釋ClO2以防爆炸D．吸收塔中溫度不宜過高，否則會導致H2O2分解答案A解析發(fā)生器中NaClO3作氧化劑，ClO2為還原產物，則氧化性：ClOeq\o\al(－,3)>ClO2；吸收塔內ClO2與雙氧水、氫氧化鈉反應生成NaClO2和氧氣，ClO2作氧化劑，H2O2作還原劑，則氧化性：ClO2>H2O2，故氧化性：ClOeq\o\al(－,3)>ClO2>H2O2，故B正確。5．(2023·南昌一中模擬)反應2NaClO＋C3H3N3O3=C3N3O3Cl2Na＋NaOH＋H2O可制備廣譜消毒劑C3N3O3Cl2Na，裝置如圖所示(夾持裝置已略去)。下列說法錯誤的是()A．按氣流從左至右，裝置中導管連接順序為f→c→d→a→b→eB．升高溫度有利于裝置①中產品的生成C．當加入4molNaOH時，消耗氰尿酸(C3H3N3O3)的量大于1molD．裝置④中橡膠管可平衡氣壓，便于濃鹽酸順利流下答案B解析①為制取C3N3O3Cl2Na的裝置，②為除去氯氣中的HCl的裝置，③為尾氣處理裝置，④為制取氯氣裝置，按氣流從左至右，導管連接順序為f→c→d→a→b→e，A正確；升高溫度，氯氣和NaOH溶液反應生成NaClO3，生成NaClO的濃度減小，不利于裝置①中產品的生成，B錯誤；由Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O、2NaClO＋C3H3N3O3=C3N3O3Cl2NaC3H3N3O3，由于生成了NaOH，則消耗氰尿酸的量大于1mol，C正確。6．(2023·遼寧省部分重點中學協(xié)作體高三模擬)高鐵酸鉀可以用于飲用水處理。工業(yè)上制備K2FeO4的一種方法是向KOH溶液中通入氯氣，然后再加入Fe(NO3)3溶液：①Cl2＋KOH→KCl＋KClO＋KClO3＋H2O；②Fe(NO3)3＋KClO＋KOH→K2FeO4＋KNO3＋KCl＋H2O(方程式均未配平)。下列說法正確的是()A．氯氣與熱的石灰乳反應制得的漂白粉或漂粉精可以用于游泳池等場所的消毒B．若反應①中n(ClO－)∶n(ClOeq\o\al(－,3))＝3∶1，則該反應還原產物與氧化產物的物質的量之比為1∶2C．用上述方法得到2molK2FeO4時最多消耗3molCl2D．處理飲用水時，加入高鐵酸鉀效果相當于加入氯氣和鋁鹽兩種物質答案D解析氯氣與熱的石灰乳反應生成Ca(ClO3)2、CaCl2，制備漂白粉不能用熱的石灰乳和氯氣反應，故A錯誤；若反應①中n(ClO－)∶n(ClOeq\o\al(－,3))＝3∶1，根據(jù)得失電子守恒，反應的化學方程式為6Cl2＋12KOH=8KCl＋3KClO＋KClO3＋6H2O，則該反應還原產物與氧化產物的物質的量之比為2∶1，故B錯誤；若反應①中不生成KClO3，得到2molK2FeO4轉移6mol電子，根據(jù)得失電子守恒，消耗3molCl2，由于反應①中生成KClO3，所以消耗氯氣的物質的量最少為3mol，故C錯誤；K2FeO4具有強氧化性，能殺菌消毒，同時還原產物Fe3＋發(fā)生水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附懸浮雜質，所以處理飲用水時，加入高鐵酸鉀效果相當于加入氯氣和鋁鹽兩種物質，故D正確。7．某學習小組探究MnO2與FeCl3能否反應產生Cl2。已知FeCl3固體易升華，其蒸氣為黃色。實驗裝置如圖，下列說法不正確的是()A．加熱前需要先通氮氣，排盡空氣，并檢查裝置的氣密性B．加熱一段時間后，裝置A中產生黃色氣體，說明反應生成了氯氣C．從安全角度出發(fā)，在裝置A、B之間應添加冷凝裝置，防止堵塞導管D．除了氯氣外，升華的FeCl3、未除盡的O2都可使B中溶液變藍答案B解析FeCl3升華后產生的氣體也為黃色，B錯誤；FeCl3固體易升華，對于易升華的物質要注意采取安全措施，C正確；空氣中的O2、Cl2、FeCl3都有氧化性，均可將KI氧化為I2，D正確。8．常溫下，二氯化二硫(S2Cl2)為橙黃色液體，遇水易水解，工業(yè)上用于橡膠的硫化。某學習小組用氯氣和硫單質合成S2Cl2的實驗裝置如圖所示，下列說法不正確的是()A．實驗時需后點燃E處的酒精燈B．C、D中所盛試劑分別為飽和氯化鈉溶液、濃硫酸C．二氯化二硫水解反應產物為S、H2S、HClD．G、H之間應加上D裝置答案C解析因為裝置中有空氣，所以實驗時應先點燃最左邊酒精燈，產生氯氣排盡空氣，再點燃E處酒精燈，故A正確；因為S2Cl2遇水易水解，所以E中應為純凈干燥的氯氣與S反應，C瓶中盛飽和氯化鈉溶液吸收揮發(fā)出的HCl氣體，D瓶中盛濃硫酸吸水，故B正確；根據(jù)元素守恒，二氯化二硫(S2Cl2)水解反應產物中一定有含氧元素的化合物，且元素的化合價必須有升有降，故C錯誤；因為二氯化二硫遇水易水解，所以G、H之間應加上D裝置，以防止右側水蒸氣擴散進入G中，故D正確。9．實驗室測定鹽酸與亞氯酸鈉制備二氧化氯氣體的速率，裝置如圖所示。4mL0.2%NaClO2溶液預先裝入ClO2發(fā)生器，37.5%HCl溶液裝入分液漏斗。開啟真空泵抽氣，反應開始后，每隔2min用注射器取樣1mL，測定NaClO2溶液的濃度。已知ClO2濃度過高時易爆炸。下列說法錯誤的是()A．碘化鉀吸收瓶中發(fā)生的反應為2ClO2＋10I－＋8H＋=2Cl－＋5I2＋4H2OB．做實驗時整套裝置要先抽真空，再加入37.5%HCl溶液，防止ClO2聚集C．分液漏斗作為空氣入口，起到攪拌作用D．實驗過程中分液漏斗活塞保持關閉，防止ClO2逸出答案D解析ClO2污染空氣，可用酸性KI溶液吸收，A項正確；實驗前先打開真空泵，再打開分液漏斗活塞，讓鹽酸一次性加入發(fā)生器，產生的ClO2快速被抽走，防止聚集爆炸，B項正確；實驗過程中，為使真空泵工作順暢，分液漏斗活塞應保持打開狀態(tài)，空氣從分液漏斗進入發(fā)生器，起到攪拌的作用，C項正確、D項錯誤。10．NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，下列說法錯誤的是()已知：NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出NaClO2·3H2O，高于38℃時析出NaClO2。A．“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式為2NaClO3＋SO2＋H2SO4=2ClO2＋2NaHSO4B．“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2，此反應的離子方程式為2OH－＋H2O2＋2ClO2=2ClOeq\o\al(－,2)＋O2↑＋2H2OC．“電解”中陰極反應的主要產物是Cl2D．“一系列操作”為蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、洗滌、干燥答案C解析電解裝置中陰極上ClO2得電子生成ClOeq\o\al(－,2)，陽極上Cl－失電子生成Cl2，C錯誤。11．二氧化氯(ClO2，黃綠色、易溶于水的氣體)是一種高效、低毒的消毒劑。其一種生產工藝如圖所示。下列說法正確的是()A．氣體A為Cl2B．參加反應的NaClO2和NCl3的物質的量之比為3∶1C．溶液B中含有大量的Na＋、Cl－、OH－D．可將混合氣通過飽和食鹽水除去ClO2中的NH3答案C解析根據(jù)題意分析，氣體A為H2，故A錯誤；在NCl3溶液中加入NaClO2溶液加熱反應生成ClO2、NH3和溶液B，由氫元素守恒可知，有水參加反應，結合得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒可知，反應還生成NaCl與NaOH，化學方程式為6NaClO2＋NCl3＋3H2O=3NaCl＋6ClO2↑＋NH3↑＋3NaOH，參加反應的NaClO2和NCl3的物質的量之比為6∶1，故B錯誤；根據(jù)上述分析可知，溶液B中含有NaCl與NaOH，則含有大量的Na＋、Cl－、OH－，故C正確；二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色、易溶于水的氣體，不可用飽和食鹽水除去ClO2中的NH3，故D錯誤。12．高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種環(huán)保、高效、多功能飲用水處理劑，制備流程如圖所示，下列敘述不正確的是()A．用K2FeO4對飲用水殺菌消毒的同時，還產生Fe(OH)3膠體吸附雜質凈化水B．用FeCl2溶液吸收反應Ⅰ中尾氣后可再利用C．反應Ⅱ中氧化劑與還原劑的物質的量之比為3∶2D．該生產條件下，物質的溶解性：Na2FeO4<K2FeO4答案D解析尾氣含有氯氣，與氯化亞鐵反應生成氯化鐵，可再利用，故B正確；反應中Cl元素化合價由＋1價降低為－1價，F(xiàn)e元素化合價由＋3價升高到＋6價，則氧化劑與還原劑的物質的量之比為3∶2，故C正確；結晶過程中加入飽和KOH溶液，增大了K＋濃度，該溫度下，高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小，有利于K2FeO4晶體的析出，故D錯誤。13．已知FeCl3呈棕紅色、易潮解，100℃左右時升華。某化學實驗小組利用氯氣與金屬鐵反應制備無水三氯化鐵，并設計(Ⅰ)和(Ⅱ)兩套不同的收集方案。(1)B中反應的離子方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)(Ⅰ)和(Ⅱ)中裝置F的作用分別是_____________________________________________、______________________________________________________。如果選用(Ⅱ)來完成實驗，則必須采取的改進措施是______________________________________________________。答案(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)防止空氣中的水蒸氣進入E裝置吸收未反應完的氯氣，防止污染空氣在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置14．已知二氧化氯是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點為－59℃，沸點為11.0℃，易溶于水。工業(yè)上用稍潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃時反應制得。某學生用如圖所示的裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO2，其中A為ClO2的發(fā)生裝置，B為ClO2的凝集裝置，C為尾氣吸收裝置?；卮鹣铝袉栴}：(1)A中反應產物有K2CO3、ClO2和CO2等，該反應的化學方程式為_______________________________________________________________________________________________________；A處還應添加溫度控制(如水浴加熱)裝置，B處還應補充的裝置是_______________________。(2)該裝置按(1)補充完整后，裝置A、B、C中還有一處設計明顯不合理的是__________(填“A”“B”或“C”)，理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)C中的試劑為NaOH溶液，反應時生成氯酸鈉和亞氯酸鈉(NaClO2)。該反應的離子方程式為_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若實驗時需要450mL4mol·L－1的NaOH溶液，則在精確配制時，需要稱取NaOH的質量為__________________，所使用的儀器除托盤天平、膠頭滴管、量筒、玻璃棒外，還必須有_______________________________________________________________________________。答案(1)2KClO3＋H2C2O4eq\o(=,\s\up7(60℃))K2CO3＋2ClO2↑＋CO2↑＋H2O盛有冰水混合物的水槽(2)CC處為密封裝置，氣體不能排出，可導致儀器炸裂(3)2ClO2＋2OH－=ClOeq\o\al(－,2)＋ClOeq\o\al(－,3)＋H2O80.0g500mL容量瓶、燒杯

第18講鹵族元素溴、碘單質的提取[復習目標]1.掌握鹵素單質的性質及鹵素離子的檢驗。2.掌握鹵素單質的提取?？键c鹵素單質的性質及X－的檢驗1．鹵族元素鹵族元素又稱鹵素，位于元素周期表的第ⅦA族，價層電子排布式為ns2np5。2．溴、碘單質物理性質比較性質Br2I2顏色深紅棕色紫黑色狀態(tài)液體固體溶解性①在水中溶解度不大；②易溶于有機溶劑特性易揮發(fā)、有毒①易升華；②使淀粉溶液變藍3.氯、溴、碘單質化學性質比較與水反應X2＋H2OHX＋HXO氯、溴、碘與水反應由易到難與堿反應(NaOH)2NaOH＋X2=NaX＋NaXO＋H2O氧化性①Cl2＞Br2＞I2，還原性：Cl－＜Br－＜I－；②氯、溴、碘與氫氣化合由易到難；③I2與Fe反應只生成FeI2，其他鹵素單質可將Fe氧化為＋3價4.氟的特殊性(1)氟無正化合價。(2)F2能與水反應放出O2，化學方程式：2H2O＋2F2=4HF＋O2。(3)在HX中，HF的熔、沸點最高，氫氟酸是弱酸，能腐蝕玻璃。5．鹵素離子的檢驗方法(1)AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up7(滴加稀硝酸和AgNO3溶液))生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(白色沉淀，則有Cl－,淺黃色沉淀，則有Br－,黃色沉淀，則有I－))(2)置換——萃取法未知液eq\o(→,\s\up7(加適量新制飽和氯水),\s\do5(振蕩))eq\o(→,\s\up7(加入CCl4下層或汽油上層),\s\do5(振蕩))有機層呈eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(紅棕色或橙紅色，表明有Br－,淺紫色或紫紅色，表明有I－))(3)氧化——淀粉法檢驗I－未知液eq\o(→,\s\up7(加入適量新制飽和氯水或雙氧水),\s\do5(振蕩))eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液),\s\do5(振蕩))藍色溶液，表明有I－[應用舉例]鑒別NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以選用的試劑是②④⑤(填序號)。①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥CCl4、淀粉溶液1．鹵素氣態(tài)氫化物的水溶液都是強酸溶液()2．濃H2SO4能干燥HCl，所以濃硫酸也能干燥HBr()3．加碘鹽能使淀粉變藍()4．清洗碘升華實驗所用試管的操作是先用酒精清洗，再用水清洗()5．液溴易揮發(fā)，存放液溴的試劑瓶中應加水封()6．用加熱的方法可將NaHCO3中混有的少量碘除去()7．可用F2與NaCl溶液反應產生Cl2，驗證F2的氧化性大于Cl2()答案1.×2.×3.×4.√5.√6.×7．×一、鹵素性質的遞變規(guī)律1．下列有關鹵素的說法錯誤的是()A．從HF、HCl、HBr、HI酸性遞增的事實，可推出F、Cl、Br、I的非金屬性遞增的規(guī)律B．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱，還原性依次增強C．單質的顏色隨核電荷數(shù)的增加而加深D．碘在碘化鉀溶液中的溶解度大于在純水中的溶解度答案A解析元素非金屬性的強弱與其對應的氫化物溶液的酸性強弱無關，可根據(jù)其最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱進行比較，A錯誤；I2在KI溶液中存在平衡：I2＋I－Ieq\o\al(－,3)，可使其溶解度增大，D正確。2．(2024·合肥模擬)向KBr、KI混合溶液中依次加入少量氯水和CCl4，振蕩后靜置，可觀察到溶液分層，下層呈紫紅色。下列有關說法正確的是()A．元素Br在周期表中位于第三周期第ⅦA族B．簡單陰離子的半徑：r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)C．元素的第一電離能：I1(Cl)<I1(Br)<I1(I)D．該實驗表明單質的氧化性順序：Cl2>Br2>I2答案B解析Br原子的價層電子排布式為4s24p5，Br位于周期表中第四周期第ⅦA族，故A錯誤；同一主族元素，從上到下，離子半徑逐漸增大，第一電離能逐漸減小，Cl、Br、I位于同一主族，原子序數(shù)依次增大，故離子半徑大小順序為r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)，第一電離能大小順序為I1(Cl)>I1(Br)>I1(I)，故B正確，C錯誤。二、擬鹵素和鹵素互化物的結構與性質3．氰[(CN)2]的結構簡式為N≡C—C≡N，其化學性質與鹵素(X2)很相似，化學上稱之為擬鹵素，其氧化性介于Br2和I2之間。(1)寫出(CN)2的電子式：_________________________________________________________。(2)寫出(CN)2在常溫下與燒堿溶液反應的化學方程式：________________________________。(3)在KBr、KI、KCN的混合溶液中通入少量氯氣，發(fā)生反應的離子方程式為_______________。答案(1)(2)(CN)2＋2NaOH=NaCN＋NaCNO＋H2O(3)2I－＋Cl2=I2＋2Cl－4．一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3)是鹵素互化物，它們的性質與鹵素單質相似。(1)ICl3與水反應的產物可能為___________________________________________________(填化學式)。(2)ICl在常溫下與燒堿溶液反應的離子方程式為____________________________________，該反應是否是氧化還原反應？__________(填“是”或“否”)。答案(1)HCl、HIO2(2)ICl＋2OH－=Cl－＋IO－＋H2O否三、Cl2、Br2、I2氧化性強弱的實驗探究5．某小組用如圖所示裝置比較氯、溴、碘單質的氧化性強弱(夾持儀器已略去，氣密性已檢查)。實驗過程：Ⅰ.打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸。Ⅱ.當B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時，夾緊彈簧夾。Ⅲ.當B中溶液由黃色變?yōu)榧t棕色時，關閉活塞a。Ⅳ.……(1)A中產生黃綠色氣體，其電子式是________________。(2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現(xiàn)象是__________________________________________________________________________________________________________________________。(3)B中溶液發(fā)生反應的離子方程式是_______________________________________________________________________________________________________________________________。(4)為驗證溴的氧化性強于碘，過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是_________________________________________________________________________________________________________________。(5)過程Ⅲ實驗的目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)氯、溴、碘單質的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下，__________，得電子能力逐漸減弱。答案(1)(2)濕潤的淀粉-KI試紙變藍(3)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－(4)打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b，取下D振蕩，靜置后CCl4層變?yōu)樽霞t色(5)確認C中的黃色溶液中無Cl2，排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾(6)原子半徑逐漸增大解析A中滴加濃鹽酸后，發(fā)生反應：2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黃綠色氣體Cl2，在A、B、C中分別發(fā)生反應：Cl2＋2KI=2KCl＋I2、Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2、Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液變?yōu)辄S色，打開活塞b，C中生成的Br2在D中發(fā)生反應：Br2＋2KI=2KBr＋I2。實驗過程Ⅲ，當B中黃色溶液繼續(xù)通入過量Cl2時，溶液變?yōu)榧t棕色，以此為對照，說明C中黃色溶液無Cl2，從而排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾。1．(2018·江蘇，5)下列有關從海帶中提取碘的實驗原理和裝置能達到實驗目的的是()A．用裝置甲灼燒碎海帶B．用裝置乙過濾海帶灰的浸泡液C．用裝置丙制備用于氧化浸泡液中I－的Cl2D．用裝置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾氣答案B解析A項，灼燒碎海帶應在坩堝中進行，不能用燒杯，裝置甲不能達到實驗目的；C項，用濃鹽酸和MnO2制取氯氣需要加熱，裝置丙不能達到實驗目的；D項，吸收Cl2應用NaOH溶液，裝置丁不能達到實驗目的。2．[2021·全國甲卷，26(1)]碘(紫黑色固體，微溶于水)及其化合物廣泛用于醫(yī)藥、染料等方面?；卮鹣铝袉栴}：I2的一種制備方法如圖所示：①加入Fe粉進行轉化反應的離子方程式為______________________________________，生成的沉淀與硝酸反應，生成____________后可循環(huán)使用。②通入Cl2的過程中，若氧化產物只有一種，反應的化學方程式為______________________；若反應物用量比eq\f(nCl2,nFeI2)＝1.5時，氧化產物為______________；當eq\f(nCl2,nFeI2)＞1.5后，單質碘的收率會降低，原因是__________________________。答案①2AgI＋Fe=2Ag＋Fe2＋＋2I－AgNO3②FeI2＋Cl2=I2＋FeCl2I2、FeCl3I2被過量的Cl2進一步氧化解析①由流程圖可知懸濁液中含AgI，AgI可與Fe反應生成FeI2和Ag，F(xiàn)eI2易溶于水，在，生成的銀能與硝酸反應生成硝酸銀參與循環(huán)。②通入Cl2的過程中，因I－還原性強于Fe2＋，Cl2先氧化還原性強的I－，若氧化產物只有一種，則該氧化產物只能是I2，故反應的化學方程式為FeI2＋Cl2=I2＋FeCl2；若反應物用量比eq\f(nCl2,nFeI2)＝1.5時，先氧化完全部I－再氧化Fe2＋，恰好將全部I－和Fe2＋氧化，故氧化產物為I2、FeCl3；當eq\f(nCl2,nFeI2)>1.5即Cl2過量，多余的氯氣會與生成的單質碘以及水繼續(xù)發(fā)生氧化還原反應，單質碘的收率會降低。3．[2018·全國卷Ⅲ,27(1)(2)]KIO3是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑。(1)KIO3的化學名稱是________。(2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示：“酸化反應”所得產物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是__________________。“濾液”中的溶質主要是__________?！罢{pH”中發(fā)生反應的化學方程式為__________________