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2024屆高考化學一輪復習教案 19 第四章 第16講 氯及其化合物(含解析)

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2024屆高考化學一輪復習教案 19 第四章 第16講 氯及其化合物(含解析)

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第16講 氯及其化合物
[課程標準] 1.了解氯的單質及其重要化合物的制備方法。2.掌握氯的單質及其重要化合物對環境的影響。
考點一 氯及其化合物的性質和應用
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1.氯氣
(1)物理性質
顏色 狀態 氣味 密度 溶解性
黃綠色 氣體 刺激性 比空氣大 1體積水溶解約2體積Cl2
注意:實驗室里聞有毒氣體及未知氣體氣味的方法是:用手在瓶口輕輕扇動,僅使極少量氣體飄進鼻孔(如圖所示)。
(2)化學性質
①與金屬反應
②與非金屬反應
與H2反應:H2+Cl22HCl。
③與水:Cl2+H2OHCl+HClO


2.氯水的成分及性質
(1)氯水中存在三種平衡關系
①Cl2+H2OHCl+HClO;
②HClOH++ClO-;
③H2OH++OH-。
(2)氯水中存在的微粒
①三種分子:H2O、Cl2、HClO;
②四種離子:H+、Cl-、ClO-和OH-。
(3)氯水的性質
(4)液氯、新制氯水、久置氯水的比較
物質 液氯 新制氯水 久置氯水
分類 純凈物 混合物 混合物
顏色 黃綠色 淺黃綠色 無色
性質 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性
粒子種類 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH- H2O、H+、Cl-、OH-
3.次氯酸
(1)結構式:H-O-Cl。
(2)性質
①弱酸性:一元弱酸,酸性比H2CO3還弱。
②不穩定性:見光易分解,2HClO2HCl+O2↑,因此次氯酸要現用現配,保存在棕色試劑瓶中。
③強氧化性:具有漂白、殺菌能力,用作消毒劑、漂白劑,可以使有色布條、品紅溶液等褪色。
學生用書?第73頁
4.次氯酸鹽
(1)“84”消毒液
有效成分為NaClO,它與潔廁靈(主要成分為鹽酸)混合會立即產生氯氣,其離子方程式是ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
(2)漂白粉
①成分:漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2,其中有效成分是Ca(ClO)2。
②漂白原理:在潮濕的空氣中能吸收CO2,化學方程式為Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
[正誤辨析] 
(1)氯氣溶于水得氯水,溶液呈酸性且可以導電,所以氯氣是電解質(  )
(2)新制取的漂白粉是混合物(  )
(3)氯氣可以使濕潤的有色布條褪色,但是實際起漂白作用的物質是次氯酸,而不是氯氣(  )
(4)Cl2具有很強的氧化性,在化學反應中只能作氧化劑(  )
(5)標準狀況下,11.2 L Cl2與水充分反應轉移電子數為0.5NA(  )
(6)“84”消毒液的消毒原理與H2O2的相同,都是利用強氧化性(  )
(7)漂白粉在空氣中長時間放置,最終得到的固體產物為CaCO3(  )
答案: (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√  (7)×
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一、氯氣和氯水的性質
1.根據下列裝置圖回答問題
(1)A、B通入Cl2后,觀察到的現象是_____________________________________
________________________________________________________________________,
根據現象可得出的結論是__________________________________________________。
(2)集氣瓶B中發生反應的離子方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)F裝置的作用是______________________________________________________。
(4)實驗開始后,觀察裝置C中的現象是______________________________________
________________________________________________________________________。
(5)裝置E中發生反應的離子方程式是___________________________________
________________________________________________________________________。
(6)通入Cl2時裝置D中發生反應的離子方程式是________________________________。
答案: (1)干燥的紅色(或A中)布條不褪色,濕潤的紅色(或B中)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)吸收氯氣,防止污染環境
(4)溶液先變為紅色,然后褪色
(5)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(6)H2O+SO+Cl2===2H++SO+2Cl-
2.氯水中含有多種成分,因而具有多種性質,根據氯水分別與如圖四種物質發生的反應填空(a、b、c、d重合部分代表物質間反應,且氯水足量)。
(1)能證明氯水具有漂白性的是________(填“a”“b”“c”或“d”)。
(2)c過程中的現象是_______________________________________________________。
b過程中反應的離子方程式為______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)a過程中反應的化學方程式為_____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案: (1)d
(2)產生白色沉淀 2H++CO===H2O+CO2↑
(3)Cl2+2FeCl2===2FeCl3
二、從平衡移動角度分析氯水中的變化
3.在新制飽和氯水中,若只改變某一條件,下列敘述正確的是(  )
A.再通入少量氯氣,減小
B.通入少量SO2,溶液漂白性增強
C.加入少量的碳酸鈉粉末,pH增大,溶液漂白性增強
D.光照過程中,有氣泡冒出,溶液的導電性減弱
C [飽和氯水不能再溶解氯氣,各成分的濃度不變,A項錯誤;SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,通入少量SO2,Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡左移,HClO的濃度減小,漂白性減弱,B項錯誤;加入少量的碳酸鈉粉末,消耗H+,使上述平衡正向移動,HClO的濃度增大,C項正確;光照過程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的離子濃度增大,導電性增強,D項錯誤。]
4.氯氣對水殺菌消毒體系中起殺菌作用的主要是HClO。25 ℃時氯氣—氯水體系中存在以下平衡關系:
學生用書?第74頁
a.Cl2(g)Cl2(aq) K1=10-1.2
b.Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl- K2=10-3.4
25 ℃時,將Cl2緩慢通入水中至飽和,然后向所得飽和氯水中滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,溶液pH變化的曲線如圖所示。
按要求回答問題
(1)用氯氣對水殺菌消毒,為什么冬季比夏季效果好?
(2)圖中從①→②,平衡a向________移動,平衡b向________移動(填“左”或“右”)。
答案: (1)Cl2和H2O反應生成的HClO不穩定,溫度越高,分解越快。 (2)右 右
氯水中平衡移動的應用
向氯水中加入的物質 濃度變化 平衡移動的方向 應用
可溶性氯化物 c(Cl-)增大 左移 ①用飽和食鹽水除Cl2中的HCl②用排飽和食鹽水法收集Cl2
鹽酸 c(H+)和c(Cl-)增大 左移 次氯酸鹽與濃鹽酸反應制Cl2
NaOH c(H+)減小 右移 用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2 c(H+)減小 右移 制漂白粉
CaCO3 c(H+)減小 右移 制高濃度的HClO溶液
光照 c(HClO)減小 右移 氯水避光保存或現用現配
三、含氯消毒劑及消毒效率比較
5.二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色易溶于水的氣體,常用于飲用水的消毒。
按要求回答下列問題:
(1)NaClO2在酸性條件下反應生成ClO2和NaCl,寫出反應的離子方程式:________________________________________________________________________。
(2)ClO2在強堿性環境中失效,可能的原因是會發生歧化反應生成ClO和ClO, 寫出反應的離子方程式: _________________________________________________________。
答案: (1)5ClO+4H+===Cl-+4ClO2↑+2H2O
(2)2ClO2+2OH-===ClO+ClO+H2O
6.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: ClO2 Cl2 Na2FeO4
7.NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產工藝如下:
回答下列問題:
(1)NaClO2中Cl的化合價為________。
(2)寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式______________________________
________________________________________________________________________。
(3)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為________。(計算結果保留兩位小數)
解析: (1)根據化合物中各元素化合價的代數和為零,可知NaClO2中Cl的化合價為+3價。
(2)由工藝流程圖可知,“反應”步驟中的反應物為NaClO3、H2SO4和SO2,生成物為NaHSO4和ClO2,則反應的化學方程式為2NaClO3+H2SO4+SO2===2NaHSO4+2ClO2。
(3)NaClO2在殺菌消毒的過程中被還原為Cl-,則1 mol NaClO2得到電子的物質的量為4 mol,1 mol Cl2被還原為Cl-時得到電子的物質的量為2 mol,故1 g NaClO2得到電子的物質的量為 mol,根據“有效氯含量”的定義可知,NaClO2的有效氯含量為1.57。
答案: (1)+3 (2)2NaClO3+H2SO4+SO2===2NaHSO4+2ClO2 (3)1.57
含氯消毒劑的計算與比較
第一步 確定含氯消毒劑中氯元素的化合價
第二步 計算含氯消毒劑中氯元素到穩定的-1價時化合價的變化
第三步 確定消毒效率的表示方法:①以單位質量的氧化劑所得到的電子數來表示消毒效率;②以單位物質的量的氧化劑所得到的電子數來表示消毒效率
第四步 計算或比較含氯消毒劑的消毒效率
學生用書?第75頁
考點二 氯氣的實驗室制法
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1.反應原理
用強氧化劑(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化濃鹽酸,如MnO2與濃鹽酸反應的化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
2.實驗裝置及實驗過程
3.驗滿方法
(1)將濕潤的淀粉—碘化鉀試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口,觀察到試紙立即變藍,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,觀察到試紙先變紅后褪色,則證明已集滿。
(3)根據集氣瓶中氣體的顏色判斷是否集滿。
[正誤辨析] 
(1)制取Cl2必須用濃鹽酸,MnO2與稀鹽酸不反應(  )
(2)為了減少制得的Cl2中HCl的含量,所以加熱溫度不宜過高,以減少HCl的揮發(  )
(3)除去Cl2中少量HCl氣體,可用飽和食鹽水,也可用飽和碳酸氫鈉溶液(  )
(4)實驗室快速制取氯氣可以采用高錳酸鉀與濃鹽酸的反應(  )
(5)用NaOH溶液吸收多余的Cl2時,為防止倒吸,導氣管不能伸入到液面以下(  )
(6)在MnO2和濃鹽酸反應制Cl2的實驗中,若MnO2過量,則濃鹽酸將完全反應(  )
(7)實驗結束后,先使反應停止并排出殘留的Cl2后,再拆卸裝置,避免污染空氣(  )
答案: (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√
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氯氣的制備與性質實驗的綜合
1.如圖是用KMnO4與濃鹽酸反應制取適量氯氣的簡易裝置。
思考裝置B、C、D的作用分別是:
B________________________________________________________________________;
C________________________________________________________________________;
D________________________________________________________________________。
答案: 向上排空氣法收集氯氣 安全瓶作用,防止D中的液體倒吸入B中 吸收尾氣,防止氯氣擴散到空氣中污染環境
2.如圖所示儀器可用于實驗室制備少量無水FeCl3。
學生用書?第76頁
按要求回答問題:
(1)儀器連接順序是____________(按接口順序)。
(2)NaOH的作用是_______________________________________________________。
答案: (1)a→e→d→c→b→h→i→g
(2)吸收剩余的Cl2,防止污染環境
3.某研究性學習小組利用下列裝置制備漂白粉。
(1)裝置④中的X試劑為______________。
(2)裝置③中發生反應的化學方程式為__________________________________________
________________________________________________________________________,
該反應是放熱反應,反應溫度較高時有副反應發生,改進該實驗裝置以減小副反應發生的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案: (1)NaOH溶液
(2)2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 將裝置③放于冷水浴中進行實驗
氯氣制備、凈化裝置的改進
1.制備裝置
橡皮管a的作用:使圓底燒瓶與分液漏斗內氣壓相等,保證液體順利流下。
2.凈化裝置
(1)長頸漏斗除用于檢查裝置氣密性外,還可以檢查整套裝置是否發生堵塞。若發生堵塞,現象為長頸漏斗中液面上升。
(2)該裝置的作用之一是觀察氣體的生成速率。  
考點三 “價類二維圖”理解氯及其化合物的轉化
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1.部分含氯物質的分類與相應氯元素的化合價關系如圖所示。下列說法錯誤的是(  )
A.a與d、a與e均能反應得到b
B.c為一種新型自來水消毒劑,c代替b的原因是c不屬于危險化學品
C.b的水溶液中加入CaCO3,可以增加d的產量
D.e的固體可用于實驗室制O2
B [根據價類二維圖可知:b、c、d分別為Cl2、ClO2、HClO,a、e可以為HCl、KClO3。根據氧化還原反應的歸中規律,HCl與HClO、HCl與KClO3在酸性條件下發生歸中反應,均可以得到Cl2,故A正確;ClO2為一種新型自來水消毒劑,代替Cl2的原因是它的殺菌、消毒的能力更強,故B錯誤;Cl2的水溶液里存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,加入CaCO3,與HCl反應,使平衡向右移動,HClO的產量增多,故C正確;e若為KClO3,它的固體可用于實驗室制O2,故D正確。]
2.(2022·廣東模擬)如圖所示為氯元素的價-類二維圖,下列敘述不正確的是(  )
A.從氧化還原角度分析可知:①的濃溶液與⑥混合可產生②
B.③是一種廣譜型的消毒劑,可以取代②成為自來水消毒劑
C.電解④的水溶液可制備②
D.⑥的水溶液在空氣中放置容易變質
C [A.從氧化還原角度分析可知:①的濃溶液濃鹽酸與⑥次氯酸鈉混合可發生歸中反應產生②氯氣,
選項A正確;B.③是二氧化氯,具有強氧化性,是一種廣譜型的消毒劑,可以取代②氯氣成為自來水消毒劑,選項B正確;C.電解④的水溶液次氯酸溶液相當于電解水,產生氫氣和氧氣,無法用于制備②氯氣,選項C不正確;D.⑥的水溶液次氯酸鈉溶液在空氣中放置容易與空氣中的二氧化碳作用后產生次氯酸,次氯酸不穩定,從而引起變質,選項D正確。]
學生用書?第77頁
真題演練 明確考向
1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”
(1)(2022·全國甲卷7A)漂白粉與鹽酸可混合使用以提高消毒效果(  )
(2)(2022·浙江卷9D)“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(  )
答案: (1)× (2)√
2.(雙選)(2022·海南卷)NaClO溶液具有漂白能力,已知25 ℃時,Ka(HClO)=4.0×10-8。下列關于NaClO溶液說法正確的是(  )
A.0.01 mol·L-1溶液中,c(ClO-)<0.01 mol·L-1
B.長期露置在空氣中,釋放Cl2,漂白能力減弱
C.通入過量SO2,反應的離子方程式為SO2+ClO-+H2O===HSO+HClO
D.25 ℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+)
AD [A.NaClO溶液中ClO-會水解,故0.01 mol·L-1 NaClO溶液中c(ClO-)<0.01 mol·L-1,A正確;B.次氯酸鈉溶液中的ClO-會發生水解生成HClO,HClO長期露置在空氣中會分解為HCl和O2,不會釋放Cl2,B錯誤;C.將過量的SO2通入NaClO溶液中,SO2被氧化:SO2+ClO-+H2O===Cl-+SO+2H+,C錯誤;D.25 ℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,存在電荷守恒:c(ClO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),則c(ClO-)=c(Na+),又c(HClO)>c(ClO-),所以c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+),D正確。]
3.(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∶1
B.若反應①通過原電池來實現,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
C [根據流程圖可知,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。根據得失電子守恒可得NaClO3和SO2的物質的量之比為2∶1,A項正確;由反應①中各元素的化合價變化情況,再根據原電池正極發生還原反應可知,ClO2是正極產物,B項正確;根據流程圖可知,在ClO2與H2O2的反應中,ClO2轉化為NaClO2時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,而NaClO4中氯元素的化合價為+7價,是氯元素的最高化合價,故不能用NaClO4代替H2O2,C項錯誤;根據流程圖反應②中ClO2與H2O2反應時元素的化合價變化情況可知,ClO2作氧化劑,H2O2作還原劑,可以推出ClO2的氧化性大于H2O2,D項正確。]
4.(2020·全國卷Ⅲ,26)氯可形成多種含氧酸鹽,廣泛應用于殺菌、消毒及化工領域。實驗室中利用如圖裝置(部分裝置省略)制備KClO3和NaClO,探究其氧化還原性質。
回答下列問題:
(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________(填字母)。
A.Na2S .NaCl
C.Ca(OH)2 .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。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分別置于1號和2號試管中,滴加中性KI溶液。1號試管溶液顏色不變。2號試管溶液變為棕色,加入CCl4振蕩,靜置后CCl4層顯________色。可知該條件下KClO3的氧化能力________(填“大于”或“小于”)NaClO。
解析: (1)盛放MnO2粉末的儀器是圓底燒瓶。產生的氯氣中混有氯化氫雜質,除去氯化氫需要將氣體通過飽和食鹽水。
(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生反應的離子方程式為Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O。根據裝置b、c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溶液。
(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。
(5)碘在四氯化碳中呈紫色;碘在水中的顏色為棕色或褐色,主要由碘的濃度決定。2號試管中溶液變為棕色說明生成I2,1號試管中沒有顏色變化,說明沒有生成I2,由此可以判斷氯酸鉀的氧化能力小于次氯酸鈉的氧化能力。
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 (5)紫 小于
課時精練(十六) 氯及其化合物
(本欄目內容,在學生用書中以獨立形式分冊裝訂!)
1.向新制氯水中加入少量下列物質,能增強溶液漂白能力的是(  )
A.碳酸鈣粉末 B.稀硫酸
C.氯化鈣溶液 D.二氧化硫水溶液
A [在新制氯水中存在反應:Cl2+H2OHClO+H++Cl-,其中起漂白作用的是HClO,故加入的物質若能使平衡向右移動,溶液中c(HClO)增大,則會使溶液的漂白性增強。加入的碳酸鈣粉末與H+反應,使平衡向右移動,溶液中c(HClO)增大,A正確;加入稀硫酸,使平衡向左移動,溶液中c(HClO)減小,B錯誤;加入氯化鈣溶液,使平衡向左移動,溶液中c(HClO)減小,C錯誤;加入的二氧化硫水溶液,會與氯氣反應,使平衡向左移動,溶液中c(HClO)減小,D錯誤。]
2.(2022·上海奉賢二模)下列關于氯的說法正確的是(  )
A.1 mol氯氣與NaOH反應轉移2 mol電子
B.35Cl、37Cl為不同的原子,化學性質不同
C.氯水久置后pH值減小,漂白性減弱
D.干燥的氯氣不能使鮮花褪色
C [A.氯氣與氫氧化鈉發生歧化反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,其離子方程式為Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O,所以1 mol氯氣與NaOH反應轉移1 mol電子,A錯誤;B.35Cl、37Cl為質子數相同,中子數不同的原子,其核外電子數等于質子數,兩者的核外電子數相同,所以化學性質相同,B錯誤;C.氯水久置后其有效成分次氯酸會分解,產生HCl和O2,所以水溶液中的氫離子濃度會增大,pH值會減小,漂白性會逐漸減弱,C正確;D.鮮花中含水分,所以氯氣遇鮮花會生成具有漂白性的次氯酸,從而使鮮花褪色,D錯誤。]
3.實驗室制取Cl2時,下列裝置能達到相應實驗目的的是(  )
裝置
目的 A.制備Cl2 B.凈化Cl2 C.收集Cl2 D.尾氣處理
D [A.濃鹽酸和二氧化錳制備氯氣缺少加熱裝置,A錯誤;B.凈化氯氣時應先通過飽和食鹽水除去HCl,再通過濃硫酸干燥,B錯誤;C.氯氣密度大于空氣,應用向上排空氣法收集,應用長進短出的裝置,不能用密閉容器收集,C錯誤;D.氯氣有毒需用氫氧化鈉溶液吸收,D正確。]
4.如圖:某同學用高錳酸鉀和濃鹽酸制備氯氣,驗證氯氣性質實驗裝置。相關說法錯誤的是(  )
A.脫脂棉中的無水氯化鈣可以用堿石灰代替
B.該實驗裝置可證明干燥的氯氣沒有漂白作用
C.濕潤石蕊試紙先變紅,但也不能說明生成了酸性物質
D.淀粉碘化鉀試紙先變藍后褪色,說明氯氣將I2氧化
A [A.無水氯化鈣主要是干燥氯氣,堿石灰會與氯氣反應,因此脫脂棉中的無水氯化鈣不能用堿石灰代替,故A錯誤;B.從左邊出來的干燥氯氣,先與干燥品紅試紙接觸,品紅試紙不褪色,說明干燥的氯氣沒有漂白作用,故B正確;C.生成的氯氣中含有揮發出的氯化氫,氯化氫也能使濕潤的石蕊試紙變紅,因此不能說明生成了酸性物質,故C正確;D.淀粉碘化鉀試紙先變藍后褪色,先變藍,是碘離子被氯氣氧化為單質碘,單質碘遇淀粉變藍,后褪色,說明氯氣將I2氧化,故D正確。]
5.(2022·吉林長春模擬預測)如圖是實驗室制備氯氣并進行相關實驗的裝置(夾持與加熱裝置已省略),下列有關說法不正確的是(  )
A.若無加熱裝置,則裝置a蒸餾燒瓶中可用高錳酸鉀或次氯酸鈉
B.檢驗氯氣是否有漂白性,則Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為濕潤的石蕊試紙、堿石灰、干燥的石蕊試紙
C.裝置b的作用既可以洗氣又可以作安全瓶監測裝置c是否堵塞
D.含有4 mol HCl的濃鹽酸與足量二氧化錳反應,產生標準狀況下的Cl2體積小于22.4 L
B [實驗室制備氯氣,常采用加熱MnO2和濃鹽酸,制備的氯氣中混有HCl和水蒸氣,常采用飽和食鹽水吸收氯氣中的HCl,然后驗證氯氣的性質,因為氯氣有毒,需要吸收尾氣,因此實驗室常用NaOH溶液吸收氯氣,防止污染環境。A.二氧化錳與濃鹽酸反應,需要加熱才能進行,因此無加熱裝置時,不能采用該方法制備氯氣,高錳酸鉀溶液、次氯酸鈉具有強氧化性,在不加熱條件下,能與濃鹽酸反應產生氯氣,故A說法正確;B.氯氣能與堿石灰發生反應,因此干燥氯氣時不能用堿石灰,應用無水氯化鈣等,故B說法錯誤;C.根據上述分析,飽和食鹽水能吸收氯氣中的HCl,該裝置還有長頸漏斗,因此該裝置還起到安全瓶的作用,檢測后續裝置是否發生堵塞,平衡氣壓的作用,故C說法正確;D.二氧化錳只與濃鹽酸反應,不與稀鹽酸反應,含4 mol HCl的濃鹽酸與足量二氧化錳發生反應,隨著反應進行鹽酸濃度降低,鹽酸濃度達到某一濃度時反應停止,因此產生標準狀況下的氯氣的體積小于22.4 L,故D說法正確。]
6.某同學欲利用濃鹽酸、MnO2、Fe等試劑制取無水氯化鐵、收集一定量的氯氣并驗證其某些性質,實驗裝置如圖所示(制氣裝置省略)。下列說法錯誤的是(  )
A.④中a導管應向下延伸至接近瓶底
B.若撤去⑥,則⑤中可能有Fe2O3生成
C.當⑤中充滿黃綠色氣體時再點燃⑤處酒精燈
D.③中試紙若是濕潤的,則根據產生的現象可證明氯氣有酸性、漂白性
D [A.氯氣的密度比空氣的大,應采用向上排空氣法收集,故需要將a導管延長至接近瓶底,A正確;B.若撤去⑥,則⑦中的水蒸氣逆向進入⑤中,導致FeCl3水解生成Fe(OH)3,Fe(OH)3受熱分解變為Fe2O3,B正確;C.加熱時裝置中的空氣會與Fe反應,故應先通入一段時間Cl2,以排盡裝置中的空氣,防止加熱時被空氣氧化,C正確;D.③中試紙若是濕潤的,氯氣與水反應生成HCl和HClO,使試紙先變紅后褪色,而干燥的氯氣無漂白性、酸性,D錯誤。]
7.(2022·哈爾濱市高三期中)某研究性學習小組的同學利用MnO2、濃鹽酸反應來制取干燥的氯氣并驗證其有無漂白性,所用裝置如圖所示(可重復使用,不含制氣裝置)。下列說法正確的是(  )
A.按氣流流動的先后順序,裝置連接順序依次為DACBE
B.按氣流流動的先后順序,裝置連接順序依次為DABAE
C.裝置E的主要用途是制備NaClO
D.若實驗中使用到裝置C且有色布條褪色,則說明濕潤的氯氣有漂白性
D [用濃鹽酸與MnO2混合加熱制取Cl2,由于鹽酸具有揮發性,在Cl2中含有雜質HCl及水蒸氣,先通過D裝置除去HCl,再通過A裝置除去水蒸氣,得到干燥純凈的氯氣,然后通過B驗證Cl2是否具有漂白性,再通過C驗證潮濕的氯氣具有漂白性,由于氯氣會導致大氣污染,因此最后通過NaOH溶液進行尾氣處理,故使用的裝置的先后順序為DABCE,故A、B錯誤;裝置E的主要用途是吸收多余的氯氣,防止污染空氣,故C錯誤;由裝置B中現象可判斷Cl2無漂白性,濕潤有色布條褪色是因氯氣與水反應生成的HClO引起的,故D正確。]
8.ClO2是一種極易溶于水且幾乎不與冷水反應的黃綠色氣體(沸點:11 ℃),實驗室制備純凈ClO2溶液的裝置如圖所示:
已知下列反應:NaClO3+HCl―→NaCl+ClO2+Cl2+H2O;NaClO2+HCl―→NaCl+ClO2+H2O;NaClO2+Cl2―→NaCl+ClO2(均未配平)。下列說法正確的是(  )
A.a中通入的N2可用SO2代替
B.b中NaClO2可用飽和食鹽水代替
C.c中廣口瓶最好放在冰水浴中冷卻
D.d中吸收尾氣后只生成一種溶質
C [a中通入N2的目的是氮氣性質穩定且不影響實驗,可將a中產生的ClO2和Cl2吹出并進入后續裝置繼續實驗,二氧化硫具有還原性,可將ClO2、NaClO3等物質還原,A錯誤;b中NaClO2的作用是吸收ClO2中混有的氯氣和氯化氫雜質氣體,用飽和食鹽水可吸收氯化氫,但不能吸收氯氣,B錯誤;ClO2是一種極易溶于水且幾乎不與冷水反應的黃綠色氣體,故c中廣口瓶最好放在冰水浴中冷卻,有利于吸收ClO2,C正確;d中氫氧化鈉和ClO2發生歧化反應生成NaClO2和NaClO3,產物至少兩種,D錯誤。]
9.氯胺(NH2Cl)是一種長效緩釋有機氯消毒劑,有強氧化性,其殺菌能力是一般含氯消毒劑的4~5倍。下列有關氯胺的說法一定不正確的是(  )
A.氯胺的水解產物為NH2OH(羥氨)和HCl
B.氯胺的電子式為
C.氯胺中氯元素的化合價為+1價
D.氯胺的消毒原理與漂白粉相似
A [A.氯胺是一種長效緩釋的有機氯消毒劑,有強氧化性,其殺菌能力是一般含氯消毒劑的4~5倍,次氯酸具有強氧化性,則氯胺水解應該生成HClO和NH3,故A錯誤;氮原子與氫原子、氯原子之間分別形成1對共用電子對,電子式為所以B選項是正確的;因為氯胺(NH2Cl)有強氧化性,其殺菌能力是一般含氯消毒劑的4~5倍,氯元素化合價顯正價,H為+1,N為-3價,根據化合價規則可以知道,NH2Cl中氯元素的化合價為+1價,所以C選項是正確的;氯胺(NH2Cl)有強氧化性,NH2Cl的消毒原理與漂白粉相似,所以D選項是正確的。]
10.物質分類和轉化是學習化學的重要思想方法。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.①的水溶液能與④反應生成②
B.用③代替②進行自來水消毒更安全
C.②與SO2按物質的量比1∶1通入水中,再滴入品紅溶液,溶液呈無色
D.由ClONO2在表中的位置可推測其可能具有強氧化性,能水解生成兩種酸
C [A.鹽酸和次氯酸鈉可以發生反應2HCl+NaClO===Cl2↑+NaCl+H2O,生成氯氣,故A正確;B.Cl2有毒,ClO2氧化性更強,用ClO2代替Cl2進行自來水消毒程度高且無污染,更安全,故B正確;C.Cl2與SO2按物質的量比1∶1通入水中發生反應Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl,再滴入品紅溶液,品紅不會褪色,溶液呈紅色,故C錯誤;D.ClONO2中Cl為+1價、N為+5價,O為-2價,+1價的Cl和+5價的N都有強氧化性,所以ClONO2具有強氧化性,ClONO2水解可生成硝酸和次氯酸,故D正確。]
11.AlCl3在有機化學中有很廣泛的應用。實驗室制備干燥的AlCl3的裝置如下:
回答下列問題:
(1)確定裝置氣密性良好后,滴入濃鹽酸直至________;開始點燃酒精燈。
(2)裝置A中生成Cl2的離子方程式為____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)試劑X為________(填化學式),裝置B中的長頸漏斗的作用是________________________________________________________________________,
裝置I的作用是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)當制備好AlCl3后,停止加熱,關閉漏斗活塞,接下來的操作是__________
________________________________________________________________________。
(5)請設計一個測定無水AlCl3產率的方案: __________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析: 裝置A制備氯氣,裝置B除去氯化氫,裝置C干燥氯氣,裝置D制備氯化鋁,裝置G收集氯化鋁,裝置I防止水蒸氣進入裝置H中,最后裝置J吸收尾氣,據此解答。(1)確定裝置氣密性良好后,由于需要排盡裝置中的空氣,防止生成氧化鋁,則滴入濃鹽酸直至黃綠色氣體(或氯氣)充滿整個裝置,然后開始點燃酒精燈。(3)裝置C干燥氯氣,則試劑X為無水CaCl2,裝置B中的長頸漏斗與空氣相通,其作用是平衡氣壓,以防發生堵塞,生成的氯化鋁應該避免和水蒸氣接觸,則裝置I的作用是防止J中的水蒸氣進入裝置H中。(4)當制備好AlCl3后,停止加熱,關閉漏斗活塞,為防止裝置A中繼續產生氯氣,接下來的操作是將盛有碳酸鈣顆粒的玻璃管插入含有鹽酸的溶液中。(5)由于生成的氯化鋁分布在DEFGH中,則測定無水AlCl3產率的方案為:準確稱取鋁粉的質量,然后稱量D、E、F、G、H的總質量,反應后再次稱量D、E、F、G、H的總質量,反應前后質量之差為參加反應的氯氣的質量,從而得到生成的無水氯化鋁的質量。
答案: (1)黃綠色氣體(或氯氣)充滿整個裝置 (2)ClO+5Cl-+6H+===3H2O+3Cl2↑ 
(3)CaCl2 平衡氣壓,以防發生堵塞 防止J中的水蒸氣進入裝置 (4)將盛有碳酸鈣顆粒的玻璃管插入含有鹽酸的溶液中 (5)準確稱取鋁粉的質量,然后稱量D、E、F、G、H的總質量,反應后再次稱量D、E、F、G、H的總質量,反應前后質量之差為參加反應的氯氣的質量,從而得到生成的無水氯化鋁的質量
12.某研究性學習小組查閱資料得知,漂白粉與硫酸溶液反應可制取氯氣,化學方程式為Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O,他們設計如圖實驗裝置制取氯氣并驗證其性質。請回答下列問題:
(1)該實驗中A部分的裝置是________(填字母)。
(2)裝置B中的現象是______________________________________________________。
(3)請寫出裝置D中發生反應的離子方程式: ________________________________
________________________________________________________________________,
裝置E的作用是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)請幫助他們設計一個實驗,證明洗氣瓶C中的亞硫酸鈉已被氧化(簡述實驗步驟):
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)制取Cl2的方法有多種,若A部分的裝置是a,請再寫出一種制備方法:
________________________________________________________________________(用化學方程式表示)。
解析: (1)從化學方程式可知反應物是固體和液體,反應條件是加熱,所以應選固液混合加熱型裝置。(2)氯氣具有強氧化性,與碘化鉀發生反應:2KI+Cl2===2KCl+I2,淀粉溶液遇碘變藍色。(3)裝置D中發生反應的離子方程式:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+,裝置E的作用是吸收多余的Cl2,防止污染空氣。(4)亞硫酸鈉被氧化生成硫酸鈉,只要驗證SO的存在就可證明亞硫酸鈉已經被氧化,檢驗SO的存在選用稀鹽酸和氯化鋇溶液。
答案: (1)b (2)溶液變藍色 (3)Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ 吸收多余的Cl2,防止污染空氣 (4)取少量洗氣瓶C中溶液于小試管中,加入足量稀鹽酸,充分振蕩后滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成且沉淀不消失,則證明洗氣瓶C中亞硫酸鈉已被氧化 (5)2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(其他合理答案也可)
13.SnCl4可用于染色時的媒染劑、潤滑油添加劑、玻璃表面處理劑等。實驗室可通過如圖裝置制備少量SnCl4(夾持裝置略)。
已知:①錫的熔點232 ℃、沸點2 260 ℃;
②SnCl2的熔點246.8 ℃、沸點623 ℃;
③SnCl4的熔點-33 ℃、沸點114 ℃,SnCl4極易水解。通常將SnCl4晶體加入濃鹽酸中,以配制無色的SnCl4溶液。回答以下問題:
(1)儀器a的名稱為________,該儀器中發生反應的離子方程式為________________________________________________________________________。
(2)裝置Ⅱ的作用是______________________________________________________,
如果去掉裝置Ⅱ,從實驗安全的角度看可能產生的影響是________________________________________________________________________。
(3)裝置Ⅲ中的試劑為________。圖中可替代裝置Ⅲ的是________(填字母,下同)。
(4)該實驗裝置存在一處明顯的缺陷,改進方法為在裝置Ⅵ后連接上圖中的________________________________________________________________________。
解析: (1)儀器a的名稱為圓底燒瓶,該儀器中發生反應二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下生成二氯化錳、氯氣與水,離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;(2)制備的氯氣中含有HCl,HCl和Sn反應生成SnCl2及氫氣,產生雜質,同時氫氣與氯氣混合加熱會發生爆炸,故裝置Ⅱ的作用是除去氯氣中的HCl,如果去掉裝置Ⅱ,從實驗安全的角度看可能產生的影響是:HCl和Sn反應生成氫氣,氫氣與氯氣混合加熱會發生爆炸;(3)裝置Ⅲ干燥氯氣,盛放的液體試劑為濃硫酸等;氯氣能被堿石灰吸收,而U形管中盛放濃硫酸,氯氣不能導出,可以用無水氯化鈣干燥,圖中可替代裝置Ⅲ的是C;(4)尾氣中Cl2會污染空氣,該實驗裝置存在一處明顯的缺陷是缺少尾氣處理裝置,可以連接盛放堿石灰的干燥管進行吸收,同時防止空氣中水蒸氣進入錐形瓶,圖中D裝置可以實現。
答案: (1)圓底燒瓶 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (2)除去氯氣中的HCl HCl和Sn反應生成氫氣,氫氣與氯氣混合加熱會發生爆炸 (3)濃硫酸 C (4)D
學生用書?第78頁

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