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所属成套资源：2021版新高考人教版化学一轮第1部分复习学案()
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2021版新高考化学（人教版）一轮复习教师用书：第1部分第4章第2节富集在海水中的元素——氯
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第二节 富集在海水中的元素——氯
考纲定位
要点网络
1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2．了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。
3．掌握Cl2的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。
氯及其化合物的性质和应用
1．氯气的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
注意：实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)
2．Cl2的化学性质
(1)Cl2的氧化性表现——氧化剂
①与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。
a．与钠反应：2Na＋Cl22NaCl(有白烟生成)。
b．与铁反应：2Fe＋3Cl22FeCl3(生成棕红色烟，溶于水得黄色溶液)。
c．与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2(生成棕黄色烟，溶于水呈蓝色)。
②与非金属反应
a．与H2反应：H2＋Cl22HCl，
b．与P反应：2P＋3Cl22PCl3，PCl3＋Cl2PCl5。
③与还原性无机化合物反应
a．与碘化钾溶液反应的化学方程式为2KI＋Cl2===I2＋2KCl。
b．与SO2水溶液反应的化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
c．与FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋
2Cl－。
(2)Cl2参与的歧化反应——既作氧化剂又作还原剂
①与水反应——增白剂与消毒剂
在25 ℃时，1体积的水能溶解约2体积的Cl2，但溶于水的Cl2只有部分与水反应，属于可逆反应，其离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
a．新制氯水的粒子成分有三分子为H2O、Cl2、HClO，四离子为H＋、Cl－、ClO－、OH－。
b．氯水保存：棕色试剂瓶中，冷暗处放置。
②与碱反应——制漂白剂或消毒剂
a．制漂白液(NaClO)的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋
ClO－＋H2O。漂白液也可用于消毒杀菌。
b．制漂白粉的化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分为Ca(ClO)2，漂白粉也可用于消毒杀菌。
3．次氯酸及其次氯酸盐的性质
(1)次氯酸的三性
①不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑，不能单独存在，只存在溶液中。
②强氧化性
③弱酸性(比H2CO3弱)
NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为
NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3。
(2)次氯酸盐的主要性质
①次氯酸盐[Ca(ClO)2、NaClO]的水溶液呈碱性，水解离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。
②与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。
③漂白粉在空气中失效的原理为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=== CaCO3＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑。
[补短板]
(1)氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增强，无漂白性。 因此，氯水要现用现配。
(2)Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了具有强氧化性的HClO。
(3)ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。
(4)不能用pH试纸测量氯水的pH，原因是氯水中的HClO具有漂白性。
(5)“84”消毒液的主要成分为NaClO，漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用，其原因是ClO－＋
Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。
(1)1 mol Cl2通入足量H2O中充分反应，转移电子数为NA（用NA表示阿伏加德罗常数的值）。( )
(2)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2。( )
(3)漂白粉溶液中通入SO2的离子方程式为2ClO－＋SO2＋Ca2＋＋H2O===2HClO＋CaSO3↓。( )
[答案] (1)× (2)× (3)×
根据下列装置图回答问题：
(1)A、B、C中的现象分别为______________________________________、
______________________________________________________________、
_______________________________________________________________。
(2)通过A、B可得出的结论是______________________________________
_______________________________________________________________。
(3)D中反应的离子方程式为________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)F的作用为____________________________________________________
_______________________________________________________________。
[答案] (1)不褪色 褪色 先变红后褪色
(2)Cl2本身无漂白性 (3)Cl2＋H2O＋SO===SO＋2Cl－＋
2H＋
(4)吸收尾气Cl2，防止污染大气
命题点1 Cl2及主要化合物的性质
1．向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，经过振荡，现象如图所示，则甲、乙、丙中注入的液体分别是 ( )
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水
A．①②③ B．②①③
C．③②① D．①③②
[答案] B
2．如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面(已知：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O)。对实验现象的“解释或结论”正确的是 ( )
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：Cl2＞Br2＞I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水反应生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水反应生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：Fe2＋＞Cl－
D [a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2>I2、Cl2>Br2，但不能证明氧化性：Br2>I2，A错误；c处先变红，说明氯气与水反应生成酸性物质，后褪色，说明氯气与水生成的HClO具有漂白性，B错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水反应生成的酸性物质中和NaOH的原因，C错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋
2Cl－，证明还原性：Fe2＋>Cl－，D正确。]
3．工业上漂白粉的制备是将氯气通入石灰乳(含水较少的熟石灰)中，所以工业漂白粉中含有次氯酸钙、氯化钙、氢氧化钙、氯气等。下列有关说法正确且全面的是( )
A．漂白粉具有漂白性主要是因为其中含有Cl2
B．漂白粉溶液显碱性是因为其中含有Ca(OH)2
C．家庭使用漂白粉必须加入少量醋酸
D．氢氧化钙的存在可以减缓漂白粉的失效
D [漂白粉具有漂白性的原因主要是生成的HClO具有漂白性而不是Cl2，A错误；漂白粉溶液显碱性可以含有Ca(OH)2，也可以是Ca(ClO)2水解呈碱性，B错误；漂白粉使用时可以不加醋酸，利用空气中的CO2、H2O生成HClO，C错误；Ca(OH)2可以吸收CO2，D正确。]
命题点2 氯水的多重性及其探究
4．氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是( )
A．加入有色布条，片刻后有色布条褪色，说明有Cl2存在
B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在
C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl－存在
D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在
B [A项，氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性；C项，由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl－，所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl－；D项，因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应，所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。]
5．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是( )
A．再通入少量氯气，减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强
D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱
C [饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错误；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错误；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。]
6．将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中，现象为_____________________
___________________________________________________________________，
可得出两个结论①是_________________________________________________，
②是_______________________________________________________________。
设计简单实验证明上述结论是哪一个正确？______________________________
___________________________________________________________________。
[答案] 溶液中的红色逐渐褪色 氯水中的次氯酸具有漂白性 氯水中的酸与NaOH发生中和反应 取褪
色后的溶液，仅加NaOH溶液，若又变红，说明结论②正确；若不变红，结论①正确
(1)氯水的多重性表现
(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO平衡移动的应用
向氯水中
加入的物质
浓度变化
平衡移
动的方向
应用
可溶性
氯化物
c(Cl－)增大
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H＋)和
c(Cl－)增大
左移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H＋)减小
右移
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2
c(H＋)减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(H＋)减小
右移
制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)
减小
右移
氯水需避光保存或现用现配
氯气的实验室制法
1．Cl2的实验室制法
(1)实验装置
(2)反应原理：(写出上述制Cl2的化学方程式)
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)发生装置类型：固体＋液体气体。
(4)净化装置：
①除去Cl2中HCl用饱和食盐水的原理是增大c(Cl－)减少Cl2与H2O的反应，即减少Cl2的溶解；
②干燥Cl2可以用浓硫酸，也可以用P2O5或CaCl2，用P2O5或CaCl2时可用的装置为干燥管或U型管。
(5)收集装置：Cl2可用向上排空气法，也可以用排饱和食盐水法。
(6)尾气处理：Cl2有毒，一般用NaOH溶液吸收，其离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。一般不用澄清石灰水的理由是Cl2在Ca(OH)2溶液中的溶解度较小，吸收Cl2不完全。
(7)验满方法：将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
2．其他方法制备Cl2的原理
(1)用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸的方法制备Cl2的反应原理。
①14HCl(浓)＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
②16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑
④4HCl(浓)＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑
上述反应可以不用加热。
(2)工业制备Cl2——电解饱和食盐水
化学方程式为2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH。
(1)足量MnO2和40 mL 10 mol·L－1浓盐酸共热可生成0.1 mol Cl2。( )
(2)为了使Cl2的生成速率大，可快速升高温度。( )
(3)除去氯气中HCl杂质可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液。( )
(4)干燥Cl2的干燥剂可以是浓硫酸、P2O5和CaCl2中的任意一种。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√
下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
(1)装置B、C、D的作用分别是：
B___________________________________________________；
C___________________________________________________；
D__________________________________________________。
(2)上述装置收集的Cl2中含有的杂质有________。
[答案] (1)向上排空气收集氯气 安全瓶作用，防止D中的液体倒吸入B中 吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境 (2)HCl、H2O(g)
命题点1 Cl2的实验室制法及性质探究
1．某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置(数量可满足需要，不含制气装置)如下图，下列说法正确的是( )
A．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dacbe
B．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dabae
C．装置e的主要用途是制备NaClO
D．实验中使用到了装置c，从其布条褪色可说明湿润的氯气有漂白性
B [为确定干燥氯气有无漂白性，需要进入到装置b中的氯气中不含HCl及水蒸气，故应先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水，为防止装置e中的水蒸气进入装置b中，在装置b、e之间还应加装一个装置a，尾气用NaOH溶液吸收，A、C错误，B正确；由装置b中现象可判断Cl2有无漂白性，不需要使用装置c，且湿润有色布条褪色是因氯气与水反应生成的HClO引起的，D错误。]
2．(2019·南昌模拟)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。
(1)制备氯气选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸，则相关反应的化学方程式为________________________________________________________________。
(2)装置B中饱和食盐水的作用是___________________________________；
同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时装置C是否发生堵塞，请写出发生堵塞时装置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，为此装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入________(填字母)。
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的
有色布条
干燥的
有色布条
湿润的
有色布条
湿润的
有色布条
Ⅱ
碱石灰
硅胶
浓硫酸
无水氯化钙
Ⅲ
湿润的
有色布条
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装置中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为________色，说明氯的非金属性强于溴。
(5)打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡后静置。观察到的现象是_______________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析] (1)漂粉精中Ca(ClO)2为氧化剂，氧化浓HCl生成Cl2。
(2)堵塞时瓶内气压增大，长颈漏斗内液面上升。
(3)干燥Cl2无漂白性，从B中出来的Cl2不干燥，Ⅰ中布条一定褪色，故应使Ⅱ为Cl2的干燥剂，Ⅲ处的布条为干燥布条。
(4)根据置换反应原理说明X2的氧化性：Cl2＞Br2＞I2，进而说明非金属性强弱。
(5)I2在苯中呈紫红色。
[答案] (1)Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
(2)除去Cl2中的HCl 长颈漏斗中液面上升，形成水柱
(3)d
(4)棕黄
(5)装置E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色
有关实验装置或装置试剂作用的答题模板
发生装置 生成……或产生……或制取……
⇓
除杂装置
⇓
性质实验装置
⇓
收集装置 用……收集方法，利用……装置
⇓
尾气吸收装置 吸收……防止……的污染(影响)
命题点2 Cl2的制备与氯化物制备相结合的综合试题
3．(2019·肇庆模拟)二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：
①将干燥的氯气在110 ℃～140 ℃与硫反应，即可得S2Cl2粗品。
②有关物质的部分性质如下表：
物质
熔点/℃
沸点/℃
化学性质
S
112.8
444.6
略
S2Cl2
－77
137
遇水生成HCl、SO2、S；与过量氯气发生S2Cl2＋Cl22SCl2；温度超300 ℃以上完全分解为硫和氯气
设计实验装置图如下：
(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见__________________________________________________________________。
利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：
(2)B中反应的离子方程式为_____________________________________
__________________________________________________________________。
(3)C、D中的试剂分别是________、________。
(4)仪器A、B的名称分别是_______、_______，F的作用是______________
___________________________________________________________________。
(5)如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响_____________________
___________________________________________________________________；
在F中可能出现的现象________________________________________________
___________________________________________________________________；
G的作用是___________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种物质的化学式)____________、________，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和________________________________________________________________。
[解析] (1)若B中气压过大，A中浓盐酸不容易滴下，可在A与B之间连接一根导管，以平衡A与B内气压，使浓盐酸在重力作用下顺利滴入B中，或将A换成恒压滴液漏斗；G为S2Cl2的收集装置，H中盛氢氧化钠溶液，水蒸气易挥发进入G中，易使S2Cl2水解，故应在G和H之间增加干燥装置。
(3)制取Cl2过程中产生的杂质为HCl和H2O，可先用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，再用浓硫酸干燥即可得到纯净干燥的氯气，故C、D中的试剂分别是饱和食盐水和浓硫酸。
(5)由已知S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300 ℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，故温度过高，有副产物生成，产率降低；根据硫的熔、沸点可知，温度过高，使部分硫变成蒸气，而硫的熔点较低，易凝固，则F管有固体产生或阻塞。
(6)S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300 ℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，所以S2Cl2粗品中可能混有的杂质是SCl2和S(或Cl2)；根据信息，温度控制不当，则会生成氯气和硫，S2Cl2与Cl2反应会生成SCl2，所以为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和氯气的流速要恰当，滴加浓盐酸的速度不要过快。
[答案] (1)将A换成恒压滴液漏斗(或用导管将A的上口和B相连)，在G和H之间增加干燥装置 (2)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (3)饱和食盐水(或水) 浓硫酸 (4)分液漏斗 圆底烧瓶 导气冷凝 (5)产率降低(或有副产物生成) 有固体产生(或其他正确描述) 收集S2Cl2 (6)SCl2 Cl2、S(任写其中两种即可) 滴加浓盐酸的速度不要过快
涉及Cl2或氯化物制备的实验问题
(1)注意Cl2净化试剂选择；
(2)注意Cl2的尾气处理和防倒吸问题；
(3)制备的氯化物易潮解、水解时，要注意氯化物制备装置前后要加干燥装置(如制备FeCl3、AlCl3、S2Cl2等)。
含氯化合物的性质、制备及应用
——科学探究与科学精神
氯的化合价有－1、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋7等，相应的化合物也很复杂。近几年高考试题对氯的氧化物，含氧酸及盐的性质及制备有明显的加强。体现了“科学探究与科学精神”的化学核心素养。
[价态——物质类别坐标]
下图是氯的常见价态与物质的对应关系图
1．氯的常见氧化物简介
(1)一氧化二氯
性质：是次氯酸的酸酐，溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸。
制法：用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯：2HgO＋2Cl2===Cl2O＋HgCl2·HgO，
同样也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取：
2Na2CO3＋H2O＋2Cl2===2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。
(2)二氧化氯
物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。
制取：Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl或5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O。
用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。
(3)Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分别为HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。
2．氯的含氧酸
(1)氯的含氧酸的种类
氯的含氧酸有：HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。
(2)氯的含氧酸的性质
酸性：HClO4>HClO3>HClO2>HClO；
氧化性：HClO>HClO2>HClO3>HClO4。
3．氯的含氧酸盐
(1)NaClO2(亚氯酸钠)
性质：黄绿色液体，呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。
用途：是一种高效氧化剂、漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造。
(2)氯酸钾(KClO3)
性质：是一种白色晶体，有毒，在冷水中溶解度较小，易溶于热水；是强氧化剂。
用途：可用作制造炸药，也可用来制造火柴、烟火。
1．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，是一种安全无毒的绿色消毒剂，常用于饮用水消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是
( )
A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4
B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋
2OH－===ClO＋ClO＋H2O
C．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D．ClO2的消毒效率(单位质量的氧化剂得到的电子数)是Cl2的2.63倍
C [A项，酸性条件下ClO发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，可写出方程式：4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，显然不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，≈2.63。]
2．Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。
已知：Cl2O的熔点为－116 ℃，沸点为3.8 ℃；Cl2的沸点为－34.6 ℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。
下列说法中不正确的是 ( )
A．装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸
B．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险
C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D．装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
C [制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险，B项正确；装置⑤是收集Cl2O，所以温度低于3.8 ℃，逸出的气体主要是空气，C项错误；Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸，D项正确。]
3．(2019·青岛一模)ClO2又称百毒净，可用于水的净化和纸张、纺织品的漂白。用如图所示装置(夹持装置和加热装置省略)制备ClO2并探究ClO2的某些性质。
已知：①高氯酸：沸点90 ℃，浓度低于60%比较稳定，浓度高于60%遇含碳化合物易爆炸。
②
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为________。实验开始前，胶塞及导管接口必须包锡箔纸，其原因是______________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)写出装置A制备ClO2同时生成高氯酸的化学方程式______________
________________________________________________________________。
(3)关闭止水夹②，打开止水夹①③，通空气一段时间，装置C中生成NaClO2，离子方程式为_____________________________________________
__________________________________________________________________。
若关闭止水夹③，打开止水夹②，B中可观察到的现象为________________
_________________________________________________________________。
(4)从装置C反应后的溶液中获得NaClO2晶体，需控温在________范围内进行减压蒸发结晶，采用减压蒸发的原因是______________________________
_________________________________________________________________。
(5)城市饮用水处理新技术用NaClO2、高铁酸钠替代Cl2。如果以单位质量的氧化剂得到的电子数来表示消毒效率，那么，NaClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是________。
[解析] (1)由题可知，高氯酸浓度高于60%遇含碳化合物易爆炸，橡胶是含碳化合物，若生成的高氯酸浓度高时遇橡胶塞及导管易发生爆炸。
(3)关闭止水夹②，打开止水夹①③，二氧化氯和氢氧化钠和过氧化氢在C中反应， 2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO＋2H2O＋O2；若关闭止水夹③，打开止水夹②，二氧化氯有强氧化性，使B中红色布条褪色。
(4)根据已知，温度低于38 ℃，得到的晶体含有结晶水，温度高于60 ℃ NaClO2会分解为NaCl和NaClO3，故从装置C反应后的溶液中获得晶体，需要控制温度在38 ℃～60 ℃进行减压蒸发结晶，采用减压蒸发的原因是减压可降低沸点，较低温度下蒸发，避免晶体高温分解。
(5)NaClO2中氯元素有＋3价降低为－1价，则1 mol NaClO2转移电子4 mol，消毒效率为4/90.5,1 mol Na2FeO4转移电子为 3 mol，消毒效率为3/166,1 mol Cl2转移电子为2 mol，消毒效率为2/71，三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序为NaClO2>Cl2>Na2FeO4。
[答案] (1)三颈烧瓶或三颈瓶 橡胶是含碳化合物，若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管易发生爆炸
(2)3NaClO3＋3H2SO4(浓)===HClO4＋2ClO2↑＋3NaHSO4＋H2O (3)2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO＋2H2O＋O2 红色布条褪色 (4)38 ℃～60 ℃ 减压可降低沸点，较低温度下蒸发，避免晶体高温分解 (5)NaClO2>Cl2>Na2FeO4
[一题串知，落实考法]
(2019·郑州质检)某同学设计如图装置制备少量的AlCl3(易水解)。
请回答下列问题：
(1)A中发生反应的离子方程式为__________________________________
________________________________________________________________。
[考查制备Cl2的原理]
(2)D、G中发生反应的化学方程式分别为_________________________、__________________。[考查Cl2的主要化学性质]
(3)B、C的作用分别为________________________________________、
____________________。[考查Cl2的净化]
(4)F的作用是____________________________。[考查AlCl3的水解问题]
(5)G的作用_________________________________________________。
[考查Cl2的处理]
[答案] (1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Cl2↑＋Mn2＋＋2H2O
(2)2Al＋3Cl22AlCl3 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
(3)除去Cl2中的HCl 干燥Cl2
(4)防止水蒸气进入E中，防止AlCl3水解
(5)吸收Cl2，防止污染大气
[真题体验，感悟考向]
1．下列说法正确的是________(填序号)。
(1)(2018·全国卷Ⅱ)漂白粉可用于生活用水的消毒
(2)(2019·全国卷Ⅲ)制取较高浓度的次氯酸溶液的方法是将Cl2通入Na2CO3溶液中
(3)(2016·全国卷Ⅰ)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
(4)(2016·全国卷Ⅲ)次氯酸盐具有氧化性，所以可用漂白粉漂白织物
(5)(2016·全国卷Ⅲ)浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2时，气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水
(6)(2014·全国卷Ⅰ)漂白粉在空气中久置变质，原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
[答案] (1)(4)
2．(2015·全国卷Ⅱ，节选)二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：
①电解时发生反应的化学方程式为______________________________
_______________________________________________________________。
②溶液X中大量存在的阴离子有________________________________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________(填标号)。
a．水 b．碱石灰
c．浓硫酸 d．饱和食盐水
(3)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸；
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ.用0.100 0 mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_____________________
________________________________________________________________。
②玻璃液封装置的作用是______________________________________。
③V中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是________________________________________________________________。
④测得混合气中ClO2的质量为________g。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是______(填标号)。
a．明矾 b．碘化钾 c．盐酸 d．硫酸亚铁
[解析] (1)该反应中Cl由＋5价降低为＋4价，S由＋4价升高为＋6价，则KClO3为氧化剂，Na2SO3为还原剂。根据氧化还原反应中电子得失守恒可得：n(KClO3)×(5－4)＝n(Na2SO3)×(6－4)，则有n(KClO3)/n(Na2SO3)＝2∶1。
(2)①由图可知，电解NH4Cl和盐酸混合溶液得到H2和NCl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式为NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。
②由图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2和NH3及溶液X，N由＋3价降低为－3价，NaClO2中Cl由＋3价升高到＋4价，生成ClO2，Cl－未参与氧化还原反应，该反应的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH，溶液呈碱性，故溶液X中含有大量的阴离子为Cl－和OH－。
③ClO2是酸性气体，NH3是碱性气体，除去ClO2中的NH3可选用酸性干燥剂，如浓硫酸等。
(3)①ClO2具有氧化性，I－具有还原性，二者在酸性溶液中发生氧化还原反应，离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－。
②该实验中ClO2不一定被完全吸收，故玻璃液封管的作用是吸收残留的ClO2气体，同时防止生成的单质碘逸出。
③淀粉遇I2显蓝色，用Na2S2O3溶液滴定I2时，可选用淀粉溶液作指示剂，达到滴定终点时溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变。
④ClO2、I2和Na2S2O3间存在关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，则有n(ClO2)＝1/5n(Na2S2O3)＝1/5×0.100 0 mol·L－1×20.00×10－3L＝4×10－4 mol，m(ClO2)＝4×10－4 mol×67.5 g·mol－1＝0.027 00 g。
(4)利用亚氯酸盐的氧化性及FeSO4的还原性除去含有的亚氯酸盐。
[答案] (1)2∶1 (2)①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 ②Cl－、OH－ ③c (3)①2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－ ②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出) ③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变 ④0.027 00 (4)d
考纲定位
要点网络
1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2．了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。
3．掌握Cl2的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。
氯及其化合物的性质和应用
1．氯气的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
注意：实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)
2．Cl2的化学性质
(1)Cl2的氧化性表现——氧化剂
①与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。
a．与钠反应：2Na＋Cl22NaCl(有白烟生成)。
b．与铁反应：2Fe＋3Cl22FeCl3(生成棕红色烟，溶于水得黄色溶液)。
c．与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2(生成棕黄色烟，溶于水呈蓝色)。
②与非金属反应
a．与H2反应：H2＋Cl22HCl，
b．与P反应：2P＋3Cl22PCl3，PCl3＋Cl2PCl5。
③与还原性无机化合物反应
a．与碘化钾溶液反应的化学方程式为2KI＋Cl2===I2＋2KCl。
b．与SO2水溶液反应的化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
c．与FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋
2Cl－。
(2)Cl2参与的歧化反应——既作氧化剂又作还原剂
①与水反应——增白剂与消毒剂
在25 ℃时，1体积的水能溶解约2体积的Cl2，但溶于水的Cl2只有部分与水反应，属于可逆反应，其离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
a．新制氯水的粒子成分有三分子为H2O、Cl2、HClO，四离子为H＋、Cl－、ClO－、OH－。
b．氯水保存：棕色试剂瓶中，冷暗处放置。
②与碱反应——制漂白剂或消毒剂
a．制漂白液(NaClO)的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋
ClO－＋H2O。漂白液也可用于消毒杀菌。
b．制漂白粉的化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分为Ca(ClO)2，漂白粉也可用于消毒杀菌。
3．次氯酸及其次氯酸盐的性质
(1)次氯酸的三性
①不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑，不能单独存在，只存在溶液中。
②强氧化性
③弱酸性(比H2CO3弱)
NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为
NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3。
(2)次氯酸盐的主要性质
①次氯酸盐[Ca(ClO)2、NaClO]的水溶液呈碱性，水解离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。
②与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。
③漂白粉在空气中失效的原理为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=== CaCO3＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑。
[补短板]
(1)氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增强，无漂白性。 因此，氯水要现用现配。
(2)Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了具有强氧化性的HClO。
(3)ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。
(4)不能用pH试纸测量氯水的pH，原因是氯水中的HClO具有漂白性。
(5)“84”消毒液的主要成分为NaClO，漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用，其原因是ClO－＋
Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。
(1)1 mol Cl2通入足量H2O中充分反应，转移电子数为NA（用NA表示阿伏加德罗常数的值）。( )
(2)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2。( )
(3)漂白粉溶液中通入SO2的离子方程式为2ClO－＋SO2＋Ca2＋＋H2O===2HClO＋CaSO3↓。( )
[答案] (1)× (2)× (3)×
根据下列装置图回答问题：
(1)A、B、C中的现象分别为______________________________________、
______________________________________________________________、
_______________________________________________________________。
(2)通过A、B可得出的结论是______________________________________
_______________________________________________________________。
(3)D中反应的离子方程式为________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)F的作用为____________________________________________________
_______________________________________________________________。
[答案] (1)不褪色 褪色 先变红后褪色
(2)Cl2本身无漂白性 (3)Cl2＋H2O＋SO===SO＋2Cl－＋
2H＋
(4)吸收尾气Cl2，防止污染大气
命题点1 Cl2及主要化合物的性质
1．向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，经过振荡，现象如图所示，则甲、乙、丙中注入的液体分别是 ( )
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水
A．①②③ B．②①③
C．③②① D．①③②
[答案] B
2．如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面(已知：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O)。对实验现象的“解释或结论”正确的是 ( )
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：Cl2＞Br2＞I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水反应生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水反应生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：Fe2＋＞Cl－
D [a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2>I2、Cl2>Br2，但不能证明氧化性：Br2>I2，A错误；c处先变红，说明氯气与水反应生成酸性物质，后褪色，说明氯气与水生成的HClO具有漂白性，B错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水反应生成的酸性物质中和NaOH的原因，C错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋
2Cl－，证明还原性：Fe2＋>Cl－，D正确。]
3．工业上漂白粉的制备是将氯气通入石灰乳(含水较少的熟石灰)中，所以工业漂白粉中含有次氯酸钙、氯化钙、氢氧化钙、氯气等。下列有关说法正确且全面的是( )
A．漂白粉具有漂白性主要是因为其中含有Cl2
B．漂白粉溶液显碱性是因为其中含有Ca(OH)2
C．家庭使用漂白粉必须加入少量醋酸
D．氢氧化钙的存在可以减缓漂白粉的失效
D [漂白粉具有漂白性的原因主要是生成的HClO具有漂白性而不是Cl2，A错误；漂白粉溶液显碱性可以含有Ca(OH)2，也可以是Ca(ClO)2水解呈碱性，B错误；漂白粉使用时可以不加醋酸，利用空气中的CO2、H2O生成HClO，C错误；Ca(OH)2可以吸收CO2，D正确。]
命题点2 氯水的多重性及其探究
4．氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是( )
A．加入有色布条，片刻后有色布条褪色，说明有Cl2存在
B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在
C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl－存在
D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在
B [A项，氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性；C项，由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl－，所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl－；D项，因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应，所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。]
5．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是( )
A．再通入少量氯气，减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强
D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱
C [饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错误；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错误；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。]
6．将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中，现象为_____________________
___________________________________________________________________，
可得出两个结论①是_________________________________________________，
②是_______________________________________________________________。
设计简单实验证明上述结论是哪一个正确？______________________________
___________________________________________________________________。
[答案] 溶液中的红色逐渐褪色 氯水中的次氯酸具有漂白性 氯水中的酸与NaOH发生中和反应 取褪
色后的溶液，仅加NaOH溶液，若又变红，说明结论②正确；若不变红，结论①正确
(1)氯水的多重性表现
(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO平衡移动的应用
向氯水中
加入的物质
浓度变化
平衡移
动的方向
应用
可溶性
氯化物
c(Cl－)增大
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H＋)和
c(Cl－)增大
左移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H＋)减小
右移
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2
c(H＋)减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(H＋)减小
右移
制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)
减小
右移
氯水需避光保存或现用现配
氯气的实验室制法
1．Cl2的实验室制法
(1)实验装置
(2)反应原理：(写出上述制Cl2的化学方程式)
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)发生装置类型：固体＋液体气体。
(4)净化装置：
①除去Cl2中HCl用饱和食盐水的原理是增大c(Cl－)减少Cl2与H2O的反应，即减少Cl2的溶解；
②干燥Cl2可以用浓硫酸，也可以用P2O5或CaCl2，用P2O5或CaCl2时可用的装置为干燥管或U型管。
(5)收集装置：Cl2可用向上排空气法，也可以用排饱和食盐水法。
(6)尾气处理：Cl2有毒，一般用NaOH溶液吸收，其离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。一般不用澄清石灰水的理由是Cl2在Ca(OH)2溶液中的溶解度较小，吸收Cl2不完全。
(7)验满方法：将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
2．其他方法制备Cl2的原理
(1)用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸的方法制备Cl2的反应原理。
①14HCl(浓)＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
②16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑
④4HCl(浓)＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑
上述反应可以不用加热。
(2)工业制备Cl2——电解饱和食盐水
化学方程式为2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH。
(1)足量MnO2和40 mL 10 mol·L－1浓盐酸共热可生成0.1 mol Cl2。( )
(2)为了使Cl2的生成速率大，可快速升高温度。( )
(3)除去氯气中HCl杂质可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液。( )
(4)干燥Cl2的干燥剂可以是浓硫酸、P2O5和CaCl2中的任意一种。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√
下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
(1)装置B、C、D的作用分别是：
B___________________________________________________；
C___________________________________________________；
D__________________________________________________。
(2)上述装置收集的Cl2中含有的杂质有________。
[答案] (1)向上排空气收集氯气 安全瓶作用，防止D中的液体倒吸入B中 吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境 (2)HCl、H2O(g)
命题点1 Cl2的实验室制法及性质探究
1．某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置(数量可满足需要，不含制气装置)如下图，下列说法正确的是( )
A．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dacbe
B．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dabae
C．装置e的主要用途是制备NaClO
D．实验中使用到了装置c，从其布条褪色可说明湿润的氯气有漂白性
B [为确定干燥氯气有无漂白性，需要进入到装置b中的氯气中不含HCl及水蒸气，故应先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水，为防止装置e中的水蒸气进入装置b中，在装置b、e之间还应加装一个装置a，尾气用NaOH溶液吸收，A、C错误，B正确；由装置b中现象可判断Cl2有无漂白性，不需要使用装置c，且湿润有色布条褪色是因氯气与水反应生成的HClO引起的，D错误。]
2．(2019·南昌模拟)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。
(1)制备氯气选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸，则相关反应的化学方程式为________________________________________________________________。
(2)装置B中饱和食盐水的作用是___________________________________；
同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时装置C是否发生堵塞，请写出发生堵塞时装置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，为此装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入________(填字母)。
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的
有色布条
干燥的
有色布条
湿润的
有色布条
湿润的
有色布条
Ⅱ
碱石灰
硅胶
浓硫酸
无水氯化钙
Ⅲ
湿润的
有色布条
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装置中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为________色，说明氯的非金属性强于溴。
(5)打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡后静置。观察到的现象是_______________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析] (1)漂粉精中Ca(ClO)2为氧化剂，氧化浓HCl生成Cl2。
(2)堵塞时瓶内气压增大，长颈漏斗内液面上升。
(3)干燥Cl2无漂白性，从B中出来的Cl2不干燥，Ⅰ中布条一定褪色，故应使Ⅱ为Cl2的干燥剂，Ⅲ处的布条为干燥布条。
(4)根据置换反应原理说明X2的氧化性：Cl2＞Br2＞I2，进而说明非金属性强弱。
(5)I2在苯中呈紫红色。
[答案] (1)Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
(2)除去Cl2中的HCl 长颈漏斗中液面上升，形成水柱
(3)d
(4)棕黄
(5)装置E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色
有关实验装置或装置试剂作用的答题模板
发生装置 生成……或产生……或制取……
⇓
除杂装置
⇓
性质实验装置
⇓
收集装置 用……收集方法，利用……装置
⇓
尾气吸收装置 吸收……防止……的污染(影响)
命题点2 Cl2的制备与氯化物制备相结合的综合试题
3．(2019·肇庆模拟)二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：
①将干燥的氯气在110 ℃～140 ℃与硫反应，即可得S2Cl2粗品。
②有关物质的部分性质如下表：
物质
熔点/℃
沸点/℃
化学性质
S
112.8
444.6
略
S2Cl2
－77
137
遇水生成HCl、SO2、S；与过量氯气发生S2Cl2＋Cl22SCl2；温度超300 ℃以上完全分解为硫和氯气
设计实验装置图如下：
(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见__________________________________________________________________。
利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：
(2)B中反应的离子方程式为_____________________________________
__________________________________________________________________。
(3)C、D中的试剂分别是________、________。
(4)仪器A、B的名称分别是_______、_______，F的作用是______________
___________________________________________________________________。
(5)如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响_____________________
___________________________________________________________________；
在F中可能出现的现象________________________________________________
___________________________________________________________________；
G的作用是___________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种物质的化学式)____________、________，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和________________________________________________________________。
[解析] (1)若B中气压过大，A中浓盐酸不容易滴下，可在A与B之间连接一根导管，以平衡A与B内气压，使浓盐酸在重力作用下顺利滴入B中，或将A换成恒压滴液漏斗；G为S2Cl2的收集装置，H中盛氢氧化钠溶液，水蒸气易挥发进入G中，易使S2Cl2水解，故应在G和H之间增加干燥装置。
(3)制取Cl2过程中产生的杂质为HCl和H2O，可先用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，再用浓硫酸干燥即可得到纯净干燥的氯气，故C、D中的试剂分别是饱和食盐水和浓硫酸。
(5)由已知S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300 ℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，故温度过高，有副产物生成，产率降低；根据硫的熔、沸点可知，温度过高，使部分硫变成蒸气，而硫的熔点较低，易凝固，则F管有固体产生或阻塞。
(6)S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300 ℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，所以S2Cl2粗品中可能混有的杂质是SCl2和S(或Cl2)；根据信息，温度控制不当，则会生成氯气和硫，S2Cl2与Cl2反应会生成SCl2，所以为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和氯气的流速要恰当，滴加浓盐酸的速度不要过快。
[答案] (1)将A换成恒压滴液漏斗(或用导管将A的上口和B相连)，在G和H之间增加干燥装置 (2)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (3)饱和食盐水(或水) 浓硫酸 (4)分液漏斗 圆底烧瓶 导气冷凝 (5)产率降低(或有副产物生成) 有固体产生(或其他正确描述) 收集S2Cl2 (6)SCl2 Cl2、S(任写其中两种即可) 滴加浓盐酸的速度不要过快
涉及Cl2或氯化物制备的实验问题
(1)注意Cl2净化试剂选择；
(2)注意Cl2的尾气处理和防倒吸问题；
(3)制备的氯化物易潮解、水解时，要注意氯化物制备装置前后要加干燥装置(如制备FeCl3、AlCl3、S2Cl2等)。
含氯化合物的性质、制备及应用
——科学探究与科学精神
氯的化合价有－1、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋7等，相应的化合物也很复杂。近几年高考试题对氯的氧化物，含氧酸及盐的性质及制备有明显的加强。体现了“科学探究与科学精神”的化学核心素养。
[价态——物质类别坐标]
下图是氯的常见价态与物质的对应关系图
1．氯的常见氧化物简介
(1)一氧化二氯
性质：是次氯酸的酸酐，溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸。
制法：用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯：2HgO＋2Cl2===Cl2O＋HgCl2·HgO，
同样也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取：
2Na2CO3＋H2O＋2Cl2===2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。
(2)二氧化氯
物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。
制取：Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl或5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O。
用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。
(3)Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分别为HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。
2．氯的含氧酸
(1)氯的含氧酸的种类
氯的含氧酸有：HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。
(2)氯的含氧酸的性质
酸性：HClO4>HClO3>HClO2>HClO；
氧化性：HClO>HClO2>HClO3>HClO4。
3．氯的含氧酸盐
(1)NaClO2(亚氯酸钠)
性质：黄绿色液体，呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。
用途：是一种高效氧化剂、漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造。
(2)氯酸钾(KClO3)
性质：是一种白色晶体，有毒，在冷水中溶解度较小，易溶于热水；是强氧化剂。
用途：可用作制造炸药，也可用来制造火柴、烟火。
1．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，是一种安全无毒的绿色消毒剂，常用于饮用水消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是
( )
A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4
B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋
2OH－===ClO＋ClO＋H2O
C．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D．ClO2的消毒效率(单位质量的氧化剂得到的电子数)是Cl2的2.63倍
C [A项，酸性条件下ClO发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，可写出方程式：4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，显然不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，≈2.63。]
2．Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。
已知：Cl2O的熔点为－116 ℃，沸点为3.8 ℃；Cl2的沸点为－34.6 ℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。
下列说法中不正确的是 ( )
A．装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸
B．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险
C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D．装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
C [制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险，B项正确；装置⑤是收集Cl2O，所以温度低于3.8 ℃，逸出的气体主要是空气，C项错误；Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸，D项正确。]
3．(2019·青岛一模)ClO2又称百毒净，可用于水的净化和纸张、纺织品的漂白。用如图所示装置(夹持装置和加热装置省略)制备ClO2并探究ClO2的某些性质。
已知：①高氯酸：沸点90 ℃，浓度低于60%比较稳定，浓度高于60%遇含碳化合物易爆炸。
②
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为________。实验开始前，胶塞及导管接口必须包锡箔纸，其原因是______________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)写出装置A制备ClO2同时生成高氯酸的化学方程式______________
________________________________________________________________。
(3)关闭止水夹②，打开止水夹①③，通空气一段时间，装置C中生成NaClO2，离子方程式为_____________________________________________
__________________________________________________________________。
若关闭止水夹③，打开止水夹②，B中可观察到的现象为________________
_________________________________________________________________。
(4)从装置C反应后的溶液中获得NaClO2晶体，需控温在________范围内进行减压蒸发结晶，采用减压蒸发的原因是______________________________
_________________________________________________________________。
(5)城市饮用水处理新技术用NaClO2、高铁酸钠替代Cl2。如果以单位质量的氧化剂得到的电子数来表示消毒效率，那么，NaClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是________。
[解析] (1)由题可知，高氯酸浓度高于60%遇含碳化合物易爆炸，橡胶是含碳化合物，若生成的高氯酸浓度高时遇橡胶塞及导管易发生爆炸。
(3)关闭止水夹②，打开止水夹①③，二氧化氯和氢氧化钠和过氧化氢在C中反应， 2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO＋2H2O＋O2；若关闭止水夹③，打开止水夹②，二氧化氯有强氧化性，使B中红色布条褪色。
(4)根据已知，温度低于38 ℃，得到的晶体含有结晶水，温度高于60 ℃ NaClO2会分解为NaCl和NaClO3，故从装置C反应后的溶液中获得晶体，需要控制温度在38 ℃～60 ℃进行减压蒸发结晶，采用减压蒸发的原因是减压可降低沸点，较低温度下蒸发，避免晶体高温分解。
(5)NaClO2中氯元素有＋3价降低为－1价，则1 mol NaClO2转移电子4 mol，消毒效率为4/90.5,1 mol Na2FeO4转移电子为 3 mol，消毒效率为3/166,1 mol Cl2转移电子为2 mol，消毒效率为2/71，三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序为NaClO2>Cl2>Na2FeO4。
[答案] (1)三颈烧瓶或三颈瓶 橡胶是含碳化合物，若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管易发生爆炸
(2)3NaClO3＋3H2SO4(浓)===HClO4＋2ClO2↑＋3NaHSO4＋H2O (3)2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO＋2H2O＋O2 红色布条褪色 (4)38 ℃～60 ℃ 减压可降低沸点，较低温度下蒸发，避免晶体高温分解 (5)NaClO2>Cl2>Na2FeO4
[一题串知，落实考法]
(2019·郑州质检)某同学设计如图装置制备少量的AlCl3(易水解)。
请回答下列问题：
(1)A中发生反应的离子方程式为__________________________________
________________________________________________________________。
[考查制备Cl2的原理]
(2)D、G中发生反应的化学方程式分别为_________________________、__________________。[考查Cl2的主要化学性质]
(3)B、C的作用分别为________________________________________、
____________________。[考查Cl2的净化]
(4)F的作用是____________________________。[考查AlCl3的水解问题]
(5)G的作用_________________________________________________。
[考查Cl2的处理]
[答案] (1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Cl2↑＋Mn2＋＋2H2O
(2)2Al＋3Cl22AlCl3 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
(3)除去Cl2中的HCl 干燥Cl2
(4)防止水蒸气进入E中，防止AlCl3水解
(5)吸收Cl2，防止污染大气
[真题体验，感悟考向]
1．下列说法正确的是________(填序号)。
(1)(2018·全国卷Ⅱ)漂白粉可用于生活用水的消毒
(2)(2019·全国卷Ⅲ)制取较高浓度的次氯酸溶液的方法是将Cl2通入Na2CO3溶液中
(3)(2016·全国卷Ⅰ)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
(4)(2016·全国卷Ⅲ)次氯酸盐具有氧化性，所以可用漂白粉漂白织物
(5)(2016·全国卷Ⅲ)浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2时，气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水
(6)(2014·全国卷Ⅰ)漂白粉在空气中久置变质，原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
[答案] (1)(4)
2．(2015·全国卷Ⅱ，节选)二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：
①电解时发生反应的化学方程式为______________________________
_______________________________________________________________。
②溶液X中大量存在的阴离子有________________________________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________(填标号)。
a．水 b．碱石灰
c．浓硫酸 d．饱和食盐水
(3)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸；
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ.用0.100 0 mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_____________________
________________________________________________________________。
②玻璃液封装置的作用是______________________________________。
③V中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是________________________________________________________________。
④测得混合气中ClO2的质量为________g。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是______(填标号)。
a．明矾 b．碘化钾 c．盐酸 d．硫酸亚铁
[解析] (1)该反应中Cl由＋5价降低为＋4价，S由＋4价升高为＋6价，则KClO3为氧化剂，Na2SO3为还原剂。根据氧化还原反应中电子得失守恒可得：n(KClO3)×(5－4)＝n(Na2SO3)×(6－4)，则有n(KClO3)/n(Na2SO3)＝2∶1。
(2)①由图可知，电解NH4Cl和盐酸混合溶液得到H2和NCl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式为NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。
②由图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2和NH3及溶液X，N由＋3价降低为－3价，NaClO2中Cl由＋3价升高到＋4价，生成ClO2，Cl－未参与氧化还原反应，该反应的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH，溶液呈碱性，故溶液X中含有大量的阴离子为Cl－和OH－。
③ClO2是酸性气体，NH3是碱性气体，除去ClO2中的NH3可选用酸性干燥剂，如浓硫酸等。
(3)①ClO2具有氧化性，I－具有还原性，二者在酸性溶液中发生氧化还原反应，离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－。
②该实验中ClO2不一定被完全吸收，故玻璃液封管的作用是吸收残留的ClO2气体，同时防止生成的单质碘逸出。
③淀粉遇I2显蓝色，用Na2S2O3溶液滴定I2时，可选用淀粉溶液作指示剂，达到滴定终点时溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变。
④ClO2、I2和Na2S2O3间存在关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，则有n(ClO2)＝1/5n(Na2S2O3)＝1/5×0.100 0 mol·L－1×20.00×10－3L＝4×10－4 mol，m(ClO2)＝4×10－4 mol×67.5 g·mol－1＝0.027 00 g。
(4)利用亚氯酸盐的氧化性及FeSO4的还原性除去含有的亚氯酸盐。
[答案] (1)2∶1 (2)①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 ②Cl－、OH－ ③c (3)①2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－ ②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出) ③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变 ④0.027 00 (4)d
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