2021高考化学鲁科版一轮复习教师用书第四章第1课时　氯及其重要化合物

[课时设计]

本章内容是命制高考综合实验题、选择实验题及考查其他知识的重要载体,共设计10课时,其中第1、2、3、4、5、6课时为基础知识梳理课,重在巩固学生基础知识,第7、8课时分别是基于前面学习基础上的总结提升课,第9、10课时是结合该部分内容在高考中的考查方式设置的题型课和拓展课。

第1课时　氯及其重要化合物

[课型标签:知识课　基础课]

知识点一　氯及其重要化合物的性质和应用

1.氯气的物理性质

2.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:与变价金属反应生成高价金属氯化物

①与铁反应:2Fe+3Cl22FeCl3(红棕色烟,溶于水后溶液呈黄色,铁在常温下与液氯不反应)。

②与铜反应:Cu+Cl2CuCl2(棕黄色烟,溶于水后溶液呈蓝绿色)。

(2)与非金属反应

与H2反应:H2+Cl22HCl。

(3)与还原性无机化合物反应

①与碘化钾溶液反应:Cl2+2KI2KCl+I2。

②与SO2水溶液反应:Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl。

③与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl22FeCl3。

3.从化合价的角度认识Cl2的歧化反应

氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。

(1)氯气与水反应:溶于水的氯气部分与水反应:Cl2+H2OHCl+HClO。

(2)氯气与碱反应

①与烧碱反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。

②制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。

4.氯的重要化合物

(1)次氯酸

(2)漂白液

(3)漂白粉

[名师点拨] (1)新制氯水具有多种成分决定了它具有多重性质:①Cl2的强氧化性;②HCl的强酸性;③HClO的强氧化性、弱酸性;④Cl-的性质。在不同的反应中,新制氯水起作用的成分不同。

(2)氯水中平衡移动的应用

①氯水中的三大平衡

ⅰ.Cl2+H2OHCl+HClO

ⅱ.HClOH++ClO-

ⅲ.H2OH++OH-

②氯水中平衡移动的应用

1.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正确的是(　B　)

A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,产生棕黄色的烟

B.通常状况下,干燥的氯气能和Fe反应

C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸

D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸

解析:Cl2与Fe反应需要点燃或加热,通常状况下,Fe与干燥Cl2不反应。

2.(2019·湖北安陆一中月考)向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是(　A　)

A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸

C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液

解析:在氯水中存在反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO,若反应使溶液中次氯酸浓度增大,则溶液漂白性会增强,由于酸性:HCl>H2CO3>HClO,向溶液中加入碳酸钙粉末发生反应:2HCl+CaCO3CaCl2+CO2↑+H2O,使化学平衡正向进行,导致次氯酸浓度增大,溶液漂白性增强,故A正确;加入稀硫酸使溶液中氢离子浓度增大,平衡逆向进行,次氯酸浓度减小,溶液漂白性减弱,故B错误;加入氯化钙溶液,次氯酸浓度减小,漂白性减弱,故C错误;加入二氧化硫的水溶液,二氧化硫有还原性,能被氯气氧化,平衡逆向进行,次氯酸浓度减小,漂白性减弱,故D错误。

3.(2015·北京卷)下列我国古代的技术应用中,其工作原理不涉及化学反应的是(　C　)

解析:A项,火药使用过程中发生了氧化还原反应;B项,粮食酿酒是淀粉在一定条件下水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下发生化学反应生成酒精;C项,转轮排字是物理变化,不涉及化学反应;D项,铁的冶炼过程中发生了氧化还原

反应。

4.(2019·天津七校期末)A、B、C是常见的三种单质,A、B、C及其他物质之间的反应关系如图所示,其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D+CE+F,且常温下只有B为气态,则A、B、C分别为(　A　)

A.Fe、Cl2、Cu  B.Fe、Cl2、H2

C.Cu、Cl2、Fe  D.Fe、Cl2、Mg

解析:Fe和Cl2发生反应生成FeCl3,Cu和Cl2反应生成CuCl2,CuCl2与Fe发生置换反应,F为FeCl2,C为Cu,氯气具有强氧化性,能把FeCl2氧化成FeCl3,Cl2的水溶液中存在Cl2+H2OHCl+HClO,Cl2的水溶液显酸性,FeCl3、CuCl2、FeCl2都属于强酸弱碱盐,水溶液显酸性,故A符合题意;根据信息,常温下只有B为气态,根据所给组合,Cl2和H2都是气体,故B不符合题意;Fe和Cl2发生反应生成FeCl3,Cu和Cl2反应生成CuCl2,FeCl3与Cu发生反应生成CuCl2和FeCl2,不符合转化关系,故C不符合题意;Fe和Cl2发生反应生成FeCl3,Mg和Cl2反应生成MgCl2,MgCl2与铁不发生反应,不符合转化关系,故D不符合题意。

知识点二　氯气的实验室制法

1.实验装置

2.制取过程

(1)原理:用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸,如:MnO2和浓盐酸反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑。

(2)装置类型:固体+液体气体。

(3)净化方法:用饱和食盐水除去HCl,再用浓H2SO4除去水蒸气。

(4)收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法。

(5)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收。

3.验满方法

(1)将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已

集满。

(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。

(3)实验室制取Cl2时,常常根据氯气的颜色判断是否收集满。

4.注意事项

(1)必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应。

(2)浓盐酸的作用:酸性、还原性。

(3)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl挥发。

(4)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。

(5)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。

[名师点拨] (1)反应原理拓展

①14HCl+K2Cr2O72KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑

②16HCl+2KMnO42KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑

③6HCl(浓)+KClO3KCl+3H2O+3Cl2↑

④4HCl+Ca(ClO)2CaCl2+2H2O+2Cl2↑

其中,①②④使用稀盐酸就可发生反应产生氯气。

(2)杂质去除拓展

CO2(HCl):用饱和NaHCO3溶液去除HCl;

SO2(HCl):用饱和NaHSO3溶液去除HCl;

H2S(HCl):用饱和NaHS溶液去除HCl;

CO2(SO2):用饱和NaHCO3溶液去除SO2。

1.(2019·山西五市联考)在制备和收集Cl2的实验过程中,下列装置正确的是(　D　)

解析:实验室用MnO2与浓盐酸共热反应制备Cl2,A装置中缺少酒精灯,故A错误;Cl2中含有氯化氢,Cl2不溶于饱和食盐水,应通过饱和食盐水除去氯化氢,HCl与饱和NaHCO3溶液反应会生成CO2杂质,且Cl2也会溶于饱和NaHCO3溶液,达不到除杂目的,故B错误;Cl2密度比空气大,用向上排空气法收集Cl2,应从长管通入气体,故C错误;Cl2有毒,需要用氢氧化钠溶液吸收,倒置的漏斗能够防止倒吸,故D正确。

2.如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是(　B　)

A.a—b—c—d—e—f—g—h

B.a—e—d—c—b—h—i—g

C.a—d—e—c—b—h—i—g

D.a—c—b—d—e—h—i—f

解析:制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气,用食盐水除去氯化氢,制备干燥的氯化铁需用浓硫酸除去水蒸气,反应后的尾气用氢氧化钠溶液吸收,故正确的连接顺序为a—e—d—c—b—h—i—g。

3.(2019·海南海口灵山中学月考)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备及A中酒精灯已略)。

(1)实验室制氯气的离子方程式为  　         。 

(2)装置B中饱和食盐水的作用是 　　　　　　　　　;请写出装置B的另一个作用:                                                          　。

(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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入物质的组合是　　　　　(填编号)。 

(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。反应一段时间后,打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡,静置,观察到的现象是                    

　　　　　　　　,该现象不能说明溴的非金属性强于碘,原因是　 　　　　　

　　　　　　　　。

(5)装置F中所发生的离子反应方程式:                                  

　　　　　　　　　　　　　。 

解析:(1)装置A中的固体药品是MnO2,分液漏斗中盛放的是浓盐酸,MnO2与浓盐酸发生反应的化学方程式为4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,离子方程式:

MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。

(2)装置B中饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢,如果实验过程中装置C发生堵塞,则装置B中长颈漏斗中的液面就会上升,所以装置B的作用既能除去氯气中的氯化氢,还能监测实验进行时C中是否发生堵塞。

(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,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,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性,Ⅰ处是湿润的有色布条,则Ⅱ处应加入固态干燥剂且不能吸收氯气,Ⅲ处放置干燥的有色布条,所以C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条,故选d。

(4)打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,氯单质和溴化钠反应生成溴单质,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;观察到的现象是:E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色,下层接近无色;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。

(5)装置F的作用是吸收多余的氯气,防止污染环境,反应的离子方程式为Cl2+

+H2O2Cl-++2H+。

答案:(1)MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O

(2)除去氯气中的氯化氢　监测实验进行时C中是否发生堵塞　(3)d　(4)溶液分层,上层为紫红色,下层接近无色　当氯气过量时,也可以置换出碘单质　

(5)Cl2++H2O2Cl-++2H+