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第15讲　氯及其化合物
【备考目标】　1.掌握氯气的性质、用途。2.了解重要的含氯化合物的性质及应用。3.掌握实验室制取氯气的原理、装置和操作注意事项。4.增强设计物质制备实验方案的绿色环保意识。
考点1　氯气　氯水　次氯酸盐
1．氯气
(1)物理性质
颜色 气味 密度 溶解性 特性
黄绿 色 刺激性 比空气大 可 溶于水 易 液化
(2)化学性质
①氧化性
②歧化反应
2．次氯酸(HClO)
(1)不稳定性
次氯酸见光分解的化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑ 。
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
酸性弱于碳酸。向NaClO溶液中通入少量CO2，离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O===HCO＋HClO 。
【提醒】　无论向NaClO溶液中通入少量还是过量CO2，均生成HCO和HClO。原因是酸性：H2CO3>HClO>HCO。
3．次氯酸盐
(1)漂白液
(2)漂白粉
【提醒】　①向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2，发生的反应为Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。②向Ca(ClO)2溶液中通入SO2，生成的是CaSO4而不是CaSO3。③次氯酸盐(ClO－)无论是在酸性、碱性还是中性条件下，均具有强氧化性，能氧化I－、Fe2＋、SO、S2－等还原性离子。
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)闻气体气味的方法是用手在集气瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔(√ )
(2)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2(× )
(3)氯气可以使湿润的有色布条褪色，表现氯气的漂白性(× )
(4)可以用pH试纸测定氯水的pH(× )
(5)工业制漂白粉应选择石灰乳，而不是石灰水(√ )
(6)向新制氯水中加入碳酸钙粉末或亚硫酸钙粉末，能增强氯水的漂白效果(× )
(7)若贮氯罐意外发生泄露，人们应用浸有一定浓度NaHCO3溶液的毛巾捂住鼻子，在低洼处等待救援(× )
(8)84消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性(√ )
题组练习
一、氯气的性质
1．下列有关氯气的说法不正确的是(　　 )
A．常温下用钢瓶储运液氯
B．光照H2和Cl2的混合气体时，因二者迅速反应，放出的热量不能马上散发而爆炸
C．红热的铜丝在Cl2中燃烧，生成棕黄色固体CuCl2
D．可以用排水法收集Cl2
解析：选D。常温下Cl2与铁不反应，可用钢瓶储运液氯，A项正确；Cl2可溶于水，应用排饱和食盐水法收集Cl2，D项错误。
2．(人教必修第一册P51T3)如图所示，在A处通入未经干燥的氯气。当关闭B处的弹簧夹时，C处的红布条看不到明显现象；当打开B处的弹簧夹后，C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是(　　)
①饱和NaCl溶液 ②NaOH溶液 ③H2O ④浓硫酸
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
解析：选C。关闭B处的弹簧夹之后，红布条不褪色，则说明D瓶中盛放的物质能干燥Cl2，或者能吸收Cl2，NaOH能与Cl2发生反应，浓硫酸能干燥Cl2。
二、氯水成分及性质探究
3．(2023·江西上饶一模)下列关于新制氯水及久置氯水的说法，不正确的是(　　 )
A．新制的氯水呈黄绿色，久置的氯水无色
B．新制的氯水漂白作用强，而久置的氯水漂白作用很弱
C．新制的氯水所含成分的种类多，而久置的氯水所含成分的种类较少
D．新制的氯水中无氯离子，而久置的氯水中含氯离子
解析：选D。氯水中存在反应Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，HClO不稳定，见光或者受热易分解，2HClOO2↑＋2HCl。氯气为黄绿色，新制氯水中含有大量氯气，呈黄绿色，久置后，因氯水中的HClO分解，生成HCl和氧气，使氯气的溶解平衡向右移动，最终氯水变为无色溶液，A正确；新制的氯水中含有大量的HClO，久置后，HClO分解，生成HCl和氧气，HClO浓度降低，漂白性很弱，B正确；新制的氯水所含成分有氯气、HClO、氢离子、氯离子、氢氧根离子、次氯酸根离子，久置后氯水中主要含HCl，所以久置的氯水所含成分的种类较少，C正确、D错误。
4．为探究新制氯水的性质，某学生做了如图实验。
实验 装置 试剂a 现象
① 紫色石蕊试液 溶液先变红后褪色
② NaHCO3溶液 产生气泡
③ HNO3酸化的AgNO3溶液 产生白色沉淀
④ FeCl2溶液、KSCN溶液 溶液变红
由上述实验得出的新制氯水的性质与对应的解释或离子方程式不相符的是(　　 )
A．实验①说明新制氯水中含有H＋、HClO
B．实验②发生的反应为：HCO＋HClO===ClO－＋CO2↑＋H2O
C．实验③说明新制氯水中存在Cl－，发生的反应为：Cl－＋Ag＋===AgCl↓
D．实验④体现了新制氯水的氧化性
解析：选B。新制氯水的主要成分有Cl2、H＋、HClO、Cl－等，紫色石蕊试液变红，有H＋存在，后褪色，有HClO，A项不符合题意；碳酸的酸性比HClO的酸性强，根据强酸制弱酸原理，正确为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，B项符合题意；新制氯水有Cl－，和银离子反应生成白色沉淀，C项不符合题意；新制氯水具有强氧化性，可以氧化亚铁离子，D项不符合题意。
【易错警示】　氯水应用中的常见误区
①因HClO见光分解，随着HClO的消耗，氯水最后成为盐酸，故久置氯水酸性增强，无漂白性。因此，氯水要现用现配。②反应Cl2＋H2O HCl＋HClO中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，1 mol Cl2溶于水，转移电子数小于NA。③Cl2有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。
三、漂白粉的制备与使用
5．(2023·湖北名校联考)如图是制备漂白粉的实验装置，下列说法正确的是(　　 )
A．将MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备Cl2
B．三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
C．冰水浴的作用是降低反应温度，防止发生副反应
D．锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
解析：选C。MnO2和浓盐酸反应制备Cl2需加热，A错误；漂白粉的成分是Ca(ClO)2和CaCl2，应由Cl2和Ca(OH)2制备，B错误；该反应放热，为避免次氯酸钙受热分解，需用冰水浴降低温度，C正确；饱和碳酸氢钠溶液会吸收Cl2，且有二氧化碳产生，应用饱和氯化钠溶液吸收Cl2中的HCl，D错误。
6．NaClO是84消毒液的有效成分。请回答下列问题：
(1)NaClO中Cl元素的化合价是________。
(2)浸泡衣物时加入84消毒液，在空气中放置一段时间后漂白效果更好，结合离子方程式解释原因： ______________________________________________________。
(3)若将84消毒液与洁厕灵(主要成分是盐酸)混合使用，会产生黄绿色的有毒气体，其反应的离子方程式是_______________________________。
答案：(1)＋1　(2)NaClO与空气中的二氧化碳和水反应生成次氯酸，ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO，HClO浓度增大，漂白效果增强　(3)Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
考点2　氯气的实验室制法
1．制取原理及过程
2．实验装置
3．注意事项
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，用NaOH溶液 吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4(× )
(2)400 mL 10 mol·L－1的浓盐酸与足量的MnO2混合共热，得到1 mol Cl2(× )
(3)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl(× )
(4)用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2(× )
(5)用干燥的淀粉 KI试纸检验Cl2是否收集满(× )
题组练习
一、常见的氯气制取原理
1．完成下列有关反应的离子方程式。
H (浓)Cl
(1)Ca(ClO)2与浓盐酸：_______________________________________________________。
(2)KClO3与浓盐酸：_______________________________________________________。
(3)KMnO4与浓盐酸：_____________________________________________________。
(4)K2Cr2O7与浓盐酸：_____________________________________________________。
答案：(1)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
(2)ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
(3)2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
(4)Cr2O＋6Cl－＋14H＋===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O
二、氯气的实验室制备与性质探究
2．(2023·北京昌平期末)以下关于Cl2的制备、干燥、收集、吸收(如图所示)的说法正确的是(　　 )
A.生成氯气的同时，MnO2可能转化为MnO
B．a中加入饱和食盐水，b中加入浓硫酸
C．用NaOH溶液吸收Cl2时，Cl2体现氧化性，NaOH体现还原性
D．每消耗8.7 g MnO2，生成氯气1.12 L
解析：选B。MnO2将盐酸中的氯氧化，MnO2本身被还原，不可能转化为MnO，A错误；浓盐酸易挥发，制得的氯气中含有氯化氢及水蒸气，通过a中加入的饱和食盐水除去氯化氢，再通过b中加入的浓硫酸干燥得到纯净干燥的氯气，B正确；用NaOH溶液吸收Cl2时，发生反应2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，Cl2既体现氧化性也体现还原性，C错误；根据反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O可知，每消耗8.7 g MnO2，生成氯气0.1 mol，且没有说明标准状况，不能确定气体的体积， D错误。
3．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、碘的非金属性强弱。当向装置D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。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)根据氧化还原反应的规律，次氯酸钙与浓盐酸反应生成氯化钙、氯气与水，反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。
(2)浓盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有HCl，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；若装置C发生堵塞，装置B中的压强会增大，长颈漏斗中液面上升，形成水柱。
(3)验证氯气是否具有漂白性，要对比验证干燥氯气和湿润氯气有无漂白性，因此Ⅰ处应为湿润的有色布条，Ⅱ处应为干燥剂，Ⅲ处应为干燥的有色布条，U形管中应用固体干燥剂。
(4)当向装置D中缓缓通入少量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为棕黄色，发生反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。打开活塞，将装置D中含Br2的少量溶液加入装置E中，发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2，碘单质溶于苯呈紫红色，振荡后静置，观察到的现象是装置E中液体分为两层，上层(苯层)为紫红色。
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　装置E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色
三、含氯化合物的制备
4．(2023·河北石家庄模拟)氧化二氯(Cl2O)是净化饮用水的一种有效的净水剂，浓度过高或加热时易发生分解并爆炸，制备反应为2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O，反应装置如图所示(夹持装置已略)。
相关物质数据：
物质 熔点 沸点
Cl2O －116 ℃ 3.8 ℃
Cl2 － －34.6 ℃
液氨 － －33.5 ℃
下列说法错误的是(　　 )
A．检查虚框中装置气密性可用液差法 B．装置B中试剂是浓硫酸
C．装置D收集Cl2O D．通入N2可降低爆炸风险
解析：选B。虚框中装置气密性检验，可用液差法，用止水夹夹住装置A两端橡胶管，打开分液漏斗活塞，加水，一段时间后，水不能顺利流下，则气密性良好，A正确；因制备反应需要有水参与，不能用浓硫酸除去水，装置B中试剂应是饱和食盐水，除去HCl，B错误；根据Cl2O的沸点，并且在液氨中冷凝，所以装置D为收集装置，C正确； Cl2O浓度过高易发生分解并爆炸，通入N2可稀释Cl2O，降低爆炸风险，D正确。
5．(2023·天津南开二模)四氯化锡常温下呈液态，熔点为－33 ℃，沸点为144 ℃，在潮湿的空气中能强烈水解生成金属氧化物并产生有刺激性的白色烟雾，可用作媒染剂、催化剂等。实验室利用下图所示装置制备四氯化锡(夹持装置略)。
回答下列问题：
(1)甲装置中发生反应的离子方程式为____________________________________，仪器A的名称是__________。
(2)按照气流方向连接装置，接口顺序为______________________________。
(3)实验开始时需向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸，排尽装置中的空气后才能点燃乙处的酒精灯，判断装置中空气已排尽的现象是____________________________。实验结束时，应先停止加热的装置是______(填“甲”或“乙”)。
(4)丙装置的作用是__________________________________________________，
若没有丙装置，可能发生的化学反应方程式为____________________________________。
(5)仪器B的作用是____________。
(6)实验制得26.1 g SnCl4，则至少需向乙中通入标准状况的氯气______________L。
解析：甲装置中的反应为浓盐酸和MnO2制取氯气，制取的氯气中含有杂质：HCl和H2O，先通过丁装置中的饱和食盐水除去HCl，再通过戊装置中的浓硫酸除去H2O，得到干燥纯净的氯气，在乙装置中和锡反应生成SnCl4，SnCl4沸点较低，用己装置冷凝收集，因为SnCl4易发生水解，所以装置最后接盛有碱石灰的干燥管，可以防止水蒸气进入装置，也可以吸收尾气中的氯气，防止污染空气。
(2)根据以上分析，装置连接为：甲→丁→戊→乙→己→丙，接口顺序为：afgihbcjkd(e)。
(3)氯气为黄绿色气体，当装置中充满黄绿色气体，证明装置内的空气已排尽；为了防止倒吸，实验结束时，应先停止加热的装置是乙。
(4)因为SnCl4易发生水解，化学方程式为：SnCl4＋2H2O===SnO2↓＋4HCl↑，所以装置最后接盛有碱石灰的干燥管，可以防止空气中的水蒸气进入装置，也可以吸收尾气中的氯气，防止污染空气。
(5)SnCl4沸点较低，用己装置冷凝收集，所以仪器B的作用是冷凝回流。
(6)根据反应：Sn＋2Cl2SnCl4，制得26.1 g SnCl4，n(SnCl4)＝＝0.1 mol，消耗的n(Cl2)＝2n(SnCl4)＝0.2 mol，标准状况下体积为：V＝0.2 mol×22.4 L/mol＝4.48 L。
答案：(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　蒸馏烧瓶
(2)afgihbcjkd(e)　(3)装置中充满黄绿色气体　乙
(4)吸收多余的氯气，并防止水蒸气进入具支试管　SnCl4＋2H2O===SnO2↓＋4HCl↑
(5)冷凝回流　(6)4.48
高考真题
1．(2024·浙江1月卷，2，3分)工业上将Cl2通入冷的溶液中制得漂白液，下列说法不正确的是( )
A．漂白液的有效成分是 B． ClO-水解生成使漂白液呈酸性
C．通入CO2后的漂白液消毒能力增强 D．溶液比溶液稳定
答案：B
解析：A项，漂白液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠(NaCl)，有效成分是次氯酸钠，A正确；B项，ClO-水解生成HClO，水解方程式为ClO-+H2OHClO+OH-，使漂白液呈碱性，B错误；C项，通入CO2后，发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO，漂白液消毒能力增强，C正确；D项，次氯酸不稳定，次氯酸盐稳定，所以热稳定性NaClO＞HClO，D正确；故选B。
2．(2023·山东高考)鉴别浓度均为0.1 mol·L－1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3三种溶液，仅用下列一种方法不可行的是(　　)
A．测定溶液pH B．滴加酚酞试剂 C．滴加0.1 mol·L－1KI溶液 D．滴加饱和Na2CO3溶液
解析：选C。NaClO为强碱弱酸盐，其水溶液显碱性，Ba(OH)2为强碱，Al2(SO4)3为强酸弱碱盐，其水溶液显酸性，浓度均为0.1 mol·L －1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3溶液，其pH大小关系为Ba(OH)2>NaClO>Al2(SO4)3，故测定溶液pH可进行鉴别，A不符合题意；NaClO具有强氧化性，可使酚酞试剂褪色，Ba(OH)2溶液可使酚酞试剂显红色，Al2(SO4)3水溶液显酸性，滴加酚酞试剂呈无色，因此滴加酚酞试剂可进行鉴别，B不符合题意；NaClO能将I－氧化为I2，Ba(OH)2、Al2(SO4)3与KI均不反应，只用KI溶液无法鉴别NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3三种溶液，C符合题意；NaClO与饱和Na2CO3溶液不反应，二者混合无现象，Ba(OH)2与饱和Na2CO3溶液反应生成BaCO3白色沉淀，Al2(SO4)3与饱和Na2CO3溶液发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3白色沉淀和CO2气体，故滴加饱和Na2CO3溶液可鉴别，D不符合题意。
3．(2022·广东高考)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是(　　 )
　 　 　 　
解析：选D。浓盐酸易挥发，挥发出的HCl可以用饱和食盐水除去，再用浓硫酸干燥氯气，故A不符合题意；氯气的密度比空气大，则用向上排空气法收集氯气，故B不符合题意；干燥的氯气不能使干燥的红布条褪色，能使湿润的红布条褪色，可用于检验氯气的性质，故C不符合题意；氯气在水中的溶解度较小，因而不能用水作尾气处理的试剂，应选用氢氧化钠溶液，故D符合题意。
4．(2020·全国卷Ⅲ节选)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________，a中的试剂为________。
(2)b中采用的加热方式是______________。c中化学反应的离子方程式是________________________________，采用冰水浴冷却的目的是________________。
(3)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，________，干燥，得到KClO3晶体。
(4)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________NaClO(填“大于”或“小于”)。
解析：本题考查物质的制备及性质探究实验，涉及仪器名称、实验基本操作、实验目的、实验现象、尾气处理等。
(1)实验室常用MnO2与浓盐酸在加热条件下制取Cl2，由于制得的Cl2中混有HCl，HCl会消耗b装置中试管内的KOH，所以应使用饱和食盐水除去HCl。
(2)用酒精灯加热烧杯中的水从而对试管中的反应体系进行加热，这样的加热方式为水浴加热。Cl2和NaOH在不加热条件下反应生成NaCl和NaClO，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。Cl2与NaOH反应放热，由题意可知，温度较高时在装置b中Cl2与KOH反应生成KClO3，所以不使用冰水浴会使得装置c中溶液温度升高而生成NaClO3杂质。
(3)从溶液中获得溶质的常见方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(4)2号试管中溶液变为棕色，说明有I2生成，则加入CCl4振荡，静置后CCl4层呈紫色，故2号试管中I－被氧化，而1号试管中I－未被氧化，所以该条件下氧化性：KClO3答案：(1)圆底烧瓶　饱和食盐水
(2)水浴加热　Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O　避免生成NaClO3
(3)过滤　少量(冷)水洗涤
(4)紫　小于
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
1．化学来源于生活，也服务于生活。下列有关生活中的化学知识叙述正确的是(　　 )
A．氯气和活性炭均可作漂白剂，若同时使用，漂白效果会明显加强
B．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
C．测定溶液pH的实验中，用干燥pH试纸测定新制氯水的pH，测定结果无影响
D．通常状况下氯气能和Fe反应，氯气的储存不能用铁制容器
解析：选B。A项，活性炭具有吸附性，可以吸附氯气，若同时使用，漂白效果会减弱，错误；B项，氯气与烧碱溶液或石灰乳反应均可生成次氯酸盐，正确；C项，氯水中的次氯酸具有漂白性，不能用pH试纸测定氯水的pH，错误。
2．将Cl2通入过量石灰乳[Ca(OH)2]中即可制得以Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉。下列解释事实的方程式中，不正确的是(　　 )
A．生成Ca(ClO)2：2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
B．漂白粉溶液与盐酸混合产生Cl2：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
C．漂白粉溶液吸收CO2后产生白色沉淀：Ca2＋＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2H＋
D．漂白粉溶液加入适量醋酸，在短时间内能达到漂白效果：Ca(ClO)2＋2CH3COOH===Ca(CH3COO)2＋2HClO
解析：选C。将Cl2通入过量石灰乳[Ca(OH)2]中，发生氧化还原反应，生成Ca(ClO)2、CaCl2和H2O，故A正确；漂白粉溶液与盐酸混合，氯离子和次氯酸根离子在酸性溶液中发生氧化还原反应生成氯气和H2O，故B正确；漂白粉溶液吸收二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸，HClO是弱酸，在离子方程式中不能拆开，其反应的离子方程式为Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，故C错误；漂白粉溶液加入适量醋酸，会发生反应Ca(ClO)2＋2CH3COOH===Ca(CH3COO)2＋2HClO，在短时间内HClO的浓度增大，能提高其漂白效率，故D正确。
3．氯气是一种重要的工业原料，液氯储存区贴有的说明卡如下：
包装 钢瓶
储运要求 远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质；设置氯气检测仪
泄漏处理 NaOH或NaHSO3溶液吸收
下列解释事实的方程式错误的是(　　 )
A．氯气用于自来水消毒：Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO
B．电解饱和食盐水制取Cl2：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
C．浓氨水检验泄漏的氯气，产生白烟：8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2
D．氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用：HSO＋Cl2＋3OH－===SO＋2H2O＋2Cl－
解析：选D。Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，HClO具有强氧化性可用于杀菌消毒，A正确；电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，电解方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑，B正确；氯气具有强氧化性，可氧化氨气生成氮气，同时因生成氯化铵而产生白烟，化学方程式为8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2，C正确；氯气与亚硫酸氢钠溶液发生氧化还原反应生成硫酸根离子，反应的离子方程式为HSO＋Cl2＋H2O===SO＋3H＋＋2Cl－，D错误。
4．探究氯气性质的微型实验装置如图所示。①是浓盐酸，⑥是高锰酸钾，②至⑤是滤纸条，依次滴有氢氧化钠溶液、石蕊溶液、淀粉 KI溶液、含KSCN的FeCl2溶液，实验时滴几滴浓盐酸。下列说法不正确的是(　　 )
A．③处先变红后褪色，是因为氯水具有酸性和强氧化性 B．④处变蓝色
C．⑤处变红色 D．本实验可推知氧化性Cl2>Fe3＋>I2
解析：选D。氯气遇到水反应生成盐酸和次氯酸，氯水具有酸性、氧化性和漂白性，石蕊溶液先变红色后褪色，A正确；氯气和碘化钾反应生成碘单质，碘单质遇到淀粉变蓝色，B正确；氯气氧化氯化亚铁为氯化铁，三价铁离子遇到硫氰化钾溶液显红色，C正确；根据氧化剂的氧化性强于氧化产物，由反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知氧化性：Cl2>Fe3＋，但是无法证明Fe3＋和I2之间氧化性的关系，D错误。
5．(2023·江苏泰州联考)实验室制取少量Cl2并研究其性质，下列实验装置和操作能达到实验目的的是(　　 )
解析：选D。用MnO2和浓盐酸制取Cl2需要加热，A错误；除去Cl2中的HCl，应该用饱和食盐水，用饱和NaHCO3溶液会产生CO2杂质，B错误；氯水具有漂白性，不能用pH试纸测氯水的pH，C错误；Cl2有毒，能与NaOH溶液反应，故可用NaOH溶液处理尾气中的Cl2，D正确。
6．某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测，下列图像变化最有可能是其检测结果的是(　　)
A．图1表示氯水中氢离子浓度随时间的变化
B．图2表示溶液中氯离子浓度随时间的变化
C．图3表示氯水的电导率随时间的变化
D．图4表示液面上方氧气体积分数随时间的变化
解析：选C。氯水中存在Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，HClO不稳定易分解：2HClO2HCl＋O2↑，随着HClO的分解，新制氯水最终会变为盐酸，氢离子和氯离子浓度不断增大，A、B错误；溶液的导电能力与离子浓度成正比，溶液中离子浓度增大，电导率不断增大，新制氯水最终会变为盐酸，电导率不变，C正确；次氯酸分解生成氧气，氧气体积分数不断增大，最后不变，D错误。
7．(2023·广东深圳联考)漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，某实验小组设计如图实验装置制取氯气并验证其性质。下列叙述正确的是(　　 )
A．A装置中反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O
B．B装置中溶液先变蓝色后褪色，其原因是淀粉被Cl2氧化
C．取C装置中的溶液，滴加BaCl2溶液产生白色沉淀，可证明Na2SO3已被氧化
D．D装置溶液变黄色，证明还原性：I－>Fe2＋
解析：选A。漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙，酸性条件下发生归中反应生成氯气，故漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，反应为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，A正确； B装置中氯气和碘离子反应生成碘单质使淀粉变蓝色，变色后溶液不会褪色，B错误；亚硫酸钠和氯化钡反应也会生成亚硫酸钡沉淀，C错误；反应生成的铁离子、碘溶液均为黄色，D错误。
8．(2023·河北邢台期末)利用Cl2氧化锰酸钾(K2MnO4)制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置已略)：
已知：K2MnO4只能在浓强碱溶液中稳定存在，在碱性较弱的溶液中K2MnO4会发生自身氧化还原反应。
下列说法错误的是(　　 )
A．a能保证恒压漏斗中的浓盐酸顺利滴下
B．将装置B中饱和食盐水换为浓硫酸也可以达到相同的目的
C．装置D的目的是吸收反应过程中过量的氯气，防止污染环境
D．由上述实验可推知，在强碱性条件下，氧化性：Cl2>KMnO4
解析：选B。漂白粉具有强氧化性，和浓盐酸在圆底烧瓶中发生氧化还原反应产生Cl2，由K2MnO4只能在浓强碱溶液中稳定存在，在碱性较弱的溶液中K2MnO4会发生自身氧化还原反应，故Cl2在通入K2MnO4溶液之前需除去HCl，Cl2和K2MnO4在C中反应产生KMnO4，反应不完的Cl2用D中溶液吸收。恒压分液漏斗的a的作用是平衡气压，使浓盐酸顺利滴下，A正确；装置B中饱和食盐水的作用为除去Cl2中的HCl，换为浓硫酸后只能干燥Cl2不能除去Cl2中的HCl，B错误；装置D的目的是吸收反应过程中过量的氯气，防止污染环境，反应原理为：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，C正确；在强碱性条件下，发生反应：Cl2＋2K2MnO4===2KMnO4＋2KCl，反应中Cl2为氧化剂，KMnO4为氧化产物，故氧化性：Cl2＞KMnO4，D正确。
9．(2023·山东淄博一模)利用如图装置制备ClO2，并以ClO2为原料制备NaClO2。已知：高于60 ℃时，NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。下列说法错误的是(　　 )
A．Na2SO3和H2O2均作还原剂
B．装置②、④的作用分别是防倒吸、吸收未反应的污染气体
C．从装置④反应后的溶液中获得晶体，可采用常压蒸发结晶的方法
D．反应结束时，通氮气的目的是将仪器中残留的气体排入④中
解析：选C。①中发生反应2NaClO3＋Na2SO3＋H2SO42ClO2↑＋2Na2SO4＋H2O, Na2SO3为还原剂，③中反应为2ClO2＋2NaOH＋H2O2===2NaClO2＋2H2O＋O2，H2O2为还原剂，A正确；装置②、④的作用分别是防倒吸、吸收生成的ClO2，防止污染空气，B正确； ClO2与氢氧化钠溶液反应，6ClO2＋6NaOH===NaCl＋5NaClO3＋3H2O，氯酸钠提取工艺以冷却结晶法和盐析法为主，C错误；反应结束时，通氮气的目的是将仪器中残留的气体排入④中，排空污染气体，保证试验安全结束，D正确。
10．工业上常用NaClO碱性溶液吸收工业废气中的SO2，为了提高吸收效率，常用Ni2O3作为催化剂，在反应过程中产生的正四价镍和氧原子具有极强的氧化能力，可加快对SO2的吸收，该催化过程如图所示：
下列说法错误的是(　　 )
A．过程1中，氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶1
B．过程2的离子方程式：2NiO2＋ClO－===Cl－＋Ni2O3＋2O
C．吸收反应的总方程式：ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO＋H2O
D．用Ca(ClO)2代替NaClO脱硫效果更好
解析：选D。过程1中，ClO－转化为Cl－，Cl元素化合价由＋1价变为－1价，ClO－为氧化剂，Ni2O3转化为NiO2，Ni元素化合价由＋3价变为＋4价，Ni2O3为还原剂，根据得失电子守恒可得，氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶1，A项正确；过程2中，NiO2和ClO－反应生成Ni2O3、Cl－和O，离子方程式为2NiO2＋ClO－===Cl－＋Ni2O3＋2O，B项正确；Ca2＋与SO结合生成微溶的CaSO4，CaSO4会覆盖在催化剂表面，不利于反应进行，D项错误。
二、非选择题(共2题，共35分)
11．(15分)(2023·贵州贵阳二模)Cl2O是一种高效消毒剂，易溶于水且会与水反应，与有机物接触时会爆炸。制备原理： HgO＋2Cl2HgCl2＋Cl2O, 装置如图(部分夹持仪器已省略)。
已知：
Cl2O N2 NH3 Cl2
熔点/℃ －120.6 －209.86 －77.3 －101
沸点/℃ 2.0 －195.8 －33.35 －34.6
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是________，装置A中所发生反应的离子反应方程式为
________________________________________________________________________。(3分)
(2)装置B中的试剂是饱和食盐水，其作用是______________；装置C中盛放的是__________。(2分)
(3)制取Cl2O是“气－固”反应，反应柱D中不利于该反应的措施是__________。(2分)
a．将HgO粉末化并加热去除水分，加玻璃珠与之混合填入反应柱D
b．为使Cl2与HgO充分接触，让混合气从下口进入反应柱D并调控流速
c．为提高Cl2O的生成速率，将加热带缠绕于反应柱D并加热到45 ℃
(4)装置E中的液态冷却剂可选用______(填“液氨”“冰盐水”或“液氮”) ；装置A、B、C间连接器的材质与反应柱D、装置E、F间连接器的材质有明显差别，原因是____________________________________。(3分)
(5)若将装置组装完整，虚框F中可选用________________(填字母)。(2分)
(6)ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl－，ClO2的消毒能力是等质量Cl2O的______倍(结果保留两位小数)。(3分)
解析：A中高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯气，装置B的作用是除去Cl2中少量的HCl，C装置的作用是干燥N2和Cl2的混合气体，Cl2和HgO在D中反应，装置E是冷却装置，作用是使Cl2O液化而不液化Cl2，虚框F中装置的作用是防止空气中的水进入装置，同时过量的Cl2有毒，也需要除去。
(1)仪器a的名称是分液漏斗，装置A中高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯气，离子方程式为：2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。
(2)装置B中的试剂是饱和食盐水，其作用是除去Cl2中少量的HCl，装置C的作用是干燥混合气体，盛放的是浓H2SO4。
(3)由题意可知，HgO和Cl2在18 ℃～25 ℃发生反应生成Cl2O，则不能将加热带缠绕于反应柱D并加热到45 ℃，c操作错误；Cl2O易溶于水且会与水反应，可将HgO粉末化并加热去除水分后再装入仪器中，a和b操作都有利于该反应进行，故选c。
(4)由表格数据可知， Cl2O的沸点为2 ℃，Cl2的沸点为－34.6 ℃，液氨和液氮温度太低会使Cl2O和Cl2都液化，装置E中的液态冷却剂可选用冰盐水，使Cl2O液化而不液化Cl2，装置A、B、C间连接器的材质与反应柱D、装置E、F间连接器的材质有明显差别，原因是橡胶管的主要成分中含有有机物，Cl2O遇有机物会爆炸。
(5)Cl2O易溶于水且会与水反应，因此要防止空气中的水进入装置，同时过量的Cl2有毒，也需要除去，虚框F中可选用ad，b装置不能吸收氯气，c和e装置不能防止水蒸气进入装置，故选ad。
(6)ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl－，则相同质量ClO2和Cl2O得到电子数之比为：∶≈1.61。
答案：(1)分液漏斗　2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
(2)除去Cl2中少量的HCl　浓H2SO4　(3)c
(4)冰盐水　橡胶管的主要成分中含有有机物，Cl2O遇有机物会爆炸(5)ad　(6)1.61
12．(20分)(2023·河北衡水二中三模)三氯化氮是一种黄色油状液体，可用于漂白和杀菌。已知：NCl3熔点为－40 ℃，沸点为70 ℃，95 ℃以上易爆炸，在弱酸性溶液中稳定，在热水中易水解，遇碱则迅速反应。在实验室可用Cl2和NH4Cl溶液反应制取NCl3，所用仪器如图(忽略部分夹持装置)：
回答下列问题：
(1)根据气流方向，各仪器的连接顺序为a接______，______接______，______接______；装置A中使用恒压滴液漏斗的优点是_______________________________________________________。(7分)
(2)若用装置A制取氯气，则试剂X可选用________(填字母)；D中仪器的名称为________。(2分)
A．KMnO4 B．MnO2 C．Ca(ClO)2 D．KClO3
(3)实验过程中，在B中蒸馏烧瓶中观察到的现象是____________________________________________，
反应生成的NCl3遇热水易水解，反应液有漂白性。写出NCl3水解的化学方程式：
________________________________________________________________________。(5分)
(4)NCl3纯度测定：NCl3的制取是可逆反应，根据反应NCl3＋4HCl===NH4Cl＋3Cl2↑，利用间接碘量法测定氯气的量即可测定NCl3的纯度。
实验步骤：ⅰ.准确称量C中的产物0.4 g置于三颈烧瓶中，加入10 mL足量浓盐酸，使用磁力搅拌器搅拌，并鼓入氮气。
ⅱ.将混合气通入200 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液中，待试管中无色液体变成黄色，关闭氮气(溶液体积变化忽略不计)。
ⅲ.量取20.00 mL吸收液，加入淀粉指示剂，用0.1 mol·L－1 Na2S2O3标准液进行滴定，滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。
(已知：反应原理为I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI)
①确定滴定终点的现象为__________________________________________________。(2分)
②NCl3的纯度为____________(保留三位有效数字)。(4分)
解析：在实验室利用Cl2和NH4Cl溶液反应制取NCl3，并蒸馏、冷凝得到NCl3，为避免空气中的水蒸气接触产品，需要干燥装置连接在最右边。
(1)利用装置A制取氯气，利用装置B制取NCl3，利用装置D冷凝NCl3，用装置C收集NCl3，故正确连接顺序为a→b→c→f→g→d；装置A中使用恒压滴液漏斗的优点是平衡压强，使浓盐酸顺利流下。
(2)在不加热条件下，利用浓盐酸和强氧化剂可制取氯气，所给试剂中不能选用MnO2，其余选项中物质均可以；根据装置图可知仪器D为直形冷凝管。
(3)NCl3是黄色油状液体，因而在反应过程中，在B中的蒸馏烧瓶中可以观察到有黄色油状液体出现；NCl3在热水中水解生成氧化性物质HClO，其化学方程式为NCl3＋3H2O3HClO＋NH3↑。
(4)①滴定时加入淀粉作指示剂，溶液显蓝色，到终点时，溶液中的I2全部变成I－，滴入最后半滴标准液后，溶液蓝色褪去，且半分钟不恢复原来颜色。
②根据反应NCl3＋4HCl===NH4Cl＋3Cl2↑、Cl2＋2KI===2KCl＋I2、I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI，可得关系式NCl3～3Cl2～3I2～6Na2S2O3，n(NCl3)＝n(Na2S2O3)＝＝3×10－3 mol，故m(NCl3)＝120.5 g·mol－1×3×10－3 mol＝0.361 5 g，故NCl3的纯度w(NCl3)＝×100%≈90.4%。
答案：(1)b　c　f　g　d　平衡压强，便于浓盐酸顺利流下(2)ACD　直形冷凝管
(3)溶液中有黄色油状液体出现　NCl3＋3H2O3HClO＋NH3↑
(4)①滴入最后半滴标准液后，溶液中蓝色褪去且半分钟内不恢复原色　②90.4%
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第15讲　氯及其化合物
【备考目标】　1.掌握氯气的性质、用途。2.了解重要的含氯化合物的性质及应用。3.掌握实验室制取氯气的原理、装置和操作注意事项。4.增强设计物质制备实验方案的绿色环保意识。
考点1　氯气　氯水　次氯酸盐
1．氯气
(1)物理性质
颜色 气味 密度 溶解性 特性
色 刺激性 比空气 溶于水 液化
(2)化学性质
①氧化性
②歧化反应
2．次氯酸(HClO)
(1)不稳定性
次氯酸见光分解的化学方程式为 。
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
酸性弱于碳酸。向NaClO溶液中通入少量CO2，离子方程式为 。
【提醒】　无论向NaClO溶液中通入少量还是过量CO2，均生成HCO和HClO。原因是酸性：H2CO3>HClO>HCO。
3．次氯酸盐
(1)漂白液
(2)漂白粉
【提醒】　①向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2，发生的反应为Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。②向Ca(ClO)2溶液中通入SO2，生成的是CaSO4而不是CaSO3。③次氯酸盐(ClO－)无论是在酸性、碱性还是中性条件下，均具有强氧化性，能氧化I－、Fe2＋、SO、S2－等还原性离子。
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)闻气体气味的方法是用手在集气瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔( )
(2)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2( )
(3)氯气可以使湿润的有色布条褪色，表现氯气的漂白性( )
(4)可以用pH试纸测定氯水的pH( )
(5)工业制漂白粉应选择石灰乳，而不是石灰水( )
(6)向新制氯水中加入碳酸钙粉末或亚硫酸钙粉末，能增强氯水的漂白效果( )
(7)若贮氯罐意外发生泄露，人们应用浸有一定浓度NaHCO3溶液的毛巾捂住鼻子，在低洼处等待救援( )
(8)84消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性( )
题组练习
一、氯气的性质
1．下列有关氯气的说法不正确的是(　　 )
A．常温下用钢瓶储运液氯
B．光照H2和Cl2的混合气体时，因二者迅速反应，放出的热量不能马上散发而爆炸
C．红热的铜丝在Cl2中燃烧，生成棕黄色固体CuCl2
D．可以用排水法收集Cl2
2．(人教必修第一册P51T3)如图所示，在A处通入未经干燥的氯气。当关闭B处的弹簧夹时，C处的红布条看不到明显现象；当打开B处的弹簧夹后，C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是(　　)
①饱和NaCl溶液 ②NaOH溶液 ③H2O ④浓硫酸
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
二、氯水成分及性质探究
3．(2023·江西上饶一模)下列关于新制氯水及久置氯水的说法，不正确的是(　　 )
A．新制的氯水呈黄绿色，久置的氯水无色
B．新制的氯水漂白作用强，而久置的氯水漂白作用很弱
C．新制的氯水所含成分的种类多，而久置的氯水所含成分的种类较少
D．新制的氯水中无氯离子，而久置的氯水中含氯离子
4．为探究新制氯水的性质，某学生做了如图实验。
实验 装置 试剂a 现象
① 紫色石蕊试液 溶液先变红后褪色
② NaHCO3溶液 产生气泡
③ HNO3酸化的AgNO3溶液 产生白色沉淀
④ FeCl2溶液、KSCN溶液 溶液变红
由上述实验得出的新制氯水的性质与对应的解释或离子方程式不相符的是(　　 )
A．实验①说明新制氯水中含有H＋、HClO
B．实验②发生的反应为：HCO＋HClO===ClO－＋CO2↑＋H2O
C．实验③说明新制氯水中存在Cl－，发生的反应为：Cl－＋Ag＋===AgCl↓
D．实验④体现了新制氯水的氧化性
【易错警示】　氯水应用中的常见误区
①因HClO见光分解，随着HClO的消耗，氯水最后成为盐酸，故久置氯水酸性增强，无漂白性。因此，氯水要现用现配。②反应Cl2＋H2O HCl＋HClO中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，1 mol Cl2溶于水，转移电子数小于NA。③Cl2有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。
三、漂白粉的制备与使用
5．(2023·湖北名校联考)如图是制备漂白粉的实验装置，下列说法正确的是(　　 )
A．将MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备Cl2
B．三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
C．冰水浴的作用是降低反应温度，防止发生副反应
D．锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
6．NaClO是84消毒液的有效成分。请回答下列问题：
(1)NaClO中Cl元素的化合价是________。
(2)浸泡衣物时加入84消毒液，在空气中放置一段时间后漂白效果更好，结合离子方程式解释原因： ______________________________________________________。
(3)若将84消毒液与洁厕灵(主要成分是盐酸)混合使用，会产生黄绿色的有毒气体，其反应的离子方程式是_______________________________。
考点2　氯气的实验室制法
1．制取原理及过程
2．实验装置
3．注意事项
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，用 吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4( )
(2)400 mL 10 mol·L－1的浓盐酸与足量的MnO2混合共热，得到1 mol Cl2( )
(3)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl( )
(4)用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2( )
(5)用干燥的淀粉 KI试纸检验Cl2是否收集满( )
题组练习
一、常见的氯气制取原理
1．完成下列有关反应的离子方程式。
H (浓)Cl
(1)Ca(ClO)2与浓盐酸：_______________________________________________________。
(2)KClO3与浓盐酸：_______________________________________________________。
(3)KMnO4与浓盐酸：_____________________________________________________。
(4)K2Cr2O7与浓盐酸：_____________________________________________________。
二、氯气的实验室制备与性质探究
2．(2023·北京昌平期末)以下关于Cl2的制备、干燥、收集、吸收(如图所示)的说法正确的是(　　 )
A.生成氯气的同时，MnO2可能转化为MnO
B．a中加入饱和食盐水，b中加入浓硫酸
C．用NaOH溶液吸收Cl2时，Cl2体现氧化性，NaOH体现还原性
D．每消耗8.7 g MnO2，生成氯气1.12 L
3．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、碘的非金属性强弱。当向装置D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。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_________________________________________。
三、含氯化合物的制备
4．(2023·河北石家庄模拟)氧化二氯(Cl2O)是净化饮用水的一种有效的净水剂，浓度过高或加热时易发生分解并爆炸，制备反应为2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O，反应装置如图所示(夹持装置已略)。
相关物质数据：
物质 熔点 沸点
Cl2O －116 ℃ 3.8 ℃
Cl2 － －34.6 ℃
液氨 － －33.5 ℃
下列说法错误的是(　　 )
A．检查虚框中装置气密性可用液差法 B．装置B中试剂是浓硫酸
C．装置D收集Cl2O D．通入N2可降低爆炸风险
5．(2023·天津南开二模)四氯化锡常温下呈液态，熔点为－33 ℃，沸点为144 ℃，在潮湿的空气中能强烈水解生成金属氧化物并产生有刺激性的白色烟雾，可用作媒染剂、催化剂等。实验室利用下图所示装置制备四氯化锡(夹持装置略)。
回答下列问题：
(1)甲装置中发生反应的离子方程式为____________________________________，仪器A的名称是__________。
(2)按照气流方向连接装置，接口顺序为______________________________。
(3)实验开始时需向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸，排尽装置中的空气后才能点燃乙处的酒精灯，判断装置中空气已排尽的现象是____________________________。实验结束时，应先停止加热的装置是______(填“甲”或“乙”)。
(4)丙装置的作用是__________________________________________________，
若没有丙装置，可能发生的化学反应方程式为____________________________________。
(5)仪器B的作用是____________。
(6)实验制得26.1 g SnCl4，则至少需向乙中通入标准状况的氯气______________L。
高考真题
1．(2024·浙江1月卷，2，3分)工业上将Cl2通入冷的溶液中制得漂白液，下列说法不正确的是( )
A．漂白液的有效成分是 B． ClO-水解生成使漂白液呈酸性
C．通入CO2后的漂白液消毒能力增强 D．溶液比溶液稳定
2．(2023·山东高考)鉴别浓度均为0.1 mol·L－1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3三种溶液，仅用下列一种方法不可行的是(　　)
A．测定溶液pH B．滴加酚酞试剂 C．滴加0.1 mol·L－1KI溶液 D．滴加饱和Na2CO3溶液
3．(2022·广东高考)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是(　　 )
　　　　 　　　
4．(2020·全国卷Ⅲ节选)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________，a中的试剂为________。
(2)b中采用的加热方式是______________。c中化学反应的离子方程式是________________________________，采用冰水浴冷却的目的是________________。
(3)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，________，干燥，得到KClO3晶体。
(4)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________NaClO(填“大于”或“小于”)。
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
1．化学来源于生活，也服务于生活。下列有关生活中的化学知识叙述正确的是(　　 )
A．氯气和活性炭均可作漂白剂，若同时使用，漂白效果会明显加强
B．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
C．测定溶液pH的实验中，用干燥pH试纸测定新制氯水的pH，测定结果无影响
D．通常状况下氯气能和Fe反应，氯气的储存不能用铁制容器
2．将Cl2通入过量石灰乳[Ca(OH)2]中即可制得以Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉。下列解释事实的方程式中，不正确的是(　　 )
A．生成Ca(ClO)2：2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
B．漂白粉溶液与盐酸混合产生Cl2：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
C．漂白粉溶液吸收CO2后产生白色沉淀：Ca2＋＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2H＋
D．漂白粉溶液加入适量醋酸，在短时间内能达到漂白效果：Ca(ClO)2＋2CH3COOH===Ca(CH3COO)2＋2HClO
3．氯气是一种重要的工业原料，液氯储存区贴有的说明卡如下：
包装 钢瓶
储运要求 远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质；设置氯气检测仪
泄漏处理 NaOH或NaHSO3溶液吸收
下列解释事实的方程式错误的是(　　 )
A．氯气用于自来水消毒：Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO
B．电解饱和食盐水制取Cl2：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
C．浓氨水检验泄漏的氯气，产生白烟：8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2
D．氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用：HSO＋Cl2＋3OH－===SO＋2H2O＋2Cl－
4．探究氯气性质的微型实验装置如图所示。①是浓盐酸，⑥是高锰酸钾，②至⑤是滤纸条，依次滴有氢氧化钠溶液、石蕊溶液、淀粉 KI溶液、含KSCN的FeCl2溶液，实验时滴几滴浓盐酸。下列说法不正确的是(　　 )
A．③处先变红后褪色，是因为氯水具有酸性和强氧化性 B．④处变蓝色
C．⑤处变红色 D．本实验可推知氧化性Cl2>Fe3＋>I2
5．(2023·江苏泰州联考)实验室制取少量Cl2并研究其性质，下列实验装置和操作能达到实验目的的是(　　 )
6．某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测，下列图像变化最有可能是其检测结果的是(　　)
A．图1表示氯水中氢离子浓度随时间的变化
B．图2表示溶液中氯离子浓度随时间的变化
C．图3表示氯水的电导率随时间的变化
D．图4表示液面上方氧气体积分数随时间的变化
7．(2023·广东深圳联考)漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，某实验小组设计如图实验装置制取氯气并验证其性质。下列叙述正确的是(　　 )
A．A装置中反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O
B．B装置中溶液先变蓝色后褪色，其原因是淀粉被Cl2氧化
C．取C装置中的溶液，滴加BaCl2溶液产生白色沉淀，可证明Na2SO3已被氧化
D．D装置溶液变黄色，证明还原性：I－>Fe2＋
8．(2023·河北邢台期末)利用Cl2氧化锰酸钾(K2MnO4)制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置已略)：
已知：K2MnO4只能在浓强碱溶液中稳定存在，在碱性较弱的溶液中K2MnO4会发生自身氧化还原反应。
下列说法错误的是(　　 )
A．a能保证恒压漏斗中的浓盐酸顺利滴下
B．将装置B中饱和食盐水换为浓硫酸也可以达到相同的目的
C．装置D的目的是吸收反应过程中过量的氯气，防止污染环境
D．由上述实验可推知，在强碱性条件下，氧化性：Cl2>KMnO4
9．(2023·山东淄博一模)利用如图装置制备ClO2，并以ClO2为原料制备NaClO2。已知：高于60 ℃时，NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。下列说法错误的是(　　 )
A．Na2SO3和H2O2均作还原剂
B．装置②、④的作用分别是防倒吸、吸收未反应的污染气体
C．从装置④反应后的溶液中获得晶体，可采用常压蒸发结晶的方法
D．反应结束时，通氮气的目的是将仪器中残留的气体排入④中
10．工业上常用NaClO碱性溶液吸收工业废气中的SO2，为了提高吸收效率，常用Ni2O3作为催化剂，在反应过程中产生的正四价镍和氧原子具有极强的氧化能力，可加快对SO2的吸收，该催化过程如图所示：
下列说法错误的是(　　 )
A．过程1中，氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶1
B．过程2的离子方程式：2NiO2＋ClO－===Cl－＋Ni2O3＋2O
C．吸收反应的总方程式：ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO＋H2O
D．用Ca(ClO)2代替NaClO脱硫效果更好
二、非选择题(共2题，共35分)
11．(15分)(2023·贵州贵阳二模)Cl2O是一种高效消毒剂，易溶于水且会与水反应，与有机物接触时会爆炸。制备原理： HgO＋2Cl2HgCl2＋Cl2O, 装置如图(部分夹持仪器已省略)。
已知：
Cl2O N2 NH3 Cl2
熔点/℃ －120.6 －209.86 －77.3 －101
沸点/℃ 2.0 －195.8 －33.35 －34.6
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是________，装置A中所发生反应的离子反应方程式为
________________________________________________________________________。(3分)
(2)装置B中的试剂是饱和食盐水，其作用是______________；装置C中盛放的是__________。(2分)
(3)制取Cl2O是“气－固”反应，反应柱D中不利于该反应的措施是__________。(2分)
a．将HgO粉末化并加热去除水分，加玻璃珠与之混合填入反应柱D
b．为使Cl2与HgO充分接触，让混合气从下口进入反应柱D并调控流速
c．为提高Cl2O的生成速率，将加热带缠绕于反应柱D并加热到45 ℃
(4)装置E中的液态冷却剂可选用______(填“液氨”“冰盐水”或“液氮”) ；装置A、B、C间连接器的材质与反应柱D、装置E、F间连接器的材质有明显差别，原因是____________________________________。(3分)
(5)若将装置组装完整，虚框F中可选用________________(填字母)。(2分)
(6)ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl－，ClO2的消毒能力是等质量Cl2O的______倍(结果保留两位小数)。(3分)
12．(20分)(2023·河北衡水二中三模)三氯化氮是一种黄色油状液体，可用于漂白和杀菌。已知：NCl3熔点为－40 ℃，沸点为70 ℃，95 ℃以上易爆炸，在弱酸性溶液中稳定，在热水中易水解，遇碱则迅速反应。在实验室可用Cl2和NH4Cl溶液反应制取NCl3，所用仪器如图(忽略部分夹持装置)：
回答下列问题：
(1)根据气流方向，各仪器的连接顺序为a接______，______接______，______接______；装置A中使用恒压滴液漏斗的优点是_______________________________________________________。(7分)
(2)若用装置A制取氯气，则试剂X可选用________(填字母)；D中仪器的名称为________。(2分)
A．KMnO4 B．MnO2 C．Ca(ClO)2 D．KClO3
(3)实验过程中，在B中蒸馏烧瓶中观察到的现象是____________________________________，
反应生成的NCl3遇热水易水解，反应液有漂白性。写出NCl3水解的化学方程式：
________________________________________________________________________。(5分)
(4)NCl3纯度测定：NCl3的制取是可逆反应，根据反应NCl3＋4HCl===NH4Cl＋3Cl2↑，利用间接碘量法测定氯气的量即可测定NCl3的纯度。
实验步骤：ⅰ.准确称量C中的产物0.4 g置于三颈烧瓶中，加入10 mL足量浓盐酸，使用磁力搅拌器搅拌，并鼓入氮气。
ⅱ.将混合气通入200 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液中，待试管中无色液体变成黄色，关闭氮气(溶液体积变化忽略不计)。
ⅲ.量取20.00 mL吸收液，加入淀粉指示剂，用0.1 mol·L－1 Na2S2O3标准液进行滴定，滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。
(已知：反应原理为I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI)
①确定滴定终点的现象为__________________________________________________。(2分)
②NCl3的纯度为____________(保留三位有效数字)。(4分)
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