资源简介

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第01讲 氯及其重要化合物
目录
01 考情透视·目标导航
02 知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 氯气、氯水、含氯化合物
知识点1 氯气的性质
知识点2 氯水性质的多重性
知识点3 次氯酸和次氯酸盐的性质
考向1 氯气及其化合物的性质
考向2 氯水与次氯酸的性质及应用
考点二 氯气的实验室制法
知识点1 制取原理
知识点2 制取过程
知识点3 实验装置
考向1 氯气实验室制法的简单应用
考向2 氯气与其他含氯化合物制备的综合
考点三 卤素的性质及X-的检验
知识点1 卤素单质性质的相似性和递变性
知识点2 卤素离子的检验方法
考向1 卤素的性质
考向2 卤素离子的检验
04真题练习·命题洞见
考点要求 考题统计 考情分析
氯及其化合物的性质 2024浙江1月2题，3分；2024·安徽卷4题，3分；2023浙江1月4题，3分；2023湖北卷2题，2分；2022浙江6月9题，2分；2021广东卷6题，2分；2021浙江6月16题，2分；2021北京卷17题，14分； 从近年高考试题来看，一般融合元素周期律和元素周期表考查氯及其化合物的制备和性质探究；融合化学实验考查氯及其化合物的制备和性质探究；融合化学反应原理，在化工生产中考查氯及其化合物的应用及绿色化学。可以预见，试题将以卤族元素化合物的性质与化工生产、日常生活、科学技术等方面的联系为载体，与氧化还原反应、离子反应、化学实验方案的设计与评价等知识结合起来综合考查卤族元素及其化合物的性质和应用，要将知识点与实际生活联系起来，关注我国化学前沿的成就和成果。
氯气的实验室制法及含氯化合物的制备 2023辽宁卷3题，3分；2022浙江1月7题，3分；2022浙江6月19题，2分；2022广东卷8题，2分；2022北京卷19题，14分；2021广东卷17题，4分；2021广东卷17题，14分； 2021浙江6月30题，10分；
其它卤素及X-的检验 2024辽宁卷6题，3分；2023浙江6月16题，3分；2023辽宁卷13题，3分；2022浙江1月9题，2分；2022浙江6月22题，2分；2021湖南卷8题，3分；2021浙江6月8题，2分；2021湖南卷8题，3分； 2021全国甲卷26题，13分；
复习目标： 1．了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。 2．掌握氯气的实验室制法(包括所用的试剂、仪器、反应原理和收集方法等)。 3．认识氯元素单质及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。　
考点一 氯气、氯水、含氯化合物
知识点1 氯气的性质
1．氯气的物理性质
颜色 气味 密度 特性
黄绿色 刺激性气味 比空气大 易液化
2．氯气的化学性质
(1)氧化性
(2)从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应
氯气与水或碱反应，氯元素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。
【名师提醒】
熟记下列反应方程式：
(1)电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(2)实验室制氯气：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)Cl2和H2O的反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO。
(4)HClO的不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑。
(5)Cl2和石灰乳的反应：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
(6)Ca(ClO)2和少量CO2的反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
(7)FeBr2和少量Cl2的反应：6FeBr2＋3Cl2===4FeBr3＋2FeCl3。
(8)FeBr2和足量Cl2的反应：2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2。
知识点2　氯水性质的多重性
【名师点 晴】
1．氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
2．干燥的Cl2没有漂白性，但Cl2能使湿润的有色布条褪色，起漂白作用的是HClO，故不能用pH试纸测量氯水的pH。
知识点3　次氯酸和次氯酸盐的性质
1．次氯酸
2．漂白粉
3．漂白液
【易错警示】
1 mol Cl2与水反应时(可逆反应)，转移电子数小于NA，而1 mol Cl2与足量冷的NaOH溶液(或石灰乳)反应时，转移电子数为NA。
考向1 氯气及其化合物的性质
【例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NaClO B． ClO-水解生成HClO使漂白液呈酸性
C．通入CO2后的漂白液消毒能力增强 D．NaClO溶液比HClO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。
【名师点睛】
解决本题的关键是要明确漂白液的成分和NaClO的性质。
【变式训练】某同学用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气，并验证氯气的性质，实验装置如图所示。下列相关说法错误的是(　　)
A．脱脂棉中的无水氯化钙可以用碱石灰代替
B．该实验装置可证明干燥的氯气没有漂白作用
C．湿润石蕊试纸先变红，但也不能说明生成了酸性物质
D．淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色，说明氯气将I2氧化
【答案】A
【解析】无水氯化钙的主要作用是干燥氯气，碱石灰会与氯气反应，因此脱脂棉中的无水氯化钙不能用碱石灰代替，A项错误；从左边出来的干燥氯气先与干燥品红试纸接触，品红试纸不褪色，说明干燥的氯气没有漂白作用，B项正确；由于HCl易挥发，挥发出的HCl会使湿润石蕊试纸先变红，因此不能说明生成了酸性物质，C项正确；淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色，先变蓝，是因为碘离子被氯气氧化为单质碘，单质碘遇淀粉变蓝，后褪色，说明氯气将I2氧化，D项正确。
考向2 氯水与次氯酸的性质及应用
【例2】(2024·黑龙江省新七省高考模拟)数字化实验是研究化学变化的重要手段，为验证次氯酸光照分解的产物，某同学采用三种传感器分别测得氯水光照过程中pH、Cl-浓度、O2体积分数的变化，实验数据如图所示，下列叙述错误的是
A．从0s到150s，溶液pH降低的原因是Cl2+H2OH++Cl-+HClO右移
B．氯水在光照过程中可能出现c(Cl－)＞c(H＋)
C．从50 s到150 s，的平均生成速率约为
D．从0 s到150 s，溶液中c(H＋) 增加到起始浓度的倍
【答案】B
【解析】A项，氯水中存在Cl2+H2OH++Cl-+HClO、2HClO2HCl+O2↑，HClO见光分解，使Cl2+H2OH++Cl-+HClO右移，c(H+)增大，溶液pH降低，A正确；B项，根据电荷守恒可知c(Cl－)+ c(ClO－)+c(OH―)= cH＋，则氯水在光照过程中不会出现c(Cl－)＞c(H＋)，B错误；C项，从50 s到150 s，Cl-的变化浓度为400mg/L，则平均生成速率约为=，C正确；D项，从0 s到150 s，溶液的pH由2降低到1.5，则溶液中c(H＋) 增加到起始浓度的=100.5倍，D正确；故选B。
【名师点晴】
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．制取氯水的反应为Cl2＋H2O??HCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，由于该反应是可逆反应，1 mol Cl2溶于水，转移电子数小于NA。
3．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与水反应生成了强氧化性的HClO。
4．ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
【变式训练】某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测，下图所示图像变化最有可能是其检测结果的是(　　)
A．图甲表示氯水的pH随时间的变化
B．图乙表示溶液中氯离子浓度随时间的变化
C．图丙表示氯水的电导率随时间的变化
D．图丁表示液面上方氧气体积分数随时间的变化
【答案】C
【解析】氯水中存在：Cl2+H2OHCl+HClO，2HClO2HCl+O2↑，弱电解质HClO分解得到强电解质HCl，使溶液中氢离子浓度增大，溶液pH不断减小，A错误；Cl2与H2O反应产生HCl和HClO，HClO光照分解产生HCl，HCl是强酸，完全电离产生H+和Cl-，因此溶液中氯离子浓度不断增大，B错误；Cl2与H2O反应产生HCl和HClO，HClO光照分解产生HCl和O2，HCl是强酸，完全电离产生H+和Cl-，因此氯水久置后溶液中自由移动的离子的浓度不断增大，使溶液的电导率不断增大，当HClO分解完全后，溶液的电导率达到最大值后不再改变，C正确；Cl2与水反应产生的HClO光照分解生成氧气，使氧气体积分数不断增大，当其完全分解后O2的体积分数达到最大值，后又会逐渐减少直至不变，D错误。
考点二 氯气的实验室制法
知识点1 制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的化学方程式：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。
【名师提醒】
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．酸性KMnO4溶液，用的是H2SO4酸化而不是盐酸。
知识点2 制取过程
【名师提醒】
1．为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热的温度不宜过高，以减少浓盐酸的挥发。
2．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。
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。
知识点3 实验装置
【名师提醒】
几个装置的创新变化
　 　　　　
①　　　　 　　② ③
图①为KMnO4作氧化剂制Cl2的装置。
图②为Cl2中HCl的除杂装置。
图③为干燥Cl2的装置。
考向1 氯气实验室制法的简单应用
【例1】(2024·广东省广州市二模)将浓盐酸加到KMnO4中进行如图所示的探究实验，一段时间后，下列分析正确的是
A．a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性
B．b处出现蓝色，说明还原性：
C．c处红色逐渐变浅，说明Cl2具有还原性
D．KMnO4换成MnO2重做实验，a处布条褪色更快
【答案】B
【解析】利用高锰酸钾的强氧化性，将浓盐酸氧化成Cl2，通过湿润红色布条的褪色，判断氯气的性质，通过淀粉-KI溶液是否变蓝，判断氯气氧化性与碘单质氧化性强弱，c处通过溶液颜色变化，判断氯气的性质。A项，氯气能使湿润的红布条褪色，是因为氯气与水反应生成HClO，HClO将红色布条漂白，干燥的氯气不具有漂白性，A错误；B项，b处溶液显蓝色，说明生成碘单质，发生Cl2+2I-=I2+2Cl-，根据氧化还原反应的规律，推出I-的还原性强于Cl-，B正确；C项，c处红色褪去，发生Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O，氯气既作氧化剂又做还原剂，C错误；D项，二氧化锰与浓盐酸反应需要加热，题中所给装置没有加热装置，a处布条不褪色，D错误；故选B。
【名师点睛】
吸收尾气时，用氢氧化钠溶液吸收，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。
【变式训练】(2024·河南省濮阳市二模)某小组设计实验探究MnO2和浓盐酸反应的最低浓度以及氯气的性质，实验装置如图所示。
实验中，装置C中溶液先变浑浊，后变澄清；装置D中溶液先变红色，后褪色。
回答下列问题：
(1)装置B中试剂是 (填名称)，装置E的作用是 。
(2)装置A中反应的离子方程式为 。
(3)能证明氯的非金属性比硫强的实验现象是 。经检验装置C中最终生成了SO42-，写出C中浑浊变澄清时反应的化学方程式： 。
(4)根据装置D中现象，有人认为SCN-被氧化了。请你设计实验证明他的观点是否正确： 。
(5)实验完毕后，利用下列装置测定装置A中剩余盐酸的浓度：
将装置A中剩余溶液过滤，取V1mL滤液进行实验，最终收集H2的体积为V2mL(已折合成标准状况)。
①实验中部分操作步骤：
a．读数 b．冷却至室温 c．调平量气管和烧杯的液面
正确操作步骤的顺序为 (填字母)。
②能与MnO2反应的最低盐酸浓度为 mol·L-1(用含V1、V2的代数式表示)。
【答案】(1)饱和食盐水 吸收尾气中的Cl2，防止空气污染(合理即可)
(2) MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(3) C中溶液变浑浊 S+3Cl2+4H2O=H2SO4+6HCl
(4)取少量D中无色溶液，滴加KSCN溶液，若变红色(或滴加FeCl3 溶液，若不变红色)，则他的观点正确，否则不正确(合理即可)
(5) bca
【解析】由实验装置图可知，装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，装置C中盛有的硫化钠用于验证氯元素的非金属性比硫元素强，装置D中盛有的氯化亚铁和硫氰化钾溶液用于验证氯气的氧化性，装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气，防止污染空气。(1)装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，防止硫化氢与硫化钠溶液反应干扰实验；装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气，防止污染空气，故选饱和食盐水；吸收尾气中的Cl2，防止空气污染；(2)装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；(3)由分析可知，装置C中盛有的硫化钠用于验证氯元素的非金属性比硫元素强，实验现象为C中溶液变浑浊；由题意可知，C中浑浊变澄清时发生的反应为硫与氯气和水反应生成硫酸和盐酸，反应的化学方程式S+3Cl2+4H2O=H2SO4+6HCl；(4)若SCN-被氧化了，加入KSCN溶液，溶液会变为红色，具体操作为取少量D中无色溶液，滴加KSCN溶液，若变红色；(5)①由阿伏加德罗定律可知，测定反应前后气体体积时必须在同温同压条件下进行，则实验中操作步骤为bca；②由题意可知，剩余溶液中氯化氢的物质的量为，则能与MnO2反应的最低盐酸浓度为。
考向2 氯气与其他含氯化合物制备的综合
【例2】　常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体，性质非常不稳定。温度过高，二氧化氯的水溶液有可能爆炸。某研究小组设计如图所示实验制备ClO2。
(1)如图，在烧瓶中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4)，然后再加入足量的稀硫酸，水浴加热。反应后产物中有ClO2、CO2和一种酸式盐，该反应的化学方程式为________________________________，氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。
(2)控制水浴温度在60～80 ℃之间的目的是_____________________________________，图示装置中缺少的一种必需的玻璃仪器是________。
(3)A装置用于吸收产生的二氧化氯，其中最好盛放________(填序号)。
①60 ℃的温水　　　②冰水　　　　③饱和食盐水
(4)将二氧化氯溶液加入硫化氢溶液中，所得溶液中加入少量氯化钡溶液，有白色沉淀生成。请写出二氧化氯溶液和硫化氢溶液反应的化学方程式____________________________________________________。
【答案】(1)2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO42ClO2↑＋2CO2↑＋2KHSO4＋2H2O　1∶1
(2)使反应正常进行，并防止温度过高引起爆炸　温度计
(3)②　(4)5H2S＋8ClO2＋4H2O===5H2SO4＋8HCl
【解析】(1)由题意知，KClO3和H2C2O4在酸性条件下反应生成ClO2、CO2、KHSO4和H2O，反应的化学方程式为2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO42ClO2↑＋2CO2↑＋2KHSO4＋2H2O；根据化合价变化可知，氧化产物为CO2，还原产物为ClO2，根据化学方程式可知，二者的物质的量之比为1∶1。(2)由题目中的信息可知，温度过高ClO2的水溶液有可能爆炸，故应用水浴控制反应温度；水浴需控温在60～80 ℃之间，需用到温度计。(3)为防止在较高温度下ClO2的水溶液发生爆炸，应用冰水吸收，故选②。(4)将ClO2溶液加入H2S溶液中，所得溶液中加入少量BaCl2溶液有白色沉淀生成，说明有SO生成，ClO2中＋4价的Cl变为Cl－，化学方程式为5H2S＋8ClO2＋4H2O===5H2SO4＋8HCl。
【变式训练】磺酰氯(SO2Cl2)是一种重要的有机合成试剂，实验室可利用SO2与Cl2在活性炭作用下反应制取少量的SO2Cl2，装置如图所示(部分夹持装置省略)。已知SO2Cl2的熔点为－54.1 ℃，沸点为69.1 ℃，遇水能发生剧烈的水解反应，并产生白雾。
回答下列问题：
(1)装置甲可以用于实验室制SO2，则下列试剂组合中合适的是________(填字母)。
A．18.4 mol·L－1的硫酸和Cu
B．10 mol·L－1的硝酸和Na2SO3固体
C．70%的硫酸和Na2SO3固体
装置庚中发生反应的离子方程式为____________________________。
(2)导管a的作用是__________________________________。仪器b盛放的试剂为________。装置乙和丁中可以使用同一种试剂，该试剂为________。
(3)控制反应过程中装置丙中进气速率的方法是___________________________________，实验结束时，关闭分液漏斗活塞和止水夹k，此时装置戊的作用是__________________________。
(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得磺酰氯与另外一种物质，该反应的化学方程式为_______________________________________________________________________。
(5)若反应中消耗的氯气体积为896 mL(已转化为标准状况，SO2足量)，最后得到纯净的磺酰氯3.3 g，则磺酰氯的产率为________(保留三位有效数字)。
【答案】(1)C　2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
(2)平衡分液漏斗内外压强，便于浓盐酸顺利流下　碱石灰　浓硫酸
(3)通过观察装置乙、丁中气泡的生成速率来控制装置甲、庚中分液漏斗中液体的滴加速率　平衡压强，贮存少量氯气
(4)2ClSO3HSO2Cl2＋H2SO4　(5)61.1%
【解析】(1)18.4 mol·L－1的硫酸和Cu混合，不加热时，反应不能发生，A不符合题意；10 mol·L－1的硝酸和Na2SO3固体混合，硝酸会将Na2SO3氧化为Na2SO4，没有SO2生成，B不符合题意；70%的硫酸和Na2SO3固体混合后发生复分解反应，从而生成SO2气体，C符合题意。装置庚中，KMnO4与浓盐酸反应，生成MnCl2、Cl2等，发生反应的离子方程式为2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。(2)导管a的作用是平衡分液漏斗内外压强，便于浓盐酸顺利流下。仪器b的作用是吸收SO2和Cl2，同时防止空气中水蒸气的进入，所以盛放的试剂为碱石灰。装置乙和丁中的液体可以使用同一种试剂，该试剂能同时干燥SO2和Cl2，该试剂为浓硫酸。(3)通过观察装置乙、丁中气泡的生成速率来控制装置甲、庚中分液漏斗中液体的滴加速率；实验结束时，关闭分液漏斗活塞和止水夹k，此时生成的Cl2进入装置戊中，其作用是平衡压强，贮存少量氯气。(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得磺酰氯与另外一种物质，根据质量守恒定律，可确定另一种物质为H2SO4，该反应的化学方程式为2ClSO3HSO2Cl2＋H2SO4。(5)n(Cl2)＝＝0.04 mol，n(SO2Cl2)＝≈0.024 44 mol，则磺酰氯的产率为×100%＝61.1%。
考点三 卤素的性质及X-的检验
知识点1 卤素单质性质的相似性和递变性
1．卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应，如2Fe+3Br2=2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX：X2+H2=2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。
(3)都能与水反应：X2+H2OHX+HXO(F2例外)。
(4)都能与碱溶液反应：X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O(F2例外)。
2．卤素单质性质的递变性
颜色逐渐加深
熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大
氧化性逐渐减弱
还原性(X-)逐渐增强
【名师提醒】
溴、碘单质、蒸气及有关溶液颜色如下：
单质 蒸气 水溶液 苯或CCl4
Br2 深红棕色液体 红棕色 浅黄色 橙色
I2 紫黑色固体 紫色 黄褐色 紫色
知识点2 卤素单质性质的特殊性
氟 ①无正价，非金属性最强，F-的还原性最弱；②2F2+2H2O=4HF+O2，与H2反应在暗处即爆炸；③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中
溴 ①Br2常温下是深红棕色液体，是唯一的液态非金属单质；②Br2易溶于有机溶剂；③液态Br2有剧毒，易挥发，故盛溴的试剂瓶中须加水，进行水封，保存液溴试剂瓶不能用橡胶塞
碘 ①淀粉遇I2变蓝色；②I2加热时易升华；③I2易溶于有机溶剂；④I2易与Na2S2O3溶液发生反应：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，此反应常用于测定碘的含量 ⑤I2与Fe、Cu反应时，生成的是FeI2和CuI
知识点2 卤素离子的检验方法
1．AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
2．置换——萃取法
未知液
有机层呈
3．氧化——淀粉法检验I－
未知液蓝色溶液，表明有I－
【名师提醒】
碘盐中加的是KIO3，可通过加入KI 淀粉溶液、食醋来检验，在工业上通过电解KI溶 液制备。
考向1 卤素的性质
【例1】(2024·辽吉黑卷，6，3分)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液；②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液；③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合，溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡，周期性变色；几分钟后，稳定为蓝色。下列说法错误的是( )
A．无色→蓝色：生成I2 B．蓝色→无色：I2转化为化合态
C．H2O2起漂白作用 D．淀粉作指示剂
【答案】C
【解析】分析该“碘钟”反应的原理：①在Mn2+的催化下H2O2与IO3-反应生成I2，在淀粉指示剂的作用下溶液变蓝色；②生成的I2又会与H2O2反应生成IO3-，使溶液变回无色；③生成的I2可以与丙二酸反应生成琥珀色的ICH(COOH)2，溶液最终会变成蓝色。A项，溶液由无色变为蓝色说明有I2生成，A正确；B项，溶液由蓝色变为无色，是将I2转化为IO3-，I2转化为为化合态，B正确；C项，H2O2在此过程中参加反应，不起到漂白作用，C错误；D项，在此过程中，因为有I2的生成与消耗，淀粉在这个过程中起到指示剂的作用，D正确；故选C。
【变式训练】(2024·河北省高三省级模拟联测)某小组设计如图所示实验探究卤素的性质，实验过程中观察到乙中现象：无色→蓝色→棕黄色→无色。已知：ICl2- (红色)、ICl4- (棕色)、IO3- (无色)。IO3-+5I-+6H+=3I3+3H2O。
下列说法错误的是( )
A．丙的作用是吸收尾气，避免氯气排入空气中污染环境
B．甲中现象是先变红色后褪色，微热后又变红色
C．乙中变棕黄色是因为I2 被氧化成ICl2-和ICl4-的混合物
D．反应结束后，可用淀粉KI试纸和醋酸检验乙中无色溶液是否含IO3-
【答案】B
【解析】Cl2通入紫色石蕊试液中，与水反应生成盐酸和次氯酸，先表现出酸性，后表现出强氧化性，则紫色石蕊试液先变红后褪色；通入KI淀粉溶液中，先发生置换反应，生成的I2使淀粉变蓝色，继续通Cl2，I2被进一步氧化，乙中现象：无色→蓝色→棕黄色→无色；氯气尾气被丙中NaOH溶液吸收。A项，Cl2能与NaOH反应，生成NaCl、NaClO等，则丙的作用是吸收尾气，避免氯气排入空气中污染环境，A正确；B项，Cl2通入紫色石蕊试液中，先与水反应生成盐酸和次氯酸，产物再与石蕊反应，则甲中现象是先变红色后褪色，但微热后不会变红色，B错误；C项，ICl2-呈红色、ICl4-呈棕色，则乙中变棕黄色是因为I2 被氧化成ICl2-和IC4-的混合物，C正确；D项，由题给信息IO3-+5I- +6H+=3I2+3H2O可知，反应结束后，检验乙中无色溶液是否含IO3-，可用淀粉KI试纸和醋酸检验，D正确；故选B。
考向2 卤素离子的检验
【例2】鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是(　　)
①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯　④硝酸、AgNO3溶液　⑤氯水、苯　⑥CCl4、淀粉溶液
A．①②④ B．②③⑥ C．②④⑤ D．④⑤⑥
【答案】C
【解析】①无法鉴别三种溶液，③无法鉴别NaCl和NaBr溶液，⑥无法鉴别三种溶液。
【变式训练】(2024·浙江省高三联考)某无色溶液可能含有Na+、Ba2+、Cl-、Br-、SO32-、SO42-中的若干种，依次进行下列实验(每一步所加试剂均过量)，观察到的现象如下：
步骤 操作 现象
(1) 向溶液中滴加氯水，再加入CCl4振荡、静置 下层呈橙红色
(2) 分液，向水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3 有白色沉淀产生
(3) 过滤，向滤液中加入AgNO3方稀溶液和稀HNO3 有白色沉淀产生
下列结论正确的是( )
A．肯定含有的离子是Na+、Br-
B．肯定没有的离子是Ba2+、SO42-
C．如果步骤(2)没有加入稀HNO3，白色沉淀可能含有BaSO3
D．如果将步骤(1)中氯水换成H2O2，对结论没有影响
【答案】A
【解析】由步骤(1)可知，溶液中一定存在Br-；由步骤(2)可知，白色沉淀为BaSO4，但SO32-能被氧化为SO42-，则SO32-、SO42-至少有一种，因SO32-、SO42-均与Ba2+不能大量共存，则一定没有Ba2+；由步骤(3)可知，白色沉淀可能为AgCl，步骤(1)中引入Cl-，不能确定原溶液是否含有Cl-，又溶液为电中性，一定存在阳离子，则一定存在Na+；综上所述，一定存在Na+、Br-，SO32-、SO42-至少有一种，一定不存在Ba2+，不能确定的离子为Cl-。A项，肯定含有的离子是Na+、Br-，A正确； B项，SO32-、SO42-至少有一种，一定不存在Ba2+，B错误；C项，步骤(1)氯水过量，也能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，故白色沉淀只能是BaSO4，C错误； D项，如果将步骤(1)中氯水换成H2O2，由步骤(3)可知，白色沉淀一定为AgCl，可确定原溶液含有Cl-，对结论有影响，D错误；故选A。
1．(2024·江苏卷，10，3分)在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是( )
A．HCl制备：NaCl溶液和
B．金属Mg制备：溶液
C．纯碱工业：溶液
D．硫酸工业：
【答案】A
【解析】A项，电解氯化钠溶液可以得到H2和Cl2，H2和Cl2点燃反应生成HCl，故A的转化可以实现；B项，氢氧化镁和盐酸反应可以得到氯化镁溶液，但是电解氯化镁溶液不能得到Mg，电解熔融MgCl2才能得到金属镁单质，故B的转化不能实现；C项，纯碱工业是在饱和食盐水中通入NH3和CO2先得到NaHCO3，然后NaHCO3受热分解为Na2CO3，故C的转化不能实现；D项，工业制备硫酸，首先黄铁矿和氧气反应生成SO2，但是SO2和水反应生成H2SO3，不能得到H2SO4，故D的转化不能实现；故选A。
2．(2024·安徽卷，4，3分)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化。且甲和水可以直接生成乙的是( )
选项 甲 乙 丙
A Cl2 NaClO NaCl
B SO2 H2SO4 CaSO4
C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3
D CO2 H2CO3 Ca(HCO3)2
【答案】D
【解析】A项，Cl2与水反应生成HClO和HCl，无法直接生成NaClO，A错误；B项，SO2与水反应生成亚硫酸而不是硫酸，B错误；C项，氧化铁与水不反应，不能生成氢氧化铁沉淀，C错误；D项，CO2与水反应生成碳酸，碳酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙受热分解生成二氧化碳气体，D正确；故选D。
3．(2023 辽宁省选择性考试，3)下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A．合成氨：N2+3H22NH3 B．制HCl：H2+Cl22HCl
C．制粗硅：SiO2+2CSi+2CO D．冶炼镁：2MgO(熔融)2Mg+O2↑
【答案】D
【解析】A项，工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的，反应方程式为N2+3H22NH3，A正确；B项，工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的，反应方程式为H2+Cl22HCl，B正确；C项，工业制粗硅是将SiO2与C在高温下反应生成粗硅，反应方程式为SiO2+2CSi+2CO，C正确；D项，冶炼金属镁是电解熔融氯化镁，反应方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑，D错误；故选D。
4．(2023 浙江省1月选考，4)物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是( )
A．能使某些色素褪色，可用作漂白剂 B．金属钠导热性好，可用作传热介质
C．溶液呈碱性，可用作消毒剂 D．Fe2O3呈红色，可用作颜料
【答案】C
【解析】A项，SO2具有漂白性，能使某些色素褪色，A正确；B项，钠导热性好，液态钠可用作核反应堆的传热介质，B正确；C项，NaClO溶液可用于杀菌消毒，并不是由于其具有碱性，而是因为其具有强氧化性，C不正确；D项，Fe2O3的颜色是红色，可用作红色颜料，D正确；故选C。
5．(2022 广东选择性考试，8)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( )
【答案】D
【解析】A项，浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A装置能达到实验目的，故A不符合题意；B项，氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B装置能收集氯气，故B不符合题意；C项，湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C不符合题意；D项，氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的，故D符合题意；故选D。
6．(2022·浙江省1月选考，9)下列说法正确的是( )
A．铁与碘反应易生成碘化铁
B．电解ZnSO4溶液可以得到Zn
C．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁
D．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀
【答案】B
【解析】A项，I2属于弱氧化剂，与Fe反应生成FeI2，A错误；B项，电解一定浓度的硫酸锌溶液，Zn2+在阴极得电子析出Zn，B正确；C项，石灰沉淀Mg2+生成的沉淀是Mg(OH)2，C错误；D项，SO2通入BaCl2溶液中不能生成BaSO3沉淀，因为H2SO3酸性比HCl弱，该复分解反应不能发生，D错误；故选B。
7．(2021 浙江6月选考，8)关于反应K2H3IO6+9HI=2KI+4I2+6H2O，下列说法正确的是( )
A． K2H3IO6发生氧化反应 B．KI是还原产物
C．生成12.7g I2时，转移0.1mol电子 D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为7：1
【答案】D
【解析】A项，反应中I元素的化合价降低，发生得电子的反应，发生还原反应，A错误；B项，KI中的I-由HI变化而来，化合价没有发生变化，KI既不是氧化产物也不是还原产物，B错误；C项，12.7g I2的物质的量为0.05mol，根据反应方程式，每生成4mol I2转移7mol电子，则生成0.05mol I2时转移电子的物质的量为0.0875mol，C错误；D项，反应中HI为还原剂，K2H3IO6为氧化剂，在反应中每消耗1mol K2H3IO6就有7mol HI失电子，则还原剂与氧化剂的物质的量的比为7：1，D正确；故选D。
8．(2021 湖南选择性考试，8)KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是(　　)
A．产生22.4L(标准状况)Cl2时，反应中转移10mol e﹣
B．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11：6
C．可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D．可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO3-的存在
【答案】A
【解析】分析反应6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑可知，I元素化合价由0价升高到+5价，I2为还原剂，Cl元素化合价由+5价降到﹣1价和0价，KClO3作为氧化剂。A项，依据分析生成3molCl2为标准，反应转移60mole﹣，产生22.4L(标准状况)即1molCl2时，反应转移20mol e﹣，故A错误；B项，依据方程式可知，I元素化合价由0价升高到+5价，I2为还原剂，Cl元素化合价由+5价降到﹣1价和0价，KClO3作为氧化剂，I2为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为11：6，故B正确；C项，漂白粉可由生成的氯气与石灰乳反应制得，发生反应2Ca(OH)2+2Cl2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，故C正确；D项，在酸性溶液中IO3﹣和I﹣发生反应：IO3﹣+5I﹣+6H+＝3I2+3H2O，可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO3﹣的存在，故D正确；故选A。
9．(2021 广东选择性考试，17)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为_______。
(2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为_______。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象是_______。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率，探究温度对AgCl溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时，强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大；离子浓度一定时，稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时，Ksp(AgCl)=1.8×10-10。
③提出猜想。
猜想a：较高温度的AgCl饱和溶液的电导率较大。
猜想b：AgCl在水中的溶解度s(45℃)＞s(35℃)＞s(25℃)。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的AgCl饱和溶液)，在设定的测试温度下，进行表中实验1~3，记录数据。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/
1 Ⅰ：25℃的AgCl饱和溶液 25 A1
2 Ⅱ：35℃的AgCl饱和溶液 35 A2
3 Ⅲ：45℃的AgCl饱和溶液 45 A3
⑤数据分析、交流讨论。25℃的AgCl饱和溶液中，c(Cl-)= ______________mol·L－1。
实验结果为A3＞A2＞A1。小组同学认为，此结果可以证明③中的猜想成立，但不足以证明猜想成立。结合②中信息，猜想不足以成立的理由有_______。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想，在实验1~3的基础上完善方案，进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/
4 Ⅰ _______ B1
5 _______ _______ B2
⑦实验总结。根据实验1~5的结果，并结合②中信息，小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断依据是_______。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2) c-d-b-a-e
(3)HClO 向溶液中加入过量稀硝酸，防止溶液中含有CO32-、HCO3-等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl-
(4)⑤1.34×10-5 测试温度不同，根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度 ⑥ 45℃ II 45℃ ⑦A3>B2>B1
【解析】(1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取Cl2，化学方程式为：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O；(2)根据化学方程式可知，制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气，氯气有毒，必须进行尾气处理，因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体，浓硫酸除去水蒸气，最后用NaOH溶液吸收尾气，因此接口连接顺序为c-d-b-a-e；(3)久置后不能使品红溶液褪色，说明HClO已分解；检验Cl-的方法为向溶液中加入过量稀硝酸，防止溶液中含有CO32-、HCO3-等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl-；(4)⑤25℃时， Ksp(AgCl)=c(Ag＋) ×c(Cl-)，根据沉淀溶解平衡可知，饱和的AgCl溶液中c(Ag＋) =c(Cl-)，所以有==1.34×10-5 mol·L－1；实验1~3中，不同的饱和溶液浓度不同且测试温度不同，根据资料显示离子浓度一定时，稀溶液电导率随温度的升高而增大，所以根据实验1~3无法判断温度较高的饱和溶液离子浓度大，进而不能得出溶解度关系；⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况，可以设计不相同温度下的饱和溶液在相同温度下测试，如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高，则可以得出温度升高饱和溶液中离子浓度高。所以可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较；设计试样II在45℃下测试与实验3比较；⑦猜想b成立的判断依据是A3>B2>B1。
10．(2021 全国甲卷，26)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)I2的一种制备方法如下图所示：
①加入粉进行转化反应的离子方程式为_______，生成的沉淀与硝酸反应，生成_______后可循环使用。
②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为_______；若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)=1.5时，氧化产物为_______；当n(Cl2)/n(FeI2)＞1.5，单质碘的收率会降低，原因是_______。
(2)以NaIO3为原料制备的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的总反应的离子方程式为_______。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1 mol I2，消耗的KI至少为_______ mol。I2在KI溶液中可发生反应I2+I-I3-。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量的原因是_______。
【答案】(1) ①2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I- AgNO3
②FeI2+Cl2= I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被过量的Cl2进一步氧化
(2)2IO3-+5HSO3-=5SO42-+I2+3H++H2O
(3)4 防止单质碘析出
【解析】(1) ①由流程图可知悬浊液中含AgI ，AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag，FeI2易溶于水，在离子方程式中能拆，故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-，生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中；②通入Cl2的过程中，因I-还原性强于Fe2+，Cl2先氧化还原性强的I-，若氧化产物只有一种，则该氧化产物只能是I2，故反应的化学方程式为FeI2+Cl2= I2+FeCl2，若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)=1.5时即Cl2过量，先氧化完全部I-再氧化Fe2+，恰好将全部I-和Fe2+氧化，故氧化产物为I2、FeCl3，当n(Cl2)/n(FeI2)＞1.5即Cl2过量特别多，多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应，单质碘的收率会降低；(2)先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物即含I-的物质；再向混合溶液中(含I-)加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的两个反应中I-为中间产物，总反应为IO3-与HSO3-发生氧化还原反应，生成SO42-和I2，根据得失电子守恒、电荷守恒]及元素守恒配平离子方程式即可得：2IO3-+5HSO3-=5SO42-+I2+3H++H2O；(3) KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，化学方程式为4KI+2CuSO4=2CuI↓ +I2+2K2SO4，若生成1 mol I2，则消耗的KI至少为4mol；反应中加入过量KI，I-浓度增大，可逆反应I2+I-I3-平衡右移，增大I2溶解度，防止I2升华，有利于蒸馏时防止单质碘析出。
11．(2021 北京卷，17)某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
(1)浓HCl与MnO2混合加热生成Cl2，氯气不再逸出时，固液混合物A中存在盐酸和MnO2。
①反应的离子方程式为_______。
②电极反应式：
i还原反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii氧化反应：_______。
③根据电极反应式，分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。
i随H+浓度降低或Mn2+浓度升高，MnO2氧化性减弱；
ii随Cl-浓度降低，_______。
④补充实验，证实了③中的分析，则a为_______，b为_______。
实验操作 试剂 产物
I 较浓H2SO4 有Cl2
II a 有Cl2
III a+b 无Cl2
(2)利用H+浓度对MnO2氧化性的影响，探究卤素离子的还原性，相同浓度的KCl、KBr、KI溶液，能与MnO2反应的最低H+浓度由大到小的顺序是_______，从原子结构角度说明理由______________。
(3)根据(1)中的结论推测，酸性条件下，加入某种化合物可以提高溴的氧化性，将Mn2+氧化为MnO2，经实验证实了推测，该化合物是_______。
(4)Ag分别与1mol·L1的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因_______。
(5)总结：物质氧化性、还原性变化的一般规律是_______。
【答案】(1)①MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O ②2Cl--2e- =Cl2↑
③Cl-还原性减弱或Cl2 的氧化性增强
④KCl固体(或浓/饱和溶液) MnSO4固体(或浓/饱和溶液)
(2) KCl>KBr>KI Cl、Br、I位于第VIIA族，从上到下电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强
(3)AgNO3 或Ag2SO4
(4)比较AgX的溶解度，AgI 溶解度最小，Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多，使得2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生
(5)氧化剂(还原剂)的浓度越大，其氧化性(还原性)越强，还原产物(还原产物)的浓度越大，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小；还原反应中，反应物浓度越大或生成物浓度越小，氧化剂氧化性越强
【解析】(1)①二氧化锰和浓盐酸制氯气的离子方程式为：MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O；②氧化反应是元素化合价升高，故氧化反应为：2Cl--2e- =Cl2↑③反应不能发生也可能是还原剂还原性减弱，或者产生了氧化性更强的氧化剂，故答案为：Cl-还原性减弱或Cl2 的氧化性增强④可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验II的现象分析，试剂a可以是KCl固体(或浓/饱和溶液)；结合实验III的显现是没有氯气，且实验III也加入了试剂a，那一定是试剂b影响了实验III的现象，再结合原因i可知试剂b是MnSO4固体(或浓/饱和溶液)；(2)非金属性越弱其阴离子的还原性越强，反应时所需的氢离子浓度越小，故顺序是KCl>KBr>KI；其原因是Cl、Br、I位于第VIIA族，从上到下电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强；(3)根据(1)中的结论推测随Cl-浓度降低导致二氧化锰的氧化性减弱，那么如果进一步降低Cl-浓度降低则可以导致可以提高溴的氧化性，将Mn2+氧化为MnO2，故答案为：AgNO3 或Ag2SO4；(4)若要使反应2Ag+2H+=2Ag++ H2↑发生，根据本题的提示可以降低Ag+浓度，对比AgX的溶解度，AgI 溶解度最小，故Ag只与氢碘酸发生置换反应的原因是：比较AgX的溶解度，AgI 溶解度最小，Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多，使得2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生；(5)通过本题可以发现，物质氧化性和还原性还与物质的浓度有关，浓度越大氧化性或者还原性越强，故答案为：氧化剂(还原剂)的浓度越大，其氧化性(还原性)越强，还原产物(还原产物)的浓度越大，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小；还原反应中，反应物浓度越大或生成物浓度越小，氧化剂氧化性越强。
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第01讲 氯及其重要化合物
目录
01 考情透视·目标导航
02 知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 氯气、氯水、含氯化合物
知识点1 氯气的性质
知识点2 氯水性质的多重性
知识点3 次氯酸和次氯酸盐的性质
考向1 氯气及其化合物的性质
考向2 氯水与次氯酸的性质及应用
考点二 氯气的实验室制法
知识点1 制取原理
知识点2 制取过程
知识点3 实验装置
考向1 氯气实验室制法的简单应用
考向2 氯气与其他含氯化合物制备的综合
考点三 卤素的性质及X-的检验
知识点1 卤素单质性质的相似性和递变性
知识点2 卤素离子的检验方法
考向1 卤素的性质
考向2 卤素离子的检验
04真题练习·命题洞见
考点要求 考题统计 考情分析
氯及其化合物的性质 2024浙江1月2题，3分；2024·安徽卷4题，3分；2023浙江1月4题，3分；2023湖北卷2题，2分；2022浙江6月9题，2分；2021广东卷6题，2分；2021浙江6月16题，2分；2021北京卷17题，14分； 从近年高考试题来看，一般融合元素周期律和元素周期表考查氯及其化合物的制备和性质探究；融合化学实验考查氯及其化合物的制备和性质探究；融合化学反应原理，在化工生产中考查氯及其化合物的应用及绿色化学。可以预见，试题将以卤族元素化合物的性质与化工生产、日常生活、科学技术等方面的联系为载体，与氧化还原反应、离子反应、化学实验方案的设计与评价等知识结合起来综合考查卤族元素及其化合物的性质和应用，要将知识点与实际生活联系起来，关注我国化学前沿的成就和成果。
氯气的实验室制法及含氯化合物的制备 2023辽宁卷3题，3分；2022浙江1月7题，3分；2022浙江6月19题，2分；2022广东卷8题，2分；2022北京卷19题，14分；2021广东卷17题，4分；2021广东卷17题，14分； 2021浙江6月30题，10分；
其它卤素及X-的检验 2024辽宁卷6题，3分；2023浙江6月16题，3分；2023辽宁卷13题，3分；2022浙江1月9题，2分；2022浙江6月22题，2分；2021湖南卷8题，3分；2021浙江6月8题，2分；2021湖南卷8题，3分； 2021全国甲卷26题，13分；
复习目标： 1．了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。 2．掌握氯气的实验室制法(包括所用的试剂、仪器、反应原理和收集方法等)。 3．认识氯元素单质及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。　
考点一 氯气、氯水、含氯化合物
知识点1 氯气的性质
1．氯气的物理性质
颜色 气味 密度 特性
______色 ______气味 比空气______ ______液化
2．氯气的化学性质
(1)氧化性
(2)从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应
氯气与水或碱反应，氯元素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。
【名师提醒】
熟记下列反应方程式：
(1)电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(2)实验室制氯气：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)Cl2和H2O的反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO。
(4)HClO的不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑。
(5)Cl2和石灰乳的反应：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
(6)Ca(ClO)2和少量CO2的反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
(7)FeBr2和少量Cl2的反应：6FeBr2＋3Cl2===4FeBr3＋2FeCl3。
(8)FeBr2和足量Cl2的反应：2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2。
知识点2　氯水性质的多重性
【名师点 晴】
1．氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
2．干燥的Cl2没有漂白性，但Cl2能使湿润的有色布条褪色，起漂白作用的是HClO，故不能用pH试纸测量氯水的pH。
知识点3　次氯酸和次氯酸盐的性质
1．次氯酸
2．漂白粉
3．漂白液
【易错警示】
1 mol Cl2与水反应时(可逆反应)，转移电子数小于NA，而1 mol Cl2与足量冷的NaOH溶液(或石灰乳)反应时，转移电子数为NA。
考向1 氯气及其化合物的性质
【例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NaClO B． ClO-水解生成HClO使漂白液呈酸性
C．通入CO2后的漂白液消毒能力增强 D．NaClO溶液比HClO溶液稳定
【名师点睛】
解决本题的关键是要明确漂白液的成分和NaClO的性质。
【变式训练】某同学用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气，并验证氯气的性质，实验装置如图所示。下列相关说法错误的是(　　)
A．脱脂棉中的无水氯化钙可以用碱石灰代替
B．该实验装置可证明干燥的氯气没有漂白作用
C．湿润石蕊试纸先变红，但也不能说明生成了酸性物质
D．淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色，说明氯气将I2氧化
考向2 氯水与次氯酸的性质及应用
【例2】(2024·黑龙江省新七省高考模拟)数字化实验是研究化学变化的重要手段，为验证次氯酸光照分解的产物，某同学采用三种传感器分别测得氯水光照过程中pH、Cl-浓度、O2体积分数的变化，实验数据如图所示，下列叙述错误的是
A．从0s到150s，溶液pH降低的原因是Cl2+H2OH++Cl-+HClO右移
B．氯水在光照过程中可能出现c(Cl－)＞c(H＋)
C．从50 s到150 s，的平均生成速率约为
D．从0 s到150 s，溶液中c(H＋) 增加到起始浓度的倍
【名师点晴】
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．制取氯水的反应为Cl2＋H2O??HCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，由于该反应是可逆反应，1 mol Cl2溶于水，转移电子数小于NA。
3．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与水反应生成了强氧化性的HClO。
4．ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
【变式训练】某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测，下图所示图像变化最有可能是其检测结果的是(　　)
A．图甲表示氯水的pH随时间的变化
B．图乙表示溶液中氯离子浓度随时间的变化
C．图丙表示氯水的电导率随时间的变化
D．图丁表示液面上方氧气体积分数随时间的变化
考点二 氯气的实验室制法
知识点1 制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的化学方程式：________________________________________________。
【名师提醒】
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．酸性KMnO4溶液，用的是H2SO4酸化而不是盐酸。
知识点2 制取过程
【名师提醒】
1．为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热的温度不宜过高，以减少浓盐酸的挥发。
2．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。
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。
知识点3 实验装置
【名师提醒】
几个装置的创新变化
　 　　　　
①　　　　 　　② ③
图①为KMnO4作氧化剂制Cl2的装置。
图②为Cl2中HCl的除杂装置。
图③为干燥Cl2的装置。
考向1 氯气实验室制法的简单应用
【例1】(2024·广东省广州市二模)将浓盐酸加到KMnO4中进行如图所示的探究实验，一段时间后，下列分析正确的是
A．a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性
B．b处出现蓝色，说明还原性：
C．c处红色逐渐变浅，说明Cl2具有还原性
D．KMnO4换成MnO2重做实验，a处布条褪色更快
【名师点睛】
吸收尾气时，用氢氧化钠溶液吸收，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。
【变式训练】(2024·河南省濮阳市二模)某小组设计实验探究MnO2和浓盐酸反应的最低浓度以及氯气的性质，实验装置如图所示。
实验中，装置C中溶液先变浑浊，后变澄清；装置D中溶液先变红色，后褪色。
回答下列问题：
(1)装置B中试剂是 (填名称)，装置E的作用是 。
(2)装置A中反应的离子方程式为 。
(3)能证明氯的非金属性比硫强的实验现象是 。经检验装置C中最终生成了SO42-，写出C中浑浊变澄清时反应的化学方程式： 。
(4)根据装置D中现象，有人认为SCN-被氧化了。请你设计实验证明他的观点是否正确： 。
(5)实验完毕后，利用下列装置测定装置A中剩余盐酸的浓度：
将装置A中剩余溶液过滤，取V1mL滤液进行实验，最终收集H2的体积为V2mL(已折合成标准状况)。
①实验中部分操作步骤：
a．读数 b．冷却至室温 c．调平量气管和烧杯的液面
正确操作步骤的顺序为 (填字母)。
②能与MnO2反应的最低盐酸浓度为 mol·L-1(用含V1、V2的代数式表示)。
考向2 氯气与其他含氯化合物制备的综合
【例2】　常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体，性质非常不稳定。温度过高，二氧化氯的水溶液有可能爆炸。某研究小组设计如图所示实验制备ClO2。
(1)如图，在烧瓶中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4)，然后再加入足量的稀硫酸，水浴加热。反应后产物中有ClO2、CO2和一种酸式盐，该反应的化学方程式为________________________________，氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。
(2)控制水浴温度在60～80 ℃之间的目的是_____________________________________，图示装置中缺少的一种必需的玻璃仪器是________。
(3)A装置用于吸收产生的二氧化氯，其中最好盛放________(填序号)。
①60 ℃的温水　　　②冰水　　　　③饱和食盐水
(4)将二氧化氯溶液加入硫化氢溶液中，所得溶液中加入少量氯化钡溶液，有白色沉淀生成。请写出二氧化氯溶液和硫化氢溶液反应的化学方程式____________________________________________________。
【变式训练】磺酰氯(SO2Cl2)是一种重要的有机合成试剂，实验室可利用SO2与Cl2在活性炭作用下反应制取少量的SO2Cl2，装置如图所示(部分夹持装置省略)。已知SO2Cl2的熔点为－54.1 ℃，沸点为69.1 ℃，遇水能发生剧烈的水解反应，并产生白雾。
回答下列问题：
(1)装置甲可以用于实验室制SO2，则下列试剂组合中合适的是________(填字母)。
A．18.4 mol·L－1的硫酸和Cu
B．10 mol·L－1的硝酸和Na2SO3固体
C．70%的硫酸和Na2SO3固体
装置庚中发生反应的离子方程式为____________________________。
(2)导管a的作用是__________________________________。仪器b盛放的试剂为________。装置乙和丁中可以使用同一种试剂，该试剂为________。
(3)控制反应过程中装置丙中进气速率的方法是___________________________________，实验结束时，关闭分液漏斗活塞和止水夹k，此时装置戊的作用是__________________________。
(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得磺酰氯与另外一种物质，该反应的化学方程式为_______________________________________________________________________。
(5)若反应中消耗的氯气体积为896 mL(已转化为标准状况，SO2足量)，最后得到纯净的磺酰氯3.3 g，则磺酰氯的产率为________(保留三位有效数字)。
考点三 卤素的性质及X-的检验
知识点1 卤素单质性质的相似性和递变性
1．卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应，如2Fe+3Br2=2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX：X2+H2=2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。
(3)都能与水反应：X2+H2OHX+HXO(F2例外)。
(4)都能与碱溶液反应：X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O(F2例外)。
2．卤素单质性质的递变性
颜色逐渐加深
熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大
氧化性逐渐减弱
还原性(X-)逐渐增强
【名师提醒】
溴、碘单质、蒸气及有关溶液颜色如下：
单质 蒸气 水溶液 苯或CCl4
Br2 深红棕色液体 红棕色 浅黄色 橙色
I2 紫黑色固体 紫色 黄褐色 紫色
知识点2 卤素单质性质的特殊性
氟 ①无正价，非金属性最强，F-的还原性最弱；②2F2+2H2O=4HF+O2，与H2反应在暗处即爆炸；③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中
溴 ①Br2常温下是深红棕色液体，是唯一的液态非金属单质；②Br2易溶于有机溶剂；③液态Br2有剧毒，易挥发，故盛溴的试剂瓶中须加水，进行水封，保存液溴试剂瓶不能用橡胶塞
碘 ①淀粉遇I2变蓝色；②I2加热时易升华；③I2易溶于有机溶剂；④I2易与Na2S2O3溶液发生反应：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，此反应常用于测定碘的含量 ⑤I2与Fe、Cu反应时，生成的是FeI2和CuI
知识点2 卤素离子的检验方法
1．AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
2．置换——萃取法
未知液
有机层呈
3．氧化——淀粉法检验I－
未知液蓝色溶液，表明有I－
【名师提醒】
碘盐中加的是KIO3，可通过加入KI 淀粉溶液、食醋来检验，在工业上通过电解KI溶 液制备。
考向1 卤素的性质
【例1】(2024·辽吉黑卷，6，3分)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液；②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液；③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合，溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡，周期性变色；几分钟后，稳定为蓝色。下列说法错误的是( )
A．无色→蓝色：生成I2 B．蓝色→无色：I2转化为化合态
C．H2O2起漂白作用 D．淀粉作指示剂
【变式训练】(2024·河北省高三省级模拟联测)某小组设计如图所示实验探究卤素的性质，实验过程中观察到乙中现象：无色→蓝色→棕黄色→无色。已知：ICl2- (红色)、ICl4- (棕色)、IO3- (无色)。IO3-+5I-+6H+=3I3+3H2O。
下列说法错误的是( )
A．丙的作用是吸收尾气，避免氯气排入空气中污染环境
B．甲中现象是先变红色后褪色，微热后又变红色
C．乙中变棕黄色是因为I2 被氧化成ICl2-和ICl4-的混合物
D．反应结束后，可用淀粉KI试纸和醋酸检验乙中无色溶液是否含IO3-
考向2 卤素离子的检验
【例2】鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是(　　)
①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯　④硝酸、AgNO3溶液　⑤氯水、苯　⑥CCl4、淀粉溶液
A．①②④ B．②③⑥ C．②④⑤ D．④⑤⑥
【变式训练】(2024·浙江省高三联考)某无色溶液可能含有Na+、Ba2+、Cl-、Br-、SO32-、SO42-中的若干种，依次进行下列实验(每一步所加试剂均过量)，观察到的现象如下：
步骤 操作 现象
(1) 向溶液中滴加氯水，再加入CCl4振荡、静置 下层呈橙红色
(2) 分液，向水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3 有白色沉淀产生
(3) 过滤，向滤液中加入AgNO3方稀溶液和稀HNO3 有白色沉淀产生
下列结论正确的是( )
A．肯定含有的离子是Na+、Br-
B．肯定没有的离子是Ba2+、SO42-
C．如果步骤(2)没有加入稀HNO3，白色沉淀可能含有BaSO3
D．如果将步骤(1)中氯水换成H2O2，对结论没有影响
1．(2024·江苏卷，10，3分)在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是( )
A．HCl制备：NaCl溶液和
B．金属Mg制备：溶液
C．纯碱工业：溶液
D．硫酸工业：
2．(2024·安徽卷，4，3分)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化。且甲和水可以直接生成乙的是( )
选项 甲 乙 丙
A Cl2 NaClO NaCl
B SO2 H2SO4 CaSO4
C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3
D CO2 H2CO3 Ca(HCO3)2
3．(2023 辽宁省选择性考试，3)下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A．合成氨：N2+3H22NH3 B．制HCl：H2+Cl22HCl
C．制粗硅：SiO2+2CSi+2CO D．冶炼镁：2MgO(熔融)2Mg+O2↑
4．(2023 浙江省1月选考，4)物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是( )
A．能使某些色素褪色，可用作漂白剂 B．金属钠导热性好，可用作传热介质
C．溶液呈碱性，可用作消毒剂 D．Fe2O3呈红色，可用作颜料
5．(2022 广东选择性考试，8)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( )
6．(2022·浙江省1月选考，9)下列说法正确的是( )
A．铁与碘反应易生成碘化铁
B．电解ZnSO4溶液可以得到Zn
C．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁
D．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀
7．(2021 浙江6月选考，8)关于反应K2H3IO6+9HI=2KI+4I2+6H2O，下列说法正确的是( )
A． K2H3IO6发生氧化反应 B．KI是还原产物
C．生成12.7g I2时，转移0.1mol电子 D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为7：1
8．(2021 湖南选择性考试，8)KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是(　　)
A．产生22.4L(标准状况)Cl2时，反应中转移10mol e﹣
B．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11：6
C．可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D．可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO3-的存在
9．(2021 广东选择性考试，17)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为_______。
(2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为_______。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象是_______。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率，探究温度对AgCl溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时，强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大；离子浓度一定时，稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时，Ksp(AgCl)=1.8×10-10。
③提出猜想。
猜想a：较高温度的AgCl饱和溶液的电导率较大。
猜想b：AgCl在水中的溶解度s(45℃)＞s(35℃)＞s(25℃)。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的AgCl饱和溶液)，在设定的测试温度下，进行表中实验1~3，记录数据。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/
1 Ⅰ：25℃的AgCl饱和溶液 25 A1
2 Ⅱ：35℃的AgCl饱和溶液 35 A2
3 Ⅲ：45℃的AgCl饱和溶液 45 A3
⑤数据分析、交流讨论。25℃的AgCl饱和溶液中，c(Cl-)= ______________mol·L－1。
实验结果为A3＞A2＞A1。小组同学认为，此结果可以证明③中的猜想成立，但不足以证明猜想成立。结合②中信息，猜想不足以成立的理由有_______。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想，在实验1~3的基础上完善方案，进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/
4 Ⅰ _______ B1
5 _______ _______ B2
⑦实验总结。根据实验1~5的结果，并结合②中信息，小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断依据是_______。
10．(2021 全国甲卷，26)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)I2的一种制备方法如下图所示：
①加入粉进行转化反应的离子方程式为_______，生成的沉淀与硝酸反应，生成_______后可循环使用。
②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为_______；若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)=1.5时，氧化产物为_______；当n(Cl2)/n(FeI2)＞1.5，单质碘的收率会降低，原因是_______。
(2)以NaIO3为原料制备的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的总反应的离子方程式为_______。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1 mol I2，消耗的KI至少为_______ mol。I2在KI溶液中可发生反应I2+I-I3-。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量的原因是_______。
9．(2021 北京卷，17)某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
(1)浓HCl与MnO2混合加热生成Cl2，氯气不再逸出时，固液混合物A中存在盐酸和MnO2。
①反应的离子方程式为_______。
②电极反应式：
i还原反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii氧化反应：_______。
③根据电极反应式，分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。
i随H+浓度降低或Mn2+浓度升高，MnO2氧化性减弱；
ii随Cl-浓度降低，_______。
④补充实验，证实了③中的分析，则a为_______，b为_______。
实验操作 试剂 产物
I 较浓H2SO4 有Cl2
II a 有Cl2
III a+b 无Cl2
(2)利用H+浓度对MnO2氧化性的影响，探究卤素离子的还原性，相同浓度的KCl、KBr、KI溶液，能与MnO2反应的最低H+浓度由大到小的顺序是_______，从原子结构角度说明理由______________。
(3)根据(1)中的结论推测，酸性条件下，加入某种化合物可以提高溴的氧化性，将Mn2+氧化为MnO2，经实验证实了推测，该化合物是_______。
(4)Ag分别与1mol·L1的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因_______。
(5)总结：物质氧化性、还原性变化的一般规律是_______。
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