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第2课时　氯气的实验室制法及氯离子的检验
1.通过“氯气的实验室制法”的学习,能利用氯气的性质和反应,设计氯气制备、净化、干燥等简单任务的方案。2.通过“氯气实验室制法”的学习,学会实验室制取一般气体所需的装置及连接顺序。3.通过“氯离子检验”的学习,能利用氯离子的性质设计实验进行检验和鉴别。
探究氯气的实验室制法
学习任务1
1.反应原理
(1)化学方程式: 。
(2)离子方程式: 。
2.仪器装置
(2)发生装置所用玻璃仪器: 。
分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯
3.收集方法
(1)向 排空气法(氯气密度大于空气)。
(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。
4.验满方法
观察到C中充满 色气体,则证明已集满。
上
黄绿
5.尾气处理
烧杯D中盛放的液体是 溶液,该液体的作用是
。
反应的化学方程式: 。
NaOH
吸收过量的氯气,
防止污染环境
探究　氯气的制备原理
问题1:请用双线桥法表示实验室制备氯气的反应中的电子转移情况。该反应中作还原剂的HCl占参加反应的HCl的多少 实验表明,将含有14.6 g HCl的浓溶液与足量MnO2反应制备氯气,发现制得的氯气的质量远小于7.1 g(操作和收集都规范正确),其原因可能是什么
问题2:实验室制取氯气反应的实质是利用强氧化剂(如MnO2)将氯元素的化合价从-1价氧化到0价。KMnO4是一种比MnO2更强的氧化剂,常温下即可与浓盐酸反应生成Cl2,同时生成Mn2+。试写出KMnO4与浓盐酸反应的化学方程式,并分析该反应中作还原剂的HCl占参加反应的HCl的多少。
问题3:用浓盐酸和MnO2共热或KMnO4与浓盐酸反应制取的Cl2中会混有哪些可能的杂质 如何除去
提示:盐酸具有挥发性,故制得的Cl2中会含有HCl(g)、H2O(g),可先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸吸收水蒸气。
问题4:材料中提到的氯气制备方法中,哪一种适合工业生产 说明理由。
提示:电解氯化钠的水溶液。氯在自然界中主要以NaCl形式存在,因此原料廉价易得,条件易控制,适合大规模工业化生产。
归纳拓展
实验室制取干燥纯净的氯气
(1)基本思路。
归纳拓展
归纳拓展
(2)实验装置。
归纳拓展
(3)注意事项。
①实验室用MnO2和盐酸制Cl2,盐酸必须为浓盐酸,因随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,变成稀盐酸时,反应停止。为减少浓盐酸的挥发,需慢慢滴加浓盐酸,并用小火加热。
②KMnO4的氧化性强于MnO2的氧化性,实验室可用KMnO4与浓盐酸反应制Cl2,采用固液不加热装置。
归纳拓展
③在MnO2和浓盐酸的反应中,浓盐酸体现了还原性和酸性。
④饱和食盐水的作用是既能除去Cl2中的HCl,又可减少Cl2在H2O中的溶解。
⑤浓硫酸的作用是干燥Cl2。
⑥组装实验装置时,一定是先除杂后干燥,且要有尾气吸收装置;除杂、干燥、收集和尾气处理时导管都是长进短出。
1.(2025·江苏无锡一中期中)实验室制备氯气的方法有多种,下列说法错误的是(　　)
[A] KClO3与浓盐酸制备Cl2时,盐酸既表现酸性又表现还原性
[B] Ca(ClO)2与浓盐酸制备Cl2时,Cl2既是氧化产物又是还原产物
[C] KMnO4、Ca(ClO)2分别与浓盐酸反应,产生等量Cl2时转移电子数也相同
[D] KMnO4和浓盐酸制备Cl2不需要加热,因此不能用盐酸来酸化KMnO4溶液
C
2.1774年,瑞典化学家舍勒发现了制备氯气的方法。在此启发下,兴趣小组利用以下装置进行如下实验,其中能够达到目的的是(　　)
C
【解析】 MnO2与浓盐酸制Cl2在加热条件下进行,A错误;除去Cl2中的HCl气体用饱和食盐水,导管长进短出,B错误;Cl2的密度比空气的大,用向上排空气法收集,C正确;Cl2与NaOH溶液反应更强烈,应用NaOH溶液进行尾气处理,D错误。
3.在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验,所用仪器如图所示。
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母):　　　　接　　　　;
　　　接　　　　;　　　　接　　　　;　　　　接　　　　。
E　
C　
D　
A　
B　
H　
G　
F
【解析】 (1)按照制备气体的“反应装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。
(2)写出气体发生装置中进行反应的离子方程式:
　　　　　　　　　　。
(3)装置中,饱和食盐水的作用是　　　　　　　　　　　　　　;
NaOH溶液的作用是　 。
除去氯气中的HCl杂质　
吸收过量的氯气
【解析】 (3)题给装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl杂质;浓硫酸的作用是除去Cl2中的水分;NaOH溶液的作用是吸收过量的Cl2。
(4)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生,可观察到　　　　　,反应的化学方程式为　 　。
试纸变蓝
学会氯离子的检验
学习任务2
1.氯离子的检验实验[实验2-9]
碳酸钠 溶液
有白色沉淀生成
沉淀溶解,有气泡产生
2.实验结论
在用AgNO3溶液检验Cl-时,一般在被检测的溶液中滴入适量 ,使其酸化,以排除 等的干扰,然后滴入AgNO3溶液,如产生 ,则可判断溶液中含有Cl-。
稀硝酸
白色沉淀
[示例] 如何检验Na2CO3固体中是否混入了少量的NaCl杂质 写出实验操作步骤和有关的离子方程式。
归纳拓展
氯离子的检验及答题模板
1.检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl-),正确的操作是(　　)
[A] 向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生
[B] 向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生,加入稀盐酸,沉淀不消失
[C] 向未知溶液中加入稀硝酸酸化后,再加入 AgNO3 溶液,有白色沉淀产生
[D] 向未知溶液中加入稀盐酸酸化后,再加入 AgNO3 溶液,有白色沉淀产生
C
①用红色石蕊试纸检验,试纸变蓝色。
②另取少量溶液逐滴滴加盐酸至过量,无气体放出,再加入BaCl2溶液后,没有沉淀生成。
③另取少量溶液用硝酸酸化后,加入AgNO3溶液有白色沉淀生成。
A
思维建模
离子检验的思路
分析可能含有的干扰离子→选择检验试剂→确定试剂加入顺序→观察实验现象→判断离子的存在情况。
知识整合
1.实验室制备Cl2
2.Cl-的检验
(1)试剂:稀硝酸、AgNO3溶液;
(2)现象:产生白色沉淀。
氯气可用作自来水厂的消毒剂,但使用过程中要注意防泄漏。如图为自来水厂的一种预防和处理Cl2泄漏的方法。
(1)实验室用MnO2和浓盐酸反应制取氯气的离子方程式为
　 。
(2)装置右侧溶液的作用是吸收漏氯,FeCl2溶液可换成　　　　　溶液;图示装置的优点为可实现吸收液FeCl2溶液的循环再生,根据氧化还原规律分析吸收Cl2过程中的离子方程式可能为　　　　　　　　　　　　;铁屑的作用是　 。
NaOH
将FeCl3还原为FeCl2
【解析】 (2)根据题意分析,图示装置的优点为可实现吸收液FeCl2溶液的循环再生,则根据氧化还原规律分析,吸收液中FeCl2的变化为Fe2+被氯气氧化为Fe3+,铁屑的作用是将Fe3+还原为Fe2+。
(3)某化学兴趣小组的同学想制取少量氯气并用于制备少量无水FeCl3,如图所示仪器连接顺序合理的是　　　　(填字母)。
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
B
【解析】 (3)装置连接顺序为制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、反应制备FeCl3、尾气处理,注意洗气瓶中导管应“长进短出”。
(4)以上装置中浓硫酸的作用是　 。
除去Cl2中的H2O(或干燥氯气)
(5)某同学查阅资料发现无水氯化铁极易潮解变质,为更好地防潮解,他提出可以用装有碱石灰(CaO+NaOH)的干燥管替换其中一个装置,干燥管应连接接口　 ,其作用 　。
i
吸收未反应的氯气,同时防止空气中的水蒸气进入装置
【解析】 (5)氢氧化钠溶液中的水蒸气可能进入反应装置,因此可以用碱石灰代替,既可以吸收未反应的氯气,也可以防止空气中的水蒸气进入装置。
(6)某同学用50 g质量分数为29.2%的浓盐酸与足量的KMnO4反应,利用上述装置制取氯气。根据计算,该同学预测能制取8.875 g氯气。你认为该同学的预测是　　　　(填“正确”或“错误”)的,原因是
　 　。
错误
随着反应的进行,盐酸的浓度
变小,当变成稀盐酸时,该反应停止,HCl未完全反应
【解析】 (6)KMnO4和浓盐酸反应可制备Cl2,但随着不断反应(且反应中有水生成),盐酸的浓度逐渐变小,当变成稀盐酸时,反应会停止,即盐酸中HCl未完全反应,故实际上所得Cl2的质量要小于8.875 g。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以自来水厂的一种预防和处理Cl2泄漏的装置为素材,考查氯气及含氯化合物的性质与应用、氯气的制备等问题。
素养立意:通过分析氯元素的价态变化解释问题并设计氯气的实验室制法,培养宏观辨识与微观探析能力;通过选择合适的实验装置制取氯气并进行含氯化合物的制备,培养科学探究与创新意识素养,提升实验能力。
思路点拨:　
(时间:30分钟　分值:50分)
(选择题1～12题,每小题3分,共36分)
(一)氯气的实验室制法
1.在制取氯气时有如下操作,正确的操作顺序是(　　)
①连接好装置,检查气密性　②缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出　③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末　④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中　⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收　⑥用向上排空气法收集氯气
[A] ①②③④⑤⑥ [B] ③④②①⑥⑤
[C] ①④③②⑥⑤ [D] ①③④②⑥⑤
D
【解析】 确定实验室制取气体的操作顺序时要注意的是:(1)连接好装置以后,要先检查装置气密性,然后装药品;(2)装药品的顺序是先加固体,后加液体;(3)对于有毒的气体,一定要有尾气处理装置。
2.实验室用MnO2固体与浓盐酸混合加热制取Cl2时,应选用下列发生装置中的(　　)
D
[A] [B] [C] [D]
【解析】 实验室用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,反应物状态为固体+液体,反应条件为加热,因此发生装置应选择固—液加热型装置,D正确。
3.(2025·北京房山区期中)如图是实验室制取氯气的装置图,下列说法不正确的是(　　)
[B] 装置b中能够收集到纯净且干燥的氯气
[C] 装置c的作用是吸收尾气
[D] 本实验中浓盐酸体现了还原性和酸性
B
【解析】 装置a中MnO2和浓盐酸在加热时反应生成Cl2,生成的Cl2中混有水蒸气和HCl杂质,不能收集到纯净且干燥的Cl2,B不正确。
4.(2025·江苏无锡江阴六校期中)实验室利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是(　　)
[A] 用装置甲制取Cl2
[B] 用装置乙除去Cl2中混有的HCl气体
[C] 用装置丙验证潮湿的Cl2具有漂白性
[D] 用装置丁吸收尾气中的Cl2
C
【解析】 实验室用浓盐酸和MnO2加热制备Cl2,图甲缺少加热装置,A错误;用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl气体,U形管不能作为洗气装置,B错误;
Cl2和水反应生成的HClO有漂白性,蓝色布条褪色,用装置丙可验证潮湿的Cl2具有漂白性,C正确;不能用水吸收氯气,应选择NaOH溶液,D错误。
(二)氯离子的检验
5.现有盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水,可用来区分它们的一种试剂是(　　)
[A] 硝酸银溶液
[B] 紫色石蕊溶液
[C] 酚酞溶液
[D] 饱和食盐水
B
【解析】 盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液用紫色石蕊溶液鉴别,现象为溶液分别呈红色、紫色、蓝色,新制氯水具有酸性和强氧化性,可使紫色石蕊溶液先变红后褪色。
6.(2025·云南昆明期中)下列实验“操作和现象”与“结论”对应且都正确的是(　　)
B
选项 操作和现象 结论
[A] 向CuSO4溶液中投入足量的单质Na,剧烈反应,有红色固体生成 钠的还原性大于铜的
[B] 向某溶液中滴加AgNO3溶液出现白色沉淀 溶液中可能有Cl-
[C] 向紫色石蕊溶液中持续滴加新制氯水并振荡直至过量,溶液变红 溶液中一定有H+
[D] 用洁净的铂丝蘸取某溶液在无色火焰上灼烧发出黄色火焰 溶液中一定含钠盐,可能含钾盐
7.某实验小组要进行制取Cl2并回收MnCl2的实验。下列装置能达到实验目的的是(　　)
[A] 用装置甲制取Cl2
[B] 用装置乙除去Cl2中的少量HCl气体
[C] 用装置丙蒸干MnCl2溶液制MnCl2·4H2O
[D] 用装置丁分离MnO2和MnCl2溶液
D
综合应用
【解析】 MnO2与浓盐酸反应制取Cl2时,需要加热,A不符合题意;用装置乙除去Cl2中的少量HCl气体,导气管应长进短出,且应改用饱和食盐水,B不符合题意;使用蒸发皿时,溶液不能蒸干,否则会引起固体的飞溅和MnCl2·4H2O失水,C不符合题意;MnO2难溶于水,分离MnO2和MnCl2溶液可采用过滤法,D符合题意。
8.下列有关离子鉴别的描述错误的是(　　)
B
9.实验小组用如图所示装置制取Cl2,并探究Cl2、氯水的性质,能达到实验目的的是(　　)
A
【解析】 常温下浓盐酸和KMnO4反应生成Cl2,A正确;Cl2、HCl都和AgNO3反应生成白色沉淀,B错误;干燥Cl2时导管应长进短出,C错误;新制氯水有漂白性,不能用pH试纸测新制氯水的pH,D错误。
10.(2025·广东部分学校期中)AlCl3易水解,制备少量无水AlCl3的部分仪器装置如图所示(加热及夹持固定装置均已略去),装置的连接顺序是 Ⅰ→Ⅲ→
Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ。下列关于该实验的说法正确的是(　　)
[A] 装置Ⅰ中固体可以用KMnO4或NaClO代替
[B] 实验开始时应先加热装置Ⅱ,再通Cl2
[C] 第二个装置Ⅲ中盛装的试剂为饱和食盐水
[D] 装置Ⅳ盛装的固体是无水氯化钙
A
【解析】 常温下,浓盐酸和KMnO4或NaClO均能发生反应制备Cl2,则装置Ⅰ中固体可以用KMnO4或NaClO代替,A正确;为避免空气的影响,实验开始时应先通Cl2,排除装置中空气,再加热装置Ⅱ,B错误;要制备少量无水AlCl3,AlCl3易水解,则应用干燥的Cl2,故第二个装置Ⅲ中盛装的试剂为浓硫酸,C错误;装置Ⅳ中固体是碱石灰,无水氯化钙可吸水,但不能吸收过量Cl2,D错误。
11.已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2,如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置。下列叙述正确的是(　　)
D
12.(2025·江苏前黄高级中学期中)实验室可用干燥的氯气与亚氯酸钠(NaClO2)固体反应来制备ClO2,装置如图所示,已知ClO2常温下为黄绿色气体,熔点为-56 ℃,沸点为11 ℃,极易溶于水且不与水反应,高浓度的ClO2受热时易爆炸。下列说法不正确的是(　　)
[A] 导气管K的作用是平衡气压,保证液体顺利流下
[B] O和R中不可选用同一种物质
[C] P中通入一定量的干燥空气,目的主要是防止生成的ClO2浓度过大,发生爆炸
[D] P中发生的化学反应中氧化剂与还原剂的化学计量数之比为2∶1
D
13.(14分)(2025·江苏盐城五校期中)某化学兴趣小组为探究Cl2的性质并制备氯水,用如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。
回答下列问题。
(1)盛装浓盐酸的仪器的名称为　　　 　。
分液漏斗
【解析】 (1)由仪器的构造可知,盛装浓盐酸的仪器的名称为分液漏斗。
(2)装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为
　 。
(3)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为应在　　　(填装置序号,下同)和　　　之间添加洗气装置,该装置的作用是　 。
Ⅱ　
Ⅲ　
干燥Cl2
【解析】 (3)经过饱和食盐水后Cl2中有水蒸气,潮湿的Cl2进入装置Ⅲ,干燥的品红试纸a褪色,故未观察到“a无明显变化”这一预期现象;Cl2使湿润的品红试纸b红色褪去,为了探究Cl2能否使干燥的品红试纸褪色,应在Ⅱ和Ⅲ之间添加干燥Cl2的装置。
(4)装置Ⅴ中NaOH溶液的作用是 ,相关反应的离子方程式为　 。
吸收多余的Cl2,防止污染环境第二节　氯及其化合物
第1课时　氯气的性质
[学习目标]　1.通过氯原子结构的分析,能从原子结构的角度认识氯元素是一种很活泼的非金属元素,氯气具有强氧化性。2.通过实验探究氯气的化学性质,能掌握氯气与金属单质、非金属单质及水的反应。3.通过氯气与碱反应的学习,能掌握氯气与碱的反应,能说出漂白粉的主要成分、漂白原理及保存方法。
学习任务1　认识氯气的性质
1.氯的原子结构及存在
2.氯气的物理性质
颜色 状态 气味 毒性 密度 溶解性
黄绿色 气体 刺激性气味 有毒 比空 气大 25 ℃时,1体积的水溶解约 2体积的氯气
3.氯气与金属、非金属单质的反应
(1)与金属单质的反应。
项目 反应现象 化学方程式
与钠 反应 剧烈燃烧,产生大量白色烟 2Na+Cl22NaCl
与铁 反应 产生大量红棕色烟,溶于水后,溶液呈黄色 2Fe+3Cl22FeCl3
与铜 反应 产生大量棕黄色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色 Cu+Cl2CuCl2
(2)与非金属单质的反应。
如与H2反应[实验2-7]:
实验操作 实验现象 实验结论
H2在Cl2中安静地燃烧 ,发出苍白色火焰,集气瓶口有白雾产生 化学方程式: H2+Cl22HCl
　　1774年,瑞典化学家舍勒研究软锰矿(主要成分是MnO2)时,将软锰矿与浓盐酸混合并加热,得到了一种黄绿色的气体,这种气体有强烈的刺激性气味。
　　直到1810年,英国化学家戴维经过大量实验研究,才确认这种气体是由一种新元素组成的单质,并将这种元素命名为chlorine。这个名称来自希腊文,有“绿色”的意思。现在储存液氯(干燥常温)的钢瓶也为绿色。
探究　氯气的强氧化性
问题1:对比铁与盐酸、氯气的反应,对氯气的化学性质有什么认识 液氯可用钢瓶储运说明什么
提示:Fe+2HClFeCl2+H2↑,2Fe+3Cl22FeCl3,铁与盐酸反应生成FeCl2,与氯气反应生成FeCl3,说明氯气具有强氧化性,与变价金属反应生成相应的高价金属氯化物;液氯能用钢瓶储运说明干燥的氯气常温下与铁不反应。
问题2:氯气具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂吗 通过以上材料列举两种氧化性比氯气强的物质。材料中提到的反应可能有什么应用
提示:氯气中氯元素化合价为0,既有氧化性又有还原性,因此既能作氧化剂又能作还原剂;二氧化锰、高锰酸钾等比氯气的氧化性强;材料中提到的反应可用于制氯气。
问题3:我们以前学习的燃烧,都是物质在氧气中的燃烧,现在通过铁在氯气中燃烧、氢气在氯气中燃烧等实验,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识
提示:燃烧不一定有氧气的参与;燃烧是发光、发热的剧烈的氧化还原反应。
氯气的性质的几点补充
(1)物理性质:氯气易液化,在低温和加压的条件下可以转变为液态和固态;密度比空气的密度大。
(2)化学性质:氯气有强氧化性,可与P、H2、Si等非金属及Na、Fe、Cu等大多数金属直接化合,与变价金属反应时,生成高价态金属氯化物,也可与还原性化合物如KI等发生反应。
1.(2025·北京五十中期中)当遇到氯气泄漏时,可行的避险方法是(　　)
[A] 躲到低洼的地方
[B] 顺风迅速撤离
[C] 逆风往高处逃生
[D] 用NaOH溶液浸湿软布捂住口鼻
【答案】 C
【解析】 氯气有毒,且密度比空气大,氯气泄漏时应躲到地势较高的地方,A错误,C正确;氯气泄漏时应根据风向,向逆风方向撤离,B错误;NaOH溶液具有腐蚀性,虽然能吸收Cl2,但不能用其浸湿的软布捂住口鼻,D错误。
2.下列关于氯气的说法正确的是(　　)
[A] 红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧,生成黑色固体
[B] 铜丝在氯气中燃烧,生成CuCl2,产生蓝色的烟
[C] H2能在Cl2中安静地燃烧,产生苍白色火焰
[D] 氯原子最外层有7个电子,所以氯元素只有-1价和+7价
【答案】 C
【解析】 铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁,产生红棕色的烟,A错误;铜丝在氯气中燃烧生成氯化铜,产生棕黄色的固体,B错误;H2能在Cl2中安静地燃烧,集气瓶内产生苍白色火焰,在集气瓶口HCl结合水蒸气还会产生白雾,C正确;氯原子最外层虽有7个电子,但氯元素可以形成除-1价和+7价外的价态,如氯酸钾中氯元素的化合价为+5价,D错误。
3.(2024·江苏南京师大附中月考)下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是(　　)
[A] CuCl2 [B] FeCl3
[C] FeCl2 [D] AlCl3
【答案】 D
【解析】 Cu与盐酸不反应,A错误;Fe与盐酸反应生成FeCl2,Fe与Cl2反应生成FeCl3,B、C错误;Al与Cl2、盐酸反应,产物都是AlCl3,D正确。
学习任务2　探究氯气与水、碱的反应
1.氯气与水的反应
在25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气,溶于水中的部分氯气与水发生反应,化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。
常温下,氯气的水溶液称为氯水。
2.漂白原理的探究实验[实验2-8]
实验操作 实验现象 实验结论
有色布条 不褪色 干燥的Cl2 无漂白作用
有色布 条褪色 在有H2O存在的条件下,有漂白性物质生成
有色鲜 花褪色
结论:氯气本身没有漂白性,氯气溶于水能杀菌、消毒及使某些染料和有机色素褪色,是因为氯气与水反应生成了HClO。
3.次氯酸的性质
(1)弱酸性。
易溶于水的一元弱酸(酸性比H2CO3还弱),在新制氯水中主要以HClO的形式存在。
氯气与水反应的化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。
(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)不稳定性。
次氯酸见光易分解:2HClO2HCl+O2↑。
4.氯气与碱的反应
(1)与NaOH溶液反应——制漂白液。
化学方程式:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
离子方程式:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。
漂白液的有效成分为NaClO。
(2)与石灰乳[Ca(OH)2]反应——制漂白粉。
化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
离子方程式:Cl2+Ca(OH)2Ca2++Cl-+ClO-+H2O。
漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2。如果Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使Ca(ClO)2成为主要成分,则可得到漂粉精。
　　氯气用于自来水消毒已有100多年的历史。目前,大多数城市依然采用氯气消毒法对自来水进行净化、消毒(1 L水里约通入0.002 g氯气即可)。氯气用于自来水消毒的工艺简单、成熟,易于操作,且成本低,可消除和饮用水有关的常见疾病,如伤寒、痢疾、霍乱等。
那么氯气用于自来水消毒的原理是什么 某同学提出三种假设并进行了探究:
[假设]
假设 粒子成分
假设一:简单溶解 　　　
假设二:既溶解又部分反应 Cl2、H2O、新物质
假设三:　　　 　　　
[实验探究] 向充满氯气的锥形瓶中加入50 mL水,振荡,观察现象,取少量水溶液放入试管中,进行表中探究实验。
问题 实验内容 现象 结论
氯水中 是否含有Cl2 观察氯水颜色 氯水显浅黄绿色
氯水是否有酸性 用玻璃棒蘸取氯水滴在蓝色石蕊试纸上 蓝色石蕊试纸变红
取少量氯水放入试管中,加入少量小苏打固体 有气泡产生
氯水中是否有Cl- 取少量氯水滴加硝酸银溶液和稀硝酸 有白色沉淀生成
氯水是否还有其他性质 继续观察滴了氯水的蓝色石蕊试纸 先变红后褪色
探究　氯气与水的反应
问题1:帮该同学完成以上实验报告。
提示:[假设]Cl2、H2O　全反应　H2O、新物质
[实验探究]氯水中含有Cl2　氯水有酸性　氯水中有Cl-　氯水有漂白性
问题2:根据上述探究的实验现象,你认为哪个假设正确
提示:假设二。
问题3:能否用pH试纸测量氯水的pH 为什么
提示:不能;因为氯水中含次氯酸,能将pH试纸漂白,无法测得溶液的pH。
问题4:用自来水养金鱼时,往往要先将自来水放置在阳光照射的地方两天以上,再将其倒进鱼缸里面,其间发生的化学反应是什么 若将氯水置于阳光下照射一段时间,溶液的酸碱性有何变化
提示:2HClO2HCl+O2↑;久置的氯水,酸性增强。
新制氯水的成分与性质
1.新制氯水的成分
(1)三分子:Cl2、HClO、H2O。
(2)四离子:H+、Cl-、ClO-、OH-(极少)。
2.新制氯水中各粒子的性质
3.液氯、新制氯水、久置氯水的对比
物质 液氯 新制氯水 久置氯水 (即盐酸)
成分 Cl2 Cl2、H2O、 HClO、H+、Cl-、 ClO-、OH- H2O、H+、 Cl-、OH-
类别 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
酸性 无 弱 强
漂白性 无 有 无
保存 特制 钢瓶 棕色试剂瓶盛装,置于阴凉处,一般现用现配 置于普通试剂瓶,使用玻璃塞
题点一　氯水的性质
1.(2025·江苏扬州期中)下列叙述不正确的是(　　)
[A] 向新制氯水中加入少量NaHCO3粉末,产生无色气体,说明氯水中有H+
[B] 新制氯水溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明溶液中有Cl2的存在
[C] 向紫色石蕊溶液中滴加新制氯水,溶液先变红后褪色,说明Cl2具有漂白性
[D] 将氯水加到含酚酞的NaOH溶液中,红色褪去,可能是氯水中H+将OH-中和所致
【答案】 C
【解析】 向紫色石蕊溶液中滴加新制氯水,溶液先变红后褪色,变红是因为新制氯水呈酸性;由于新制氯水中存在多种粒子,不能说明Cl2具有漂白性,事实上是HClO具有漂白性,C不正确。
2.下列实验过程中,不会产生气体的是(　　)
[A] [B] [C] [D]
【答案】 C
【解析】 氯气与水反应生成HCl和HClO,HClO在光照条件下分解生成HCl和氧气,A不符合题意;新制氯水中含HCl,与NaHCO3反应生成二氧化碳气体,B不符合题意;新制氯水中的氯离子与硝酸银反应生成氯化银沉淀,C符合题意;久置氯水相当于盐酸,过氧化钠与盐酸反应生成氧气,D不符合题意。
题点二　氯气与碱的反应
3.下列关于反应Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O的说法错误的是(　　)
[A] 可以用此反应制漂白液
[B] 漂白液的有效成分为NaClO
[C] Cl2既是氧化剂又是还原剂
[D] 1个Cl2反应转移2个电子
【答案】 D
【解析】 可以利用此反应制取漂白液,漂白液的有效成分为NaClO,A、B正确;反应Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O中氯元素的化合价既有升高又有降低,Cl2既是氧化剂又是还原剂,C正确;根据化学方程式可知,1个Cl2反应转移1个电子,D错误。
4.(2024·山东济南月考)电石渣的主要成分为Ca(OH)2,以电石渣制备KClO3的流程如图
所示。
已知:氯化时,存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2热分解为CaCl2和O2。
(1)生成Ca(ClO)2的化学方程式为 　。
(2)“分解比”是衡量氯化程度的标准,氯化后溶液中CaCl2总质量与Ca(ClO3)2总质量的比值称为“分解比”,随氯化温度升高,分解比的实际值增大的原因可能是 　。
(3)“转化”时向滤液中加入KCl固体将Ca(ClO3)2转化为KClO3,可能的原因是 　。
【答案】 (1)2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
(2)升高温度,Ca(ClO)2分解的量增多,使CaCl2的量变多,Ca(ClO3)2的量变少
(3)相同温度下,KClO3的溶解度比Ca(ClO3)2的小
【解析】 (1)Cl2和Ca(OH)2反应生成Ca(ClO)2的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O。
(2)升高温度,导致Ca(ClO)2分解的量增多,使CaCl2的量变多,Ca(ClO3)2的量变少,故分解比的实际值增大。
(3)在一定条件下,可将溶解度较大的物质向溶解度较小的物质转化,则“转化”时向滤液中加入KCl固体将Ca(ClO3)2转化为KClO3,可能的原因是相同温度下,KClO3的溶解度比Ca(ClO3)2的小。
[footnoteRef:2]　　　　　　　　　 　　　　　 　　　　　 [2:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以氯气的用途和性质实验设计为素材,考查氯气的主要性质及应用性质解决实际问题的能力。
素养立意:通过探究氯气有无漂白性实验方案的设计等问题,培养应用化学知识和方法解决实际生产、生活中简单的化学问题,促进科学态度与社会责任核心素养发展。
思考点拨:解答此类问题,首先要从情境中提炼出化学要素,如本题为Cl2;然后联想其相关性质,如物理性质有密度比空气的大、能溶于水等,化学性质有与水、碱反应等;再对任务进行解读,选择合适的知识与题目情境结合进行解答,如本题中,既要吸收又要避免氯气对人的伤害和环境污染,由此做出正确合理的选择。]
氯气是一种重要的化工原料,在生产、生活中有着广泛的用途。请回答下列问题。
(1)将氯气通过软管通入鼠洞中,可以用来消灭田鼠。在此过程中利用了氯气下列性质中的
　　　　(填字母,下同)。
①黄绿色　②密度比空气大　③有毒　④溶于水
A.①②　　　　　　　　B.②③　　　　　　　　C.③④
(2)常用氯气给自来水消毒,某同学用该自来水配制下列物质的溶液,会使药品明显变质的是　　　　。
①NaOH　②AgNO3　③NaHCO3　④MgCl2
A.①②③　　　　　　　B.①②④　　　　　　　C.全部
(3)氯气和石灰乳反应可以制得漂白粉,写出制取漂白粉的离子方程式:　 。
水中加入漂白粉进行杀菌、消毒,其生效原理的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　。
(4)某同学应用如图所示的方法研究物质的性质,其中气体A的主要成分是氯气,杂质是水蒸气。回答下列问题。
①该项研究(实验)的主要目的是　 。
②与研究目的直接相关的实验现象是　 。
③从物质性质的方面来看,这样的实验设计还存在隐患,表现是　 。
④D处装置中最好盛有　　　　(填字母)。
A.H2O　　　　　　　　　　　B.NaOH溶液　　　　　　　　　C.澄清石灰水
【答案】 (1)B　(2)A　
(3)Cl2+Ca(OH)2Ca2++Cl-+ClO-+H2O　Ca2++2ClO-+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO
(4)①探究Cl2与HClO谁具有漂白性　②B中的布条不褪色,C中的布条褪色　③Cl2会污染空气　④B
【解析】 (1)将氯气通过软管通入鼠洞中消灭田鼠,利用了氯气的密度大于空气的,有利于向下扩散,还利用了氯气有毒的性质,B正确。
(2)Cl2溶于水生成HCl,能与NaOH、AgNO3、NaHCO3反应,会使三者变质,氯水中的成分与氯化镁不反应,不会使其变质,故A正确。
(3)制备漂白粉时,由于石灰乳是悬浊液,书写离子方程式时Ca(OH)2需写成化学式,即该反应的离子方程式为Cl2+Ca(OH)2Ca2++Cl-+ClO-+H2O;水中加入漂白粉进行杀菌、消毒,是漂白粉转化成了HClO的缘故,其离子方程式为Ca2++2ClO-+CO2+H2OCaCO3↓+
2HClO。
(4)①该项研究(实验)的主要目的是探究Cl2与HClO谁具有漂白性。②实验中可看到B中的布条不褪色,C中的布条褪色,通过B处现象可证明Cl2本身不具有漂白性,C中现象可证明氯气与水生成的HClO具有漂白性。③Cl2是有毒气体,会污染空气。④D中盛装NaOH溶液可吸收多余的Cl2,防止污染空气;而Cl2在水中溶解度较小,不能用水吸收Cl2;澄清石灰水浓度太小,不能确保Cl2完全除尽。
(时间:30分钟　分值:77分)
(选择题1～13题,每小题3分,共39分)
(一)氯气的物理性质　与金属、非金属反应
1.下列说法正确的是(　　)
[A] 用鼻子对着盛有氯气的瓶口,就可以嗅到氯气的气味
[B] 用向下排空气法可以收集到纯净的氯气
[C] 贮氯罐意外泄漏,应沿逆风方向疏散群众
[D] 氯气车间液氯泄漏时,应弯腰逃离氯气泄漏区域
【答案】 C
【解析】 闻气体气味的方法是用手轻轻地在瓶口扇动,仅使少量的气体飘入鼻孔,不能直接用鼻子闻,A不正确;氯气密度比空气大,可用向上排空气法收集氯气,B不正确;氯气是一种有毒的气体,氯气会顺着风向扩散,疏散群众时应该逆着风向,C正确;氯气密度比空气大,泄漏时离地面越近氯气浓度越大,应尽量远离地面逃生,D不正确。
2.(2025·上海控江中学月考)下列实验或制法描述正确的是(　　)
[A] H2在Cl2中安静燃烧,瓶口产生白烟
[B] 工业上用Cl2和铁反应制备FeCl2
[C] 钠在氯气中燃烧产生黄色的烟
[D] 工业上采用H2在Cl2中燃烧生成HCl
【答案】 D
【解析】 H2在Cl2中安静燃烧,发出苍白色火焰,生成的HCl和空气中的水蒸气形成酸雾,故瓶口产生白雾,A错误;工业上用Cl2和铁反应制备FeCl3,B错误;钠在Cl2中燃烧生成NaCl,产生白色的烟,C错误;H2在Cl2中燃烧生成HCl,D正确。
3.下列有关氯气的叙述错误的是(　　)
[A] 红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
[B] 氯气氧化性强,常温下干燥的氯气就能与铁反应
[C] 光照氯气和氢气的混合物会发生爆炸
[D] 液氯是纯净物
【答案】 B
【解析】 铜在氯气中剧烈燃烧生成CuCl2,产生棕黄色的烟,A正确;虽然氯气氧化性强,但常温下干燥的氯气不能与铁反应,需在加热或点燃条件下反应,B错误;光照条件下,氯气和氢气的混合物会发生爆炸,C正确;液氯是氯气的液体单质,是纯净物,D正确。
(二)氯气与水、碱的反应
4.(2025·江苏扬州一中期中)将氯气持续通入紫色石蕊溶液中,溶液颜色呈如图变化:
下列关于溶液中导致变色的粒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是(　　)
[A] HCl、HClO、Cl2 [B] H+、Cl-、Cl2
[C] HCl、ClO-、Cl2 [D] H+、HClO、Cl2
【答案】 D
【解析】 Cl2与水反应生成HCl、HClO,HCl在溶液中电离出H+,能使紫色石蕊溶液变红;溶液中的HClO具有漂白性,能使红色褪去;随着持续通入Cl2,最后形成饱和氯水,使溶液呈浅黄绿色,结合分析可知,D正确。
5.为增强漂白液的消毒作用,最佳做法为(　　)
[A] 加少量稀醋酸
[B] 用水湿润
[C] 加入苛性钠溶液
[D] 加入少量氯化钙
【答案】 A
【解析】 漂白液的主要成分为次氯酸盐,次氯酸盐遇到酸反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,能起到消毒、杀菌的作用,所以为增强漂白液的消毒作用,最好加入少量稀醋酸或稀硫酸等,能更快、更多地生成次氯酸,增强消毒作用,A符合题意。
6.数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连,实现实验数据的即时采集和分析。如图是光照过程中氯水的pH变化情况。下列有关说法错误的是(　　)
[A] pH减小的主要原因是光照引起了Cl2溶解度的减小,氯气逸出
[B] 光照使氯水中的次氯酸分解产生了盐酸,溶液的酸性增强,导电能力也增强
[C] 随着光照时间的延长,氯水的颜色变浅,故氯水应该储存于棕色瓶中
[D] 新制氯水中逐滴加入稀氢氧化钠溶液,可能发生化学反应NaOH+HClNaCl+H2O
【答案】 A
【解析】 氯水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO。光照时HClO分解生成HCl和O2,溶液中H+浓度增大,导致溶液pH减小,若光照引起Cl2溶解度减小,Cl2逸出,溶液中H+浓度减小即溶液pH增大,A错误,B正确;为防止HClO见光分解,氯水应该储存于棕色瓶中,C正确;新制氯水中含有HCl,向其中逐滴加入稀氢氧化钠溶液,可能发生反应NaOH+HClNaCl+H2O,D正确。
7.氯水可作漂白剂或消毒剂,但因氯气的溶解度不大,且氯气不便于保存,生活中常用的含氯消毒剂是“84”消毒液或漂白粉。下列说法正确的是(　　)
[A] 漂白粉的有效成分为氯化钙与次氯酸钙
[B] “84”消毒液与“洁厕灵”(主要成分是稀盐酸)混用可增强漂白效果
[C] 工业上将氯气溶于NaOH溶液中制备漂白粉
[D] 漂白粉要干燥和密封保存
【答案】 D
【解析】 漂白粉的有效成分为次氯酸钙,A错误;“84”消毒液的有效成分是NaClO,NaClO与HCl可反应生成Cl2,Cl2为有毒气体且无漂白性,B错误;工业上以氯气和石灰乳为原料制造漂白粉,C错误;如果漂白粉露置在潮湿的空气中,会缓慢变质而失效,发生反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO,2HClO2HCl+O2↑,D正确。
综合应用
8.(2025·四川成都期中)下列关于物质的性质与用途不具有对应关系的是(　　)
[A] 盐酸具有酸性,可用于金属除锈
[B] Cl2能溶于水,可用于工业制盐酸
[C] 常温下氯气与铁不反应,液氯可以保存在干燥的钢瓶中
[D] NaHCO3与盐酸反应,可用作抗酸药
【答案】 B
【解析】 盐酸能和铁锈的主要成分氧化铁反应,A正确;Cl2与H2反应生成的HCl溶于水得到盐酸,可用于工业制盐酸,与Cl2能溶于水的性质无关,B错误;常温下Cl2与铁不反应,即常温下,液氯可保存在干燥的钢瓶中储运,C正确;NaHCO3碱性很弱,对人体刺激较小,可用于中和过多的胃酸,即NaHCO3可用作抗酸药,D正确。
9.如图,在a处通入Cl2,当关闭b活塞时,c处湿润的红色布条没有明显变化,当打开b活塞时,c处湿润的红色布条逐渐褪色,则d瓶中所装的液体是(　　)
[A] 水 [B] 浓硫酸
[C] NaOH溶液 [D] NaCl溶液
【答案】 C
【解析】 氯气虽然能溶于水,但很难被水完全吸收,所以仍有一部分氯气进入c中,A不符合题意;浓硫酸能干燥氯气,干燥的氯气进入c中后,仍能使湿润的红色布条褪色,B不符合题意;NaOH溶液能将氯气完全吸收,进入c中的气体不含有氯气,湿润的红色布条不褪色,C符合题意;氯气在NaCl溶液中溶解度很小,大部分氯气逸出,c中湿润的红色布条褪色,D不符合题意。
10.某同学在检验新制氯水的性质时,误将几滴新制的氯水点在一pH试纸上,现象如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
[A] 新制氯水中含有氯气,该实验说明Cl2具有漂白性
[B] 红色在外侧,说明H+向外扩散的速度比HClO快
[C] 将实验后变白的pH试纸放置一会儿,白色又会变红
[D] 若用久置的氯水进行实验,现象相同
【答案】 B
【解析】 虽然新制氯水中含有氯气,但氯气不具有漂白性,氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,故A错误;氯气与水发生反应Cl2+H2OHCl+HClO,H+使pH试纸变红,HClO具有漂白性,中间变白色,周围变成红色,可说明H+向外扩散的速度比HClO快,故B正确;次氯酸的漂白有不可逆性,所以实验后变白的pH试纸不变红,故C错误;久置的氯水主要成分为HCl,无漂白性,若用久置的氯水进行实验,pH试纸只变红不会被漂白,所以不会产生相同的实验现象,故D错误。
11.(2025·北京二十二中期中)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)
[A] 向氯水中加入有色布条,有色布条褪色,说明氯水中Cl2有漂白性
[B] 向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
[C] 向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
[D] 氯水呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
【答案】 A
【解析】 溶液中HClO具有漂白性,可使有色布条褪色,A不正确;溶液与AgNO3反应产生白色沉淀,只能是Cl-与Ag+反应生成AgCl白色沉淀,说明氯水中含有Cl-,B正确;氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,即溶液呈酸性,存在H+,产生CO2气体,C正确;Cl2呈黄绿色,氯水呈浅黄绿色是由于含有Cl2,D正确。
12.(2025·江苏南京一中期中)NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质,如图所示。下列说法正确的是(　　)
[A] 氢气和氯气混合光照时会产生苍白色火焰
[B] 石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂
[C] 常温下,干燥的Cl2能用钢瓶贮运,所以Cl2不能与铁反应
[D] 图示中涉及的反应都是氧化还原反应
【答案】 B
【解析】 氢气在氯气中点燃时会产生苍白色火焰,混合光照会发生爆炸,A错误;石灰乳与Cl2反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和水,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂,B正确;Cl2与铁在加热或潮湿的环境下易反应,干燥和常温条件下不反应,C错误;制备NaHCO3和NaHCO3分解均不是氧化还原反应,D错误。
13.下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是(　　)
①漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
②漂白粉和Fe(OH)3胶体都常用于自来水的处理,二者的作用原理不相同
③漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应
④漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
[A] ②④ [B] ①②
[C] ③④ [D] ①③
【答案】 B
【解析】 漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,①正确;漂白粉用于自来水杀菌、消毒,Fe(OH)3胶体用于除去水中的悬浮杂质,二者的作用原理不同,②正确;漂白粉在空气中久置的化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3+2HClO,2HClO2HCl+O2↑,既有复分解反应,又有氧化还原反应,③不正确;漂白粉能用于漂白纸张,与其强氧化性有关,与不稳定性无关,④不正确。
14.(18分)氯气是一种重要的化工原料。
(1)氯气是一种黄绿色非金属单质气体,能与大多数金属化合,生成金属氯化物。写出铁与氯气在加热条件下反应的化学方程式: 　。
(2)氯气和NaOH溶液反应可以制得漂白液,该漂白液中的有效成分是　 (填化学式)。
(3)氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据新制氯水分别与如图四种物质发生的反应,回答下列问题。
①c过程的化学方程式为 　　　　　　　　　。
②b过程所观察到的现象为 　,证明氯水中存在　　 　　、
　　　　(填字母,下同),a过程证明了氯水中存在　　　　,d过程发现氯水淡黄绿色褪去,证明了氯水中存在　　　　,c过程证明了氯水中存在　　　　。
A.Cl2 B.Cl- C.HClO D.H+
【答案】 (1)2Fe+3Cl22FeCl3　(2)NaClO
(3)①AgNO3+HClAgCl↓+HNO3　②溶液先变红后褪色　D　C　D　A　B
【解析】 (1)铁与氯气在加热条件下反应的化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3。
(2)Cl2和NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,该漂白液中的有效成分是NaClO。
(3)①新制氯水中含有三分子和四离子。c过程为Cl-与AgNO3中的Ag+结合生成AgCl沉淀,即AgNO3+HClAgCl↓+HNO3。
②新制氯水中含盐酸和次氯酸,因含H+而显酸性,使石蕊溶液变红;HClO具有漂白性,使石蕊溶液褪色。b过程的现象为溶液先变红后褪色,证明氯水中存在H+和HClO;a过程中新制氯水与饱和NaHCO3溶液反应,有CO2气体生成,说明氯水中存在H+;d过程中氯水淡黄绿色褪去,即Cl2与NaOH溶液反应,可说明氯水中存在Cl2。
15.(20分)下列是某化学课外活动小组探究氯水漂白性的活动记录:
[观察]氯气的颜色为黄绿色;氯水的颜色为浅黄绿色。
[预测]氯水中含有氯气分子。
[实验操作]用两根玻璃棒分别蘸取盐酸和氯水,各滴在一片蓝色石蕊试纸上。
[实验现象]滴有盐酸的试纸变红,滴有氯水的试纸中间变为白色,外圈变红。
[分析与结论]氯水呈浅黄绿色,说明氯水中有氯气分子。滴有氯水的蓝色石蕊试纸外圈变红,说明氯水中有能使试纸变红的酸,中间变为白色,说明氯水中有能够使有色物质褪色的物质。
[问题与思考]氯气溶于水发生反应Cl2+H2OHCl+HClO,溶液中的水和HCl都没有漂白作用,能够使有色物质褪色的物质是氯水中的氯气分子还是氯水中的次氯酸呢 还是两者都有漂白作用
(1)氯水中所含的分子有　 。
(2)氯水中所含的离子有　 ,
使蓝色石蕊试纸变红的离子为　 。
(3)氯水中某组分能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,则对应的离子方程式为 　 。
(4)(每空4分)假设使蓝色石蕊试纸褪色的是Cl2,请你设计一个实验验证该假设是否合理。
[实验操作] 　。
[实验现象]　 。
[分析与结论] 　。
【答案】 (1)Cl2、H2O、HClO
(2)Cl-、H+、ClO-、OH-(极少量)　H+
(3)Ag++Cl-AgCl↓
(4)将干燥的蓝色石蕊试纸伸入盛有干燥氯气的集气瓶中　干燥的蓝色石蕊试纸不褪色　干燥的蓝色石蕊试纸与Cl2接触时不褪色,说明Cl2无漂白性,因此使蓝色石蕊试纸褪色的不是Cl2,假设不合理
【解析】 (1)氯气溶于水发生反应Cl2+H2OHCl+HClO,所以氯水中所含的分子有Cl2、HClO和H2O。
(2)氯水中所含的离子有Cl-、H+、ClO-、OH-(极少量),使蓝色石蕊试纸变红的离子为H+。
(3)与AgNO3溶液反应生成白色沉淀的是Cl-。(共94张PPT)
第二节　氯及其化合物
第1课时　氯气的性质
1.通过氯原子结构的分析,能从原子结构的角度认识氯元素是一种很活泼的非金属元素,氯气具有强氧化性。2.通过实验探究氯气的化学性质,能掌握氯气与金属单质、非金属单质及水的反应。3.通过氯气与碱反应的学习,能掌握氯气与碱的反应,能说出漂白粉的主要成分、漂白原理及保存方法。
认识氯气的性质
学习任务1
1.氯的原子结构及存在
得1个
氧化性
成盐
NaCl
MgCl2
CaCl2
海水
化合态
2.氯气的物理性质
颜色 状态 气味 毒性 密度 溶解性
色 比空 气大 25 ℃时,1体积的水溶解约 体积的氯气
黄绿
气体
刺激性气味
有毒
2
3.氯气与金属、非金属单质的反应
(1)与金属单质的反应。
白
红棕
黄
棕黄
蓝绿
(2)与非金属单质的反应。
如与H2反应[实验2-7]:
实验操作 实验现象 实验结论
H2在Cl2中 ,发出 色火焰,集气瓶口有 产生 化学方程式:
安静地燃烧
苍白
白雾
1774年,瑞典化学家舍勒研究软锰矿(主要成分是MnO2)时,将软锰矿与浓盐酸混合并加热,得到了一种黄绿色的气体,这种气体有强烈的刺激性气味。
直到1810年,英国化学家戴维经过大量实验研究,才确认这种气体是由一种新元素组成的单质,并将这种元素命名为chlorine。这个名称来自希腊文,有“绿色”的意思。现在储存液氯(干燥常温)的钢瓶也为绿色。
探究　氯气的强氧化性
问题1:对比铁与盐酸、氯气的反应,对氯气的化学性质有什么认识 液氯可用钢瓶储运说明什么
问题2:氯气具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂吗 通过以上材料列举两种氧化性比氯气强的物质。材料中提到的反应可能有什么应用
提示:氯气中氯元素化合价为0,既有氧化性又有还原性,因此既能作氧化剂又能作还原剂;二氧化锰、高锰酸钾等比氯气的氧化性强;材料中提到的反应可用于制氯气。
问题3:我们以前学习的燃烧,都是物质在氧气中的燃烧,现在通过铁在氯气中燃烧、氢气在氯气中燃烧等实验,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识
提示:燃烧不一定有氧气的参与;燃烧是发光、发热的剧烈的氧化还原反应。
归纳拓展
氯气的性质的几点补充
(1)物理性质:氯气易液化,在低温和加压的条件下可以转变为液态和固态;密度比空气的密度大。
(2)化学性质:氯气有强氧化性,可与P、H2、Si等非金属及Na、Fe、Cu等大多数金属直接化合,与变价金属反应时,生成高价态金属氯化物,也可与还原性化合物如KI等发生反应。
1.(2025·北京五十中期中)当遇到氯气泄漏时,可行的避险方法是(　　)
[A] 躲到低洼的地方
[B] 顺风迅速撤离
[C] 逆风往高处逃生
[D] 用NaOH溶液浸湿软布捂住口鼻
C
【解析】 氯气有毒,且密度比空气大,氯气泄漏时应躲到地势较高的地方,A错误,C正确;氯气泄漏时应根据风向,向逆风方向撤离,B错误;NaOH溶液具有腐蚀性,虽然能吸收Cl2,但不能用其浸湿的软布捂住口鼻,D错误。
2.下列关于氯气的说法正确的是(　　)
[A] 红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧,生成黑色固体
[B] 铜丝在氯气中燃烧,生成CuCl2,产生蓝色的烟
[C] H2能在Cl2中安静地燃烧,产生苍白色火焰
[D] 氯原子最外层有7个电子,所以氯元素只有-1价和+7价
C
【解析】 铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁,产生红棕色的烟,A错误;铜丝在氯气中燃烧生成氯化铜,产生棕黄色的固体,B错误;H2能在Cl2中安静地燃烧,集气瓶内产生苍白色火焰,在集气瓶口HCl结合水蒸气还会产生白雾,C正确;氯原子最外层虽有7个电子,但氯元素可以形成除-1价和+7价外的价态,如氯酸钾中氯元素的化合价为+5价,D错误。
3.(2024·江苏南京师大附中月考)下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是(　　)
[A] CuCl2
[B] FeCl3
[C] FeCl2
[D] AlCl3
D
【解析】 Cu与盐酸不反应,A错误;Fe与盐酸反应生成FeCl2,Fe与Cl2反应生成FeCl3,B、C错误;Al与Cl2、盐酸反应,产物都是AlCl3,D正确。
探究氯气与水、碱的反应
学习任务2
1.氯气与水的反应
在25 ℃时,1体积的水可溶解约 体积的氯气,溶于水中的部分氯气与水发生反应,化学方程式为 。
常温下,氯气的水溶液称为氯水。
2
2.漂白原理的探究实验[实验2-8]
实验操作 实验现象 实验结论
有色布条 不褪色 干燥的Cl2
有色布 条褪色 在有H2O存在的条件下,有漂白性物质生成
有色鲜 花褪色 无漂白作用
结论:氯气本身没有漂白性,氯气溶于水能杀菌、消毒及使某些染料和有机色素褪色,是因为氯气与水反应生成了 。
HClO
3.次氯酸的性质
(1)弱酸性。
易溶于水的一元弱酸(酸性比H2CO3还弱),在新制氯水中主要以 的形式存在。
氯气与水反应的化学方程式为 。
HClO
(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)不稳定性。
次氯酸见光易分解: 。
4.氯气与碱的反应
(1)与NaOH溶液反应——制漂白液。
化学方程式: 。
离子方程式: 。
漂白液的有效成分为 。
NaClO
(2)与石灰乳[Ca(OH)2]反应——制漂白粉。
化学方程式: 。
离子方程式: 。
漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2。如果Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使Ca(ClO)2成为主要成分,则可得到漂粉精。
氯气用于自来水消毒已有100多年的历史。目前,大多数城市依然采用氯气消毒法对自来水进行净化、消毒(1 L水里约通入0.002 g氯气即可)。氯气用于自来水消毒的工艺简单、成熟,易于操作,且成本低,可消除和饮用水有关的常见疾病,如伤寒、痢疾、霍乱等。
那么氯气用于自来水消毒的原理是什么 某同学提出三种假设并进行了探究:
[假设]
假设 粒子成分
假设一:简单溶解
假设二:既溶解又部分反应
假设三:
[实验探究] 向充满氯气的锥形瓶中加入50 mL水,振荡,观察现象,取少量水溶液放入试管中,进行表中探究实验。
问题 实验内容 现象 结论
氯水中是否含有Cl2 观察氯水颜色 氯水显浅黄绿色
氯水是否有酸性 用玻璃棒蘸取氯水滴在蓝色石蕊试纸上 蓝色石蕊试纸变红
取少量氯水放入试管中,加入少量小苏打固体 有气泡产生 氯水中是否有Cl- 取少量氯水滴加硝酸银溶液和稀硝酸 有白色沉淀生成
氯水是否还有其他性质 继续观察滴了氯水的蓝色石蕊试纸 先变红后褪色
探究　氯气与水的反应
问题1:帮该同学完成以上实验报告。
提示:[假设]Cl2、H2O　全反应　H2O、新物质
[实验探究]氯水中含有Cl2　氯水有酸性　氯水中有Cl-　氯水有漂白性
问题2:根据上述探究的实验现象,你认为哪个假设正确
提示:假设二。
问题3:能否用pH试纸测量氯水的pH 为什么
提示:不能;因为氯水中含次氯酸,能将pH试纸漂白,无法测得溶液的pH。
问题4:用自来水养金鱼时,往往要先将自来水放置在阳光照射的地方两天以上,再将其倒进鱼缸里面,其间发生的化学反应是什么 若将氯水置于阳光下照射一段时间,溶液的酸碱性有何变化
归纳拓展
新制氯水的成分与性质
1.新制氯水的成分
(1)三分子:Cl2、HClO、H2O。
(2)四离子:H+、Cl-、ClO-、OH-(极少)。
归纳拓展
2.新制氯水中各粒子的性质
归纳拓展
3.液氯、新制氯水、久置氯水的对比
物质 液氯 新制氯水 久置氯水(即盐酸)
成分 Cl2 Cl2、H2O、HClO、 H+、Cl-、ClO-、OH- H2O、H+、Cl-、OH-
类别 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
酸性 无 弱 强
漂白性 无 有 无
保存 特制 钢瓶 棕色试剂瓶盛装,置于阴凉处,一般现用现配 置于普通试剂瓶,使用玻璃塞
题点一　氯水的性质
1.(2025·江苏扬州期中)下列叙述不正确的是(　　)
[A] 向新制氯水中加入少量NaHCO3粉末,产生无色气体,说明氯水中有H+
[B] 新制氯水溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明溶液中有Cl2的存在
[C] 向紫色石蕊溶液中滴加新制氯水,溶液先变红后褪色,说明Cl2具有漂白性
[D] 将氯水加到含酚酞的NaOH溶液中,红色褪去,可能是氯水中H+将OH-中和所致
C
【解析】 向紫色石蕊溶液中滴加新制氯水,溶液先变红后褪色,变红是因为新制氯水呈酸性;由于新制氯水中存在多种粒子,不能说明Cl2具有漂白性,事实上是HClO具有漂白性,C不正确。
2.下列实验过程中,不会产生气体的是(　　)
C
[A] [B] [C] [D]
【解析】 氯气与水反应生成HCl和HClO,HClO在光照条件下分解生成HCl和氧气,A不符合题意;新制氯水中含HCl,与NaHCO3反应生成二氧化碳气体,B不符合题意;新制氯水中的氯离子与硝酸银反应生成氯化银沉淀,C符合题意;久置氯水相当于盐酸,过氧化钠与盐酸反应生成氧气,D不符合题意。
题点二　氯气与碱的反应
3.下列关于反应Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O的说法错误的是(　　)
[A] 可以用此反应制漂白液
[B] 漂白液的有效成分为NaClO
[C] Cl2既是氧化剂又是还原剂
[D] 1个Cl2反应转移2个电子
D
4.(2024·山东济南月考)电石渣的主要成分为Ca(OH)2,以电石渣制备KClO3的流程如图所示。
已知:氯化时,存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2热分解为CaCl2和O2。
(1)生成Ca(ClO)2的化学方程式为 　。
(2)“分解比”是衡量氯化程度的标准,氯化后溶液中CaCl2总质量与Ca(ClO3)2总质量的比值称为“分解比”,随氯化温度升高,分解比的实际值增大的原因可能是
　。
升高温度,Ca(ClO)2分解的量增多,使CaCl2的量变多,Ca(ClO3)2的量
变少
【解析】 (2)升高温度,导致Ca(ClO)2分解的量增多,使CaCl2的量变多,
Ca(ClO3)2的量变少,故分解比的实际值增大。
(3)“转化”时向滤液中加入KCl固体将Ca(ClO3)2转化为KClO3,可能的原因是 　。
相同温度下,KClO3的溶解度比Ca(ClO3)2的小
【解析】 (3)在一定条件下,可将溶解度较大的物质向溶解度较小的物质转化,则“转化”时向滤液中加入KCl固体将Ca(ClO3)2转化为KClO3,可能的原因是相同温度下,KClO3的溶解度比Ca(ClO3)2的小。
知识整合
氯气是一种重要的化工原料,在生产、生活中有着广泛的用途。请回答下列问题。
(1)将氯气通过软管通入鼠洞中,可以用来消灭田鼠。在此过程中利用了氯气下列性质中的　　　　(填字母,下同)。
①黄绿色　②密度比空气大　③有毒　④溶于水
A.①②　　　　　　　　B.②③　　　　　　　　C.③④
B
【解析】 (1)将氯气通过软管通入鼠洞中消灭田鼠,利用了氯气的密度大于空气的,有利于向下扩散,还利用了氯气有毒的性质,B正确。
(2)常用氯气给自来水消毒,某同学用该自来水配制下列物质的溶液,会使药品明显变质的是　　　　。
①NaOH　②AgNO3　③NaHCO3　④MgCl2
A.①②③　　　　　　　B.①②④　　　　　　　C.全部
A
【解析】 (2)Cl2溶于水生成HCl,能与NaOH、AgNO3、NaHCO3反应,会使三者变质,氯水中的成分与氯化镁不反应,不会使其变质,故A正确。
(3)氯气和石灰乳反应可以制得漂白粉,写出制取漂白粉的离子方程式:
　 。
水中加入漂白粉进行杀菌、消毒,其生效原理的离子方程式为
　　　　　 　　　　　　　。
(4)某同学应用如图所示的方法研究物质的性质,其中气体A的主要成分是氯气,杂质是水蒸气。回答下列问题。
①该项研究(实验)的主要目的是　 。
探究Cl2与HClO谁具有漂白性
【解析】 (4)①该项研究(实验)的主要目的是探究Cl2与HClO谁具有漂白性。
②与研究目的直接相关的实验现象是　 。
B中的布条不褪色,C中的布条褪色
【解析】 ②实验中可看到B中的布条不褪色,C中的布条褪色,通过B处现象可证明Cl2本身不具有漂白性,C中现象可证明氯气与水生成的HClO具有漂白性。
③从物质性质的方面来看,这样的实验设计还存在隐患,表现是
　 。
Cl2会
污染空气
【解析】 ③Cl2是有毒气体,会污染空气。
④D处装置中最好盛有　　　　(填字母)。
A.H2O　　　　　　　　　　　B.NaOH溶液　　　　　　　　　
C.澄清石灰水
B
【解析】 D中盛装NaOH溶液可吸收多余的Cl2,防止污染空气;而Cl2在水中溶解度较小,不能用水吸收Cl2;澄清石灰水浓度太小,不能确保Cl2完全除尽。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以氯气的用途和性质实验设计为素材,考查氯气的主要性质及应用性质解决实际问题的能力。
素养立意:通过探究氯气有无漂白性实验方案的设计等问题,培养应用化学知识和方法解决实际生产、生活中简单的化学问题,促进科学态度与社会责任核心素养发展。
思考点拨:解答此类问题,首先要从情境中提炼出化学要素,如本题为Cl2;然后联想其相关性质,如物理性质有密度比空气的大、能溶于水等,化学性质有与水、碱反应等;再对任务进行解读,选择合适的知识与题目情境结合进行解答,如本题中,既要吸收又要避免氯气对人的伤害和环境污染,由此做出正确合理的选择。
(时间:30分钟　分值:77分)
(选择题1～13题,每小题3分,共39分)
(一)氯气的物理性质　与金属、非金属反应
1.下列说法正确的是(　　)
[A] 用鼻子对着盛有氯气的瓶口,就可以嗅到氯气的气味
[B] 用向下排空气法可以收集到纯净的氯气
[C] 贮氯罐意外泄漏,应沿逆风方向疏散群众
[D] 氯气车间液氯泄漏时,应弯腰逃离氯气泄漏区域
C
【解析】 闻气体气味的方法是用手轻轻地在瓶口扇动,仅使少量的气体飘入鼻孔,不能直接用鼻子闻,A不正确;氯气密度比空气大,可用向上排空气法收集氯气,B不正确;氯气是一种有毒的气体,氯气会顺着风向扩散,疏散群众时应该逆着风向,C正确;氯气密度比空气大,泄漏时离地面越近氯气浓度越大,应尽量远离地面逃生,D不正确。
2.(2025·上海控江中学月考)下列实验或制法描述正确的是(　　)
[A] H2在Cl2中安静燃烧,瓶口产生白烟
[B] 工业上用Cl2和铁反应制备FeCl2
[C] 钠在氯气中燃烧产生黄色的烟
[D] 工业上采用H2在Cl2中燃烧生成HCl
D
【解析】 H2在Cl2中安静燃烧,发出苍白色火焰,生成的HCl和空气中的水蒸气形成酸雾,故瓶口产生白雾,A错误;工业上用Cl2和铁反应制备FeCl3,B错误;钠在Cl2中燃烧生成NaCl,产生白色的烟,C错误;H2在Cl2中燃烧生成HCl,D正确。
3.下列有关氯气的叙述错误的是(　　)
[A] 红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
[B] 氯气氧化性强,常温下干燥的氯气就能与铁反应
[C] 光照氯气和氢气的混合物会发生爆炸
[D] 液氯是纯净物
B
【解析】 铜在氯气中剧烈燃烧生成CuCl2,产生棕黄色的烟,A正确;虽然氯气氧化性强,但常温下干燥的氯气不能与铁反应,需在加热或点燃条件下反应,B错误;光照条件下,氯气和氢气的混合物会发生爆炸,C正确;液氯是氯气的液体单质,是纯净物,D正确。
(二)氯气与水、碱的反应
4.(2025·江苏扬州一中期中)将氯气持续通入紫色石蕊溶液中,溶液颜色呈如图变化:
下列关于溶液中导致变色的粒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是(　　)
[A] HCl、HClO、Cl2 [B] H+、Cl-、Cl2
[C] HCl、ClO-、Cl2 [D] H+、HClO、Cl2
D
【解析】 Cl2与水反应生成HCl、HClO,HCl在溶液中电离出H+,能使紫色石蕊溶液变红;溶液中的HClO具有漂白性,能使红色褪去;随着持续通入Cl2,最后形成饱和氯水,使溶液呈浅黄绿色,结合分析可知,D正确。
5.为增强漂白液的消毒作用,最佳做法为(　　)
[A] 加少量稀醋酸
[B] 用水湿润
[C] 加入苛性钠溶液
[D] 加入少量氯化钙
A
【解析】 漂白液的主要成分为次氯酸盐,次氯酸盐遇到酸反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,能起到消毒、杀菌的作用,所以为增强漂白液的消毒作用,最好加入少量稀醋酸或稀硫酸等,能更快、更多地生成次氯酸,增强消毒作用,A符合题意。
6.数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连,实现实验数据的即时采集和分析。如图是光照过程中氯水的pH变化情况。下列有关说法错误的是(　　)
[A] pH减小的主要原因是光照引起了Cl2溶解度的减小,氯气逸出
[B] 光照使氯水中的次氯酸分解产生了盐酸,溶液的酸性增强,导电能力也增强
[C] 随着光照时间的延长,氯水的颜色变浅,故氯水应该储存于棕色瓶中
A
7.氯水可作漂白剂或消毒剂,但因氯气的溶解度不大,且氯气不便于保存,生活中常用的含氯消毒剂是“84”消毒液或漂白粉。下列说法正确的是(　　)
[A] 漂白粉的有效成分为氯化钙与次氯酸钙
[B] “84”消毒液与“洁厕灵”(主要成分是稀盐酸)混用可增强漂白效果
[C] 工业上将氯气溶于NaOH溶液中制备漂白粉
[D] 漂白粉要干燥和密封保存
D
8.(2025·四川成都期中)下列关于物质的性质与用途不具有对应关系的是(　　)
[A] 盐酸具有酸性,可用于金属除锈
[B] Cl2能溶于水,可用于工业制盐酸
[C] 常温下氯气与铁不反应,液氯可以保存在干燥的钢瓶中
[D] NaHCO3与盐酸反应,可用作抗酸药
B
综合应用
【解析】 盐酸能和铁锈的主要成分氧化铁反应,A正确;Cl2与H2反应生成的HCl溶于水得到盐酸,可用于工业制盐酸,与Cl2能溶于水的性质无关,B错误;常温下Cl2与铁不反应,即常温下,液氯可保存在干燥的钢瓶中储运,C正确;
NaHCO3碱性很弱,对人体刺激较小,可用于中和过多的胃酸,即NaHCO3可用作抗酸药,D正确。
9.如图,在a处通入Cl2,当关闭b活塞时,c处湿润的红色布条没有明显变化,当打开b活塞时,c处湿润的红色布条逐渐褪色,则d瓶中所装的液体是(　　)
[A] 水 [B] 浓硫酸
[C] NaOH溶液 [D] NaCl溶液
C
【解析】 氯气虽然能溶于水,但很难被水完全吸收,所以仍有一部分氯气进入c中,A不符合题意;浓硫酸能干燥氯气,干燥的氯气进入c中后,仍能使湿润的红色布条褪色,B不符合题意;NaOH溶液能将氯气完全吸收,进入c中的气体不含有氯气,湿润的红色布条不褪色,C符合题意;氯气在NaCl溶液中溶解度很小,大部分氯气逸出,c中湿润的红色布条褪色,D不符合题意。
10.某同学在检验新制氯水的性质时,误将几滴新制的氯水点在一pH试纸上,现象如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
[A] 新制氯水中含有氯气,该实验说明Cl2具有漂白性
[B] 红色在外侧,说明H+向外扩散的速度比HClO快
[C] 将实验后变白的pH试纸放置一会儿,白色又会变红
[D] 若用久置的氯水进行实验,现象相同
B
11.(2025·北京二十二中期中)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)
[A] 向氯水中加入有色布条,有色布条褪色,说明氯水中Cl2有漂白性
[B] 向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
[C] 向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
[D] 氯水呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
A
【解析】 溶液中HClO具有漂白性,可使有色布条褪色,A不正确;溶液与AgNO3反应产生白色沉淀,只能是Cl-与Ag+反应生成AgCl白色沉淀,说明氯水中含有Cl-,B正确;氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,即溶液呈酸性,存在H+,产生CO2气体,C正确;Cl2呈黄绿色,氯水呈浅黄绿色是由于含有Cl2,D正确。
12.(2025·江苏南京一中期中)NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质,如图所示。下列说法正确的是(　　)
[A] 氢气和氯气混合光照时会产生苍白色火焰
[B] 石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂
[C] 常温下,干燥的Cl2能用钢瓶贮运,所以Cl2不能与铁反应
[D] 图示中涉及的反应都是氧化还原反应
B
【解析】 氢气在氯气中点燃时会产生苍白色火焰,混合光照会发生爆炸,A错误;石灰乳与Cl2反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和水,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂,B正确;Cl2与铁在加热或潮湿的环境下易反应,干燥和常温条件下不反应,C错误;制备NaHCO3和NaHCO3分解均不是氧化还原反应,D错误。
13.下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是(　　)
①漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
②漂白粉和Fe(OH)3胶体都常用于自来水的处理,二者的作用原理不相同
③漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应
④漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
[A] ②④ [B] ①②
[C] ③④ [D] ①③
B
14.(18分)氯气是一种重要的化工原料。
(1)氯气是一种黄绿色非金属单质气体,能与大多数金属化合,生成金属氯化物。写出铁与氯气在加热条件下反应的化学方程式: 　。
(2)氯气和NaOH溶液反应可以制得漂白液,该漂白液中的有效成分是
　 (填化学式)。
NaClO
(3)氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据新制氯水分别与如图四种物质发生的反应,回答下列问题。
①c过程的化学方程式为 　　　　 　　　　　。
②b过程所观察到的现象为 　,证明氯水中存在　　　、
　　　　(填字母,下同),a过程证明了氯水中存在　　　　,d过程发现氯水淡黄绿色褪去,证明了氯水中存在　　,c过程证明了氯水中存在　　　　。
A.Cl2 B.Cl-
C.HClO D.H+
溶液先变红后褪色
D　
C　
D　
A　
B
【解析】 ②新制氯水中含盐酸和次氯酸,因含H+而显酸性,使石蕊溶液变红;HClO具有漂白性,使石蕊溶液褪色。b过程的现象为溶液先变红后褪色,证明氯水中存在H+和HClO;a过程中新制氯水与饱和NaHCO3溶液反应,有CO2气体生成,说明氯水中存在H+;d过程中氯水淡黄绿色褪去,即Cl2与NaOH溶液反应,可说明氯水中存在Cl2。
15.(20分)下列是某化学课外活动小组探究氯水漂白性的活动记录:
[观察]氯气的颜色为黄绿色;氯水的颜色为浅黄绿色。
[预测]氯水中含有氯气分子。
[实验操作]用两根玻璃棒分别蘸取盐酸和氯水,各滴在一片蓝色石蕊试纸上。
[实验现象]滴有盐酸的试纸变红,滴有氯水的试纸中间变为白色,外圈变红。
(1)氯水中所含的分子有　 。
Cl2、H2O、HClO
(2)氯水中所含的离子有　 ,
使蓝色石蕊试纸变红的离子为　 。
Cl-、H+、ClO-、OH-(极少量)　
H+
【解析】 (2)氯水中所含的离子有Cl-、H+、ClO-、OH-(极少量),使蓝色石蕊试纸变红的离子为H+。
(3)氯水中某组分能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,则对应的离子方程式为 　 。
【解析】 (3)与AgNO3溶液反应生成白色沉淀的是Cl-。
(4)(每空4分)假设使蓝色石蕊试纸褪色的是Cl2,请你设计一个实验验证该假设是否合理。
[实验操作] 　。
[实验现象]　 。
[分析与结论]
　。
将干燥的蓝色石蕊试纸伸入盛有干燥氯气的集气瓶中
干燥的蓝色石蕊试纸不褪色
干燥的蓝色石蕊试纸与Cl2接触时不褪色,说明Cl2无漂白性,
因此使蓝色石蕊试纸褪色的不是Cl2,假设不合理第二节　氯及其化合物
第1课时　氯气的性质
[学习目标]　1.通过氯原子结构的分析,能从原子结构的角度认识氯元素是一种很活泼的非金属元素,氯气具有强氧化性。2.通过实验探究氯气的化学性质,能掌握氯气与金属单质、非金属单质及水的反应。3.通过氯气与碱反应的学习,能掌握氯气与碱的反应,能说出漂白粉的主要成分、漂白原理及保存方法。
学习任务1　认识氯气的性质
1.氯的原子结构及存在
2.氯气的物理性质
颜色 状态 气味 毒性 密度 溶解性
黄绿色 气体 刺激性气味 有毒 比空 气大 25 ℃时,1体积的水溶解约 2体积的氯气
3.氯气与金属、非金属单质的反应
(1)与金属单质的反应。
项目 反应现象 化学方程式
与钠 反应 剧烈燃烧,产生大量白色烟 2Na+Cl22NaCl
与铁 反应 产生大量红棕色烟,溶于水后,溶液呈黄色 2Fe+3Cl22FeCl3
与铜 反应 产生大量棕黄色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色 Cu+Cl2CuCl2
(2)与非金属单质的反应。
如与H2反应[实验2-7]:
实验操作 实验现象 实验结论
H2在Cl2中安静地燃烧 ,发出苍白色火焰,集气瓶口有白雾产生 化学方程式: H2+Cl22HCl
　　1774年,瑞典化学家舍勒研究软锰矿(主要成分是MnO2)时,将软锰矿与浓盐酸混合并加热,得到了一种黄绿色的气体,这种气体有强烈的刺激性气味。
　　直到1810年,英国化学家戴维经过大量实验研究,才确认这种气体是由一种新元素组成的单质,并将这种元素命名为chlorine。这个名称来自希腊文,有“绿色”的意思。现在储存液氯(干燥常温)的钢瓶也为绿色。
探究　氯气的强氧化性
问题1:对比铁与盐酸、氯气的反应,对氯气的化学性质有什么认识 液氯可用钢瓶储运说明什么
问题2:氯气具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂吗 通过以上材料列举两种氧化性比氯气强的物质。材料中提到的反应可能有什么应用
问题3:我们以前学习的燃烧,都是物质在氧气中的燃烧,现在通过铁在氯气中燃烧、氢气在氯气中燃烧等实验,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识
氯气的性质的几点补充
(1)物理性质:氯气易液化,在低温和加压的条件下可以转变为液态和固态;密度比空气的密度大。
(2)化学性质:氯气有强氧化性,可与P、H2、Si等非金属及Na、Fe、Cu等大多数金属直接化合,与变价金属反应时,生成高价态金属氯化物,也可与还原性化合物如KI等发生反应。
1.(2025·北京五十中期中)当遇到氯气泄漏时,可行的避险方法是(　　)
[A] 躲到低洼的地方
[B] 顺风迅速撤离
[C] 逆风往高处逃生
[D] 用NaOH溶液浸湿软布捂住口鼻
2.下列关于氯气的说法正确的是(　　)
[A] 红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧,生成黑色固体
[B] 铜丝在氯气中燃烧,生成CuCl2,产生蓝色的烟
[C] H2能在Cl2中安静地燃烧,产生苍白色火焰
[D] 氯原子最外层有7个电子,所以氯元素只有-1价和+7价
3.(2024·江苏南京师大附中月考)下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是(　　)
[A] CuCl2 [B] FeCl3
[C] FeCl2 [D] AlCl3
学习任务2　探究氯气与水、碱的反应
1.氯气与水的反应
在25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气,溶于水中的部分氯气与水发生反应,化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。
常温下,氯气的水溶液称为氯水。
2.漂白原理的探究实验[实验2-8]
实验操作 实验现象 实验结论
有色布条 不褪色 干燥的Cl2 无漂白作用
有色布 条褪色 在有H2O存在的条件下,有漂白性物质生成
有色鲜 花褪色
结论:氯气本身没有漂白性,氯气溶于水能杀菌、消毒及使某些染料和有机色素褪色,是因为氯气与水反应生成了HClO。
3.次氯酸的性质
(1)弱酸性。
易溶于水的一元弱酸(酸性比H2CO3还弱),在新制氯水中主要以HClO的形式存在。
氯气与水反应的化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。
(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)不稳定性。
次氯酸见光易分解:2HClO2HCl+O2↑。
4.氯气与碱的反应
(1)与NaOH溶液反应——制漂白液。
化学方程式:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
离子方程式:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。
漂白液的有效成分为NaClO。
(2)与石灰乳[Ca(OH)2]反应——制漂白粉。
化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
离子方程式:Cl2+Ca(OH)2Ca2++Cl-+ClO-+H2O。
漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2。如果Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使Ca(ClO)2成为主要成分,则可得到漂粉精。
　　氯气用于自来水消毒已有100多年的历史。目前,大多数城市依然采用氯气消毒法对自来水进行净化、消毒(1 L水里约通入0.002 g氯气即可)。氯气用于自来水消毒的工艺简单、成熟,易于操作,且成本低,可消除和饮用水有关的常见疾病,如伤寒、痢疾、霍乱等。
那么氯气用于自来水消毒的原理是什么 某同学提出三种假设并进行了探究:
[假设]
假设 粒子成分
假设一:简单溶解 　　　
假设二:既溶解又部分反应 Cl2、H2O、新物质
假设三:　　　 　　　
[实验探究] 向充满氯气的锥形瓶中加入50 mL水,振荡,观察现象,取少量水溶液放入试管中,进行表中探究实验。
问题 实验内容 现象 结论
氯水中 是否含有Cl2 观察氯水颜色 氯水显浅黄绿色
氯水是否有酸性 用玻璃棒蘸取氯水滴在蓝色石蕊试纸上 蓝色石蕊试纸变红
取少量氯水放入试管中,加入少量小苏打固体 有气泡产生
氯水中是否有Cl- 取少量氯水滴加硝酸银溶液和稀硝酸 有白色沉淀生成
氯水是否还有其他性质 继续观察滴了氯水的蓝色石蕊试纸 先变红后褪色
探究　氯气与水的反应
问题1:帮该同学完成以上实验报告。
[实验探究]氯水中含有Cl2　氯水有酸性　氯水中有Cl-　氯水有漂白性
问题2:根据上述探究的实验现象,你认为哪个假设正确
问题3:能否用pH试纸测量氯水的pH 为什么
问题4:用自来水养金鱼时,往往要先将自来水放置在阳光照射的地方两天以上,再将其倒进鱼缸里面,其间发生的化学反应是什么 若将氯水置于阳光下照射一段时间,溶液的酸碱性有何变化
新制氯水的成分与性质
1.新制氯水的成分
(1)三分子:Cl2、HClO、H2O。
(2)四离子:H+、Cl-、ClO-、OH-(极少)。
2.新制氯水中各粒子的性质
3.液氯、新制氯水、久置氯水的对比
物质 液氯 新制氯水 久置氯水 (即盐酸)
成分 Cl2 Cl2、H2O、 HClO、H+、Cl-、 ClO-、OH- H2O、H+、 Cl-、OH-
类别 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
酸性 无 弱 强
漂白性 无 有 无
保存 特制 钢瓶 棕色试剂瓶盛装,置于阴凉处,一般现用现配 置于普通试剂瓶,使用玻璃塞
题点一　氯水的性质
1.(2025·江苏扬州期中)下列叙述不正确的是(　　)
[A] 向新制氯水中加入少量NaHCO3粉末,产生无色气体,说明氯水中有H+
[B] 新制氯水溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明溶液中有Cl2的存在
[C] 向紫色石蕊溶液中滴加新制氯水,溶液先变红后褪色,说明Cl2具有漂白性
[D] 将氯水加到含酚酞的NaOH溶液中,红色褪去,可能是氯水中H+将OH-中和所致
2.下列实验过程中,不会产生气体的是(　　)
[A] [B] [C] [D]
题点二　氯气与碱的反应
3.下列关于反应Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O的说法错误的是(　　)
[A] 可以用此反应制漂白液
[B] 漂白液的有效成分为NaClO
[C] Cl2既是氧化剂又是还原剂
[D] 1个Cl2反应转移2个电子
4.(2024·山东济南月考)电石渣的主要成分为Ca(OH)2,以电石渣制备KClO3的流程如图
所示。
已知:氯化时,存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2热分解为CaCl2和O2。
(1)生成Ca(ClO)2的化学方程式为 　。
(2)“分解比”是衡量氯化程度的标准,氯化后溶液中CaCl2总质量与Ca(ClO3)2总质量的比值称为“分解比”,随氯化温度升高,分解比的实际值增大的原因可能是 　。
(3)“转化”时向滤液中加入KCl固体将Ca(ClO3)2转化为KClO3,可能的原因是 　。
(2)升高温度,Ca(ClO)2分解的量增多,使CaCl2的量变多,Ca(ClO3)2的量变少
(3)相同温度下,KClO3的溶解度比Ca(ClO3)2的小
(2)升高温度,导致Ca(ClO)2分解的量增多,使CaCl2的量变多,Ca(ClO3)2的量变少,故分解比的实际值增大。
(3)在一定条件下,可将溶解度较大的物质向溶解度较小的物质转化,则“转化”时向滤液中加入KCl固体将Ca(ClO3)2转化为KClO3,可能的原因是相同温度下,KClO3的溶解度比Ca(ClO3)2的小。
[footnoteRef:0]　　　　　　　　　 　　　　　 　　　　　 [0:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以氯气的用途和性质实验设计为素材,考查氯气的主要性质及应用性质解决实际问题的能力。
素养立意:通过探究氯气有无漂白性实验方案的设计等问题,培养应用化学知识和方法解决实际生产、生活中简单的化学问题,促进科学态度与社会责任核心素养发展。
思考点拨:解答此类问题,首先要从情境中提炼出化学要素,如本题为Cl2;然后联想其相关性质,如物理性质有密度比空气的大、能溶于水等,化学性质有与水、碱反应等;再对任务进行解读,选择合适的知识与题目情境结合进行解答,如本题中,既要吸收又要避免氯气对人的伤害和环境污染,由此做出正确合理的选择。]
氯气是一种重要的化工原料,在生产、生活中有着广泛的用途。请回答下列问题。
(1)将氯气通过软管通入鼠洞中,可以用来消灭田鼠。在此过程中利用了氯气下列性质中的
　　　　(填字母,下同)。
①黄绿色　②密度比空气大　③有毒　④溶于水
A.①②　　　　　　　　B.②③　　　　　　　　C.③④
(2)常用氯气给自来水消毒,某同学用该自来水配制下列物质的溶液,会使药品明显变质的是　　　　。
①NaOH　②AgNO3　③NaHCO3　④MgCl2
A.①②③　　　　　　　B.①②④　　　　　　　C.全部
(3)氯气和石灰乳反应可以制得漂白粉,写出制取漂白粉的离子方程式:　 。
水中加入漂白粉进行杀菌、消毒,其生效原理的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　。
(4)某同学应用如图所示的方法研究物质的性质,其中气体A的主要成分是氯气,杂质是水蒸气。回答下列问题。
①该项研究(实验)的主要目的是　 。
②与研究目的直接相关的实验现象是　 。
③从物质性质的方面来看,这样的实验设计还存在隐患,表现是　 。
④D处装置中最好盛有　　　　(填字母)。
A.H2O　　　　　　　　　　　B.NaOH溶液　　　　　　　　　C.澄清石灰水
(3)Cl2+Ca(OH)2Ca2++Cl-+ClO-+H2O　Ca2++2ClO-+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO
(4)①探究Cl2与HClO谁具有漂白性　②B中的布条不褪色,C中的布条褪色　③Cl2会污染空气　④B
(2)Cl2溶于水生成HCl,能与NaOH、AgNO3、NaHCO3反应,会使三者变质,氯水中的成分与氯化镁不反应,不会使其变质,故A正确。
(3)制备漂白粉时,由于石灰乳是悬浊液,书写离子方程式时Ca(OH)2需写成化学式,即该反应的离子方程式为Cl2+Ca(OH)2Ca2++Cl-+ClO-+H2O;水中加入漂白粉进行杀菌、消毒,是漂白粉转化成了HClO的缘故,其离子方程式为Ca2++2ClO-+CO2+H2OCaCO3↓+
2HClO。
(4)①该项研究(实验)的主要目的是探究Cl2与HClO谁具有漂白性。②实验中可看到B中的布条不褪色,C中的布条褪色,通过B处现象可证明Cl2本身不具有漂白性,C中现象可证明氯气与水生成的HClO具有漂白性。③Cl2是有毒气体,会污染空气。④D中盛装NaOH溶液可吸收多余的Cl2,防止污染空气;而Cl2在水中溶解度较小,不能用水吸收Cl2;澄清石灰水浓度太小,不能确保Cl2完全除尽。
(时间:30分钟　分值:77分)
(选择题1～13题,每小题3分,共39分)
(一)氯气的物理性质　与金属、非金属反应
1.下列说法正确的是(　　)
[A] 用鼻子对着盛有氯气的瓶口,就可以嗅到氯气的气味
[B] 用向下排空气法可以收集到纯净的氯气
[C] 贮氯罐意外泄漏,应沿逆风方向疏散群众
[D] 氯气车间液氯泄漏时,应弯腰逃离氯气泄漏区域
2.(2025·上海控江中学月考)下列实验或制法描述正确的是(　　)
[A] H2在Cl2中安静燃烧,瓶口产生白烟
[B] 工业上用Cl2和铁反应制备FeCl2
[C] 钠在氯气中燃烧产生黄色的烟
[D] 工业上采用H2在Cl2中燃烧生成HCl
3.下列有关氯气的叙述错误的是(　　)
[A] 红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
[B] 氯气氧化性强,常温下干燥的氯气就能与铁反应
[C] 光照氯气和氢气的混合物会发生爆炸
[D] 液氯是纯净物
(二)氯气与水、碱的反应
4.(2025·江苏扬州一中期中)将氯气持续通入紫色石蕊溶液中,溶液颜色呈如图变化:
下列关于溶液中导致变色的粒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是(　　)
[A] HCl、HClO、Cl2 [B] H+、Cl-、Cl2
[C] HCl、ClO-、Cl2 [D] H+、HClO、Cl2
5.为增强漂白液的消毒作用,最佳做法为(　　)
[A] 加少量稀醋酸
[B] 用水湿润
[C] 加入苛性钠溶液
[D] 加入少量氯化钙
6.数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连,实现实验数据的即时采集和分析。如图是光照过程中氯水的pH变化情况。下列有关说法错误的是(　　)
[A] pH减小的主要原因是光照引起了Cl2溶解度的减小,氯气逸出
[B] 光照使氯水中的次氯酸分解产生了盐酸,溶液的酸性增强,导电能力也增强
[C] 随着光照时间的延长,氯水的颜色变浅,故氯水应该储存于棕色瓶中
[D] 新制氯水中逐滴加入稀氢氧化钠溶液,可能发生化学反应NaOH+HClNaCl+H2O
7.氯水可作漂白剂或消毒剂,但因氯气的溶解度不大,且氯气不便于保存,生活中常用的含氯消毒剂是“84”消毒液或漂白粉。下列说法正确的是(　　)
[A] 漂白粉的有效成分为氯化钙与次氯酸钙
[B] “84”消毒液与“洁厕灵”(主要成分是稀盐酸)混用可增强漂白效果
[C] 工业上将氯气溶于NaOH溶液中制备漂白粉
[D] 漂白粉要干燥和密封保存
综合应用
8.(2025·四川成都期中)下列关于物质的性质与用途不具有对应关系的是(　　)
[A] 盐酸具有酸性,可用于金属除锈
[B] Cl2能溶于水,可用于工业制盐酸
[C] 常温下氯气与铁不反应,液氯可以保存在干燥的钢瓶中
[D] NaHCO3与盐酸反应,可用作抗酸药
9.如图,在a处通入Cl2,当关闭b活塞时,c处湿润的红色布条没有明显变化,当打开b活塞时,c处湿润的红色布条逐渐褪色,则d瓶中所装的液体是(　　)
[A] 水 [B] 浓硫酸
[C] NaOH溶液 [D] NaCl溶液
10.某同学在检验新制氯水的性质时,误将几滴新制的氯水点在一pH试纸上,现象如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
[A] 新制氯水中含有氯气,该实验说明Cl2具有漂白性
[B] 红色在外侧,说明H+向外扩散的速度比HClO快
[C] 将实验后变白的pH试纸放置一会儿,白色又会变红
[D] 若用久置的氯水进行实验,现象相同
11.(2025·北京二十二中期中)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)
[A] 向氯水中加入有色布条,有色布条褪色,说明氯水中Cl2有漂白性
[B] 向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
[C] 向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
[D] 氯水呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
12.(2025·江苏南京一中期中)NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质,如图所示。下列说法正确的是(　　)
[A] 氢气和氯气混合光照时会产生苍白色火焰
[B] 石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂
[C] 常温下,干燥的Cl2能用钢瓶贮运,所以Cl2不能与铁反应
[D] 图示中涉及的反应都是氧化还原反应
13.下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是(　　)
①漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
②漂白粉和Fe(OH)3胶体都常用于自来水的处理,二者的作用原理不相同
③漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应
④漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
[A] ②④ [B] ①②
[C] ③④ [D] ①③
14.(18分)氯气是一种重要的化工原料。
(1)氯气是一种黄绿色非金属单质气体,能与大多数金属化合,生成金属氯化物。写出铁与氯气在加热条件下反应的化学方程式: 　。
(2)氯气和NaOH溶液反应可以制得漂白液,该漂白液中的有效成分是　 (填化学式)。
(3)氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据新制氯水分别与如图四种物质发生的反应,回答下列问题。
①c过程的化学方程式为 　　　　　　　　　。
②b过程所观察到的现象为 　,证明氯水中存在　　 　　、
　　　　(填字母,下同),a过程证明了氯水中存在　　　　,d过程发现氯水淡黄绿色褪去,证明了氯水中存在　　　　,c过程证明了氯水中存在　　　　。
A.Cl2 B.Cl- C.HClO D.H+
15.(20分)下列是某化学课外活动小组探究氯水漂白性的活动记录:
[观察]氯气的颜色为黄绿色;氯水的颜色为浅黄绿色。
[预测]氯水中含有氯气分子。
[实验操作]用两根玻璃棒分别蘸取盐酸和氯水,各滴在一片蓝色石蕊试纸上。
[实验现象]滴有盐酸的试纸变红,滴有氯水的试纸中间变为白色,外圈变红。
[分析与结论]氯水呈浅黄绿色,说明氯水中有氯气分子。滴有氯水的蓝色石蕊试纸外圈变红,说明氯水中有能使试纸变红的酸,中间变为白色,说明氯水中有能够使有色物质褪色的物质。
[问题与思考]氯气溶于水发生反应Cl2+H2OHCl+HClO,溶液中的水和HCl都没有漂白作用,能够使有色物质褪色的物质是氯水中的氯气分子还是氯水中的次氯酸呢 还是两者都有漂白作用
(1)氯水中所含的分子有　 。
(2)氯水中所含的离子有　 ,
使蓝色石蕊试纸变红的离子为　 。
(3)氯水中某组分能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,则对应的离子方程式为 　 。
(4)(每空4分)假设使蓝色石蕊试纸褪色的是Cl2,请你设计一个实验验证该假设是否合理。
[实验操作] 　。
[实验现象]　 。
[分析与结论] 　。 第2课时　氯气的实验室制法及氯离子的检验
[学习目标]　1.通过“氯气的实验室制法”的学习,能利用氯气的性质和反应,设计氯气制备、净化、干燥等简单任务的方案。2.通过“氯气实验室制法”的学习,学会实验室制取一般气体所需的装置及连接顺序。3.通过“氯离子检验”的学习,能利用氯离子的性质设计实验进行检验和鉴别。
学习任务1　探究氯气的实验室制法
1.反应原理
(1)化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
2.仪器装置
(1)气体发生装置类型:固+液气。
(2)发生装置所用玻璃仪器:分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。
3.收集方法
(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。
(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。
4.验满方法
观察到C中充满黄绿色气体,则证明已集满。
5.尾气处理
烧杯D中盛放的液体是NaOH溶液,该液体的作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
反应的化学方程式:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
　　实验室中仍沿用舍勒的MnO2和浓盐酸加热法制备Cl2,1833年研究电学的法拉第发现电解氯化钠溶液也能制得Cl2,即2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
探究　氯气的制备原理
问题1:请用双线桥法表示实验室制备氯气的反应中的电子转移情况。该反应中作还原剂的HCl占参加反应的HCl的多少 实验表明,将含有14.6 g HCl的浓溶液与足量MnO2反应制备氯气,发现制得的氯气的质量远小于7.1 g(操作和收集都规范正确),其原因可能是什么
问题2:实验室制取氯气反应的实质是利用强氧化剂(如MnO2)将氯元素的化合价从-1价氧化到0价。KMnO4是一种比MnO2更强的氧化剂,常温下即可与浓盐酸反应生成Cl2,同时生成Mn2+。试写出KMnO4与浓盐酸反应的化学方程式,并分析该反应中作还原剂的HCl占参加反应的HCl的多少。
问题3:用浓盐酸和MnO2共热或KMnO4与浓盐酸反应制取的Cl2中会混有哪些可能的杂质 如何除去
问题4:材料中提到的氯气制备方法中,哪一种适合工业生产 说明理由。
实验室制取干燥纯净的氯气
(1)基本思路。
说明:用湿润的淀粉-KI试纸检验Cl2的原理为2KI+Cl22KCl+I2,现象为淀粉-KI试纸变蓝。
(2)实验装置。
(3)注意事项。
①实验室用MnO2和盐酸制Cl2,盐酸必须为浓盐酸,因随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,变成稀盐酸时,反应停止。为减少浓盐酸的挥发,需慢慢滴加浓盐酸,并用小火加热。
②KMnO4的氧化性强于MnO2的氧化性,实验室可用KMnO4与浓盐酸反应制Cl2,采用固液不加热装置。
③在MnO2和浓盐酸的反应中,浓盐酸体现了还原性和酸性。
④饱和食盐水的作用是既能除去Cl2中的HCl,又可减少Cl2在H2O中的溶解。
⑤浓硫酸的作用是干燥Cl2。
⑥组装实验装置时,一定是先除杂后干燥,且要有尾气吸收装置;除杂、干燥、收集和尾气处理时导管都是长进短出。
1.(2025·江苏无锡一中期中)实验室制备氯气的方法有多种,下列说法错误的是(　　)
[A] KClO3与浓盐酸制备Cl2时,盐酸既表现酸性又表现还原性
[B] Ca(ClO)2与浓盐酸制备Cl2时,Cl2既是氧化产物又是还原产物
[C] KMnO4、Ca(ClO)2分别与浓盐酸反应,产生等量Cl2时转移电子数也相同
[D] KMnO4和浓盐酸制备Cl2不需要加热,因此不能用盐酸来酸化KMnO4溶液
2.1774年,瑞典化学家舍勒发现了制备氯气的方法。在此启发下,兴趣小组利用以下装置进行如下实验,其中能够达到目的的是(　　)
[A] 制取Cl2 [B] 除去Cl2中的HCl
[C] 收集Cl2 [D] 吸收尾气中的Cl2
3.在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验,所用仪器如图所示。
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母):　　　　接　　　　;　　 　接　　　　;　　　　接　　　　;　　　　接　　　　。
(2)写出气体发生装置中进行反应的离子方程式: 　　　　　　　　　　。
(3)装置中,饱和食盐水的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;NaOH溶液的作用是　 。
(4)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生,可观察到　　　　　　　　　　,反应的化学方程式为　 　。
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)除去氯气中的HCl杂质　吸收过量的氯气
(4)试纸变蓝　2KI+Cl22KCl+I2
(2)根据MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O写离子方程式。
(3)题给装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl杂质;浓硫酸的作用是除去Cl2中的水分;NaOH溶液的作用是吸收过量的Cl2。
(4)湿润的淀粉-KI试纸遇Cl2时发生反应Cl2+2KI2KCl+I2,I2遇淀粉变蓝。
学习任务2　学会氯离子的检验
1.氯离子的检验实验[实验2-9]
试液 2～3 mL 实验现象 离子方程式
滴入几滴硝酸银溶液 加入少量稀硝酸
稀盐酸 有白色沉淀生成 沉淀不 溶解 Cl-+Ag+AgCl↓
氯化钠 溶液 有白色沉淀生成 沉淀不 溶解 Cl-+Ag+AgCl↓
碳酸钠 溶液 有白色沉淀生成 沉淀溶解,有气泡产生 C+2Ag+Ag2CO3↓、 Ag2CO3+2H+ 2Ag++CO2↑+H2O
2.实验结论
在用AgNO3溶液检验Cl-时,一般在被检测的溶液中滴入适量稀硝酸,使其酸化,以排除C等的干扰,然后滴入AgNO3溶液,如产生白色沉淀,则可判断溶液中含有Cl-。
[示例] 如何检验Na2CO3固体中是否混入了少量的NaCl杂质 写出实验操作步骤和有关的离子方程式。
氯离子的检验及答题模板
1.检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl-),正确的操作是(　　)
[A] 向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生
[B] 向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生,加入稀盐酸,沉淀不消失
[C] 向未知溶液中加入稀硝酸酸化后,再加入 AgNO3 溶液,有白色沉淀产生
[D] 向未知溶液中加入稀盐酸酸化后,再加入 AgNO3 溶液,有白色沉淀产生
2.(2025·北京牛栏山一中月考)某无色透明溶液中可能含有下列离子中的一种或几种:Na+、Mg2+、Cu2+、OH-、Cl-、C、N。现进行如下实验:
①用红色石蕊试纸检验,试纸变蓝色。
②另取少量溶液逐滴滴加盐酸至过量,无气体放出,再加入BaCl2溶液后,没有沉淀生成。
③另取少量溶液用硝酸酸化后,加入AgNO3溶液有白色沉淀生成。
根据上述实验推断,下列说法正确的是(　　)
[A] 原溶液中肯定含有的离子为OH-、Cl-、Na+
[B] 原溶液中肯定含有的离子为Cu2+、C
[C] 原溶液中可能存在的离子为Na+、N
[D] 原溶液中肯定含有的离子为OH-、Cl-、N
离子检验的思路
分析可能含有的干扰离子→选择检验试剂→确定试剂加入顺序→观察实验现象→判断离子的存在情况。
1.实验室制备Cl2
2.Cl-的检验
(1)试剂:稀硝酸、AgNO3溶液;
(2)现象:产生白色沉淀。
[footnoteRef:0]　 [0:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以自来水厂的一种预防和处理Cl2泄漏的装置为素材,考查氯气及含氯化合物的性质与应用、氯气的制备等问题。
素养立意:通过分析氯元素的价态变化解释问题并设计氯气的实验室制法,培养宏观辨识与微观探析能力;通过选择合适的实验装置制取氯气并进行含氯化合物的制备,培养科学探究与创新意识素养,提升实验能力。
]
氯气可用作自来水厂的消毒剂,但使用过程中要注意防泄漏。如图为自来水厂的一种预防和处理Cl2泄漏的方法。
(1)实验室用MnO2和浓盐酸反应制取氯气的离子方程式为　 。
(2)装置右侧溶液的作用是吸收漏氯,FeCl2溶液可换成　　　　　溶液;图示装置的优点为可实现吸收液FeCl2溶液的循环再生,根据氧化还原规律分析吸收Cl2过程中的离子方程式可能为　　　　　　　　　　　　　　　　　;铁屑的作用是　 。
(3)某化学兴趣小组的同学想制取少量氯气并用于制备少量无水FeCl3,如图所示仪器连接顺序合理的是　　　　(填字母)。
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
[footnoteRef:1]　　　　　　 　　　　　 　　　　　 [1:
思路点拨:　　　　　　　　
]
(4)以上装置中浓硫酸的作用是　 。
(5)某同学查阅资料发现无水氯化铁极易潮解变质,为更好地防潮解,他提出可以用装有碱石灰(CaO+NaOH)的干燥管替换其中一个装置,干燥管应连接接口　　 　　,其作用是　 　。
(6)某同学用50 g质量分数为29.2%的浓盐酸与足量的KMnO4反应,利用上述装置制取氯气。根据计算,该同学预测能制取8.875 g氯气。你认为该同学的预测是　　　　(填“正确”或“错误”)的,原因是　 　。
(2)NaOH　2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+　将FeCl3还原为FeCl2
(3)B　(4)除去Cl2中的H2O(或干燥氯气)
(5)i　吸收未反应的氯气,同时防止空气中的水蒸气进入装置
(6)错误　随着反应的进行,盐酸的浓度变小,当变成稀盐酸时,该反应停止,HCl未完全反应
(3)装置连接顺序为制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、反应制备FeCl3、尾气处理,注意洗气瓶中导管应“长进短出”。
(5)氢氧化钠溶液中的水蒸气可能进入反应装置,因此可以用碱石灰代替,既可以吸收未反应的氯气,也可以防止空气中的水蒸气进入装置。
(6)KMnO4和浓盐酸反应可制备Cl2,但随着不断反应(且反应中有水生成),盐酸的浓度逐渐变小,当变成稀盐酸时,反应会停止,即盐酸中HCl未完全反应,故实际上所得Cl2的质量要小于8.875 g。
(时间:30分钟　分值:50分)
(选择题1～12题,每小题3分,共36分)
(一)氯气的实验室制法
1.在制取氯气时有如下操作,正确的操作顺序是(　　)
①连接好装置,检查气密性　②缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出　③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末　④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中　⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收　⑥用向上排空气法收集氯气
[A] ①②③④⑤⑥ [B] ③④②①⑥⑤
[C] ①④③②⑥⑤ [D] ①③④②⑥⑤
2.实验室用MnO2固体与浓盐酸混合加热制取Cl2时,应选用下列发生装置中的(　　)
　 　 　
[A] [B] [C] [D]
3.(2025·北京房山区期中)如图是实验室制取氯气的装置图,下列说法不正确的是(　　)
[A] 装置a中发生的反应:4HCl(浓)+MnO2Cl2↑+MnCl2+2H2O
[B] 装置b中能够收集到纯净且干燥的氯气
[C] 装置c的作用是吸收尾气
[D] 本实验中浓盐酸体现了还原性和酸性
4.(2025·江苏无锡江阴六校期中)实验室利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是(　　)
[A] 用装置甲制取Cl2
[B] 用装置乙除去Cl2中混有的HCl气体
[C] 用装置丙验证潮湿的Cl2具有漂白性
[D] 用装置丁吸收尾气中的Cl2
(二)氯离子的检验
5.现有盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水,可用来区分它们的一种试剂是(　　)
[A] 硝酸银溶液
[B] 紫色石蕊溶液
[C] 酚酞溶液
[D] 饱和食盐水
6.(2025·云南昆明期中)下列实验“操作和现象”与“结论”对应且都正确的是(　　)
选项 操作和现象 结论
[A] 向CuSO4溶液中投入足量的单质Na,剧烈反应,有红色固体生成 钠的还原性大于铜的
[B] 向某溶液中滴加AgNO3溶液出现白色沉淀 溶液中可能 有Cl-
[C] 向紫色石蕊溶液中持续滴加新制氯水并振荡直至过量,溶液变红 溶液中一定 有H+
[D] 用洁净的铂丝蘸取某溶液在无色火焰上灼烧发出黄色火焰 溶液中一定含钠盐,可能含钾盐
综合应用
7.某实验小组要进行制取Cl2并回收MnCl2的实验。下列装置能达到实验目的的是(　　)
[A] 用装置甲制取Cl2
[B] 用装置乙除去Cl2中的少量HCl气体
[C] 用装置丙蒸干MnCl2溶液制MnCl2·4H2O
[D] 用装置丁分离MnO2和MnCl2溶液
8.下列有关离子鉴别的描述错误的是(　　)
[A] 可用焰色试验鉴别溶液中的K+和Na+
[B] 用硝酸钡溶液无法鉴别Cl-和C
[C] 可用硝酸银溶液和稀硝酸鉴别Cl-和C
[D] 未知溶液中加入硝酸银溶液生成白色沉淀,再加入稀盐酸,沉淀不消失,则不能确定未知溶液是否含有Cl-
9.实验小组用如图所示装置制取Cl2,并探究Cl2、氯水的性质,能达到实验目的的是(　　)
[A] 制备Cl2 [B] 检验Cl2中的HCl
[C] 干燥Cl2 [D] 测新制氯水的pH
10.(2025·广东部分学校期中)AlCl3易水解,制备少量无水AlCl3的部分仪器装置如图所示(加热及夹持固定装置均已略去),装置的连接顺序是 Ⅰ→Ⅲ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ。下列关于该实验的说法正确的是(　　)
[A] 装置Ⅰ中固体可以用KMnO4或NaClO代替
[B] 实验开始时应先加热装置Ⅱ,再通Cl2
[C] 第二个装置Ⅲ中盛装的试剂为饱和食盐水
[D] 装置Ⅳ盛装的固体是无水氯化钙
11.已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2,如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置。下列叙述正确的是(　　)
[A] 试管①收集到的Cl2可使干燥有色布条褪色,说明Cl2有漂白性
[B] 用氢氧化钠溶液吸收多余氯气:Cl2+2OH-2ClO-+H2
[C] 除去氯气中的HCl气体,可用如图装置:
[D] 若用热的NaOH溶液吸收Cl2时能制备NaClO3,则该反应中氧化剂和还原剂的质量之比为5∶1
12.(2025·江苏前黄高级中学期中)实验室可用干燥的氯气与亚氯酸钠(NaClO2)固体反应来制备ClO2,装置如图所示,已知ClO2常温下为黄绿色气体,熔点为-56 ℃,沸点为11 ℃,极易溶于水且不与水反应,高浓度的ClO2受热时易爆炸。下列说法不正确的是(　　)
[A] 导气管K的作用是平衡气压,保证液体顺利流下
[B] O和R中不可选用同一种物质
[C] P中通入一定量的干燥空气,目的主要是防止生成的ClO2浓度过大,发生爆炸
[D] P中发生的化学反应中氧化剂与还原剂的化学计量数之比为2∶1
13.(14分)(2025·江苏盐城五校期中)某化学兴趣小组为探究Cl2的性质并制备氯水,用如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。
回答下列问题。
(1)盛装浓盐酸的仪器的名称为　　　 　。
(2)装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为 　 。
(3)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为应在　　　　(填装置序号,下同)和　　　　之间添加洗气装置,该装置的作用是　 。
(4)装置Ⅴ中NaOH溶液的作用是 ,相关反应的离子方程式为　 。 第2课时　氯气的实验室制法及氯离子的检验
[学习目标]　1.通过“氯气的实验室制法”的学习,能利用氯气的性质和反应,设计氯气制备、净化、干燥等简单任务的方案。2.通过“氯气实验室制法”的学习,学会实验室制取一般气体所需的装置及连接顺序。3.通过“氯离子检验”的学习,能利用氯离子的性质设计实验进行检验和鉴别。
学习任务1　探究氯气的实验室制法
1.反应原理
(1)化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
2.仪器装置
(1)气体发生装置类型:固+液气。
(2)发生装置所用玻璃仪器:分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。
3.收集方法
(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。
(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。
4.验满方法
观察到C中充满黄绿色气体,则证明已集满。
5.尾气处理
烧杯D中盛放的液体是NaOH溶液,该液体的作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
反应的化学方程式:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
　　实验室中仍沿用舍勒的MnO2和浓盐酸加热法制备Cl2,1833年研究电学的法拉第发现电解氯化钠溶液也能制得Cl2,即2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
探究　氯气的制备原理
问题1:请用双线桥法表示实验室制备氯气的反应中的电子转移情况。该反应中作还原剂的HCl占参加反应的HCl的多少 实验表明,将含有14.6 g HCl的浓溶液与足量MnO2反应制备氯气,发现制得的氯气的质量远小于7.1 g(操作和收集都规范正确),其原因可能是什么
提示:;;随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,浓盐酸变成稀盐酸后不再与MnO2反应,所以生成Cl2的质量小于理论值。
问题2:实验室制取氯气反应的实质是利用强氧化剂(如MnO2)将氯元素的化合价从-1价氧化到0价。KMnO4是一种比MnO2更强的氧化剂,常温下即可与浓盐酸反应生成Cl2,同时生成Mn2+。试写出KMnO4与浓盐酸反应的化学方程式,并分析该反应中作还原剂的HCl占参加反应的HCl的多少。
提示:2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,作还原剂的HCl占参加反应的HCl的。
问题3:用浓盐酸和MnO2共热或KMnO4与浓盐酸反应制取的Cl2中会混有哪些可能的杂质 如何除去
提示:盐酸具有挥发性,故制得的Cl2中会含有HCl(g)、H2O(g),可先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸吸收水蒸气。
问题4:材料中提到的氯气制备方法中,哪一种适合工业生产 说明理由。
提示:电解氯化钠的水溶液。氯在自然界中主要以NaCl形式存在,因此原料廉价易得,条件易控制,适合大规模工业化生产。
实验室制取干燥纯净的氯气
(1)基本思路。
说明:用湿润的淀粉-KI试纸检验Cl2的原理为2KI+Cl22KCl+I2,现象为淀粉-KI试纸变蓝。
(2)实验装置。
(3)注意事项。
①实验室用MnO2和盐酸制Cl2,盐酸必须为浓盐酸,因随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,变成稀盐酸时,反应停止。为减少浓盐酸的挥发,需慢慢滴加浓盐酸,并用小火加热。
②KMnO4的氧化性强于MnO2的氧化性,实验室可用KMnO4与浓盐酸反应制Cl2,采用固液不加热装置。
③在MnO2和浓盐酸的反应中,浓盐酸体现了还原性和酸性。
④饱和食盐水的作用是既能除去Cl2中的HCl,又可减少Cl2在H2O中的溶解。
⑤浓硫酸的作用是干燥Cl2。
⑥组装实验装置时,一定是先除杂后干燥,且要有尾气吸收装置;除杂、干燥、收集和尾气处理时导管都是长进短出。
1.(2025·江苏无锡一中期中)实验室制备氯气的方法有多种,下列说法错误的是(　　)
[A] KClO3与浓盐酸制备Cl2时,盐酸既表现酸性又表现还原性
[B] Ca(ClO)2与浓盐酸制备Cl2时,Cl2既是氧化产物又是还原产物
[C] KMnO4、Ca(ClO)2分别与浓盐酸反应,产生等量Cl2时转移电子数也相同
[D] KMnO4和浓盐酸制备Cl2不需要加热,因此不能用盐酸来酸化KMnO4溶液
【答案】 C
【解析】 KClO3+6HCl(浓)3Cl2↑+KCl+3H2O,反应中盐酸既表现酸性又表现还原性,A正确;Ca(ClO)2+4HCl(浓)2Cl2↑+CaCl2+2H2O,Cl2既是氧化产物又是还原产物,B正确;2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,每生成1分子Cl2转移2个电子,Ca(ClO)2+4HCl(浓)2Cl2↑+CaCl2+2H2O,每生成1分子Cl2转移1个电子,C错误;若用盐酸来酸化KMnO4溶液,则盐酸会和KMnO4反应生成Cl2,因此不能用盐酸来酸化KMnO4溶液,D正确。
2.1774年,瑞典化学家舍勒发现了制备氯气的方法。在此启发下,兴趣小组利用以下装置进行如下实验,其中能够达到目的的是(　　)
[A] 制取Cl2 [B] 除去Cl2中的HCl
[C] 收集Cl2 [D] 吸收尾气中的Cl2
【答案】 C
【解析】 MnO2与浓盐酸制Cl2在加热条件下进行,A错误;除去Cl2中的HCl气体用饱和食盐水,导管长进短出,B错误;Cl2的密度比空气的大,用向上排空气法收集,C正确;Cl2与NaOH溶液反应更强烈,应用NaOH溶液进行尾气处理,D错误。
3.在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验,所用仪器如图所示。
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母):　　　　接　　　　;　　 　接　　　　;　　　　接　　　　;　　　　接　　　　。
(2)写出气体发生装置中进行反应的离子方程式: 　　　　　　　　　　。
(3)装置中,饱和食盐水的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;NaOH溶液的作用是　 。
(4)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生,可观察到　　　　　　　　　　,反应的化学方程式为　 　。
【答案】 (1)E　C　D　A　B　H　G　F
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)除去氯气中的HCl杂质　吸收过量的氯气
(4)试纸变蓝　2KI+Cl22KCl+I2
【解析】 (1)按照制备气体的“反应装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。
(2)根据MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O写离子方程式。
(3)题给装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl杂质;浓硫酸的作用是除去Cl2中的水分;NaOH溶液的作用是吸收过量的Cl2。
(4)湿润的淀粉-KI试纸遇Cl2时发生反应Cl2+2KI2KCl+I2,I2遇淀粉变蓝。
学习任务2　学会氯离子的检验
1.氯离子的检验实验[实验2-9]
试液 2～3 mL 实验现象 离子方程式
滴入几滴硝酸银溶液 加入少量稀硝酸
稀盐酸 有白色沉淀生成 沉淀不 溶解 Cl-+Ag+AgCl↓
氯化钠 溶液 有白色沉淀生成 沉淀不 溶解 Cl-+Ag+AgCl↓
碳酸钠 溶液 有白色沉淀生成 沉淀溶解,有气泡产生 C+2Ag+Ag2CO3↓、 Ag2CO3+2H+ 2Ag++CO2↑+H2O
2.实验结论
在用AgNO3溶液检验Cl-时,一般在被检测的溶液中滴入适量稀硝酸,使其酸化,以排除C等的干扰,然后滴入AgNO3溶液,如产生白色沉淀,则可判断溶液中含有Cl-。
[示例] 如何检验Na2CO3固体中是否混入了少量的NaCl杂质 写出实验操作步骤和有关的离子方程式。
提示:取少量样品,加水溶解,配制成溶液,向该溶液中加入过量稀硝酸至没有气泡产生为止,再加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明原Na2CO3固体中有NaCl;若没有白色沉淀产生,说明原Na2CO3固体中没有NaCl。C+2H+H2O+CO2↑,Ag++Cl-AgCl↓。
氯离子的检验及答题模板
1.检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl-),正确的操作是(　　)
[A] 向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生
[B] 向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生,加入稀盐酸,沉淀不消失
[C] 向未知溶液中加入稀硝酸酸化后,再加入 AgNO3 溶液,有白色沉淀产生
[D] 向未知溶液中加入稀盐酸酸化后,再加入 AgNO3 溶液,有白色沉淀产生
【答案】 C
【解析】 A操作不正确,不能排除C等的干扰;B操作不正确,因为加入稀盐酸,引入了Cl-;D操作不正确,用稀盐酸酸化,引入了Cl-。
2.(2025·北京牛栏山一中月考)某无色透明溶液中可能含有下列离子中的一种或几种:Na+、Mg2+、Cu2+、OH-、Cl-、C、N。现进行如下实验:
①用红色石蕊试纸检验,试纸变蓝色。
②另取少量溶液逐滴滴加盐酸至过量,无气体放出,再加入BaCl2溶液后,没有沉淀生成。
③另取少量溶液用硝酸酸化后,加入AgNO3溶液有白色沉淀生成。
根据上述实验推断,下列说法正确的是(　　)
[A] 原溶液中肯定含有的离子为OH-、Cl-、Na+
[B] 原溶液中肯定含有的离子为Cu2+、C
[C] 原溶液中可能存在的离子为Na+、N
[D] 原溶液中肯定含有的离子为OH-、Cl-、N
【答案】 A
【解析】 无色溶液中一定不含Cu2+,根据①可知溶液呈碱性,根据②可知溶液中没有C,即溶液中一定含OH-,OH-与Mg2+不共存,溶液中一定不含Mg2+;根据③可知溶液中一定含有Cl-;根据电荷守恒可知,溶液中一定含有Na+。结合以上分析可知溶液中一定含OH-、Cl-、Na+,一定不存在Mg2+、Cu2+、C,可能含N。综上可知A正确。
离子检验的思路
分析可能含有的干扰离子→选择检验试剂→确定试剂加入顺序→观察实验现象→判断离子的存在情况。
1.实验室制备Cl2
2.Cl-的检验
(1)试剂:稀硝酸、AgNO3溶液;
(2)现象:产生白色沉淀。
[footnoteRef:2]　 [2:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以自来水厂的一种预防和处理Cl2泄漏的装置为素材,考查氯气及含氯化合物的性质与应用、氯气的制备等问题。
素养立意:通过分析氯元素的价态变化解释问题并设计氯气的实验室制法,培养宏观辨识与微观探析能力;通过选择合适的实验装置制取氯气并进行含氯化合物的制备,培养科学探究与创新意识素养,提升实验能力。
]
氯气可用作自来水厂的消毒剂,但使用过程中要注意防泄漏。如图为自来水厂的一种预防和处理Cl2泄漏的方法。
(1)实验室用MnO2和浓盐酸反应制取氯气的离子方程式为　 。
(2)装置右侧溶液的作用是吸收漏氯,FeCl2溶液可换成　　　　　溶液;图示装置的优点为可实现吸收液FeCl2溶液的循环再生,根据氧化还原规律分析吸收Cl2过程中的离子方程式可能为　　　　　　　　　　　　　　　　　;铁屑的作用是　 。
(3)某化学兴趣小组的同学想制取少量氯气并用于制备少量无水FeCl3,如图所示仪器连接顺序合理的是　　　　(填字母)。
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
[footnoteRef:3]　　　　　　 　　　　　 　　　　　 [3:
思路点拨:　　　　　　　　
]
(4)以上装置中浓硫酸的作用是　 。
(5)某同学查阅资料发现无水氯化铁极易潮解变质,为更好地防潮解,他提出可以用装有碱石灰(CaO+NaOH)的干燥管替换其中一个装置,干燥管应连接接口　　 　　,其作用是　 　。
(6)某同学用50 g质量分数为29.2%的浓盐酸与足量的KMnO4反应,利用上述装置制取氯气。根据计算,该同学预测能制取8.875 g氯气。你认为该同学的预测是　　　　(填“正确”或“错误”)的,原因是　 　。
【答案】 (1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)NaOH　2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+　将FeCl3还原为FeCl2
(3)B　(4)除去Cl2中的H2O(或干燥氯气)
(5)i　吸收未反应的氯气,同时防止空气中的水蒸气进入装置
(6)错误　随着反应的进行,盐酸的浓度变小,当变成稀盐酸时,该反应停止,HCl未完全反应
【解析】 (2)根据题意分析,图示装置的优点为可实现吸收液FeCl2溶液的循环再生,则根据氧化还原规律分析,吸收液中FeCl2的变化为Fe2+被氯气氧化为Fe3+,铁屑的作用是将Fe3+还原为Fe2+。
(3)装置连接顺序为制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、反应制备FeCl3、尾气处理,注意洗气瓶中导管应“长进短出”。
(5)氢氧化钠溶液中的水蒸气可能进入反应装置,因此可以用碱石灰代替,既可以吸收未反应的氯气,也可以防止空气中的水蒸气进入装置。
(6)KMnO4和浓盐酸反应可制备Cl2,但随着不断反应(且反应中有水生成),盐酸的浓度逐渐变小,当变成稀盐酸时,反应会停止,即盐酸中HCl未完全反应,故实际上所得Cl2的质量要小于8.875 g。
(时间:30分钟　分值:50分)
(选择题1～12题,每小题3分,共36分)
(一)氯气的实验室制法
1.在制取氯气时有如下操作,正确的操作顺序是(　　)
①连接好装置,检查气密性　②缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出　③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末　④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中　⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收　⑥用向上排空气法收集氯气
[A] ①②③④⑤⑥ [B] ③④②①⑥⑤
[C] ①④③②⑥⑤ [D] ①③④②⑥⑤
【答案】 D
【解析】 确定实验室制取气体的操作顺序时要注意的是:(1)连接好装置以后,要先检查装置气密性,然后装药品;(2)装药品的顺序是先加固体,后加液体;(3)对于有毒的气体,一定要有尾气处理装置。
2.实验室用MnO2固体与浓盐酸混合加热制取Cl2时,应选用下列发生装置中的(　　)
　 　 　
[A] [B] [C] [D]
【答案】 D
【解析】 实验室用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,反应物状态为固体+液体,反应条件为加热,因此发生装置应选择固—液加热型装置,D正确。
3.(2025·北京房山区期中)如图是实验室制取氯气的装置图,下列说法不正确的是(　　)
[A] 装置a中发生的反应:4HCl(浓)+MnO2Cl2↑+MnCl2+2H2O
[B] 装置b中能够收集到纯净且干燥的氯气
[C] 装置c的作用是吸收尾气
[D] 本实验中浓盐酸体现了还原性和酸性
【答案】 B
【解析】 装置a中MnO2和浓盐酸在加热时反应生成Cl2,生成的Cl2中混有水蒸气和HCl杂质,不能收集到纯净且干燥的Cl2,B不正确。
4.(2025·江苏无锡江阴六校期中)实验室利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是(　　)
[A] 用装置甲制取Cl2
[B] 用装置乙除去Cl2中混有的HCl气体
[C] 用装置丙验证潮湿的Cl2具有漂白性
[D] 用装置丁吸收尾气中的Cl2
【答案】 C
【解析】 实验室用浓盐酸和MnO2加热制备Cl2,图甲缺少加热装置,A错误;用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl气体,U形管不能作为洗气装置,B错误;Cl2和水反应生成的HClO有漂白性,蓝色布条褪色,用装置丙可验证潮湿的Cl2具有漂白性,C正确;不能用水吸收氯气,应选择NaOH溶液,D错误。
(二)氯离子的检验
5.现有盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水,可用来区分它们的一种试剂是(　　)
[A] 硝酸银溶液
[B] 紫色石蕊溶液
[C] 酚酞溶液
[D] 饱和食盐水
【答案】 B
【解析】 盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液用紫色石蕊溶液鉴别,现象为溶液分别呈红色、紫色、蓝色,新制氯水具有酸性和强氧化性,可使紫色石蕊溶液先变红后褪色。
6.(2025·云南昆明期中)下列实验“操作和现象”与“结论”对应且都正确的是(　　)
选项 操作和现象 结论
[A] 向CuSO4溶液中投入足量的单质Na,剧烈反应,有红色固体生成 钠的还原性大于铜的
[B] 向某溶液中滴加AgNO3溶液出现白色沉淀 溶液中可能 有Cl-
[C] 向紫色石蕊溶液中持续滴加新制氯水并振荡直至过量,溶液变红 溶液中一定 有H+
[D] 用洁净的铂丝蘸取某溶液在无色火焰上灼烧发出黄色火焰 溶液中一定含钠盐,可能含钾盐
【答案】 B
【解析】 金属钠先和溶液中的水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应生成蓝色沉淀,A错误;溶液中加AgNO3溶液,生成白色沉淀,说明溶液中可能有Cl-、C等离子,B正确;向紫色石蕊溶液中持续滴加新制氯水并振荡直至过量,氯水中含H+使溶液先变红,氯水中含HClO,又使溶液褪色,C错误;根据灼烧时焰色呈黄色,说明溶液中一定含钠元素,可能为钠盐或NaOH,没有透过蓝色钴玻璃,可能有钾元素,即可能含钾盐或KOH,D错误。
综合应用
7.某实验小组要进行制取Cl2并回收MnCl2的实验。下列装置能达到实验目的的是(　　)
[A] 用装置甲制取Cl2
[B] 用装置乙除去Cl2中的少量HCl气体
[C] 用装置丙蒸干MnCl2溶液制MnCl2·4H2O
[D] 用装置丁分离MnO2和MnCl2溶液
【答案】 D
【解析】 MnO2与浓盐酸反应制取Cl2时,需要加热,A不符合题意;用装置乙除去Cl2中的少量HCl气体,导气管应长进短出,且应改用饱和食盐水,B不符合题意;使用蒸发皿时,溶液不能蒸干,否则会引起固体的飞溅和MnCl2·4H2O失水,C不符合题意;MnO2难溶于水,分离MnO2和MnCl2溶液可采用过滤法,D符合题意。
8.下列有关离子鉴别的描述错误的是(　　)
[A] 可用焰色试验鉴别溶液中的K+和Na+
[B] 用硝酸钡溶液无法鉴别Cl-和C
[C] 可用硝酸银溶液和稀硝酸鉴别Cl-和C
[D] 未知溶液中加入硝酸银溶液生成白色沉淀,再加入稀盐酸,沉淀不消失,则不能确定未知溶液是否含有Cl-
【答案】 B
【解析】 K+和Na+的焰色不同,A正确;钡离子与碳酸根离子反应生成碳酸钡沉淀,氯离子不与钡离子反应,用硝酸钡溶液可鉴别Cl-和C,B错误;Cl-和C都可与Ag+反应产生白色沉淀,但Ag2CO3溶于稀硝酸,AgCl不溶于稀硝酸,C正确;加入硝酸银溶液反应生成白色沉淀,再加入稀盐酸,此时引入氯离子,沉淀不消失,不能确定未知溶液中是否含有氯离子,D正确。
9.实验小组用如图所示装置制取Cl2,并探究Cl2、氯水的性质,能达到实验目的的是(　　)
[A] 制备Cl2 [B] 检验Cl2中的HCl
[C] 干燥Cl2 [D] 测新制氯水的pH
【答案】 A
【解析】 常温下浓盐酸和KMnO4反应生成Cl2,A正确;Cl2、HCl都和AgNO3反应生成白色沉淀,B错误;干燥Cl2时导管应长进短出,C错误;新制氯水有漂白性,不能用pH试纸测新制氯水的pH,D错误。
10.(2025·广东部分学校期中)AlCl3易水解,制备少量无水AlCl3的部分仪器装置如图所示(加热及夹持固定装置均已略去),装置的连接顺序是 Ⅰ→Ⅲ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ。下列关于该实验的说法正确的是(　　)
[A] 装置Ⅰ中固体可以用KMnO4或NaClO代替
[B] 实验开始时应先加热装置Ⅱ,再通Cl2
[C] 第二个装置Ⅲ中盛装的试剂为饱和食盐水
[D] 装置Ⅳ盛装的固体是无水氯化钙
【答案】 A
【解析】 常温下,浓盐酸和KMnO4或NaClO均能发生反应制备Cl2,则装置Ⅰ中固体可以用KMnO4或NaClO代替,A正确;为避免空气的影响,实验开始时应先通Cl2,排除装置中空气,再加热装置Ⅱ,B错误;要制备少量无水AlCl3,AlCl3易水解,则应用干燥的Cl2,故第二个装置Ⅲ中盛装的试剂为浓硫酸,C错误;装置Ⅳ中固体是碱石灰,无水氯化钙可吸水,但不能吸收过量Cl2,D错误。
11.已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2,如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置。下列叙述正确的是(　　)
[A] 试管①收集到的Cl2可使干燥有色布条褪色,说明Cl2有漂白性
[B] 用氢氧化钠溶液吸收多余氯气:Cl2+2OH-2ClO-+H2
[C] 除去氯气中的HCl气体,可用如图装置:
[D] 若用热的NaOH溶液吸收Cl2时能制备NaClO3,则该反应中氧化剂和还原剂的质量之比为5∶1
【答案】 D
【解析】 生成的Cl2没有被干燥,Cl2和水反应生成的具有漂白性的HClO使得布条褪色,不能说明Cl2有漂白性,A错误;NaOH溶液可吸收多余的Cl2,离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,B错误;可通过饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质,而不是饱和NaHCO3溶液,C错误;热的NaOH溶液吸收Cl2时能制备NaClO3的离子方程式为3Cl2+6OH-Cl+5Cl-+3H2O,反应中氧化剂和还原剂均为Cl2,其质量之比为 5∶1,D正确。
12.(2025·江苏前黄高级中学期中)实验室可用干燥的氯气与亚氯酸钠(NaClO2)固体反应来制备ClO2,装置如图所示,已知ClO2常温下为黄绿色气体,熔点为-56 ℃,沸点为11 ℃,极易溶于水且不与水反应,高浓度的ClO2受热时易爆炸。下列说法不正确的是(　　)
[A] 导气管K的作用是平衡气压,保证液体顺利流下
[B] O和R中不可选用同一种物质
[C] P中通入一定量的干燥空气,目的主要是防止生成的ClO2浓度过大,发生爆炸
[D] P中发生的化学反应中氧化剂与还原剂的化学计量数之比为2∶1
【答案】 D
【解析】 导气管K的作用是平衡气压,保证液体顺利流下,A正确;通入O中的Cl2混有水蒸气,O中可选用无水氯化钙干燥Cl2,R中可用碱石灰吸收尾气,B正确;ClO2极易溶于水,且高浓度的ClO2受热时易爆炸,故实验时需向P中通入一定量的干燥空气,C正确;根据题意可写出干燥Cl2与NaClO2制备ClO2的反应为Cl2+2NaClO22ClO2+2NaCl,则该反应中氧化剂Cl2与还原剂NaClO2的化学计量数之比为1∶2,D不正确。
13.(14分)(2025·江苏盐城五校期中)某化学兴趣小组为探究Cl2的性质并制备氯水,用如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。
回答下列问题。
(1)盛装浓盐酸的仪器的名称为　　　 　。
(2)装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为 　 。
(3)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为应在　　　　(填装置序号,下同)和　　　　之间添加洗气装置,该装置的作用是　 。
(4)装置Ⅴ中NaOH溶液的作用是 ,相关反应的离子方程式为　 。
【答案】 (1)分液漏斗
(2)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(3)Ⅱ　Ⅲ　干燥Cl2
(4)吸收多余的Cl2,防止污染环境　Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
【解析】 (1)由仪器的构造可知,盛装浓盐酸的仪器的名称为分液漏斗。
(2)装置Ⅰ中KMnO4和浓盐酸反应制取Cl2,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
(3)经过饱和食盐水后Cl2中有水蒸气,潮湿的Cl2进入装置Ⅲ,干燥的品红试纸a褪色,故未观察到“a无明显变化”这一预期现象;Cl2使湿润的品红试纸b红色褪去,为了探究Cl2能否使干燥的品红试纸褪色,应在Ⅱ和Ⅲ之间添加干燥Cl2的装置。
(4)Cl2是有毒气体,装置Ⅴ中NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2,防止污染环境,反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。

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