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第五章　非金属及其化合物
第16讲　氯及其化合物
1.了解氯及其化合物的主要性质,认识这些物质在生产生活中的应用以及对生态环境的影响。2.掌握实验室制取氯气的原理、装置和操作注意事项。
考点一　氯及其化合物的性质和应用
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
实验室如何闻有毒气体及未知气体的气味
用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔,如图所示。
2.氯气、氯水的化学性质
(1)从原子结构的角度认识氯气的氧化性
(2)从化合价的角度认识Cl2的歧化反应
氯气与水或碱反应时,氯元素的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现还原性又表现氧化性。
(3)从平衡的角度理解氯水的成分和性质
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反应。
下列实验事实,分别说明氯水中含有哪些粒子 请填写表格:
序号 实验事实 粒子化学式或符号
① 新制氯水显黄绿色且有刺激性气味 Cl2
② 向氯水中加入AgNO3溶液生成白色沉淀 Cl-
③ 向氯水中加入Na2CO3粉末,有气泡产生 H+
④ 向氯水中滴加石蕊溶液,先变红后褪色 H+、HClO
3.次氯酸和次氯酸盐
(1)次氯酸
(2)漂白液
(3)漂白粉
一、氯气、氯水的性质
1.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述不正确的是(　B　)
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
B.通常状况下,干燥的氯气能与铁反应
C.金属钠在氯气中燃烧,生成白烟
D.镁可以在氯气中燃烧,生成氯化镁
2.(2025·内蒙古赤峰一模)探究新制氯水成分及性质的实验中,依据下列方法和现象,不能得出相应结论的是(　B　)
选项 方法 现象 结论
A 观察氯水颜色 氯水呈浅黄绿色 氯水中含Cl2
B 向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水 有无色气体产生 氯水中含HClO
C 向红色纸条上滴加氯水 红色纸条褪色 氯水具有漂白性
D 向FeCl2溶液中滴加氯水 溶液变成棕黄色 氯水具有氧化性
解析:氯气为黄绿色气体,氯水呈浅黄绿色,是因为溶解了氯气,A不符合题意;向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水,有无色气体产生,是因为HC与氯水中的H+发生反应生成H2O和CO2,B符合题意;红色纸条褪色,说明氯水具有漂白性,C不符合题意;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变成棕黄色,是因为发生反应:2FeCl2+Cl2===2FeCl3,说明氯水具有氧化性,D不符合题意。
二、含氯消毒剂
3.(2025·吉林长春期中)“84”消毒液是一种常见的含氯消毒剂。下图为某品牌“84”消毒液说明书中的部分内容。
下列分析不正确的是(　C　)
A.该消毒液的有效成分可由Cl2和NaOH溶液反应得到
B.①的原因主要是+1价氯的化合物具有氧化性
C.②的原因主要是该消毒液遇强酸发生反应:ClO-+H+===HClO
D.③的原因主要是光照或温度升高会促进NaClO和HClO的分解
解析:“84”消毒液的有效成分为NaClO,Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO,A正确;本品易使有色织物脱色的原因主要是+1价氯的化合物具有强氧化性,可漂白有色织物,B正确;②的原因主要是该消毒液遇强酸(如盐酸),会发生归中反应生成有毒的氯气,发生反应:ClO-+Cl-+2H+===H2O+Cl2↑,C错误;NaClO、HClO不稳定,光照或温度升高会促进NaClO和HClO的分解,D正确。
4.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒;NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等。
(1)NaClO2在酸性条件下反应生成ClO2和NaCl,写出反应的离子方程式:5Cl+4H+===Cl-+4ClO2↑+2H2O。
(2)ClO2在强碱性环境中失效,可能的原因是会发生歧化反应生成Cl,写出反应的离子方程式:2ClO2+2OH-===Cl+H2O。
(3)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为1.57(计算结果保留两位小数)。
解析:(3)NaClO2在杀菌消毒的过程中被还原为Cl-,则1 mol NaClO2得到电子的物质的量为4 mol,1 mol(即71 g)Cl2被还原为Cl-时得到电子的物质的量为2 mol,故1 g NaClO2得到电子的物质的量为 mol,根据“有效氯含量”的定义可知,NaClO2的有效氯含量约为1.57。
考点二　氯气的实验室制法
1.实验室制Cl2的一般方法
(1)制取原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)实验装置
①发生装置所用仪器的名称为A:分液漏斗、B:圆底烧瓶。
②装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。
③装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。
(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(氯气在此溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发出的氯化氢气体)。
(4)尾气处理
实验装置图中烧杯F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。
(1)实验室中用过量MnO2和浓盐酸反应制备氯气,氯化氢能不能完全被消耗 并说明原因。
不能。随着反应的进行,盐酸中HCl浓度变小,Cl-的还原性减弱,MnO2不能再氧化HCl,反应停止。
(2)实验室制备氯气时,能否用澄清石灰水进行尾气处理 并说明原因。
否,Ca(OH)2的溶解度较小,澄清石灰水吸收Cl2不完全。
2.实验室制Cl2的其他方法
完成下列有关反应的离子方程式:
(1)Ca(ClO)2与浓盐酸:ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
(2)K2Cr2O7与浓盐酸:Cr2+6Cl-+14H+===2Cr3++3Cl2↑+7H2O。
(3)KMnO4与浓盐酸:2Mn+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
1.(2025·江苏南京模拟)实验室在低温条件下将Cl2通入KOH溶液制取KClO溶液。下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(　A　)
A.用装置甲制取Cl2
B.用装置乙除去Cl2中混有的HCl
C.用装置丙制取KClO溶液
D.用装置丁吸收尾气中的Cl2
2.欲用如图所示的装置制备干燥的氯气,下列相关说法正确的是(　C　)
A.装置甲烧瓶内装入的固体是MnO2
B.按气流方向,装置的连接顺序是aedcbgfcbh
C.装置乙可干燥氯气,还可防止装置戊中水蒸气进入集气瓶
D.可用干燥的品红试纸检验氯气
解析:MnO2与浓盐酸反应需要加热,装置甲没有加热装置,故A错误;收集Cl2的方法应为向上排空气法,装置的连接顺序是aedcbfgcbh,故B错误;装置乙是干燥装置,实验目的是制得干燥的氯气,装置乙要用到两次,既要除去Cl2中的水蒸气,又要防止装置戊中的水蒸气进入集气瓶,故C正确;检验氯气需要用湿润的品红试纸,故D错误。
3.某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置略):
已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:
3Mn2===+MnO2↓+4OH-。
(1)装置A中支管a的作用是平衡气压,使浓盐酸顺利滴下;装置C中的试剂为NaOH溶液;装置A中制备Cl2的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O。
(2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶。
1.(2024·广东卷) 1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是(　A　)
A.制备Cl2 B.净化、干燥Cl2
C.收集Cl2 D.验证Cl2的氧化性
解析:利用浓盐酸和MnO2反应制Cl2需要加热,图中缺少加热装置,且分液漏斗内应盛装浓盐酸,不能达到预期目的,A符合题意;实验室制得的Cl2中有HCl杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水CaCl2干燥,可以达到净化、干燥Cl2的目的,B不符合题意;Cl2密度大于空气,可以用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C不符合题意;H2可以在Cl2中安静地燃烧,产生苍白色火焰,Cl2将H2氧化,验证了Cl2的氧化性,D不符合题意。
2.(2024·浙江1月选考)工业上将Cl2通入冷的NaOH溶液中制得漂白液,下列说法不正确的是(　B　)
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
解析:漂白液的主要成分是NaClO和NaCl,有效成分是NaClO,A正确;ClO-水解生成HClO,水解方程式为ClO-+H2O HClO+OH-,使漂白液呈碱性,B错误;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;次氯酸不稳定,次氯酸盐稳定,所以溶液稳定性:NaClO>HClO,D正确。
3.(2022·浙江6月选考)关于反应Cl2(g)+H2O(l) HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq)　ΔH<0,达到平衡后,下列说法不正确的是(　D　)
A.升高温度,氯水中的c(HClO)减小
B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,c(HClO)增大
C.取氯水稀释,c(Cl-)/c(HClO)增大
D.取两份氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉-KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以证明上述反应存在限度
解析:升高温度,平衡逆向移动,且HClO受热易分解,c(HClO)减小,A正确;氯水中加入少量醋酸钠固体,CH3COO-和H+结合生成CH3COOH,H+浓度减小,平衡正向移动,c(HClO)增大,B正确;取氯水稀释,c(HClO)和c(Cl-)均减小,但HClO本身也存在电离平衡HClO H++ClO-,稀释促进了HClO的电离,使c(HClO)减小更多,因此增大,C正确;氯水中加AgNO3溶液产生白色沉淀,证明溶液中有氯离子,氯水中加淀粉-KI溶液,溶液变蓝,证明生成了碘单质,溶液中有强氧化性的物质,而氯气和次氯酸都有强氧化性,不能证明反应物和生成物共存,即不能证明题述反应存在限度,D错误。
4.(2022·北京卷节选)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、Mn(绿色)、Mn(紫色)。
ⅱ.浓碱性条件下,Mn-。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关;NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)。
序号 物质a C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ 5% NaOH 溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ 40% NaOH 溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是饱和NaCl溶液。
(2)通入Cl2前,实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为2Mn(OH)2+O2===2MnO2+2H2O。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是二价锰化合物的还原性随溶液碱性的增强而增强。
课时作业16(总分:60分)
1.(3分)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(　B　)
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.(3分)(2025·北京朝阳区模拟)室温下,1体积的水能溶解约2体积的Cl2。用试管收集Cl2后进行如图所示实验,下列对实验现象的分析或预测正确的是(　C　)
A.试管内液面上升,证明Cl2与水发生了反应
B.取出试管中的溶液,加入少量CaCO3粉末,溶液漂白能力减弱
C.取出试管中的溶液,光照一段时间后pH下降,与反应2HClO2HCl+O2↑有关
D.取出试管中的溶液,滴加紫色石蕊溶液,溶液先变红后褪色,加热后又变为红色
3.(3分)常用的含氯消毒剂有液氯、漂白粉、“84”消毒液、二氧化氯等。下列说法错误的是(　C　)
A.工业制取“84”消毒液的化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
B.漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2
C.工业上制取漂白粉是将Cl2通入澄清石灰水
D.漂白粉久置失效是因为有效成分与空气中的CO2和水反应生成的HClO见光分解
解析:Cl2与NaOH溶液反应制备“84”消毒液,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,故A正确;Cl2与冷的石灰乳反应制备漂白粉,则漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分为Ca(ClO)2,故B正确;澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度太低,工业上制取漂白粉是将Cl2通入冷的石灰乳中,故C错误;Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应生成HClO,HClO光照易分解,则漂白粉久置失效是因为有效成分与空气中的CO2和H2O反应生成的HClO见光分解,故D正确。
4.(3分)(2025·广东广州模拟)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(　B　)
A.a处红布条褪色,说明Cl2具有漂白性
B.b处出现蓝色,说明还原性:I->Cl-
C.c处红色逐渐变浅,发生反应的离子方程式为Cl2+OH-===ClO-+Cl-+H2O
D.KMnO4换成MnO2重做实验,a处红布条褪色更快
解析:Cl2能使湿润的红布条褪色,是因为Cl2与水反应生成HClO,HClO将红布条漂白,干燥的Cl2不具有漂白性,A错误;b处溶液显蓝色,说明生成I2,发生反应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处红色逐渐变浅,发生反应Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O,C错误;MnO2与浓盐酸反应需要加热,题中所给装置没有加热装置,a处红布条不褪色,D错误。
5.(3分)(2025·湖北武汉联考)如图是制备漂白粉的实验装置,下列说法正确的是(　C　)
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NaHCO3溶液的洗气瓶
解析:MnO2和浓盐酸反应制备Cl2需加热,故A错误;漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2,应由Cl2和Ca(OH)2制备,故B错误;该反应放热,为避免Ca(ClO)2受热分解,需用冰水浴降低温度,故C正确;饱和NaHCO3溶液会吸收Cl2,且有CO2产生,应用饱和NaCl溶液吸收Cl2中的HCl,故D错误。
6.(3分)(2025·天津和平区二模)将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中,用强光照射,测得的实验数据如图所示。下列说法正确的是(　C　)
A.图甲中pH减小是由于光照促进了HClO的电离
B.图乙中c(Cl-)增大主要是由于反应消耗了水
C.图丙中氧气的体积分数增大是由于HClO的分解
D.0~150 s,溶液的c(H+)减小到起始浓度的100.5倍
解析:HClO是弱酸,见光易分解:2HClO2HCl+O2↑,强光照射下,氯水中的HClO反应生成了酸性更强的HCl,A错误;Cl-浓度增大是HClO分解产生的HCl电离出Cl-,B错误;图丙中氧气的体积分数增大是由于HClO的分解生成了氧气,C正确;0~150 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错误。
7.(3分)(2025·河南郑州二模)X2、Y2、Z2为短周期元素的气体单质,l、m、n为均含X元素的化合物。它们之间的转化关系如下图所示(部分反应条件略去)。
下列说法错误的是(　B　)
A.Y2的一种同素异形体可用于杀菌、消毒
B.实验室中m的浓溶液因见光分解易变黄色
C.n的钠盐和m的浓溶液反应能生成Z2
D.①②③均为氧化还原反应
解析:常见的短周期元素的气体单质有H2、N2、O2、F2、Cl2;其中n见光易分解,常见的化合物为HClO或HNO3,符合转化关系的n为HClO;依次推出X2、Y2、Z2、l、m分别为H2、O2、Cl2、H2O、HCl。O2的同素异形体O3具有强氧化性,可用于杀菌、消毒,A正确;m为HCl,见光不易分解,B错误;NaClO与浓盐酸发生归中反应能生成氯气,C正确;①为H2和O2反应生成H2O,②为Cl2和H2O反应生成HCl和HClO,③为光照下,HClO分解产生O2和HCl,三个反应均有元素化合价变化,均属于氧化还原反应,D正确。
8.(3分)(2025·内蒙古赤峰二模)部分含氯物质的“价—类”二维图如图所示。下列事实和对应的方程式均正确的是(　D　)
A.用a的溶液溶解试管中难溶的Ag2CO3:
Ag2CO3+2H+===2Ag++CO2↑+H2O
B.向紫色石蕊溶液中通入b,溶液先变红后褪色:Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-
C.向含烧碱的c溶液中滴加少量FeCl2溶液产生红褐色沉淀:2Fe2++3ClO-+3H2O===2Fe(OH)3↓+3Cl-
D.e和a的浓溶液共热生成b和d:2NaClO3+4HCl(浓)Cl2↑+2ClO2↑+2NaCl+2H2O
解析:根据“价—类”二维图,a为HCl,b为Cl2,c为NaClO、d为ClO2,e为NaClO3。HCl与Ag2CO3反应生成难溶的AgCl,化学方程式为Ag2CO3+2H++2Cl-===2AgCl+CO2↑+H2O,A项错误;HClO是弱酸,离子方程式中不拆为离子形式,离子方程式为Cl2+H2O H++Cl-+HClO,B项错误;正确的离子方程式为2Fe2++ClO-+H2O+4OH-===2Fe(OH)3↓+Cl-,C项错误;NaClO3和浓盐酸共热发生反应生成Cl2和ClO2,化学方程式为2NaClO3+4HCl(浓)Cl2↑+2ClO2↑+2NaCl+2H2O,D项正确。
9.(3分)(2025·江苏苏锡常镇四市模拟)探究NaClO溶液的性质,下列实验方案能达到探究目的的是(　B　)
选项 探究目的 实验方案
A 检验NaClO溶液中的Na+ 用洁净的铂丝蘸取少量NaClO溶液,在酒精灯上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色
B 检验NaClO溶液的氧化性 将NaClO溶液滴加到淀粉-KI溶液中,观察溶液颜色变化
C 检验NaClO溶液的pH 用洁净的玻璃棒蘸取NaClO溶液滴在pH试纸上,待变色后与标准比色卡比对
D 检验NaClO溶液的还原产物 将少量NaClO溶液与FeCl2溶液充分反应后,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,观察沉淀产生情况
解析:将NaClO溶液滴加到淀粉-KI溶液中,I-被氧化为I2,溶液变蓝,可以检验NaClO溶液的氧化性,B符合题意;NaClO具有漂白性,能使pH试纸褪色,C不符合题意;少量NaClO溶液与FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+===2Fe3++Cl-+H2O,但原溶液中存在Cl-,无法判断Cl-是溶液中原有的还是ClO-被还原生成的,D不符合题意。
10.(3分)(2025·河南安阳一模)在25 ℃、70 ℃条件下,分别用相同浓度的NaOH溶液吸收氯气,其转化关系如图所示:
已知:反应1中生成NaCl和X的物质的量相等;消耗等量的NaOH时,反应1和反应2生成NaCl的质量之比为3︰5。下列叙述错误的是(　D　)
A.上述2个反应中,参与反应的NaOH与Cl2的物质的量之比均为2︰1
B.消耗等量的NaOH时,反应1和反应2生成X和Y的物质的量之比为3︰1
C.加热漂白液会导致有效成分的含量降低
D.若某温度下生成X和Y均为1 mol时,同时生成4 mol NaCl
解析:反应1中生成NaCl和X的物质的量相等,说明Cl2中Cl元素化合价上升和下降的数目相等,则X为NaClO,化学方程式为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O;反应1和反应2生成NaCl的质量之比为3︰5,说明Cl2和NaOH反应生成NaCl和NaClO3,化学方程式为3Cl2+6NaOH===5NaCl+ NaClO3+3H2O,以此解答。由分析可知,反应1为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,反应2为3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O,参与反应的NaOH与Cl2的物质的量之比均为2︰1,A正确;由分析可知,反应1为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,反应2为3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O,消耗等量的NaOH时,反应1和反应2生成NaClO和NaClO3的物质的量之比为3︰1,B正确;漂白液的漂白原理是NaClO和水、二氧化碳反应生成HClO,而HClO受热会发生分解,导致有效成分NaClO的含量降低,C正确;由分析可知,反应1为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,反应2为3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O,若某温度下生成NaClO和NaClO3均为1 mol时,同时生成1 mol+5 mol=6 mol NaCl,D错误。
11.(14分)二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒灭菌剂,但稳定性较差,可将其用吸收法和电解法两种方法得到较稳定的NaClO2加以保存。其工艺流程示意图如图所示:
已知:ⅰ.纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。
ⅱ.长期放置或高于60 ℃时NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl。
(1)步骤1中,生成ClO2的离子方程式是2Cl2===2,通入空气的作用是将生成的ClO2稀释到10%以下,防止ClO2分解爆炸。
(2)方法1中,反应的离子方程式是2ClO2+H2O2+2OH-===2Cl+O2+2H2O,利用方法1制NaClO2时,温度不能超过20 ℃,可能的原因是温度较高时H2O2易分解。
(3)NaClO2的溶解度曲线如图所示,步骤3中从NaClO2溶液中获得NaClO2的操作是加热温度至略低于60 ℃,浓缩、冷却至略高于38 ℃结晶,洗涤。
(4)NaClO2使用时,加入稀盐酸即可迅速得到ClO2,写出反应的离子方程式:5Cl+4H+===4ClO2↑+Cl-+2H2O。若加入盐酸浓度过大,则气体产物中Cl2含量会增大,原因是NaClO2和较浓盐酸混合,发生氧化还原反应,生成Cl2。
12.(16分)(2025·湖北武汉一模)某研究小组设计实验制备漂白粉并探究漂白粉的氧化性。
【漂白粉的制备】实验装置如图:
(1)B中应加入的试剂名称为饱和食盐水(或饱和NaCl溶液)。
(2)C中使用多孔球泡的目的是增大Cl2与石灰乳的接触面积,加快反应速率。
(3)C装置常温反应会生成副产物Ca(ClO3)2,该副反应的化学方程式为6Cl2+6Ca(OH)2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O。
【漂白粉氧化性的探究】实验方案如下:
实验1 现象
生成浅红褐色沉淀X,溶液无气体产生;静置5 h后变为浅紫红色溶液Y
(4)浅红褐色沉淀X的主要成分化学式为Fe(OH)3和CaSO4。
(5)为了探究实验1中浅紫红色溶液Y的成分,进行如下实验操作:
通过“溶液变为红色”推断棕黄色溶液含Fe3+,则试剂Z为KSCN溶液。
②综合分析,浅紫红色溶液Y含有Fe,则浅紫红色溶液Y与稀硫酸反应的离子方程式为4Fe+20H+===4Fe3++3O2↑+10H2O。
(6)根据上述实验可得出氧化性:Cl2>Fe,而酸性环境下Fe可将Cl-氧化成Cl2,由此你得出的结论是物质的氧化性与溶液酸碱性有关。
解析:装置A利用二氧化锰与浓盐酸共热制取Cl2,装置B利用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,Cl2进入装置C与石灰乳反应制备漂白粉,装置D为NaOH溶液,吸收未反应的Cl2。10 g漂白粉和少量Fe2(SO4)3固体混合物加足量水搅拌静置5 h后的浅紫红色溶液Y中加稀硫酸得到无色无味气体,该气体能使带火星的木条复燃,则为O2;得到棕黄色溶液加入试剂Z,溶液变为红色,试剂Z为KSCN溶液,说明棕黄色溶液中含有Fe3+。(4)10 g漂白粉和少量Fe2(SO4)3固体混合物加足量水并搅拌后得到浅红褐色沉淀X应为水解生成的Fe(OH)3,同时Ca2+与S作用生成微溶的CaSO4沉淀,故主要成分化学式为Fe(OH)3和CaSO4。(共73张PPT)
第五章　非金属及其化合物
第16讲　氯及其化合物
目
录
考点二　氯气的实验室制法
课时作业
考点一　氯及其化合物的性质和应用
真题演练 感悟高考
复习目标
1.了解氯及其化合物的主要性质,认识这些物质在生产生活中的应用以及对生态环境的影响。2.掌握实验室制取氯气的原理、装置和操作注意事项。
一
考点一 氯及其化合物的性质和应用
1.氯气的物理性质
颜色 气味 密度 特性
_____色 _______气味 比空气____ ____液化
黄绿
刺激性
大
易
实验室如何闻有毒气体及未知气体的气味
用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔,如图所示。
微点助学
2.氯气、氯水的化学性质
(1)从原子结构的角度认识氯气的氧化性
棕红
棕黄
苍白
(2)从化合价的角度认识Cl2的歧化反应
氯气与水或碱反应时,氯元素的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现还原性又表现氧化性。
(3)从平衡的角度理解氯水的成分和性质
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反应。
2
下列实验事实,分别说明氯水中含有哪些粒子 请填写表格:
微点助学
序号 实验事实 粒子化学式或符号
① 新制氯水显黄绿色且有刺激性气味 ______
② 向氯水中加入AgNO3溶液生成白色沉淀 ______
③ 向氯水中加入Na2CO3粉末,有气泡产生 ____
④ 向氯水中滴加石蕊溶液,先变红后褪色 ______________
Cl2
Cl-
H+
H+、HClO
3.次氯酸和次氯酸盐
(1)次氯酸
弱
棕色
(2)漂白液
NaClO
(3)漂白粉
CaCl 和Ca(ClO)2
Ca(ClO)2
碱
氧化
一、氯气、氯水的性质
1.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述不正确的是(　　)
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
B.通常状况下,干燥的氯气能与铁反应
C.金属钠在氯气中燃烧,生成白烟
D.镁可以在氯气中燃烧,生成氯化镁
B
2.(2025·内蒙古赤峰一模)探究新制氯水成分及性质的实验中,依据下列方法和现象,不能得出相应结论的是(　　)
选项 方法 现象 结论
A 观察氯水颜色 氯水呈浅黄绿色 氯水中含Cl2
B 向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水 有无色气体产生 氯水中含HClO
C 向红色纸条上滴加氯水 红色纸条褪色 氯水具有漂白性
D 向FeCl2溶液中滴加氯水 溶液变成棕黄色 氯水具有氧化性
B
解析:氯气为黄绿色气体,氯水呈浅黄绿色,是因为溶解了氯气,A不符合题意;向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水,有无色气体产生,是因为HC与氯水中的H+发生反应生成H2O和CO2,B符合题意;红色纸条褪色,说明氯水具有漂白性,C不符合题意;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变成棕黄色,是因为发生反应:2FeCl2+Cl2===2FeCl3,说明氯水具有氧化性,D不符合题意。
二、含氯消毒剂
3.(2025·吉林长春期中)“84”消毒液是一种常见的含氯消毒剂。下图为某品牌“84”消毒液说明书中的部分内容。
下列分析不正确的是(　　)
A.该消毒液的有效成分可由Cl2和
NaOH溶液反应得到
B.①的原因主要是+1价氯的化合
物具有氧化性
C.②的原因主要是该消毒液遇强酸发生反应:ClO-+H+===HClO
D.③的原因主要是光照或温度升高会促进NaClO和HClO的分解
C
解析:“84”消毒液的有效成分为NaClO,Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO,A正确;本品易使有色织物脱色的原因主要是+1价氯的化合物具有强氧化性,可漂白有色织物,B正确;②的原因主要是该消毒液遇强酸(如盐酸),会发生归中反应生成有毒的氯气,发生反应:ClO-+Cl-+2H+===H2O+Cl2↑,C错误;NaClO、HClO不稳定,光照或温度升高会促进NaClO和HClO的分解,D正确。
4.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒;NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等。
(1)NaClO2在酸性条件下反应生成ClO2和NaCl,写出反应的离子方程式:
_________________________________。
(2)ClO2在强碱性环境中失效,可能的原因是会发生歧化反应生成Cl,写出反应的离子方程式:______________________________
______。
5Cl+4H+===Cl-+4ClO2↑+2H2O
2ClO2+2OH-===Cl+
H2O
(3)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为______(计算结果保留两位小数)。
解析:NaClO2在杀菌消毒的过程中被还原为Cl-,则1 mol NaClO2得到电子的物质的量为4 mol,1 mol(即71 g)Cl2被还原为Cl-时得到电子的物质的量为2 mol,故1 g NaClO2得到电子的物质的量为 mol,根据“有效氯含量”的定义可知,NaClO2的有效氯含量约为1.57。
1.57
二
考点二 氯气的实验室制法
1.实验室制Cl2的一般方法
(1)制取原理:_______________________________________。
(2)实验装置
①发生装置所用仪器的名称为A:________、B:__________。
②装置C的作用是__________________________。
③装置D的作用是________________________________。
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
分液漏斗
圆底烧瓶
除去Cl2中少量的HCl气体
干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)
(3)收集方法
①向___排空气法(氯气密度大于空气)。
②排___________法(氯气在此溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发出的氯化氢气体)。
(4)尾气处理
实验装置图中烧杯F中盛放的液体是____________,该液体的作用是____________________________。
上
饱和食盐水
NaOH溶液
吸收过量的氯气,防止污染环境
(1)实验室中用过量MnO2和浓盐酸反应制备氯气,氯化氢能不能完全被消耗 并说明原因。
不能。随着反应的进行,盐酸中HCl浓度变小,Cl-的还原性减弱,MnO2不能再氧化HCl,反应停止。
(2)实验室制备氯气时,能否用澄清石灰水进行尾气处理 并说明原因。
否,Ca(OH)2的溶解度较小,澄清石灰水吸收Cl2不完全。
微点助学
2.实验室制Cl2的其他方法
完成下列有关反应的离子方程式:
(1)Ca(ClO)2与浓盐酸:____________________________。
(2)K2Cr2O7与浓盐酸:________________________________________。
(3)KMnO4与浓盐酸:__________________________________________。
ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
Cr2+6Cl-+14H+===2Cr3++3Cl2↑+7H2O
2Mn+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
1.(2025·江苏南京模拟)实验室在低温条件下将Cl2通入KOH溶液制取KClO溶液。下列实验装置和操作不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
C.用装置丙制取KClO溶液
D.用装置丁吸收尾气中的Cl2
A
2.欲用如图所示的装置制备干燥的氯气,下列相关说法正确的是(　　)
A.装置甲烧瓶内装入的固体是MnO2
B.按气流方向,装置的连接顺序是
aedcbgfcbh
C.装置乙可干燥氯气,还可防止装
置戊中水蒸气进入集气瓶
D.可用干燥的品红试纸检验氯气
C
解析:MnO2与浓盐酸反应需要加热,装置甲没有加热装置,故A错误;收集Cl2的方法应为向上排空气法,装置的连接顺序是aedcbfgcbh,故B错误;装置乙是干燥装置,实验目的是制得干燥的氯气,装置乙要用到两次,既要除去Cl2中的水蒸气,又要防止装置戊中的水蒸气进入集气瓶,故C正确;检验氯气需要用湿润的品红试纸,故D错误。
3.某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置略):
已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:
3Mn2===+MnO2↓+4OH-。
(1)装置A中支管a的作用是__________________________;装置C中的试剂为____________;装置A中制备Cl2的化学方程式为____________________
________________________。
(2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是__________________________________________。
平衡气压,使浓盐酸顺利滴下
NaOH溶液
Ca(ClO)2+4HCl(浓)
===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
三
真题演练 感悟高考
1.(2024·广东卷) 1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是(　　)
A.制备Cl2 B.净化、干燥Cl2
C.收集Cl2 D.验证Cl2的氧化性
A
解析:利用浓盐酸和MnO2反应制Cl2需要加热,图中缺少加热装置,且分液漏斗内应盛装浓盐酸,不能达到预期目的,A符合题意;实验室制得的Cl2中有HCl杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水CaCl2干燥,可以达到净化、干燥Cl2的目的,B不符合题意;Cl2密度大于空气,可以用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C不符合题意;H2可以在Cl2中安静地燃烧,产生苍白色火焰,Cl2将H2氧化,验证了Cl2的氧化性,D不符合题意。
2.(2024·浙江1月选考)工业上将Cl2通入冷的NaOH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
B
解析:漂白液的主要成分是NaClO和NaCl,有效成分是NaClO,A正确;ClO-水解生成HClO,水解方程式为ClO-+H2O HClO+OH-,使漂白液呈碱性,B错误;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;次氯酸不稳定,次氯酸盐稳定,所以溶液稳定性:NaClO>HClO,D正确。
3.(2022·浙江6月选考)关于反应Cl2(g)+H2O(l) HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq)　ΔH<0,达到平衡后,下列说法不正确的是(　　)
A.升高温度,氯水中的c(HClO)减小
B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,c(HClO)增大
C.取氯水稀释,c(Cl-)/c(HClO)增大
D.取两份氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉-KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以证明上述反应存在限度
D
解析:升高温度,平衡逆向移动,且HClO受热易分解,c(HClO)减小,A正确;氯水中加入少量醋酸钠固体,CH3COO-和H+结合生成CH3COOH,H+浓度减小,平衡正向移动,c(HClO)增大,B正确;取氯水稀释,c(HClO)和c(Cl-)均减小,但HClO本身也存在电离平衡HClO H++ClO-,稀释促进了HClO的电离,使c(HClO)减小更多,因此增大,C正确;氯水中加AgNO3溶液产生白色沉淀,证明溶液中有氯离子,氯水中加淀粉-KI溶液,溶液变蓝,证明生成了碘单质,溶液中有强氧化性的物质,而氯气和次氯酸都有强氧化性,不能证明反应物和生成物共存,即不能证明题述反应存在限度,D错误。
4.(2022·北京卷节选)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、Mn(绿色)、Mn(紫色)。
ⅱ.浓碱性条件下,Mn-。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关;NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)。
序号 物质a C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ 5% NaOH 溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ 40% NaOH 溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是________________。
(2)通入Cl2前,实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为_______________________________。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是____________________________________________。
饱和NaCl溶液
2Mn(OH)2+O2===2MnO2+2H2O
二价锰化合物的还原性随溶液碱性的增强而增强
四
课时作业16
1.(3分)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
B
2.(3分)(2025·北京朝阳区模拟)室温下,1体积的水能溶解约2体积的Cl2。用试管收集Cl2后进行如图所示实验,下列对实验现象的分析或预测正确的是(　　)
A.试管内液面上升,证明Cl2与水发生了反应
B.取出试管中的溶液,加入少量CaCO3粉末,溶液漂白
能力减弱
C.取出试管中的溶液,光照一段时间后pH下降,与反应2HClO 　　　2HCl+O2↑有关
D.取出试管中的溶液,滴加紫色石蕊溶液,溶液先变红后褪色,加热后又变为红色
C
3.(3分)常用的含氯消毒剂有液氯、漂白粉、“84”消毒液、二氧化氯等。下列说法错误的是(　　)
A.工业制取“84”消毒液的化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+
H2O
B.漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2
C.工业上制取漂白粉是将Cl2通入澄清石灰水
D.漂白粉久置失效是因为有效成分与空气中的CO2和水反应生成的HClO见光分解
C
解析:Cl2与NaOH溶液反应制备“84”消毒液,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,故A正确;Cl2与冷的石灰乳反应制备漂白粉,则漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分为Ca(ClO)2,故B正确;澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度太低,工业上制取漂白粉是将Cl2通入冷的石灰乳中,故C错误;Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应生成HClO,HClO光照易分解,则漂白粉久置失效是因为有效成分与空气中的CO2和H2O反应生成的HClO见光分解,故D正确。
4.(3分)(2025·广东广州模拟)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处红布条褪色,说明Cl2具有漂白性
B.b处出现蓝色,说明还原性:I->Cl-
C.c处红色逐渐变浅,发生反应的离子
方程式为Cl2+OH-===ClO-+Cl-+H2O
D.KMnO4换成MnO2重做实验,a处红
布条褪色更快
B
解析:Cl2能使湿润的红布条褪色,是因为Cl2与水反应生成HClO,HClO将红布条漂白,干燥的Cl2不具有漂白性,A错误;b处溶液显蓝色,说明生成I2,发生反应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处红色逐渐变浅,发生反应Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O,C错误;MnO2与浓盐酸反应需要加热,题中所给装置没有加热装置,a处红布条不褪色,D错误。
5.(3分)(2025·湖北武汉联考)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NaHCO3溶液的洗气瓶
C
解析:MnO2和浓盐酸反应制备Cl2需加热,故A错误;漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2,应由Cl2和Ca(OH)2制备,故B错误;该反应放热,为避免Ca(ClO)2受热分解,需用冰水浴降低温度,故C正确;饱和NaHCO3溶液会吸收Cl2,且有CO2产生,应用饱和NaCl溶液吸收Cl2中的HCl,故D错误。
6.(3分)(2025·天津和平区二模)将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中,用强光照射,测得的实验数据如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.图甲中pH减小是由于光照促进了
HClO的电离
B.图乙中c(Cl-)增大主要是由于反应
消耗了水
C.图丙中氧气的体积分数增大是由于
HClO的分解
D.0~150 s,溶液的c(H+)减小到起始浓度的100.5倍
C
解析:HClO是弱酸,见光易分解:2HClO 　　　2HCl+O2↑,强光照射下,氯水中的HClO反应生成了酸性更强的HCl,A错误;Cl-浓度增大是HClO分解产生的HCl电离出Cl-,B错误;图丙中氧气的体积分数增大是由于HClO的分解生成了氧气,C正确;0~150 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错误。
7.(3分)(2025·河南郑州二模)X2、Y2、Z2为短周期元素的气体单质,l、m、n为均含X元素的化合物。它们之间的转化关系如下图所示(部分反应条件略去)。
下列说法错误的是(　　)
A.Y2的一种同素异形体可用于杀菌、消毒
B.实验室中m的浓溶液因见光分解易变黄色
C.n的钠盐和m的浓溶液反应能生成Z2
D.①②③均为氧化还原反应
B
解析:常见的短周期元素的气体单质有H2、N2、O2、F2、Cl2;其中n见光易分解,常见的化合物为HClO或HNO3,符合转化关系的n为HClO;依次推出X2、Y2、Z2、l、m分别为H2、O2、Cl2、H2O、HCl。O2的同素异形体O3具有强氧化性,可用于杀菌、消毒,A正确;m为HCl,见光不易分解,B错误;NaClO与浓盐酸发生归中反应能生成氯气,C正确;①为H2和O2反应生成H2O,②为Cl2和H2O反应生成HCl和HClO,③为光照下,HClO分解产生O2和HCl,三个反应均有元素化合价变化,均属于氧化还原反应,D正确。
8.(3分)(2025·内蒙古赤峰二模)部分含氯物质的“价—类”二维图如图所示。下列事实和对应的方程式均正确的是(　　)
A.用a的溶液溶解试管中难溶的Ag2CO3:
Ag2CO3+2H+===2Ag++CO2↑+H2O
B.向紫色石蕊溶液中通入b,溶液先变红后褪色:
Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-
C.向含烧碱的c溶液中滴加少量FeCl2溶液产生红褐色沉淀:2Fe2++3ClO-+
3H2O===2Fe(OH)3↓+3Cl-
D.e和a的浓溶液共热生成b和d:2NaClO3+4HCl(浓) 　　　Cl2↑+2ClO2↑
+2NaCl+2H2O
D
解析:根据“价—类”二维图,a为HCl,b为Cl2,c为NaClO、d为ClO2,e为NaClO3。HCl与Ag2CO3反应生成难溶的AgCl,化学方程式为Ag2CO3+2H++2Cl-===2AgCl+CO2↑+H2O,A项错误;HClO是弱酸,离子方程式中不拆为离子形式,离子方程式为Cl2+H2O H++Cl-+HClO,B项错误;正确的离子方程式为2Fe2++ClO-+H2O+4OH-===2Fe(OH)3↓+Cl-,C项错误;NaClO3和浓盐酸共热发生反应生成Cl2和ClO2,化学方程式为2NaClO3+4HCl(浓) 　　　Cl2↑+2ClO2↑+2NaCl+2H2O,D项正确。
9.(3分)(2025·江苏苏锡常镇四市模拟)探究NaClO溶液的性质,下列实验方案能达到探究目的的是(　　)
选项 探究目的 实验方案
A 检验NaClO溶液中的Na+ 用洁净的铂丝蘸取少量NaClO溶液,在酒精灯上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色
B 检验NaClO溶液的氧化性 将NaClO溶液滴加到淀粉-KI溶液中,观察溶液颜色变化
C 检验NaClO溶液的pH 用洁净的玻璃棒蘸取NaClO溶液滴在pH试纸上,待变色后与标准比色卡比对
D 检验NaClO溶液的还原产物 将少量NaClO溶液与FeCl2溶液充分反应后,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,观察沉淀产生情况
B
解析:将NaClO溶液滴加到淀粉-KI溶液中,I-被氧化为I2,溶液变蓝,可以检验NaClO溶液的氧化性,B符合题意;NaClO具有漂白性,能使pH试纸褪色,C不符合题意;少量NaClO溶液与FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+===2Fe3++Cl-+H2O,但原溶液中存在Cl-,无法判断Cl-是溶液中原有的还是ClO-被还原生成的,D不符合题意。
10.(3分)(2025·河南安阳一模)在25 ℃、70 ℃条件下,分别用相同浓度的NaOH溶液吸收氯气,其转化关系如图所示:
已知:反应1中生成NaCl和X的物质的量相等;消耗等量的NaOH时,反应1和反应2生成NaCl的质量之比为3︰5。下列叙述错误的是(　　)
A.上述2个反应中,参与反应的NaOH与Cl2的物质的量之比均为2︰1
B.消耗等量的NaOH时,反应1和反应2生成X和Y的物质的量之比为3︰1
C.加热漂白液会导致有效成分的含量降低
D.若某温度下生成X和Y均为1 mol时,同时生成4 mol NaCl
D
解析:反应1中生成NaCl和X的物质的量相等,说明Cl2中Cl元素化合价上升和下降的数目相等,则X为NaClO,化学方程式为2NaOH+Cl2===NaCl+
NaClO+H2O;反应1和反应2生成NaCl的质量之比为3︰5,说明Cl2和NaOH反应生成NaCl和NaClO3,化学方程式为3Cl2+6NaOH===5NaCl+ NaClO3+3H2O,以此解答。由分析可知,反应1为2NaOH+Cl2===NaCl+
NaClO+H2O,反应2为3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O,参与反应的NaOH与Cl2的物质的量之比均为2︰1,A正确;
由分析可知,反应1为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,反应2为3Cl2+
6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O,消耗等量的NaOH时,反应1和反应2生成NaClO和NaClO3的物质的量之比为3︰1,B正确;漂白液的漂白原理是NaClO和水、二氧化碳反应生成HClO,而HClO受热会发生分解,导致有效成分NaClO的含量降低,C正确;由分析可知,反应1为2NaOH+Cl2===
NaCl+NaClO+H2O,反应2为3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O,若某温度下生成NaClO和NaClO3均为1 mol时,同时生成1 mol+5 mol=6 mol NaCl,D错误。
11.(14分)二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒灭菌剂,但稳定性较差,可将其用吸收法和电解法两种方法得到较稳定的NaClO2加以保存。其工艺流程示意图如图所示:
已知:ⅰ.纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。
ⅱ.长期放置或高于60 ℃时NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl。
(1)步骤1中,生成ClO2的离子方程式是______________________________,通入空气的作用是______________________________________________。
(2)方法1中,反应的离子方程式是___________________________________
_________,利用方法1制NaClO2时,温度不能超过20 ℃,可能的原因是______________________。
2Cl2===2
将生成的ClO2稀释到10%以下,防止ClO2分解爆炸
2ClO2+H2O2+2OH-===2Cl+O2+
2H2O
温度较高时H2O2易分解
(3)NaClO2的溶解度曲线如图所示,步骤3中从NaClO2溶液中获得NaClO2的操作是_____________________________________________________。
加热温度至略低于60 ℃,浓缩、冷却至略高于38 ℃结晶,洗涤
(4)NaClO2使用时,加入稀盐酸即可迅速得到ClO2,写出反应的离子方程式:________________________________。若加入盐酸浓度过大,则气体产物中Cl2含量会增大,原因是________________________________________
_________。
5Cl+4H+===4ClO2↑+Cl-+2H2O
NaClO2和较浓盐酸混合,发生氧化还原反应,
生成Cl2
12.(16分)(2025·湖北武汉一模)某研究小组设计实验制备漂白粉并探究漂白粉的氧化性。
【漂白粉的制备】实验装置如图:
(1)B中应加入的试剂名称为____________________________。
(2)C中使用多孔球泡的目的是______________________________________
______。
(3)C装置常温反应会生成副产物Ca(ClO3)2,该副反应的化学方程式为_________________________________________。
饱和食盐水(或饱和NaCl溶液)
增大Cl2与石灰乳的接触面积,加快反应
速率
6Cl2+6Ca(OH)2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O
【漂白粉氧化性的探究】实验方案如下:
实验1 现象
生成浅红褐色沉淀X,溶液无气体产生;静置5 h后变为浅紫红色溶液Y
(4)浅红褐色沉淀X的主要成分化学式为_________________。
Fe(OH)3和CaSO4
解析:装置A利用二氧化锰与浓盐酸共热制取Cl2,装置B利用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,Cl2进入装置C与石灰乳反应制备漂白粉,装置D为NaOH溶液,吸收未反应的Cl2。10 g漂白粉和少量Fe2(SO4)3固体混合物加足量水搅拌静置5 h后的浅紫红色溶液Y中加稀硫酸得到无色无味气体,该气体能使带火星的木条复燃,则为O2;得到棕黄色溶液加入试剂Z,溶液变为红色,试剂Z为KSCN溶液,说明棕黄色溶液中含有Fe3+。（4）10 g漂白粉和少量Fe2(SO4)3固体混合物加足量水并搅拌后得到浅红褐色沉淀X应为水解生成的Fe(OH)3,同时Ca2+与S作用生成微溶的CaSO4沉淀,故主要成分化学式为Fe(OH)3和CaSO4。
(5)为了探究实验1中浅紫红色溶液Y的成分,进行如下实验操作:
①通过“溶液变为红色”推断棕黄色溶液含Fe3+,则试剂Z为__________。
②综合分析,浅紫红色溶液Y含有Fe,则浅紫红色溶液Y与稀硫酸反应的离子方程式为___________________________________。
KSCN溶液
4Fe+20H+===4Fe3++3O2↑+10H2O
(6)根据上述实验可得出氧化性:Cl2>Fe,而酸性环境下Fe可将Cl-氧化成Cl2,由此你得出的结论是______________________________。
物质的氧化性与溶液酸碱性有关
Thank you
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