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2022届高考统考化学人教版一轮复习教师用书：第1部分 第4章 第2节 富集在海水中的元素——氯教案
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这是一份2022届高考统考化学人教版一轮复习教师用书：第1部分 第4章 第2节 富集在海水中的元素——氯教案，共20页。
氯及其化合物的性质和应用
知识梳理
1．氯气的物理性质
注意：实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是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．Cl2的化学性质
(1)Cl2的氧化性表现——氧化剂
①与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。
a．与钠反应：2Na＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2NaCl(有白烟生成)。
b．与铁反应：2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3(生成棕红色烟，溶于水得黄色溶液)。
c．与铜反应：Cu＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))CuCl2(生成棕黄色烟，溶于水呈蓝色)。
②与非金属反应
a．与H2反应：H2＋Cl2eq \(=========,\s\up7(点燃或光照))2HCl，
b．与P反应：2P＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2PCl3，PCl3＋Cl2PCl5。
③与还原性无机化合物反应
a．与碘化钾溶液反应的化学方程式为2KI＋Cl2===I2＋2KCl。
b．与SO2水溶液反应的化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
c．与FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(2)Cl2参与的歧化反应——既作氧化剂又作还原剂
①与水反应——氯水
在25 ℃时，1体积的水能溶解约2体积的Cl2，但溶于水的Cl2只有部分与水反应，属于可逆反应，其离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
②与碱反应——制漂白剂或消毒剂
a．制漂白液(NaClO)的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，漂白液也可用于消毒杀菌。
b．制漂白粉的化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分为Ca(ClO)2，漂白粉也可用于消毒杀菌。
[辨易错]
(1)Cu、Fe在Cl2中燃烧均生成金属高价氯化物。( )
(2)可燃物的燃烧反应必须有O2参加。( )
(3)1 ml Cl2通入足量水中，Cl2与H2O反应转移电子数为NA。( )
(4)氯气可以使湿润的有色布条褪色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√
3．次氯酸及次氯酸盐的性质
(1)次氯酸的三性
①不稳定性：2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，不能单独存在，只存在溶液中。
②强氧化性eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(漂白性,杀菌、消毒))
③弱酸性(比H2CO3弱)
NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3。
(2)次氯酸盐的主要性质
①次氯酸盐[Ca(ClO)2、NaClO]的水溶液呈碱性，水解离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。
②与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。
③漂白粉在空气中失效的原理为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO,2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。
[深思考]
(1)保存氯水的方法是什么？为什么？
(2)能否用pH试纸测定氯水的pH？为什么？
[答案] (1)氯水保存于棕色试剂瓶中，放置冷暗处。
氯水中的HClO见光或受热易分解。
(2)否。氯水中的HClO具有强氧化性，能使pH试纸上的指示剂氧化褪色。
知识应用
1．“84”消毒液与75%酒精溶液的大量使用，在一定程度上抑制了新冠疫情的扩散。“84”消毒液的有效成分是 ，能否与酒精溶液混合使用 ，理由是 。
[答案] NaClO 否 NaClO具有强氧化性，可以氧化酒精，同时可能生成Cl2
2．漂白粉或漂粉精在购买时应注意的问题是 ；理由是 。
[答案] 生产日期、密封程度、是否结块等 漂白粉或漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2，Ca(ClO)2在空气中易形成CaCO3和HClO，同时HClO又易分解
命题点1 Cl2的性质及应用
1．(2020·宜昌高三测试)某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏，下列关于安全处理措施不正确的是 ( )
A．紧急组织群众沿逆风方向疏散
B．消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液
C．处在该环境中的群众，应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，趴在低洼处等待救援
D．处在该环境中的群众，应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，向高处转移
C [氨水易挥发出有刺激性气味的NH3，不能用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，同时氯气的密度大于空气密度，不能趴在低洼处，C项错误。]
2．根据下列装置图回答问题
(1)A、B通入Cl2后，观察到的现象是
，
根据现象可得出的结论是
。
(2)集气瓶B中发生反应的离子方程式是
。
(3)实验开始后，观察装置C中的现象是
。
(4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是
。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是
。
(6)F装置的作用是 。
[答案] (1)干燥的红色(或A中)布条不褪色，湿润的红色(或B中)布条褪色 Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性
(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
(3)溶液先变为红色，然后褪色
(4)H2O＋SOeq \\al(2－,3)＋Cl2===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－
(5)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(6)吸收氯气，防止污染环境
命题点2 氯水的多重性及其探究
3．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是( )
A．再通入少量氯气，eq \f(cH＋,cClO－)减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强
D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱
C [饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错误；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错误；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。]
4．(1)某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水，现象如图所示，回答相关问题。
①内圈为白色，外圈为浅红色说明H＋的扩散速度比HClO分子扩散速度 (填“快”或“慢”)。
②对实验的pH试纸进行微热，白色圆圈颜色 (填“变”或“不变”)。
③如用久置的氯水重复上述实验，现象 (填“相同”或“不同”)，理由是
。
(2)将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中，现象为
，
可得出两个结论①是 ，
②是 。
设计简单实验证明上述结论是哪一个正确？
。
[答案] (1)①快 ②不变 ③不同 因为久置氯水中不含HClO、Cl2
(2)溶液中的红色逐渐褪色 氯水中的次氯酸具有漂白性 氯水中的酸与NaOH发生中和反应 取褪色后的溶液，仅加NaOH溶液，若又变红，说明结论②正确；若不变红，结论①正确
氯水的粒子成分和多重性
注意：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氯水漂白和杀菌消毒的原因是含HClO不是Cl2。
③氯水存在可逆反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。当改变c(H＋)或c(Cl－)和光照条件，平衡可发生移动。
氯气的实验室制法
知识梳理
1．Cl2的实验室制法
(1)实验装置
(2)反应原理：(写出上述制Cl2的化学方程式)
MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)发生装置类型：固体＋液体eq \(――→,\s\up7(△))气体。
(4)净化装置：
①除去Cl2中HCl用饱和食盐水的原理是增大c(Cl－)减少Cl2与H2O的反应，即减少Cl2的溶解；
②干燥Cl2可以用浓硫酸，也可以用P2O5或CaCl2，用P2O5或CaCl2时可用的仪器名称为干燥管或U形管。
(5)收集装置：Cl2可用向上排空气法，也可以用排饱和食盐水法。
(6)尾气处理：Cl2有毒，一般用NaOH溶液吸收，其离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。一般不用澄清石灰水的理由是Ca(OH)2微溶，Ca(OH)2的浓度较小，吸收Cl2不完全。
(7)验满方法：将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
2．其他方法制备Cl2的原理
(1)用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸的方法制备Cl2的反应原理。
①14HCl(浓)＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
②16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑
④4HCl(浓)＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑
上述反应可以不用加热。
(2)工业制备Cl2——电解饱和食盐水
化学方程式为2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。
[辨易错]
(1)足量MnO2和40 mL 10 ml·L－1浓盐酸共热可生成0.1 ml Cl2。( )
(2)除去氯气中HCl杂质可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液。( )
(3)干燥Cl2可以选择浓硫酸，CaCl2或碱石灰作干燥剂。( )
(4)检验Cl2中是否含HCl，可将气体通入AgNO3溶液看是否有白色沉淀生成。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
知识应用
1．实验室中用KMnO4与浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2，从下面装置中选出合理装置并连接组装以达成实验目的，连接顺序为 ，其中d中碱石灰的作用是 。
[答案] bfced 吸收剩余的Cl2，防止污染大气
2．下图所示为改进的氯气净化装置。
如装置中发生堵塞，长颈漏斗中出现的现象为
。
[答案] 漏斗内液面上升
命题点1 Cl2的实验室制法及性质探究
1．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4eq \(=====,\s\up7(△))2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
(1)该实验中A部分的装置是 (填标号)。
(2)装置B中的现象是 。
(3)请写出装置D中反应的离子方程式： ，装置E的作用是 。
(4)请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)：
。
(5)制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法： (用化学方程式表示)。
[解析] (1)从化学方程式可知反应物是固体和液体，反应条件是加热，所以应选固液混合加热型装置。(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，生成的I2遇到淀粉变蓝色。(3)装置D中反应的离子方程式：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，装置E的作用是吸收多余的Cl2，防止污染空气。(4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，只要验证SOeq \\al(2－,4)的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SOeq \\al(2－,4)的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。(5)实验室通过不加热装置制备氯气，可以用高锰酸钾与浓盐酸反应，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
[答案] (1)b (2)溶液变蓝色
(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 吸收多余的Cl2，防止污染空气
(4)取少量C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，则证明C中亚硫酸钠已被氧化
(5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
Cl2性质探究模型
注意：①为了防止G中溶液倒吸，可在F、G之间连一个安全瓶。
②如果F中生成易水解或易潮解的氯化物，则F装置前后要有干燥装置。
命题点2 以制备含氯化合物为主体的综合实验探究
2．(2020·泉州质检)四氯化钛(TiCl4)极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，常用作烟幕弹。其熔点为－25 ℃，沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略)，用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法不正确的是( )
A．②中应盛装饱和食盐水
B．冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C．反应结束时，应先停止③处的加热，后停止①处的加热
D．该设计存在不足，如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
A [因为TiCl4极易水解，Cl2进入③装置前必须干燥，故②中应盛有浓硫酸，不是饱和食盐水，A项不正确。]
3．三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3的熔点为33 ℃，沸点为73 ℃，有吸湿性，遇水易水解。某小组同学用下列装置制取ICl3(部分夹持和加热装置省略)。
(1)按照气流方向连接接口顺序为a→ 。
装置A中导管m的作用是 。
(2)装置C用于除杂，同时作为安全瓶，能监测实验进行时后续装置是否发生堵塞，若发生堵塞，C中的现象为
。
(3)氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，则装置E适宜的加热方式为 。
装置E中发生反应的化学方程式：
。
(4)该装置存在的明显缺陷是 。
[答案] (1)d→e→b→c→g→h→f(接口b与c、g与h可互换) 使浓盐酸顺利滴下
(2)锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升
(3)水浴加热 3Cl2＋I2eq \(=======,\s\up7(水浴加热),\s\d6(<70 ℃))2ICl3
(4)缺少尾气处理装置
氯的新型化合物的性质与制备
氯的化合价有－1、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋7，相应的化合物也很复杂。近几年高考试题对氯的氧化物，氯的含氧酸及其盐的性质与制备有明显的涉及，目的是考查学生的自学能力和学以致用的素质。很好的突出了“科学探究与创新意识，科学态度与社会责任”的核心素养。
[价态——物质类别坐标]
下图是氯的常见价态与物质的对应关系图
1．氯的常见氧化物简介
(1)一氧化二氯
性质：是次氯酸的酸酐，溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸。
制法：用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯：2HgO＋2Cl2===Cl2O＋HgCl2·HgO；
同样也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取：
2Na2CO3＋H2O＋2Cl2===2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。
(2)二氧化氯
物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。
制取：Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl或5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O。
用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。
(3)Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分别为HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。
2．氯的含氧酸及其盐
(1)氯的含氧酸有HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)，其酸性依次增强，氧化性依次增强。
(2)氯的含氧酸盐有四类：次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐。
①NaClO2(亚氯酸钠)
性质：黄绿色液体，呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。
用途：是一种高效氧化剂、漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造。
②氯酸钾(KClO3)
性质：是一种白色晶体，有毒，在冷水中溶解度较小，易溶于热水，是强氧化剂。在MnO2催化作用下，受热分解生成O2。
用途：可用作制造炸药，也可用来制造火柴、烟火，实验室制取O2。
③高氯酸钠(NaClO4)
性质：易溶于水和乙醇，有强氧化性，低毒，与有机物撞击易引起爆炸。
1．Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。
已知：Cl2O的熔点为－116 ℃，沸点为3.8 ℃；Cl2的沸点为－34.6 ℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。
下列说法中不正确的是 ( )
A．装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸
B．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险
C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D．装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
C [制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险，B项正确；装置⑤是收集Cl2O，所以温度低于3.8 ℃，逸出的气体主要是空气，C项错误；Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸，D项正确。]
2．二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：
①电解时发生反应的化学方程式为
。
②溶液X中大量存在的阴离子有 。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。
a．水 b．碱石灰 c．浓硫酸 d．饱和食盐水
(3)ClO2与KI、H2SO4反应生成I2的离子反应方程式为 。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是 (填标号)。
a．明矾 b．碘化钾 c．盐酸 d．硫酸亚铁
[解析] (1)根据氧化还原反应中电子得失守恒可得：n(KClO3)×(5－4)＝n(Na2SO3)×(6－4)，则有n(KClO3)∶n(Na2SO3)＝2∶1。
(2)①由图可知，电解NH4Cl和盐酸混合溶液得到H2和NCl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式。
②由图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2和NH3及溶液X，N由＋3价降低为－3价，NaClO2中Cl由＋3价升高到＋4价，生成ClO2，Cl－未参与氧化还原反应，该反应的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH，溶液呈碱性，故溶液X中含有大量的阴离子为Cl－和OH－。
③ClO2是酸性气体，NH3是碱性气体，除去ClO2中的NH3可选用酸性干燥剂，如浓硫酸等。
(4)利用亚氯酸盐的氧化性及FeSO4的还原性除去含有的亚氯酸盐。
[答案] (1)2∶1 (2)①NH4Cl＋2HCleq \(=====,\s\up7(电解))3H2↑＋NCl3 ②Cl－、OH－ ③c (3)2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－ (4)d
[真题验收]
1．(2020·天津学业水平等级性考试，T1)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84消毒液”的主要有效成分是( )
A．NaOH B．NaCl C．NaClO D．Na2CO3
C [“84消毒液”可由氯气与NaOH溶液反应制取：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，“84消毒液”的有效成分是NaClO，C项正确。]
2．下列说法正确的是 (填序号)。
(1)(2020·全国卷Ⅰ)将含HCl的Cl2通入饱和食盐水可以除去HCl
(2)(2020·江苏卷)Cl2通入水中制氯水的离子方程式为Cl2＋H2O2H＋＋Cl－＋ClO－
(3)(2020·江苏卷)物质间转化均能实现：NaCl(aq)eq \(――→,\s\up7(电解))Cl2(g)eq \(――→,\s\up7(石灰水))漂白粉(s)
(4)(2018·全国卷Ⅱ)漂白粉可用于生活用水的消毒
(5)(2019·全国卷Ⅲ)制取较高浓度的次氯酸溶液的方法是将Cl2通入Na2CO3溶液中
(6)(2016·全国卷Ⅲ)次氯酸盐具有氧化性，所以可用漂白粉漂白织物
(7)(2016·全国卷Ⅲ)浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2时，气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水
(8)(2014·全国卷Ⅰ)漂白粉在空气中久置变质，原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
[答案] (1)(4)(6)
3．(2020·全国卷Ⅲ，T26)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是 ，a中的试剂为 。
(2)b中采用的加热方式是 。c中化学反应的离子方程式是 ，采用冰水浴冷却的目的是 。
(3)d的作用是 ，可选用试剂 (填标号)。
A．Na2S B．NaCl
C．Ca(OH)2 D．H2SO4
(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶， ， ，干燥，得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显 色。可知该条件下KClO3的氧化能力 NaClO(填“大于”或“小于”)。
[解析] (1)由装置图可知，盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶；浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应制取氯气，制取的氯气中会混有杂质氯化氢和水蒸气，a中的试剂是饱和食盐水，可以除去杂质氯化氢。(2)b中采用的加热方式是水浴加热。c中氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；因为氯气与热的氢氧化钠溶液反应会生成氯酸钠，为防止生成氯酸钠，该反应需在冰水浴冷却的条件下进行。(3)氯气有毒，能污染空气，反应完剩余的氯气要进行尾气吸收，d的作用是吸收尾气(Cl2)，因为Cl2可和Na2S发生反应Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓，故可用Na2S溶液吸收Cl2，A项正确；氯气与氯化钠不反应，不能用氯化钠溶液吸收，B项错误；因Cl2可和Ca(OH)2发生反应2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，故可用Ca(OH)2溶液吸收Cl2，C项正确；氯气与H2SO4不反应，不能用H2SO4吸收，D项错误。(4)冷却结晶后要进行过滤，使晶体和液体分离，过滤得到的晶体要用少量冷水洗涤，防止氯酸钾溶解损失，洗涤后干燥就得到氯酸钾晶体。(5)2号试管溶液变棕色说明发生了氧化还原反应，碘离子被氧化成单质碘，单质碘易溶于四氯化碳，碘的四氯化碳溶液呈紫色。同一还原剂(KI)和不同氧化剂作用，氯酸钾不与KI反应，次氯酸钠能与KI反应，说明氧化性氯酸钾小于次氯酸钠。
[答案] (1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O 避免生成NaClO3
(3)吸收尾气(Cl2) AC (4)过滤 少量(冷)水洗涤
(5)紫 小于
[新题预测]
二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：
①将干燥的氯气在110～140 ℃下与硫反应，即可得S2Cl2粗品。
②有关物质的部分性质如下表：
设计实验装置图如下：
(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见 。
利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：
(2)B中反应的离子方程式为
。
(3)C、D中的试剂分别是 、 。
(4)仪器A、B的名称分别是 、 ，F的作用是 。
(5)如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响
；
在F中可能出现的现象 ；
G的作用是 。
(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种物质的化学式) ，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和 。
[解析] (1)若B中气压过大，A中浓盐酸不容易滴下，可在A与B之间连接一根导管，以平衡A与B内气压，使浓盐酸在重力作用下顺利滴入B中，或将A换成恒压滴液漏斗；G为S2Cl2的收集装置，H中盛氢氧化钠溶液，水蒸气易挥发进入G中，易使S2Cl2水解，故应在G和H之间增加干燥装置。
(3)制取Cl2过程中产生的杂质为HCl和H2O，可先用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，再用浓硫酸干燥即可得到纯净干燥的氯气，故C、D中的试剂分别是饱和食盐水和浓硫酸。
(5)由已知S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300 ℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，故温度过高，有副产物生成，产率降低；根据硫的熔、沸点可知，温度过高，使部分硫变成蒸气，而硫的熔点较低，易凝固，则F管有固体产生或阻塞。
(6)S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300 ℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，所以S2Cl2粗品中可能混有的杂质是SCl2和S(或Cl2)；根据信息，温度控制不当，则会生成氯气和硫，S2Cl2与Cl2反应会生成SCl2，所以为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和氯气的流速要恰当，滴加浓盐酸的速率不要过快。
[答案] (1)将A换成恒压滴液漏斗(或用导管将A的上口和B相连)，在G和H之间增加干燥装置 (2)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (3)饱和食盐水 浓硫酸 (4)分液漏斗 圆底烧瓶 导气冷凝 (5)产率降低(或有副产物生成) 有固体产生(或其他合理描述) 收集S2Cl2 (6)SCl2、Cl2、S(任写其中两种即可) 滴加浓盐酸的速率不要过快
考纲定位
要点网络
1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。
3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
装置
试剂
实验现象
实验目的
A
浓硫酸
—
验证干燥的氯气无漂白作用，湿润的氯气(含HClO)有漂白作用
B
干燥红色布条
无明显变化
C
湿润红色布条
红色布条褪色
D
FeCl2溶液
溶液由浅绿色变棕黄色
验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性化合物反应
E
淀粉KI溶液
溶液变蓝色
F
Mg或Na
产生白烟
G
NaOH溶液
—
吸收多余的氯气
物质
熔点/℃
沸点/℃
化学性质
S
112.8
444.6
略
S2Cl2
－77
137
遇水生成HCl、SO2、S；与过量氯气发生反应：S2Cl2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2SCl2；温度超300 ℃以上完全分解为硫和氯气
氯及其化合物的性质和应用
知识梳理
1．氯气的物理性质
注意：实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是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．Cl2的化学性质
(1)Cl2的氧化性表现——氧化剂
①与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。
a．与钠反应：2Na＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2NaCl(有白烟生成)。
b．与铁反应：2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3(生成棕红色烟，溶于水得黄色溶液)。
c．与铜反应：Cu＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))CuCl2(生成棕黄色烟，溶于水呈蓝色)。
②与非金属反应
a．与H2反应：H2＋Cl2eq \(=========,\s\up7(点燃或光照))2HCl，
b．与P反应：2P＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2PCl3，PCl3＋Cl2PCl5。
③与还原性无机化合物反应
a．与碘化钾溶液反应的化学方程式为2KI＋Cl2===I2＋2KCl。
b．与SO2水溶液反应的化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
c．与FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(2)Cl2参与的歧化反应——既作氧化剂又作还原剂
①与水反应——氯水
在25 ℃时，1体积的水能溶解约2体积的Cl2，但溶于水的Cl2只有部分与水反应，属于可逆反应，其离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
②与碱反应——制漂白剂或消毒剂
a．制漂白液(NaClO)的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，漂白液也可用于消毒杀菌。
b．制漂白粉的化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分为Ca(ClO)2，漂白粉也可用于消毒杀菌。
[辨易错]
(1)Cu、Fe在Cl2中燃烧均生成金属高价氯化物。( )
(2)可燃物的燃烧反应必须有O2参加。( )
(3)1 ml Cl2通入足量水中，Cl2与H2O反应转移电子数为NA。( )
(4)氯气可以使湿润的有色布条褪色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√
3．次氯酸及次氯酸盐的性质
(1)次氯酸的三性
①不稳定性：2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，不能单独存在，只存在溶液中。
②强氧化性eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(漂白性,杀菌、消毒))
③弱酸性(比H2CO3弱)
NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3。
(2)次氯酸盐的主要性质
①次氯酸盐[Ca(ClO)2、NaClO]的水溶液呈碱性，水解离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。
②与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。
③漂白粉在空气中失效的原理为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO,2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。
[深思考]
(1)保存氯水的方法是什么？为什么？
(2)能否用pH试纸测定氯水的pH？为什么？
[答案] (1)氯水保存于棕色试剂瓶中，放置冷暗处。
氯水中的HClO见光或受热易分解。
(2)否。氯水中的HClO具有强氧化性，能使pH试纸上的指示剂氧化褪色。
知识应用
1．“84”消毒液与75%酒精溶液的大量使用，在一定程度上抑制了新冠疫情的扩散。“84”消毒液的有效成分是 ，能否与酒精溶液混合使用 ，理由是 。
[答案] NaClO 否 NaClO具有强氧化性，可以氧化酒精，同时可能生成Cl2
2．漂白粉或漂粉精在购买时应注意的问题是 ；理由是 。
[答案] 生产日期、密封程度、是否结块等 漂白粉或漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2，Ca(ClO)2在空气中易形成CaCO3和HClO，同时HClO又易分解
命题点1 Cl2的性质及应用
1．(2020·宜昌高三测试)某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏，下列关于安全处理措施不正确的是 ( )
A．紧急组织群众沿逆风方向疏散
B．消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液
C．处在该环境中的群众，应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，趴在低洼处等待救援
D．处在该环境中的群众，应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，向高处转移
C [氨水易挥发出有刺激性气味的NH3，不能用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，同时氯气的密度大于空气密度，不能趴在低洼处，C项错误。]
2．根据下列装置图回答问题
(1)A、B通入Cl2后，观察到的现象是
，
根据现象可得出的结论是
。
(2)集气瓶B中发生反应的离子方程式是
。
(3)实验开始后，观察装置C中的现象是
。
(4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是
。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是
。
(6)F装置的作用是 。
[答案] (1)干燥的红色(或A中)布条不褪色，湿润的红色(或B中)布条褪色 Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性
(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
(3)溶液先变为红色，然后褪色
(4)H2O＋SOeq \\al(2－,3)＋Cl2===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－
(5)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(6)吸收氯气，防止污染环境
命题点2 氯水的多重性及其探究
3．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是( )
A．再通入少量氯气，eq \f(cH＋,cClO－)减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强
D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱
C [饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错误；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错误；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。]
4．(1)某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水，现象如图所示，回答相关问题。
①内圈为白色，外圈为浅红色说明H＋的扩散速度比HClO分子扩散速度 (填“快”或“慢”)。
②对实验的pH试纸进行微热，白色圆圈颜色 (填“变”或“不变”)。
③如用久置的氯水重复上述实验，现象 (填“相同”或“不同”)，理由是
。
(2)将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中，现象为
，
可得出两个结论①是 ，
②是 。
设计简单实验证明上述结论是哪一个正确？
。
[答案] (1)①快 ②不变 ③不同 因为久置氯水中不含HClO、Cl2
(2)溶液中的红色逐渐褪色 氯水中的次氯酸具有漂白性 氯水中的酸与NaOH发生中和反应 取褪色后的溶液，仅加NaOH溶液，若又变红，说明结论②正确；若不变红，结论①正确
氯水的粒子成分和多重性
注意：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氯水漂白和杀菌消毒的原因是含HClO不是Cl2。
③氯水存在可逆反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。当改变c(H＋)或c(Cl－)和光照条件，平衡可发生移动。
氯气的实验室制法
知识梳理
1．Cl2的实验室制法
(1)实验装置
(2)反应原理：(写出上述制Cl2的化学方程式)
MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)发生装置类型：固体＋液体eq \(――→,\s\up7(△))气体。
(4)净化装置：
①除去Cl2中HCl用饱和食盐水的原理是增大c(Cl－)减少Cl2与H2O的反应，即减少Cl2的溶解；
②干燥Cl2可以用浓硫酸，也可以用P2O5或CaCl2，用P2O5或CaCl2时可用的仪器名称为干燥管或U形管。
(5)收集装置：Cl2可用向上排空气法，也可以用排饱和食盐水法。
(6)尾气处理：Cl2有毒，一般用NaOH溶液吸收，其离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。一般不用澄清石灰水的理由是Ca(OH)2微溶，Ca(OH)2的浓度较小，吸收Cl2不完全。
(7)验满方法：将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
2．其他方法制备Cl2的原理
(1)用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸的方法制备Cl2的反应原理。
①14HCl(浓)＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
②16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑
④4HCl(浓)＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑
上述反应可以不用加热。
(2)工业制备Cl2——电解饱和食盐水
化学方程式为2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。
[辨易错]
(1)足量MnO2和40 mL 10 ml·L－1浓盐酸共热可生成0.1 ml Cl2。( )
(2)除去氯气中HCl杂质可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液。( )
(3)干燥Cl2可以选择浓硫酸，CaCl2或碱石灰作干燥剂。( )
(4)检验Cl2中是否含HCl，可将气体通入AgNO3溶液看是否有白色沉淀生成。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
知识应用
1．实验室中用KMnO4与浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2，从下面装置中选出合理装置并连接组装以达成实验目的，连接顺序为 ，其中d中碱石灰的作用是 。
[答案] bfced 吸收剩余的Cl2，防止污染大气
2．下图所示为改进的氯气净化装置。
如装置中发生堵塞，长颈漏斗中出现的现象为
。
[答案] 漏斗内液面上升
命题点1 Cl2的实验室制法及性质探究
1．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4eq \(=====,\s\up7(△))2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
(1)该实验中A部分的装置是 (填标号)。
(2)装置B中的现象是 。
(3)请写出装置D中反应的离子方程式： ，装置E的作用是 。
(4)请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)：
。
(5)制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法： (用化学方程式表示)。
[解析] (1)从化学方程式可知反应物是固体和液体，反应条件是加热，所以应选固液混合加热型装置。(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，生成的I2遇到淀粉变蓝色。(3)装置D中反应的离子方程式：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，装置E的作用是吸收多余的Cl2，防止污染空气。(4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，只要验证SOeq \\al(2－,4)的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SOeq \\al(2－,4)的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。(5)实验室通过不加热装置制备氯气，可以用高锰酸钾与浓盐酸反应，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
[答案] (1)b (2)溶液变蓝色
(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 吸收多余的Cl2，防止污染空气
(4)取少量C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，则证明C中亚硫酸钠已被氧化
(5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
Cl2性质探究模型
注意：①为了防止G中溶液倒吸，可在F、G之间连一个安全瓶。
②如果F中生成易水解或易潮解的氯化物，则F装置前后要有干燥装置。
命题点2 以制备含氯化合物为主体的综合实验探究
2．(2020·泉州质检)四氯化钛(TiCl4)极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，常用作烟幕弹。其熔点为－25 ℃，沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略)，用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法不正确的是( )
A．②中应盛装饱和食盐水
B．冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C．反应结束时，应先停止③处的加热，后停止①处的加热
D．该设计存在不足，如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
A [因为TiCl4极易水解，Cl2进入③装置前必须干燥，故②中应盛有浓硫酸，不是饱和食盐水，A项不正确。]
3．三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3的熔点为33 ℃，沸点为73 ℃，有吸湿性，遇水易水解。某小组同学用下列装置制取ICl3(部分夹持和加热装置省略)。
(1)按照气流方向连接接口顺序为a→ 。
装置A中导管m的作用是 。
(2)装置C用于除杂，同时作为安全瓶，能监测实验进行时后续装置是否发生堵塞，若发生堵塞，C中的现象为
。
(3)氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，则装置E适宜的加热方式为 。
装置E中发生反应的化学方程式：
。
(4)该装置存在的明显缺陷是 。
[答案] (1)d→e→b→c→g→h→f(接口b与c、g与h可互换) 使浓盐酸顺利滴下
(2)锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升
(3)水浴加热 3Cl2＋I2eq \(=======,\s\up7(水浴加热),\s\d6(<70 ℃))2ICl3
(4)缺少尾气处理装置
氯的新型化合物的性质与制备
氯的化合价有－1、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋7，相应的化合物也很复杂。近几年高考试题对氯的氧化物，氯的含氧酸及其盐的性质与制备有明显的涉及，目的是考查学生的自学能力和学以致用的素质。很好的突出了“科学探究与创新意识，科学态度与社会责任”的核心素养。
[价态——物质类别坐标]
下图是氯的常见价态与物质的对应关系图
1．氯的常见氧化物简介
(1)一氧化二氯
性质：是次氯酸的酸酐，溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸。
制法：用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯：2HgO＋2Cl2===Cl2O＋HgCl2·HgO；
同样也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取：
2Na2CO3＋H2O＋2Cl2===2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。
(2)二氧化氯
物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。
制取：Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl或5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O。
用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。
(3)Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分别为HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。
2．氯的含氧酸及其盐
(1)氯的含氧酸有HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)，其酸性依次增强，氧化性依次增强。
(2)氯的含氧酸盐有四类：次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐。
①NaClO2(亚氯酸钠)
性质：黄绿色液体，呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。
用途：是一种高效氧化剂、漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造。
②氯酸钾(KClO3)
性质：是一种白色晶体，有毒，在冷水中溶解度较小，易溶于热水，是强氧化剂。在MnO2催化作用下，受热分解生成O2。
用途：可用作制造炸药，也可用来制造火柴、烟火，实验室制取O2。
③高氯酸钠(NaClO4)
性质：易溶于水和乙醇，有强氧化性，低毒，与有机物撞击易引起爆炸。
1．Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。
已知：Cl2O的熔点为－116 ℃，沸点为3.8 ℃；Cl2的沸点为－34.6 ℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。
下列说法中不正确的是 ( )
A．装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸
B．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险
C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D．装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
C [制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险，B项正确；装置⑤是收集Cl2O，所以温度低于3.8 ℃，逸出的气体主要是空气，C项错误；Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸，D项正确。]
2．二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：
①电解时发生反应的化学方程式为
。
②溶液X中大量存在的阴离子有 。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。
a．水 b．碱石灰 c．浓硫酸 d．饱和食盐水
(3)ClO2与KI、H2SO4反应生成I2的离子反应方程式为 。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是 (填标号)。
a．明矾 b．碘化钾 c．盐酸 d．硫酸亚铁
[解析] (1)根据氧化还原反应中电子得失守恒可得：n(KClO3)×(5－4)＝n(Na2SO3)×(6－4)，则有n(KClO3)∶n(Na2SO3)＝2∶1。
(2)①由图可知，电解NH4Cl和盐酸混合溶液得到H2和NCl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式。
②由图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2和NH3及溶液X，N由＋3价降低为－3价，NaClO2中Cl由＋3价升高到＋4价，生成ClO2，Cl－未参与氧化还原反应，该反应的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH，溶液呈碱性，故溶液X中含有大量的阴离子为Cl－和OH－。
③ClO2是酸性气体，NH3是碱性气体，除去ClO2中的NH3可选用酸性干燥剂，如浓硫酸等。
(4)利用亚氯酸盐的氧化性及FeSO4的还原性除去含有的亚氯酸盐。
[答案] (1)2∶1 (2)①NH4Cl＋2HCleq \(=====,\s\up7(电解))3H2↑＋NCl3 ②Cl－、OH－ ③c (3)2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－ (4)d
[真题验收]
1．(2020·天津学业水平等级性考试，T1)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84消毒液”的主要有效成分是( )
A．NaOH B．NaCl C．NaClO D．Na2CO3
C [“84消毒液”可由氯气与NaOH溶液反应制取：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，“84消毒液”的有效成分是NaClO，C项正确。]
2．下列说法正确的是 (填序号)。
(1)(2020·全国卷Ⅰ)将含HCl的Cl2通入饱和食盐水可以除去HCl
(2)(2020·江苏卷)Cl2通入水中制氯水的离子方程式为Cl2＋H2O2H＋＋Cl－＋ClO－
(3)(2020·江苏卷)物质间转化均能实现：NaCl(aq)eq \(――→,\s\up7(电解))Cl2(g)eq \(――→,\s\up7(石灰水))漂白粉(s)
(4)(2018·全国卷Ⅱ)漂白粉可用于生活用水的消毒
(5)(2019·全国卷Ⅲ)制取较高浓度的次氯酸溶液的方法是将Cl2通入Na2CO3溶液中
(6)(2016·全国卷Ⅲ)次氯酸盐具有氧化性，所以可用漂白粉漂白织物
(7)(2016·全国卷Ⅲ)浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2时，气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水
(8)(2014·全国卷Ⅰ)漂白粉在空气中久置变质，原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
[答案] (1)(4)(6)
3．(2020·全国卷Ⅲ，T26)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是 ，a中的试剂为 。
(2)b中采用的加热方式是 。c中化学反应的离子方程式是 ，采用冰水浴冷却的目的是 。
(3)d的作用是 ，可选用试剂 (填标号)。
A．Na2S B．NaCl
C．Ca(OH)2 D．H2SO4
(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶， ， ，干燥，得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显 色。可知该条件下KClO3的氧化能力 NaClO(填“大于”或“小于”)。
[解析] (1)由装置图可知，盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶；浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应制取氯气，制取的氯气中会混有杂质氯化氢和水蒸气，a中的试剂是饱和食盐水，可以除去杂质氯化氢。(2)b中采用的加热方式是水浴加热。c中氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；因为氯气与热的氢氧化钠溶液反应会生成氯酸钠，为防止生成氯酸钠，该反应需在冰水浴冷却的条件下进行。(3)氯气有毒，能污染空气，反应完剩余的氯气要进行尾气吸收，d的作用是吸收尾气(Cl2)，因为Cl2可和Na2S发生反应Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓，故可用Na2S溶液吸收Cl2，A项正确；氯气与氯化钠不反应，不能用氯化钠溶液吸收，B项错误；因Cl2可和Ca(OH)2发生反应2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，故可用Ca(OH)2溶液吸收Cl2，C项正确；氯气与H2SO4不反应，不能用H2SO4吸收，D项错误。(4)冷却结晶后要进行过滤，使晶体和液体分离，过滤得到的晶体要用少量冷水洗涤，防止氯酸钾溶解损失，洗涤后干燥就得到氯酸钾晶体。(5)2号试管溶液变棕色说明发生了氧化还原反应，碘离子被氧化成单质碘，单质碘易溶于四氯化碳，碘的四氯化碳溶液呈紫色。同一还原剂(KI)和不同氧化剂作用，氯酸钾不与KI反应，次氯酸钠能与KI反应，说明氧化性氯酸钾小于次氯酸钠。
[答案] (1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O 避免生成NaClO3
(3)吸收尾气(Cl2) AC (4)过滤 少量(冷)水洗涤
(5)紫 小于
[新题预测]
二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：
①将干燥的氯气在110～140 ℃下与硫反应，即可得S2Cl2粗品。
②有关物质的部分性质如下表：
设计实验装置图如下：
(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见 。
利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：
(2)B中反应的离子方程式为
。
(3)C、D中的试剂分别是 、 。
(4)仪器A、B的名称分别是 、 ，F的作用是 。
(5)如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响
；
在F中可能出现的现象 ；
G的作用是 。
(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种物质的化学式) ，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和 。
[解析] (1)若B中气压过大，A中浓盐酸不容易滴下，可在A与B之间连接一根导管，以平衡A与B内气压，使浓盐酸在重力作用下顺利滴入B中，或将A换成恒压滴液漏斗；G为S2Cl2的收集装置，H中盛氢氧化钠溶液，水蒸气易挥发进入G中，易使S2Cl2水解，故应在G和H之间增加干燥装置。
(3)制取Cl2过程中产生的杂质为HCl和H2O，可先用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，再用浓硫酸干燥即可得到纯净干燥的氯气，故C、D中的试剂分别是饱和食盐水和浓硫酸。
(5)由已知S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300 ℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，故温度过高，有副产物生成，产率降低；根据硫的熔、沸点可知，温度过高，使部分硫变成蒸气，而硫的熔点较低，易凝固，则F管有固体产生或阻塞。
(6)S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300 ℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，所以S2Cl2粗品中可能混有的杂质是SCl2和S(或Cl2)；根据信息，温度控制不当，则会生成氯气和硫，S2Cl2与Cl2反应会生成SCl2，所以为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和氯气的流速要恰当，滴加浓盐酸的速率不要过快。
[答案] (1)将A换成恒压滴液漏斗(或用导管将A的上口和B相连)，在G和H之间增加干燥装置 (2)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (3)饱和食盐水 浓硫酸 (4)分液漏斗 圆底烧瓶 导气冷凝 (5)产率降低(或有副产物生成) 有固体产生(或其他合理描述) 收集S2Cl2 (6)SCl2、Cl2、S(任写其中两种即可) 滴加浓盐酸的速率不要过快
考纲定位
要点网络
1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。
3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
装置
试剂
实验现象
实验目的
A
浓硫酸
—
验证干燥的氯气无漂白作用，湿润的氯气(含HClO)有漂白作用
B
干燥红色布条
无明显变化
C
湿润红色布条
红色布条褪色
D
FeCl2溶液
溶液由浅绿色变棕黄色
验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性化合物反应
E
淀粉KI溶液
溶液变蓝色
F
Mg或Na
产生白烟
G
NaOH溶液
—
吸收多余的氯气
物质
熔点/℃
沸点/℃
化学性质
S
112.8
444.6
略
S2Cl2
－77
137
遇水生成HCl、SO2、S；与过量氯气发生反应：S2Cl2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2SCl2；温度超300 ℃以上完全分解为硫和氯气
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