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(新高考)高考化学一轮复习课时练习第4章第2讲氯及其化合物(含解析)
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这是一份(新高考)高考化学一轮复习课时练习第4章第2讲氯及其化合物(含解析)，共35页。试卷主要包含了氯气及其重要化合物，氯气的实验室制法，卤素的性质和卤素离子的检验等内容，欢迎下载使用。
第2讲 氯及其化合物
课 程 标 准
知 识 建 构
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究了解氯、溴、碘及其重要化合物的主要性质。
2．知道氯气及其主要化合物的制备方法，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
一、氯气及其重要化合物
1．氯气
(1)物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
黄绿色
气体
刺激性
比空气大
1体积水溶解约2体积Cl2
(2)化学性质
①从氯的原子结构认识氯气的氧化性：
②从化合价的角度认识Cl2的歧化反应
Cl2中氯元素化合价为0，为中间价态，可升可降，氯气与水或碱反应，氯的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(3)氯水的成分和性质
①氯气能溶于水(1∶2)，氯水中存在一个完全电离和三个平衡：
HCl===H＋＋Cl－
Cl2＋H2OHCl＋HClO；
HClOH＋＋ClO－；
H2OH＋＋OH－。
②根据可逆反应的特点，氯水中存在着上述关系中的各种微粒：
③氯水性质的多重性
【特别提醒】
(1)闻气体气味的方法：用手在集气瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。
(2)常温下液态氯与铁不反应，可用钢瓶贮运液氯。
2．次氯酸和次氯酸盐
(1)次氯酸
(2)“84”消毒液
有效成分为NaClO，它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气，其离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。
(3)漂白粉
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2( )
(2)氯气溶于水可以导电，所以氯气是电解质( )
(3)工业制漂白粉应选择石灰乳，而不是石灰水( )
(4)氯气可以使湿润的有色布条褪色，表现氯气的漂白性( )
(5)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂( )
(6)标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA( )
(7)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√
二、氯气的实验室制法
1．制取原理
实验室通常用强氧化剂KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
2．实验装置
3．制取流程
【特别提醒】
实验室制取氯气的注意事项
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸。
(2)加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收。
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4( )
(2)足量MnO2和40 mL 10 mol·L－1浓盐酸共热可生成0.1 mol Cl2( )
(3)除去Cl2中少量HCl气体，除饱和食盐水外也可用饱和碳酸氢钠溶液( )
(4)用浓硫酸或碱石灰均可干燥Cl2( )
(5)可用排饱和食盐水法收集Cl2( )
(6)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满( )
(7)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，为防止倒吸，导气管不能伸到液面以下( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
三、卤素的性质和卤素离子的检验
1．溴、碘单质的物理性质
性质
Br2
I2
颜色
深红棕色
紫黑色
状态
液体
固体
溶解性及溶液颜色
水中
溶解度不大，橙色
溶解度不大，黄色
有机溶剂中
易溶，橙红色
易溶，紫红色
特性
易挥发、有毒
①易升华
②使淀粉溶液变蓝
2.卤素单质化学性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应，如溴与铁反应生成FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX(X代表F、Cl、Br、I)。
(3)都能与水反应：X2＋H2OHX＋HXO(X代表Cl、Br、I)。
(4)都能与碱溶液反应。
3．卤素单质性质的递变性
密度―→逐渐增大
氧化性逐渐减弱
4.卤素性质的特殊性
(1)F无正价，F2与H2反应在暗处即爆炸，F2与水剧烈反应，化学方程式：2F2＋2H2O===4HF＋O2。
(2)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴通常用水封保存，不能用橡胶塞。
(3)AgBr、AgI均具有感光性，见光易分解。AgBr可用于制照相底片或感光纸，AgI可用于人工降雨。
5．卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
(2)置换——萃取法
未知液有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I－
未知液蓝色溶液，表明有I－
【诊断3】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)向溶液中加硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀，可证明溶液中一定有Cl－( )
(2)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫色说明原溶液中有I－( )
(3)卤素单质X2与水反应都生成HX和HXO( )
(4)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸( )
(5)浓硫酸不能干燥HBr、HI( )
(6)HCl中少量的Cl2可以利用CCl4除去( )
(7)加碘盐能使淀粉变蓝( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)×
考点一 氯及其重要化合物的性质和应用
【典例1】 (2020·河南濮阳市高三一模)某同学欲利用浓盐酸、MnO2、Fe等试剂制取无水氯化铁、收集一定量的氯气并验证其某些性质，实验装置如图所示(制气装置省略)。下列说法错误的是( )
A．④中a导管应向下延伸至接近瓶底
B．若撤去⑥，则⑤中可能有Fe2O3生成
C．当⑤中充满黄绿色气体时再点燃⑤处酒精灯
D．③中试纸若是湿润的，则根据产生的现象可证明氯气有酸性，漂白性
答案 D
解析 氯气的密度比空气的大，应采用向上排空气法收集，故需要将a导管延长至接近瓶底，A正确；若撤去⑥，则⑦中的水蒸气逆向进入⑤中，导致FeCl3水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解变为Fe2O3，B正确；加热时装置中的空气会与Fe反应，故应先通入一段时间Cl2，以排尽装置中的空气，防止加热时Fe被空气氧化，C正确；干燥的氯气没有漂白性、氯气没有酸性，D错误。
【对点练1】 (氯气的性质及应用)已知：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O。如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：Cl2＞Br2＞I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水反应生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水反应生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：Fe2＋＞Cl－
答案 D
解析 a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2＞I2、Cl2＞Br2，但不能证明氧化性：Br2＞I2，A错误；c处先变红，说明氯气与水反应生成酸性物质，后褪色，说明氯气与水生成的HClO具有漂白性，B错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水反应生成的酸性物质中和NaOH的原因，C错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，证明还原性：Fe2＋＞Cl－，D正确。
【对点练2】 (氯水的性质)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，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减小，溶液漂白性增强
D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性增强
答案 D
解析 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B项所述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项错误；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项正确。
【对点练3】 (含氯化合物的性质与探究)某研究小组为了探究NaClO溶液的性质，设计了下列实验，并记录实验现象。
实验装置
实验序号
滴管试剂
试管试剂
实验现象
①
0.2 mol·L－1
NaClO溶液
饱和Ag2SO4溶液
产生白色沉淀
②
CH3COOH溶液
光照管壁有无色气泡产生
③
0.2 mol·L－1 FeSO4酸性溶液和KSCN溶液
溶液变红
④
0.2 mol·L－1AlCl3溶液
产生白色沉淀
则以下判断错误的是( )
A．实验①：发生的反应为Ag＋＋ClO－＋H2O===AgCl↓＋2OH－
B．实验②：无色气体为O2
C．实验③：还原性强弱顺序：Fe2＋＞Cl－
D．实验④：ClO－与Al3＋的水解相互促进
答案 A
解析 A项没有还原剂，不可能将ClO－还原为Cl－，错误；B项生成HClO，光照分解产生O2，会产生气泡，正确。
氯水中Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO平衡移动的应用
氯水中加
入的物质
浓度变化
平衡移
动方向
应用
可溶性
氯化物
c(Cl－)
增大
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H＋)和
c(Cl－)增大
左移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H＋)减小
右移
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2
c(H＋)减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(H＋)减小
右移
制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)减小
右移
氯水需避光保存或现用现配
考点二 氯气及含氯化合物的实验室制法
【典例2】 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＋2H2SO42CaSO4＋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________(填字母)。
(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)。
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
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，即b装置。(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉遇碘变蓝色。(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SO的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SO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。
【对点练4】 (氯气的制备与性质实验的综合)(2020·广东湛江市高三一模)氯乙酸(CH2ClCOOH)是重要的分析试剂和有机合成中间体。一种制备氯乙酸的方法为CH3COOH＋Cl2CH2ClCOOH＋HCl，已知：PCl3易水解。学习小组用如图所示装置进行探究，下列说法正确的是( )
A．试剂X、Y依次选用浓盐酸、KMnO4
B．②的作用为除去Cl2中的HCl
C．③中反应后的液体经分液可得氯乙酸
D．④中出现白色沉淀说明有HCl生成
答案 A
解析 ①中若用浓盐酸与MnO2混合制取Cl2需要加热条件，而用浓盐酸与KMnO4反应制取氯气不需要加热，装置图没有加热装置，所以试剂X是浓盐酸，试剂Y是KMnO4，A正确；用浓盐酸与KMnO4反应制取Cl2中含有水蒸气，由于PCl3易水解，所以Cl2在进入装置③制取CH2ClCOOH之前需要干燥处理，则②中试剂为干燥剂浓硫酸，B错误；乙酸与Cl2在PCl3催化下加热95 ℃制取得到氯乙酸，同时还有副产物二氯乙酸、三氯乙酸，它们是沸点不同的液体化合物，因此③中反应后的液体经蒸馏可得氯乙酸，C错误；未反应的Cl2及反应产生的HCl气体在④中都能与AgNO3溶液反应产生AgCl白色沉淀，因此不能根据④中出现白色沉淀判断有HCl生成，D错误。
【对点练5】 (含氯化合物的实验室制备)(2020·福建南平市高三质检)二氧化氯(ClO2)是易溶于水且不与水反应的黄绿色气体，沸点为11 ℃。某小组在实验室中制备ClO2的装置如下(已知：SO2＋2NaClO3＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4)：
下列说法正确的是( )
A．装置C中装的是饱和食盐水，a逸出的气体为SO2
B．连接装置时，导管口a应接h或g，导管口c应接e
C．装置D放冰水的目的是液化SO2，防止污染环境
D．可选用装置A利用1 mol·L－1盐酸与MnO2反应制备Cl2
答案 B
解析 利用A装置制取SO2，在B中发生制取反应得到ClO2，ClO2的沸点为11 ℃，利用冰水浴冷凝，可在装置D中收集到ClO2；E为安全瓶，防止B中的液体进入到A中，E放置在A与B之间。C为尾气吸收装置，吸收多余的SO2。利用A装置制取SO2，a逸出的气体为SO2，C为尾气吸收装置，用于吸收多余的SO2，应该装有NaOH溶液，A错误；利用A装置制取SO2，在B中发生制取反应得到ClO2，E为安全瓶，防止B中的液体进入到A中，E放置在A与B之间，所以a应接h或g；装置D中收集到ClO2，导管口c应接e，B正确； ClO2的沸点11 ℃，被冰水浴冷凝，在D中收集到，C错误； MnO2与浓盐酸反应，1 mol·L－1的盐酸并不是浓盐酸，D错误。
考点三 卤素单质、化合物的性质、制备及应用
【典例3】 (2020·武汉调研)从淡化海水中提取溴的流程如下：
下列有关说法不正确的是( )
A．X试剂可用Na2SO3饱和溶液
B．步骤Ⅲ的离子方程式：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．工业上每获得1 mol Br2，理论上需要消耗Cl2 44.8 L
D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
答案 C
解析 Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴的强，利用置换反应制取Br2，B正确；反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2，故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气，但未标明氯气所处的温度和压强，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D正确。
海水提取溴和碘
(1)海水提溴的工艺流程
发生反应的化学方程式
①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；
②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；
③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。
(2)海带中提取碘的工艺流程
发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
【对点练6】 (卤素的性质及递变规律)下列有关卤素的说法错误的是( )
A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强
C．淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－
D．碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
答案 A
解析 元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关，可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较，A错误；I2在KI溶液中存在平衡I2＋I－ I，可使其溶解度增大，D正确。
【对点练7】 (卤素单质的制备)(2020·江西名师联盟第一次模拟测试)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，下图为海水利用的部分过程。下列有关说法不正确的是( )
A．制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl
B．侯氏制碱法应先通NH3再通CO2
C．在第②、③、④步骤中，溴元素均被氧化
D．③④的目的是进行溴的富集
答案 C
解析 往精盐溶液中通入氨气和二氧化碳，得到碳酸氢钠沉淀，说明碳酸氢钠的溶解度小于氯化钠，故A正确；由于CO2在水中的溶解度较小，而NH3的溶解度较大，所以要在食盐水中先通NH3然后再通CO2，故B正确；在步骤③中溴单质和二氧化硫反应生成硫酸和溴化氢，溴元素被还原，故C错误；浓缩后增大溴离子的浓度，与氯气发生2Br－＋Cl2===Br2＋2CI－，用空气和水蒸气将溴吹出，并用SO2氧化吸收，从而达到富集溴，③中发生Br2＋2H2O＋SO2===2HBr＋H2SO4，④中发生Cl2＋2HBr===Br2＋2HCl，则③④的目的是进行溴的富集，故D正确。
【对点练8】 (卤素单质氧化性的实验探究)为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是________。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是__________________________________________________________________。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)过程Ⅲ实验的目的是___________________________________________
___________________________________________________________________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下________________，得电子能力逐渐减弱。
答案 (1) (2)湿润的淀粉－KI试纸变蓝 (3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ (4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色 (5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰 (6)原子半径逐渐增大
解析 A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
微专题13 高考热点—含氯消毒剂
1．氯的常见氧化物
(1)一氧化二氯
①性质：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。
②外观与性状：棕黄色气体，有刺激性气味。
③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；
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
①物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。
②制取：Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl
或：5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O。
③用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。
2．氯的含氧酸
(1)氯的含氧酸的种类
HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。
(2)氯的含氧酸的性质
酸性：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO
氧化性：HClO＞HClO2＞HClO3＞HClO4。
3．NaClO2(亚氯酸钠)
①性质：呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。
②用途：是一种高效氧化性漂白剂。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。
案例一 氯的氧化物
【典例1】 (2017·浙江卷节选)ClO2是一种优良的消毒剂，浓度过高时易发生分解，常将其制成NaClO2固体，以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图1所示。
已知：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O
2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2↑＋2H2O
ClO2熔点－59 ℃、沸点11 ℃；H2O2沸点150 ℃
请回答：
(1)仪器A的作用是_______________________________________________；
冰水浴冷却的目的是_______________________________________________
___________________________________________________________(写两种)。
(2)空气流速过快或过慢，均降低NaClO2产率，试解释其原因___________________________________________________________________。
(3)Cl－存在时会催化ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸，ClO2的生成速率大大提高，并产生微量氯气。该过程可能经两步反应完成，将其补充完整：
①______________________________________________________________
(用离子方程式表示)；
②H2O2＋Cl2===2Cl－＋O2＋2H＋。
(4)H2O2浓度对反应速率有影响。通过图2所示装置将少量30% H2O2溶液浓缩至40%，B处应增加一个设备。该设备的作用是________________________，
馏出物是________。
答案 (1)作安全瓶，防止倒吸 防止ClO2挥发，防止双氧水分解
(2)空气流速过快反应不充分；空气流速过慢，ClO2浓度过高易发生分解
(3)2ClO＋2Cl－＋4H＋===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O
(4)降低体系压强，减少双氧水分解 H2O
解析 (1)A瓶的特点是“短进长出”的空集气瓶，作安全瓶，防止倒吸。ClO2沸点11 ℃，用冰水浴，可以防止挥发。同时防止H2O2的分解。(2)空气流速过快，会带出ClO2气体，使其与H2O2反应不充分；空气流速过慢，ClO2的浓度过高，由题给信息“浓度过高易分解”。(3)Cl－在酸性条件下被ClO氧化为Cl2(归中反应)。(4)由题给信息“H2O2沸点150 ℃”，馏出物为H2O。
案例二 氯的含氧酸盐
【典例2】 (2016·课标全国Ⅰ，28)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是________。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是________。
(5)“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)
答案 (1)＋3 (2)2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2
(3)NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO(或NaClO2)
(4)2∶1 O2 (5)1.57
解析 本题工艺流程图典型、简明，解读流程图推知反应物和产物，根据氧化还原得失电子守恒进行配平：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。该题难点之一是判断出电解食盐水并加入ClO2，产物有NaClO2和Cl2生成，由于阴极发生还原反应，所以应该是ClO2在阴极被还原生成NaClO2，难点之二是判断尾气吸收过程中的氧化剂ClO2与还原剂H2O2，无需配平氧化还原反应方程式，只根据反应中得失电子守恒求得其比值为2∶1。最后考查的是根据新概念“有效氯含量”进行氧化还原反应得失电子守恒的计算。
1．氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂，有强氧化性，其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4～5倍，下列有关氯胺(NH2Cl)的说法一定不正确的是( )
A．氯胺的水解产物为NH2OH(羟氨)和HCl
B．氯胺的电子式为
C．氯胺中氯的化合价为＋1
D．氯胺的消毒原理与漂白粉相似
答案 A
解析 由氯胺为强氧化性杀菌剂可知其水解时发生NH2Cl＋H2ONH3＋HClO，A项错误。
2．“84”消毒液的有效成分为NaClO，已知酸的电离平衡常数：H2CO3＞HClO＞HCO，下列说法正确的是( )
A．“84”消毒液可以与福尔马林溶液混合使用
B．NaClO的稳定性和漂白性都比HClO强
C．工业上在特定条件下电解饱和食盐水制得NaClO，原理为NaCl＋H2ONaClO＋H2↑
D．NaClO溶液在空气中发生的离子反应为2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CO
答案 C
解析 次氯酸钠具有强氧化性，能与福尔马林中的甲醛发生化学反应，A错误；NaClO比HClO稳定，而HClO的漂白性更强，B错误；根据电离平衡常数分析，反应应该生成次氯酸和碳酸氢根离子，D错误。
3．亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂，主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白，水处理，杀菌灭藻，鱼药制造等行业。工业上可采用过氧化氢法，即在碱性条件下，用H2O2还原ClO2制备NaClO2。某兴趣小组模拟工业生产流程在实验室中制备NaClO2，实验装置如图1所示。回答下列问题：
已知：纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
检查装置气密性；称取10.65 g NaClO3加入200 mL稀硫酸中，溶解，然后转移到仪器a中；量取适量H2O2加入100 mL NaOH浓溶液中，摇匀后转移到仪器b中；连接好装置进行实验。
(1)仪器b的名称是________。
(2)进行实验时，需要对装置甲进行水浴加热，水浴加热的优点是___________________________________________________________________，该反应中“水浴加热”的目的是______________________________________。
(3)装置丙的作用是______________________________________________。
(4)装置甲中空气并不参与反应，则装置甲中发生反应的离子方程式是___________________________________________________________________。
(5)仪器b中的溶质浓度对产品含量起到关键作用，溶质浓度对产品含量的影响如图2和图3所示。从经济效益考虑，仪器b中H2O2的浓度最好为________ mol·L－1，图3中n(H2O2)/n(NaOH)＜0.6时，NaClO2的含量较低，其可能的原因是__________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(6)实验结束后，在适当的条件下处理b中的混合液，得到产品NaClO2·3H2O 9.39 g。该实验的产率为________。(保留3位有效数字)
答案 (1)圆底烧瓶(或烧瓶)
(2)受热均匀，易于控制温度 加快反应速率
(3)吸收SO2、ClO2有害气体，防止污染空气
(4)SO2＋2ClO===SO＋2ClO2
(5)2.4 n(H2O2)/n(NaOH)＜0.5时，H2O2不足，0.5≤n(H2O2)/n(NaOH)＜0.6时，部分H2O2分解
(6)65.0%
解析 (2)水浴加热时反应仪器被水包围，受热均匀，且易于控制反应温度。升温可加快反应速率。(3)反应过程中部分SO2、ClO2会逸出，用碱液可吸收该有害气体，防止污染空气。(4)装置甲中SO2还原ClO生成ClO2，故反应的离子方程式为SO2＋2ClO===SO＋2ClO2。(5)由图2可知，c(NaOH)＝4 mol·L－1时，NaClO2的含量趋于稳定，由图3可知，n(H2O2)/n(NaOH)＝0.6时，NaClO2的含量较高，再增大n(H2O2)/n(NaOH)，NaClO2的含量增大不明显，故最佳c(H2O2)为0.6×4 mol·L－1＝2.4 mol·L－1。制备NaClO2的反应为2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2，由此可知，ClO2足量，n(H2O2)/n(NaOH)＝0.5时，H2O2和NaOH正好完全反应，但H2O2不稳定，容易分解，故H2O2稍微过量才能使NaOH和ClO2的转化率提高。(6)由Cl原子守恒可知关系式n(NaClO3)＝n(NaClO2·3H2O)，而n(NaClO3)＝10.65 g÷106.5 g·mol－1＝0.1 mol，故NaClO2·3H2O的理论产量m(NaClO2·3H2O)＝0.1 mol×144.5 g·mol－1＝14.45 g，因此产率为9.39 g÷14.45 g×100%＝65.0%。
1.(2021·1月重庆市学业水平选择考适应性测试，1)人工泳池水质须符合CJ/T244－2016标准，为此在泳池里需要加入某些化学品。下列做法错误的是( )
A.用明矾作净水剂 B.用硫酸铜作杀藻剂
C.用氯化钠作pH调节剂 D.用次氯酸钠作消毒剂
答案 C
解析 A项，明矾化学式为KAl(SO4)2·12H2O，溶于水因Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质沉降而净水，正确；B项，硫酸铜中Cu2＋为重金属离子，能使蛋白质变性而作杀藻剂，正确；C项，氯化钠为强酸强碱盐，溶于水呈中性，无法调节pH，错误；D项，次氯酸钠具有强氧化性，用作消毒剂，正确。
2．(2018·江苏化学，5)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是( )
A．用装置甲灼烧碎海带
B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2
D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气
答案 B
解析 灼烧应在坩埚中进行，A项错误；海带灰浸泡液通过过滤可得海带灰和滤液，B项正确；浓HCl与MnO2反应制备Cl2时需要加热，C项错误；Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小，应用碱液吸收，D项错误。
3．(高考组合题)下列说法不正确的是( )
A．(2019·浙江4月选考，8A)液氯可以储存在钢瓶中
B．(2019·浙江4月选考，11A)用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20 mL水，振荡，气体完全溶解，溶液变为黄绿色
C．(2018·浙江11月选考，8B)电解饱和食盐水可制取氯气
D．(2019·全国卷Ⅲ，7D)碘酒可用于皮肤外用消毒
答案 B
解析 氯气可溶于水，在常温时，1体积水大约能溶解2体积氯气，因而20 mL水大约能溶解40 mL氯气，气体大约剩余40 mL未溶解，B项错误。
4．(高考组合题)下列说法不正确的是( )
A．(2018·全国卷Ⅱ，7B)漂白粉可用于生活用水的消毒
B．(2018·北京，9B)石蕊溶液滴入氯水中，溶液变红，随后迅速褪色，不涉及氧化还原反应
C．(2018·海南，5D)氯水具有较强的氧化性，可用于漂白纸张、织物等
D．(2017·全国卷Ⅲ，9B)清洗碘升华实验所用试管，先用酒精清洗，再用水清洗
答案 B
解析 B项，红色褪去是HClO表现强氧化性，错误；D项，碘易溶于酒精，可用酒精清洗碘，又由于酒精与水互溶，再用水清洗即可洗净，正确。
5．(2020·山东学业水平等级考试，20)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：
3MnO＋2H2O===2MnO＋MnO2↓＋4OH－
回答下列问题：
(1)装置A中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___________________________________________________________________。
答案 (1)平衡气压，使浓盐酸顺利滴下 NaOH溶液 Ca(ClO)2＋4HCl=== CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
(2)在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
解析 (1)装置A中a的作用是平衡气压，使浓盐酸能够顺利滴下。该实验过程中有毒性较大的氯气参与反应，故装置C中盛放NaOH溶液，用于吸收有毒气体氯气，防止其逸出污染空气。酸性条件下，ClO－与Cl－发生氧化还原反应(归中反应)生成氯气，故装置A中制备Cl2的化学方程式是Ca(ClO)2＋4HCl===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(2)盐酸具有挥发性，则用浓盐酸制备的Cl2中含有HCl杂质，该杂质进入装置B中会使溶液碱性减弱，而溶液碱性减弱时MnO易发生歧化反应生成MnO和MnO2，又HCl还可还原装置B中生成的KMnO4，导致产物损失，改进的方法是在装置A和装置B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶，以除去Cl2中的HCl杂质。
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．(2020·广东揭阳模拟)下列关于氯气及氯水的叙述中，正确的是( )
A．纯净的氯气是一种黄绿色、有毒的气体，具有漂白性
B．可用干燥的蓝色石蕊试纸验证氯水是否变质
C．氯气能与铁反应，因此液氯不宜贮存在钢瓶中
D．氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物
答案 B
解析 氯气不具有漂白性，A项错误；氯水中含有HClO，可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，变质后为盐酸，盐酸使蓝色石蕊试纸变红而不褪色，则可用干燥的蓝色石蕊试纸验证氯水是否变质，B项正确；常温下，铁与氯气不反应，则液氯可贮存在钢瓶中，C项错误；氯水为混合物，而氯气、液氯是同一种物质，只是状态不同，属于纯净物，D项错误。
2．(2020·北京海淀期末)下列说法不正确的是( )
A．84消毒液的有效成分是NaClO
B．84消毒液能漂白棉、麻、纸张
C．84消毒液与酸性洁厕剂混用会产生Cl2
D．84消毒液久置失效，只涉及氧化还原反应
答案 D
解析 氢氧化钠和氯气反应生成次氯酸钠、氯化钠和水，次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸，所以84消毒液的有效成分是NaClO，A项正确；次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以84消毒液能漂白棉、麻、纸张，B项正确；ClO－和Cl－在酸性条件下发生归中反应生成氯气，84消毒液与酸性洁厕剂混用会产生Cl2，C项正确；84消毒液久置，次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸和碳酸氢钠，该反应不是氧化还原反应，D项错误。
3．向新制氯水中加入少量下列物质，增强溶液漂白能力的是( )
A．碳酸钙粉末 B．稀硫酸
C．氯化钙溶液 D．二氧化硫水溶液
答案 A
解析 新制氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，要增强溶液的漂白性，需要促进平衡正向移动，提高HClO的浓度。碳酸钙粉末消耗溶液中的H＋，促进平衡正向移动，HClO的浓度增大，A项正确；加入稀硫酸会增大溶液中H＋的浓度，促进平衡逆向移动，HClO的浓度减小，B项错误；加入CaCl2溶液会增大溶液中Cl－的浓度，促进平衡逆向移动，HClO的浓度减小，C项错误；二氧化硫具有还原性，能与Cl2、HClO发生氧化还原反应，使HClO的浓度减小，D项错误。
4．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．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2
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．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
答案 D
解析 通常情况下，氯气为黄绿色气体，氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2，A项正确；向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，发生的反应为Ag＋＋Cl－===AgCl↓，说明氯水中含有Cl－，B项正确；向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，发生的反应为H＋＋HCO===H2O＋CO2↑，说明氯水中含有H＋，C项正确；向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明反应有氯化铁生成，由于氯气和HClO均能把氯化亚铁氧化成氯化铁，因此不能说明氯水中含有HClO，D项错误。
5．已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素单质的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部分颜色描述正确的是( )
选项
①
②
③
④
A
黄绿色
橙色
蓝色
白色
B
无色
橙色
紫色
白色
C
黄绿色
橙色
蓝色
无色
D
黄绿色
无色
紫色
白色
答案 A
解析 由①处产生的Cl2通过②时发生反应Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，通过③时发生反应Cl2＋2KI===2KCl＋I2，通过④时发生反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，因Cl2为黄绿色，Br2为橙色，I2遇淀粉变蓝，Cl2遇碱生成NaCl、NaClO可知应选A。
6．某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是( )
A．甲图中：若MnO2过量，浓盐酸就可被完全消耗
B．乙图中：量筒中发生了加成反应
C．丙图中：生成蓝色的烟
D．丁图中：湿润的有色布条能褪色
答案 D
解析 甲图中：若MnO2过量，随着反应进行，盐酸浓度减小，当盐酸浓度减小到某一值时不再与MnO2反应，浓盐酸不能被完全消耗，故A错误；乙图中：甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，故B错误；丙图中：Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟，故C错误；丁图中：湿润的有色布条能褪色，是因为Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，故D正确。
7．如图所示。若关闭阀门Ⅰ，打开阀门Ⅱ，让一种含氯气的气体经过甲瓶后，通入乙瓶，布条不褪色；若关闭阀门Ⅱ，打开阀门Ⅰ，再通入这种气体，布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是( )
①浓硫酸 ②饱和氯化钠溶液 ③亚硫酸钠溶液 ④饱和碳酸氢钠溶液
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
答案 D
解析 Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用。气体通过甲瓶后不能使有色布条褪色，可能有两个原因：一是甲瓶中溶液将Cl2干燥，二是甲瓶中溶液能吸收Cl2。浓H2SO4吸水，Na2SO3溶液、饱和NaHCO3溶液都能与Cl2发生反应。
8．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水的消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是( )
A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4
B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋2OH－===ClO＋ClO＋H2O
C．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D．等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强
答案 C
解析 A项，酸性条件下ClO发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，离子方程式为：4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，化学方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，等物质的量的ClO2做氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多，正确。
9．(2020·山东济宁教学质量检测)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②③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
答案 C
解析 制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②③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；⑤是收集Cl2O的装置，所以温度低于3.8 ℃，此时氯气是气体，逸出的气体主要是空气和剩余的Cl2，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。
10．CsICl2常用于化学上的分子筛技术，CaOCl2常用于漂白、消毒。下列判断不正确的是( )
A．CsICl2、CaOCl2中的卤族元素都显－1价
B．向CaOCl2溶液中滴加稀硫酸可能产生黄绿色气体
C．CsICl2溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．向CsICl2、CaOCl2溶液中分别滴加硫酸亚铁溶液，溶液颜色变为黄色
答案 A
解析 A项，CsICl2可写作CsCl·ICl，I为＋1价，CaOCl2可写作CaCl2·Ca(ClO)2，一部分Cl为＋1价，错误；B项，加入稀硫酸可发生2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O，正确；C项，CaOCl2溶液中的Cl－可使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；D项，ICl、ClO－可将硫酸亚铁溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液颜色变为黄色，正确。
11．某混合溶液中含有NaI、NaBr、Na2SO4三种溶质，其物质的量均为1 mol，向混合溶液中通入一定量的氯气。下列说法正确的是( )
A．将溶液蒸干最多可以得到4 mol NaCl
B．将溶液蒸干并灼烧，得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4
C．向溶液中滴加KI淀粉溶液，溶液变蓝，则氯气一定过量
D．若通入氯气的体积为22.4 L(标准状况下)，则反应的离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
答案 B
解析 氯气与硫酸钠不反应，因此将溶液蒸干最多可以得到2 mol NaCl，A项错误；若氯气与部分溴化钠反应，则将溶液蒸干并灼烧，得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4，B项正确；向溶液中滴加KI淀粉溶液，溶液变蓝，说明有碘生成，氯气可能只与部分NaI反应，C项错误；通入的Cl2为1 mol，既与I-反应，也与Br-反应，D项错误。
12．(2020·山东济宁质检)向两份等体积、等浓度，pH不同的FeSO4溶液中逐滴加入NaClO溶液，实验测得溶液pH随加入NaClO溶液体积变化曲线如下图。下列说法不正确的是( )
Ⅰ.滴入V1 mL NaClO溶液产生大量红褐色沉淀
Ⅱ.滴入V1 mL NaClO溶液，溶液变黄，未见沉淀，继续滴加出现红褐色沉淀
A．a～b段主要反应的离子方程式为：2Fe2＋＋ClO－＋5H2O===2Fe(OH)3↓＋Cl－＋4H＋
B．d～e段主要反应的离子方程式为：2Fe2＋＋2ClO－＋3H＋===HClO＋Cl－＋2Fe3＋＋H2O
C．c、f点pH接近的主要原因是：ClO－＋H2OHClO＋OH－
D．向c点溶液中加入过量的浓盐酸，沉淀溶解并有刺激性气味的气体放出
答案 B
解析 B项，向FeSO4溶液滴入NaClO溶液，Fe2＋过量，不可能生成HClO，错误；D项，向c点溶液中加入过量浓盐酸，发生Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O，ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，沉淀溶解，生成Cl2，正确。
二、非选择题(本题包括4小题)
13．(2020·课标全国Ⅱ，26)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许________离子通过，氯气的逸出口是________(填标号)。
(2)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为____________________________________________________。
(3)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为________ mol；产生“气泡”的化学方程式为______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是_____________________________________________________________________(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为________ kg(保留整数)。
答案 (1)Na＋ a (2)2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O (3)1.25 NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O (4)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O 203
解析 (1)结合题图电解装置，可知阴极上水电离出的H＋得电子生成H2，Na＋从左侧通过离子膜向阴极移动，即该装置中的离子膜只允许Na＋通过；电解时阳极上Cl－失去电子，Cl2在a出口逸出。(2)根据Cl2与HgO的反应为歧化反应，且一种生成物为Cl2O，可知该反应的化学方程式为2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O。(3)结合题中信息制备ClO2时发生歧化反应，可知反应的化学方程式为5NaClO2＋4NaHSO4===NaCl＋4Na2SO4＋4ClO2↑＋2H2O，即生成1 mol ClO2时消耗1.25 mol NaClO2；溶液中溢出大量气泡是NaHCO3与NaHSO4反应产生的CO2气体。(4)酸性清洁剂的主要成分为HCl，与NaClO溶液发生氧化还原反应生成Cl2，即ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，故二者不能混用。Cl2和NaOH溶液生成NaClO的反应为Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O，设反应中消耗Cl2和NaOH溶液的质量分别为x kg和y kg，依据题意有等量关系＝，x＋y＝1 000，解得x≈203，y≈797。
14．二氧化氯(ClO2)是一种新型的环保饮用水消毒剂，某课题小组拟选择如图所示部分装置制备并收集二氧化氯来探究其漂白性(装置不可重复使用)。
已知：①常温下，亚氯酸钠(NaClO2)与氯气反应的生成物之一为二氧化氯；②常温常压下，ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体。
回答下列问题：
(1)制备干燥、纯净的氯气：气体发生装置是________(填字母)，反应的离子方程式为________________________________________________________。
(2)制备二氧化氯：导管口连接顺序为a→________→n→p→j。本实验选择装置Ⅰ而不选择装置H的原因是_________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)写出装置G中发生反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)装置E的作用是______________________________________________。
(5)请设计简易实验证明二氧化氯具有永久的漂白性：________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(6)二氧化氯还会与H2O2和NaOH的混合溶液反应，其产物之一是NaClO2。写出该反应的化学方程式______________________________________________
___________________________________________________________________。
答案 (1)A MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(或B 2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O)
(2)z→m→x→y→b→c→r→s 装置H中的水蒸气会进入装置F中，且可能会引起倒吸
(3)Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl
(4)吸收二氧化氯中的氯气
(5)取少量品红溶液于试管中，通入二氧化氯，观察到品红溶液褪色，再加热已褪色的溶液，溶液不变红色
(6)2ClO2＋2NaOH＋H2O2===2NaClO2＋O2＋2H2O
解析 (1)若用MnO2作氧化剂制备Cl2，则气体发生装置应选取装置A，因该反应需加热；若用KMnO4作氧化剂，则气体发生装置应选取装置B，因该反应不需要加热。反应的离子方程式分别为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O、2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。(2)制备ClO2的过程：制备Cl2，除去Cl2中HCl杂质，用装置C中的浓硫酸进行干燥，用装置G中的NaClO2与Cl2反应生成ClO2和NaCl，用装置E中的CCl4除去多余的Cl2，用装置F收集ClO2，用装置Ⅰ吸收有毒尾气，装置Ⅰ还起到防止空气中的水蒸气进入装置F中的作用。故导管口的连接顺序为a→z→m→x→y→b→c→r→s→n→ p→j。装置I与装置H的不同之处在于装置I可防止空气中的水蒸气进入装置F中，而装置H中盛有烧碱溶液，其中的水蒸气可进入装置F中，且可能会引起倒吸。(3)装置G中制备ClO2发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl。(4)装置E中的CCl4可吸收ClO2中的Cl2，起到净化ClO2的作用。(5)可用品红溶液来验证二氧化氯的漂白性。(6)由题意可知反应物为ClO2、NaOH、H2O2，产物之一是NaClO2，根据氧化还原反应原理及原子守恒可知其余的产物为O2、H2O，故该反应的化学方程式为2ClO2＋2NaOH＋H2O2===2NaClO2＋O2＋2H2O。
15．某学生设计如下实验装置利用氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉(这是一个放热反应)，据此回答下列问题：
(1)A仪器的名称是________，D的作用是_____________________________
_____________________________________。
(2)漂白粉将在U形管中产生，其反应的化学方程式是
_______________________________________________________________。
(3)有同学建议在两个橡胶套管内的玻璃管口应尽量紧靠，原因是___________________________________________________________________。
(4)此实验结果所得Ca(ClO)2产率太低。经分析并查阅资料发现主要原因是在U形管中存在副反应：温度较高时氯气与消石灰反应生成了Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，可采取的措施是___________________________________
_____________________________________，
有同学测出了反应后溶液中ClO－、ClO两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线，粗略表示为如图2(不考虑氯气和水的反应)。图2中曲线Ⅰ表示________的物质的量随反应时间变化的关系。
答案 (1)分液漏斗 吸收尾气
(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(3)Cl2易腐蚀橡胶套管
(4)将U形管置于冷水浴中 ClO－
解析 (1)装置中添加浓盐酸用的是分液漏斗；NaOH溶液的作用是吸收过量的氯气。(2)漂白粉将在U形管中产生，反应的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(3)Cl2易腐蚀橡胶套管，在两个橡胶套管内的玻璃管口应尽量紧靠。(4)温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，用冰水或冷水冷却。当温度低时，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙；当温度高时，生成氯酸钙和氯化钙，刚开始反应时，温度较低，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙，所以图2中曲线Ⅰ表示ClO－的物质的量随反应时间变化的关系。
16．某校化学实验小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色。
提出问题：Fe3＋、Br2谁的氧化性更强？
(1)猜想：
①甲同学认为氧化性：Fe3＋＞Br2，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含________(填化学式，下同)所致。
②乙同学认为氧化性：Br2＞Fe3＋，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含________所致。
(2)设计实验并验证：
丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点是正确的。
供选用的试剂：a.酚酞溶液 b．四氯化碳
c．无水酒精 d．硫氰化钾溶液
请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填字母)
选用试剂
实验现象
方案1
方案2
(3)应用与拓展：
①在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黄色所发生反应的离子方程式为____________________________________________________。
②在100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况)，溶液中有的溴元素被氧化成单质Br2，则原溶液中FeBr2的物质的量浓度为________。
答案 (1)①Br2 ②Fe3＋
(2)
选用试剂
实验现象
方案1
b
CCl4层呈无色
方案2
d
溶液变红
(3)①2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ ②1.2 mol·L－1
解析 (2)证明溶液中没有溴单质而有Fe3＋即可证明乙同学的观点，利用溴溶于四氯化碳，使四氯化碳层显红棕色，Fe3＋遇SCN－显红色来设计实验。(3)①通过上述分析可知，溴单质可以氧化Fe2＋生成Fe3＋和Br－，离子方程式为2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。②FeBr2中通入Cl2，Cl2先和Fe2＋反应，后和Br－反应，假设FeBr2的浓度为x mol·L－1，根据得失电子守恒可知x×0.1＋2x×0.1×＝×2，则x＝1.2。
第2讲 氯及其化合物
课 程 标 准
知 识 建 构
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究了解氯、溴、碘及其重要化合物的主要性质。
2．知道氯气及其主要化合物的制备方法，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
一、氯气及其重要化合物
1．氯气
(1)物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
黄绿色
气体
刺激性
比空气大
1体积水溶解约2体积Cl2
(2)化学性质
①从氯的原子结构认识氯气的氧化性：
②从化合价的角度认识Cl2的歧化反应
Cl2中氯元素化合价为0，为中间价态，可升可降，氯气与水或碱反应，氯的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(3)氯水的成分和性质
①氯气能溶于水(1∶2)，氯水中存在一个完全电离和三个平衡：
HCl===H＋＋Cl－
Cl2＋H2OHCl＋HClO；
HClOH＋＋ClO－；
H2OH＋＋OH－。
②根据可逆反应的特点，氯水中存在着上述关系中的各种微粒：
③氯水性质的多重性
【特别提醒】
(1)闻气体气味的方法：用手在集气瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。
(2)常温下液态氯与铁不反应，可用钢瓶贮运液氯。
2．次氯酸和次氯酸盐
(1)次氯酸
(2)“84”消毒液
有效成分为NaClO，它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气，其离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。
(3)漂白粉
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2( )
(2)氯气溶于水可以导电，所以氯气是电解质( )
(3)工业制漂白粉应选择石灰乳，而不是石灰水( )
(4)氯气可以使湿润的有色布条褪色，表现氯气的漂白性( )
(5)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂( )
(6)标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA( )
(7)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√
二、氯气的实验室制法
1．制取原理
实验室通常用强氧化剂KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
2．实验装置
3．制取流程
【特别提醒】
实验室制取氯气的注意事项
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸。
(2)加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收。
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4( )
(2)足量MnO2和40 mL 10 mol·L－1浓盐酸共热可生成0.1 mol Cl2( )
(3)除去Cl2中少量HCl气体，除饱和食盐水外也可用饱和碳酸氢钠溶液( )
(4)用浓硫酸或碱石灰均可干燥Cl2( )
(5)可用排饱和食盐水法收集Cl2( )
(6)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满( )
(7)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，为防止倒吸，导气管不能伸到液面以下( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
三、卤素的性质和卤素离子的检验
1．溴、碘单质的物理性质
性质
Br2
I2
颜色
深红棕色
紫黑色
状态
液体
固体
溶解性及溶液颜色
水中
溶解度不大，橙色
溶解度不大，黄色
有机溶剂中
易溶，橙红色
易溶，紫红色
特性
易挥发、有毒
①易升华
②使淀粉溶液变蓝
2.卤素单质化学性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应，如溴与铁反应生成FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX(X代表F、Cl、Br、I)。
(3)都能与水反应：X2＋H2OHX＋HXO(X代表Cl、Br、I)。
(4)都能与碱溶液反应。
3．卤素单质性质的递变性
密度―→逐渐增大
氧化性逐渐减弱
4.卤素性质的特殊性
(1)F无正价，F2与H2反应在暗处即爆炸，F2与水剧烈反应，化学方程式：2F2＋2H2O===4HF＋O2。
(2)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴通常用水封保存，不能用橡胶塞。
(3)AgBr、AgI均具有感光性，见光易分解。AgBr可用于制照相底片或感光纸，AgI可用于人工降雨。
5．卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
(2)置换——萃取法
未知液有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I－
未知液蓝色溶液，表明有I－
【诊断3】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)向溶液中加硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀，可证明溶液中一定有Cl－( )
(2)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫色说明原溶液中有I－( )
(3)卤素单质X2与水反应都生成HX和HXO( )
(4)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸( )
(5)浓硫酸不能干燥HBr、HI( )
(6)HCl中少量的Cl2可以利用CCl4除去( )
(7)加碘盐能使淀粉变蓝( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)×
考点一 氯及其重要化合物的性质和应用
【典例1】 (2020·河南濮阳市高三一模)某同学欲利用浓盐酸、MnO2、Fe等试剂制取无水氯化铁、收集一定量的氯气并验证其某些性质，实验装置如图所示(制气装置省略)。下列说法错误的是( )
A．④中a导管应向下延伸至接近瓶底
B．若撤去⑥，则⑤中可能有Fe2O3生成
C．当⑤中充满黄绿色气体时再点燃⑤处酒精灯
D．③中试纸若是湿润的，则根据产生的现象可证明氯气有酸性，漂白性
答案 D
解析 氯气的密度比空气的大，应采用向上排空气法收集，故需要将a导管延长至接近瓶底，A正确；若撤去⑥，则⑦中的水蒸气逆向进入⑤中，导致FeCl3水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解变为Fe2O3，B正确；加热时装置中的空气会与Fe反应，故应先通入一段时间Cl2，以排尽装置中的空气，防止加热时Fe被空气氧化，C正确；干燥的氯气没有漂白性、氯气没有酸性，D错误。
【对点练1】 (氯气的性质及应用)已知：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O。如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：Cl2＞Br2＞I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水反应生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水反应生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：Fe2＋＞Cl－
答案 D
解析 a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2＞I2、Cl2＞Br2，但不能证明氧化性：Br2＞I2，A错误；c处先变红，说明氯气与水反应生成酸性物质，后褪色，说明氯气与水生成的HClO具有漂白性，B错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水反应生成的酸性物质中和NaOH的原因，C错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，证明还原性：Fe2＋＞Cl－，D正确。
【对点练2】 (氯水的性质)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，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减小，溶液漂白性增强
D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性增强
答案 D
解析 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B项所述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项错误；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项正确。
【对点练3】 (含氯化合物的性质与探究)某研究小组为了探究NaClO溶液的性质，设计了下列实验，并记录实验现象。
实验装置
实验序号
滴管试剂
试管试剂
实验现象
①
0.2 mol·L－1
NaClO溶液
饱和Ag2SO4溶液
产生白色沉淀
②
CH3COOH溶液
光照管壁有无色气泡产生
③
0.2 mol·L－1 FeSO4酸性溶液和KSCN溶液
溶液变红
④
0.2 mol·L－1AlCl3溶液
产生白色沉淀
则以下判断错误的是( )
A．实验①：发生的反应为Ag＋＋ClO－＋H2O===AgCl↓＋2OH－
B．实验②：无色气体为O2
C．实验③：还原性强弱顺序：Fe2＋＞Cl－
D．实验④：ClO－与Al3＋的水解相互促进
答案 A
解析 A项没有还原剂，不可能将ClO－还原为Cl－，错误；B项生成HClO，光照分解产生O2，会产生气泡，正确。
氯水中Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO平衡移动的应用
氯水中加
入的物质
浓度变化
平衡移
动方向
应用
可溶性
氯化物
c(Cl－)
增大
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H＋)和
c(Cl－)增大
左移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H＋)减小
右移
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2
c(H＋)减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(H＋)减小
右移
制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)减小
右移
氯水需避光保存或现用现配
考点二 氯气及含氯化合物的实验室制法
【典例2】 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＋2H2SO42CaSO4＋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________(填字母)。
(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)。
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
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，即b装置。(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉遇碘变蓝色。(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SO的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SO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。
【对点练4】 (氯气的制备与性质实验的综合)(2020·广东湛江市高三一模)氯乙酸(CH2ClCOOH)是重要的分析试剂和有机合成中间体。一种制备氯乙酸的方法为CH3COOH＋Cl2CH2ClCOOH＋HCl，已知：PCl3易水解。学习小组用如图所示装置进行探究，下列说法正确的是( )
A．试剂X、Y依次选用浓盐酸、KMnO4
B．②的作用为除去Cl2中的HCl
C．③中反应后的液体经分液可得氯乙酸
D．④中出现白色沉淀说明有HCl生成
答案 A
解析 ①中若用浓盐酸与MnO2混合制取Cl2需要加热条件，而用浓盐酸与KMnO4反应制取氯气不需要加热，装置图没有加热装置，所以试剂X是浓盐酸，试剂Y是KMnO4，A正确；用浓盐酸与KMnO4反应制取Cl2中含有水蒸气，由于PCl3易水解，所以Cl2在进入装置③制取CH2ClCOOH之前需要干燥处理，则②中试剂为干燥剂浓硫酸，B错误；乙酸与Cl2在PCl3催化下加热95 ℃制取得到氯乙酸，同时还有副产物二氯乙酸、三氯乙酸，它们是沸点不同的液体化合物，因此③中反应后的液体经蒸馏可得氯乙酸，C错误；未反应的Cl2及反应产生的HCl气体在④中都能与AgNO3溶液反应产生AgCl白色沉淀，因此不能根据④中出现白色沉淀判断有HCl生成，D错误。
【对点练5】 (含氯化合物的实验室制备)(2020·福建南平市高三质检)二氧化氯(ClO2)是易溶于水且不与水反应的黄绿色气体，沸点为11 ℃。某小组在实验室中制备ClO2的装置如下(已知：SO2＋2NaClO3＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4)：
下列说法正确的是( )
A．装置C中装的是饱和食盐水，a逸出的气体为SO2
B．连接装置时，导管口a应接h或g，导管口c应接e
C．装置D放冰水的目的是液化SO2，防止污染环境
D．可选用装置A利用1 mol·L－1盐酸与MnO2反应制备Cl2
答案 B
解析 利用A装置制取SO2，在B中发生制取反应得到ClO2，ClO2的沸点为11 ℃，利用冰水浴冷凝，可在装置D中收集到ClO2；E为安全瓶，防止B中的液体进入到A中，E放置在A与B之间。C为尾气吸收装置，吸收多余的SO2。利用A装置制取SO2，a逸出的气体为SO2，C为尾气吸收装置，用于吸收多余的SO2，应该装有NaOH溶液，A错误；利用A装置制取SO2，在B中发生制取反应得到ClO2，E为安全瓶，防止B中的液体进入到A中，E放置在A与B之间，所以a应接h或g；装置D中收集到ClO2，导管口c应接e，B正确； ClO2的沸点11 ℃，被冰水浴冷凝，在D中收集到，C错误； MnO2与浓盐酸反应，1 mol·L－1的盐酸并不是浓盐酸，D错误。
考点三 卤素单质、化合物的性质、制备及应用
【典例3】 (2020·武汉调研)从淡化海水中提取溴的流程如下：
下列有关说法不正确的是( )
A．X试剂可用Na2SO3饱和溶液
B．步骤Ⅲ的离子方程式：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．工业上每获得1 mol Br2，理论上需要消耗Cl2 44.8 L
D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
答案 C
解析 Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴的强，利用置换反应制取Br2，B正确；反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2，故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气，但未标明氯气所处的温度和压强，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D正确。
海水提取溴和碘
(1)海水提溴的工艺流程
发生反应的化学方程式
①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；
②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；
③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。
(2)海带中提取碘的工艺流程
发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
【对点练6】 (卤素的性质及递变规律)下列有关卤素的说法错误的是( )
A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强
C．淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－
D．碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
答案 A
解析 元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关，可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较，A错误；I2在KI溶液中存在平衡I2＋I－ I，可使其溶解度增大，D正确。
【对点练7】 (卤素单质的制备)(2020·江西名师联盟第一次模拟测试)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，下图为海水利用的部分过程。下列有关说法不正确的是( )
A．制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl
B．侯氏制碱法应先通NH3再通CO2
C．在第②、③、④步骤中，溴元素均被氧化
D．③④的目的是进行溴的富集
答案 C
解析 往精盐溶液中通入氨气和二氧化碳，得到碳酸氢钠沉淀，说明碳酸氢钠的溶解度小于氯化钠，故A正确；由于CO2在水中的溶解度较小，而NH3的溶解度较大，所以要在食盐水中先通NH3然后再通CO2，故B正确；在步骤③中溴单质和二氧化硫反应生成硫酸和溴化氢，溴元素被还原，故C错误；浓缩后增大溴离子的浓度，与氯气发生2Br－＋Cl2===Br2＋2CI－，用空气和水蒸气将溴吹出，并用SO2氧化吸收，从而达到富集溴，③中发生Br2＋2H2O＋SO2===2HBr＋H2SO4，④中发生Cl2＋2HBr===Br2＋2HCl，则③④的目的是进行溴的富集，故D正确。
【对点练8】 (卤素单质氧化性的实验探究)为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是________。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是__________________________________________________________________。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)过程Ⅲ实验的目的是___________________________________________
___________________________________________________________________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下________________，得电子能力逐渐减弱。
答案 (1) (2)湿润的淀粉－KI试纸变蓝 (3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ (4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色 (5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰 (6)原子半径逐渐增大
解析 A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
微专题13 高考热点—含氯消毒剂
1．氯的常见氧化物
(1)一氧化二氯
①性质：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。
②外观与性状：棕黄色气体，有刺激性气味。
③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；
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
①物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。
②制取：Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl
或：5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O。
③用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。
2．氯的含氧酸
(1)氯的含氧酸的种类
HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。
(2)氯的含氧酸的性质
酸性：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO
氧化性：HClO＞HClO2＞HClO3＞HClO4。
3．NaClO2(亚氯酸钠)
①性质：呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。
②用途：是一种高效氧化性漂白剂。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。
案例一 氯的氧化物
【典例1】 (2017·浙江卷节选)ClO2是一种优良的消毒剂，浓度过高时易发生分解，常将其制成NaClO2固体，以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图1所示。
已知：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O
2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2↑＋2H2O
ClO2熔点－59 ℃、沸点11 ℃；H2O2沸点150 ℃
请回答：
(1)仪器A的作用是_______________________________________________；
冰水浴冷却的目的是_______________________________________________
___________________________________________________________(写两种)。
(2)空气流速过快或过慢，均降低NaClO2产率，试解释其原因___________________________________________________________________。
(3)Cl－存在时会催化ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸，ClO2的生成速率大大提高，并产生微量氯气。该过程可能经两步反应完成，将其补充完整：
①______________________________________________________________
(用离子方程式表示)；
②H2O2＋Cl2===2Cl－＋O2＋2H＋。
(4)H2O2浓度对反应速率有影响。通过图2所示装置将少量30% H2O2溶液浓缩至40%，B处应增加一个设备。该设备的作用是________________________，
馏出物是________。
答案 (1)作安全瓶，防止倒吸 防止ClO2挥发，防止双氧水分解
(2)空气流速过快反应不充分；空气流速过慢，ClO2浓度过高易发生分解
(3)2ClO＋2Cl－＋4H＋===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O
(4)降低体系压强，减少双氧水分解 H2O
解析 (1)A瓶的特点是“短进长出”的空集气瓶，作安全瓶，防止倒吸。ClO2沸点11 ℃，用冰水浴，可以防止挥发。同时防止H2O2的分解。(2)空气流速过快，会带出ClO2气体，使其与H2O2反应不充分；空气流速过慢，ClO2的浓度过高，由题给信息“浓度过高易分解”。(3)Cl－在酸性条件下被ClO氧化为Cl2(归中反应)。(4)由题给信息“H2O2沸点150 ℃”，馏出物为H2O。
案例二 氯的含氧酸盐
【典例2】 (2016·课标全国Ⅰ，28)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是________。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是________。
(5)“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)
答案 (1)＋3 (2)2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2
(3)NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO(或NaClO2)
(4)2∶1 O2 (5)1.57
解析 本题工艺流程图典型、简明，解读流程图推知反应物和产物，根据氧化还原得失电子守恒进行配平：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。该题难点之一是判断出电解食盐水并加入ClO2，产物有NaClO2和Cl2生成，由于阴极发生还原反应，所以应该是ClO2在阴极被还原生成NaClO2，难点之二是判断尾气吸收过程中的氧化剂ClO2与还原剂H2O2，无需配平氧化还原反应方程式，只根据反应中得失电子守恒求得其比值为2∶1。最后考查的是根据新概念“有效氯含量”进行氧化还原反应得失电子守恒的计算。
1．氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂，有强氧化性，其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4～5倍，下列有关氯胺(NH2Cl)的说法一定不正确的是( )
A．氯胺的水解产物为NH2OH(羟氨)和HCl
B．氯胺的电子式为
C．氯胺中氯的化合价为＋1
D．氯胺的消毒原理与漂白粉相似
答案 A
解析 由氯胺为强氧化性杀菌剂可知其水解时发生NH2Cl＋H2ONH3＋HClO，A项错误。
2．“84”消毒液的有效成分为NaClO，已知酸的电离平衡常数：H2CO3＞HClO＞HCO，下列说法正确的是( )
A．“84”消毒液可以与福尔马林溶液混合使用
B．NaClO的稳定性和漂白性都比HClO强
C．工业上在特定条件下电解饱和食盐水制得NaClO，原理为NaCl＋H2ONaClO＋H2↑
D．NaClO溶液在空气中发生的离子反应为2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CO
答案 C
解析 次氯酸钠具有强氧化性，能与福尔马林中的甲醛发生化学反应，A错误；NaClO比HClO稳定，而HClO的漂白性更强，B错误；根据电离平衡常数分析，反应应该生成次氯酸和碳酸氢根离子，D错误。
3．亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂，主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白，水处理，杀菌灭藻，鱼药制造等行业。工业上可采用过氧化氢法，即在碱性条件下，用H2O2还原ClO2制备NaClO2。某兴趣小组模拟工业生产流程在实验室中制备NaClO2，实验装置如图1所示。回答下列问题：
已知：纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
检查装置气密性；称取10.65 g NaClO3加入200 mL稀硫酸中，溶解，然后转移到仪器a中；量取适量H2O2加入100 mL NaOH浓溶液中，摇匀后转移到仪器b中；连接好装置进行实验。
(1)仪器b的名称是________。
(2)进行实验时，需要对装置甲进行水浴加热，水浴加热的优点是___________________________________________________________________，该反应中“水浴加热”的目的是______________________________________。
(3)装置丙的作用是______________________________________________。
(4)装置甲中空气并不参与反应，则装置甲中发生反应的离子方程式是___________________________________________________________________。
(5)仪器b中的溶质浓度对产品含量起到关键作用，溶质浓度对产品含量的影响如图2和图3所示。从经济效益考虑，仪器b中H2O2的浓度最好为________ mol·L－1，图3中n(H2O2)/n(NaOH)＜0.6时，NaClO2的含量较低，其可能的原因是__________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(6)实验结束后，在适当的条件下处理b中的混合液，得到产品NaClO2·3H2O 9.39 g。该实验的产率为________。(保留3位有效数字)
答案 (1)圆底烧瓶(或烧瓶)
(2)受热均匀，易于控制温度 加快反应速率
(3)吸收SO2、ClO2有害气体，防止污染空气
(4)SO2＋2ClO===SO＋2ClO2
(5)2.4 n(H2O2)/n(NaOH)＜0.5时，H2O2不足，0.5≤n(H2O2)/n(NaOH)＜0.6时，部分H2O2分解
(6)65.0%
解析 (2)水浴加热时反应仪器被水包围，受热均匀，且易于控制反应温度。升温可加快反应速率。(3)反应过程中部分SO2、ClO2会逸出，用碱液可吸收该有害气体，防止污染空气。(4)装置甲中SO2还原ClO生成ClO2，故反应的离子方程式为SO2＋2ClO===SO＋2ClO2。(5)由图2可知，c(NaOH)＝4 mol·L－1时，NaClO2的含量趋于稳定，由图3可知，n(H2O2)/n(NaOH)＝0.6时，NaClO2的含量较高，再增大n(H2O2)/n(NaOH)，NaClO2的含量增大不明显，故最佳c(H2O2)为0.6×4 mol·L－1＝2.4 mol·L－1。制备NaClO2的反应为2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2，由此可知，ClO2足量，n(H2O2)/n(NaOH)＝0.5时，H2O2和NaOH正好完全反应，但H2O2不稳定，容易分解，故H2O2稍微过量才能使NaOH和ClO2的转化率提高。(6)由Cl原子守恒可知关系式n(NaClO3)＝n(NaClO2·3H2O)，而n(NaClO3)＝10.65 g÷106.5 g·mol－1＝0.1 mol，故NaClO2·3H2O的理论产量m(NaClO2·3H2O)＝0.1 mol×144.5 g·mol－1＝14.45 g，因此产率为9.39 g÷14.45 g×100%＝65.0%。
1.(2021·1月重庆市学业水平选择考适应性测试，1)人工泳池水质须符合CJ/T244－2016标准，为此在泳池里需要加入某些化学品。下列做法错误的是( )
A.用明矾作净水剂 B.用硫酸铜作杀藻剂
C.用氯化钠作pH调节剂 D.用次氯酸钠作消毒剂
答案 C
解析 A项，明矾化学式为KAl(SO4)2·12H2O，溶于水因Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质沉降而净水，正确；B项，硫酸铜中Cu2＋为重金属离子，能使蛋白质变性而作杀藻剂，正确；C项，氯化钠为强酸强碱盐，溶于水呈中性，无法调节pH，错误；D项，次氯酸钠具有强氧化性，用作消毒剂，正确。
2．(2018·江苏化学，5)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是( )
A．用装置甲灼烧碎海带
B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2
D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气
答案 B
解析 灼烧应在坩埚中进行，A项错误；海带灰浸泡液通过过滤可得海带灰和滤液，B项正确；浓HCl与MnO2反应制备Cl2时需要加热，C项错误；Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小，应用碱液吸收，D项错误。
3．(高考组合题)下列说法不正确的是( )
A．(2019·浙江4月选考，8A)液氯可以储存在钢瓶中
B．(2019·浙江4月选考，11A)用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20 mL水，振荡，气体完全溶解，溶液变为黄绿色
C．(2018·浙江11月选考，8B)电解饱和食盐水可制取氯气
D．(2019·全国卷Ⅲ，7D)碘酒可用于皮肤外用消毒
答案 B
解析 氯气可溶于水，在常温时，1体积水大约能溶解2体积氯气，因而20 mL水大约能溶解40 mL氯气，气体大约剩余40 mL未溶解，B项错误。
4．(高考组合题)下列说法不正确的是( )
A．(2018·全国卷Ⅱ，7B)漂白粉可用于生活用水的消毒
B．(2018·北京，9B)石蕊溶液滴入氯水中，溶液变红，随后迅速褪色，不涉及氧化还原反应
C．(2018·海南，5D)氯水具有较强的氧化性，可用于漂白纸张、织物等
D．(2017·全国卷Ⅲ，9B)清洗碘升华实验所用试管，先用酒精清洗，再用水清洗
答案 B
解析 B项，红色褪去是HClO表现强氧化性，错误；D项，碘易溶于酒精，可用酒精清洗碘，又由于酒精与水互溶，再用水清洗即可洗净，正确。
5．(2020·山东学业水平等级考试，20)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：
3MnO＋2H2O===2MnO＋MnO2↓＋4OH－
回答下列问题：
(1)装置A中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___________________________________________________________________。
答案 (1)平衡气压，使浓盐酸顺利滴下 NaOH溶液 Ca(ClO)2＋4HCl=== CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
(2)在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
解析 (1)装置A中a的作用是平衡气压，使浓盐酸能够顺利滴下。该实验过程中有毒性较大的氯气参与反应，故装置C中盛放NaOH溶液，用于吸收有毒气体氯气，防止其逸出污染空气。酸性条件下，ClO－与Cl－发生氧化还原反应(归中反应)生成氯气，故装置A中制备Cl2的化学方程式是Ca(ClO)2＋4HCl===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(2)盐酸具有挥发性，则用浓盐酸制备的Cl2中含有HCl杂质，该杂质进入装置B中会使溶液碱性减弱，而溶液碱性减弱时MnO易发生歧化反应生成MnO和MnO2，又HCl还可还原装置B中生成的KMnO4，导致产物损失，改进的方法是在装置A和装置B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶，以除去Cl2中的HCl杂质。
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．(2020·广东揭阳模拟)下列关于氯气及氯水的叙述中，正确的是( )
A．纯净的氯气是一种黄绿色、有毒的气体，具有漂白性
B．可用干燥的蓝色石蕊试纸验证氯水是否变质
C．氯气能与铁反应，因此液氯不宜贮存在钢瓶中
D．氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物
答案 B
解析 氯气不具有漂白性，A项错误；氯水中含有HClO，可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，变质后为盐酸，盐酸使蓝色石蕊试纸变红而不褪色，则可用干燥的蓝色石蕊试纸验证氯水是否变质，B项正确；常温下，铁与氯气不反应，则液氯可贮存在钢瓶中，C项错误；氯水为混合物，而氯气、液氯是同一种物质，只是状态不同，属于纯净物，D项错误。
2．(2020·北京海淀期末)下列说法不正确的是( )
A．84消毒液的有效成分是NaClO
B．84消毒液能漂白棉、麻、纸张
C．84消毒液与酸性洁厕剂混用会产生Cl2
D．84消毒液久置失效，只涉及氧化还原反应
答案 D
解析 氢氧化钠和氯气反应生成次氯酸钠、氯化钠和水，次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸，所以84消毒液的有效成分是NaClO，A项正确；次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以84消毒液能漂白棉、麻、纸张，B项正确；ClO－和Cl－在酸性条件下发生归中反应生成氯气，84消毒液与酸性洁厕剂混用会产生Cl2，C项正确；84消毒液久置，次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸和碳酸氢钠，该反应不是氧化还原反应，D项错误。
3．向新制氯水中加入少量下列物质，增强溶液漂白能力的是( )
A．碳酸钙粉末 B．稀硫酸
C．氯化钙溶液 D．二氧化硫水溶液
答案 A
解析 新制氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，要增强溶液的漂白性，需要促进平衡正向移动，提高HClO的浓度。碳酸钙粉末消耗溶液中的H＋，促进平衡正向移动，HClO的浓度增大，A项正确；加入稀硫酸会增大溶液中H＋的浓度，促进平衡逆向移动，HClO的浓度减小，B项错误；加入CaCl2溶液会增大溶液中Cl－的浓度，促进平衡逆向移动，HClO的浓度减小，C项错误；二氧化硫具有还原性，能与Cl2、HClO发生氧化还原反应，使HClO的浓度减小，D项错误。
4．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．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2
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．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
答案 D
解析 通常情况下，氯气为黄绿色气体，氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2，A项正确；向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，发生的反应为Ag＋＋Cl－===AgCl↓，说明氯水中含有Cl－，B项正确；向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，发生的反应为H＋＋HCO===H2O＋CO2↑，说明氯水中含有H＋，C项正确；向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明反应有氯化铁生成，由于氯气和HClO均能把氯化亚铁氧化成氯化铁，因此不能说明氯水中含有HClO，D项错误。
5．已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素单质的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部分颜色描述正确的是( )
选项
①
②
③
④
A
黄绿色
橙色
蓝色
白色
B
无色
橙色
紫色
白色
C
黄绿色
橙色
蓝色
无色
D
黄绿色
无色
紫色
白色
答案 A
解析 由①处产生的Cl2通过②时发生反应Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，通过③时发生反应Cl2＋2KI===2KCl＋I2，通过④时发生反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，因Cl2为黄绿色，Br2为橙色，I2遇淀粉变蓝，Cl2遇碱生成NaCl、NaClO可知应选A。
6．某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是( )
A．甲图中：若MnO2过量，浓盐酸就可被完全消耗
B．乙图中：量筒中发生了加成反应
C．丙图中：生成蓝色的烟
D．丁图中：湿润的有色布条能褪色
答案 D
解析 甲图中：若MnO2过量，随着反应进行，盐酸浓度减小，当盐酸浓度减小到某一值时不再与MnO2反应，浓盐酸不能被完全消耗，故A错误；乙图中：甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，故B错误；丙图中：Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟，故C错误；丁图中：湿润的有色布条能褪色，是因为Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，故D正确。
7．如图所示。若关闭阀门Ⅰ，打开阀门Ⅱ，让一种含氯气的气体经过甲瓶后，通入乙瓶，布条不褪色；若关闭阀门Ⅱ，打开阀门Ⅰ，再通入这种气体，布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是( )
①浓硫酸 ②饱和氯化钠溶液 ③亚硫酸钠溶液 ④饱和碳酸氢钠溶液
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
答案 D
解析 Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用。气体通过甲瓶后不能使有色布条褪色，可能有两个原因：一是甲瓶中溶液将Cl2干燥，二是甲瓶中溶液能吸收Cl2。浓H2SO4吸水，Na2SO3溶液、饱和NaHCO3溶液都能与Cl2发生反应。
8．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水的消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是( )
A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4
B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋2OH－===ClO＋ClO＋H2O
C．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D．等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强
答案 C
解析 A项，酸性条件下ClO发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，离子方程式为：4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，化学方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，等物质的量的ClO2做氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多，正确。
9．(2020·山东济宁教学质量检测)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②③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
答案 C
解析 制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②③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；⑤是收集Cl2O的装置，所以温度低于3.8 ℃，此时氯气是气体，逸出的气体主要是空气和剩余的Cl2，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。
10．CsICl2常用于化学上的分子筛技术，CaOCl2常用于漂白、消毒。下列判断不正确的是( )
A．CsICl2、CaOCl2中的卤族元素都显－1价
B．向CaOCl2溶液中滴加稀硫酸可能产生黄绿色气体
C．CsICl2溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．向CsICl2、CaOCl2溶液中分别滴加硫酸亚铁溶液，溶液颜色变为黄色
答案 A
解析 A项，CsICl2可写作CsCl·ICl，I为＋1价，CaOCl2可写作CaCl2·Ca(ClO)2，一部分Cl为＋1价，错误；B项，加入稀硫酸可发生2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O，正确；C项，CaOCl2溶液中的Cl－可使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；D项，ICl、ClO－可将硫酸亚铁溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液颜色变为黄色，正确。
11．某混合溶液中含有NaI、NaBr、Na2SO4三种溶质，其物质的量均为1 mol，向混合溶液中通入一定量的氯气。下列说法正确的是( )
A．将溶液蒸干最多可以得到4 mol NaCl
B．将溶液蒸干并灼烧，得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4
C．向溶液中滴加KI淀粉溶液，溶液变蓝，则氯气一定过量
D．若通入氯气的体积为22.4 L(标准状况下)，则反应的离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
答案 B
解析 氯气与硫酸钠不反应，因此将溶液蒸干最多可以得到2 mol NaCl，A项错误；若氯气与部分溴化钠反应，则将溶液蒸干并灼烧，得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4，B项正确；向溶液中滴加KI淀粉溶液，溶液变蓝，说明有碘生成，氯气可能只与部分NaI反应，C项错误；通入的Cl2为1 mol，既与I-反应，也与Br-反应，D项错误。
12．(2020·山东济宁质检)向两份等体积、等浓度，pH不同的FeSO4溶液中逐滴加入NaClO溶液，实验测得溶液pH随加入NaClO溶液体积变化曲线如下图。下列说法不正确的是( )
Ⅰ.滴入V1 mL NaClO溶液产生大量红褐色沉淀
Ⅱ.滴入V1 mL NaClO溶液，溶液变黄，未见沉淀，继续滴加出现红褐色沉淀
A．a～b段主要反应的离子方程式为：2Fe2＋＋ClO－＋5H2O===2Fe(OH)3↓＋Cl－＋4H＋
B．d～e段主要反应的离子方程式为：2Fe2＋＋2ClO－＋3H＋===HClO＋Cl－＋2Fe3＋＋H2O
C．c、f点pH接近的主要原因是：ClO－＋H2OHClO＋OH－
D．向c点溶液中加入过量的浓盐酸，沉淀溶解并有刺激性气味的气体放出
答案 B
解析 B项，向FeSO4溶液滴入NaClO溶液，Fe2＋过量，不可能生成HClO，错误；D项，向c点溶液中加入过量浓盐酸，发生Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O，ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，沉淀溶解，生成Cl2，正确。
二、非选择题(本题包括4小题)
13．(2020·课标全国Ⅱ，26)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许________离子通过，氯气的逸出口是________(填标号)。
(2)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为____________________________________________________。
(3)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为________ mol；产生“气泡”的化学方程式为______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是_____________________________________________________________________(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为________ kg(保留整数)。
答案 (1)Na＋ a (2)2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O (3)1.25 NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O (4)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O 203
解析 (1)结合题图电解装置，可知阴极上水电离出的H＋得电子生成H2，Na＋从左侧通过离子膜向阴极移动，即该装置中的离子膜只允许Na＋通过；电解时阳极上Cl－失去电子，Cl2在a出口逸出。(2)根据Cl2与HgO的反应为歧化反应，且一种生成物为Cl2O，可知该反应的化学方程式为2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O。(3)结合题中信息制备ClO2时发生歧化反应，可知反应的化学方程式为5NaClO2＋4NaHSO4===NaCl＋4Na2SO4＋4ClO2↑＋2H2O，即生成1 mol ClO2时消耗1.25 mol NaClO2；溶液中溢出大量气泡是NaHCO3与NaHSO4反应产生的CO2气体。(4)酸性清洁剂的主要成分为HCl，与NaClO溶液发生氧化还原反应生成Cl2，即ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，故二者不能混用。Cl2和NaOH溶液生成NaClO的反应为Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O，设反应中消耗Cl2和NaOH溶液的质量分别为x kg和y kg，依据题意有等量关系＝，x＋y＝1 000，解得x≈203，y≈797。
14．二氧化氯(ClO2)是一种新型的环保饮用水消毒剂，某课题小组拟选择如图所示部分装置制备并收集二氧化氯来探究其漂白性(装置不可重复使用)。
已知：①常温下，亚氯酸钠(NaClO2)与氯气反应的生成物之一为二氧化氯；②常温常压下，ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体。
回答下列问题：
(1)制备干燥、纯净的氯气：气体发生装置是________(填字母)，反应的离子方程式为________________________________________________________。
(2)制备二氧化氯：导管口连接顺序为a→________→n→p→j。本实验选择装置Ⅰ而不选择装置H的原因是_________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)写出装置G中发生反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)装置E的作用是______________________________________________。
(5)请设计简易实验证明二氧化氯具有永久的漂白性：________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(6)二氧化氯还会与H2O2和NaOH的混合溶液反应，其产物之一是NaClO2。写出该反应的化学方程式______________________________________________
___________________________________________________________________。
答案 (1)A MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(或B 2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O)
(2)z→m→x→y→b→c→r→s 装置H中的水蒸气会进入装置F中，且可能会引起倒吸
(3)Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl
(4)吸收二氧化氯中的氯气
(5)取少量品红溶液于试管中，通入二氧化氯，观察到品红溶液褪色，再加热已褪色的溶液，溶液不变红色
(6)2ClO2＋2NaOH＋H2O2===2NaClO2＋O2＋2H2O
解析 (1)若用MnO2作氧化剂制备Cl2，则气体发生装置应选取装置A，因该反应需加热；若用KMnO4作氧化剂，则气体发生装置应选取装置B，因该反应不需要加热。反应的离子方程式分别为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O、2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。(2)制备ClO2的过程：制备Cl2，除去Cl2中HCl杂质，用装置C中的浓硫酸进行干燥，用装置G中的NaClO2与Cl2反应生成ClO2和NaCl，用装置E中的CCl4除去多余的Cl2，用装置F收集ClO2，用装置Ⅰ吸收有毒尾气，装置Ⅰ还起到防止空气中的水蒸气进入装置F中的作用。故导管口的连接顺序为a→z→m→x→y→b→c→r→s→n→ p→j。装置I与装置H的不同之处在于装置I可防止空气中的水蒸气进入装置F中，而装置H中盛有烧碱溶液，其中的水蒸气可进入装置F中，且可能会引起倒吸。(3)装置G中制备ClO2发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl。(4)装置E中的CCl4可吸收ClO2中的Cl2，起到净化ClO2的作用。(5)可用品红溶液来验证二氧化氯的漂白性。(6)由题意可知反应物为ClO2、NaOH、H2O2，产物之一是NaClO2，根据氧化还原反应原理及原子守恒可知其余的产物为O2、H2O，故该反应的化学方程式为2ClO2＋2NaOH＋H2O2===2NaClO2＋O2＋2H2O。
15．某学生设计如下实验装置利用氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉(这是一个放热反应)，据此回答下列问题：
(1)A仪器的名称是________，D的作用是_____________________________
_____________________________________。
(2)漂白粉将在U形管中产生，其反应的化学方程式是
_______________________________________________________________。
(3)有同学建议在两个橡胶套管内的玻璃管口应尽量紧靠，原因是___________________________________________________________________。
(4)此实验结果所得Ca(ClO)2产率太低。经分析并查阅资料发现主要原因是在U形管中存在副反应：温度较高时氯气与消石灰反应生成了Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，可采取的措施是___________________________________
_____________________________________，
有同学测出了反应后溶液中ClO－、ClO两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线，粗略表示为如图2(不考虑氯气和水的反应)。图2中曲线Ⅰ表示________的物质的量随反应时间变化的关系。
答案 (1)分液漏斗 吸收尾气
(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(3)Cl2易腐蚀橡胶套管
(4)将U形管置于冷水浴中 ClO－
解析 (1)装置中添加浓盐酸用的是分液漏斗；NaOH溶液的作用是吸收过量的氯气。(2)漂白粉将在U形管中产生，反应的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(3)Cl2易腐蚀橡胶套管，在两个橡胶套管内的玻璃管口应尽量紧靠。(4)温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，用冰水或冷水冷却。当温度低时，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙；当温度高时，生成氯酸钙和氯化钙，刚开始反应时，温度较低，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙，所以图2中曲线Ⅰ表示ClO－的物质的量随反应时间变化的关系。
16．某校化学实验小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色。
提出问题：Fe3＋、Br2谁的氧化性更强？
(1)猜想：
①甲同学认为氧化性：Fe3＋＞Br2，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含________(填化学式，下同)所致。
②乙同学认为氧化性：Br2＞Fe3＋，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含________所致。
(2)设计实验并验证：
丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点是正确的。
供选用的试剂：a.酚酞溶液 b．四氯化碳
c．无水酒精 d．硫氰化钾溶液
请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填字母)
选用试剂
实验现象
方案1
方案2
(3)应用与拓展：
①在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黄色所发生反应的离子方程式为____________________________________________________。
②在100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况)，溶液中有的溴元素被氧化成单质Br2，则原溶液中FeBr2的物质的量浓度为________。
答案 (1)①Br2 ②Fe3＋
(2)
选用试剂
实验现象
方案1
b
CCl4层呈无色
方案2
d
溶液变红
(3)①2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ ②1.2 mol·L－1
解析 (2)证明溶液中没有溴单质而有Fe3＋即可证明乙同学的观点，利用溴溶于四氯化碳，使四氯化碳层显红棕色，Fe3＋遇SCN－显红色来设计实验。(3)①通过上述分析可知，溴单质可以氧化Fe2＋生成Fe3＋和Br－，离子方程式为2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。②FeBr2中通入Cl2，Cl2先和Fe2＋反应，后和Br－反应，假设FeBr2的浓度为x mol·L－1，根据得失电子守恒可知x×0.1＋2x×0.1×＝×2，则x＝1.2。
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