新高考化学一轮复习精品学案4.2氯及其化合物卤素（含解析）

这是一份新高考化学一轮复习精品学案4.2氯及其化合物卤素（含解析），共29页。


考点一 氯及其重要化合物
1 知识梳理
1.氯气的物理性质
2．氯气的化学性质
（1）与金属反应。
①与铁反应：________________________________________________________________________。
②与铜反应：________________________________________________________________________。
（2）与非金属反应。
与H2反应：________________________________________________________________________，
（3）与水反应。
离子方程式为________________________________________________________________________。
（4）与碱反应：与NaOH溶液反应。
离子方程式为________________________________________________________________________。
（5）与还原性物质反应。
①与碘化钾溶液反应：________________________________________________________________________。
②与SO2水溶液反应：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③与FeCl2溶液反应：
离子方程式为________________________________________________________________________。
3．氯的重要化合物
（1）次氯酸
（2）漂白粉的成份与性质
[判断] （正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质（ ）
（2）Cl2通入水中的离子方程式为Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－（ ）
（3）Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂（ ）
（4）标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA（ ）
（5）“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性（ ）
（6）次氯酸是酸性比碳酸强的弱酸（ ）
（7）新制取的漂白粉是纯净物（ ）
（8）漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理是相同的（ ）
[提醒]
氯水中的微粒与平衡
1．组成微粒——“三分子”“四离子”。
2．三个平衡。
Cl2＋H2O⇌HClO＋HCl、HClO⇌H＋＋ClO－、H2O⇌H＋＋OH－。
2 对点速练
练点一 氯气和氯水
1．下列说法错误的是（ ）
A．氯气做水的杀菌消毒剂
B．氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明Cl2具有氧化性
C．氯气溶于水的离子方程式为Cl2＋H2O⇌2H＋＋Cl－＋ClO－
D．氯气与NaOH溶液反应，Cl2既是氧化剂又是还原剂
2．下列关于氯水的说法正确的是（ ）
A．向氯水中通入少量二氧化硫，氯水的漂白性增强
B．氯水中加入NaCl固体，对溶液的pH无影响
C．常温下，pH＝2的氯水中：c（Cl－）＋c（ClO－）＋c（OH－）＝0.01 ml·L－1
D．向氯水中滴加少量NaHCO3溶液的离子反应方程式为Cl2＋2 ===2CO2↑＋Cl－＋ClO－＋H2O
3．新制饱和氯水具有较强的漂白性，试分析改变下列条件能否增强氯水的漂白性。
（1）再通入少量氯气 ，原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）通入少量SO2 ，原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）加入少量CaCO3固体 ，原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）加入少量Na2CO3粉末 ，原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
练后归纳
氯水性质的多样性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。
练点二 氯的常见化合物
4．下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是（ ）
A．该溶液中，、Fe2＋、、Br－可以大量共存
B．该溶液中，K＋、Ag＋、Fe3＋、可以大量共存
C．向该溶液中加入少量SO2气体，反应的离子方程式为SO2＋3ClO－＋H2O===＋Cl－＋2HClO
D．向该溶液中加入浓盐酸，每产生22.4 L Cl2，转移电子数目约为6.02×1023
5．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。
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
6．ClO2与Cl2的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置（夹持装置略）对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。
（1）仪器D的名称是 。安装F中导管时，应选用图2中的 。
（2）打开B的活塞，A中发生反应：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜 （填“快”或“慢”）。
（3）关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是 。
（4）已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是________________________________________________________________________。
（5）已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示。若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是 ，原因是
________________________________________________________________________。
考点二 氯气的实验室制法
1 知识梳理
1.实验装置
2．过程分析
[思考]
下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B、C、D的作用分别是：
B________________________________________________________________________；
C________________________________________________________________________；
D________________________________________________________________________。
[判断] （正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）实验室用MnO2和稀盐酸共热制取少量氯气（ ）
（2）MnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式：MnO2＋4HCl eq \(=====,\s\up7(△)) Mn2＋＋2Cl－＋Cl2↑＋2H2O（ ）
（3）除去Cl2中少量HCl气体的方法是将混合气体依次通入盛有饱和食盐水和浓H2SO4的洗气瓶（ ）
（4）氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度（ ）
（5）制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体（ ）
（6）用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，导气管不能伸到液面以下，原因是防止倒吸（ ）
[提醒]
实验注意事项
（1）必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。
（2）为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。
（3）实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
（4）尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca（OH）2浓度小，吸收不完全。
2 对点速练
练点一 氯气的制法
1．某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法正确的是（ ）
A.该装置图中至少存在三处明显错误
B．该实验中收集氯气的方法不正确
C．如果需要得到干燥纯净的Cl2，只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可
D．含有2 ml HCl的某浓盐酸与足量MnO2混合，在一定条件下反应，转移1 ml电子
练点二 氯气的拓展探究性实验
2．用如图装置制备并检验Cl2的性质，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中：如果MnO2过量，浓盐酸能全部用完
B．图乙中：生成蓝色的烟，加入少量水，溶液呈红棕色
C．图丙中：量筒中发生了加成反应，饱和食盐水充满量筒
D．图丁中：干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色
3．下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是（ ）
A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D．用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O
4．氯气是一种重要的工业原料。资料显示：Ca（ClO）2＋CaCl2＋2H2SO4 eq \(=====,\s\up7(△)) 2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O。某学习小组利用此原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质：
（1）在该实验中，甲部分的装置是 （填字母）。
（2）乙装置中FeCl2溶液与Cl2反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）丙装置中通入少量Cl2，可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。已知碳酸的酸性强于次氯酸，则丙中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________
。
（4）该实验存在明显的缺陷，改进的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考点三 卤素的性质及卤素离子的检验
1 知识梳理
1.卤素单质的相似性
（1）都能与大多数金属反应：
2Fe＋3Br2 Fe＋I2
（2）都能与H2反应：H2＋X2===
（3）都能与水反应：X2＋H2O⇌ （F2除外）
（4）都能与碱液（如NaOH）反应：
X2＋2NaOH=== （F2例外）
2．卤素单质的递变性
（1）氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是 ；
（2）阴离子还原性由强到弱顺序是 ；
（3）Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，离子方程式为 ；
（4）Br2能从I－的溶液中置换出I2，离子方程式为 。
3．卤素离子的检验方法
（1）AgNO3溶液——沉淀法：
未知液生成 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1( 色沉淀，则有Cl－, 色沉淀，则有Br－, 色沉淀，则有I－))
（2）氯水、萃取剂——显色法
（3）卤素单质溶于水或有机溶剂所呈现的颜色
[判断] （正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞（ ）
（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）碘水中通入SO2，反应的离子方程式为SO2＋I2＋H2O===＋2I－＋2H＋（ ）
（4）双氧水中加入稀H2SO4和KI溶液的离子方程式为H2O2＋2H＋＋2I－===I2＋2H2O（ ）
（5）I－遇淀粉变蓝色（ ）
（6）类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3（ ）
（7）用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KI（ ）
[提醒]
F2、Br2、I2的常用性质
1．Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封来保存。
2．I2易升华，I2遇淀粉变蓝。
3．Br2和I2都可被某些有机溶剂（如四氯化碳、苯）萃取。
4．F2不能从NaX溶液中置换出X2（X代表Cl、Br、I）。
2 对点速练
练点一 卤素的性质
1．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
2．某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是（ ）
A．E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氧化性比Br2强
B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氧化性比I2强
C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2
D．G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O
3．一氯化碘（ICl）、三氯化碘（ICl3）是卤素互化物，它们的性质与卤素单质相似。
（1）ICl3与水反应的产物可能为 （填化学式）。
（2）ICl在常温下与烧碱溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
该反应是否是氧化还原反应？ （填“是”或“否”）。
练点二 卤化物的性质、卤素离子的检验
4．鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是（ ）
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4 ③溴水、苯 ④稀硝酸、AgNO3溶液 ⑤氯水、苯 ⑥FeCl3溶液、CCl4
A．①②④ B．②③⑥
C．②④⑤ D．④⑤⑥
5．下列叙述中正确的是（ ）
A．加碘食盐可用淀粉溶液检验其中的碘
B．某溶液加入氯水后振荡，再加入CCl4振荡，下层显示紫色，说明原溶液中一定含有I－
C．某溶液中滴加AgNO3溶液和稀硝酸，产生淡黄色沉淀，说明原溶液中一定含有Br－
D．要除去HBr溶液中混有的单质Br2，可用酒精萃取除去
6．实验室用如图所示装置制取溴化亚铁。D和d中均盛有液溴，E为外套电炉丝的瓷管，e是两只耐高温的瓷皿，其中共盛有56 g细铁粉。实验开始时先将干燥、纯净的CO2气流通入D中，然后将铁粉加热至600 ℃～700 ℃，E管中反应开始。E中的反应为：
2Fe＋3Br2===2FeBr3，2FeBr32FeBr2＋Br2↑，最后将d中液溴滴入100 ℃～120 ℃的D中，经过几小时的连续反应，在铁管的一端沉积有黄绿色鳞片状溴化亚铁80 g。
请回答：
（1）仪器d的名称 。
（2）导入的CO2不干燥，会在E中发生副反应，其含铁副产物为 ；若所得产物中含此副产物，用化学方法检验。下列方案合理的是 。
A．取少量产物于试管中加入稀盐酸，再加入KSCN溶液
B.取少量产物于硬质大试管中，通入氢气，排尽空气后加热，用CuSO4检验生成的水蒸气
C．用磁铁吸引，看产物能否被吸引
D．取少量产物于试管中加入蒸馏水，过滤看是否有黑色不溶物
（3）为防止污染空气，实验时应在F处连接盛有NaOH溶液的尾气吸收装置，反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）取产品10 g配制成250 mL溶液，取出25.00 mL用酸性KMnO4溶液滴定溶液中的Fe2＋，用去0.030 0 ml/L酸性KMnO4溶液25.00 mL，则产品的纯度为________________________________________________________________________。
（5）利用除去杂质后的FeBr2可以验证Cl2、Fe3＋、Br2的氧化性强弱。将你设计的实验操作、预计的实验现象和实验结论（氧化性强弱）填写在下列表空格内：
本讲真题研练
1．[2019·江苏卷，13]室温下进行下列实验，根据实验操作和现象所得到的结论正确的是（ ）
2.[高考选项组合]下列说法不正确的是（ ）
A.漂白粉可用于生活用水的消毒[2018·全国卷Ⅱ，7B]
B.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[2018·北京卷，9B]
C.氯水具有较强的氧化性，可用于漂白纸张、织物等[2018·海南卷，5D]
D.清洗碘升华实验所用试管，先用酒精清洗，再用水清洗[2017·全国卷Ⅲ，9B]
3．[2016·上海卷，9]向新制氯水中加入少量下列物质，能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
4．[2015·北京卷，11]某消毒液的主要成分为NaClO，还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中，不合理的是（已知：饱和NaClO溶液的pH约为11）（ ）
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备：Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
B.该消毒液的pH约为12：ClO－＋H2O⇌HClO＋OH－
C.该消毒液与洁厕灵（主要成分为HCl）混用，产生有毒Cl2：2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：CH3COOH＋ClO－===HClO＋CH3COO－
5．[2020·全国卷Ⅲ，26]氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置（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”）。
6．[2020·全国卷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（a）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）次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ（X）＝，X为HClO或ClO－]与pH的关系如图（b）所示。HClO的电离常数Ka值为 。
（3）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________________________________________________________________________。
（4）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 ml ClO2消耗NaClO2的量为 ml；产生“气泡”的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）“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）。
微专题·大素养 8
应用广泛的氯的含氧化合物
【知识基础】
1．氯的常见氧化物的性质
（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
外观与性状：黄棕色气体，有刺激性气味。
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：
HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O
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
（1）氯的含氧酸的种类
氯的含氧酸有：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．氯的含氧酸盐
（1）NaClO2（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。
（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。
用途：可用作制造炸药，也可用来制造火柴、烟火。
【素养专练】
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
2．ClO2和NaClO2均具有漂白性，工业上用ClO2气体制NaClO2的工艺流程如图所示。
下列说法不正确的是（ ）
A．步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥
B．吸收器中生成NaClO2的离子方程式：2ClO2＋H2O2===＋O2↑＋2H＋
C．工业上可将ClO2制成NaClO2固体，便于贮存和运输
D．通入空气的目的是驱赶出ClO2，使其被吸收器充分吸收
3．世界环保联盟要求ClO2逐渐取代Cl2作为自来水消毒剂。已知：NaCl＋3H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) NaClO3＋3H2↑，2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。
有关物质的熔、沸点如下表：
ClO2的生产流程示意图如下：
该工艺中，需要补充的物质X为 （填化学式，下同），能参与循环的物质是 。从ClO2发生器中分离出ClO2，可采用的方法是 。
4．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 。
（5）抽滤法分离NaClO2过程中，下列操作不正确的是 。
A.为防止滤纸被腐蚀，用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤
B.先转移溶液至漏斗，待溶液快流尽时再转移沉淀
C.洗涤沉淀时，应使洗涤剂快速通过沉淀
D.抽滤完毕，断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管后，关闭水龙头
第2讲 氯及其化合物 卤素
考点一
1知识梳理
1．黄绿 刺激性 毒 2 ＞
2．（1）2Fe＋3Cl2 eq \(=====,\s\up10(点燃)) 2FeCl3 Cu＋Cl2 eq \(=====,\s\up10(点燃)) CuCl2 （2）H2＋Cl2 eq \(=====,\s\up10(点燃或光照)) 2HCl 苍白 白雾 爆炸 白雾 （3）Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO （4）Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O （5）Cl2＋2KI===2KCl＋I2 Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－
3．（1）弱 2HClO eq \(=====,\s\up10(光照)) 2HCl＋O2↑ 棕色 （2）CaCl2和Ca（ClO）2 Ca（ClO）2 2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O 碱 氧化 Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，2HClO eq \(=====,\s\up10(光照)) 2HCl＋O2↑
判断 答案：（1）× （2）× （3）× （4）× （5）√ （6）× （7）× （8）×
2对点速练
1．解析：氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸有强氧化性，能够杀菌消毒，A项正确；氯气与KI发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，反应中Cl2作氧化剂，B项正确；Cl2溶于水为可逆反应，且生成的HClO为弱电解质，不可拆开，C项错误；Cl2与NaOH溶液发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂，D项正确。
答案：C
2．解析：A项，氯水与二氧化硫反应生成无漂白性的物质，Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋＋2Cl－，漂白性减弱，错误；B项，加入NaCl固体，c（Cl－）增大，Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO平衡逆向移动，c（H＋）减小，溶液的pH增大，错误；C项，氯水的pH＝2，说明溶液中c（H＋）＝0.01 ml·L－1，根据电荷守恒，c（H＋）＝c（Cl－）＋c（ClO－）＋c（OH－），正确；D项，HClO的酸性弱于H2CO3，正确的离子方程式为Cl2＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ===CO2↑＋Cl－＋HClO，错误。
答案：C
3．答案：（1）否 氯水已饱和，通入Cl2不再溶解，HClO浓度不增大
（2）否 通入SO2发生SO2＋Cl2＋H2O===4H＋＋＋2Cl－，HClO浓度减小
（3）能 加入CaCO3固体，发生CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O，平衡Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO右移，HClO浓度增大
（4）能 加入Na2CO3消耗H＋，使Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO平衡正向移动，HClO浓度增大
4．解析：ClO－具有强氧化性，可将Fe2＋氧化，因而不能大量共存，A错误；Cl－与Ag＋反应生成AgCl沉淀，不能大量共存，B错误；ClO－具有强氧化性，可将SO2氧化为，由于ClO－过量，因此生成的H＋与ClO－反应生成HClO，C正确；没有说明气体是否处于标准状况，D错误。
答案：C
5．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。
答案：A
6．解析：（1）根据仪器D的形状和结构可知其为锥形瓶。根据“长进短出”的原则可知应该选装置b。
（2）滴加盐酸速率应该慢，这样产生ClO2的速率也会慢，ClO2通过D时才能被充分吸收。
（3）关闭B的活塞后，ClO2被完全吸收，而装置F中淀粉＋KI溶液颜色不变，说明没有I2单质生成，推知装置A中生成的Cl2被装置C中的药品吸收，可见装置C的作用是吸收Cl2。
（4）在酸性条件下（H＋）反应生成ClO2，同时生成Cl－、H2O，其离子反应方程式为5＋4H＋===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O。ClO2具有强氧化性，根据实验目的，若释放出了ClO2，则ClO2与淀粉＋KI溶液反应生成I2，F中会出现蓝色，所以装置F的作用是验证是否有ClO2生成。
（5）根据变化曲线，稳定剂Ⅰ释放出ClO2的速率快，保鲜时间相对较短，稳定剂Ⅱ释放出ClO2的速率缓慢平稳，保鲜时间更长，所以选稳定剂Ⅱ。
答案：（1）锥形瓶 b （2）慢 （3）吸收Cl2
（4）4H＋＋5 ===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O
验证是否有ClO2生成
（5）稳定剂Ⅱ 稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度
考点二
1知识梳理
2．MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 饱和食盐水 浓H2SO4 排空气法 排饱和食盐水法 NaOH 淀粉­碘化钾 蓝色石蕊
思考 答案：向上排气收集氯气 安全瓶作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中 吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境
判断 答案：（1）× （2）× （3）√ （4）√ （5）× （6）×
2对点速练
1．解析：A项，该装置的错误有：没有用酒精灯加热，MnO2不与浓盐酸发生反应，从而得不到Cl2；装置中没有用分液漏斗而采用长颈漏斗导致气体外逸和HCl的挥发；没有进行尾气处理；B项，Cl2的密度比空气大，该收集方法正确；C项，要得到干燥纯净的Cl2，首先应将气体通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气；D项，根据反应：MnO2＋4HCl（浓） eq \(=====,\s\up10(△)) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，盐酸浓度变稀后便不再反应，使产生的Cl2的物质的量小于0.5 ml，转移的电子小于1 ml。
答案：A
2．解析：二氧化锰只能与浓盐酸反应，当盐酸浓度降低时，反应会停止，即盐酸不能完全反应，故A错误；氯气与铜反应生成棕黄色的烟，加少量水所得溶液呈绿色，故B错误；氯气和甲烷在光照下发生取代反应，故C错误；干燥的氯气不具有漂白性，氯气与水反应生成的HClO具有漂白性，所以只有湿润的有色布条褪色，故D正确。
答案：D
3．解析：A项，利用MnO2和浓盐酸制氯气，需要加热，故无法达到实验目的；B项，洗气装置气体应该是长进短出，且Cl2和HCl都能与NaHCO3溶液反应，应用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，故无法达到实验目的；C项，MnO2不溶于水，MnCl2能溶于水，因此可以用过滤法分离，正确；D项，加热时MnCl2会发生水解无法制得纯净的MnCl2·4H2O。
答案：C
4．答案：（1）c （2）2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
（3）Cl2＋2Na2CO3＋H2O===NaCl＋NaClO＋2NaHCO3
（4）在丙装置后连接一个盛有氢氧化钠溶液的尾气处理装置
考点三
1知识梳理
1．（1）2FeBr3 FeI2 （2）2HX （3）HX＋HXO （4）NaX＋NaXO＋H2O
2．加深 升高 增大 减小 减弱 增强 （1）Cl2＞Br2＞I2 （2）I－＞Br－＞Cl－ （3）2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 （4）2I－＋Br2===2Br－＋I2
3．（1）白 浅黄 黄
判断 答案：（1）√ （2）√ （3）× （4）√ （5）× （6）× （7）√
2对点速练
1．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I2＋I－⇌，可使其溶解度增大，D正确。
答案：A
2．解析：在F处，可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2，使淀粉变蓝色，不能说明Br2的氧化性比I2强。
答案：B
3．答案：（1）HCl、HIO2
（2）ICl＋2OH－===Cl－＋IO－＋H2O 否
4．解析：①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色；②氯气加入NaBr、NaI中后，再加CCl4萃取，下层分别为橙红色和紫红色，加入NaCl中不发生反应，可以鉴别；③溴水与NaCl、NaBr不反应，与NaI反应生成I2，用苯萃取后，前两种上层均为橙红色，无法鉴别；④NaCl、NaBr、NaI与AgNO3溶液反应分别生成AgCl、AgBr、AgI沉淀，且均不溶于稀HNO3，沉淀颜色依次为白色、淡黄色、黄色；⑤与②的原理相似，只是有色层在上层；⑥FeCl3溶液只能氧化I－生成I2，不能鉴别。
答案：C
5．解析：食盐加碘加入的是KIO3，KIO3不能使淀粉变蓝，A错误。B中若原溶液中含有I2，也会产生同样现象，B错误。由于酒精与水互溶，因此不能用酒精萃取溶液中的Br2，D错误。
答案：C
6．解析：（1）仪器d为分液漏斗。
（2）若通入的CO2不干燥，则在E中Fe在高温下会与H2O反应生成Fe3O4，故副产物为Fe3O4；Fe3O4与盐酸反应会生成FeCl3、FeCl2，加入KSCN溶液后溶液会变为血红色，但产物中可能含有FeBr3会对检验造成干扰，A项错误；通入H2，排尽空气后加热只有Fe3O4会与H2反应生成H2O，故可通过无水CuSO4粉末是否变蓝检验是否含有Fe3O4，B项正确；铁单质也能被磁化而被磁铁吸引，所以产物能被吸引不一定是四氧化三铁，C项错误；铁粉也是黑色不溶物，所以取少量产物于试管中加入蒸馏水，过滤有黑色不溶物不一定是铁的氧化物，D项错误。
（3）未反应的Br2会污染空气，可在F处连接盛有NaOH溶液的尾气吸收装置进行吸收，反应的化学方程式为2NaOH＋Br2===NaBr＋NaBrO＋H2O。
（4）反应的离子方程式为MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，可得关系式KMnO4～MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ～5Fe2＋，所以n（Fe2＋）＝n（FeBr2）＝0.030 0 ml·L－1×0.025 0 L×5×＝0.037 5 ml，则产品的纯度为×100%＝81.00%。
（5）氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋，还原性：Cl－Fe3＋且Fe3＋氧化性最弱，当加入过量氯水，此时可生成Br2，可用四氯化碳萃取判断，从而证明氧化性Cl2>Br2。
答案：（1）分液漏斗 （2）Fe3O4（或四氧化三铁） B
（3）2NaOH＋Br2===NaBr＋NaBrO＋H2O
（4）81.00%
（5）
本讲真题研练
1．解析：检验Fe2＋应先加KSCN溶液，溶液不变红色，再滴加新制氯水，溶液变红色，A不正确；I－先沉淀，说明Ksp（AgI）答案：C
2．解析：B项，红色褪去是HClO表现强氧化性；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。
答案：B
3．解析：在氯水中存在反应：Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO，若反应使溶液中c（HClO）增大，则溶液的漂白性会增强。A.由于酸性HCl＞H2CO3＞HClO，所以向溶液中加入碳酸钙粉末，会发生反应：2HCl＋CaCO3===CaCl2＋H2O＋CO2↑，使化学平衡正向移动，导致c（HClO）增大，则溶液的漂白性会增强，正确；B.若加入稀硫酸，溶液中c（H＋）增大，使化学平衡逆向移动，则溶液的漂白性减弱，错误；C.加入氯化钙溶液，不能发生反应，溶液的水对氯水起稀释作用，使溶液的漂白性减弱，错误；D.加入二氧化硫的水溶液，氯水被二氧化硫还原，使化学平衡逆向移动，则溶液的漂白性减弱，错误。
答案：A
4．解析：已知饱和NaClO溶液的pH约为11，这是由于ClO－的水解，而该消毒液的pH约为12，主要是因为其中含有一定量的NaOH，B项错误。
答案：B
5．解析：（1）a装置的作用是除去Cl2中混有的HCl气体，所以a中试剂为饱和食盐水。（2）b中采用的加热方式为水浴加热。冰水浴温度下，Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O；b中温度较高，生成的是KClO3，则进入c中的Cl2温度较高，为防止生成NaClO3，所以用冰水浴冷却。（3）d装置的作用是吸收多余的Cl2。Cl2能与Na2S发生置换反应生成S和NaCl；Cl2与NaCl溶液不反应；Cl2能与Ca（OH）2反应生成CaCl2、Ca（ClO）2和H2O；Cl2与H2SO4不反应；故选A、C。（4）b中得到温度较高的KClO3和KCl的混合溶液，降低温度，KClO3的溶解度明显降低，而KCl的溶解度随温度变化不明显，所以采用降温结晶的方法得到KClO3；由于低温时，KClO3的溶解度较小，所以用冷水洗涤KClO3晶体。（5）2号试管中棕色溶液为碘水，说明NaClO将I－氧化为I2，加入CCl4萃取分层，碘的CCl4溶液为紫色；1号试管溶液颜色不变，说明KClO3不能氧化I－，该对照实验说明NaClO的氧化性强于KClO3。
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
6．解析：（1）阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2从a口逸出；阳极室排出淡盐水，故Na＋透过离子膜进入阴极室。（2）Ka（HClO）＝，由图（b）可知c（HClO）＝c（ClO－）时，溶液pH＝7.5，故Ka（HClO）＝10－7.5。（3）HgO与Cl2的反应为歧化反应，Cl2既是氧化剂又是还原剂，汞元素与氧元素化合价不变，故HgO与Cl2反应生成Cl2O的同时还生成HgCl2，依据得失电子守恒可知，生成HgCl2与Cl2O的物质的量之比为1∶1。（4）由题意可知NaClO2生成ClO2的反应为歧化反应，故，依据得失电子守恒可得，生成ClO2与NaCl的物质的量之比为4∶1，依据氯原子守恒可得，NaClO2与ClO2的物质的量之比为5∶4，每生成1 ml ClO2消耗NaClO2的量为1.25 ml；ClO2易溶于水，故“气泡”的成分只能是CO2，NaHSO4与NaHCO3反应生成Na2SO4、H2O和CO2。（5）酸性条件下ClO－与Cl－可发生氧化还原反应生成Cl2和H2O；设反应前NaOH溶液的质量为a kg，消耗氯气的质量为x kg，则x＋a＝1 000；反应消耗NaOH的质量为（0.3a－1 000×1%） kg＝（0.3a－10）kg，由化学方程式Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O可知：＝，与x＋a＝1 000联立可求出x≈203。
答案：（1）Na＋ a （2）10－7.5
（3）2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O
（4）1.25 NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O
（5）ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O 203
微专题·大素养⑧
【素养专练】
1．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。
答案：C
2．解析：冷却结晶得到的固体需过滤，洗涤固体表面吸附的离子、干燥，A项正确；反应在碱性条件下发生，正确的离子方程式为2ClO2＋H2O2＋2OH－===2＋O2↑＋2H2O，B项错误；通入空气可以使ClO2与溶液充分接触，D项正确。
答案：B
3．解析：根据工艺流程可知，电解食盐水得到的是氯酸钠和氢气，而合成氯化氢需要氯气、氢气，所以需要补充的物质X是氯气；氯酸钠与氯化氢反应生成氯化钠、氯气及二氧化氯，且氯化钠、氯气又可参与反应，所以参与循环的物质是氯化钠、氯气；二氧化氯的熔、沸点较低，所以将生成的气体冷凝，使二氧化氯转化为液体分离出来。
答案：Cl2 Cl2、NaCl 将生成的气体冷水浴降温，使ClO2液化分离出来
4．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－在酸性条件下被氧化为Cl2（归中反应）。（4）由题信息“H2O2沸点150 ℃”，馏出物为H2O。
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）2＋2Cl－＋4H＋===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O
（4）降低体系压强，减少双氧水分解 H2O （5）C
实验
装置
实验
序号
滴管试剂
试管试剂
实验现象
①
0.2 ml·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 ml·L－1 FeSO4酸性溶液和KSCN溶液
溶液变红
④
0.2 ml·L－1 AlCl3溶液
产生白色沉淀
单质
水
汽油（或苯）
CCl4
Cl2
淡黄→黄绿
黄绿
黄绿
Br2
黄→橙
橙→橙红
橙→橙红
I2
深黄→褐
淡紫→紫红
紫→深紫
实验操作
实验现象
氧化性强弱
①
溶液呈血红色
②
③
④
Cl2>Br2
选项
实验操作和现象
结论
A
向X溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量KSCN溶液，溶液变为红色
X溶液中一定含有Fe2＋
B
向浓度均为0.05 ml·L－1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，有黄色沉淀生成
Ksp（AgI）>Ksp（AgCl）
C
向3 mL KI溶液中滴加几滴溴水，振荡，再滴加1 mL淀粉溶液，溶液显蓝色
Br2的氧化性比I2的强
D
用pH试纸测得：CH3COONa溶液的pH约为9，NaNO2溶液的pH约为8
HNO2电离出H＋的能力比CH3COOH的强
物质
熔点/℃
沸点/℃
ClO2
－59
11
Cl2
－107
－34.6
实验操作
实验现象
氧化性强弱
①取一定量FeBr2溶于水，加入少量（或几滴）氯水（或通入少量氯气），加入KSCN溶液。
②Cl2>Fe3＋ Br2>Fe3＋
③取少量FeBr2溶于水，加入过量氯水（或通入足量氯气），加入四氯化碳，震荡。
④四氯化碳 层呈棕红色