9高考化学必备专题复习——氯及其化合物9

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【高考预测】氯为非金属的代表元素，在生产生活中用途广泛。不仅在选择题中对其及其化合物经常考察外，还利用元素推断题、工业流程题、实验题等考察氯的结构、在周期表中位置、氯水的成分、以及氯化钠溶液的电解等相关知识和实验。
一、知识网络
1．氯及其化合物
2.卤素及其化合物
二、重点知识
（一）氯气的性质及用途
1．物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。
2．化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。
（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）
如： = 1 \* GB3 ①2Na＋Cl2 2NaCl（产生白烟）
= 2 \* GB3 ②Cu＋Cl2 CuCl2（产生棕黄色的烟）
= 3 \* GB3 ③2Fe＋3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）
注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中
（2）与非金属反应
如： = 1 \* GB3 ①H2＋Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸
H2＋Cl22HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸
= 2 \* GB3 ②2P＋3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾）
2P＋5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟）
（3）与水反应：Cl2＋H2O = HCl＋HClO
（4）与碱反应
Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯气）
2Cl2＋2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O（用于制漂粉精）
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O = CaCO3↓＋2HClO（漂粉精的漂白原理）
（5）与某些还原性物质反应
如： = 1 \* GB3 ①2FeCl2＋Cl2 = 2FeCl3
= 2 \* GB3 ②2KI＋Cl2 = 2KCl + I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）
= 3 \* GB3 ③SO2＋Cl2＋2H2O = 2HCl + H2SO4
（6）与某些有机物反应
如： = 1 \* GB3 ①CH4＋Cl2 CH3Cl + HCl（取代反应）
= 2 \* GB3 ②CH2=CH2＋Cl2 → CH2ClCH2Cl（加成反应）
例1：（2013·上海化学·7）将X气体通入BaCl2溶液，未见沉淀生成，然后通入Y气体，有沉淀生成，X、Y不可能是
【答案】B
3．氯水的成分及性质
氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸)，大部分是以Cl2分子状态存在于水中
注意：（1）在新制的氯水中存在的微粒有：H2O、Cl2、HClO、H+、、、；久置氯水则几乎是盐酸溶液
① 一元弱酸，比H2CO3弱
（2）HClO的基本性质 ② 不稳定，2HClO === 2HCl + O2↑
③ 强氧化性；
④ 漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色。
（3）几种漂白剂的比较
例2：（2013·四川理综化学·1）化学与生活密切相关，下列说法不正确的是
A.二氧化硫可广泛用于食品的漂白
B.葡萄糖可用于补钙药物的合成
C.聚乙烯塑料制品可用于食品的包装
D.次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌
【答案】A
4．氯气的制法
例3：（2013·福建理综·24）（14分）二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-，其原因是___________【已知：Ksp(BaSO4)= 1.1 ×10-10 Ksp(BaCO3)= 5.1 ×10-9】
②该法工艺原理如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。
工艺中可以利用的单质有____________（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为___________。
（2）纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式：
□ （D） +24NaClO3+12H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+18H2O+□_________
（3）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量得电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍
【知识点】粗盐提纯，溶度积常数Ksp，化学方程式的书写，氧化还原反应类型的方程式
的配平以及相关的化学计算。
【答案】
（1）①BaCl2 BaSO4 和BaCO3 的Ksp 相差不大，当溶液中存在大量CO32-时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)（或其他合理答案）
②H2、Cl2 2NaClO3+ 4HCl= 2ClO2↑+Cl2↑+ 2NaCl + 2H2O
（2）1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4
（3）2.5
（三）卤族元素
1．卤素及化合物的性质比较:
（2）溴和碘在不同溶剂中所生成溶液（由稀到浓）的颜色变化
（3）X-离子的检验
白色沉淀
+ AgNO3 + HNO3 浅黄色沉淀
黄色沉淀
例4：（2013·海南化学·14）（9分）
溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料组燃剂等，回答下列问题：
（1）海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入 ，将其中的Br-氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br-和BrO3-，其离子方程式为 。
（2）溴与氯能以共价键结合形成BrCl。BrCl分子中， 显正电性。BrCl与水发生反应的化学方程式为 。
（3）CuBr2分解的热化学方程式为：2CuBr2(s)=2 CuBr(s)+ Br2(g)△H=+105.4kJ/ml在密闭容器中将过量CuBr2于487K下加热分解，平衡时p(Br2)为4.66×103Pa。
①如反应体系的体积不变，提高反应温度，则p(Br2)将会 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
②如反应温度不变，将反应体系的体积增加一倍，则p(Br2)的变化范围为 。
[答案] （1）Cl23 Br2+6 CO32-+3H2O=5 Br-+ BrO3-+6HCO3-
(或3 Br2+3CO32-=5 Br-+ BrO3-+3CO2)
（2）Br BrCl+H2O=HCl+ HBrO （3）①增大②2.33×103Pa< p(Br2)≤4.66×103Pa
【考点精析】考点1 氯水的成分的复杂性和多样性
[例1]（2013届宿州第一学段考试）下列实验现象，与新制氯水中的某些成分（括号内物质）没有关系的 （ ）
A．将NaHCO3固体加入新制氯水，有无色气泡（H+）
B．使红色布条褪色（HCl）
C．向FeCl2溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，发现呈血红色（Cl2）
D．滴加AgNO3溶液生成白色沉淀（Cl）
【答案】B
考点2 氯气的制法
[例2]已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。若用右图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（ ）
A.①和②处 B.只有②处
C.②和③处 D.②③④处
【答案】D
考点3 卤素及化合物的特性与卤素的检验
[例3]（2013届湖州4月考）今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH4+、Cl、Mg2+、Ba2+、CO32、SO42，现取三份100mL溶液进行如下实验：
（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生
（2）第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04ml
（3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g。根据上述实验，以下推测正确的是 （ ）
A．K+一定存在 B．100mL溶液中含0.01ml CO32
C．Cl可能存在 D．Ba2+一定不存在，Mg2+可能存在
【答案】AC
考点4 卤素互化物与拟卤素
1. 与卤素单质的性质相似，其原子团是化合物中的阴离子，也有与卤素阴离子相似的性质。如：氰(CN)2 ，硫氰(SCN)2等物质，称为拟卤素。
可以和碱反应：(CN)2+2NaOH
与氧化剂反应：(CN)2+MnO2
2. 不同的卤素之间可以互相化合，形成一系列化合物，如IBr等，这类化合物称为卤素互化物，与卤素单质的性质相似。
与水反应：IBr＋H2O
与碱反应：IBr＋2NaOH 其中非金属性弱的卤素显 价。
[例4]卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX’型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。试回答下列问题：
（1）卤素互化物BrCl能发生下列反应
H2O＋BrCl＝HBrO＋HCl KBr＋BrCl＝KCl＋Br2
①写出KI与IBr反应的化学方程式______________。
②写出苯与(C6H6)与ICl发生取代反应生成一卤代物的化学方程式_____________。
（2）右图是部分卤素单质和XX’型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是____________。
（3）试推测ICl的沸点所处的最小范围______________。
【答案】（1）①KI+IBr＝KBr+I2
②C6H6+ICl→C6H5I+HCl；（2）相对分子质量越大，分子间作用力越强。（3）介于Br2的沸点和IBr的沸点之间
【课后精练】一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．（2013·福建理综·6）化学与社会、生产、生活紧切相关。下列说法正确的是
A．石英只能用于生产光导纤维
B．从海水提取物质都必须通过化学反应才能实现
C．为了增加食物的营养成分，可以大量使用食品添加剂
D．“地沟油”禁止食用，但可以用来制肥皂
2．(2013·安庆质检)洁白的牙齿，人人都喜欢。将漂白剂沾到牙套上，然后咬住牙套一段时间，可使牙齿变得洁白。下列物质溶于水后所得溶液可作为牙齿漂白剂的是( )
A．Cl2 B．HNO3C．Na2O2 D．H2O2
3．漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是( )
A．Ca(ClO)2不稳定，易分解
B．Ca(ClO)2易吸收水分而潮解
C．Ca(ClO)2跟空气中的水和CO2反应
D．Ca(ClO)2跟空气中的CO2反应
4．氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述中不正确的是( )
A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
B．通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应
C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸
D．氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸
5．下列有关氯水的表述不正确的是( )
A．氯水可以导电，说明氯气是电解质
B．氯水中含有7种微粒，其可以与AgNO3、FeBr2等多种物质反应
C．蓝色石蕊试纸放入氯水中先变红后退色
D．向氯水中加入碳酸钙粉末，能提高溶液中HClO的浓度
6．滴加新制氯水后，下列各组离子可能大量存在的是( )
A．Fe3＋、Al3＋、Cl－、NOeq \\al(－,3) B．K＋、Na＋、I－、SOeq \\al(2－,4)
C．Ag＋、Ca2＋、NHeq \\al(＋,4)、NOeq \\al(－,3) D．Na＋、Ba2＋、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)
7．由一种阳离子与两种酸根离子组成的盐酸为混盐。混盐CaOCl2在酸性条件下可以产生Cl2。下列关于混盐CaOCl2的有关判断正确的是(双选)( )
A．该混盐中氯元素的化合价为－1价
B．该混盐的水溶液呈中性
C．该混盐与硫酸反应产生1 ml Cl2时转移1 ml电子
D．该混盐具有和漂白粉相似的化学性质
8．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气( )
A．①比②多 B．②比①多
C．一样多 D．无法比较
9．(2013·常德质检)已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按如图进行卤素的性质实验。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，对图中指定部位颜色描述正确的是( )
10.气体X可能含有Cl2、HBr、CO2中的一种或几种，已知X通入AgNO3溶液时产生淡黄色沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸；若将X通入澄清石灰水中，却不见沉淀产生。对于气体X的成分，下列说法正确的是( )
A．一定含有HBr，可能含有CO2
B．一定不含CO2
C．一定不含Cl2和CO2
D．可能含有CO2和Cl2
11．今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0.1 ml·L－1。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体(m ml)，在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体(m ml)，丙瓶不变，片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度的大小关系是(假设溶液体积不变)( )
A．甲＝乙>丙B．甲>丙>乙
C．丙>甲＝乙 D．乙>丙>甲
12．(2013·南通质检)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．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗
B．Ⅱ图中：量筒中发生了加成反应
C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟
D．Ⅳ图中：湿润的有色布条能退色，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl2生成
二、非选择题(本题包括5小题，共52分)
13．(8分)用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中，当滴到最后一滴时红色突然褪去，试回答下列问题：
(1)实验室保存饱和氯水的方法是________________________________________________________________________。
(2)产生上述现象的原因可能有两种(用简要文字说明)
①是由于________________________________________________________________________；
②是由于________________________________________________________________________。
简述怎样用实验证明红色褪去的原因是①或者是②：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．(10分) （2013·北京理综·28）（15分）
某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：
（1）Cl2和Ca（OH）2制取漂粉精的化学方程是 。
（2）pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 。
（3）向水中持续通入SO2，未观察到白雾。推测现象i的白雾由HCl小液滴形成，进行如下实验：
a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。
①实验a目的是 。
②由实验a、b不能判断白雾中含有HC1，理由是 。
（4）现象ii中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和C1-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是 。
（5）将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X
①向沉淀X中加入稀HC1，无明显变化。取上层清液，加入BaC12溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是 。
②用离子方程式解释现象iii中黄绿色褪去的原因： 。
15．(12分)某学生用下图所示的方法研究物质的性质，其中气体A的主要成分是氯气，杂质是空气和水蒸气。
回答下列问题：
(1)该项研究(实验)的目的是________________________________________________________________________
______________________________。
(2)浓H2SO4的作用是________________________________________________________________________。
与研究目的直接相关的实验现象是________________________________________________________________________。
(3)从物质性质的方面看，这套设计还存在隐患，事故表现是________________________________________________________________________
________________________________________。
请在图中的虚线框内以图的形式表明克服事故隐患的措施。
16．(10分) （2013·四川理综化学·8）（11分）
X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X的单质与氢气可以化合生成气体G，其水溶液pH>7;Y单质是一种黄色晶体；R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J，J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。
请回答下列问题：
⑴M固体的晶体类型是 。
⑵Y基态原子的核外电子排布式是 ① ；G分子中X原子的杂化轨道的类型是 ② 。
⑶L的悬浊液加入Q的溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀，其原因是 。
⑷R的一种含氧酸根RO42－具有强氧化性，在其钠盐中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产生，该反应的离子方程式是 。
17．(12分)(2013·河池质检)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
他们设计下图所示装置制取氯气并验证其性质。
试回答：
(1)该实验中A部分的装置是________(填写装置的序号)。
(2)请你帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的Na2SO3已被氧化(简述实验步骤)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出在D装置中发生反应的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该实验存在明显的缺陷，请你提出改进的方法。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．D
2．D Cl2有毒且易挥发，HNO3具有腐蚀性，Na2O2能与水剧烈反应且生成的氢氧化钠具有腐蚀性，A、B、C错误；H2O2具有漂白性且无毒、无腐蚀性，D项正确。
3．C 漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是空气中的CO2和H2O可以与Ca(ClO)2反应生成HClO，次氯酸不稳定，在光的作用下易分解，使漂白粉失效。发生反应的化学方程式为：
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，
2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。
4．B 通常状况下，干燥氯气不与Fe反应，但点燃条件下反应生成FeCl3。
5．A 选项A，氯气是单质，既不是电解质也不是非电解质。选项D，氯水中存在如下平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入CaCO3粉末会与HCl反应，从而使平衡向着生成HClO的方向移动，从而提高HClO的浓度。
6．A B项，Cl2具有强氧化性，可以氧化I－，错误。C项，氯水中含有Cl－可以与Ag＋生成AgCl沉淀，错误。D项，氯水中含有H＋，可以与COeq \\al(2－,3)反应生成CO2气体，Ba2＋与SOeq \\al(2－,4)反应生成BaSO4沉淀，错误。
7．CD 根据题中混盐的定义，确定混盐中一定存在两种酸根，而Cl元素形成的酸根有Cl－、ClO－、ClOeq \\al(－,2)、ClOeq \\al(－,3)、ClOeq \\al(－,4)，结合混盐中Cl、O个数比的关系，确定该混盐的组成为CaCl2·Ca(ClO)2，Cl－、ClO－在H＋作用下发生归中反应可生成Cl2。根据化合价代数和为0的原则，该混盐中Cl元素平均化合价为0，A错误；CaCl2溶液呈中性，Ca(ClO)2溶液呈碱性，B错误；由于Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，所以1 ml Cl2生成时转移1 ml e－，C正确；Ca(ClO)2是漂白粉的有效成分，则该混盐也具有漂白性。
8．B 146 g HCl的物质的量为4 ml,87 g MnO2的物质的量为1 ml，由方程式：MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,1 ml MnO2可以与4 ml HCl反应，但是，应注意稀盐酸与MnO2不反应的事实，也就是说1 ml MnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。
9．A 锥形瓶中KClO3与浓盐酸反应生成Cl2，①处气体呈黄绿色；氯气与NaBr溶液反应置换出Br2，②处呈橙色；遇KI淀粉溶液，置换出I2，而I2遇淀粉变蓝色；氯气可被NaOH溶液吸收，④处棉球仍为白色。
10．A X通入AgNO3溶液时产生淡黄色沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸，则一定含有HBr，由于HBr与Cl2不能共存，则一定不含Cl2；X通入澄清石灰水中，却不见沉淀产生，由于HBr能中和澄清石灰水，因此不能确定是否含有CO2，A项正确。
11．B 氯水中存在下列平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入NaHCO3后，因为酸性：HCl＞H2CO3＞HClO，所以NaHCO3与HCl反应而不与HClO反应，平衡向右移动，HClO浓度增大；又因Cl2具有强氧化性，可将NaHSO3氧化，当向其中加入NaHSO3时，平衡逆向移动，HClO浓度下降。
12．D A项：MnO2与浓盐酸反应生成Cl2，与稀盐酸不反应，该项说法错误；B项：应发生了取代反应；C项：应生成棕黄色的烟。
13．解析： 能使变红的酚酞退色的原因是溶液碱性减弱(消耗OH－)或过量氯水中的HClO将变红的酚酞漂白，若要设计实验证明退色的可能原因，最简便的方法就是退色后溶液中再滴加NaOH溶液，若不再出现红色，说明是HClO漂白作用的结果；若再出现红色，说明是氯水与NaOH反应，碱性减弱的结果。
答案： (1)在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存
(2)①氯水与NaOH反应生成两种盐，碱性减弱 ②氯水过量后HClO的漂白性将酚酞氧化变成无色 向退色后的溶液中再滴加足量NaOH溶液，若不再出现红色，应为原因②，若再出现红色，应为原因①。
14．答案： （1）；
（2）碱性、漂白性；（3）①、检验白雾中是否Cl2，排除Cl2干扰；
②、白雾中含有SO2，SO2可以使酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀；
（4）向漂白精溶液中逐滴滴入硫酸，观察溶液颜色是否变为黄绿色；
（5）①、CaSO4； ②、。
15．答案： (1)比较Cl2与HClO的漂白性(或验证Cl2是否有漂白性) (2)干燥Cl2气体(或吸收A气体中的水) B中布条不退色，C中布条退色 (3)Cl2污染空气，使生物中毒
所选尾气处理装置如下图
16．【答案】（1）M的晶体类型，M为NH4Cl，属离子晶体；
（2）Y基态原子的电子排布：1s2 2s2 2p6 3s2 3p4，G分子中X原子的杂化轨道类型为sp3杂化；
（3）AgCl悬浊液中加入Ag2S，Ksp（AgCl）