(新高考)高考化学一轮复习讲测练第10讲氯及其化合物（讲）(2份打包，解析版+原卷版，可预览)

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 第10讲 氯及其化合物
【学科核心素养】
1.宏观辨识与微观探析：能从氯原子的结构理解Cl2的性质，形成“结构决定性质”的观念。
2.科学探究与创新意识：能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进氯及其化合物的制备及性质实验的设想，培养勇于质疑和批判的创新精神。认识科学探究是进行科学发现、创造和应用的科学实践活动；能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，获得卤素单质的提取方法。
3.科学态度与社会责任：认识氯及其化合物对环境的影响，形成绿色环保的意识。关注与化学有关的社会热点问题。了解环境保护与资源开发的关系.具有绿色化学观念。勇于承担责任，权衡利弊，积极参与化学问题的社会决策。
【知识点解读】
知识点一 氯及其化合物的性质和应用
一、氯气的性质
1．氯气的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
刺激性气味
有毒
比空气重
易液化
【特别提醒】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。
2．从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性

依据氯气的氧化性完成下列方程式：
(1)与金属反应
①Fe：2Fe＋3Cl22FeCl3，棕红色烟。
②Cu：Cu＋Cl2CuCl2，棕黄色烟。
(2)与非金属反应
H2：H2＋Cl22HCl，苍白色火焰；
H2和Cl2的混合气体光照时会发生爆炸。
(3)与还原性无机化合物反应：
①与碘化钾溶液反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
②与SO2水溶液反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
③与FeCl2溶液反应：Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。
3．从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应
氯气与水或碱反应，氯元素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。
(1)与水反应
化学方程式：Cl2＋H2OHCl＋HClO，
离子方程式：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
(2)与碱反应
①与烧碱反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
②制取漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
4．从平衡的角度理解氯水的成分和性质
氯气能溶于水(1∶2)，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气只有少量与水反应。
(1)氯水中存在三种平衡关系：
①Cl2＋H2OHCl＋HClO
②HClOH＋＋ClO－
③H2OH＋＋OH－

(2)氯水性质的多重性
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。

【易错警示】氯水的组成及性质在应用中的常见误区
(1)氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增加，无漂白性。因此，氯水要现用现配。
(2)制取氯水的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，且1 mol Cl2参加反应，转移电子数为NA。
(3)Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。
(4)ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
二、次氯酸和次氯酸盐的性质
1．次氯酸

(1)不稳定性
次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
向NaClO溶液中通入少量CO2，离子方程式为
ClO－＋CO2＋H2O===HCO＋HClO。
2．次氯酸盐
(1)“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。
(2)漂白粉
①成分：漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，其中有效成分是Ca(ClO)2。
②漂白原理：在潮湿的空气中能吸收CO2，化学方程式为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。
【特别提醒】
①向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2，发生的反应为Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
②向Ca(ClO)2溶液中通入SO2，生成的是CaSO4而不是CaSO3。
③次氯酸盐(ClO－)无论是在酸性、碱性还是中性条件下，均具有强氧化性，均能氧化I－、Fe2＋、SO、S2－等还原性离子。
三、氯气的实验室制法
1.实验室制取气体装置一般由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。以Cl2的实验室制法为例(见下图)：

(1)反应原理：用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸。
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)制备装置类型：固体＋液体气体
(3)净化方法：用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。
(4)收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法。
(5)尾气吸收：用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收，不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小，溶液浓度低，吸收不完全。
(6)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退色，则证明已集满。
【特别提醒】实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(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，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。
2.其他制备Cl2的化学反应原理
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＋2Cl2↑＋2H2O
3．装置拓展
(1)制备装置

橡皮管a的作用：使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等，保证液体顺利流下。
(2)净化装置

问题：
①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外，还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞现象为：长颈漏斗中液面上升。
②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
4．工业制法
电解饱和食盐水，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
知识点二 卤素的性质及X－的检验
1.卤素单质的递变性
颜色
F2　　　 Cl2　　 Br2　　 I2

熔、沸点

密度

水溶性

氧化性

氧化性Cl2>Br2>I2
还原性(X －)
阴离子还原性由强到弱顺序是I－>Br－>Cl－
①Cl2通入NaBr溶液中的离子反应：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
②Br2加入KI溶液中的离子反应：Br2＋2I－===I2＋2Cl－
2.相似性
①都能与大多数金属反应：2Fe＋3Br2===2FeBr3；I2＋Fe===FeI2；
②都能与H2反应：H2＋X2===2HX；
③都能与H2O反应：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外)；
④都能与碱液反应：X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。
3.性质的特殊性
氟
①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱
②2F2＋2H2O===4HF＋O2，与H2反应在暗处即爆炸
③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中
溴
①Br2常温下是深红棕色液体，是唯一的液态非金属单质
②Br2易溶于有机溶剂
③液态Br2有剧毒，易挥发，故盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞
碘
①淀粉遇I2变色　
②I2加热时易升华
③I2易溶于有机溶剂
④I2易与Na2S2O3反应：I2＋2S2O===2I－＋S4O，此反应常用于滴定法(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量
【特别提醒】　
①F2能与水反应放出O2，故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。
②氯、溴单质的氧化性较强，能与一些还原性离子反应，如Br2与SO、Fe2＋反应的离子方程式分别为SO＋Br2＋H2O===SO＋2Br－＋2H＋、2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。
4.卤素单质溶于水或有机溶剂所呈现的颜色
单质
水
CCl4
汽油(或苯)
酒精
Cl2
淡黄→黄绿
黄绿
黄绿
黄绿
Br2
黄→橙
橙→橙红
橙→橙红
橙→橙红
I2
深黄→褐
紫→深紫
淡紫→紫红
淡紫→紫红
5．卤族化合物的相似性和递变性
(1)卤素化合物的性质
化合物
性质
备注
氢化物
稳定性：HF>HCl>HBr>HI
还原性：HF 水溶液的酸性：F HF几乎没有还原性；HF为弱酸，HCl、HBr、HI均为强酸
金属卤
化物
卤素离子的还原性：
F－ I－的还原性很强，能被Fe3＋、HNO3、MnO(H＋)、H2O2、O2、ClO－、ClO等氧化剂氧化
次卤酸
盐(XO－、
F除外)
均具有氧化性(填“氧化”或“还原”)
次卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外)：如ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
卤酸盐
(XO、
F除外)
均具有氧化性(填“氧化”或“还原”)
卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外)：如ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
(2)卤化银的性质
溶解性
AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸，而AgF可溶于水
颜色
AgF、AgCl均为白色，AgBr为浅黄色，AgI为黄色
感光性
除AgF外，均有感光性，其中AgBr常作感光材料
【特别提醒】实验室里常用萤石(CaF2)与浓H2SO4反应来制取HF，反应的化学方程式为CaF2＋H2SO4CaSO4＋2HF↑。
6．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－
【典例剖析】
高频考点一 氯气的性质
例1.下列说法错误的是(　　)
A.（2019浙江）液氯可以储存在钢瓶中
B.（2018年全国卷II）漂白粉可用于生活用水的消毒
C.（2021年广东）用84消毒液对图书馆桌椅消毒，含氯消毒剂具有氧化性
D.（2019年江苏）MnO2和稀盐酸反应制取Cl2
【变式探究】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
高频考点二 氯水的性质
例2. 下列实验现象，与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是(　　)
A．将NaHCO3固体加入新制氯水，有无色气泡生成(H＋)
B．紫色石蕊试液，先变红，后褪色(Cl2)
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－)
【方法技巧】液氯、新制氯水、久置氯水的比较

液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
粒子
种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H＋、
Cl－、ClO－、OH－
H2O、H＋、
Cl－、OH－
【变式探究】在探究新制氯水成分及性质的实验中，依据下列方法和现象，不能得出相应结论的是(　　)
选项
方法
现象
结论
A
观察氯水颜色
氯水呈浅黄绿色
氯水中含Cl2
B
向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水
有无色气体产生
氯水中含HClO
C
向红色纸条上滴加氯水
红色纸条褪色
氯水具有漂白性
D
向FeCl2溶液中滴加氯水
溶液变成棕黄色
氯水具有氧化性
高频考点三 氯的化合物和含氯消毒剂
例3.(2020·浙江7月选考)黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是(　　)
A．X中含KI，可能含有CuCl2
B．X中含有漂白粉和FeSO4
C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3
D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2
【规律总结】
(1)含氯消毒剂的共同特点是利用本身的强氧化性，或与水反应产生HClO，杀灭具有生命活性的微生物。解答这类题目，一般要从氧化性、得电子数目以及平衡移动等角度分析思考。
(2)ClO2主要表现氧化性，做氧化剂时本身被还原为Cl－，可做消毒剂、漂白剂。
【举一反三】(2020·天津等级考)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
【变式探究】(2020·全国卷Ⅱ节选)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)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_______________________________。
(2)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_____________________________。
(3)“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)。
高频考点四 氯气的实验室制法
例4. 实验室制备氯气的装置如图。图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是(　　)

A．①②④ B．①②③
C．①③④ D．②③④
【变式探究Ⅰ.实验室常用以下几种方法制取氯气。
(1)二氧化锰与浓盐酸反应制氯气，写出其反应的离子方程式： ______________________________。
(2)高锰酸钾与浓盐酸反应制氯气，写出其反应的化学方程式：_______________________________。
(3)氯酸钾与浓盐酸反应制氯气，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_______________。
Ⅱ.某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉，并进行漂白粉有效成分的质量分数的测定。

(1)装置④中的X试剂为______________________。
(2)装置③中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
该反应是放热反应，反应温度较高时有副反应发生，改进该实验装置以减少副反应发生的方法是____________________________________________________________________________________。
(3)测定漂白粉有效成分的质量分数：称取1.000 g漂白粉于锥形瓶中，加水溶解，调节溶液的pH，以淀粉为指示剂，用0.100 0 mol·L－1KI溶液进行滴定，溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点。反应原理为3ClO－＋I－===3Cl－＋IO、IO＋5I－＋3H2O===6OH－＋3I2。
实验测得数据如下表所示。
滴定次数
1
2
3
KI溶液体积/mL
19.98
20.02
20.00
该漂白粉中有效成分的质量分数为________；若滴定过程中未充分振荡溶液，局部变浅蓝色时就停止滴定，则测定结果将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
高频考点五 卤族元素性质及X－的检验
例5. 下列叙述中正确的是(　　)
A．能使湿润的淀粉­KI试纸变成蓝色的物质不一定是Cl2
B．用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次性鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液
C．某溶液中加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－
D．向浅黄色的溴水中加入CCl4，振荡静置后，上层显橙红色
【变式探究】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
【举一反三】向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中缓慢通入氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．当通入2 mol Cl2时，溶液中发生的离子反应是
2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－
B．DE段表示n(Fe2＋)的变化情况
C．原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝3∶1∶2
D．B点时溶液中含有I－和Br－
高频考点六 海水资源的开发
例6．（2021·湖南高考）一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：

下列说法错误的是
A．物质X常选用生石灰
B．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C．“氯化”过程中发生的反应为
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
【举一反三】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。下列有关说法正确的是(　　)

A．制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl和NH4Cl
B．①粗盐提纯中除去杂质离子Mg2＋、Ca2＋、SO时，必须先除Ca2＋后除SO
C．在③④⑤步骤中，溴元素均被氧化
D．工业上通过电解饱和MgCl2溶液制取金属镁
【变式探究】根据下图海水综合利用的工艺流程图，判断下列说法正确的是(　　)

已知：MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。
A．过程①的粗盐提纯是物理过程，过程②通过氧化还原反应可产生两种单质
B．在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C．过程⑤反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题
D．在过程④⑥反应中每氧化0.2 mol Br－需要消耗2.24 L Cl2