2022年高考化学二轮复习核心素养提升8 氯的氧化物、含氧酸及含氧酸盐 (含解析)

素养说明：氯的氧化物、含氧酸及含氧酸盐是近几年高考实验探究新宠，通过对含氯化合物的性质探究，能培养学生变化观念的核心素养。

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：

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

(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。

用途：可用作制造炸药，也可用来制造火柴、烟火。

[题型专练]

1.(2018·山东济宁教学质量检测，12)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

解析　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 ℃，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.(重庆高考)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。某兴趣小组通过如图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_______________________________________。

解析　(1)仪器D为锥形瓶。根据实验分析，F装置中发生气体与KI反应，所以应“长进短出”，选择装置b。(2)若盐酸滴加速度过快，则生成ClO2的速度快，稳定剂无法充分吸收，所以滴加盐酸速度要慢。(3)F中的颜色不变，说明没有氯气进入F中与KI反应，装置C的作用是吸收氯气。(4)酸性条件下ClO发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，歧化反应逆向配平。“ClO2释放实验”说明D中发生反应生成ClO2，因此F中淀粉和KI溶液是验证是否有ClO2生成，若有ClO2生成，ClO2会氧化I－生成I2，使F中的淀粉溶液变蓝色。

答案　(1)锥形瓶　b　(2)慢　(3)吸收Cl2

(4)4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O　验证是否有ClO2生成

3.(2016·新课标全国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________。

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，根据氧化还原化合价升降守恒进行配平：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。

答案　(1)＋3　(2)2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2　(3)NaOH溶液　Na2CO3溶液　ClO(或NaClO2)　(4)2∶1　O2