2024高考化学一轮复习讲义（步步高版）第4章 第17讲 热点强化8　重要含氯化合物制备探究

热点强化8　重要含氯化合物制备探究

许多含氯化合物的制备都涉及氯气实验室制法，除考虑氯气的净化、尾气处理外，还应考虑所制取物质的特殊性质(一般题干信息中提供)。如在制取易水解的氯化物时要特别注意，排尽装置中空气，前挡后堵防水解；制取二氧化氯、次氯酸盐、亚氯酸盐时要注意控制温度等。

题组一　易水解无水氯化物的制备

1．已知FeCl3呈棕红色、易潮解，100 ℃左右时升华。

某化学实验小组利用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，并设计(Ⅰ)和(Ⅱ)两套不同的收集方案。

(1)B中反应的离子方程式为_______________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(2)(Ⅰ)和(Ⅱ)中装置F的作用分别是_______________________________________________；______________________________________________________。如果选用(Ⅱ)来完成实验，则必须采取的改进措施是______________________________________________________。

答案　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　(2)防止空气中的水蒸气进入E装置　吸收未反应完的氯气，防止污染空气　在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置

2．某实验小组利用下图装置制取少量氯化铝，已知氯化铝熔、沸点都很低(178 ℃升华)，且易水解。下列说法中完全正确的一组是(　　)

①氯气中含的水蒸气和氯化氢可通过盛有苛性钠的干燥管除去；②装置Ⅰ中充满黄绿色气体后，再加热盛有铝粉的硬质玻璃管；③装置Ⅱ是收集装置，用于收集氯化铝；④装置Ⅲ可盛放碱石灰也可盛放无水氯化钙，二者的作用相同；⑤a处使用较粗的导气管实验时更安全

A．①②  B．②③⑤  C．①④  D．③④⑤

答案　B

解析　①氯气能够与氢氧化钠反应，故错误；②用图示装置制取少量氯化铝，为防止铝与氧气反应，反应之前需要用氯气排尽装置中的空气，即装置Ⅰ中充满黄绿色气体后，再加热盛有铝粉的硬质玻璃管，故正确；③氯化铝熔、沸点都很低(178 ℃升华)，装置Ⅱ可以用于收集氯化铝，故正确；④装置Ⅲ中盛放的物质需要能够吸收水蒸气和除去多余的氯气，因此盛放碱石灰可以达到目的，盛放无水氯化钙不能除去多余的氯气，故错误；⑤氯化铝熔、沸点都很低，a处使用较粗的导气管，不容易造成堵塞，实验时更安全，故正确。

3．常温下，二氯化二硫(S2Cl2)为橙黄色液体，遇水易水解，工业上用于橡胶的硫化。某学习小组用氯气和硫单质合成S2Cl2的实验装置如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．实验时需后点燃E处的酒精灯

B．C、D中所盛试剂分别为饱和氯化钠溶液、浓硫酸

C．二氯化二硫(S2Cl2)水解反应产物为S、H2S、HCl

D．G、H之间应加上D装置

答案　C

解析　因为装置中有空气，所以实验时应先点燃最左边酒精灯，产生氯气排出空气，再点燃E处酒精灯，故A正确；因为S2Cl2遇水易水解，所以E中应为纯净干燥的氯气与S反应，C瓶中盛饱和氯化钠溶液，吸收挥发出的HCl气体，D瓶中盛浓硫酸吸水干燥，故B正确；根据元素守恒，二氯化二硫(S2Cl2)水解反应产物中一定有含氧元素的化合物，且元素的化合价必须有升有降，故C错误；因为二氯化二硫遇水易水解，所以G、H之间应加上D装置，以防止右侧水蒸气扩散进入E中，故D正确。

题组二　有关ClO2、NaClO2等含氯氧化剂的制备

4．(2022·重庆模拟)便携式消毒除菌卡主要活性成分为亚氯酸钠(NaClO2)，通过与空气作用释放低浓度二氧化氯(ClO2)杀菌消毒从而起到防护效果。一种制备NaClO2粗产品的工艺流程如下：

注：纯ClO2易分解爆炸，一般用空气稀释到10%以下。下列说法错误的是(　　)

A．母液中含有的溶质有NaHSO4

B．氧化性：H2O2>ClO2>ClO

C．发生器中鼓入空气的主要目的是稀释ClO2以防爆炸

D．吸收塔中温度不宜过高，否则会导致H2O2分解

答案　B

解析　NaClO3和SO2在发生器中发生氧化还原反应生成ClO2和Na2SO4，则母液中回收的主要物质是Na2SO4，溶液呈酸性，还含有NaHSO4，故A正确；发生器中NaClO3作氧化剂，ClO2为还原产物，则氧化性：ClO>ClO2；吸收塔内ClO2与双氧水、氢氧化钠反应生成NaClO2和氧气，ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，则氧化性：ClO2>H2O2，故氧化性：ClO>ClO2>H2O2，故B错误；根据信息，纯ClO2易分解爆炸，发生器中鼓入空气的主要作用是将空气中ClO2的体积分数降至安全范围，故C正确；H2O2不稳定，温度过高，H2O2容易分解，故D正确。

5．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，沸点为11 ℃，不稳定，在混合气体中的体积分数大于10%就可能发生爆炸，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2易溶于水但不与水反应，其水溶液在温度过高时有可能爆炸。某小组按照如图实验装置制备ClO2并验证其某些性质。回答下列问题：

(1)实验时A装置需要控制温度为60～80 ℃，则A装置加热的方式是____________，该加热方式的优点是_________________________________________________________________。

(2)通入氮气的主要作用有两个，一是可以起到搅拌作用，二是________________________

_____________________________________________________________________________。

(3)B装置的作用是_____________________________________________________________。

C装置用来吸收ClO2，则C中液体宜选用________(填序号)。

①热水　　②冰水　　③饱和食盐水

(4)D装置中ClO2与NaOH溶液反应可生成等物质的量的两种钠盐，其中一种为NaClO2，D装置中生成这两种钠盐的化学方程式为____________________________________________

______________________________________________________________________________。

饱和NaClO2溶液在温度低于38 ℃时析出晶体NaClO2·3H2O，在温度高于38 ℃时析出晶体NaClO2。请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤：a.________；b.________；c.洗涤；d.干燥。

(5)设计一个简易实验证明二氧化氯具有永久的漂白性：_____________________________

_____________________________________________________________________________。

答案　(1)水浴加热　受热均匀，易控制反应温度

(2)降低ClO2的浓度(或减小ClO2的体积分数)，防止爆炸　(3)安全瓶，防止倒吸　②　(4)2ClO2＋2NaOH===NaClO2＋NaClO3＋H2O　蒸发结晶　趁热过滤　(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，溶液不恢复红色

解析　(2)通入氮气的主要作用有两个，一是可以起到搅拌作用，二是稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸。(4)D装置中ClO2与NaOH溶液反应可生成等物质的量的两种钠盐，其中一种为NaClO2，另一种为NaClO3。