2021届高考化学（江苏专用）一轮教师用书：专题4第2单元　氯及其化合物

第二单元　氯及其化合物考纲定位要点网络1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。2．了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。3．掌握Cl2的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。  氯及其化合物的性质和应用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大易液化 注意：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。(如图所示)2．Cl2的化学性质(1)Cl2的氧化性表现——氧化剂①与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。a．与钠反应：2Na＋Cl22NaCl(有白烟生成)。b．与铁反应：2Fe＋3Cl22FeCl3(生成棕红色烟，溶于水得黄色溶液)。c．与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2(生成棕黄色烟，溶于水呈蓝色)。②与非金属反应a．与H2反应：H2＋Cl22HCl，b．与P反应：2P＋3Cl22PCl3，。③与还原性无机化合物反应a．与碘化钾溶液反应的化学方程式为2KI＋Cl2===I2＋2KCl。b．与SO2水溶液反应的化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。c．与FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(2)Cl2参与的歧化反应——既作氧化剂又作还原剂①与水反应——增白剂与消毒剂在25 ℃时，1体积的水能溶解约2体积的Cl2，但溶于水的Cl2只有部分与水反应，属于可逆反应，其离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。a．新制氯水的粒子成分有三分子为H2O、Cl2、HClO，四离子为H＋、Cl－、ClO－、OH－。b．氯水保存：棕色试剂瓶中，冷暗处放置。②与碱反应——制漂白剂或消毒剂a．制漂白液(NaClO)的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。漂白液也可用于消毒杀菌。b．制漂白粉的化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分为Ca(ClO)2，漂白粉也可用于消毒杀菌。3．次氯酸及其次氯酸盐的性质(1)次氯酸的三性①不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑，不能单独存在，只存在溶液中。②强氧化性③弱酸性(比H2CO3弱)NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3。(2)次氯酸盐的主要性质①次氯酸盐[Ca(ClO)2、NaClO]的水溶液呈碱性，水解离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。②与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。③漂白粉在空气中失效的原理为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑。[补短板](1)氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增强，无漂白性。  因此，氯水要现用现配。(2)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与水反应生成了具有强氧化性的HClO。(3)ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。(4)不能用pH试纸测量氯水的pH，原因是氯水中的HClO具有漂白性。(5)“84”消毒液的主要成分为NaClO，漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用，其原因是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。[基础判断](1)1 mol Cl2通入足量H2O中充分反应，转移电子数为NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。              (　　)(2)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2。 (　　)(3)漂白粉溶液中通入SO2的离子方程式为2ClO－＋SO2＋Ca2＋＋H2O===2HClO＋CaSO3↓。              (　　)[答案]　(1)×　(2)×　(3)×[知识应用]根据下列装置图回答问题：(1)A、B、C中的现象分别为______________________________、_______________________________________________________________、_______________________________________________________________。(2)通过A、B可得出的结论是__________________________。(3)D中反应的离子方程式为____________________________。(4)F的作用为________________________________________。[答案]　(1)不褪色　褪色　先变红后褪色(2)Cl2本身无漂白性　(3)Cl2＋H2O＋SO===SO＋2Cl－＋2H＋　(4)吸收尾气Cl2，防止污染大气◎命题点1　Cl2及主要化合物的性质1．向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，经过振荡，现象如图所示，则甲、乙、丙中注入的液体分别是 (　　)①AgNO3溶液　②NaOH溶液　③水A．①②③　　 B．②①③  C．③②①  D．①③②[答案]　B2．如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面(已知：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O)。对实验现象的“解释或结论”正确的是  (　　) 选项实验现象解释或结论Aa处变蓝，b处变红棕色氧化性：Cl2＞Br2＞I2Bc处先变红，后褪色氯气与水反应生成了酸性物质Cd处立即褪色氯气与水反应生成了漂白性物质De处变红色还原性：Fe2＋＞Cl－D　[a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2>I2、Cl2>Br2，但不能证明氧化性：Br2>I2，A错误；c处先变红，说明氯气与水反应生成酸性物质，后褪色，说明氯气与水生成的HClO具有漂白性，B错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水反应生成的酸性物质中和NaOH的原因，C错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，证明还原性：Fe2＋>Cl－，D正确。]3．工业上漂白粉的制备是将氯气通入石灰乳(含水较少的熟石灰)中，所以工业漂白粉中含有次氯酸钙、氯化钙、氢氧化钙、氯气等。下列有关说法正确且全面的是(　　)A．漂白粉具有漂白性主要是因为其中含有Cl2B．漂白粉溶液显碱性是因为其中含有Ca(OH)2C．家庭使用漂白粉必须加入少量醋酸D．氢氧化钙的存在可以减缓漂白粉的失效D　[漂白粉具有漂白性的原因主要是生成的HClO具有漂白性而不是Cl2，A错误；漂白粉溶液显碱性可以含有Ca(OH)2，也可以是Ca(ClO)2水解呈碱性，B错误；漂白粉使用时可以不加醋酸，利用空气中的CO2、H2O生成HClO，C错误；Ca(OH)2可以吸收CO2，D正确。]◎命题点2　氯水的多重性及其探究4．氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是(　　)A．加入有色布条，片刻后有色布条褪色，说明有Cl2存在B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl－存在D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在B　[A项，氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性；C项，由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl－，所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl－；D项，因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应，所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。]5．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是(　　)A．再通入少量氯气，减小B．通入少量SO2，溶液漂白性增强C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱C　[饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错误；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错误；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。]6．将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中，现象为_________，可得出两个结论①是___________________________，②是______________________。设计简单实验证明上述结论是哪一个正确？______________________________________________________________________________________________________________________________。[答案]　溶液中的红色逐渐褪色　氯水中的次氯酸具有漂白性　氯水中的酸与NaOH发生中和反应　取褪色后的溶液，仅加NaOH溶液，若又变红，说明结论②正确；若不变红，结论①正确(1)氯水的多重性表现(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO平衡移动的应用向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物c(Cl－)增大左移①用饱和食盐水除Cl2中的HCl②用排饱和食盐水法收集Cl2盐酸c(H＋)和c(Cl－) 增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H＋)减小右移用NaOH溶液吸收多余Cl2Ca(OH)2c(H＋)减小右移制漂白粉CaCO3c(H＋)减小右移制高浓度的HClO溶液光照c(HClO) 减小右移氯水需避光保存或现用现配  氯气的实验室制法 1．Cl2的实验室制法(1)实验装置(2)反应原理：(写出上述制Cl2的化学方程式)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)发生装置类型：固体＋液体气体。(4)净化装置：①除去Cl2中HCl用饱和食盐水的原理是增大c(Cl－)减少Cl2与H2O的反应，即减少Cl2的溶解；②干燥Cl2可以用浓硫酸，也可以用P2O5或CaCl2，用P2O5或CaCl2时可用的装置为干燥管或U型管。(5)收集装置：Cl2可用向上排空气法，也可以用排饱和食盐水法。(6)尾气处理：Cl2有毒，一般用NaOH溶液吸收，其离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。一般不用澄清石灰水的理由是Cl2在Ca(OH)2溶液中的溶解度较小，吸收Cl2不完全。(7)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褪色，则证明已集满。2．其他方法制备Cl2的原理(1)用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸的方法制备Cl2的反应原理。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＋2H2O＋2Cl2↑上述反应可以不用加热。(2)工业制备Cl2——电解饱和食盐水化学方程式为2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH。[基础判断](1)足量MnO2和40 mL 10 mol·L－1浓盐酸共热可生成0.1 mol Cl2。 (　　)(2)为了使Cl2的生成速率大，可快速升高温度。 (　　)(3)除去氯气中HCl杂质可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液。 (　　)(4)干燥Cl2的干燥剂可以是浓硫酸、P2O5和CaCl2中的任意一种。 (　　)[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√[知识应用]下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。(1)装置B、C、D的作用分别是：B_____________________________________________________________；C_____________________________________________________________；D_____________________________________________________________。(2)上述装置收集的Cl2中含有的杂质有________。[答案]　(1)向上排空气收集氯气　安全瓶作用，防止D中的液体倒吸入B中　吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境　(2)HCl、H2O(g)◎命题点1　Cl2的实验室制法及性质探究1．某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置(数量可满足需要，不含制气装置)如下图，下列说法正确的是(　　)A．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dacbeB．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dabaeC．装置e的主要用途是制备NaClOD．实验中使用到了装置c，从其布条褪色可说明湿润的氯气有漂白性B　[为确定干燥氯气有无漂白性，需要进入到装置b中的氯气中不含HCl及水蒸气，故应先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水，为防止装置e中的水蒸气进入装置b中，在装置b、e之间还应加装一个装置a，尾气用NaOH溶液吸收，A、C错误，B正确；由装置b中现象可判断Cl2有无漂白性，不需要使用装置c，且湿润有色布条褪色是因氯气与水反应生成的HClO引起的，D错误。]2．(2019·南昌模拟)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。(1)制备氯气选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸，则相关反应的化学方程式为______________________。(2)装置B中饱和食盐水的作用是________________________；同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时装置C是否发生堵塞，请写出发生堵塞时装置B中的现象：________________________。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入________(填字母)。 abcdⅠ干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条Ⅱ碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙Ⅲ湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D装置中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为________色，说明氯的非金属性强于溴。(5)打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡后静置。观察到的现象是___________________________________________________________。[解析]　(1)漂粉精中Ca(ClO)2为氧化剂，氧化浓HCl生成Cl2。(2)堵塞时瓶内气压增大，长颈漏斗内液面上升。(3)干燥Cl2无漂白性，从B中出来的Cl2不干燥，Ⅰ中布条一定褪色，故应使Ⅱ为Cl2的干燥剂，Ⅲ处的布条为干燥布条。(4)根据置换反应原理说明X2的氧化性：Cl2＞Br2＞I2，进而说明非金属性强弱。(5)I2在苯中呈紫红色。[答案]　(1)Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O(2)除去Cl2中的HCl　长颈漏斗中液面上升，形成水柱(3)d(4)棕黄(5)装置E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色有关实验装置或装置试剂作用的答题模板发生装置　　　生成……或产生……或制取……⇓除杂装置　　　⇓性质实验装置　⇓收集装置　　　用……收集方法，利用……装置⇓尾气吸收装置　吸收……防止……的污染(影响)◎命题点2　Cl2的制备与氯化物制备相结合的综合试题3．(2019·肇庆模拟)二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：①将干燥的氯气在110 ℃～140 ℃与硫反应，即可得S2Cl2粗品。②有关物质的部分性质如下表：物质熔点/℃沸点/℃化学性质S112.8444.6略S2Cl2－77137遇水生成HCl、SO2、S；与过量氯气发生S2Cl2＋Cl22SCl2；温度超300 ℃以上完全分解为硫和氯气设计实验装置图如下：(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见_______________________________________________________________。利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：(2)B中反应的离子方程式为__________________________。(3)C、D中的试剂分别是________、________。(4)仪器A、B的名称分别是________、________，F的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________。(5)如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响______________________________________________________________________________________________________________________________；在F中可能出现的现象________________________________；G的作用是________________________________________。(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种物质的化学式)________、________，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和_______________________________。[解析]　(1)若B中气压过大，A中浓盐酸不容易滴下，可在A与B之间连接一根导管，以平衡A与B内气压，使浓盐酸在重力作用下顺利滴入B中，或将A换成恒压滴液漏斗；G为S2Cl2的收集装置，H中盛氢氧化钠溶液，水蒸气易挥发进入G中，易使S2Cl2水解，故应在G和H之间增加干燥装置。(3)制取Cl2过程中产生的杂质为HCl和H2O，可先用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，再用浓硫酸干燥即可得到纯净干燥的氯气，故C、D中的试剂分别是饱和食盐水和浓硫酸。 (5)由已知S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300 ℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，故温度过高，有副产物生成，产率降低；根据硫的熔、沸点可知，温度过高，使部分硫变成蒸气，而硫的熔点较低，易凝固，则F管有固体产生或阻塞。(6)S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2，温度超300 ℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气，所以S2Cl2粗品中可能混有的杂质是SCl2和S(或Cl2)；根据信息，温度控制不当，则会生成氯气和硫，S2Cl2与Cl2反应会生成SCl2，所以为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和氯气的流速要恰当，滴加浓盐酸的速度不要过快。[答案]　(1)将A换成恒压滴液漏斗(或用导管将A的上口和B相连)，在G和H之间增加干燥装置　(2)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　(3)饱和食盐水(或水)　浓硫酸　(4)分液漏斗　圆底烧瓶　导气冷凝　(5)产率降低(或有副产物生成)　有固体产生(或其他正确描述)　收集S2Cl2　(6)SCl2　Cl2、S(任写其中两种即可)　滴加浓盐酸的速度不要过快 涉及Cl2或氯化物制备的实验问题(1)注意Cl2净化试剂选择；(2)注意Cl2的尾气处理和防倒吸问题；(3)制备的氯化物易潮解、水解时，要注意氯化物制备装置前后要加干燥装置(如制备FeCl3、AlCl3、S2Cl2等)。 含氯化合物的性质、制备及应用——科学探究与科学精神氯的化合价有－1、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋7等，相应的化合物也很复杂。近几年高考试题对氯的氧化物，含氧酸及盐的性质及制备有明显的加强。体现了“科学探究与科学精神”的化学核心素养。[价态——物质类别坐标]下图是氯的常见价态与物质的对应关系图1．氯的常见氧化物简介(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。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。1．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，是一种安全无毒的绿色消毒剂，常用于饮用水消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是(　　)A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋2OH－===ClO＋ClO＋H2OC．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3D．ClO2的消毒效率(单位质量的氧化剂得到的电子数)是Cl2的2.63倍C　[A项，酸性条件下ClO发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，可写出方程式：4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，显然不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，≈2.63。]2．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Cl2OD．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C　[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 ℃，逸出的气体主要是空气，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。]3．(2019·青岛一模)ClO2又称百毒净，可用于水的净化和纸张、纺织品的漂白。用如图所示装置(夹持装置和加热装置省略)制备ClO2并探究ClO2的某些性质。已知：①高氯酸：沸点90 ℃，浓度低于60%比较稳定，浓度高于60%遇含碳化合物易爆炸。②回答下列问题：  (1)仪器a的名称为________。实验开始前，胶塞及导管接口必须包锡箔纸，其原因是___________________________________。(2)写出装置A制备ClO2同时生成高氯酸的化学方程式______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)关闭止水夹②，打开止水夹①③，通空气一段时间，装置C中生成NaClO2，离子方程式为_____________________________。若关闭止水夹③，打开止水夹②，B中可观察到的现象为______________________________________________________________________________________________________________________________。(4)从装置C反应后的溶液中获得NaClO2晶体，需控温在________范围内进行减压蒸发结晶，采用减压蒸发的原因是_______________________。(5)城市饮用水处理新技术用NaClO2、高铁酸钠替代Cl2。如果以单位质量的氧化剂得到的电子数来表示消毒效率，那么，NaClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是________。[解析]　(1)由题可知，高氯酸浓度高于60%遇含碳化合物易爆炸，橡胶是含碳化合物，若生成的高氯酸浓度高时遇橡胶塞及导管易发生爆炸。(3)关闭止水夹②，打开止水夹①③，二氧化氯和氢氧化钠和过氧化氢在C中反应， 2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO＋2H2O＋O2；若关闭止水夹③，打开止水夹②，二氧化氯有强氧化性，使B中红色布条褪色。(4)根据已知，温度低于38 ℃，得到的晶体含有结晶水，温度高于60 ℃ NaClO2会分解为NaCl和NaClO3，故从装置C反应后的溶液中获得晶体，需要控制温度在38 ℃～60 ℃进行减压蒸发结晶，采用减压蒸发的原因是减压可降低沸点，较低温度下蒸发，避免晶体高温分解。(5)NaClO2中氯元素有＋3价降低为－1价，则1 mol NaClO2转移电子4 mol，消毒效率为4/90.5,1 mol Na2FeO4转移电子为 3 mol，消毒效率为3/166,1 mol Cl2转移电子为2 mol，消毒效率为2/71，三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序为NaClO2>Cl2>Na2FeO4。[答案]　(1)三颈烧瓶或三颈瓶　橡胶是含碳化合物，若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管易发生爆炸　(2)3NaClO3＋3H2SO4(浓)===HClO4＋2ClO2↑＋3NaHSO4＋H2O　(3)2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO＋2H2O＋O2　红色布条褪色　(4)38 ℃～60 ℃　减压可降低沸点，较低温度下蒸发，避免晶体高温分解　(5)NaClO2>Cl2>Na2FeO4 [一题串知，落实考法](2019·郑州质检)某同学设计如图装置制备少量的AlCl3(易水解)。请回答下列问题：(1)A中发生反应的离子方程式为_________________________。[考查制备Cl2的原理](2)D、G中发生反应的化学方程式分别为____________________、____________________。[考查Cl2的主要化学性质](3)B、C的作用分别为_______________、__________________。[考查Cl2的净化](4)F的作用是__________________。[考查AlCl3的水解问题](5)G的作用________________________。[考查Cl2的处理][答案]　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Cl2↑＋Mn2＋＋2H2O(2)2Al＋3Cl22AlCl3　Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(3)除去Cl2中的HCl　干燥Cl2(4)防止水蒸气进入E中，防止AlCl3水解(5)吸收Cl2，防止污染大气[真题体验，感悟考向]1．下列说法正确的是________(填序号)。(1)(2018·全国卷Ⅱ)漂白粉可用于生活用水的消毒(2)(2019·全国卷Ⅲ)制取较高浓度的次氯酸溶液的方法是将Cl2通入Na2CO3溶液中(3)(2016·全国卷Ⅰ)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2(4)(2016·全国卷Ⅲ)次氯酸盐具有氧化性，所以可用漂白粉漂白织物(5)(2016·全国卷Ⅲ)浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2时，气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水(6)(2014·全国卷Ⅰ)漂白粉在空气中久置变质，原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3[答案]　(1)(4)2．(2015·全国卷Ⅱ，节选)二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。  (2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：①电解时发生反应的化学方程式为_______________________。②溶液X中大量存在的阴离子有________________________。③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________(填标号)。  a．水　　　　 b．碱石灰c．浓硫酸   d．饱和食盐水(3)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸；Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；Ⅴ.用0.100 0 mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为____________。②玻璃液封装置的作用是__________________________。③V中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是____________。④测得混合气中ClO2的质量为________g。(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是______(填标号)。a．明矾　b．碘化钾　c．盐酸　d．硫酸亚铁[解析]　(1)该反应中Cl由＋5价降低为＋4价，S由＋4价升高为＋6价，则KClO3为氧化剂，Na2SO3为还原剂。根据氧化还原反应中电子得失守恒可得：n(KClO3)×(5－4)＝n(Na2SO3)×(6－4)，则有n(KClO3)/n(Na2SO3)＝2∶1。(2)①由图可知，电解NH4Cl和盐酸混合溶液得到H2和NCl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式为NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。②由图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2和NH3及溶液X，N由＋3价降低为－3价，NaClO2中Cl由＋3价升高到＋4价，生成ClO2，Cl－未参与氧化还原反应，该反应的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH，溶液呈碱性，故溶液X中含有大量的阴离子为Cl－和OH－。③ClO2是酸性气体，NH3是碱性气体，除去ClO2中的NH3可选用酸性干燥剂，如浓硫酸等。(3)①ClO2具有氧化性，I－具有还原性，二者在酸性溶液中发生氧化还原反应，离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－。②该实验中ClO2不一定被完全吸收，故玻璃液封管的作用是吸收残留的ClO2气体，同时防止生成的单质碘逸出。③淀粉遇I2显蓝色，用Na2S2O3溶液滴定I2时，可选用淀粉溶液作指示剂，达到滴定终点时溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变。④ClO2、I2和Na2S2O3间存在关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，则有n(ClO2)＝1/5n(Na2S2O3)＝1/5×0.100 0 mol·L－1×20.00×10－3L＝4×10－4 mol，m(ClO2)＝4×10－4 mol×67.5 g·mol－1＝0.027 00 g。(4)利用亚氯酸盐的氧化性及FeSO4的还原性除去含有的亚氯酸盐。[答案]　(1)2∶1　(2)①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3　②Cl－、OH－　③c　(3)①2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－　②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)　③淀粉溶液　溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变　④0.027 00　(4)d