高中化学 考点过关（下）考点11 非金属氯及其化合物（必修1）（通用）

考点过关（下）考点11 非金属氯及其化合物有关非金属及其化合物的知识一直以来都是高中化学学习的重点, 非金属及其化合物主要包括碳、硅、氯、硫、氮等常见的重要的几种非金属及其重要化合物的主要性质，命题的热点是以氧化还原反应为知识内容，以化工生产或环境保护为背景，综合考查物质的性质以及与此相关的理论、实验和计算，考查的内容主要是常见物质的存在、用途、保存、制备、检验、污染防治及化学性质等。氯及其化合物是非金属元素及其化合物中的重要部分,是元素化合物知识考查的重点内容之一。氯及其化合物相关知识在中学化学中学习内容较少,仅学习了氯气的性质、氯离子的检验、次氯酸及其盐、氯酸盐等,氯元素在自然界中稳定价态是氯离子,其他价态的氯均具有强氧化性,这也是氯及高价态的其化合物的知识核心思维,因此在考试中以氯及其高价态化合物相关知识为载体考查氧化还原反应原理、离子反应原理、化学实验等化学学科核心知识。氯元素的原子最外层有7个电子，很容易得到一个电子形成氯离子，是非常典型的非金属元素。氯元素是最重要的成盐元素，自然界中氯以化合态形式存在，主要以NaCl的形式存。氯气是一种有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成损伤：次氯酸使组织受到强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。症状重时，会发生肺水肿，使循环作用困难而致死亡。由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻氯气在通常情况下呈黄绿色，是一种有强烈刺激性气味的有毒气体，氯气在低温和加压的条件下可以转变为液态和固态，密度比空气大，能溶于水。在实验室闻氯气气味时，应用手轻轻在瓶口扇动，仅使少量的氯气飘入鼻孔，这是闻气体常用的方法。实验室通常用氧化浓盐酸的方法来制取氯气，常见的氧化剂有MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等，MnO2与浓盐酸共热的化学方程式是MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，反应中MnO2作氧化剂，浓盐酸起还原剂（化合价升高）和酸（化合价不变）的作用，反应必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应，则MnO2过量浓盐酸不可能完全反应。Cl2的净化用水或饱和食盐水洗气，除去混在Cl2中的HCl气体；用浓H2SO4除去混在Cl2中的水蒸气；由于Cl2的密度比空气大，常用向上排空法收集，还可用排饱和食盐水的方法收集；用润湿的KI淀粉试纸检验（放在瓶口），如试纸变蓝，则表示Cl2已收满；由于Cl2有毒，多余的Cl2不能直接排放，一般用浓NaOH溶液吸收，而不能用水或澄清石灰水吸收。因Cl2在水中溶解度不大，澄清石灰水中溶解的Ca(OH)2的量很少，只能吸收少量的Cl2。高锰酸钾与浓盐酸反应的化学方程式是2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，反应中KMnO4作氧化剂，浓盐酸起还原剂（化合价升高）和酸（化合价不变）的作用。【例1】(1)实验室制取Cl2时，装置可用于制取少量Cl2用装置除去Cl2中的少量HCl用装置制取Cl2用装置干燥Cl2，操作不正确的是_(填序号)。(2)实验室制取干燥、纯净的氯气，除了二氧化锰、浓盐酸外还需要_、_、_。下列收集Cl2的装置正确的是_。(3)已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气及验证它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是_ (填字母，下同)。(4)如果将过量二氧化锰与20mL12molL1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06mol。其主要原因有：_，_，提高浓盐酸的利用率的措施是_。置既能收集Cl2，又能进行尾气处理且防倒吸，C项正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D项错误。(3)B处NaOH溶液与Cl2能反应；D处试管缺少出气导管且将导管末端通入NaOH溶液中。(4)题给盐酸中HCl的物质的量是 0.24mol，但由于盐酸受热易挥发，且随反应的不断进行，盐酸浓度越来越小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应，所以产生的Cl2的物质的量小于0.06mol。为减少盐酸的挥发，慢慢滴加浓盐酸，用小火加热。【答案】(1)(2)饱和食盐水浓H2SO4NaOH溶液C(3)BD(4)加热使HCl大量挥发盐酸变稀后不再发生反应将浓盐酸慢慢滴下，加热用小火氯气化学性质非常活泼，很容易得到电子作强氧化剂，能与金属、非金属、水以及碱反应。氯气能与绝大多数金属反应，把变价金属(如Fe、Cu)一般氧化到最高价。钠在氯气中剧烈燃烧，产生大量白烟，反应的化学方程式是NaCl22NaCl，与铜在氯气中剧烈燃烧，产生大量棕黄色烟，反应结束后，加少量水与集气瓶中，溶液为蓝绿色，反应的化学方程式是CuCl2CuCl2，与铁在氯气中剧烈燃烧，产生大量棕黄色烟，反应的化学方程式是2Fe3Cl22FeCl3，干燥的Cl2在常温下与Fe不反应，因此Cl2可用钢瓶贮存。氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰。燃烧结束后，抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片，观察到的现象是集气瓶口上方出现白雾。H2和Cl2混合后光照，反应瞬间完成，放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。在25。C时，1体积的水可溶解约2体积的氯气。氯气的水溶液称为氯水（黄绿色），在常温下，溶于水的部分Cl2与水发生反应，反应的化学方程式是Cl2+H2O HCl+HClO，反应的氧化剂是 Cl2，还原剂是 Cl2，氧化产物是HClO，还原产物是HCl。将氯气溶于水得到浅黄绿色氯水，氯水含多种微粒，其中有H2O、Cl2、HClO、Cl、H+、OH(极少量，水微弱电离出来的)，验室常用新制得氯水代替氯气使用。氯水是混合物，故其性质是其各种成分综合性质的体现，Cl2的强氧化性；溶液中含有HClO，具有强氧化性、漂白性、杀菌、消毒；溶液中含有H，具有酸性；含有Cl，具有Cl的性质。当向新制氯水中加入还原性物质时，是Cl2参与反应，而不是HClO参与反应；常见的还原剂有Fe2、S2、I、SO、H2S、SO2等，反应的化学方程式是2Fe2Cl2=2Fe32Cl，S2Cl2=S2Cl，Cl2H2S=S2HCl，Cl2SO22H2O=H2SO42HCl，Cl2SOH2O=2ClSO2H。当向新制氯水中加入有色有机物时，起褪色作用的是HClO，而不是Cl2，如：不能用pH试纸通过测定新制氯水的pH来判断溶液的酸碱性；紫色石蕊溶液或蓝色石蕊试纸遇新制氯水时，先变红色后褪色。最初人们直接用氯气作漂白剂，但因氯气的溶解度不大，而且生成的HClO不稳定，难以保存，使用起来很不方便，效果也不理想。在Cl2与水反应原理的基础上，经过多年实验、改进，才有了今天常用的漂白液和漂白粉。漂白液、漂白粉、漂白精长期露置于空气中会发生反应，反应的化学方程式是NaClOCO2H2O=NaHCO3HClO、Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO 、2HClO2HClO2，所以应密封存放于避光干燥处保存。【例2】“84消毒液”与硫酸溶液反应可以制取氯气，反应方程式为NaClONaClH2SO4Na2SO4Cl2H2O。为探究氯气的性质，某同学设计了如下所示的实验装置。请回答： (1)在该实验中，制取氯气的装置是_(填字母)。(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是_，请提出合理的改进方法_。(3)D中的现象是_，反应的离子方程式为_，分离D中液体的方法是_。(4)写出氯气与NaOH溶液反应的离子方程式_，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。为验证尾气吸收后的溶液中存在Cl，正确的操作是_。(5)氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体，已知酸性：盐酸碳酸次氯酸，该实验证明Cl2与H2O反应的产物中含有_。为11；检验Cl，应先用稀HNO3酸化中和溶液中的OH，并将ClO转化为HClO，再加AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，证明含有Cl。(5)因酸性HClH2CO3HClO，HCl与NaHCO3反应：HClNaHCO3=NaClH2OCO2，而HClO不与NaHCO3反应，故氯气与H2O反应的产物中含盐酸。【答案】(1)c(2)Cl2中混有少量H2O(g)在AB之间增加装有浓H2SO4的洗气瓶(3)下层CCl4层呈紫红色Cl22I=I22Cl分液(4)Cl22OH=ClClOH2O11取少量烧杯内吸收Cl2后的溶液，加入足量的稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl(5)盐酸【考点练习】1.如图是一种试验某气体化学性质的实验装置，图中b为开关。如先打开b，在a处通入干燥氯气，c中红色布条颜色无变化；当关闭b时，c处红色布条颜色褪去。则d瓶中盛有的溶液是()A浓H2SO4 B饱和NaCl溶液C浓NaOH溶液 D浓NaBr溶液2下列检验Cl的方法正确的是()A在某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有ClB在某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有ClC在某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有ClD在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl3实验室用下列两种方法制氯气：用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气()A比多 B比多C一样多 D无法比较4下列关于氯气的说法不正确的是()A尽管氯气的化学性质很活泼，但是纯净的液氯能用钢瓶贮存B氯气和液氯是两种不同的物质C可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气D氯气有毒，它曾在战争中被用于制造毒气弹5在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是()A加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有Cl2存在B溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2分子存在C先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl存在D加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明有HClO分子存在6某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，按要求回答问题(Cl2易溶于CCl4)。(1)若用含有0.2 molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是_。(2)装置B中盛放的试剂名称为_，作用是_，现象是_。装置D和E中出现的不同现象说明的问题是_。装置F的作用是_。(3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在_与_之间(填装置字母序号)，装置中应放入_(填写试剂或用品名称)。7某化学实验小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(氯气易溶于CCl4，HCl不溶于CCl4)。请回答下列问题：(1)装置B、C中盛放的试剂分别是_、_。(2)橡胶管连通后，分液漏斗中的气体压强p1和烧瓶中气体压强p2的关系是p1_(填“”、“”或“”)p2，连接橡皮管的目的是_。(3)乙同学认为只凭借装置D和装置E中的现象还不能够得到完全正确的答案，请思考乙同学这样认为的原因是什么？你又如何设计实验来进一步证明？(4)丙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明通入AgNO3溶液的气体只有一种，丙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。具体操作是_。8地震是一种危害极大的自然灾害，会造成大量的人员伤亡和财产损失。在地震后的灾区常需要大量的消毒剂、漂白剂。请回答下列相关问题：(1)次氯酸盐是一些漂白剂和消毒剂的有效成分。“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠，制取NaClO的反应的离子方程式是_。(2)二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，它可由KClO3溶液在一定条件下与SO2反应制得。该反应的离子方程式为_。(3)过碳酸钠是一种有多种用途的新型固态漂白剂，化学式可表示为Na2CO33H2O2，它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。下列物质不能使过碳酸钠失效的是_(填选项编号)。AMnO2BKMnO4溶液C稀盐酸 DNaHCO3溶液(4)漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温与黑暗处可保存一年，但亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为HClO2ClO2HClH2O(未配平)。当1 mol HClO2发生分解反应时，转移的电子数是_。参考答案1.【解析】当打开b时，干燥的氯气直接进入c试管，c中红色布条不褪色；当关闭b时，Cl2先进入d瓶，再进入c试管，c中红色布条褪色，说明Cl2通过d后带出了H2O，故排除A；C、D项所给物质均可与Cl2反应，故排除。【答案】B2.【解析】可能有CO、PO等的干扰，A错误；加入盐酸，引入Cl，B、C错误；硝酸酸化排除干扰，加硝酸银溶液得到不溶于稀硝酸的白色沉淀即为AgCl，由此说明原溶液中有Cl，D正确。【答案】D3.【解析】146 g HCl的物质的量为4 mol,87 g MnO2的物质的量为1 mol，由化学方程式：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O知，1 mol MnO2可以与4 molHCl反应，但是由于稀盐酸与MnO2不反应，所以含有4 molHCl的浓盐酸不能与MnO2完全反应。【答案】B【答案】B5.【解析】能使有色布条褪色的是次氯酸，说明溶液中有次氯酸存在，A错误；因为Cl2呈黄绿色且有刺激性气味，B正确；加入盐酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，Cl不一定存在，因为加入的盐酸中也含Cl，可加硝酸酸化，C错误；加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明有Cl2存在，D错误。【答案】B6.【解析】浓盐酸被氧化生成Cl2，浓盐酸反应一段时间后，溶液浓度变小，就不会再被氧化。本实验要检验Cl2中含有水蒸气和HCl气体，要先用无水CuSO4检验水的存在，用CCl4吸收Cl2后，再用AgNO3溶液验证HCl的存在。为了验证Cl2是否除尽，可以在F和G中间加一个装置，放置湿润的淀粉KI试纸。【答案】(1)浓盐酸的浓度随着反应的进行逐渐变稀，变为稀盐酸以