2020高考化学一轮复习 专题08 氯气学案（无答案）苏教版

考点8 氯气 考纲要求1.了解氯气的物理性质。2.掌握氯气的化学性质质、实验室制法（包括原理、装置、收集、检验、除杂及尾气吸收等），了解氯气的用途。3.了解次氯酸和漂白粉的重要性质和用途，了解氯水的成分和性质。4.从原子核外电子排布，理解卤素单质、化合物的相似性和递变性。5.了解几种重要的的卤素化合物的性质和用途。考点透视一、氯原子结构氯原子的结构示意图：，最外层有7个电，易得一个电子而达8电子稳定结构，因此氯气为双原子。二、氯气的性质1.氯气的物理性质通常情况下，氯气是黄绿色、有刺激性气味、比空气重的有毒气体，易液化，常温下，1体积水中约溶解2体积氯气。注意1：通常讲的气体溶解度是指某气体在压强为lOlkPa，一定温度时，这种气体溶解在1体积水里达到饱和状态的气体体积，此气体体积值为标准状况时的体积值，不是指lolkPa“一定温度”时的体积值。由此可见，“常温下，1体积水约溶解2体积氯气”是指“在25，lOlkPa时，1升水溶解标准状态下的2升氯气达到饱和”。闻有毒气体的方法：用手在瓶口轻轻地扇动，使极少量的气体飘进鼻孔。注意2：初中化学课本曾在“化学实验基本操作”中就指出：“不能用手接触药品，不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味，不得尝任何药品的味道”，包括我们平时能食用的物质和食品，带进了实验室就不能食用，因为有可能被某些有毒的、有腐蚀性的药品污染。闻有毒气体的正确方法就来源于这“三不”。2.氯气的化学性质氯气的化学性质很活泼，是一种活泼的非金属单质，是强氧化剂。跟金属反应（与变价金属反应，均使金属氧化至高价态）2Na + Cl2 2NaCl（产生白烟）Cu + Cl2 CuCl2（产生棕黄色的烟）2Fe + 3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）注意1：由于氯气与铜和氯气与铁反应的现象(棕色的烟，棕褐色的烟)基本相同，为了区别它们，常把它们的产物配制咸水溶液，再根据水溶液的不同颜色来区剐：FeCl3溶液呈黄色，CuCl2溶液呈绿色。 注意2：氯化铜溶液的颜色与其浓度有关，浓度较大时为绿色，浓度较小时为蓝绿色。这可用于区别CuCl2溶液和CuSO4、Cu（N03）2溶液。 注意3：若金属元素具有多种化合价，该金属与氯气直接化合时，其产物中该金属的化合价为高价。如Fe和C12化合生成FeCl3而不生成FeCl2。注意4：在常温下，干燥的氯气、液态氯与金属铁不发生化学反应，故大量的液态氯常用钢瓶储存运输，钢瓶漆成绿色。跟非金属反应H2 + Cl2 2HCl点燃：发出苍白色火焰，有白雾（工业制盐酸）光照：会发生爆炸（故不能用于工业制盐酸）2P + 3Cl22PCl3(Cl2不足) (白色烟雾)2P + 5Cl2 2PCl5(Cl2不足) 跟水反应Cl2 + H2O = H+ + Cl-+ HClO(强氧化性)氯水成分：Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-等。2HClO=2HCl+O2（HClO不稳定、见光易分解）氯水保存：密封储存于棕色试剂瓶里。跟碱反应Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O常用于除去多余的氯气。2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 +2H2O 漂粉精离子方程式： 20H-+C12 = C1- 十ClO- + H20工业上用氯气和石灰乳制得漂粉精，漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2。漂粉精的漂白原理是：Ca(ClO)2 + 2HCl(稀) = CaCl2 + 2HClOCa(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3+ 2HClO由于上述反应生成2HClO = 2HCl + O2,故漂粉精露置在空气中，久置失效。跟还原性物质反应Cl2 + 2FeCl2 = 2FeCl3(除FeCl3中FeCl2)Cl2 +H2S = 2HCl + S(氧化性：ClS)Cl2 + 2KI = 2KCl + I2( 氯气的检验)Cl2 + Na2SO3 + H2O = 2HCl + Na2SO4跟有机物反应Cl2 + CH4 CH3Cl + HCl(取代)CH2 =CH2 + Cl2 CH2ClCH2Cl(加成)三、氯气的制法1.氯气的实验室制法反应的原理：用强氧化性物质（如MnO2、KMnO4等）和盐酸反应。MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2+ 2H2O注意：稀盐酸与MnO2作用不能制取Cl2。若没有浓盐酸时，可用浓硫酸和固体食盐与MnO2共热制取Cl2：MnO2 + 2NaCl + 3H2SO4(浓) = MnSO4 + Cl2+ 2NaHSO4 + 2H2O制气类型：“固 + 液 气”型。发生装置：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、导气管等。收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法（Cl2不溶于饱和食盐水）。净化装置：用饱和食盐水或水洗气法除去HCl，再用浓H2SO4干燥。吸收装置：用强碱溶液吸收多余的Cl2，防止污染空气。注意1：吸收尾气的NaOH溶液要用浓度较大的，为的是能把余氯吸收完，不致于造成污染。 注意2：制得的氯气住往含有杂质气体，若要获得干燥纯净的气体，则加上气体净化装置，通常用水或饱和食盐水除氯化氢气体(浓盐酸挥发产生的)，用浓硫酸除水蒸汽(溶液中带出的)。注意3：由于氯气有毒，故氯气收集满后要及时更换容器或停止实验。为了制得干燥纯净的气体，气体的制备装置一般包括四个部分：气体发生装置、气体净化装置(包括干燥装置)、气体收集或应用装置、尾气吸收装置。其连接顺序及选择方法如下：2.氯气的工业制法电解饱和食盐水（氯碱工业）2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+Cl2 阴极 阳极电解熔融的氯化钠（可制得金属钠）2NaCl(熔) = 2Na + Cl2四、氯气的用途氯气是重要的化工原料，用于杀菌、消毒、漂白。制盐酸、漂白剂、氯仿(CHCl3)等有机溶剂、农药等。五、氯离子的检验 试剂：AgNO3溶液、稀硝酸。 操作及现象：先加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不溶解。 或先加稀硝酸使溶液呈酸性，再加AgNO3溶液，产生白色沉淀。难点释疑一、烟、雾、烟雾的区别 烟：大量细小固体颗粒分散在气体中的现象。如：Cu在氯气中燃烧生成棕色烟，即是生成CuCl2固体分散在空气中。又如：日常生活中烟囱冒出的黑烟是细小的炭粉或其他粉尘分散在空气中。 雾：大量细小液体颗粒分散在气体中的现象。如：氯化氢气体在空气中遇水蒸汽形成盐酸的小液滴而成为雾。又如，春、秋季节我们早上起来看到的雾是晚间温度较低，使空气中的水蒸汽形成小水滴而成为雾。 烟雾：大量细小固体颗粒和大量细小液体颗粒同时分散在气体中的现象。如磷在氯气中燃烧生成无色液体三氯化磷和白色固体五氯化磷，故其反应现象是产生白色烟雾。烟、雾都是肉眼可以观察到的现象，若是成为气体，则当气体无色时，则观察不到明显的现象；只有当气体有颜色时，才能观察得到。二、燃烧 初中我们学过燃烧必须具备三个条件：1)有可燃物，2)有氧气存在，3)达到着火点，而我们现在观察到的燃烧(金属钠，铜，钵，非金属氢气，磷在氯气中燃烧)都没有氧气存在，这就说明，燃烧不一定要有氧气存在，因此化学药品存放地发生火灾，用隔绝空气的办法不一定能灭火。由此可见，燃烧的定义可扩展为“任何发光、发热的剧烈的化学反应都叫燃烧”。 氯气化学性质活泼，能跟很多的物质反应，但氯气跟氧气不能直接化合，而氯的氧化物客观存在，故氯的氧化物不能通过氯与氧化合而获得，而应通过其他方法来获得。很多物质能在氯气中燃烧，但氯气本身不能燃烧，氯气和氧气一样，只能起助燃作用。三、氯水成分的复杂性与多样性反应原理及成分Cl2 + H2O = H+ + Cl-+ HClOHClO = H+ + ClO- 2HClO = 2HCl + O2新制氯水中，主要存在的分子有：Cl2、H2O、HClO；离子有：H+、Cl-、ClO-、OH-。氯水性质氯水在与不同物质发生反应时，表现出成分的复杂性和氯水性质的多样性。成分表现的性质反 应 实 例Cl2强氧化性呈黄绿色加成反应Cl2+Mg=MgCl2 Cl2+2KI=2KCl+I2Cl2+H2SO3+H2O=H2SO4+2HClCl2+CH2=CH2CH2Cl-CH3ClH+强酸性2H+CaCO3=Ca2+CO2+H2O滴入紫色石蕊试液先变红，后褪色。HClO弱酸性强氧化性HClO+OH-=ClO-+H2O漂白、杀菌、消毒Cl-沉淀反应Cl2+H2O+AgNO3=AgCl+HNO3+HClOCl2 + H2O = H+ + Cl-+ HClO的平衡移动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(Cl-)增大左移a.用饱和食盐水除Cl2中的HCl b用排饱和食盐水法收集Cl2稀酸(H+)增大左移次氯酸与浓盐酸反应制Cl2NaOH(H+)减小右移用NaOH溶液吸收多余Cl2Ca(OH)2(H+)减小右移制漂白粉(或漂粉精)CaCO3(H+)减小右移制高浓度HClO溶液光照(HClO)减小右移氯水避光保存或现用现配注意：氯气本身没有杀菌、漂白作用，因此干燥的氯气不能使有色物质褪色。四、褪色与漂白褪色与漂白是既有联系又有区别的。褪色是指有色物质(不管是有机物还是无机物)变为无色物质，也不管它是化学变化还是物理变化。如CuS04溶液中加入足量的NaOH溶液，溶液由蓝色变为无色；把木炭投入充满红棕色二氧化氮气体的集气瓶里，塞紧瓶塞，摇动瓶子，集气瓶里的气体变为无色。前者是化学变化，后者是物理变化。漂白特指染料(有机物)或有机色素变为无色物质，它是化学变化，物理变化的有机物褪色不是漂白，如把木炭投入盛有红墨水(用水稀释过)的锥形瓶里，轻轻振荡，溶液会变为无色。五、氯气与FeBr2、FeI2反应，其化学方程式与氯气的用量有关。少量C12与FeBr2溶液反应时，其离子方程式为：Cl2+2Fe2+=2Fe3+2C1-，过量C12与FeBr2溶液反应时。其离子方程式为2Fe2+4Br-+3C12=2Fe3+2Br2+6C1-；而少量Cl2与FeI2溶液反应时，其离子方程式为2I-+Cl2=I2+2C1-，过量Cl2与FeI2溶液反应时，其离子方程式为2Fe2+4I-+3C12=2Fe3+2I2+6C1-；Br2与FeI2溶液反应也是如此。这是因为还原性强弱顺序为：I-Fe2+Br-，Fe3+能把I一氧化为单质碘；2Fe3+2I-=2Fe2+I2命题趋势从历年的高考题看，直接考查氯元素及其化合物的习题不多，大多数是与其他化合物的知识在一起进行考查或以氯元素及其化合物的知识为载体来考查基本计算和基本实验技能，考试说明中增加了“掌握氯气的化学性质”应引起重视。典型例析【例1】氯气是有毒的，曾被法西斯制成毒气弹用于侵略战争。当这种毒气弹顺风爆炸时，通常可用的防御方法是（ ）A.人、畜应躲到低洼的地方 B.人、畜应到较高的地方去C.人、畜应多饮豆浆和牛乳 D.可用肥皂水浸湿软布蒙面【解析】氯气密度比空气大，故人、畜应到较高的地方去，又因Cl2能被碱性溶液吸收，故可选用D。【答案】BD【例2】自来水厂常用氯气给自来水消毒，某学生用自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显药品变质的是（ ）A.石蕊试液 B.硝酸银 C.亚硫酸钠 D.氯化铝【解析】Cl2溶于水会部分发生下列反应：Cl2 + H2O = HCl + HClO。HClO可使石蕊试液氧化褪色；Cl-+ Ag+ = AgCl；Cl2 + Na2SO3 + H2O = 2HCl + Na2SO4；Cl2与AlCl3 不反应，且其中的H+还能抑制AlCl3的水解。【答案】D【例3】化工生产盐酸的主要过程是：其中关键的一步为图所示的氯气和氢气在燃烧管口燃烧，生成HCl。氯气有毒，为此通入气体的合理方式是：A处通入 ，B处通入 ；同时应采取的措施是 。合成盐酸厂要求合成气中的HCl的体积分数要大于97%，试用最简便的方法进行分析 。【解析】为使Cl2完全反应，H2应过量，合成气为HCl和H2的混合气，根据两者水溶性差异可设计测定合成气中HCl的体积分数的方法。【答案】H2；Cl2；先通入H2点燃，再通Cl2。 用100mL刻度瓶收集满HCl气体，置于水中，水升至97mL以上即可认为符合要求。【例4】取相同体积的KI、Na2S或FeBr2溶液，分别通入足量Cl2，当反应恰好完成时，三种溶液消耗Cl2的体积相同（同温同压）。则KI、Na2S、FeBr2溶液物质的量浓度之比为（ ）A.632 B.123 C.862 D.213【解析】设消耗Cl2的物质的量为1mol，则与其恰好完全反应的KI、Na2S和FeBr2分别为2mol、1mol、2/3mol，即它们的物质量之比为632，因其溶液体积相同，故其溶液的物质的量浓度之比亦为632。【答案】A【例5】放在敞口容器中的下列溶液，久置后溶液中该溶质的浓度会变大的是（ ）A.浓硫酸 B.氢氧化钠 C.氯水 D.氯化钠【解析】浓硫酸吸收空气中的水而使浓度减小；氢氧化钠吸收空气中的CO2而发生了变质；氯水也因分解放出氧气最终变为了稀盐酸；只有氯化钠溶液挥发出的是水而使溶液的浓度增大。【答案】D【例6】用滴管将新制的饱和氯水，逐滴滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液中，边滴边振荡，直到红色刚好褪去。褪色的原因可能有两种，请用简要的文字说明：是 是 。请设计简单的实验证明红色褪去的原因是或者简述所用试剂、操作、现象及结论 。【解析】能使变红的酚酞褪色的原因可能是溶液碱性减弱（中和碱性）或过量氯气的HClO将变红的酚酞漂白。若要设计实验证明褪色的可能原因，最简便的方法就是在褪色后溶液中再滴加NaOH的溶液，若不再出现红色，说明是HClO漂白作用的结果；若再出现红色，说明是氯水与NaOH反应，碱性减弱的原因。【答案】在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存。氯水与NaOH反应生成两种盐，碱性减弱；氯气过量后HClO的漂白性将溶液变成无色。向无色溶中再滴加NaOH溶液，若不再出现红色，应为原因，若再出现红色，应为原因。【例7】实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物呈棕红色、易潮解，100左右时升华。如图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（）和（）所示。试回答：B中反应的化学方程式为： 。D中反应前，需排除装置中的空气，应采取的方法是： 。D中反应的化学方程式为： 。装置（）的主要缺点是： 。装置（）的主要缺点是： ，如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措是： 。【解析】要制取纯净的无水FeCl3应注意：从装置B到D中无空气存在；根据题给信息，三氯化铁在100左右升华，温度除低即凝华成固体颗粒，细的玻璃管就会逐渐被堵塞，此为装置（）的缺点之一；在E装置（收集无水氯化铁产物的装置）右侧有吸水装置；未反应的氯气从尾气中逸出，所以最后要有吸收Cl2的装置，如NaOH溶液。【答案】4HCl+MnO2=MnCl2+2H2O+Cl2；或16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置，再开始加热D。2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染。产品易潮解：在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置。考点巩固1、特大洪水过后，受灾地区的水源常被严重污染，下列物质中能对被污染的饮用水起消毒杀菌作用的是 ( ) A生石灰 B明矾C绿矾 B漂白粉2、与氯气发生反应时，产生白色烟雾的是（）A.氢气在氯气中燃烧B.金属钠在氯气中燃烧C.红磷在氯气中燃烧D.铜丝在氯气中燃烧3、下列氯化物不能用单质与氯气直接反应得到的物质是（）A.CuCl2 B.FeCl2 C.HCl D.NaCl4、.在实验室中制取纯净、干燥的氯气时，可使气体依次通过（）A.饱和食盐水、浓硫酸B.NaOH溶液、浓硫酸C.NaHCO3溶液、碱石灰D. 浓硫酸、饱和食盐水 5、将铜丝在Cl2中燃烧后再加入适量水，整个过程中观察到的现象是 ( )A产生白色的烟 B产生棕色的烟 C生成棕色溶液D生成蓝绿色溶液 6、用氯气消毒的自来水配制下列溶液时，会使所得溶液变质的是 ( ) NaOHAgNO3Na2CO3NaBrFeCl2 A只有 B 只有 C只有 D全部7、用向上排空气法收集C12和HCl时，现可用于检验瓶中是否充满又可区别两种气体的一种试剂是 ( ) A湿润的碘化钾淀粉试纸。 B蘸有浓氨水的玻璃棒。 C湿润的蓝色石蕊试纸。 D湿润的红色石蕊试纸。8、今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0.1mol/L。如果在甲瓶中加入少的NaHCO3晶体(mmo1)，在乙瓶中加入少量的NaHCO3晶体(mmol)，丙瓶不变。片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度大小关系是(溶液体积变化忽略不计) ( ) A甲=乙丙 B甲丙乙 C丙甲=乙 D 乙丙甲9、氯气是有毒的，曾被法西斯制成毒气弹用于侵略战争。当这种毒气弹顺风爆炸，通常可用的防御方法是 ( ) A人、畜应躲到低洼的地方。 B人、畜应到较高的地方去。 c人、畜应多喝豆浆和牛奶。 D可用肥皂水浸湿软布蒙面。 10、漂白粉(又称漂粉精)主要成分可用下式表示：Ca(OH)23CaCl(ClO)nH2O，用过量的酸和漂白粉作用可生成氯气。C12与漂白粉的质量比叫做漂白粉的“有效氯”。现有一种漂白粉的“有效氯”为0.35，则式中的n值约为 ( ) A6.5 B8C 8.5 D1 011、市场上销售的“84”消毒液，其商品标识上有如下叙述：本品为无色液体，呈碱性 使用时加水稀释 可对餐具、衣物进行消毒，可漂白浅色衣物。其有效成分可能是 ( ) AC12 BSO2 CNaClO DKMnO412、某温度下，将氯气通入氢氧化钠溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定ClO-和ClO3-的浓度之比为1:3,则氯气与氢氧化钠溶液反应时被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为（ ）A.21:5 B.11:3 C.3:1 D.4:113、将0.2molMnO2和50mL l2mol/L盐酸混合后缓缓加热，反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成AgCl沉淀物质的量为(不考虑盐酸的挥发) ( )A等于0.3 mol B小于0.3molC大于0.3mol、小于0.6mol D以上结论都不正确14、下列对氯气的描述中，不正确的是 ( ) A在标准状况下，氯气的密度是3.17g/L B 实验室不能用排水法收集氯气 C液氯不导电，是非电解质；氯水能导电，是电解质D不干燥的氯气遇二氧化硫，其漂白性能增强15、下列关于氯水的叙述，正确的是（ ）A.新制的氯水中只含Cl2和H2O B.新制的氯水可使兰色的石蕊试纸先变红后褪色 C.光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2 D.氯水放置数天后酸性将增强16、0.1mol某单质与氯气作用后，生成白色氯化物晶体，且氯化物的质量比单质重7.1g,此单质可能是（ ）A. Al B. Mg C. Cu D. Na17、下列各反应中，氯气只作氧化剂的是（ ）A.C