微专题21 新型含氯化合物的制备与性质探究（ClO2、NOCl等）-备战高考化学考点微专题（原卷版）

微专题21新型含氯化合物的制备与性质探究（ClO2、NOCl等）新型含氯化合物是近几年高考实验探究热点，通过对新型含氯化合物的性质探究，能培养学生对化学实验和性质考查所需要的归纳、分析、推理能力。1．一氧化二氯（1）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（2）外观与性状：黄棕色气体，有刺激性气味。（3）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＋Cl2O2．二氧化氯（1）物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。（2）制取：Cl2＋2NaClO2=2ClO2↑＋2NaCl或：5NaClO2＋4HCl=4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O（3）用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。3．NaClO(次氯酸钠)（1）性质：固体次氯酸钠为白色粉末．极不稳定工业用次氯酸钠溶液为淡黄色液体，具有类似氯气气味。溶于水，有强氧化性。水溶液碱性，并缓慢分解为NaCI、NaCIO，受热受光快速分解，受高热分解产生有毒的腐蚀性烟气，具有腐蚀性。贮存时，应置于阴凉、干燥、避光处，远离火种、热源，防止阳光直射．应与还原剂、易燃或可燃物、酸类、碱类等分开存放。（2）用途：次氯酸钠为高效、快速、广谱消毒剂，常用于畜禽用具、畜禽舍及环次氯酸钠溶液0.01010—o．02%水溶液用于畜禽用具、器械的浸泡消毒，消毒时间为5—10分钟。4．NaClO2(亚氯酸钠)（1）性质：黄绿色液体，呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。（2）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。5．NOCl(亚硝酰氯)是有机物合成中的重要试剂，可由NO与Cl2在通常条件下反应得到。亚硝酰氯对眼睛、皮肤和粘膜有强烈刺激性，具有类似氯气和氮氧化物的毒作用。吸入后可引起肺水肿及出血。6．NCl3(三氯胺)这个黄色、油状、具有刺激性气味的液体经常可以在氨的衍生物与氯的反应的副产物中见到。纯的NCl3是非常活泼的。把自来水用一氯胺消毒，就会有少量三氯化氮产生。NCl3水解:NCl3+3H2O=NH3+3HClO生成的NH3又被HClO氧化生成N2，故总反应式为:2NCl3+3H2O=N2+3HCl+3HClO7.NH2Cl(一氯胺)一氯胺是重要的水消毒剂，其原因是由于一氯胺在中性、酸性环境中会发生水解，生成具有强烈杀菌作用的次氯酸。NH2Cl+H2ONH4ClONH3+HClO这表明一氯胺中，氮的化合价为-3，氯的化合价为+1。【典例精析】常温下二氧化氯(ClO2)为黄绿色气体，其熔点为-59.5℃，沸点为11.0℃，极易溶于水，不与水反应，主要用于纸浆、纤维、小麦面粉和淀粉的漂白，油脂、蜂蜡等的精制和漂白。温度过高，二氧化氯的水溶液可能会爆炸。某研究性学习小组拟用如图所示装置(加热和夹持装置均省略)制取并收集ClO2。(1)仪器a的名称为____。实验时需要加热至60～80℃之间反应，较为适宜的加热方式为____。(2)在仪器a中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4)，然后再加入足量稀硫酸，加热，反应生成ClO2、CO2和一种硫酸盐，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____。反应开始后，可以观察到仪器a内的现象是____。(3)装置B的作用是_____。(4)装置D中的NaOH溶液吸收尾气中的ClO2，生成物质的量之比为1：1的两种盐，一种为NaClO3，写出该反应的离子方程式：____。(5)ClO2很不稳定，需随用随制。上述实验的产物用水吸收可得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验：步骤1：量取ClO2溶液10mL，稀释成100mL试样，量取V1mL试样加入锥形瓶中；步骤2：调节试样的pH≤2.0，加入足量KI晶体，振荡后，静置片刻；步骤3：加入指示剂淀粉溶液，用cmol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液V2mL。已知：①2ClO2+8H++10I-=5I2+2Cl-+4H2O②2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI原ClO2溶液的浓度为____g·L-1(用含V1、V2、c的代数式表示)。(6)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。如图所示，阴极发生的电极反应方程式为____。EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4【专题精练】1．新冠肺炎对生产生活带来了巨大冲击。医用酒精、含的消毒液可用于个人与环境消毒，但含的消毒液与医用酒精不可混用，混用会产生有毒气体，发生的主要反应为：①，②……(后续反应略)。下列关于、及反应①的说法不正确的是A．与水任意比互溶，主要是由于能与水形成分子间氢键B．医用酒精能使蛋白质变性从而达到杀菌消毒的目的C．反应①中每消耗转移D．向溶液中通入氯气可以生成EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT46．以氯酸钠()等为原料制备亚氯酸钠()的工艺流程如下：下列说法错误的是A．反应1中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2B．可以用于自来水的杀菌消毒，且比氯气更高效C．对于反应2，反应过程中会有气泡逸出，生成的气体为D．粗产品还需要经过洗涤和减压干燥才能得到纯度较高的产品EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT47．以NaClO为有效成分的“84”消毒液在抗击新冠疫情的消杀工作中起到了重要作用。某研究小组设计下列实验探究NaClO的性质。(已知电离常数：H2CO3：K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11；HClO：Ka=2.9×10-8)实验装置试剂(少量)预测可能的现象①酚酞无色溶液最终呈红色②CO2无明显现象③淀粉-KI溶液＋稀硫酸无色溶液立即变蓝④FeCl3溶液溶液略呈浅绿色结合上述实验探究，预测的现象以及解释均正确的是A．实验①：NaClO溶液呈碱性：ClO-+H2O⇌HClO+OH-B．实验②：NaClO可用于制得HClO：ClO-+CO2+H2O=2HClO+C．实验③：NaClO具有氧化性ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+H2OD．实验④：NaClO具有还原性：ClO-+4Fe3++2H2O=+4Fe2++4H+EMBEDEquation.DSMT48.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9.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。10.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。12．一种实验室制备次氯酸钠和氯酸钾的装置和步骤如下：①如图组装装置，检查装置的气密性。②在锥形瓶A内放入5gKMnO4粉末，安全漏斗深入试管内部。在试管5中放入4mL6mol·L-1的KOH溶液，试管6中放入4mL2mol·L-1的NaOH溶液。③打开止水夹3，关闭止水夹4，控制试管5中温度在323～328K范围内，通过安全漏斗向锥形瓶A中缓缓加入15mL9mol·L-1的盐酸，并控制氯气均匀产生。④当试管5内由无色慢慢变为黄绿色，再由黄绿色突然变成无色时，继续通氯气至溶液呈极淡的黄色，停止加热。⑤。⑥将试管5拆下，冷水浴冷却至不再有晶体析出，过滤、洗涤、干燥。回答下列问题：(1)锥形瓶A内的小试管的作用是___。(2)洗气瓶2内的试剂可以是___。A．饱和氯化钙溶液B．浓硫酸C．饱和食盐水D．饱和碳酸氢钠溶液(3)控制试管5中温度在323～328K范围内，采取的加热方式是___。试管5因生成了KClO而显黄绿色，KClO的电子式为___。黄绿色突然变为无色是因为KClO分解生成了KClO3，写出KClO分解的化学方程式：___。(4)步骤⑤的操作是___。(5)步骤⑥中得到的晶体用乙醇洗涤的优点是___。(6)取试管6中的液体少许于另一试管中，加入硫酸调至弱酸性，向其中滴加0.2mol·L-1的MnSO4溶液，有黑色沉淀生成，则发生反应的离子方程式为___。13．亚硝酰氯（NOCl）是有机物合成中的重要试剂，为红褐色液体或黄色气体，室温下为不稳定的黄色气体，具刺鼻恶臭味，遇水分解，某学习小组用C12和NO制备NOCl装置如图。下列说法错误的是A．氯气在反应中做氧化剂B．装入药品后，要先打开K2、K3，反应一段时间后，再打开K1C．利用A装置还可以做Na2O2和水制氧气的实验D．若没有B装置，C中可能发生反应：2NOCl+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑14．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备NCl3。下列说法正确的是A．每生成1molNCl3，理论上有4molH＋经质子交换膜由右侧向左侧迁移B．可用湿润的KI－淀粉试纸检验气体MC．石墨极的电极反应式为NH4+＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋D．电解过程中，电子的流动方向为电源负极→铂棒→石墨棒→电源正极15．亚硝酰氯(NOCl)常用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成亚硝酰氯。已知：①NOCl是黄色气体，熔点：-64.5℃，沸点：-5.5℃；NOCl遇水易反应生成一种无氧酸和两种氮的常见氧化物；NOCl对眼睛、皮肤和粘膜有强烈刺激性，具有类似氯气和氮氧化物的毒作用。②Ag2CrO4是砖红色沉淀。实验1：制备原料气NO和Cl2利用如图所示装置制备纯净的NO和Cl2。(1)制备纯净的Cl2，烧瓶中反应的化学方程式为__。(2)制备纯净的NO，烧瓶中盛有Cu，装置Ⅱ中盛有__(填试剂名称)。实验2：制备NOCl。利用实验1中制得的NO和Cl2制备NOCl，装置如图所示。(3)仪器接口的连接顺序为a→__(按气流从左到右顺序填写)。(4)装置Ⅶ的仪器名称为___，装置Ⅳ、Ⅴ除进一步干燥NO和Cl2外，另一作用是__。(5)装置Ⅷ用于吸收尾气，NOCl发生反应的化学方程式为__。实验3：测定NOCl的纯度将所得亚硝酰氯(NOCl)产品13.1g溶于水，配成250ml该溶液，取出25.00mL该溶液，以K2CrO4溶液为指示剂，用1.0mol/LAgNO3标准溶液滴定至终点，再重复上述实验操作2次，测得三次实验消耗AgNO3标准溶液的平均体积为19.22mL。(6)达到滴定终点的现象是___。(7)产品中亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为__(保留两位小数)。EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT416．某小组利用如图所示装置制备少量NCl3。已知：NCl3可由Cl2与NH4Cl溶液在适宜温度下反应生成。常温下，NCl3为黄色油状液体，熔点为-40℃，沸点为71℃；极易爆炸，自然爆炸点为95℃。回答下列问题：（1）装置A中圆底烧瓶内所盛放的固体是___（填化学式）。（2）装置B中仪器C的名称是___，实验过程中