高考热点13 重要含氯化合物制备与性质探究

高考热点13重要含氯化合物制备与性质探究

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+Cl2O

2.二氧化氯

(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.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。

4.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。

5.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。

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+3HClO

6.NH2Cl(一氯胺)

一氯胺是重要的水消毒剂,其原因是一氯胺在中性、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。

热点训练

1.(2025·浙江宁波练习)二氧化氯(ClO2,黄绿色、易溶于水的气体)是一种高效、低毒的消毒剂。其一

种生产工艺如图所示。下列说法正确的是()

A.气体A为Cl2

B.参加反应的NaClO2和NCl3的物质的量之比为3∶1

C.溶液B中含有大量的Na+、Cl-、O

−

D.可将混合气通过饱和食盐水除去CHlO2中的NH3

答案C

解析根据题意分析,气体A为H2,故A错误;在NCl3溶液中加入NaClO2溶液加热反应生成ClO2、

NH3和溶液B,由氢元素守恒可知,有水参加反应,结合得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知,反应

还生成NaCl与NaOH,化学方程式为6NaClO2+NCl3+3H2O===3NaCl+6ClO2↑+NH3↑+3NaOH,参加反

应的NaClO2和NCl3的物质的量之比为6∶1,故B错误;根据上述分析可知,溶液B中含有NaCl与

+--

NaOH,则含有大量的Na、Cl、OH,故C正确;二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色、易溶于水的气体,不可

用饱和食盐水除去ClO2中的NH3,故D错误。

2.(2024·浙江县域教研联盟联考)以ClO2等为原料制备亚氯酸钠(NaClO2,有强氧化性和漂白性,其溶

液受热易分解)的工艺流程如下:

ClO2溶液A粗产品较纯产品

下列说法不正确的是()

A.试剂X可以是H2O2和NaOH的混合液

B.操作Ⅰ是减压蒸发,操作Ⅲ是重结晶

C.常温下,亚氯酸(HClO2)比亚氯酸钠更稳定

D.在酸性介质中还原氯酸钠(NaClO3)可制得原料ClO2

答案C

解析以ClO2等为原料制备亚氯酸钠NaClO2,氯的化合价从+4变为+3,化合价降低,得电子,需要加

入还原剂X,同时X中需要含钠元素,溶液A中已经生成NaClO2,由于其溶液受热易分解,故需要减压

蒸发(操作Ⅰ),再冷却结晶,过滤后得粗产品,粗产品已经是结晶得到,故进一步重结晶(操作Ⅲ)得较

纯产品。A.H2O2可以失电子做还原剂,同时加氢氧化钠引入钠离子,故试剂X可以是H2O2和NaOH

的混合液,A正确;B.由分析,操作Ⅰ是减压蒸发,操作Ⅲ是重结晶,B正确;C.在碱性溶液中NaClO2相

+

对稳定,在酸性溶液中,Cl和H结合为HClO2,不稳定,易分解产生Cl2、ClO2和H2O,C错误;D.氯酸

−

2

钠(NaClO3)制ClO2,氯元素O化合价从+5变为+4,化合价降低,得电子,需要加入还原剂,D正确。

3.(2025·金丽衢十二校联考)实验室制备NaClO消毒液,有关实验装置和原理不能达到实验目的的是

()

A.用甲装置制备Cl2

B.用乙装置除去Cl2中混有的少量HCl

C.用丙装置吸收Cl2

D.用丁装置蒸发浓缩NaClO消毒液

答案D

解析蒸发浓缩消毒液需在蒸发皿中进行,D错误。

4.亚硝酰氯(NOCl)可用作有机合成试剂。某研究小组用NO和Cl2制备NOCl,并分离回收未反应的

原料,装置如图(夹持及加热装置已略去)。

已知:①2NO+Cl22NOCl;

②沸点:NOCl为-6℃,Cl2为-34℃,NO为-152℃;

③NOCl易水解,能与O2反应。下列说法错误的是()

A.实验前先通入氩气,目的是排尽装置内的空气

B.低温浴槽B的温度区间应控制在-34℃~-6℃

C.将催化剂负载在玻璃棉上,以增大接触面积,提高反应速率

D.尾气回收的物质为NO

答案B

解析A.通入Cl2和NO前先通入氩气,作用是排尽装置中的空气,防止产物与空气中的氧气反应,防

止遇空气中的水而水解,A正确;B.为分离产物和未反应的原料,低温溶槽A使NOCl冷凝,得到产品,

则温度区间应控制在-34℃<T≤-6℃,再经过低温浴槽B降温,使Cl2冷凝,防止逸出,污染空气,低温浴

槽B的温度区间应控制在-34℃以下,B错误;C.将催化剂负载在玻璃棉上而不是直接平铺在玻璃管

中,目的是增大与气体的接触面积,加快反应速率,C正确;D.尾气回收的物质为NO,D正确。

5.Cl2O(一氧化二氯,又叫次氯酸酐)是一种漂白剂和杀菌剂。某小组设计实验制备Cl2O并测定其纯

度。部分信息如下:

主反应:2HgO(s)+2Cl2(g)===ClHgOHgCl(s)+Cl2O(g)(反应温度控制在18~25℃)

制备原理

副反应:2HgO(s)+2Cl2(g)2HgCl2(s)+O2(g)

常温下,Cl2O的熔点为-120.6℃,沸点为2.0℃,Cl2的熔点为-101.0℃,沸点为

物理性质

-34.0℃。Cl2O在CCl4中的溶解度远大于在水中的

化学性质Cl2O+H2O2HClO

回答下列问题:

(1)C装置中试剂的作用是,H装置中试剂的名称是。

(2)低温浴槽E控制的温度范围为。

(3)将收集的产品汽化,通入水中得到高纯度Cl2O的浓溶液,放在密封阴凉处和暗处贮存。当需要Cl2O

时,可将Cl2O浓溶液用CCl4提取出来。实验室从贮存的Cl2O浓溶液中提取Cl2O的操作方法是用

CCl4、分液、汽化。

(4)测定Cl2O浓溶液的浓度。

准确量取VmLCl2O浓溶液稀释成250mL溶液,量取25.00mL溶液于锥形瓶中,加入过量的KI溶

-1

液和稀硫酸,在暗室中充分反应。滴加3滴R,用cmol·LNa2S2O3溶液滴定至终点,消耗滴定液xmL。

有关滴定反应

+--+---

有:Cl2O+2H+4I===H2O+2Cl+2I2,HClO+H+2I===I2+Cl+H2O,I2+2S2===2I+4。

2−2−

①R的名称是。O3SO6

-1

②该Cl2O浓溶液中氯元素的含量为g·L。若振荡时间太长,空气中的O2与溶液接触

时间长,会使测得的结果(填“偏高”或“偏低”)。

答案(1)干燥Cl2碱石灰

(2)-34.0℃~2.0℃(3)萃取

(4)①淀粉溶液②偏高

355𝑐

2�

解析(1)C装置中试剂的作用是干燥、除去Cl2中的水蒸气,防止水蒸气干扰D中的反应,因为

Cl2O+H2O2HClO,而制出的Cl2中含有水蒸气,所以C中为浓硫酸,起干燥作用;最后的干燥管中放

碱石灰防止空气中的水蒸气进入,同时起到尾气处理的作用;(2)低温浴槽E控制的温度范围为

-34.0℃~2.0℃,在该温下Cl2O为液体,Cl2还是气体,可以分离Cl2O和Cl2;(3)因为Cl2O在CCl4中的

溶解度远大于在水中的,故采用萃取法从贮存的Cl2O浓溶液中提取Cl2O;(4)①生成物中有I2生成,用

Na2S2O3溶液滴定I2,故选用淀粉溶液作指示剂;②由反应式知,Cl2O~2I2,HClO~I2,即1molCl消耗2