第 5 讲 氯及其化合物
知识点 1 氯的存在及物理性质
知识点 2 氯气的化学性质
知识点 3 次氯酸的性质
知识点 4 氯气的实验室制法及氯离子(Cl-)的检验
知识点 5 氯水的成分与性质
知识点 1:氯的存在及物理性质
【典例 1】下列说法不正确的是( )
A.氯元素在自然界中存在游离态,只是量极少
B.海水中的氯元素主要以氯化钠等盐的形式存在
C.人体的血液中含有氯化钠,其浓度大约为 0.9%
D.氯化钠对维持人体的生理功能有着重要作用
【答案】A
【详解】A.氯气性质很活泼,在自然界中以化合态存在,少量氯气可在实验室制备,故 A 错误;
B.海水中含大量的盐类物质,氯元素主要以 NaCl 等盐的形式存在,故 B 正确;
C.生理盐水的溶质是氯化钠,且质量分数是 0.9%,与人体的血液中含量相同,则人体血液中含有 NaCl,
其浓度大约为 0.9%,故 C 正确;
D.NaCl 为无机盐,NaCl 对维持人体的生理功能有着重要作用,故 D 正确;
答案选 A。
【典例 2】下列关于氯气的叙述中正确的是
A.氯气是无色无臭的气体
B.氯气是黄绿色、具有刺激性气味的气体
C.氯气有毒,密度比空气小
D.氯气难溶于水,密度比空气大
【答案】B
【详解】A.氯气是黄绿色、具有刺激性气味的气体,故 A 错误;
B.氯气是黄绿色、具有刺激性气味的气体,故 B 正确;
C.氯气有毒,密度比空气大,故 C 错误;
D.氯气能溶于水,密度比空气大,故 D 错误;
选 B。
【变式 1】田鼠要吃掉不少粮食,工作人员用氯气杀死躲在地洞里的田鼠,利用了氯气的
A.有毒、密度比空气小 B.有毒、密度比空气大
C.易液化 D.氯气难溶于水,密度比空气小
【答案】B
【详解】氯气的密度比空气的大,沉到地洞的底部,氯气有毒,能杀死田鼠, 故答案选 B。
【变式 2】可将氯气用软管通到田鼠洞中用于消灭田鼠,这是利用了氯气下列性质中的
①黄绿色②密度比空气大③有毒④易液化⑤溶于水
A.①② B.②③ C.①②③ D.③④⑤
【答案】B
【详解】将氯气用软管通到田鼠洞中用于消灭田鼠,这是由于氯气有毒,密度比空气大,而与其是否有颜
色及是否易溶于水、是否易液化的性质无关,即有关的性质序号为②③,故合理选项是 B。
【变式 3】下列关于氯气性质的描述中,不正确的是
A.无色气体 B.有刺激性气味
C.相同条件下密度比空气的大 D.可以制备漂白粉
【答案】A
【详解】A.氯气为黄绿色气体,A 错误;
B.氯气是具有刺激性气味的气体,B 正确;
C.氯气的密度比空气密度大,C 正确;
D.氯气能够与石灰乳反应制备漂白粉,D 正确;
故合理选项是 A。
知识点 2 氯气的化学性质
【典例 1】氯气是一种具有重要用途的气体,下列说法正确的是
A.氯水和液氯均属于混合物
B.氢气在氯气中安静地燃烧,发出淡蓝色火焰
C.液氯和氯水均能使淀粉—KI 溶液变蓝( I2 遇淀粉变蓝)
D.铁在氯气中燃烧时产生棕褐色烟雾,加水得到棕黄色溶液
【答案】C
【详解】A.氯水属于混合物,液氯属于纯净物,A 错误;
B.氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,B 错误;
C.液氯的氯气与碘离子反应生成碘单质,能使淀粉—KI 溶液变蓝;氯水中含氯气和次氯酸,能将碘离子
氧化为碘单质,能使淀粉—KI 溶液变蓝,C 正确;
D.铁在氯气中燃烧时产生红棕色或棕褐色的烟,加水得到棕黄色溶液,D 错误;
故选 C。
【典例 2】下列各溶液中加入试剂后,发生反应的离子方程式书写正确的是
A -.向 Mg(HCO3)2溶液中滴加足量 NaOH 溶液:Mg2++ HCO3 +OH-=MgCO3↓+H2O
B.向 KClO 溶液中滴加浓盐酸:ClO—+Cl—+2H+=Cl2↑+H2O
C.向 Ca(ClO) 2+ —2溶液中通入少量 SO2:Ca +SO2+H2O+2ClO =CaSO3↓+2HClO
D.向 FeI2溶液中通入少量 Cl2:2Fe2++Cl =2Fe3+2 +2Cl—
【答案】B
【详解】A.碳酸氢镁溶液与足量氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀、碳酸钠和水,反应的离子方程式为
Mg2++2 HCO-3 +4OH-=Mg(OH)2↓+2 CO
2-
3 +2H2O,故 A 错误;
B.向次氯酸钾溶液中滴加浓盐酸发生的反应为次氯酸钾与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯化钾、氯气和水,
反应的离子方程式为 ClO—+Cl—+2H+=Cl2↑+H2O,故 B 正确;
C.向次氯酸钙溶液中通入少量二氧化硫发生的反应为次氯酸钙溶液与少量二氧化硫发生氧化还原反应生成
硫酸钙和盐酸,反应的离子方程式为 Ca2++SO +H O+2ClO—=CaSO ↓+2Cl—2 2 4 +2H+,故 C 错误;
D.碘离子的还原性比亚铁离子的强,所以向碘化亚铁溶液中通入少量氯气发生的反应为碘离子与氯气反应
生成氯离子和碘,反应的离子方程式为 2I—+Cl2= I2+2Cl—,故 D 错误;
故选 B。
【典例 3】化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、
广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
(1)氯气是一种 色的气体;氯气与水反应的化学方程式为 ;氯水中滴加少量紫色石蕊试
液的现象是 。
(2)氯气和石灰乳反应可以制备漂白粉,漂白粉的有效成分是 ;次氯酸盐与空气中的二氧化碳和水
蒸气反应可生成次氯酸,从而发挥漂白和消毒作用,用化学方程式表示漂白粉的漂白和消毒原理 。
(3)二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的新一代的高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂。一种制备 ClO2的方法
是用 SO2通入硫酸酸化的 NaClO3溶液中,反应的离子方程式为 ;ClO2在杀菌消毒过程中会产生
(ClO - -副产物亚氯酸盐 2 ),需将其转化为 Cl-除去。下列试剂中,可将 ClO 转化为 Cl-2 的是 (填字母
序号)。
a.FeSO4 b.O3 c.KMnO4 d.SO2
(4)84 消毒液与氯气相比具有贮运方便等优点,用氯气与烧碱溶液反应制备 84 消毒液的离子方程式
为 ;工业上是将氯气通入到 30%的 NaOH 溶液中来制备 NaClO 溶液,若 NaClO 溶液中 NaOH 的
质量分数为 1%,则生产 100kg 该溶液需消耗氯气的质量为 kg(保留整数)。
【答案】(1) 黄绿 Cl2+H2O HCl+HClO 先变红会褪色
(2) Ca(ClO)2 Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3↓
(3) SO2+2ClO
- =2ClO +SO 2-3 2 4 ad
(4) Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 20
【解析】(1)
氯气是一种黄绿色的气体;氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,化学方程式为 Cl 2+H2O HCl+HClO;氯
水中有氢离子和次氯酸,故滴加少量紫色石蕊试液的现象是先变红会褪色;
(2)
氯气和石灰乳反应可以制备漂白粉,主要成分是氯化钙和次氯酸钙,漂白粉的有效成分是 Ca(ClO)2;次氯
酸钙和水、二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸,化学方程式为 Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3 ;
(3)
根据题意可知 SO2通入硫酸酸化的 NaClO3溶液中生成 ClO2,积极原子守恒产物还有硫酸根,故离子方程式
为 SO2+2ClO
-
3 =2ClO2+SO
2- -
4 ;ClO 2 转化为 Cl-的过程中,化合价降低,所以需要还原剂,FeSO4 、SO2
符合条件,故选 ad;
(4)
氯气与烧碱溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子方程式为 Cl +2OH-=Cl-2 +ClO-+H2O;工业上将氯气通
入到 30%的氢氧化钠溶液中来制备 NaClO 溶液,反应的方程式为 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,设氯气
80x 80x
为 xkg,则消耗的 NaOH 为 kg ,原氢氧化钠质量为( +1000 1%)kg ,由 NaOH 质量守恒:原溶液
71 71
80x
为(1000-x)kg,则 +1000 1%=(1000-x) 0.3 ,解得 x=20,消耗氯气的质量为 20kg。
71
【变式 1】下列关于消杀试剂的说法正确的是
A.臭氧、漂白粉、ClO2都有杀菌消毒的效果
B.“84”消毒液与含 HCl 的洁厕灵混合使用可增强消毒效果
C.工业上将 Cl2通入冷的石灰乳中制备“84” 消毒液
D.酒精作为消杀试剂,一般用 100%的酒精的效果最好
【答案】A
【详解】A.臭氧、漂白粉、ClO2都具有强氧化性,都具有杀菌消毒的作用,A 正确;
B.“84”消毒液中次氯酸钠、氯化钠与含 HCl 的洁厕灵混合使用会发生归中反应,生成有毒的氯气,不能增
强消毒效果,B 错误;
C.工业上将 Cl2通入冷的石灰乳中制备的是漂白粉,漂白粉的主要成分是次氯酸钙和氯化钙,而不是“84”
消毒液的主要成分次氯酸钠和氯化钠,C 错误;
D.医疗上常用 75%的酒精对人体进行消毒,而不是浓度越高越好,D 错误;
答案选 A。
【变式 2】下列有关氯及其化合物的说法正确的是
A.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白雾生成
B.测定新制氯水的 pH 操作是用玻璃棒蘸取液体滴在 pH 试纸上,与标准比色卡对照
C.向 FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有 HClO
D.漂白粉在空气中久置变质的原因是漂白粉中的 CaCl2与空气中的 CO2反应生成 CaCO3
【答案】A
【详解】A.氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,发出苍白色火焰,瓶口上方有白雾生成,故 A 正确;
B.氯水具有漂白性,不能用 pH 试纸测氯水的 pH,故 B 错误;
C.向 FeCl2溶液中滴加氯水,发生反应 2FeCl2+Cl2= 2FeCl3,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有 Cl2,
故 C 错误;
D.漂白粉在空气中久置变质的原因是漂白粉中的 Ca(ClO)2与空气中的 CO2反应生成 CaCO3和 HClO,HClO
分解为 HCl 和氧气,故 D 错误;
选 A。
【变式 3】下列关于 Cl2的描述中不正确的是
A.Cl2是一种黄绿色气体,且有毒
B.红热的铁丝在 Cl2中燃烧,产生棕色的烟
C.H2在 Cl2中燃烧,发出黄色火焰,瓶口出现白烟
D.钠在 Cl2中燃烧生成白色固体
【答案】C
【详解】A.Cl2是一种黄绿色气体,且有毒,A 正确;
B.红热的铁丝在 Cl2中燃烧生成氯化铁,现象为产生棕色的烟,B 正确;
C.H2在 Cl2中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口出现白雾,C 错误;
D.钠在 Cl2中燃烧生成氯化钠,现象为生成白色固体,D 正确;
故选 C。
【变式 4】下列有关 Cl2的性质及应用的说法错误的是
A.虽然氯气化学性质活泼,但液氯能用钢瓶贮存
B.加热条件下,Cl2与过量 Fe 反应生成 FeCl3
C.可用向下排空气法收集 Cl2
D.工业上可用氯气与石灰乳反应制备漂白粉
【答案】C
【详解】A.虽然氯气化学性质活泼,但在室温下干燥 Cl2与 Fe 不能发生反应,故液氯能用钢瓶贮存,A 正
确;
B.在加热条件下,Cl2与 Fe 反应生成 FeCl3,与二者相对量的多少无关,B 正确;
C.Cl2的密度比空气大,故可以使用向上排空气法收集 Cl2,而不能用向下排空气法收集 Cl2,C 错误;
D.氯气与石灰乳反应产生氯化钙、次氯酸钙和水,氯化钙、次氯酸钙的混合物就是漂白粉的主要成分,故
在工业上可用氯气与石灰乳反应制备漂白粉,D 正确;
故合理选项是 C。
【变式 5】某兴趣小组设计如图所示的装置进行氯气与金属钠的反应,先将钠预热,在钠熔化成小球时撤去
热源,并通入氯气即发生反应(氯气可与 KI 溶液反应置换出碘单质),下列叙述不正确的是
A.钠在氯气中燃烧产生黄色火焰
B.反应产生的大量白烟是氯化钠固体
C.棉球①的作用是吸收过量氯气防止产生污染
D.棉球②变蓝色则证明氯气已被碱完全吸收
【答案】D
【详解】A.钠在氯气中燃烧生成氯化钠,产生大量白烟,火焰为黄色,故 A 正确;
B.钠在氯气中燃烧生成氯化钠,产生大量白烟,火焰为黄色,故 B 正确;
C.氯气能与碱溶液反应生成氯离子、次氯酸根离子和水,则浸有碱液的棉球用于吸收有毒的氯气,防止污
染空气,故 C 正确;
D.浸有淀粉—碘化钾溶液的棉球变蓝色,说明与碱液反应时氯气过量,过量氯气与碘化钾溶液发生置换反
应反生成的碘遇淀粉变蓝色,故 D 错误;
故选 D。
【变式 6】如图所示,在 A 处通入未经干燥的氯气,当关闭 B 阀时,C 处干燥的红布条看不到明显现象;
当打开 B 阀后,C 处的红布条逐渐褪色。则 D 瓶中应盛放的溶液可能是
①饱和Na2CO3溶液 ②饱和氯化钠溶液 ③水 ④浓硫酸 ⑤氢氧化钠溶液
A.①④⑤ B.②③ C.②④ D.④⑤
【答案】A
【分析】在 A 处通入未经干燥的氯气,当关闭 B 阀时,C 处干燥的红布条看不到明显现象,说明 D 装置吸
收了氯气或者是干燥了氯气;
【详解】①饱和 Na2CO3溶液与氯气反应,氯气被吸收了,C 处有色布条不褪色,符合题意,故①正确;
②饱和 NaCl 溶液不与氯气反应,也不能将氯气干燥,故②错误;
③氯气通过水后带出部分水蒸气,湿润的氯气可以 C 中使有色布条褪色,故③错误;
④浓硫酸具有吸水性,能吸收氯气中的水蒸气而干燥氯气,干燥氯气不能使有色布条褪色,故④正确;
⑤氯气与氢氧化钠反应,氯气被吸收了,C 处有色布条不褪色,符合题意,故⑤正确;
故选 A。
【变式 7】如图是制备漂白粉的实验装置,下列说法正确的是
A.将 MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备 Cl2
B.三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
C.冰水浴的作用是降低反应温度,防止发生副反应
D.锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
【答案】C
【详解】A.MnO2和浓盐酸反应制备 Cl2需加热,故 A 错误;
B.漂白粉的成分是 Ca(ClO)2和 CaCl2,应由 Cl2和 Ca(OH)2制备,故 B 错误;
C.该反应放热,为避免次氯酸钙受热分解,需用冰水浴降低温度,故 C 正确;
D.饱和碳酸氢钠溶液会吸收 Cl2,且有二氧化碳产生,应用饱和氯化钠溶液吸收 Cl2中的 HCl,故 D 错误;
故答案选 C。
【变式 8】如图为氯及其化合物的价类二维图,回答下列问题:
(1)图中 A 的物质类别为 ;B 的化学式是 。
(2)关于盐酸与 NaClO 反应,同学们持不同意见,甲同学认为发生反应:NaClO+HCl=NaCl+HClO,该反应
属于 反应(填四大基本反应类型);乙同学则认为发生氧化还原反应:NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O,该
反应中 HCl 体现的性质是 。最终,丙同学通过实验证明乙同学的看法正确,过程如下:向盛有盐酸的试
管中滴加 NaClO 溶液后,将湿润的有色布条置于试管口,布条出现 现象。
【答案】(1) 单质 Cl2O7
(2) 复分解 还原性和酸性 褪色
【解析】(1)
A 对应的物质氯气为单质,因此 A 的物质类别为单质;B 对应的是氧化物,且氯元素化合价为+7 价,因此
B 的化学式为 Cl2O7;
(2)
NaClO+HCl=NaCl+HClO,两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应为复分解反应,因此甲认
为属于复分解反应;HCl 中,氯元素化合价有升高有不变,因此 HCl 体现的性质是酸性和还原性;若为氧
化还原反应则生成氯气,而氯气能使湿润的有色布条褪色。
【变式 9】Ⅰ.NaClO 是“84”消毒液的有效成分。请回答下列问题:
(1)NaClO 中 Cl 元素的化合价是 。
(2)浸泡衣物时加入“84”消毒液,在空气中放置一段时间后漂白效果更好,结合离子方程式解释原
因: -。(已知酸性:H2CO3>HClO>HCO3 )
(3)若将“84”消毒液与洁厕灵(主要成分是 HCl)混合使用,会产生黄绿色的有毒气体,其反应的离子方程式
是 。
Ⅱ.Cl2 是一种有毒气体,如果泄漏会造成严重的危害。
(1)已知3Cl2 +8NH3 =6NH4Cl+N2 ,化工厂可用浓氨水来检验Cl2 是否泄漏。该反应中被氧化和未被氧化的
NH3分子的个数比为 。
(2)喷射石灰乳等碱性物质可以减轻少量Cl2 泄漏造成的危害。Cl2 和石灰乳反应的化学方程式
是 。
(3)实验室常用烧碱溶液吸收Cl2 。若将Cl2 通入热的烧碱溶液中,可以得到 NaCl、NaClO 和NaClO3 的混合
液。当混合液中Cl- 和ClO-3的个数比为 15∶2 时,混合液中ClO-和ClO-3的个数比为 。
【答案】 +1 -发生反应ClO +CO2 +H2O=HClO+HCO
-
3,生成 HClO 漂白效果更好
Cl- +ClO- +2H+ =Cl2 +H2O 1∶3 2Cl2 +2Ca OH =CaCl2 +Ca ClO +2H2O2 2 5∶2
【详解】Ⅰ.(1)设 NaClO 中 Cl 元素的化合价为 x,则有+1+ x + -2 = 0,解得 x = +1.故答案为:+1;
(2)浸泡衣物时加入“84”消毒液,在空气中放置一段时间后漂白效果更好,这是由于空气中含有的CO2气体
-
溶解在水中形成H2CO3,由于酸性H2CO3 > HClO > HCO3 ,所以H2CO3与“84”消毒液中的 NaClO 反应生成
HClO 和NaHCO3,HClO 具有漂白性,浓度增大,溶液的漂白性增强,反应的离子方程式是
-
ClO- + CO + H O HClO + HCO- 。故答案为:发生反应ClO +CO2 +H2O=HClO+HCO
-
3,生成 HClO 漂白2 2 3
效果更好;
(3)若将“84”消毒液与洁厕灵(主要成分是 HCl)混合使用,二者会发生氧化还原反应,产生黄绿色的有毒气体
Cl -2 ,其反应的离子方程式是 2H+ + Cl- + ClO- Cl +H O 。故答案为:Cl +ClO
- +2H+ =Cl2 +H2O ;2 2
Ⅱ.(1)在反应3Cl + 8NH 6NH Cl + N 中,N 元素的化合价由NH3中的-3 变为N2 中的 0,化合价升高,2 3 4 2
被氧化,参加反应的 8 个NH3中,有 2 个NH3被氧化,所以该反应中被氧化的NH3和未被氧化的NH3分子
的个数比为 2 : 6 =1: 3:故答案为:1∶3;
(2)C2和石灰乳反应生成CaCl2、Ca ClO 2 和H2O,反应的化学方程式是
2Cl2 + 2Ca OH CaCl2 + Ca ClO + 2H O。故答案为:2 2Cl2 + 2Ca OH CaCl ;2 2 2 2 + Ca ClO + 2H2 2O
(3)若将Cl2 通入热的烧碱溶液中,可以得到 NaCl、NaClO 和NaClO3 的混合液。
反应过程中Cl2 既是氧化剂又是还原剂,当混合液中Cl-和ClO-3 的个数比为 15∶2 时,
设 Cl 原子得到的电子数是 15,则反应生成 2 个ClO-3 失去的电子数是 2 5 =10,
根据得失电子守恒知,反应生成ClO- 失去的电子数是 5,由于反应每生成 1 个ClO- 失去 1 个电子,所以反
-
应生成 5 个ClO- ,所以混合液中ClO- 和ClO3 的个数比为 5∶2。故答案为:5∶2;
知识点 3: 次氯酸的性质
【典例 1】如图中 a、b、c、d、e、f 为含氯元素的物质。下列说法不正确的是
A.a、d 溶液均具有酸性,且 a 的酸性比 d 强
B.b、c 均能用于自来水消毒,f 可以用作环境消毒
C.b、d、f 均具有漂白性
D.实验室可用 e 为原料制备 O2
【答案】C
【分析】根据价类二维图可知,a 为 HCl,b 为 Cl2,c 为 ClO2,d 为 HClO,e 为氯酸盐,f 为次氯酸盐,据此
分析作答。
【详解】A.根据分析可知,a 为 HCl,属于强酸,d 为 HClO,属于弱酸,所以 a 溶液的酸性比 d 强,故 A
正确;
B.根据分析可知,b 为 Cl2,其水溶液发生反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,生成了次氯酸,具有杀菌、消毒作
用,c 为 ClO2,具有强氧化性,具有杀菌、消毒作用,所以 b、c 均能用于自来水消毒,故 B 正确;
C.根据分析可知,b 为 Cl2,其单质分子无漂白性,其水溶液中发生反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,生成了次
氯酸,具有漂白作用,故 C 错误;
D.氯酸钾在二氧化锰作催化剂作用下可以分解生成氯化钾和氧气,可用于制取氧气,故 D 正确;
故选:C。
【典例 2】完成下列问题。
(1)氯气可直接用于自来水的消毒,氯气通入水中可用来杀菌消毒,其中杀菌消毒的物质是 (填化学
式);用少量氯气消毒的自来水养金鱼时,通常需要先将自来水晒一晒,其原因是 (用化学方程式
表示)。
(2)氯气可用来制取漂白粉,但干燥的氢氧化钙与氯气并不易发生反应,氯气只能被氢氧化钙所吸附。为此,
在工业上采用加入少许水的消石灰来进行氯化,其原因是 ;漂白粉也能用于消毒,其有效成分生
效的化学方程是 。
光照
【答案】(1) HClO 2HClO 2HCl+O2↑
(2) 氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,可与消石灰发生中和反应
Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO
【详解】(1)氯气可直接用于自来水的消毒是因为氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应生成的次氯酸具
有强氧化性,能起到杀菌消毒的作用,为防止自来水中的次氯酸影响金鱼的生存,用少量氯气消毒的自来
水养金鱼时,通常需要先将自来水晒一晒使自来水中的次氯酸遇光分解生成盐酸和氧气,减少水中的次氯
光照 光照
酸含量,反应的化学方程式为 2HClO 2HCl+O2↑,故答案为:HClO;2HClO 2HCl+O2↑;
(2)由题意可知,干燥的氢氧化钙与氯气并不易发生反应,氯气只能被氢氧化钙所吸附,所以工业上制取
漂白粉时,加入少许水的消石灰来进行氯化的目的是使氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应生成的盐酸
和次氯酸与消石灰发生中和反应生成氯化钙、次氯酸钙和水;漂白粉能用于消毒的原因是漂白粉的有效成
分次氯酸钙溶液与空气中的二氧化碳和水蒸气反应生成碳酸钙沉淀和次氯酸,具有强氧化性的次氯酸起到
杀菌消毒的作用,反应的离子方程式为 Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO,故答案为:氯气与水反应生
成盐酸和次氯酸,可与消石灰发生中和反应;Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO。
【变式 1】有关氯元素,下列叙述正确的是
A.若发生 Cl2泄漏,应立即向高处转移
B.光照下,新制氯水会产生气泡,该气体是 Cl2
C.Cl2的化学性质活泼,与 H2混合后会立即发生爆炸
D.漂白粉比 HClO 稳定,可露置在空气中长期保存
【答案】A
【详解】A.氯气的密度比空气大,若发生氯气泄漏,因此立即逆风向高处转移,故 A 正确;
B.新制氯水中存在 Cl2+H2O HCl+HClO,HClO 见光或受热分解为 HCl 和氧气,该气泡是氧气,故 B 错
误;
C.氯气的化学性质活泼,能与氢气发生反应,氢气可以在氯气中燃烧发出苍白色火焰,氢气和氯气混合气
体在光照下发生爆炸,故 C 错误;
D.漂白粉有效成分是 Ca(ClO)2,露置在空气中,发生 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO,HClO 见光或受
热分解 HCl 和氧气,使漂白粉失效,因此漂白粉不能露置空气中保存,故 D 错误;
答案为 A。
【变式 2】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.Cl2 能溶于水,可用于工业制盐酸 B.ClO2 有强氧化性,可用于水体消毒
C.HClO溶液显酸性,可用作漂白剂 D.NH4Cl受热易分解,可用作氮肥
【答案】B
【详解】A.Cl2用于工业制盐酸,是因为氯气与氢气反应生成氯化氢,与其溶解性无关,故 A 错误;
B.ClO2 有强氧化性,可用于水体消毒,故 B 正确;
C.HClO溶液具有强氧化性,可用作漂白剂,与溶液呈酸性无关,故 C 错误;
D.NH4Cl中含营养元素 N 元素,利于植物生长,可用作氮肥,与易分解性质无关,故 D 错误;
答案选 B。
【变式 3】已知 pH:H2CO3<HClO
-
<HCO3 。下列实践活动对应离子方程式正确的是
A.用白醋擦拭洗手盆上的铁锈:6H++Fe2O =2Fe3+3 +3H2O
B.向 NaClO -溶液中通入少量 CO2:ClO-+CO2+H2O=HClO+ HCO3
C.用石灰乳除去工业尾气中的氯气:Cl +2OH-2 =Cl-+ClO-+H2O
D.泡沫灭火器的原理:Al3++4 HCO-3 =4CO2↑+ AlO
-
2 +2H2O
【答案】B
【详解】A.白醋中的有效成分 CH3COOH 是弱电解质,不能改写为离子形式,A 错误;
B.根据 pH:H2CO3<HClO< HCO
-
3 ,酸性: H2CO3 > HClO > HCO
-
3 ,所以 ClO
- + CO2 + H2O=HClO + HCO
-
3 ,
B 正确;
C.石灰乳在常温下是细腻的白色粉末,微溶于水,吸收氯气时,发生反应:
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,该反应是离子反应,但不能用离子方程式表示,C 错误;
D 3+ -.泡沫灭火器的原理:Al + 3HCO3 3CO2 +Al(OH)3 ,D 错误;
故选 B。
【变式 4】近期新型冠状病毒肺炎疫情在全球多地暴发,84 消毒液与漂白粉是大规模环境消毒剂之一。根
据所学知识回答下列有关问题:
(1)84 消毒液的有效成分的化学式为 ,制备它的化学方程式为 。
(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]中制取漂白粉,化学方程式为 ;漂白粉的有效成分的化学式
为 。
(3)漂白粉溶于水后,与空气中的 CO2作用,产生有漂白、消毒作用的次氯酸,反应的化学方程式
为 。
【答案】 NaClO Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
Ca(ClO)2 Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO
【分析】(1)Cl2与 NaOH 溶液反应产生 NaCl、NaClO、H2O,有效成分是 NaClO;
(2)Cl2与石灰乳反应产生 CaCl2、Ca(ClO)2、H2O,有效成分是 Ca(ClO)2;
(3)酸性:H2CO3>HClO,利用复分解反应规律书写制取 HClO 的方程式。
【详解】(1)84 消毒液的有效成分为 NaClO,Cl2与 NaOH 溶液反应产生 NaCl、NaClO、H2O,制备 HClO
的反应方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O ;
(2)漂白粉是 CaCl2、Ca(ClO)2的混合物,有效成分是 Ca(ClO)2。Cl2与石灰乳反应产生 CaCl2、Ca(ClO)2、
H2O,故制取漂白粉的反应方程式为:2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(3)由于酸性:H2CO3>HClO,所以漂白粉溶于水后,其有效成分次氯酸钙与水及溶于水的 CO2反应生成碳
酸钙和次氯酸,反应方程式为:Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO。
知识点 4:氯气的实验室制法及氯离子(Cl-)的检验
【典例 1】某品牌干燥剂中可能含有氧化钙、氯化钙和氢氧化钠中的两种物质,为探究其成分,“扬帆”活动
小组设计如下实验:取一定量的干燥剂样品加入足量水充分溶解,将所得溶液平均分成两份,分别编号为①
和②;向①中先加入过量的稀硝酸,后加入过量的硝酸银溶液;向②中加入过量的碳酸钠溶液,下列分析
不正确的是
A.若①中产生白色沉淀,则该干燥剂成分一定含有氯化钙
B.若①中无白色沉淀产生,则该干燥剂成分是氧化钙和氢氧化钠
C.若①和②中都产生白色沉淀,则该干燥剂成分是氯化钙和氧化钙
D.若①和②中都产生白色沉淀,准确称量两种沉淀的质量,通过计算就能确定此干燥剂的成分
【答案】C
【详解】A.向①中先加入过量的稀硝酸中和溶液中的氢氧化钙和氢氧化钠,后加入过量的硝酸银溶液产生
白色沉淀说明溶液中溶液中含有氯离子,可证明该干燥剂成分一定有氯化钙,故 A 正确;
B.向①中先加入过量的稀硝酸中和溶液中的氢氧化钙和氢氧化钠,后加入过量的硝酸银溶液无白色沉淀产
生,证明该干燥剂成分中无氯化钙,该干燥剂样品中含有两种物质,所以该干燥剂成分是氧化钙和氢氧化
钠,故 B 正确;
C.向①中先加入过量的稀硝酸中和溶液中的氢氧化钙和氢氧化钠,后加入过量的硝酸银溶液产生白色沉淀
说明溶液中溶液中含有氯离子,可证明该干燥剂成分一定有氯化钙,向②中加入过量的碳酸钠溶液产生白
色沉淀只能说明溶液中含有钙离子,钙离子可来自于氯化钙,不一定是来自于氧化钙,不能证明该干燥剂
成分中有氧化钙,故 C 错误;
D.向①中先加入过量的稀硝酸中和溶液中的氢氧化钙和氢氧化钠,后加入过量的硝酸银溶液产生白色沉淀
说明溶液中溶液中含有氯离子,可证明该干燥剂成分一定有氯化钙,白色沉淀为氯化银,准确称量氯化银
沉淀的质量,根据氯化银的质量计算出所含氯元素的质量,再根据氯元素质量计算出氯化钙的质量,根据
氯化钙的质量计算出氯化钙中钙元素的质量,根据钙元素质量计算出完全转化成碳酸钙的质量 a,准确称量
②中产生白色沉淀碳酸钙质量为 b,若 a=b,说明钙元素完全由氯化钙提供,则该干燥剂成分是氯化钙和氢
氧化钠,若 ab 情况不可能
存在,故 D 正确;
故 C。
【典例 2】实验室利用如图所示装置制备氯气,图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置,其
中错误的是
A.①②③ B.②③ C.②③④ D.②④
【答案】C
【分析】由实验装置可知,①中浓盐酸与二氧化锰加热制备氯气,B 中应选饱和食盐水除去 HCl,C 中浓硫
酸干燥氯气,然后向上排空气法收集氯气,④中石灰水的浓度低、吸收尾气的效果不好,应选 NaOH 溶液
吸收尾气,以此来解答。
【详解】②应选饱和食盐水除去氯化氢,不能用氢氧化钠,因为氢氧化钠可以与氯气反应,故②错误;
③干燥装置应长导管进气,否则浓硫酸会被压入其右侧装置中,故③错误;
④澄清石灰水浓度较低,无法完全吸收氯气,应用氢氧化钠溶液吸收氯气,故④错误;
图中只有①合理,故选:C。
【典例 3】回答下列问题。
Ⅰ.利用纯净干燥的氯气和铜粉反应制备氯化铜。装置如图 1 所示,将分液漏斗中浓盐酸滴加到盛有固体二
氧化锰的烧瓶 A 中,微热后产生的气体依次通过装置 B 和装置 C,然后再通过加热的石英玻璃管 D(玻璃管
中预先放置铜粉)和球形干燥管 E,试回答:
(1)烧瓶 A 中发生的离子反应方程式: 。
(2)玻璃管 D 中发生反应的现象是 。
(3)干燥管 E 的作用是 。
(4)装置 B 中盛装的溶液为 ,其作用是 。
Ⅱ.甲同学为探究是否有漂白性。在 C 装置后连接如图 2 装置。
(5)通入Cl2 一段时间后,观察到 F 中布条 (填“褪色”或“不褪色”),G 中布条 (填“褪色”或“不
褪色”)。说明干燥的Cl2 (填“有”或“无”)漂白性。氯气可用来消灭田鼠,为此将氯气通过软管灌入
洞中,这是利用了氯气下列性质中的 。
①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④较易液化 ⑤溶解于水
A.②③ B.③④ C.①②③ D.③④⑤
Δ
【答案】(1) MnO2 +4H
+ +2Cl- Mn2+ +2H2O+Cl2
(2)出现棕黄色的烟
(3)吸收未反应的氯气防止污染空气且防止空气中水蒸气等进入装置 D;
(4) 饱和食盐水 用于除去 HCl 杂质
(5) 不褪色 褪色 无 A
【分析】实验室制用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,浓盐酸具有挥发性,则需要除去氯化氢和水蒸气,
装置 B 中盛放饱和食盐水,用于除去 HCl 杂质;装置 C 中盛放浓硫酸,除去水蒸气;装置 D 中氯气和铜加
热生成氯化铜,装置 E 用于吸收未反应的氯气防止污染空气;
【详解】(1)A 中反应为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:
Δ
MnO +2 +4H +2Cl
- Mn2+ +2H2O+Cl2 ;
(2)氯气和铜粉反应生成氯化铜,故 D 中现象为硬质玻璃管中出现棕黄色的烟;
(3)氯气有毒,E 为吸收未反应的氯气防止污染空气且防止空气中水蒸气等进入装置 D;
(4)由分析可知,装置 B 中盛装的溶液为饱和食盐水,其作用是用于除去 HCl 杂质;
(5)干燥的氯气不能使红色布条褪色,氯气和水生成具有漂白性的次氯酸能使红使布条褪色,故通入Cl2
一段时间后,观察到 F 中布条不褪色,G 中布条褪色说明干燥的Cl2 无漂白性。氯气可用来消灭田鼠,为此
将氯气通过软管灌入洞中,这是利用了氯气密度大、有毒的性质,故选 A。
【变式 1】如图所示是模拟制备氯水并检验 C12性质的装置(夹持装置略去,挥发的 HC1 较少)。下列说法正
确的是
A.烧瓶中固体试剂 X 应是 MnO2
B.水浴加热抽滤瓶能加快 Cl2与水反应速率,增大氯水中 HC1O 的浓度
C.干燥有色布条褪色,说明 Cl2分子有漂白性
D.装有 NaOH 溶液的烧杯可吸收尾气,防止污染
【答案】D
【详解】A.MnO2与浓盐酸制备 Cl2需要加热,A 错误;
B.虽然升温能加快反应速率,但也会导致 Cl2的溶解度降低,且 HClO 受热分解,水浴加热抽滤瓶不能增
大氯水中 HClO 的浓度,B 错误;
C.Cl2分子没有漂白性,有色布条褪色是因为抽滤瓶中有水,Cl2未干燥,起漂白作用的是 HClO,C 错误;
D.Cl2能与 NaOH 溶液反应,装有 NaOH 溶液的烧杯可吸收 Cl2,防止污染,D 正确;
故选 D。
【变式 2】实验室制取Cl2 的实验原理及装置均正确的是
A.制取Cl2 B.除去Cl2 中的HCl C.收集Cl2 D.吸收尾气中的Cl2
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.实验室利用浓盐酸和MnO2 制取Cl2 需要加热,A 中无酒精灯加热,故 A 错误;
B.生成的Cl2 会混有挥发的HCl,将气体通入饱和食盐水中可以除HCl,故 B 正确;
C.收集Cl2 时,由于Cl2 密度比空气大,所以采用向上排空气法收集,导管要长进短出,故 C 错误;
D.吸收尾气中的Cl2 ,Cl2 在水中溶解度不高,应该用 NaOH 溶液进行吸收,故 D 错误;
答案选 B。
【变式 3】下列说法中正确的是
A.Cl-和 Cl2都有毒,可以用适宜的氧化剂氧化浓盐酸制取 Cl2
B.将 AgNO3溶液滴入某溶液中,若出现沉淀,则说明溶液中含有 Cl-
C.将 NaCl 溶液滴入 AgNO3溶液中或将氯气通入 AgNO3溶液中均会出现白色沉淀
D.含 Cl-的溶液和氯水一样均呈黄绿色
【答案】C
【详解】A.Cl-无毒,而 Cl2有毒,可利用 Cl-的还原性,用适宜的氧化剂氧化浓盐酸制取 Cl2,A 错误;
B.将 AgNO3溶液滴入某溶液中,若出现沉淀,该白色沉淀可能是 AgCl,也可能是 Ag2CO3等,因此不能
说明溶液中含有 Cl-,B 错误;
C.氯气溶于水,与水反应产生 HCl 和 HClO,故 NaCl 溶液和氯水中都含有 Cl-,将它们加入 AgNO3溶液
中都会产生 AgCl 白色沉淀,C 正确;
D.只有含有 Cl2的氯水才显黄绿色,而含有 Cl-的水溶液可能是无色的,D 错误;
故合理选项是 C。
【变式 4】某化学兴趣小组利用 MnO2和浓盐酸及如图装置制备 Cl2。下列分析中不正确的是
A.①中可用分液漏斗代替长颈漏斗
B.①中缺少加热装置
C.②中盛放的 NaOH 溶液可以净化氯气
D.④中盛放的 NaOH 溶液可以吸收尾气
【答案】C
【详解】A.①中可用分液漏斗代替长颈漏斗,避免盐酸挥发,气体逸出,同时便于控制反应速率,A 正确;
B.二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气,需要添加加热装置,B 正确;
C.②中盛放的 NaOH 溶液吸收氯气,不能净化 Cl2,可以用饱和食盐水净化氯气,C 错误;
D.氢氧化钠溶液与氯气反应,可以吸收氯气,防止污染空气,D 正确;
故选:C。
【变式 5 2- 2- +】有一溶液含Cl-、CO 、SO 、Na+ 、NH 、Cu 2+ 、Mg2+3 4 4 七种离子中的某几种,为确定其成分,
现进行如下实验:
①向原溶液中滴加过量 NaOH 溶液,有白色沉淀产生;
②将①所得溶液加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;
③向原溶液中滴加 BaCl2溶液,无沉淀产生
④向原溶液中滴加 AgNO3溶液,有白色沉淀产生,再加稀稍酸白色沉淀不溶解。
回答下列问题:
(1)原溶液中一定含有的离子是 ,一定不含有的离子是 ,对于可能含有的离子进行检验
的方法是 。
(2)写出实验①、④中生成白色沉淀发生反应的离子方程式:② ;④ 。
(3)有同学认为实验④可以省略,你认为呢? (填可以”或“不可以”),并说明理由 。
【答案】(1) Mg2+、NH +4 、Cl— Cu2+、CO
2- 2-
3 、SO 4 焰色反应
(2) Mg2++2OH—=Mg(OH)2↓ Ag++Cl—=AgCl↓
(3) 可以 根据溶液电中性原理确定溶液中一定含有 Cl—
【分析】由实验①可知,反应生成的白色沉为氢氧化镁,则原溶液一定含有镁离子、不含有铜离子;由实
验②可知,反应生成的碱性气体为氨气,则原溶液中一定含有铵根离子;由实验③可知,原溶液不不含有
碳酸根离子、硫酸根离子;由实验④可知,反应生成的白色沉淀为氯化银,则原溶液一定含有钠离子,由
以上实验无法确定是否存在钠离子。
【详解】(1)由分析可知,原溶液一定含有镁离子、铵根离子和氯离子,一定不含有铜离子、碳酸根离子
和硫酸根离子,可能含有钠离子,可以用焰色反应实验检验钠离子,故答案为:Mg2+、NH + 、Cl—4 ;Cu2+、
CO 2-3 、SO
2-
4 ;焰色反应;
(2)由分析可知,实验①中发生的反应为溶液中镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁白色沉淀,反应的
离子方程式为 Mg2++2OH—=Mg(OH)2↓;实验④中发生的反应为溶液中的氯离子与银离子反应生成氯化银白
色沉淀,反应的离子方程式为 Ag++Cl—=AgCl↓,故答案为:Mg2++2OH—=Mg(OH)2↓;Ag++Cl—=AgCl↓;
(3)由实验①和实验②可以确定溶液中一定含有镁离子、铵根离子,由实验③可以确定溶液中一定不含有
碳酸根离子、硫酸根离子,则由电荷守恒可以确定溶液中一定含有氯离子,所以实验④可以省略,故答案
为:可以;根据溶液电中性原理确定溶液中一定含有 Cl—。
【变式 6】实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气。根据要求回答下列问题。
(1)写出制取氯气的化学方程式 。
(2)为了防止氯气污染环境,图中溶液 E 中发生的离子反应方程式 。
(3)图中 C 中盛放的是液体是 ,作用是 。
(4)由于氯气贮存运输不方便,工业上常将氯气转化为漂白粉,在空气中漂白粉长期存放会变质而失效的原
理是(用化学方程式说明) ; 。
△
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2) Cl +2OH-2 =Cl
- +ClO- +H2O
(3) 浓硫酸 吸收氯气中混有的水蒸气
光照
(4) Ca(ClO)2+H2O+CO2 =2HClO+CaCO3↓ 2HClO 2HCl+O2↑
【分析】实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气,用饱和氯化钠溶液吸收氯气中混有的氯化氢
气体,用浓硫酸吸收混有的水蒸气,收集氯气后,用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,据此分析回答问题。
△
【详解】(1)二氧化锰和浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为 MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子反应方程式
- - -
为Cl2 +2OH =Cl +ClO +H2O ;
(3)由以上分析可知,图中 C 中盛放的是液体是浓硫酸,作用是吸收氯气中混有的水蒸气;
(4)漂白粉中有效成分 Ca(ClO)2与 H2O、CO2反应生成 HClO 和 CaCO3,HClO 见光易分解生成 HCl 和
光照
O2,故化学方程式为 Ca(ClO)2+H2O+CO2 =2HClO+CaCO3↓,2HClO 2HCl+O2↑;
【变式 7】已知实验室常用二氧化锰粉末和浓盐酸制取氯气,其反应的化学方程式为:
Δ
MnO2 + 4HCl 浓 MnCl2 + Cl2 +2H2O ,某实验小组用下图所示装置制取纯净干燥的氯气。
回答下列问题:
(1)装置 B 的目的是除去氯气中的 (填化学式)。
(2)在制取氯气的反应中,浓盐酸表现了酸性和 性(填“氧化”或“还原”)。
(3)为了防止污染空气,在E烧杯中盛装冷的NaOH 溶液,吸收氯气后的溶液具有漂白性。
①该漂白性溶液的有效成分是 (填名称)。
②检验该漂白性溶液中是否含有Cl-的方法是:先取少量被检测的溶液中于试管中,滴入适量稀硝酸,使其
酸化,再 ,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有Cl-。生成白色沉淀时,发生反应的离子方
程式为 。
(4)为探究Cl2 的性质,某同学设计了如下实验:能看到红色布条褪色的装置是 (填“A”或“B”)。
【答案】(1) HCl
(2)还原
(3) 次氯酸钠 加入硝酸银溶液 Ag+ + Cl- = AgCl
(4)B
【分析】A 装置中用二氧化锰和浓盐酸制取氯气,因为浓盐酸具有挥发性,需要用 B 中的饱和食盐水去除
HCl,C 中用浓硫酸去除反应中的水蒸气,D 用向上排空气法收集氯气,因为氯气有毒,故 E 中用氢氧化钠
吸收多余的氯气,以此作答。
【详解】(1)因为浓盐酸具有挥发性,制取的氯气中混有 HCl 气体,装置 B 的目的是除去氯气中的 HCl;
Δ
(2)根据反应的化学方程式MnO2 + 4HCl 浓 MnCl2 + Cl2 +2H2O ,部分氯元素化合价不变表现酸性,
部分 HCl 反应生成氯气,氯元素化合价升高,表现还原性;
(3)①氯气和 NaOH 溶液反应生成 NaCl 和 NaClO,该漂白性溶液的有效成分是次氯酸钠;
②检验Cl-的方法是:先取少量被检测的溶液中于试管中,滴入适量稀硝酸,使其酸化,再加入硝酸银溶液,
如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有Cl-。生成白色沉淀 AgCl 时,发生反应的离子方程式为
Ag+ + Cl- = AgCl ;
(4)干燥的氯气不具有漂白性,装置 A 中干布条不褪色,氯气和水反应生成 HClO 具有漂白性,能看到红
色布条褪色的装置是 B。
【变式 8】某校化学兴趣小组拟用浓盐酸与二氧化锰加热反应,制取并收集两瓶干燥、纯净的氯气。为防止
换集气瓶时生成的氯气外逸污染空气,设计了如下装置:
(1)写出Ⅰ装置烧瓶中发生反应的离子方程式: 。
(2)裝置Ⅱ中盛放的药品是 ,其作用是 ;装置Ⅲ中盛放的药品是浓硫酸的作用是 。
(3)实验开始时,先 a b(填“关闭”或“打开”,下同);集满一瓶氯气时,为减少换集气瓶时
氯气的外逸,再 a b,换好集气瓶后,继续收集氯气。
(4)兴趣小组的某些同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气,你认为其中恰当的是
(填字母)。
A.浓硫酸 B.氢氧化钙溶液 C.氢氧化钠溶液
+ - Δ 2+
【答案】(1) MnO2 + 4H + 2Cl Mn + Cl2 +2H2O
(2) 饱和食盐水 除去Cl2 中混有的 HCl 干燥氯气
(3) 关闭 打开 打开 关闭
(4)C
【分析】浓盐酸制取的氯气中含有氯化氢气体和水蒸气,为防止干扰实验,氯气在进入集气瓶前,应该用
饱和食盐水和浓硫酸分别除去氯化氢和水蒸气,最后需要尾气处理,据此解答。
【详解】(1)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、水和氯气,离子方程式为
Δ
MnO2 + 4H
+ + 2Cl- Mn2+ + Cl2 +2H2O;
(2)浓盐酸制取的氯气中含有氯化氢气体和水蒸气,为防止干扰实验,氯气在进入烧瓶前,应该用饱和食
盐水和浓硫酸分别除去氯化氢和水蒸气;故答案为:除去 Cl2中混有的 HCl;干燥氯气;
(3)实验开始后,先收集氯气,则关闭 a,打开 b;当集满一瓶氯气时,为减少换集气瓶时氯气的外溢,
多余的氯气用气囊来收集,则打开 a,关闭 b;故答案为:关闭、打开、打开、关闭;
(4)氯气能够与氢氧化钠溶液反应,浓硫酸用来干燥氯气,不能吸收氯气,澄清石灰水的浓度小,一般不
用来吸收氯气;故选 C。
【变式 9】实验室用如下装置制取氯气,并用氯气进行实验。回答下列问题:
(1) A 中盛有浓盐酸,B中盛有MnO2,该反应的化学方程式为 。
(2) E中为干燥的有色布条,F中为湿润的有色布条。
①可观察到的现象是 。
②对比E和F中现象的差异可得出的结论及解释是 。
(3)装置 C 和 D 中的试剂分别为 。
(4)装置 G 中发生反应的离子方程式为 。
(5)用离子方程式表示试剂 X 的作用: 。
(6)家庭中常用消毒液(主要成分为NaClO )与洁则灵(主要成分为盐酸)清洁卫生。某品牌消毒液包装上说明如
图:
主要事项:
1.本品对棉织品有漂白脱色作用,对金属制品有腐蚀作用。
2.密封保存,请勿与洁厕灵同时使用。
3.保质期为 1 年。
“与洁厕灵同时使用”会产生有毒的氯气,该反应的离子方程式为 。
D
【答案】(1) MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2
(2) E 中布条不褪色,F 中布条褪色 干燥的氯气没有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性
(3)饱和食盐水、浓硫酸
(4) 2I- + Cl2 = 2Cl
- + I2
(5) Cl + 2OH- = ClO-2 + Cl
- + H2O
(6) Cl- + ClO- + 2H+ = Cl2 +H2O
【分析】实验室用浓盐酸与二氧化锰加热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制备的氯气中含有氯化氢气
体和水蒸气,依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的装置除去杂质,再依次通过内有干燥有色布条、湿润有
色布条的装置验证氯气是否具有漂白性,最后通过装置 G 验证氯气的氧化性,因氯气有毒,能够与氢氧化
钠溶液反应,可以用氢氧化钠溶液吸收尾气。
【详解】(1)MnO2与浓盐酸在加热条件下发生氧化还原反应生成氯气、氯化锰和水,反应的化学方程式为
D
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2 ;
(2)干燥的氯气没有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性,氯气能使湿润的有色布条褪色,不能
使干燥的有色布条褪色,所以 E 中布条无变化,F 中布条褪色;
(3)制取的氯气中含有杂质 HCl 气体和水蒸气,先用装置 C 中的饱和食盐水除去 HCl 气体,再用装置 D
中的浓硫酸干燥氯气;
4 - -( )通入Cl2 时装置 G 中发生反应的离子方程式为 2I + Cl2 =2Cl + I2 ;
(5)X 试剂为 NaOH 溶液,作用是吸收尾气氯气,二者发生反应生成 NaClO、NaCl 和水,反应的离子方
-
程式为Cl2 + 2OH =ClO
- + Cl- + H2O ;
(6)次氯酸根离子与氯离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成氯气和水,离子方程式为
Cl- + ClO- + 2H+ =Cl2 +H2O。
【变式 10】某校化学兴趣小组为研究 Cl2 的性质,设计如图所示装置进行实验,装置Ⅲ中夹持装置已略去,
其中 a 为干燥的品红试纸,b 为湿润的品红试纸。
(1)实验室以二氧化锰和浓盐酸制备 Cl2 的化学方程式为 。
(2)仪器 c 的名称为 ,装置Ⅱ的作用是 。
(3)若产生的 Cl2 足量,实验过程中装置Ⅳ的实验现象为 。
(4)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到 b 的红色褪去,但是并未观察到“a 无明显变化”这一预期现象,
为达到这一目的,你认为还需在装置Ⅱ与Ⅲ之间添加图中的 装置(填序号)。
Δ
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2) 分液漏斗 吸收挥发出的 HCl
(3)溶液先变红,后褪色
(4)④
【分析】由实验装置图可知,装置Ⅰ中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯
气中混有氯化氢和水蒸气,装置Ⅱ中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置Ⅲ中盛有的品红试纸用于
探究氯气的漂白性,装置Ⅳ中盛有的紫色石蕊溶液用于验证氯气溶于水得到氯水的性质,装置Ⅴ中盛有的氢
氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气。
【详解】(1)实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气
Δ Δ
和水,反应的化学方程式为 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)由实验装置图可知,仪器 c 为分液漏斗;由分析可知,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢,
装置Ⅱ中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,故答案为:分液漏斗;吸收挥发出的 HCl;
(3)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,溶液呈酸性,能使紫色石蕊溶液变为红色,由于反应生成的次氯酸
具有强氧化性,能使有机色质漂白褪色,所以红色溶液会褪色变为无色,所以实验过程中装置Ⅳ的实验现
象为溶液先变红,后褪色,故答案为:溶液先变红,后褪色;
(4)由实验装置图可知,a、b 为对照实验,用于验证干燥的氯气本身不具有漂白性,遇水生成次氯酸,次
氯酸具有漂白性,实验时没有观察到“a 无明显变化”这一预期现象是由于氯气未经干燥,通入装置 III 中的
气体是氯气和水蒸气的混合气体,所以应在装置 II 与 III 之间添加一个盛有浓硫酸干燥装置除去氯气中的水
蒸气,故选④。
知识点 5:氯水的成分与性质
【典例 1】在探究新制氯水成分的实验中,根据下列方法和现象,所得结论不正确的是
选项 方法 现象 结论
A 向红色纸条上滴加新制氯水 红色纸条褪色 氯水中含有Cl2
B 观察新制氯水颜色 呈黄绿色 氯水中含有Cl2
C 向Na2CO3粉末中滴加足量新制氯水 有气泡产生 氯水中含有H+
D 向新制氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液 有白色沉淀产生 氯水中含有Cl-
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.红色纸条褪色是由于氯水中含有 HClO,故 A 错误;
B.新制氯水是呈黄绿色,说明氯水中含有氯气,故 B 正确;
C.向Na2CO3粉末中滴加足量新制氯水,产生气泡,是氢离子和碳酸钠反应生成二氧化碳气体,故 C 正确;
D.向新制氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀,说明含有氯离子,故 D 正确。
综上所述,答案为 A。
【典例 2】为探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质,某化学兴趣小组做了如下实验:
(1)观察氯水颜色,发现氯水呈黄绿色,证明氯水中含有的粒子是 (填化学式或离子符号,下同)。
(2)向氯水中滴入碳酸钠溶液,有气体生成,说明氯水中含有的粒子是 。
(3)在盛有氯水的试管中的有色布条褪色,说明氯水中含有的粒子是 。
(4)将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,溶液显红色,起作用的微粒是 ,过一会儿,溶液的颜色褪去,起作
用的微粒是 。
(5)向氯水中滴加硝酸银溶液有白色沉淀生成,证明氯水中含有的粒子是 。
(6)氯水经光照后,颜色逐渐消失,并放出的气体是 ,溶液的酸性 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
【答案】(1)Cl2
(2)H+
(3)HClO
(4) H+ HClO
(5)Cl-
(6) O2 增强
【分析】(1)
在氯水中,只有 Cl2呈黄绿色,其它微粒都呈无色;
(2)
氯水中的 H+,能与碳酸钠溶液,产生气体;
(3)
在氯水中,HClO 具有漂白性,能使有色布条褪色;
(4)
将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,先显红色,表现出酸性,起作用的微粒是 H+;后褪色,表现出氧化性,
起作用的微粒是 HClO;
(5)
氯水中的 Cl-,能与硝酸银反应,生成白色沉淀;
(6)
氯水中的 HClO 光照易分解,发生反应 2HClO 2HCl+O2↑,放出的气体是 O2,生成 HCl,溶液的酸性增
强。
【变式 1】常温下氯气能溶解于水,得到的氯水中既含有 Cl2、H2O、HClO 分子,也含有 H+、Cl-、ClO-等
离子。这说明
A.氯气能与 H2O 反应生成盐酸和次氯酸
B.盐酸不能与次氯酸反应生成氯气和 H2O
C.盐酸不能完全电离成 H+和 Cl-
D.次氯酸能完全电离成 H+和 ClO-
【答案】A
【详解】A.常温下氯气能溶解于水含有 Cl +2、H2O、HClO 分子 H 、Cl﹣、ClO﹣等离子,说明氯气能与 H2O
反应生成盐酸和次氯酸,选项 A 正确;
B.水与氯气反应为可逆反应,盐酸也能与次氯酸反应生成氯气和 H2O,选项 B 错误;
C.盐酸溶液中 HCl 能完全电离成 H+和 Cl﹣,选项 C 错误;
D.次氯酸是弱电解质 H+和 ClO﹣,选项 D 错误;
答案选 A。
【变式 2】在新制氯水中存在多种分子和离子,下列实验现象和结论一致且正确的是
A.加入石蕊试液,溶液先变红后褪色,说明溶液中有 HCl
B.光照新制氯水有气泡逸出,该气体一定是 O2
C.使红色布条褪色,说明有 Cl2
D.向碳酸钠溶液中滴加新制氯水,有气泡产生,说明溶液中有 HClO
【答案】B
【详解】A.新制氯水中含有 HCl 和 HClO,HCl 能使石蕊试液变红,HClO 具有漂白性,因此加入石蕊试
液,溶液先变红后褪色,说明溶液中含有 HCl、HClO,故 A 错误;
B.新制氯水中含有 HClO,HClO 不稳定,见光分解为氧气和 HCl,因此光照新制氯水有气泡逸出,该气体
一定是氧气,故 B 正确;
C.新制氯水因含 HClO 而具有漂白性,氯气没有漂白性,故 C 错误;
D.酸性强弱:HCl>H2CO3>HClO,向碳酸钠溶液中滴加新制氯水,有气泡冒出,该气体为 CO2,说明溶
液中有 HCl,故 D 错误;
答案为 B。
【变式 3】在新制氯水中存在多种分子和离子,下列实验现象和结论一致且正确的是
A.新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰,说明有 Cl2
B.加入石蕊溶液,溶液变红,说明该溶液一定不含 OH-
C.将 KHCO3固体加入新制的氯水中,有气泡产生,说明有 HClO
D.光照新制氯水有气泡逸出,该气体一定是 O2
【答案】D
【详解】A.新制氯水因含次氯酸使红玫瑰变为白玫瑰,Cl2无漂白性,A 错误;
B.石蕊溶液变红说明溶液中含有盐酸,不能证明溶液中一定不含 OH-,况且任何溶液中都含有 OH-,B 错
误;
C.氯水中的盐酸可以和 KHCO3反应产生二氧化碳,而次氯酸的酸性弱于碳酸,因此次氯酸不能和 KHCO3
反应,C 错误;
D.光照新制氯水,氯水中的次氯酸见光分解产生氧气,D 正确;
故选 D。
【变式 4】在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有 Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的 AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有 Cl-
C.向氯水中加入 NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有 H+
D.久置的氯水导电能力增强,说明溶液中离子种类增多
【答案】D
【详解】A.氯气是黄绿色,由于氯水中部分氯气发生了反应,还有部分氯气剩余,所以氯水是浅黄绿色的,
A 项不符合题意;
B. 硝酸酸化的 AgNO3溶液可以用来检验 Cl-,B 项不符合题意;
C H+. +HCO-3 =H2O+CO2 ,产生的气泡是二氧化碳,C 项不符合题意;
D.久置的氯水导电能力增强,是因为 HClO 不稳定会分解产生 HCl,说明溶液中离子浓度增大,D 项符合
题意;
故正确选项为 D。
【变式 5】根据氯气及氯的化合物的相关知识,回答下列问题(用化学式或离子符号填写)
(1)氯气与水反应得到的新制氯水含多种微粒。下列现象是由新制氯水中哪种微粒引起的。
①使氯水呈现黄绿色的是 ,②能使 AgNO3溶液产生白色沉淀的是 ,③能使紫色石蕊试液显红
色的是 ,④能使红色布条褪色的是 。
(2)反应 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl 可用于氯气管道的检漏,在该反应中,氧化剂为 ,氧化产物为 ,
氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)氯气可以用于制备漂白粉,漂白粉中的有效成分为
(4)在抗击新冠疫情中,"84"消毒液发挥了重要作用。但若将"84"消毒液(主要成分 NaClO)与洗厕剂洁厕灵(主
要成分盐酸)混合使用,则会产生氯气,其反应的离子方程式为 。
【答案】 Cl Cl- H+2 HClO Cl2 N2 3:2 Ca(ClO)2
Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O
【详解】(1)Cl2溶于水后,部分 Cl2与水反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,故新制氯水中含有 H+、Cl-、HClO、
Cl2等粒子。①由于部分 Cl2未与水反应,故新制氯水显黄绿色,故此处填 Cl2;②由 Ag++Cl-=AgCl↓(白色
沉淀),知此处填 Cl-;③紫色石蕊显红色,说明溶液中存在大量的 H+,即酸性溶液,故此处填 H+;④HClO
具有漂白性,能使红色布条褪色,故此处填 HClO;
(2)由反应知,Cl2中 Cl 元素化合价由 0 价降低到 NH4Cl 中的-1 价,故 Cl2是氧化剂,NH4Cl 是还原产物,
NH3中 N 元素化合价由-3 价升高到 N2中的 0 价,故 NH3为还原剂,N2为氧化产物,8 mol NH3中只有 2 mol
化合价改变,故实际只有 2 mol NH3作还原剂,而 3 molCl2化合价全部改变,都作氧化剂,故氧化剂与还原
剂物质的量之比为 3:2;
(3)工业上用 Cl2与石灰乳反应制取漂白粉,即 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,由此可知漂白粉中有
效成分是 Ca(ClO)2;
(4)Cl-与 ClO-在酸性条件下会发生归中反应生成 Cl2,由于是酸性环境,可添加 H+和 H2O 配平电荷守恒和元
素守恒,故该反应离子方程式为:Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O,所以漂白液和洁厕灵不能混合使用,此处填:
Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O。
【变式 6】在新制氯水中的各种微粒中:
(1)能使 AgNO3溶液产生白色沉淀的是 ;
(2)能使紫色石蕊试液显红色的是 ;
(3)能使红色布条褪色的是 ;
(4)能使无水 CuSO4变蓝的是 ;
(5)能与 NaHCO3溶液反应放出气体的是 。
【答案】 Cl- H+ HClO H2O H+
【详解】氯气溶于水后和水反应生成盐酸和次氯酸,发生反应 Cl2+ H2O H++ Cl-+ HClO,HClO 为弱酸,
部分电离 HClO H++ ClO-,则氯水中含有的微粒有 Cl2、H2O、 H+、 Cl-、 HClO、ClO-,故氯水有多重性
质,
(1)能使 AgNO3溶液产生白色沉淀的是 Cl-;
(2)能使紫色石蕊试液显红色的是 H+;
(3)能使红色布条褪色的是 HClO;
(4)能使无水 CuSO4变蓝的是 H2O;
(5)能与 NaHCO3溶液反应放出气体的是 H+。第 5 讲 氯及其化合物
知识点 1 氯的存在及物理性质
知识点 2 氯气的化学性质
知识点 3 次氯酸的性质
知识点 4 氯气的实验室制法及氯离子(Cl-)的检验
知识点 5 氯水的成分与性质
知识点 1:氯的存在及物理性质
【典例 1】下列说法不正确的是( )
A.氯元素在自然界中存在游离态,只是量极少
B.海水中的氯元素主要以氯化钠等盐的形式存在
C.人体的血液中含有氯化钠,其浓度大约为 0.9%
D.氯化钠对维持人体的生理功能有着重要作用
【典例 2】下列关于氯气的叙述中正确的是
A.氯气是无色无臭的气体
B.氯气是黄绿色、具有刺激性气味的气体
C.氯气有毒,密度比空气小
D.氯气难溶于水,密度比空气大
【变式 1】田鼠要吃掉不少粮食,工作人员用氯气杀死躲在地洞里的田鼠,利用了氯气的
A.有毒、密度比空气小 B.有毒、密度比空气大
C.易液化 D.氯气难溶于水,密度比空气小
【变式 2】可将氯气用软管通到田鼠洞中用于消灭田鼠,这是利用了氯气下列性质中的
①黄绿色②密度比空气大③有毒④易液化⑤溶于水
A.①② B.②③ C.①②③ D.③④⑤
【变式 3】下列关于氯气性质的描述中,不正确的是
A.无色气体 B.有刺激性气味
C.相同条件下密度比空气的大 D.可以制备漂白粉
知识点 2 氯气的化学性质
【典例 1】氯气是一种具有重要用途的气体,下列说法正确的是
A.氯水和液氯均属于混合物
B.氢气在氯气中安静地燃烧,发出淡蓝色火焰
C.液氯和氯水均能使淀粉—KI 溶液变蓝( I2 遇淀粉变蓝)
D.铁在氯气中燃烧时产生棕褐色烟雾,加水得到棕黄色溶液
【典例 2】下列各溶液中加入试剂后,发生反应的离子方程式书写正确的是
A.向 Mg(HCO3)2溶液中滴加足量 NaOH 溶液:Mg2++ HCO
-
3 +OH-=MgCO3↓+H2O
B.向 KClO 溶液中滴加浓盐酸:ClO—+Cl—+2H+=Cl2↑+H2O
C.向 Ca(ClO)2溶液中通入少量 SO2:Ca2++SO2+H2O+2ClO—=CaSO3↓+2HClO
D.向 FeI 溶液中通入少量 Cl :2Fe2++Cl =2Fe3+2 2 2 +2Cl—
【典例 3】化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、
广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
(1)氯气是一种 色的气体;氯气与水反应的化学方程式为 ;氯水中滴加少量紫色石蕊试
液的现象是 。
(2)氯气和石灰乳反应可以制备漂白粉,漂白粉的有效成分是 ;次氯酸盐与空气中的二氧化碳和水
蒸气反应可生成次氯酸,从而发挥漂白和消毒作用,用化学方程式表示漂白粉的漂白和消毒原理 。
(3)二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的新一代的高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂。一种制备 ClO2的方法
是用 SO2通入硫酸酸化的 NaClO3溶液中,反应的离子方程式为 ;ClO2在杀菌消毒过程中会产生
副产物亚氯酸盐(ClO - ) Cl- ClO -2 ,需将其转化为 除去。下列试剂中,可将 2 转化为 Cl-的是 (填字母
序号)。
a.FeSO4 b.O3 c.KMnO4 d.SO2
(4)84 消毒液与氯气相比具有贮运方便等优点,用氯气与烧碱溶液反应制备 84 消毒液的离子方程式
为 ;工业上是将氯气通入到 30%的 NaOH 溶液中来制备 NaClO 溶液,若 NaClO 溶液中 NaOH 的
质量分数为 1%,则生产 100kg 该溶液需消耗氯气的质量为 kg(保留整数)。
【变式 1】下列关于消杀试剂的说法正确的是
A.臭氧、漂白粉、ClO2都有杀菌消毒的效果
B.“84”消毒液与含 HCl 的洁厕灵混合使用可增强消毒效果
C.工业上将 Cl2通入冷的石灰乳中制备“84” 消毒液
D.酒精作为消杀试剂,一般用 100%的酒精的效果最好
【变式 2】下列有关氯及其化合物的说法正确的是
A.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白雾生成
B.测定新制氯水的 pH 操作是用玻璃棒蘸取液体滴在 pH 试纸上,与标准比色卡对照
C.向 FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有 HClO
D.漂白粉在空气中久置变质的原因是漂白粉中的 CaCl2与空气中的 CO2反应生成 CaCO3
【变式 3】下列关于 Cl2的描述中不正确的是
A.Cl2是一种黄绿色气体,且有毒
B.红热的铁丝在 Cl2中燃烧,产生棕色的烟
C.H2在 Cl2中燃烧,发出黄色火焰,瓶口出现白烟
D.钠在 Cl2中燃烧生成白色固体
【变式 4】下列有关 Cl2的性质及应用的说法错误的是
A.虽然氯气化学性质活泼,但液氯能用钢瓶贮存
B.加热条件下,Cl2与过量 Fe 反应生成 FeCl3
C.可用向下排空气法收集 Cl2
D.工业上可用氯气与石灰乳反应制备漂白粉
【变式 5】某兴趣小组设计如图所示的装置进行氯气与金属钠的反应,先将钠预热,在钠熔化成小球时撤去
热源,并通入氯气即发生反应(氯气可与 KI 溶液反应置换出碘单质),下列叙述不正确的是
A.钠在氯气中燃烧产生黄色火焰
B.反应产生的大量白烟是氯化钠固体
C.棉球①的作用是吸收过量氯气防止产生污染
D.棉球②变蓝色则证明氯气已被碱完全吸收
【变式 6】如图所示,在 A 处通入未经干燥的氯气,当关闭 B 阀时,C 处干燥的红布条看不到明显现象;
当打开 B 阀后,C 处的红布条逐渐褪色。则 D 瓶中应盛放的溶液可能是
①饱和Na2CO3溶液 ②饱和氯化钠溶液 ③水 ④浓硫酸 ⑤氢氧化钠溶液
A.①④⑤ B.②③ C.②④ D.④⑤
【变式 7】如图是制备漂白粉的实验装置,下列说法正确的是
A.将 MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备 Cl2
B.三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
C.冰水浴的作用是降低反应温度,防止发生副反应
D.锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
【变式 8】如图为氯及其化合物的价类二维图,回答下列问题:
(1)图中 A 的物质类别为 ;B 的化学式是 。
(2)关于盐酸与 NaClO 反应,同学们持不同意见,甲同学认为发生反应:NaClO+HCl=NaCl+HClO,该反应
属于 反应(填四大基本反应类型);乙同学则认为发生氧化还原反应:NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O,该
反应中 HCl 体现的性质是 。最终,丙同学通过实验证明乙同学的看法正确,过程如下:向盛有盐酸的试
管中滴加 NaClO 溶液后,将湿润的有色布条置于试管口,布条出现 现象。
【变式 9】Ⅰ.NaClO 是“84”消毒液的有效成分。请回答下列问题:
(1)NaClO 中 Cl 元素的化合价是 。
(2)浸泡衣物时加入“84”消毒液,在空气中放置一段时间后漂白效果更好,结合离子方程式解释原
因: 。(已知酸性:H2CO3>HClO>HCO
-
3 )
(3)若将“84”消毒液与洁厕灵(主要成分是 HCl)混合使用,会产生黄绿色的有毒气体,其反应的离子方程式
是 。
Ⅱ.Cl2 是一种有毒气体,如果泄漏会造成严重的危害。
(1)已知3Cl2 +8NH3 =6NH4Cl+N2 ,化工厂可用浓氨水来检验Cl2 是否泄漏。该反应中被氧化和未被氧化的
NH3分子的个数比为 。
(2)喷射石灰乳等碱性物质可以减轻少量Cl2 泄漏造成的危害。Cl2 和石灰乳反应的化学方程式
是 。
(3)实验室常用烧碱溶液吸收Cl2 。若将Cl2 通入热的烧碱溶液中,可以得到 NaCl、NaClO 和NaClO3 的混合
液。当混合液中Cl- 和ClO-3的个数比为 15∶2 时,混合液中ClO-和ClO-3的个数比为 。
知识点 3: 次氯酸的性质
【典例 1】如图中 a、b、c、d、e、f 为含氯元素的物质。下列说法不正确的是
A.a、d 溶液均具有酸性,且 a 的酸性比 d 强
B.b、c 均能用于自来水消毒,f 可以用作环境消毒
C.b、d、f 均具有漂白性
D.实验室可用 e 为原料制备 O2
【典例 2】完成下列问题。
(1)氯气可直接用于自来水的消毒,氯气通入水中可用来杀菌消毒,其中杀菌消毒的物质是 (填化学
式);用少量氯气消毒的自来水养金鱼时,通常需要先将自来水晒一晒,其原因是 (用化学方程式
表示)。
(2)氯气可用来制取漂白粉,但干燥的氢氧化钙与氯气并不易发生反应,氯气只能被氢氧化钙所吸附。为此,
在工业上采用加入少许水的消石灰来进行氯化,其原因是 ;漂白粉也能用于消毒,其有效成分生
效的化学方程是 。
【变式 1】有关氯元素,下列叙述正确的是
A.若发生 Cl2泄漏,应立即向高处转移
B.光照下,新制氯水会产生气泡,该气体是 Cl2
C.Cl2的化学性质活泼,与 H2混合后会立即发生爆炸
D.漂白粉比 HClO 稳定,可露置在空气中长期保存
【变式 2】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.Cl2 能溶于水,可用于工业制盐酸 B.ClO2 有强氧化性,可用于水体消毒
C.HClO溶液显酸性,可用作漂白剂 D.NH4Cl受热易分解,可用作氮肥
-
【变式 3】已知 pH:H2CO3<HClO<HCO3 。下列实践活动对应离子方程式正确的是
A.用白醋擦拭洗手盆上的铁锈:6H++Fe2O3=2Fe3++3H2O
B.向 NaClO -溶液中通入少量 CO :ClO-2 +CO2+H2O=HClO+ HCO3
C.用石灰乳除去工业尾气中的氯气:Cl - - -2+2OH =Cl +ClO +H2O
D -.泡沫灭火器的原理:Al3++4 HCO3 =4CO2↑+ AlO
-
2 +2H2O
【变式 4】近期新型冠状病毒肺炎疫情在全球多地暴发,84 消毒液与漂白粉是大规模环境消毒剂之一。根
据所学知识回答下列有关问题:
(1)84 消毒液的有效成分的化学式为 ,制备它的化学方程式为 。
(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]中制取漂白粉,化学方程式为 ;漂白粉的有效成分的化学式
为 。
(3)漂白粉溶于水后,与空气中的 CO2作用,产生有漂白、消毒作用的次氯酸,反应的化学方程式
为 。
知识点 4:氯气的实验室制法及氯离子(Cl-)的检验
【典例 1】某品牌干燥剂中可能含有氧化钙、氯化钙和氢氧化钠中的两种物质,为探究其成分,“扬帆”活动
小组设计如下实验:取一定量的干燥剂样品加入足量水充分溶解,将所得溶液平均分成两份,分别编号为①
和②;向①中先加入过量的稀硝酸,后加入过量的硝酸银溶液;向②中加入过量的碳酸钠溶液,下列分析
不正确的是
A.若①中产生白色沉淀,则该干燥剂成分一定含有氯化钙
B.若①中无白色沉淀产生,则该干燥剂成分是氧化钙和氢氧化钠
C.若①和②中都产生白色沉淀,则该干燥剂成分是氯化钙和氧化钙
D.若①和②中都产生白色沉淀,准确称量两种沉淀的质量,通过计算就能确定此干燥剂的成分
【典例 2】实验室利用如图所示装置制备氯气,图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置,其
中错误的是
A.①②③ B.②③ C.②③④ D.②④
【典例 3】回答下列问题。
Ⅰ.利用纯净干燥的氯气和铜粉反应制备氯化铜。装置如图 1 所示,将分液漏斗中浓盐酸滴加到盛有固体二
氧化锰的烧瓶 A 中,微热后产生的气体依次通过装置 B 和装置 C,然后再通过加热的石英玻璃管 D(玻璃管
中预先放置铜粉)和球形干燥管 E,试回答:
(1)烧瓶 A 中发生的离子反应方程式: 。
(2)玻璃管 D 中发生反应的现象是 。
(3)干燥管 E 的作用是 。
(4)装置 B 中盛装的溶液为 ,其作用是 。
Ⅱ.甲同学为探究是否有漂白性。在 C 装置后连接如图 2 装置。
(5)通入Cl2 一段时间后,观察到 F 中布条 (填“褪色”或“不褪色”),G 中布条 (填“褪色”或“不
褪色”)。说明干燥的Cl2 (填“有”或“无”)漂白性。氯气可用来消灭田鼠,为此将氯气通过软管灌入
洞中,这是利用了氯气下列性质中的 。
①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④较易液化 ⑤溶解于水
A.②③ B.③④ C.①②③ D.③④⑤
【变式 1】如图所示是模拟制备氯水并检验 C12性质的装置(夹持装置略去,挥发的 HC1 较少)。下列说法正
确的是
A.烧瓶中固体试剂 X 应是 MnO2
B.水浴加热抽滤瓶能加快 Cl2与水反应速率,增大氯水中 HC1O 的浓度
C.干燥有色布条褪色,说明 Cl2分子有漂白性
D.装有 NaOH 溶液的烧杯可吸收尾气,防止污染
【变式 2】实验室制取Cl2 的实验原理及装置均正确的是
A.制取Cl2 B.除去Cl2 中的HCl C.收集Cl2 D.吸收尾气中的Cl2
A.A B.B C.C D.D
【变式 3】下列说法中正确的是
A.Cl-和 Cl2都有毒,可以用适宜的氧化剂氧化浓盐酸制取 Cl2
B.将 AgNO3溶液滴入某溶液中,若出现沉淀,则说明溶液中含有 Cl-
C.将 NaCl 溶液滴入 AgNO3溶液中或将氯气通入 AgNO3溶液中均会出现白色沉淀
D.含 Cl-的溶液和氯水一样均呈黄绿色
【变式 4】某化学兴趣小组利用 MnO2和浓盐酸及如图装置制备 Cl2。下列分析中不正确的是
A.①中可用分液漏斗代替长颈漏斗
B.①中缺少加热装置
C.②中盛放的 NaOH 溶液可以净化氯气
D.④中盛放的 NaOH 溶液可以吸收尾气
5 Cl- CO2- SO2- Na+ NH+【变式 】有一溶液含 、 2+ 2+3 、 4 、 、 4 、Cu 、Mg 七种离子中的某几种,为确定其成分,
现进行如下实验:
①向原溶液中滴加过量 NaOH 溶液,有白色沉淀产生;
②将①所得溶液加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;
③向原溶液中滴加 BaCl2溶液,无沉淀产生
④向原溶液中滴加 AgNO3溶液,有白色沉淀产生,再加稀稍酸白色沉淀不溶解。
回答下列问题:
(1)原溶液中一定含有的离子是 ,一定不含有的离子是 ,对于可能含有的离子进行检验
的方法是 。
(2)写出实验①、④中生成白色沉淀发生反应的离子方程式:② ;④ 。
(3)有同学认为实验④可以省略,你认为呢? (填可以”或“不可以”),并说明理由 。
【变式 6】实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气。根据要求回答下列问题。
(1)写出制取氯气的化学方程式 。
(2)为了防止氯气污染环境,图中溶液 E 中发生的离子反应方程式 。
(3)图中 C 中盛放的是液体是 ,作用是 。
(4)由于氯气贮存运输不方便,工业上常将氯气转化为漂白粉,在空气中漂白粉长期存放会变质而失效的原
理是(用化学方程式说明) ; 。
【变式 7】已知实验室常用二氧化锰粉末和浓盐酸制取氯气,其反应的化学方程式为:
Δ
MnO2 + 4HCl 浓 MnCl2 + Cl2 +2H2O ,某实验小组用下图所示装置制取纯净干燥的氯气。
回答下列问题:
(1)装置 B 的目的是除去氯气中的 (填化学式)。
(2)在制取氯气的反应中,浓盐酸表现了酸性和 性(填“氧化”或“还原”)。
(3)为了防止污染空气,在E烧杯中盛装冷的NaOH 溶液,吸收氯气后的溶液具有漂白性。
①该漂白性溶液的有效成分是 (填名称)。
②检验该漂白性溶液中是否含有Cl-的方法是:先取少量被检测的溶液中于试管中,滴入适量稀硝酸,使其
酸化,再 ,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有Cl-。生成白色沉淀时,发生反应的离子方
程式为 。
(4)为探究Cl2 的性质,某同学设计了如下实验:能看到红色布条褪色的装置是 (填“A”或“B”)。
【变式 8】某校化学兴趣小组拟用浓盐酸与二氧化锰加热反应,制取并收集两瓶干燥、纯净的氯气。为防止
换集气瓶时生成的氯气外逸污染空气,设计了如下装置:
(1)写出Ⅰ装置烧瓶中发生反应的离子方程式: 。
(2)裝置Ⅱ中盛放的药品是 ,其作用是 ;装置Ⅲ中盛放的药品是浓硫酸的作用是 。
(3)实验开始时,先 a b(填“关闭”或“打开”,下同);集满一瓶氯气时,为减少换集气瓶时
氯气的外逸,再 a b,换好集气瓶后,继续收集氯气。
(4)兴趣小组的某些同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气,你认为其中恰当的是
(填字母)。
A.浓硫酸 B.氢氧化钙溶液 C.氢氧化钠溶液
【变式 9】实验室用如下装置制取氯气,并用氯气进行实验。回答下列问题:
(1) A 中盛有浓盐酸,B中盛有MnO2,该反应的化学方程式为 。
(2) E中为干燥的有色布条,F中为湿润的有色布条。
①可观察到的现象是 。
②对比E和F中现象的差异可得出的结论及解释是 。
(3)装置 C 和 D 中的试剂分别为 。
(4)装置 G 中发生反应的离子方程式为 。
(5)用离子方程式表示试剂 X 的作用: 。
(6)家庭中常用消毒液(主要成分为NaClO )与洁则灵(主要成分为盐酸)清洁卫生。某品牌消毒液包装上说明如
图:
主要事项:
1.本品对棉织品有漂白脱色作用,对金属制品有腐蚀作用。
2.密封保存,请勿与洁厕灵同时使用。
3.保质期为 1 年。
“与洁厕灵同时使用”会产生有毒的氯气,该反应的离子方程式为 。
【变式 10】某校化学兴趣小组为研究 Cl2 的性质,设计如图所示装置进行实验,装置Ⅲ中夹持装置已略去,
其中 a 为干燥的品红试纸,b 为湿润的品红试纸。
(1)实验室以二氧化锰和浓盐酸制备 Cl2 的化学方程式为 。
(2)仪器 c 的名称为 ,装置Ⅱ的作用是 。
(3)若产生的 Cl2 足量,实验过程中装置Ⅳ的实验现象为 。
(4)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到 b 的红色褪去,但是并未观察到“a 无明显变化”这一预期现象,
为达到这一目的,你认为还需在装置Ⅱ与Ⅲ之间添加图中的 装置(填序号)。
知识点 5:氯水的成分与性质
【典例 1】在探究新制氯水成分的实验中,根据下列方法和现象,所得结论不正确的是
选项 方法 现象 结论
A 向红色纸条上滴加新制氯水 红色纸条褪色 氯水中含有Cl2
B 观察新制氯水颜色 呈黄绿色 氯水中含有Cl2
C 向Na2CO3粉末中滴加足量新制氯水 有气泡产生 氯水中含有H+
D 向新制氯水中滴加硝酸酸化的AgNO -3溶液 有白色沉淀产生 氯水中含有Cl
A.A B.B C.C D.D
【典例 2】为探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质,某化学兴趣小组做了如下实验:
(1)观察氯水颜色,发现氯水呈黄绿色,证明氯水中含有的粒子是 (填化学式或离子符号,下同)。
(2)向氯水中滴入碳酸钠溶液,有气体生成,说明氯水中含有的粒子是 。
(3)在盛有氯水的试管中的有色布条褪色,说明氯水中含有的粒子是 。
(4)将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,溶液显红色,起作用的微粒是 ,过一会儿,溶液的颜色褪去,起作
用的微粒是 。
(5)向氯水中滴加硝酸银溶液有白色沉淀生成,证明氯水中含有的粒子是 。
(6)氯水经光照后,颜色逐渐消失,并放出的气体是 ,溶液的酸性 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
【变式 1】常温下氯气能溶解于水,得到的氯水中既含有 Cl2、H2O、HClO 分子,也含有 H+、Cl-、ClO-等
离子。这说明
A.氯气能与 H2O 反应生成盐酸和次氯酸
B.盐酸不能与次氯酸反应生成氯气和 H2O
C.盐酸不能完全电离成 H+和 Cl-
D.次氯酸能完全电离成 H+和 ClO-
【变式 2】在新制氯水中存在多种分子和离子,下列实验现象和结论一致且正确的是
A.加入石蕊试液,溶液先变红后褪色,说明溶液中有 HCl
B.光照新制氯水有气泡逸出,该气体一定是 O2
C.使红色布条褪色,说明有 Cl2
D.向碳酸钠溶液中滴加新制氯水,有气泡产生,说明溶液中有 HClO
【变式 3】在新制氯水中存在多种分子和离子,下列实验现象和结论一致且正确的是
A.新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰,说明有 Cl2
B.加入石蕊溶液,溶液变红,说明该溶液一定不含 OH-
C.将 KHCO3固体加入新制的氯水中,有气泡产生,说明有 HClO
D.光照新制氯水有气泡逸出,该气体一定是 O2
【变式 4】在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有 Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的 AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有 Cl-
C.向氯水中加入 NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有 H+
D.久置的氯水导电能力增强,说明溶液中离子种类增多
【变式 5】根据氯气及氯的化合物的相关知识,回答下列问题(用化学式或离子符号填写)
(1)氯气与水反应得到的新制氯水含多种微粒。下列现象是由新制氯水中哪种微粒引起的。
①使氯水呈现黄绿色的是 ,②能使 AgNO3溶液产生白色沉淀的是 ,③能使紫色石蕊试液显红
色的是 ,④能使红色布条褪色的是 。
(2)反应 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl 可用于氯气管道的检漏,在该反应中,氧化剂为 ,氧化产物为 ,
氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)氯气可以用于制备漂白粉,漂白粉中的有效成分为
(4)在抗击新冠疫情中,"84"消毒液发挥了重要作用。但若将"84"消毒液(主要成分 NaClO)与洗厕剂洁厕灵(主
要成分盐酸)混合使用,则会产生氯气,其反应的离子方程式为 。
【变式 6】在新制氯水中的各种微粒中:
(1)能使 AgNO3溶液产生白色沉淀的是 ;
(2)能使紫色石蕊试液显红色的是 ;
(3)能使红色布条褪色的是 ;
(4)能使无水 CuSO4变蓝的是 ;
(5)能与 NaHCO3溶液反应放出气体的是 。