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第二章
整理与提升
章复习
目 标 导 航
学习目标 知识体系
1. 通过电解饱和食盐水，了解氯碱工业的原理 2. 通过实验活动了解用一定物质的量浓度的浓溶液配制稀溶液
关键能力
1. 电解饱和食盐水实验分析(装置如图)。
电解饱和食盐水——氯碱工业的原理
1
(1) 实验步骤
①接通电源。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2 min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。
②取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。
③关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液的颜色。
(2) 实验分析
序号 实验现象 结论
步骤① 出现爆鸣声 a管中气体为______
步骤② 产生黄绿色的气体 b管中气体为_________
步骤③ 铁棒端溶液变红，石墨棒端溶液不变色 U形管左端溶液_________
(3) 实验结论
根据实验推断电解饱和食盐水的产物是_____________________。
H2
Cl2
显碱性
H2、Cl2、NaOH
2. 氯碱工业
(1) 氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取Cl2等产品的工业过程。
(2) 工业制取氯气的反应原理：_______________________________________。
产品Cl2和H2可用于制盐酸，Cl2和NaOH可用于制漂白液。
1. 工艺流程
侯德榜制碱法的原理
2
2. 注意事项
(1) 在冷却的条件下，先将______通入饱和食盐水，再通入_________。
(2) 主要反应原理：
沉淀池中发生反应：①NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓
(3) 循环 Ⅰ 的设计使氯化钠的利用率提高。
(4) 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。通氨气的作用：
②使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度。
氨气
CO2
例1 我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图(部分物质已略去)：
已知：氨气极易溶于水，无水氯化钙可与NH3反应生成固体CaCl2·8NH3。
(1) 写出过程①的化学方程式：_________________________________________ ________。原料有两种气体，应先通入_________(填“CO2”或“NH3”)，原因是________________________________________________________________________________。
(2) 某同学用如下图装置模拟工业过程①。实验时，须从___管通入NH3(填“a”或“b”)，装置c的作用是_________________________。
NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl
NH3
因为氨气的溶解度远大于CO2，先通NH3，溶液显碱性，可增大CO2的溶解度，提高产率
a
吸收氨气，防止空气污染
(3) 若在实验室进行过程③，实验操作的名称是______。
(4) 侯氏制碱法工业生产过程中，可循环利用的物质是_____、___________。
过滤
CO2
饱和食盐水
[思维过程]
1. 有效氯的含义：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
有关有效氯的计算
3
42.1%
分类悟法
知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨电极)。
1
图1 图2
(1) 图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是______(填化学式)，U形管___(填“左”或“右”)边的溶液变红。
(2) 利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成
分，则c为电源的______极；该发生器中反应的总离子方程式为_________________ _____________。
【解析】(1) 图1中，与电源正极相连的电极上产生氯气；与电源负极相连的电极上产生氢气，同时生成NaOH。(2) 要制取“84”消毒液，应创造氯气和氢氧化钠反应生成NaClO的环境，为了使反应更充分，则下面电极生成氯气，上面电极附近有NaOH生成，则c为负极，d为正极。
H2
右
负
ClO－＋H2↑
侯德榜提出的联合制碱法得到世界各国认可，其工业流程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A. 进行反应1时，向饱和食盐水中先通入NH3，再通入CO2
B. 试剂X可以是NaCl或者HCl，均有利于NaHCO3析出
C. 操作1为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D. 副产物可以用作肥料使用
2
B
【解析】进行反应1时，向饱和食盐水中先通入NH3增强溶液碱性，从而增大CO2溶解度，A正确；试剂X可以是NaCl或者HCl，增大c(Cl－)有利于NH4Cl析出，B错误；通过降温减小NH4Cl溶解度可促进结晶，操作1为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，C正确；副产物NH4Cl属于氮肥，D正确。
含氯消毒剂在生活中功不可没。
(1) 实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2的离子方程式为______________________
__________________________。
(2) ClO2是新型的自来水消毒剂，某研究小组用如图装置制备少量ClO2(夹持装置已略去)。
3
MnO2＋4H＋＋2Cl－
已知：常温下ClO2极不稳定，易溶于水但不与水反应，易挥发、易爆的气体，沸点为11 ℃。
①产物ClO2中Cl元素的化合价是______。
②以NaClO3和HCl为原料，制得ClO2和Cl2，反应的化学方程式为_________________________________________________。
③装置A中盛放NaClO3的仪器名称为____________，装置B中的冰水浴的作用是_____________________________。产物气被集气瓶中盛放的稳定剂(某混合盐溶液)吸收。
＋4
2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋2H2O＋2NaCl＋Cl2↑
圆底烧瓶
分离Cl2和ClO2，收集ClO2
3
1
6
6
1
3
5
2.6
B
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学习目标 知识体系
1. 通过电解饱和食盐水，了解氯碱工业的原理2. 通过实验活动了解用一定物质的量浓度的浓溶液配制稀溶液
电解饱和食盐水——氯碱工业的原理
1. 电解饱和食盐水实验分析(装置如图)。
(1) 实验步骤
①接通电源。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2 min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。
②取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。
③关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液的颜色。
(2) 实验分析
序号 实验现象 结论
步骤① 出现爆鸣声 a管中气体为H2
步骤② 产生黄绿色的气体 b管中气体为Cl2
步骤③ 铁棒端溶液变红，石墨棒端溶液不变色 U形管左端溶液显碱性
(3) 实验结论
根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH。
2. 氯碱工业
(1) 氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取Cl2等产品的工业过程。
(2) 工业制取氯气的反应原理：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
产品Cl2和H2可用于制盐酸，Cl2和NaOH可用于制漂白液。
侯德榜制碱法的原理
1. 工艺流程
2. 注意事项
(1) 在冷却的条件下，先将氨气通入饱和食盐水，再通入CO2。
(2) 主要反应原理：
沉淀池中发生反应：①NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓
煅烧炉中发生反应：②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(3) 循环 Ⅰ 的设计使氯化钠的利用率提高。
(4) 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。通氨气的作用：
①增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出；
②使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度。
例1 我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图(部分物质已略去)：
已知：氨气极易溶于水，无水氯化钙可与NH3反应生成固体CaCl2·8NH3。
(1) 写出过程①的化学方程式：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl。原料有两种气体，应先通入NH3(填“CO2”或“NH3”)，原因是因为氨气的溶解度远大于CO2，先通NH3，溶液显碱性，可增大CO2的溶解度，提高产率。
(2) 某同学用如下图装置模拟工业过程①。实验时，须从a管通入NH3(填“a”或“b”)，装置c的作用是吸收氨气，防止空气污染。
(3) 若在实验室进行过程③，实验操作的名称是过滤。
(4) 侯氏制碱法工业生产过程中，可循环利用的物质是CO2、饱和食盐水。
[思维过程]
有关有效氯的计算
1. 有效氯的含义：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
2. 计算：有效氯＝×35.5。
3. 举例
(1) Cl2有效氯：×35.5＝1。
(2) NaClO有效氯：×35.5≈0.953。
(3) ClO2有效氯：×35.5≈2.63。
(4) NaClO2有效氯：×35.5≈1.57。
例2 有效氯含量是衡量次氯酸盐氧化能力的重要指标。次氯酸盐的有效氯含量可用次氯酸盐与盐酸反应所生成的氯气的质量来表示(ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O)，有效氯含量＝×100%。计算理论上碱式次氯酸镁[Mg2ClO(OH)3·H2O]的有效氯含量为42.1%(结果保留一位小数)。
【解析】已知ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，则1 mol碱式次氯酸镁可以生成1 mol Cl2，则理论上碱式次氯酸镁的有效氯含量为×35.5×100%≈42.1%。
知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨电极)。
图1 图2
(1) 图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是H2(填化学式)，U形管右(填“左”或“右”)边的溶液变红。
(2) 利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分，则c为电源的负极；该发生器中反应的总离子方程式为Cl－＋H2OClO－＋H2↑。
【解析】(1) 图1中，与电源正极相连的电极上产生氯气；与电源负极相连的电极上产生氢气，同时生成NaOH。(2) 要制取“84”消毒液，应创造氯气和氢氧化钠反应生成NaClO的环境，为了使反应更充分，则下面电极生成氯气，上面电极附近有NaOH生成，则c为负极，d为正极。
侯德榜提出的联合制碱法得到世界各国认可，其工业流程如图所示：
下列说法不正确的是(B)
A. 进行反应1时，向饱和食盐水中先通入NH3，再通入CO2
B. 试剂X可以是NaCl或者HCl，均有利于NaHCO3析出
C. 操作1为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D. 副产物可以用作肥料使用
【解析】进行反应1时，向饱和食盐水中先通入NH3增强溶液碱性，从而增大CO2溶解度，A正确；试剂X可以是NaCl或者HCl，增大c(Cl－)有利于NH4Cl析出，B错误；通过降温减小NH4Cl溶解度可促进结晶，操作1为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，C正确；副产物NH4Cl属于氮肥，D正确。
含氯消毒剂在生活中功不可没。
(1) 实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
(2) ClO2是新型的自来水消毒剂，某研究小组用如图装置制备少量ClO2(夹持装置已略去)。
已知：常温下ClO2极不稳定，易溶于水但不与水反应，易挥发、易爆的气体，沸点为11 ℃。
①产物ClO2中Cl元素的化合价是＋4。
②以NaClO3和HCl为原料，制得ClO2和Cl2，反应的化学方程式为2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋2H2O＋2NaCl＋Cl2↑。
③装置A中盛放NaClO3的仪器名称为圆底烧瓶，装置B中的冰水浴的作用是分离Cl2和ClO2，收集ClO2。产物气被集气瓶中盛放的稳定剂(某混合盐溶液)吸收。
④装置C的烧杯中混合液的作用是吸收尾气，配平离子方程式：3Cl2＋1I－＋6OH－===6Cl－＋1IO＋3H2O。
(3) 有效氯可用于衡量含氯消毒剂的消毒能力，Cl2的有效氯＝有效系数×含氯量＝＝1，其中2是有效系数即Cl2分子夺取电子数，含氯量为氯的相对原子量与消毒剂分子量的比值。已知理论上ClO2杀菌消毒的最终产物为Cl－，则ClO2的有效系数为5，其有效氯为2.6(保留1位小数)。
(4) ClO2在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐(ClO)，需将其转化为Cl－除去。下列试剂中，可将ClO转化为Cl－的是B(填字母)。
A. NaOH B. FeSO4
C. O2
【解析】(2) ①产物ClO2中O元素为－2价，Cl元素的化合价是＋4。③盛放NaClO3仪器的名称为圆底烧瓶，由ClO2的制备反应可知，产生的ClO2中含有氯气，ClO2易液化，可以通过冰水浴分离Cl2和ClO2，收集ClO2。(3) 结合得失电子数以及化合价变化，ClO2中Cl元素由＋4价降低到－1价，得5个电子，则系数为5，其有效氯为5×≈2.6。(4) ClO2中Cl元素由＋4价降低到－1价，得5个电子，具有氧化性，则需要添加具有还原性的物质，FeSO4具有还原性，故选B。章复习 整理与提升
学习目标 知识体系
1. 通过电解饱和食盐水，了解氯碱工业的原理2. 通过实验活动了解用一定物质的量浓度的浓溶液配制稀溶液
电解饱和食盐水——氯碱工业的原理
1. 电解饱和食盐水实验分析(装置如图)。
(1) 实验步骤
①接通电源。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2 min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。
②取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。
③关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液的颜色。
(2) 实验分析
序号 实验现象 结论
步骤① 出现爆鸣声 a管中气体为________
步骤② 产生黄绿色的气体 b管中气体为________
步骤③ 铁棒端溶液变红，石墨棒端溶液不变色 U形管左端溶液_______________________________________________________
(3) 实验结论
根据实验推断电解饱和食盐水的产物是__________________。
2. 氯碱工业
(1) 氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取Cl2等产品的工业过程。
(2) 工业制取氯气的反应原理：________________________________。
产品Cl2和H2可用于制盐酸，Cl2和NaOH可用于制漂白液。
侯德榜制碱法的原理
1. 工艺流程
2. 注意事项
(1) 在冷却的条件下，先将____________通入饱和食盐水，再通入____________。
(2) 主要反应原理：
沉淀池中发生反应：①NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓
煅烧炉中发生反应：②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(3) 循环 Ⅰ 的设计使氯化钠的利用率提高。
(4) 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。通氨气的作用：
①增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出；
②使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度。
例1 我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图(部分物质已略去)：
已知：氨气极易溶于水，无水氯化钙可与NH3反应生成固体CaCl2·8NH3。
(1) 写出过程①的化学方程式：______________________________。原料有两种气体，应先通入________(填“CO2”或“NH3”)，原因是_______________________________________________。
(2) 某同学用如下图装置模拟工业过程①。实验时，须从________管通入NH3(填“a”或“b”)，装置c的作用是________________。
(3) 若在实验室进行过程③，实验操作的名称是________。
(4) 侯氏制碱法工业生产过程中，可循环利用的物质是________、________。
[思维过程]
有关有效氯的计算
1. 有效氯的含义：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
2. 计算：有效氯＝×35.5。
3. 举例
(1) Cl2有效氯：×35.5＝1。
(2) NaClO有效氯：×35.5≈0.953。
(3) ClO2有效氯：×35.5≈2.63。
(4) NaClO2有效氯：×35.5≈1.57。
例2 有效氯含量是衡量次氯酸盐氧化能力的重要指标。次氯酸盐的有效氯含量可用次氯酸盐与盐酸反应所生成的氯气的质量来表示(ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O)，有效氯含量＝×100%。计算理论上碱式次氯酸镁[Mg2ClO(OH)3·H2O]的有效氯含量为________(结果保留一位小数)。
知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨电极)。
图1 图2
(1) 图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是________(填化学式)，U形管________(填“左”或“右”)边的溶液变红。
(2) 利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分，则c为电源的________极；该发生器中反应的总离子方程式为_________________________________________________。
侯德榜提出的联合制碱法得到世界各国认可，其工业流程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A. 进行反应1时，向饱和食盐水中先通入NH3，再通入CO2
B. 试剂X可以是NaCl或者HCl，均有利于NaHCO3析出
C. 操作1为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D. 副产物可以用作肥料使用
含氯消毒剂在生活中功不可没。
(1) 实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2的离子方程式为________________。
(2) ClO2是新型的自来水消毒剂，某研究小组用如图装置制备少量ClO2(夹持装置已略去)。
已知：常温下ClO2极不稳定，易溶于水但不与水反应，易挥发、易爆的气体，沸点为11 ℃。
①产物ClO2中Cl元素的化合价是________。
②以NaClO3和HCl为原料，制得ClO2和Cl2，反应的化学方程式为______________________
________________________。
③装置A中盛放NaClO3的仪器名称为________，装置B中的冰水浴的作用是________。产物气被集气瓶中盛放的稳定剂(某混合盐溶液)吸收。
④装置C的烧杯中混合液的作用是吸收尾气，配平离子方程式：________Cl2＋________I－＋________OH－===________Cl－＋________IO＋________H2O。
(3) 有效氯可用于衡量含氯消毒剂的消毒能力，Cl2的有效氯＝有效系数×含氯量＝＝1，其中2是有效系数即Cl2分子夺取电子数，含氯量为氯的相对原子量与消毒剂分子量的比值。已知理论上ClO2杀菌消毒的最终产物为Cl－，则ClO2的有效系数为________，其有效氯为________(保留1位小数)。
(4) ClO2在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐(ClO)，需将其转化为Cl－除去。下列试剂中，可将ClO转化为Cl－的是________(填字母)。
A. NaOH B. FeSO4
C. O2
