第四章第二节 富集在海水中的元素-氯 同步辅导与测试
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| 名称 | 第四章第二节 富集在海水中的元素-氯 同步辅导与测试 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 286.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2010-10-14 20:56:00 | ||
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文档简介
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第四章 非金属及其化合物
第二节 富集在海水中的元素——氯
【本节学习要点】
1．了解氯的存在和氯原子的结构；2.掌握氯气的物理性质、化学性质，了解Cl2的主要用途；
3．了解次氯酸和漂白粉的性质和应用；4.掌握Cl－的检验
重难点一、氯水的成分和性质
1．反应原理及成分
Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
HClOH＋＋ClO－
2HClO光照2HCl＋O2↑
新制氯水中，所含的分子有：Cl2、H2O、HClO；离子有：H＋、Cl－、ClO－、OH－(少量)。
2．氯水的性质
氯水的多种成分决定了它具有多重性质：
①Cl2的强氧化性：与活泼金属(如Mg)，还原性离子或分子(如S2－、I－、HS－、Fe2＋等)反应，如
Cl2＋2KII2＋2KCl
Cl2＋H2S2HCl＋S↓
Cl2＋2FeCl22FeCl3
②HCl的强酸性：与弱酸盐Na2CO3、CaCO3、NaHCO3等反应
如：CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑
HClO酸性弱于H2CO3，与CaCO3不反应。
③HClO的强氧化性：漂白、杀菌、消毒；弱酸性
④Cl－的性质：与Ag＋生成白色沉淀AgCl。
在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，例如
另外，氯水呈黄绿色是因为新制氯水中含Cl2分子；新制氯水有刺激性气味是氯水中溶解的Cl2可挥发出来，有些反应中还会表现多种成分的性质。氯水与不同试剂发生反应，氯水所表现哪种性质，必须视具体情况确定。现列表如下：
参与反应的微粒 所加试剂成药品 实验现象 离子方程式或解释
Cl－ AgNO3溶液 白色沉淀 Cl－＋Ag＋=AgCl↓
H＋ Na2CO3固体 有气泡产生 2H＋＋CO2＝CO2↑＋H2O
HClO
有色布条 布条颜色褪去 发生氧化还原反应
Cl2 FeCl2溶液 溶液变棕黄色 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－
Cl2、H2O SO2 黄绿色褪去 SO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SO2－4
HClO、H＋Cl2、H＋ 石蕊试液后褪色镁粉 先变红氯水的颜色褪去并有气泡产生 酸性和漂白性
Cl2＋H2O= HCl＋HClOMg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑
3.液氯和氯水的比较
液氯 新制氯水 久置氯水
成分 Cl2 Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、H2O、OH－ H＋、Cl－、H2O
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性、无漂白性
特别提醒
①久置氯水成分与性质分析：氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋HClO，久置氯水中因发生2HClO光,2HCl＋O2↑，随HClO的消耗，最后成为盐酸，久置氯水酸性增强，无漂白性。
②氯水的保存：密封保存在棕色试剂瓶中，并放在阴暗处。
③Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性的原因是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性，使有色物质被氧化而褪色。
④氯水能导电，但氯水是混合物，液氯是单质，它们既不是电解质，也不是非电解质。
⑤离子共存问题：ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。
4．HClO、Na2O2(H2O2)、Ca(ClO)2、活性炭的漂白性比较
漂白剂 氯水(HClO) Na2O2 Ca(ClO)2 活性炭
漂白原理 氧化漂白 氧化漂白 氧化漂白 吸附漂白
紫色石蕊试液 先变红后褪色 先变蓝后褪色 褪色 褪色
重难点二、氯气与碱的反应
1．常温下，Cl2与碱反应的化学方程式的一般模式
Cl2＋碱＝次氯酸盐＋金属氯化物＋水
Cl2作氧化剂和还原剂，氧化剂与还原剂的质量比为1∶1
2．氯气与强碱溶液反应的本质
Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O
3．氯气与强碱反应的利用
(1)制漂白液：Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O
(2)吸收多余的Cl2用NaOH溶液
(3)制漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
由于Ca(OH)2溶解度小，制备时用石灰乳而不用石灰水。
4．漂白粉的有关问题
(1)漂白原理
Ca(ClO)2与空气中的H2O和CO2反应
Ca(ClO)2＋H2O＋CO2CaCO3↓＋2HClO
在溶液中：Ca2＋＋2ClO－＋H2O＋CO2CaCO3↓＋2HClO，该反应可证明HClO酸性比H2CO3的酸性弱。
(2)保存方法：由于漂白粉久置空气中易与空气中的H2O、CO2反应生成HClO，HClO易分解失效，其方程式表示为
Ca(ClO)2＋CO2＋H2OCaCO3↓＋2HClO,2HClO光照,2HCl＋O2↑，由此可确定漂白粉的保存方法为：
密封(隔绝空气)保存于避光干燥阴凉处。
(3)向漂白粉溶液中加稀盐酸能增强其漂白性，原因是Ca(ClO)2＋2HClCaCl2＋2HClO，用离子方程式表示为ClO－＋H＋HClO，HClO浓度增大。
(4)ClO－遇稀盐酸生成HClO，遇浓HCl生成Cl2，ClO－＋H＋＋Cl－Cl2↑＋H2O，洗厕灵(浓HCl)与84消毒液(主要成分为NaClO)混合生成Cl2。
重难点三、氯气的实验室制法
1．反应原理
4HCl(浓)＋MnO2△MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
MnO2＋4HCl(浓)△M得1×2e－nCl2＋Cl失去2×e－2↑＋2H2O
氧化剂：MnO2，还原剂：HCl
离子方程式MnO2＋4H＋＋2Cl－△,Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
注意 ①MnO2与浓HCl在加热条件下反应，与稀HCl或不加热时，均不反应，因浓HCl随反应进行变稀，故盐酸不能完全反应。②浓HCl一部分作还原剂，一部分起酸性作用。③应缓缓加热，防止盐酸挥发。
2．仪器装置：固＋液△,气
主要仪器：铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等．装置如下图所示
说明 C装置的作用是除去Cl2中的HCl，D装置的作用是干燥Cl2，F装置的作用是吸收多余的Cl2。
3．收集方法
(1)向上排空气法(Cl2密度大于空气)。
(2)排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)．
4．验满方法
将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已经集满。
5．尾气处理
Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。
特别提醒
(1)气体的制备装置一般包括：气体发生气体净化气体收集尾气吸收
(2)气体净化装置的选择依据：反应物状态，反应条件
气体收集的选择依据：气体的密度、溶解性及在空气中的稳定性。
(3)不用Ca(OH)2溶液吸收多余的Cl2，因为Ca(OH)2的溶解度小，吸收Cl2不彻底。
题型1氯水的性质
【例1】 常用氯气给自来水消毒，某同学用自来水配制下列物质的溶液，会产生明显
药品变质的是( )
①FeCl2 ②AgNO3 ③Na2CO3 ④AlCl3 ⑤KI ⑥石蕊试液
A．①②④ B.①②③⑤⑥
C．①②④⑥ D.全部
解析 氯水中含有Cl 2、H2O、HClO、H＋、Cl－等，Cl2氧化FeCl2、KI；Cl－与AgNO3反应；H＋与Na2CO3反应；石蕊试液先遇H＋变红后被HClO氧化而褪色，Al3＋与这些微粒不反应。故只有④不会产生明显的药品变质。
答案 B
氯水中加入FeCl2、KI、NaBr、Na2S、Na2SO3或通入SO2、H2S等还原性物质时，起氧化作用的是Cl2而不是HClO。氯水具有漂白作用是因为氯水中含有HClO，HClO具有强氧化性，而Cl2没有漂白性。
归纳整合
氯水的性质表现
(1)氯水含有HClO，常用于漂白、杀菌、消毒等。(2)氯水含有Cl2，能与还原性物质发生反应。(3)在氯水中加入指示剂，先因H＋的存在而变色，然后被HClO氧化而褪色。(4)Ag＋与氯水中的Cl－反应生成白色沉淀，而碳酸盐与氯水反应则因H＋的存在而放出CO2。(5)光照氯水时，因HClO易分解而放出O2。
题型2 Cl－的检验
【例2】 氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢，为了防止事故发生，使用前要检验氯仿是否变质，应选用的检验试剂是( )
A．水 B.硝酸银溶液
C．氢氧化钠溶液 D.KI溶液
解析 根据已有的知识和题目所给信息，要检查CHCl3是否变质，只要检验是否有HCl生成即可。HCl溶于水得盐酸，含有氯离子，所以可用硝酸银溶液来检验。
答案 B
CHCl3、CCl4不溶于水，不能电离出Cl－，KClO3、Ca(ClO)2溶于水，但不能电离出Cl－，加AgNO3溶液和稀HNO3不能生成白色沉淀AgCl。
拓展提升
思考 1.怎样用实验方法证明KClO3中含有氯元素？
2．某溶液中同时存在Cl－、SO、Ag2SO4为难溶于水的白色沉淀，如何检验溶液中含有Cl－？
思路点拨 1.在KClO3中存在K＋和ClO，要证明KClO3中含有氯元素，需思考的问题是如何才能使ClO转化为Cl－，通过检验Cl－来证明KClO3中存在氯元素。
2．检验Cl－时，为防止SO的干扰，应选择试剂将SO转化为BaSO4沉淀除去，再检验Cl－。
答案 1.将KClO3与MnO2混合并加热，然后将残余固体溶于水，过滤，向滤液中滴加AgNO3溶液和稀硝酸，若有白色沉淀生成，则说明KClO3中含有氯元素。
2．先向少许待测溶液中加入定量的Ba(NO3)2溶液，静置，取上层清液滴加AgNO3溶液和稀HNO3，若有白色沉淀生成，则证明含有Cl－。
题型3 Cl2与碱反应的计算
【例3】 一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100 mL 3.00 mol/L的NaOH溶液(密度为1.12 g/mL)恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.05 mol。
(1)原NaOH溶液的质量分数为________。
(2)所得溶液中Cl－的物质的量为________mol。
(3)所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n(Cl2)∶n(H2)＝________。
解析 (1)n(NaOH)＝0.1 L×3.00 mol/L＝0.3 mol，
故NaOH的质量为m1(NaOH)＝0.3 mol×40 g·mol－1＝12 g，溶液的质量为m2＝100 mL×1.12 g·mL－1＝112 g。
所以NaOH溶液的质量分数为w(NaOH)＝×100%＝×100%＝10.7%。
(2)根据Na守恒n(NaCl)＝n(NaOH)－n(NaClO)＝0.3 mol－0.05 mol＝0.25 mol，即n(Cl－)＝0.25 mol。
(3)从所给物质间的反应情况看，可以将原来的Cl2分为两部分，一部分发生反应①H2＋Cl22HCl，此部分转化为NaCl，另一部分发生反应②Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O，从反应②可推出该部分Cl2的物质的量n1(Cl2)＝n(NaClO)＝0.05 mol，
根据NaOH守恒发生反应①的Cl2为
n2(Cl2)＝[n(NaOH)－n(NaClO)×2]/2
＝(0.3 mol－0.05 mol×2)/2＝0.1 mol，
此部分需要H2也为0.1 mol，即n(H2)＝0.1 mol，
因此参加反应的Cl2和H2物质的量之比为＝＝3∶2。
答案 (1)10.7% (2)0.25 (3)3∶2
解题时要运用好守恒关系，特别是最后所得溶液中溶质为NaCl、NaClO，则n(NaOH)＝n(NaCl)＋n(NaClO)＝2n(Cl2)，n(Na＋)＝n(Cl－)，＋n(ClO－)。
题型4物质制备的实验设计与评价
【例4】 现用浓盐酸、MnO2共热制Cl2，并用Cl2和Ca(OH)2反应制少量漂白粉。现已知反应2Cl2＋2Ca(OH)2
Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O，该反应为放热反应，温度稍高即发生副反应6Cl2＋6Ca(OH)25CaCl2＋Ca(ClO3)2＋6H2O。甲、乙、丙三人分别设计三个实验装置，如图所示。
(1)请从：a不容易控制反应速率；b容易控制反应速率；c有副反应发生；d可防止副反应发生；e污染环境；f可防止污染环境，几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作出评价，并选择符合题目要求的选项填在表中的空格内。
优点 缺点
甲装置
乙装置
丙装置
(2)图中甲由A、B两部分组成，乙由C、D、E三部分组成，丙由F、G组成，从上述甲、乙、丙三套装置中选出合理的部分(按气流从左到右的方向)组装一套较完善的实验装置(填所选部分的编号) 。
(3)实验中若用12 mol·L-1的浓盐酸10 mL与足量的MnO2反应，最终生成Ca(ClO)2的物质的量总小于0.015 mol，其可能的主要原因是______________________________(假定各步反应均无反应损耗且无副反应发生)。
解析 本题综合性较强，既要熟悉Cl2的制法，又要抓住题给信息，应用理论知识采取相应的实验措施。
根据题给药品，制Cl2应选用装置C或F。由信息可知Cl2与Ca(OH)2反应为放热反应，且温度高时易发生副反应，所以制漂白粉时应采取降温措施。澄清石灰水中含Ca(OH)2很少，应用消石灰。当然Cl2有毒，故需要进行尾气处理。
根据MnO2＋4HCl(浓)△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
12 mol·L－1×0.01 L＝0.12 mol的浓盐酸可生成Cl2
＝0.03 mol，即理论上生成Ca(ClO)2为0.015 mol。但由于随着反应的进行，盐酸浓度变小，而MnO2不能氧化稀盐酸。
答案 (1)甲：d ae 乙：bf c 丙：b ce
(2)C(F)、B、E (3)MnO2只能氧化浓盐酸，随着反应进行，c(Cl－)减小，还原性减弱，反应不能继续进行。再就是最后有部分Cl2滞留在容器中，不能完全反应
思考时应注意两方面问题：一是如何用已有知识选择正确的制气装置、反应装置及尾气吸收装置，以及如何选择反应物。与Cl2反应制漂白粉的原料应是消石灰，石灰水太稀。二是注意题目中的新信息和新情况。如Cl2与Ca(OH)2反应的放热反应及由于高温而产生的副
反应，要想到用冷却来解决这一矛盾；第二个新情况是浓盐酸的变稀问题。号
1．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是( )
A．用干燥的蓝色石蕊试纸
B．用干燥的有色布条
C．把气体通入硝酸银溶液
D．用湿润的淀粉碘化钾试纸
答案 D
解析 氯化氢气体遇水时才体现酸性，氯气遇到水并与其反应时才体现酸性及强氧化性使有机色素漂白，故A、B均不正确。氯化氢、氯气通入硝酸银溶液时，均产生白色沉淀，则C项也不正确。氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，而氯化氢无此性质。
2．下列关于氯水的叙述，正确的是( )
A．新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸变红
C．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2
D．氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将增强
答案 D
解析 氯水成分的多样性决定了氯水性质上的多重性。氯水中主要含有三种分子H2O、Cl2、HClO和三种离子H＋、Cl－、ClO－。新制氯水含有H＋和HClO，蓝色石蕊试纸遇H＋变红，变红后的试纸被HClO氧化褪色。光照氯水，发生反应2HClO光照,2HCl＋O2↑，逸出的是O2而不是Cl2。该反应进行后，弱酸HClO转化为强酸HCl，密封在密闭无色玻璃瓶中不考虑HCl挥发，溶液的酸性增强。
3．自来水是用氯气杀菌消毒的，不法商贩用自来水冒充纯净水出售，为辨真伪，可用下
列哪一种试剂鉴别( )
A．酚酞试液 B.氯化铁溶液
C．销酸银溶液 D.氢氧化钠溶液
答案 C
解析 如果是自来水，则其中含有Cl－，故加AgNO3溶液后，若有白色AgCl沉淀生成，说明是自来水，否则为纯净水。选C。
4．如图
是一种实验某气体化学性质的实验装置，图中B为活塞。如先打开B，在A处通入干燥氯气，C中红布条颜色无变化；当关闭B时，C中红布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液是( )
A．浓硫酸B.浓NaOH溶液
C．H2OD.饱和NaCl溶液
答案 CD
解析 由于干燥的Cl2不能使有色物质褪色，当打开B阀时，通入的是干燥的Cl2，C处的红布条不褪色；关闭B阀后，Cl2通过D装置，变成潮湿的Cl2，从而使C处的红布条逐渐褪色。因此，D中装的是H2O或饱和NaCl溶液。
5．某校化学兴趣小组用浓盐酸与二氧化锰加热反应来制取并收集氯气，装置如下：
(1)写出该反应的化学方程式： 。
(2)上述反应中，还原剂是 ，若有1 mol氧化剂参加反应，转移电子的物质的量是 mol。
(3)实验开始前，某学生对装置进行了气密性检查。方法是：连接好装置之后，用弹簧夹夹住 处(填“A”或“B”)橡皮管；向分液漏斗中加水并打开活塞，当加到一定量时，停止加水，静置观察。当观察到分液漏斗中 时，表明该装置不漏气。
(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，你认为其中错误的是________(填写序号)。
A．氢氧化钠溶液B.碳酸钠溶液
C．浓硫酸
答案 (1)4HCl(浓)＋MnO2△MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
(2)HCl(盐酸或浓盐酸) 2
(3)B 液面不下降 (4)C
解析 本题考查Cl2的实验室制法，4HCl(浓)＋MnO2△MnCl2＋2H2O＋Cl2↑，由反应原理可知，氧化剂是MnO2，还原剂是HCl,1 mol氧化剂参加反应，转移的电子的物质的量是2 mol。
检验气密性是制备气体的前提，应夹住B处的橡皮管；由于气密性较好，所以分液漏斗中液面不下降；收集气体之前应先用饱和食盐水除杂(HCl)，再用浓硫酸干燥除水；用氢氧化钠溶液吸收多余的Cl2最好，碳酸钠溶液也可以，浓硫酸不行。
6．室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的反应条件下，它们可按下面框图进行反应。又知D溶液为黄色，E溶液是无色的，请回答：
(1)A是__________，B是__________，C是__________(填写化学式)。
(2)反应①的化学方程式为____________________。
(3)反应③的化学方程式为____________________。
(4)反应④的化学方程式为____________________。
答案 (1)Fe Cl2 H2 (2)2Fe＋3Cl2△2FeCl3
(3)Fe＋2HClFeCl2＋H2↑
(4)2FeCl2＋Cl22FeCl3
解析 本题考查铁的变价。从B为黄绿色气体知B为Cl2，D溶液为黄色可能为Fe3＋盐，C为无色气体，B＋CE溶于水E溶液＋AF＋C及F＋BD可知，A为Fe，C为H2。
7．含有H2、Cl2混合气100 mL(标况)，其中一种气体体积为45 mL。光照使两种气体发生反应后恢复到标况，气体体积为________mL。为了说明反应后气体中H2或Cl2有剩余，使气体通过10 mL水，并使剩余气体干燥后恢复到标况，若
(1)剩余________mL，证明有____________剩余；理由________。
(2)溶液有________性质，证明有______________剩余；理由是 。
答案 100 (1)10 H2 H2不溶于水 (2)漂白 Cl2 Cl2溶于水生成有漂白性的HClO
解析 因为H2＋Cl22HCl是一个反应前后体积不变的反应，故不管反应进行到何种程度(恰好完全反应或是有一种反应物剩余)，反应后气体的总体积总是和反应前的总体积相等，即仍为100 mL。由题给条件可知，反应后生成90 mL HCl，剩余反应物10 mL，(可能是H2或Cl2)。根据H2、Cl2本身的性质，即可证明是何种气体有剩余。
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第四章 非金属及其化合物
第二节 富集在海水中的元素——氯
【本节学习要点】
1．了解氯的存在和氯原子的结构；2.掌握氯气的物理性质、化学性质，了解Cl2的主要用途；
3．了解次氯酸和漂白粉的性质和应用；4.掌握Cl－的检验
重难点一、氯水的成分和性质
1．反应原理及成分
Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
HClOH＋＋ClO－
2HClO光照2HCl＋O2↑
新制氯水中，所含的分子有：Cl2、H2O、HClO；离子有：H＋、Cl－、ClO－、OH－(少量)。
2．氯水的性质
氯水的多种成分决定了它具有多重性质：
①Cl2的强氧化性：与活泼金属(如Mg)，还原性离子或分子(如S2－、I－、HS－、Fe2＋等)反应，如
Cl2＋2KII2＋2KCl
Cl2＋H2S2HCl＋S↓
Cl2＋2FeCl22FeCl3
②HCl的强酸性：与弱酸盐Na2CO3、CaCO3、NaHCO3等反应
如：CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑
HClO酸性弱于H2CO3，与CaCO3不反应。
③HClO的强氧化性：漂白、杀菌、消毒；弱酸性
④Cl－的性质：与Ag＋生成白色沉淀AgCl。
在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，例如
另外，氯水呈黄绿色是因为新制氯水中含Cl2分子；新制氯水有刺激性气味是氯水中溶解的Cl2可挥发出来，有些反应中还会表现多种成分的性质。氯水与不同试剂发生反应，氯水所表现哪种性质，必须视具体情况确定。现列表如下：
参与反应的微粒 所加试剂成药品 实验现象 离子方程式或解释
Cl－ AgNO3溶液 白色沉淀 Cl－＋Ag＋=AgCl↓
H＋ Na2CO3固体 有气泡产生 2H＋＋CO2＝CO2↑＋H2O
HClO
有色布条 布条颜色褪去 发生氧化还原反应
Cl2 FeCl2溶液 溶液变棕黄色 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－
Cl2、H2O SO2 黄绿色褪去 SO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SO2－4
HClO、H＋Cl2、H＋ 石蕊试液后褪色镁粉 先变红氯水的颜色褪去并有气泡产生 酸性和漂白性
Cl2＋H2O= HCl＋HClOMg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑
3.液氯和氯水的比较
液氯 新制氯水 久置氯水
成分 Cl2 Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、H2O、OH－ H＋、Cl－、H2O
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性、无漂白性
特别提醒
①久置氯水成分与性质分析：氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋HClO，久置氯水中因发生2HClO光,2HCl＋O2↑，随HClO的消耗，最后成为盐酸，久置氯水酸性增强，无漂白性。
②氯水的保存：密封保存在棕色试剂瓶中，并放在阴暗处。
③Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性的原因是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性，使有色物质被氧化而褪色。
④氯水能导电，但氯水是混合物，液氯是单质，它们既不是电解质，也不是非电解质。
⑤离子共存问题：ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。
4．HClO、Na2O2(H2O2)、Ca(ClO)2、活性炭的漂白性比较
漂白剂 氯水(HClO) Na2O2 Ca(ClO)2 活性炭
漂白原理 氧化漂白 氧化漂白 氧化漂白 吸附漂白
紫色石蕊试液 先变红后褪色 先变蓝后褪色 褪色 褪色
重难点二、氯气与碱的反应
1．常温下，Cl2与碱反应的化学方程式的一般模式
Cl2＋碱＝次氯酸盐＋金属氯化物＋水
Cl2作氧化剂和还原剂，氧化剂与还原剂的质量比为1∶1
2．氯气与强碱溶液反应的本质
Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O
3．氯气与强碱反应的利用
(1)制漂白液：Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O
(2)吸收多余的Cl2用NaOH溶液
(3)制漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
由于Ca(OH)2溶解度小，制备时用石灰乳而不用石灰水。
4．漂白粉的有关问题
(1)漂白原理
Ca(ClO)2与空气中的H2O和CO2反应
Ca(ClO)2＋H2O＋CO2CaCO3↓＋2HClO
在溶液中：Ca2＋＋2ClO－＋H2O＋CO2CaCO3↓＋2HClO，该反应可证明HClO酸性比H2CO3的酸性弱。
(2)保存方法：由于漂白粉久置空气中易与空气中的H2O、CO2反应生成HClO，HClO易分解失效，其方程式表示为
Ca(ClO)2＋CO2＋H2OCaCO3↓＋2HClO,2HClO光照,2HCl＋O2↑，由此可确定漂白粉的保存方法为：
密封(隔绝空气)保存于避光干燥阴凉处。
(3)向漂白粉溶液中加稀盐酸能增强其漂白性，原因是Ca(ClO)2＋2HClCaCl2＋2HClO，用离子方程式表示为ClO－＋H＋HClO，HClO浓度增大。
(4)ClO－遇稀盐酸生成HClO，遇浓HCl生成Cl2，ClO－＋H＋＋Cl－Cl2↑＋H2O，洗厕灵(浓HCl)与84消毒液(主要成分为NaClO)混合生成Cl2。
重难点三、氯气的实验室制法
1．反应原理
4HCl(浓)＋MnO2△MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
MnO2＋4HCl(浓)△M得1×2e－nCl2＋Cl失去2×e－2↑＋2H2O
氧化剂：MnO2，还原剂：HCl
离子方程式MnO2＋4H＋＋2Cl－△,Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
注意 ①MnO2与浓HCl在加热条件下反应，与稀HCl或不加热时，均不反应，因浓HCl随反应进行变稀，故盐酸不能完全反应。②浓HCl一部分作还原剂，一部分起酸性作用。③应缓缓加热，防止盐酸挥发。
2．仪器装置：固＋液△,气
主要仪器：铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等．装置如下图所示
说明 C装置的作用是除去Cl2中的HCl，D装置的作用是干燥Cl2，F装置的作用是吸收多余的Cl2。
3．收集方法
(1)向上排空气法(Cl2密度大于空气)。
(2)排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)．
4．验满方法
将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已经集满。
5．尾气处理
Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。
特别提醒
(1)气体的制备装置一般包括：气体发生气体净化气体收集尾气吸收
(2)气体净化装置的选择依据：反应物状态，反应条件
气体收集的选择依据：气体的密度、溶解性及在空气中的稳定性。
(3)不用Ca(OH)2溶液吸收多余的Cl2，因为Ca(OH)2的溶解度小，吸收Cl2不彻底。
题型1氯水的性质
【例1】 常用氯气给自来水消毒，某同学用自来水配制下列物质的溶液，会产生明显
药品变质的是( )
①FeCl2 ②AgNO3 ③Na2CO3 ④AlCl3 ⑤KI ⑥石蕊试液
A．①②④ B.①②③⑤⑥
C．①②④⑥ D.全部
解析 氯水中含有Cl 2、H2O、HClO、H＋、Cl－等，Cl2氧化FeCl2、KI；Cl－与AgNO3反应；H＋与Na2CO3反应；石蕊试液先遇H＋变红后被HClO氧化而褪色，Al3＋与这些微粒不反应。故只有④不会产生明显的药品变质。
答案 B
氯水中加入FeCl2、KI、NaBr、Na2S、Na2SO3或通入SO2、H2S等还原性物质时，起氧化作用的是Cl2而不是HClO。氯水具有漂白作用是因为氯水中含有HClO，HClO具有强氧化性，而Cl2没有漂白性。
归纳整合
氯水的性质表现
(1)氯水含有HClO，常用于漂白、杀菌、消毒等。(2)氯水含有Cl2，能与还原性物质发生反应。(3)在氯水中加入指示剂，先因H＋的存在而变色，然后被HClO氧化而褪色。(4)Ag＋与氯水中的Cl－反应生成白色沉淀，而碳酸盐与氯水反应则因H＋的存在而放出CO2。(5)光照氯水时，因HClO易分解而放出O2。
题型2 Cl－的检验
【例2】 氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢，为了防止事故发生，使用前要检验氯仿是否变质，应选用的检验试剂是( )
A．水 B.硝酸银溶液
C．氢氧化钠溶液 D.KI溶液
解析 根据已有的知识和题目所给信息，要检查CHCl3是否变质，只要检验是否有HCl生成即可。HCl溶于水得盐酸，含有氯离子，所以可用硝酸银溶液来检验。
答案 B
CHCl3、CCl4不溶于水，不能电离出Cl－，KClO3、Ca(ClO)2溶于水，但不能电离出Cl－，加AgNO3溶液和稀HNO3不能生成白色沉淀AgCl。
拓展提升
思考 1.怎样用实验方法证明KClO3中含有氯元素？
2．某溶液中同时存在Cl－、SO、Ag2SO4为难溶于水的白色沉淀，如何检验溶液中含有Cl－？
思路点拨 1.在KClO3中存在K＋和ClO，要证明KClO3中含有氯元素，需思考的问题是如何才能使ClO转化为Cl－，通过检验Cl－来证明KClO3中存在氯元素。
2．检验Cl－时，为防止SO的干扰，应选择试剂将SO转化为BaSO4沉淀除去，再检验Cl－。
答案 1.将KClO3与MnO2混合并加热，然后将残余固体溶于水，过滤，向滤液中滴加AgNO3溶液和稀硝酸，若有白色沉淀生成，则说明KClO3中含有氯元素。
2．先向少许待测溶液中加入定量的Ba(NO3)2溶液，静置，取上层清液滴加AgNO3溶液和稀HNO3，若有白色沉淀生成，则证明含有Cl－。
题型3 Cl2与碱反应的计算
【例3】 一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100 mL 3.00 mol/L的NaOH溶液(密度为1.12 g/mL)恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.05 mol。
(1)原NaOH溶液的质量分数为________。
(2)所得溶液中Cl－的物质的量为________mol。
(3)所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n(Cl2)∶n(H2)＝________。
解析 (1)n(NaOH)＝0.1 L×3.00 mol/L＝0.3 mol，
故NaOH的质量为m1(NaOH)＝0.3 mol×40 g·mol－1＝12 g，溶液的质量为m2＝100 mL×1.12 g·mL－1＝112 g。
所以NaOH溶液的质量分数为w(NaOH)＝×100%＝×100%＝10.7%。
(2)根据Na守恒n(NaCl)＝n(NaOH)－n(NaClO)＝0.3 mol－0.05 mol＝0.25 mol，即n(Cl－)＝0.25 mol。
(3)从所给物质间的反应情况看，可以将原来的Cl2分为两部分，一部分发生反应①H2＋Cl22HCl，此部分转化为NaCl，另一部分发生反应②Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O，从反应②可推出该部分Cl2的物质的量n1(Cl2)＝n(NaClO)＝0.05 mol，
根据NaOH守恒发生反应①的Cl2为
n2(Cl2)＝[n(NaOH)－n(NaClO)×2]/2
＝(0.3 mol－0.05 mol×2)/2＝0.1 mol，
此部分需要H2也为0.1 mol，即n(H2)＝0.1 mol，
因此参加反应的Cl2和H2物质的量之比为＝＝3∶2。
答案 (1)10.7% (2)0.25 (3)3∶2
解题时要运用好守恒关系，特别是最后所得溶液中溶质为NaCl、NaClO，则n(NaOH)＝n(NaCl)＋n(NaClO)＝2n(Cl2)，n(Na＋)＝n(Cl－)，＋n(ClO－)。
题型4物质制备的实验设计与评价
【例4】 现用浓盐酸、MnO2共热制Cl2，并用Cl2和Ca(OH)2反应制少量漂白粉。现已知反应2Cl2＋2Ca(OH)2
Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O，该反应为放热反应，温度稍高即发生副反应6Cl2＋6Ca(OH)25CaCl2＋Ca(ClO3)2＋6H2O。甲、乙、丙三人分别设计三个实验装置，如图所示。
(1)请从：a不容易控制反应速率；b容易控制反应速率；c有副反应发生；d可防止副反应发生；e污染环境；f可防止污染环境，几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作出评价，并选择符合题目要求的选项填在表中的空格内。
优点 缺点
甲装置
乙装置
丙装置
(2)图中甲由A、B两部分组成，乙由C、D、E三部分组成，丙由F、G组成，从上述甲、乙、丙三套装置中选出合理的部分(按气流从左到右的方向)组装一套较完善的实验装置(填所选部分的编号) 。
(3)实验中若用12 mol·L-1的浓盐酸10 mL与足量的MnO2反应，最终生成Ca(ClO)2的物质的量总小于0.015 mol，其可能的主要原因是______________________________(假定各步反应均无反应损耗且无副反应发生)。
解析 本题综合性较强，既要熟悉Cl2的制法，又要抓住题给信息，应用理论知识采取相应的实验措施。
根据题给药品，制Cl2应选用装置C或F。由信息可知Cl2与Ca(OH)2反应为放热反应，且温度高时易发生副反应，所以制漂白粉时应采取降温措施。澄清石灰水中含Ca(OH)2很少，应用消石灰。当然Cl2有毒，故需要进行尾气处理。
根据MnO2＋4HCl(浓)△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
12 mol·L－1×0.01 L＝0.12 mol的浓盐酸可生成Cl2
＝0.03 mol，即理论上生成Ca(ClO)2为0.015 mol。但由于随着反应的进行，盐酸浓度变小，而MnO2不能氧化稀盐酸。
答案 (1)甲：d ae 乙：bf c 丙：b ce
(2)C(F)、B、E (3)MnO2只能氧化浓盐酸，随着反应进行，c(Cl－)减小，还原性减弱，反应不能继续进行。再就是最后有部分Cl2滞留在容器中，不能完全反应
思考时应注意两方面问题：一是如何用已有知识选择正确的制气装置、反应装置及尾气吸收装置，以及如何选择反应物。与Cl2反应制漂白粉的原料应是消石灰，石灰水太稀。二是注意题目中的新信息和新情况。如Cl2与Ca(OH)2反应的放热反应及由于高温而产生的副
反应，要想到用冷却来解决这一矛盾；第二个新情况是浓盐酸的变稀问题。号
1．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是( )
A．用干燥的蓝色石蕊试纸
B．用干燥的有色布条
C．把气体通入硝酸银溶液
D．用湿润的淀粉碘化钾试纸
答案 D
解析 氯化氢气体遇水时才体现酸性，氯气遇到水并与其反应时才体现酸性及强氧化性使有机色素漂白，故A、B均不正确。氯化氢、氯气通入硝酸银溶液时，均产生白色沉淀，则C项也不正确。氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，而氯化氢无此性质。
2．下列关于氯水的叙述，正确的是( )
A．新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸变红
C．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2
D．氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将增强
答案 D
解析 氯水成分的多样性决定了氯水性质上的多重性。氯水中主要含有三种分子H2O、Cl2、HClO和三种离子H＋、Cl－、ClO－。新制氯水含有H＋和HClO，蓝色石蕊试纸遇H＋变红，变红后的试纸被HClO氧化褪色。光照氯水，发生反应2HClO光照,2HCl＋O2↑，逸出的是O2而不是Cl2。该反应进行后，弱酸HClO转化为强酸HCl，密封在密闭无色玻璃瓶中不考虑HCl挥发，溶液的酸性增强。
3．自来水是用氯气杀菌消毒的，不法商贩用自来水冒充纯净水出售，为辨真伪，可用下
列哪一种试剂鉴别( )
A．酚酞试液 B.氯化铁溶液
C．销酸银溶液 D.氢氧化钠溶液
答案 C
解析 如果是自来水，则其中含有Cl－，故加AgNO3溶液后，若有白色AgCl沉淀生成，说明是自来水，否则为纯净水。选C。
4．如图
是一种实验某气体化学性质的实验装置，图中B为活塞。如先打开B，在A处通入干燥氯气，C中红布条颜色无变化；当关闭B时，C中红布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液是( )
A．浓硫酸B.浓NaOH溶液
C．H2OD.饱和NaCl溶液
答案 CD
解析 由于干燥的Cl2不能使有色物质褪色，当打开B阀时，通入的是干燥的Cl2，C处的红布条不褪色；关闭B阀后，Cl2通过D装置，变成潮湿的Cl2，从而使C处的红布条逐渐褪色。因此，D中装的是H2O或饱和NaCl溶液。
5．某校化学兴趣小组用浓盐酸与二氧化锰加热反应来制取并收集氯气，装置如下：
(1)写出该反应的化学方程式： 。
(2)上述反应中，还原剂是 ，若有1 mol氧化剂参加反应，转移电子的物质的量是 mol。
(3)实验开始前，某学生对装置进行了气密性检查。方法是：连接好装置之后，用弹簧夹夹住 处(填“A”或“B”)橡皮管；向分液漏斗中加水并打开活塞，当加到一定量时，停止加水，静置观察。当观察到分液漏斗中 时，表明该装置不漏气。
(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，你认为其中错误的是________(填写序号)。
A．氢氧化钠溶液B.碳酸钠溶液
C．浓硫酸
答案 (1)4HCl(浓)＋MnO2△MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
(2)HCl(盐酸或浓盐酸) 2
(3)B 液面不下降 (4)C
解析 本题考查Cl2的实验室制法，4HCl(浓)＋MnO2△MnCl2＋2H2O＋Cl2↑，由反应原理可知，氧化剂是MnO2，还原剂是HCl,1 mol氧化剂参加反应，转移的电子的物质的量是2 mol。
检验气密性是制备气体的前提，应夹住B处的橡皮管；由于气密性较好，所以分液漏斗中液面不下降；收集气体之前应先用饱和食盐水除杂(HCl)，再用浓硫酸干燥除水；用氢氧化钠溶液吸收多余的Cl2最好，碳酸钠溶液也可以，浓硫酸不行。
6．室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的反应条件下，它们可按下面框图进行反应。又知D溶液为黄色，E溶液是无色的，请回答：
(1)A是__________，B是__________，C是__________(填写化学式)。
(2)反应①的化学方程式为____________________。
(3)反应③的化学方程式为____________________。
(4)反应④的化学方程式为____________________。
答案 (1)Fe Cl2 H2 (2)2Fe＋3Cl2△2FeCl3
(3)Fe＋2HClFeCl2＋H2↑
(4)2FeCl2＋Cl22FeCl3
解析 本题考查铁的变价。从B为黄绿色气体知B为Cl2，D溶液为黄色可能为Fe3＋盐，C为无色气体，B＋CE溶于水E溶液＋AF＋C及F＋BD可知，A为Fe，C为H2。
7．含有H2、Cl2混合气100 mL(标况)，其中一种气体体积为45 mL。光照使两种气体发生反应后恢复到标况，气体体积为________mL。为了说明反应后气体中H2或Cl2有剩余，使气体通过10 mL水，并使剩余气体干燥后恢复到标况，若
(1)剩余________mL，证明有____________剩余；理由________。
(2)溶液有________性质，证明有______________剩余；理由是 。
答案 100 (1)10 H2 H2不溶于水 (2)漂白 Cl2 Cl2溶于水生成有漂白性的HClO
解析 因为H2＋Cl22HCl是一个反应前后体积不变的反应，故不管反应进行到何种程度(恰好完全反应或是有一种反应物剩余)，反应后气体的总体积总是和反应前的总体积相等，即仍为100 mL。由题给条件可知，反应后生成90 mL HCl，剩余反应物10 mL，(可能是H2或Cl2)。根据H2、Cl2本身的性质，即可证明是何种气体有剩余。
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