考点10氯气

1.复习重点

1.Cl2的化学性质以及Cl2的实验室制法和主要用途。

2.重点是氯水性质的多重性,难点是Cl2的实验室制法。

2.难点聚焦

1.氯元素的知识网络
        
  2.次氯酸、漂白粉的性质
  HClO分子的结构式为H-O-Cl(氧处于中心),所以电子式为 。次氯酸、次氯酸钙等有多方面的性质,经常用到以下几方面性质:
  (1)HClO是一种弱酸,与碳酸比较电离能力有如下关系:H2CO3>HClO>HCO3-,请分析下列反应:
     少量二氧化碳通入NaClO溶液中:NaClO + CO2 + H2O = NaHCO3 + HClO
     氯气通入碳酸氢钠溶液中: Cl2 + NaHCO3 = NaCl + CO2↑+ HClO
  (2)ClO-是一种弱酸的酸根离子,能发生水解反应:ClO-+H2O HClO+OH-,所以次氯酸钙溶液显碱性。
     若遇到铁盐、铝盐易发生双水解:3ClO-+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO
  (3)HClO和ClO-都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应,但不能使品红溶液褪色。如:
     硫酸亚铁溶液遇漂白粉:2Fe2+ + 5ClO- + 5H2O = 2Fe(OH)3↓+ Cl- + 4HClO
     漂白粉遇亚硫酸酸盐:ClO- + SO32- = Cl- + SO42-
  (4)HClO见光易分解:2HClO 2HCl + O2
  (5)次氯酸钙中的Ca2+、ClO-可以表现出一些综合性质。如少量二氧化碳通入次氯钙溶液中:
     Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓+ 2HClO
     注意理解二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠分别跟次氯酸钙溶液反应的差异:
     Ca(ClO)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaClO
     Ca(ClO)2 + NaHCO3 = CaCO3↓+ HClO + NaClO

3. 例题精讲

 例1:下列物质中,能使紫色石蕊试液因漂白而褪色的是( )

  A. B.活性炭 C.氯水 D.盐酸

  选题角度:考查氯气的性质。此题学生往往因不清楚 在酸性、碱性条件下均具有氧化性,从而具有漂白能力而失分。

  解析: 具有漂白作用,能使紫色石蕊试液褪色,A正确;活性碳具有吸附作用(物理现象),能吸附有机色素等,故B不正确;盐酸是一种常见酸,可使紫色石蕊试液变红,但没有漂白性,不会使之褪色,故D不正确。氯水因其成分中有 等, 能使紫色石蕊试液变红, 又具有漂白性,使之漂白褪色。

  解答:A、C

  启示:  关于 学习时应注意下列几点:

  氯的含氧酸有高氯酸( ),氯酸( ),亚氯酸( )和次氯酸( ),其中次氯酸最为重要,是高考中的热点,在学习中应注意以下几点:

  (1)它的化学式为 ,电子式为 ,结构式为H―O―Cl

  (2)它仅存在于溶液中,浓时呈黄色,稀时无色,有强烈的刺激性气味。

  (3)氯的含氧酸中,它是最弱的酸( ),

   ,比碳酸还弱( )。

  (4)它具有不稳定性,见光分解,

  (5)次氯酸的生成:将氯气通入到熟石灰溶液里,以制得次氯酸钙。再与稀盐酸或空气里的二氧化碳和水蒸气反应便可得到次氯酸。化学反应方程式如下:

  

  

  

  (6)次氯酸及其盐的主要用途是作漂白剂和消毒剂。次氯酸的漂白作用主要有以下三种形式:

  ①次氯酸有很强的氧化性,某些有色物质被次氯酸氧化,破坏了其中的显色结构而褪色。

  ②某些有色物质分子中存在着不饱和键,次氯酸与它们起加成反应而褪色。

  ③某些有色物质的有机物分子与次氯酸发生氯化作用而褪色。

  (7)次氯酸盐有强氧化性,如在 固体中滴加浓盐酸,会生成 (注意与5中比较)

  

  (8) 易发生水解

  所以漂白粉在水中没有酸存在的条件下,也有一定的漂白性、杀菌性。

  例2:氯气通入石灰乳制得漂白粉,其主要成分是 ,一定质量的漂白粉和一定浓度的盐酸完全反应,生成 的质量与参加反应的漂白粉质量之比可标志“有效氯”的多少。如果某漂白粉测其“有效氯”的质量分数为35%,该漂白粉的组成和上述化学式相符时,求式中的n值是( )

  A.0.5  B.8  C.8.5  D.10

  选题角度:考查对于氯气化学性质的掌握。学生往往不清楚漂白粉与盐酸反应实质而导致错误。

  解析:  题给信息有:①漂白粉的化学式: ;②有效氯

  该漂白粉与盐酸反应的化学方程式为:

  

     3×71

  

  

  解答: C

  启示:(1)漂白粉制备

  工业上制漂白粉通常以石灰石、食盐、水为主要原料,历经四步反应制源白粉。最后一步是将氯气通入到石灰乳中:

  

  或

  

  (2)漂白粉的质量评价标准

  按它的有效氯以及它能在长时期保持有效氯的能力来决定的。

  有效氯

  (3)漂白粉的使用

  漂白粉是混和物,它的有效成分是 。商品漂白粉往往含有 等杂质。

  次氯酸钙很不稳定,遇水就发生水解反应

  当溶液中碱性增大时,漂白作用进行缓慢。要短时间收到漂白的效果,必须除去 ,所以工业上使用漂白粉时要加入少量弱酸,如醋酸等,或加入少量的稀盐酸。家庭使用漂白粉不必加酸,因为空气里的二氧化碳溶在水里也起弱酸的作用。

  

  (4)漂白粉保存一定要密封否则易变质(硬化)

  

  

  例3:氯化碘(ICl)的化学性质与卤素相似,预计它跟水反应的最初生成物是( )

  (A)HI和HClO  (B)HCl和HIO

  (C)HClO3和HIO  (D)HClO和HIO

  选题角度:此题属于一道信息迁移题,给出氯化碘与卤素性质形似,根据卤素的化学性质,推断氯化碘的性质。

  解析:由Cl2+H2O=HCl+HClO知识点出发,迁移H2O+ICl=HCl+HIO,在ICl中I为+1价,Cl为-1价, ICl与H2O反应没有元素化合价不变。

  答案:B

  点评:ICl为拟卤素,与卤素化学性质相似但并不相同,这是该题解答时容易出错的地方。

  例4: 标准状况下的 混合气体a L,经光照充分反应后,所得气体恰好使溶液中b mol NaOH完全转变为盐,则ab的关系不可能为( )

  A. B. C. D.

  选题角度:讨论法是化学题中常用的一种解题方法。当题中隐含某一条件或某一条件不确定,结果可能是两个或两个以上,也可能在某个范围内取值,就要运用讨论法分别对所用可能性一一论证。

  解析: 混合气在标况下光照充分反应可能有三种情况:

  

  设混合气中

  若为第①种情况

  若为第②种情况,过量 以1:2的物质的量反应:

     则

  若为第③种情况

     则

  解答  D

  启示:(1)有一类特殊的过量问题即:整个变化过程中可用两个化学反应来描述。且两个反应满足:a.连续进行(两个反应一前一后);b.前者的生成物是后者的反应物;c.前一反应的两个反应物中,必须有某个反应物过量。

例5,①将 通入澄清的石灰水,溶液先浑浊,后澄清;②将稀盐酸逐滴滴入 溶液中,开始时无现象,后产生气泡;③将氯气慢慢的推入装有火柴头大小红磷的反应器中,先有白雾,后有白烟生成等很多实例。

  研究此类习题要:利用两个化学方程式找等点;根据等点划区间(二点三段式),两头各段利用过量讨论法求解;中间一段利用不定方程求解。

  (2)例5亦可运用极端假设法求解

   ①若a L全部是 ,则生成 为0,消耗 为0;②若a L全部是 ,生成 为0,但 要和 反应:

  

  

  但无论生成何种盐, ,即

  现 ,所以消耗多为

  综上分析,消耗 的量应大于0,小于 ,即: 。故答案为(D)。

 

 

 

 

4.实战演练

一、选择题?

1.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Cl2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.①②③                            B.②③                         C.③④                         D.③④⑤

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2.已知HIO既能和酸又能和碱发生中和反应,则它与盐酸反应的产物是

A.IO                          B.H2O                          C.HI                                   D.ICl

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3.为了防止Cl2中毒,可用浸透某种物质溶液的毛巾捂住口鼻。该物质在下列物质中的最佳选择是

A.NH3                         B.SO2                          C.KI                                   D.Na2CO3

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4.氯的原子序数为17,35Cl是氯的一种同位素,下列说法正确的是

A.35Cl原子所含质子数为18?

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B.mol的1H35Cl分子所含中子数约为6.02×1023

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C.3.5 g的35Cl2气体的体积为2.24 L?

D.35Cl2气体的摩尔质量为70 g?mol1

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5.下列反应都是用盐酸制Cl2,为制得等量Cl2,消耗盐酸最少的是?

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A.MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O?

B.2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O?

C.KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O?

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D.4HCl+O22H2O+2Cl2↑?

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6.今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水,浓度均为0.1 mol?L1。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体( mol),在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体( mol),丙瓶不变。片刻后,甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度大小关系是(溶液体积变化忽略不计)

A.甲=乙>丙                                          B.甲>丙>乙?

C.丙>甲=乙                                          D.乙>丙>甲?

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7.将0.15 mol的MnO2与过量的12 mol?L1的浓盐酸反应,和50 mL 12 mol?L1的浓盐酸与足量的MnO2反应两者产生的Cl2相比(其他反应条件相同)?

A.一样多?                                       B.前者较后者多?

C.后者较前者多?                                   D.无法比较?

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8.F2是氧化性最强的非金属单质。在加热条件下,等物质的量的F2与烧碱完全反应,生成NaF、H2O和另一种气体。该气体可能是?

A.H2                                                 B.HF?

C.O2                                                        D.OF2?

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9.在一定条件下,氯气可与氯化铵发生如下反应:?

xCl2NH4Cl===NCl+()HCl?

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当消耗6.72 L(标准状况下)的氯气时,生成0.10 mol氮的氯化物,则此氮的氯化物的化学式为

A.NCl2                                              B.NCl3?

C.NCl4                                              D.NCl5

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二、非选择题?

10. 写出下列物质与新制氯水反应的现象和化学方程式。

(1)紫色石蕊试液                                     

(2)FeCl2溶液                                         

(3)AgNO3溶液                                       

(4)Na2CO3溶液                                       

(5)SO2                                              

(6)镁粉                                             

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11.下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物。反应时加入或生成的水,以及生成无色溶液M、白色沉淀N和黄绿色气体C时的其他产物均已略去。H为短周期元素组成的单质。A的焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。

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回答下列问题:

(1)A、H、N的化学式分别为A              ,H              ,N            

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(2)AB+C+D的化学方程式:                   

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(3)F+IN的离子方程式:                   

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12.用下图所示装置(酒精灯、铁架台等未画出)制取三氯化磷,在短颈分馏烧瓶d中放入足量白磷,将Cl2迅速而又不间断地通入d中,氯气与白磷会发生反应,产生火焰。

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物质制备装置

三氯化磷和五氯化磷的物理常数如下表。?

物质熔沸点

 

熔点

沸点

三氯化磷

-122℃

76℃

五氯化磷

148℃

200℃分解

图中,a,b应该装入的试剂或药品分别是浓盐酸和二氧化锰,在b仪器处加热。请据此回答下列回答:?

(1)在蒸馏烧瓶e中收集生成的三氯化磷,为保证三氯化磷蒸气冷凝,应在水槽g中加入                    

(2)三氯化磷遇到水蒸气强烈反应,甚至发生爆炸,所以d,e仪器及装入其中的物质都不能含有水分。为除去Cl2中的水分,c中应装入                   作干燥剂。

(3)实验室将白磷保存于水中,取出的白磷用滤纸吸干表面水分,浸入无水酒精中片刻,再浸入乙醚中片刻即可完全除去水分。已知水与酒精互溶,酒精与乙醚互溶,乙醚极易挥发,用上述方法除去水分的原因是                            

(4)为防止Cl2污染空气,装置末端导出的气体应如何净化处理,画出装置图并注明使用药品:                                   

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13.KClO3和浓盐酸在一定温度条件下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯,其变化可表示为:?

    KClO3+    HCl(浓)――    KCl+    ClO2↑+    Cl2↑+    ?    ?

(1)请完成该化学方程式并配平(未知物化学式和系数填入框内)。?

(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是             (填写序号)。?

①只有还原性                      ②还原性和酸性?

③只有氧化性                      ④氧化性和酸性?

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(3)产生0.1 mol Cl2,则转移的电子的物质的量为                  mol

(4)ClO2具有很强的氧化性,因此常被用作消毒剂,其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的多少倍?

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14.用纯度为92.5%(杂质不与Cl2反应)的消石灰与Cl2反应制漂白粉,消石灰的转化率为80%,要求某游泳池消毒一次需要4.26 kg Cl2,现改用上述漂白粉,假定起消毒作用的是HClO,要达到与Cl2相当的消毒效果,需向游泳池中投放这种漂白粉多少千克?

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15.一定质量的氯酸钾与二氧化锰的混合物加热至无气体放出时,将残余的固体与足量的浓硫酸共热,并把此时生成的气体通入500 mL某浓度的亚硫酸钠溶液中,设气体被完全吸收且无SO2逸出,也无游离氯分子存在,测得溶液的pH=0(不计溶液体积变化),最后向溶液中加入足量的BaCl2溶液,生成不溶于酸的白色沉淀16.31 g。求原混合物中氯酸钾、二氧化锰的质量及亚硫酸钠溶液的物质的量浓度。

 

 

 

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一、1.B  2.BD  3.D  4.BD  5.CD  6.B?

7.解析:浓盐酸与足量的MnO2反应时,随着反应的进行,盐酸浓度变小,后者反应会停止,有一部分HCl不能转变成Cl2

答案:B?

8.D  9.B?

二、10.(1)先变红,后褪色?

(2)2FeCl2+Cl2===2FeCl3  溶液由浅绿色变棕黄色?

(3)AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3  产生白色沉淀?

(4)Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑  产生无色无味的气体?

(5)SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl  氯水褪色?

(6)Mg+2HCl===MgCl2+H2↑  产生无色无味气体?

11.(1)KCl  Al  Al(OH)3?

(2)2KCl+2H2O2KOH+Cl2↑+H2

(3)Al3+3ClO+3H2O===Al(OH)3↓+3HClO?

12.(1)水  (2)无水CaCl2?

(3)白磷上残留的水溶解在酒精中,残留的酒精又溶解在醚中?

(4)用NaOH溶液吸收(装置图略)?

13.(1)2  4 ―― 2  2  1  2  H2O?

(2)②  (3)0.2  (4)2.63?

14.9.18 kg?

15.m(KClO3)为61.25 g,m(MnO2)为6.09 g;c(Na2SO3)为0.14 mol?L1

 


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