2022届高考化学鲁科版一轮复习学案：第一单元 第2节　氯及其重要化合物 WORD版含答案.docx

1、第2节氯及其重要化合物备考要点素养要求1.掌握氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)1.宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题,在学习卤素过程中,利用宏观和微观相结合的方式来认识物质及其递变规律,形成科学的方法论。2.科学态度与社会责任:将化学知识与技能的学习、创新意识和社会责任感的形成等方面的要求融为一体,掌握氯气的实验室制法及其实际应用。考点一氯及其化合物的性质及应用必备知识自主预诊知识梳理1.氯气的物理性质颜色气味密度色气味比空气2.氯气的化学性质写出

2、反应的化学方程式和相应现象,指出Cl2在反应中表现氧化性还是还原性。微点拨Cl2具有强氧化性,与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物,如FeCl2不能由Fe与Cl2发生化合反应而生成。3.氯水的成分与性质(1)氯水的成分。氯水性质的多重性:新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒可能不同。(2)氯水的性质分析。(3)氯水性质的探究实验。实验操作现象结论说明观察氯水的颜色黄绿色含Cl2分子溶于水中的部分氯气与水发生反应向饱和氯水中加入AgNO3溶液白色沉淀含Cl-Ag+Cl-AgCl向饱和氯水中加有色布条;干燥氯气接触干燥的有色布条布条退色无明显现象HC

3、lO具有漂白作用氯气与水反应生成了HClO盛氯水的试管倒扣在盛水水槽中,用强光照射试管有气泡产生HClO在光照下易分解2HClO2HCl+O2向紫色石蕊溶液滴加氯水溶液先变红色后退色氯水具有酸性、强氧化性HCl、HClO都有酸性,HClO有强氧化性向饱和氯水中滴入FeCl2溶液溶液变为棕黄色Cl2有氧化性2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-微点拨(1)干燥的Cl2没有漂白性,但Cl2能使湿润的有色布条退色,起漂白作用的是HClO,故不能用pH试纸测量氯水的pH。(2)1molCl2与强碱溶液完全反应转移电子数为NA,而把1molCl2充入水中反应转移的电子数小于NA(可逆反应)。4.氯的重要化合

4、物(1)次氯酸(HClO)。不稳定性。次氯酸见光分解反应的化学方程式为。强氧化性。能使某些染料和有机色素退色,可用作棉、麻和纸张的漂白剂;可用于自来水的杀菌、消毒。弱酸性。向NaClO溶液中通入少量CO2,发生反应的离子方程式为。向NaClO溶液中通入CO2(不论是少量还是过量),均生成HCO3-和HClO。原因是酸性:H2CO3HClOHCO3-。(2)次氯酸盐。漂白液。漂白粉。微点拨向Ca(ClO)2溶液中通入SO2生成的是CaSO4而不是CaSO3。次氯酸盐(含ClO-)不论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化性,均能氧化I-、Fe2+、SO32-、S2-等还原性离子。自我诊断1.

5、判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2。()(2)标准状况下,11.2 L Cl2充入水中,反应转移的电子数为0.5 NA。()(3)Cl2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明Cl2具有氧化性。()(4)氯气用作水的杀菌消毒剂时没有发生化学变化。()(5)新制取的漂白粉是混合物。()2.Cl2是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:盛放钢瓶储运要求远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪泄漏处理用NaOH、NaHSO3溶液吸收下列解释事实的方程式不正确的是()A.电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl-+2H2O2OH-+H

6、2+Cl2B.氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O2H+Cl-+ClO-C.浓氨水检验泄漏的氯气时产生白烟:8NH3+3Cl26NH4Cl+N2D.处理泄漏的氯气时NaHSO3溶液的作用:HSO3-+Cl2+H2OSO42-+3H+2Cl-关键能力考向突破考向1氯及其化合物的性质【典例1】(2020全国2,26)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)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许离子通过,氯气的逸出口是(填标号)。图(a)图(b)(2)次氯酸为一元弱酸,

7、具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数(X)=c(X)c(HClO)+c(ClO-),X为HClO或ClO-与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为。(3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为。(4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol C

8、lO2消耗NaClO2的量为 mol;产生“气泡”的化学方程式为。(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是(用离子方程式表示)。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1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为 kg(保留整数)。易错警示(1)Cl2可使湿润的有色布条退色,不能使干燥的有色布条退色,说明Cl2没有漂白性,而是HClO有漂白作用。Cl2可使湿润的石蕊试纸先变红后退色,原因是Cl2与水反应生成的酸使石蕊先变红,HClO使变色后的石蕊退色。(2)工业制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应,

9、而不是用氯气与石灰水反应。(3)ClO-不论是在酸性还是碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应,即ClO-与I-、Fe2+、S2-、SO32-不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。对点演练1(2020上海奉贤一模)下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。已知2KMnO4+16HCl2KCl+5Cl2+2MnCl2+8H2O对实验现象的“解释或结论”正确的是()选项实验现象解释或结论Aa处变蓝,b处变红棕色氧化性:Cl2Br2I2Bc处先变红,后退色氯气与水生成了酸

10、性物质及漂白性物质Cd处立即退色氯气与水生成了漂白性物质De处变血红色氧化性:Fe3+Cl2考向2氯水的多重性质及应用【典例2】(2020湖南张家界月考)在探究新制氯水成分及性质的实验中,依据下列方法和现象,不能得出相应结论的是()选项方法现象结论A观察氯水颜色氯水呈浅黄绿色氯水中含Cl2B向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水有无色气体产生氯水中含HClOC向红色纸条上滴加氯水红色纸条退色氯水具有漂白性D向FeCl2溶液中滴加氯水溶液变成棕黄色氯水具有氧化性归纳总结氯水中的平衡(Cl2+H2OHCl+HClO)移动及应用向氯水中加入的物质或采取的措施粒子的浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物

11、c(Cl-)增大左移用饱和食盐水除Cl2中的HCl用排饱和食盐水法收集Cl2盐酸c(H+)和c(Cl-)增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H+)减小右移用NaOH溶液吸收多余的Cl2续表向氯水中加入的物质或采取的措施粒子的浓度变化平衡移动的方向应用Ca(OH)2c(H+)减小右移制漂白粉CaCO3c(H+)减小右移制高浓度的HClO溶液光照c(HClO)减小右移氯水要避光保存或现用现配对点演练2(2020山大附中高三模块诊断)在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是()A.通入少量氯气,c(H+)c(ClO-)减小B.通入少量SO2,溶液漂白性增强C.加入少量的碳酸钠

12、粉末,pH增大,溶液漂白性增强D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的pH增大考点二氯气的实验室制法及性质实验必备知识自主预诊知识梳理1.实验装置2.制取过程微点拨实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2时应注意以下四点(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。(2)加热时的温度:不宜过高,以减少HCl的挥发。(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。(4)尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。

13、自我诊断1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)将Cl2与HCl的混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2。()(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发。()(3)除去Cl2中少量的HCl气体,可用饱和食盐水,也可用饱和碳酸氢钠溶液。()(4)过量浓盐酸与一定量的二氧化锰反应,MnO2能完全反应。()(5)检验氯气可用湿润的淀粉碘化钾试纸。()2.某科研小组对实验室制取氯气的装置进行改进,根据装置回答相关问题。(1)制备装置:用KMnO4代替MnO2,常温下即可反应,故不需要,反应原理为。图中橡皮管a的作用是使,便于分液漏斗中的液体流下。(2)净化

14、装置:拓展装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞时,现象可能为。拓展装置还可以观察气体的生成速率。关键能力考向突破考向氯气的制备与性质探究【典例】(2020全国3,26)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。回答下列问题:(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是,a中的试剂为。(2)b中采用的加热方式是。c中化学反应的离子方程式是,采用冰水浴冷却的目的是。(3)d的作用是,可选用试剂(填标号)。A.Na2SB.NaClC.Ca(OH)2D.H2SO4(4

15、)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,干燥,得到KClO3晶体。(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1 号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显色。可知该条件下KClO3的氧化能力(填“大于”或“小于”)NaClO。归纳总结制备氯气与性质探究实验的典型装置对点演练(2020山东泰安第四中学期中)如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置。(1)要将C装置接入B和D之间,正确的接法是a。(2)连接好装置,实验开始先点燃A处的酒精灯,打开旋塞K,让Cl2充满整个装置,再点燃D处的酒精灯。

16、Cl2通过C装置后进入D,D装置内盛有炭粉,发生氧化还原反应,生成CO2和HCl(g),发生反应的化学方程式为。(3)D处反应完毕后,关闭旋塞K,移去两个酒精灯,由于余热的作用,A中仍有少量Cl2产生,此时B中的现象是,B的作用是。(4)用量筒量取20 mL E装置中的溶液,倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中,然后再注入10 mL CCl4,盖好玻璃塞,振荡,静置于铁架台上(如图,铁架台省略),等分层后取上层液体和下层液体,呈黄绿色的是(填“上层液体”或“下层液体”,下同),再装入如图所示的烧杯中,能使有色布条退色的是。(5)在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进,说明需要改进的理由并在方框

17、中画出改进后的装置图:。深度指津氯气制取装置的创新考查网络构建核心速记1.特殊的颜色:Cl2黄绿色气体;Br2红棕色液体;I2紫黑色固体2.特殊的成分:新制氯水中含三种分子(Cl2、HClO、H2O)、四种离子(Cl-、ClO-、H+、OH-)3.X-(卤素离子)的检验4.气体制备的4个装置(1)制气;(2)净化;(3)收集;(4)尾气吸收5.必记的5个反应(1)Cl2+H2OHCl+HClO(2)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(3)Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3+2HClO(4)Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl(5)MnO2+4HCl

18、(浓)MnCl2+Cl2+2H2O第2节氯及其重要化合物考点一氯及其化合物的性质及应用必备知识自主预诊1.黄绿刺激性大2.2Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl2H2+Cl22HCl苍白氧化性Cl2+H2OHCl+HClOCl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O氧化性还原性2FeCl2+Cl22FeCl3SO2+2H2O+Cl2H2SO4+2HCl2KI+Cl22KCl+I2氧化性4.(1)2HClO2HCl+O2ClO-+CO2+H2OHCO3-+HClO(2)NaClOCl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2OCaCl2和Ca(ClO)2Ca(ClO)22Cl2+2Ca

19、(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O碱氧化Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClOCa(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO2HClO2HCl+O2自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)(5)2.B电解饱和食盐水制取Cl2,电解反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2,A项正确;氯气用于自来水消毒,反应的离子方程式为Cl2+H2OH+Cl-+HClO,B项不正确;浓氨水检验泄漏的氯气时产生白烟,发生反应的化学方程式为8NH3+3Cl26NH4Cl+N2,C项正确;处理泄漏的氯气时NaHSO3溶液的作用是把有毒的Cl2还原生成无毒的Cl-

20、,该反应的离子方程式为HSO3-+Cl2+H2OSO42-+3H+2Cl-,D项正确。关键能力考向突破典例1答案(1)Na+a(2)10-7.5(3)2Cl2+HgOHgCl2+Cl2O(4)1.25NaHCO3+NaHSO4CO2+Na2SO4+H2O(5)ClO-+Cl-+2H+Cl2+H2O203解析(1)图(a)左侧电极为阳极,精制盐水中Cl-在阳极放电:2Cl-2e-Cl2,故Cl2从a口逸出,Na+通过离子交换膜进入阴极。(2)次氯酸的电离常数表达式Ka=c(H+)c(ClO-)c(HClO),图(b)中(HClO)=(ClO-)时,对应溶液的pH为7.5,所以Ka=c(H+)=1

21、0-7.5。(3)Cl2Cl2O的过程中氯元素的化合价升高,由于Cl2与HgO的反应是歧化反应,则Cl2既是氧化剂又是还原剂,反应还应生成HgCl2,结合得失电子守恒配平反应的化学方程式为2Cl2+HgOHgCl2+Cl2O。(4)由于题述生成ClO2的反应属于歧化反应,则酸性条件下生成ClO2的同时,应有NaCl生成,配平反应的离子方程式为5ClO2-+4H+4ClO2+Cl-+2H2O。生成1molClO2则消耗1.25molNaClO2。同时NaHSO4与NaHCO3反应会产生CO2:NaHCO3+NaHSO4CO2+Na2SO4+H2O。(5)酸性条件下ClO-与Cl-发生归中反应:C

22、lO-+Cl-+2H+Cl2+H2O。设原30%的NaOH溶液的质量为x,结合反应2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,可得方程:71gmol-1(x30%-1000kg1%)80gmol-1+x=1000kg解得x=796.74kg,则消耗Cl2为1000kg-796.74kg=203.26kg203kg。对点演练1 Ba处变蓝,b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr反应生成I2、Br2,可证明氧化性:Cl2I2,Cl2Br2,无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱,A项错误;c处先变红,说明氯气与水生成酸性物质,后退色,则证明氯气与水生成具有漂白性物质,B项正确;d处立即退色

23、,也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH或Cl2与NaOH反应消耗了NaOH,C项错误;e处变红色说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,证明氧化性Cl2Fe3+,D项错误。典例2B氯气为黄绿色气体,氯水呈浅黄绿色是因为溶解了氯气,A正确;向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水,有无色气体产生,是因为HCO3-与氯水中的H+发生反应生成水和二氧化碳,B错误;红色纸条退色,说明氯水具有漂白性,C正确;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变成棕黄色,是因为发生反应2FeCl2+Cl22FeCl3,说明氯水具有氧化性,D正确。对点演练2 C在新制饱和氯水中,再通入少量氯气,由于此时已经为饱和溶液,所以氢离

24、子和次氯酸根离子浓度的比值不变,故A错误;氯气和二氧化硫在水溶液中会发生反应生成硫酸和盐酸,硫酸与盐酸不具有漂白性,因此反应后的溶液漂白性会逐渐减弱甚至消失,B错误;加入少量的碳酸钠粉末,Na2CO3与溶液中的HCl发生反应,溶液中c(H+)降低,使Cl2+H2OHCl+HClO向正反应方向移动,当达到平衡后,溶液中氢离子浓度减小,次氯酸浓度增加,pH增大,溶液漂白性增强,C正确;光照下,次氯酸易分解为盐酸和氧气,溶液酸性增强,pH减小,D项错误。考点二氯气的实验室制法及性质实验必备知识自主预诊2.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O饱和食盐水浓硫酸排饱和食盐水向上排空气NaO

25、H淀粉碘化钾蓝色石蕊自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)(5)2.答案(1)加热2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O分液漏斗和圆底烧瓶中的气压相等(2)长颈漏斗中的液面会迅速上升关键能力考向突破典例答案(1)圆底烧瓶饱和食盐水(2)水浴加热Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O避免生成NaClO3(3)吸收尾气(Cl2)AC(4)过滤少量(冷)水洗涤(5)紫小于解析实验装置分析:整套装置的最左端为氯气的发生装置,利用二氧化锰固体和浓盐酸在加热条件下制取氯气,由于盐酸有挥发性,导致氯气中含有杂质HCl和水蒸气。其中,氯气中的杂质HCl气体会影响后面KCl

26、O3和NaClO的制备,故需要用饱和食盐水(a中盛放试剂)除去氯气中的HCl杂质。b为氯气与KOH溶液在加热条件下制取KClO3的装置,发生的反应为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O。c为氯气与NaOH溶液在较低温度下制取NaClO的装置,发生的反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。d为尾气的吸收装置,可防止污染环境,吸收氯气可用还原性物质或碱性溶液。(2)b中采用的是水浴加热方法。c装置中反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,c中采用冰水浴的目的是防止温度较高氯气和NaOH溶液生成NaClO3。(3)d装置中应盛放还原性物质或碱性物质,故符

27、合条件的试剂为A、C。(4)从溶液中获得晶体可采用的方法步骤为:冷却结晶过滤洗涤(少量冷水)干燥。(5)1号试管中的KClO3溶液不能将I-氧化为单质I2,而2号试管中的NaClO溶液可将I-氧化为I2,故在此条件下氧化性:KClO3小于NaClO。四氯化碳萃取出碘水中的I2后,静置一段时间可观察到液体分为两层,由于四氯化碳的密度大于水的密度,则碘的四氯化碳溶液在下层,呈紫色。对点演练答案(1)cbd(2)2Cl2+C+2H2O4HCl+CO2(3)瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升贮存少量Cl2,避免Cl2造成污染(4)下层液体上层液体(5)D中反应生成的HCl气体极易溶于水,易使E装置中的溶

28、液发生倒吸,改进后的E装置如图所示:解析(1)由装置图判断,气体由B流经C进入到D中反应,气体通过盛有水的试管时应长进短出,否则不能通过C装置,检验装置气密性时,可利用微热或加入水的方式形成压强差,观察长颈漏斗液面的变化来判断气密性,具体操作有两种方法:一是关闭K和A中分液漏斗的活塞,微热圆底烧瓶,B中长颈漏斗内液面升高,停止加热后,长颈漏斗液面恢复至原位,则A、B气密性良好;二是关闭K和A中分液漏斗的活塞,往长颈漏斗中不断加水至没过长颈漏斗下端管口,若B中长颈漏斗内液面升高,且静置一段时间后高度保持不变,则A、B气密性良好,要将C装置接入B和D之间,正确的接法是acbd。(2)由题意可知D装

29、置中是Cl2、C和H2O反应生成HCl和CO2,则该反应的化学方程式为2Cl2+C+2H2O4HCl+CO2。(3)关闭旋塞K,移去两个酒精灯,由于余热的作用,A处仍有少量Cl2产生,B中的气体逐渐增多,压强增大,则导致瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升,氯气有毒,不能直接排放到空气中,B可贮存少量氯气,并能防止空气污染。(4)氯气在CCl4中的溶解度大于在H2O中的溶解度,CCl4的密度比水大,分层后上层为水层,其中含有次氯酸,下层为CCl4层,CCl4层溶有氯气呈黄绿色,水层中含有盐酸和次氯酸,次氯酸具有强氧化性,可使有色布条退色。(5)D中反应生成的HCl气体极易溶于水,易使E装置中的溶液发生倒吸,改进后的E装置应为。