高中化学必修一氯及其化合物(最新整理).pdf

高中化学必修一高中化学必修一 氯及其化合物氯及其化合物要点一：氯气要点一：氯气1、氯气的物理性质氯气是一种黄绿色气体，有毒，能溶于水（常温条件下，1 体积的水能溶解约 2 体积的氯气），氯气容易液化，液氯是一种黄绿色的液体。2、氯气的化学性质点燃2Na+Cl2=2NaCl，产生白色烟与金属单质反应点燃2Fe+3Cl2=2FeCl3，产生棕色烟Cl2表现氧化性点Cu+Cl2=CuCl2，产生棕黄色烟与非金属反应H2+Cl2=2HCl，安静的燃烧，产生苍白色火焰2P+3Cl2=2PCl3、PCl3+C2=PCl5产生白色烟雾与 H2O 反应与碱反应Cl2+H2OHCl+HClO2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O2Ca（OH）2+2Cl2=CaCl2+Ca（ClO）2+H2O2FeCl2+Cl2=2FeCl3与还原性物质反应Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+HCl2KI+Cl2=2KCl+I23Cl2+8NH3=N2+6NH4ClCl2表现氧化性Cl2既表现氧化性又表现还原性（歧化反应）典型例题典型例题1、无色气体 A 在一种黄绿色气体 B 中可以安静的燃烧，发出苍白色火焰，反应生成气体 C B 与金属 D 反应可生成白色固体 E，D 在空气中燃烧生成浅黄色固体 F，F 与 CO2反应可得到气体 G，D 与水反应可生成 A，A 在 G 中燃烧生成水、推断出各种物质后，回答下列问题：（1）写出下列物质的化学式：B、C、E（2）写出下列化学方程式a由 D 生成 F：；bF 与 CO2反应：；cD 与水反应：【解答】解：黄绿色气体 B 为 Cl2，气体 A 在 Cl2中可以安静的燃烧，发出苍白色火焰，应为 H2，反应生成 HCl，D 在空气中燃烧生成浅黄色固体 F，D 应为 Na，F 为 Na2O2，则 E 为 NaCl，Na2O2与 CO2反应可得到气体 G，G 为 O2，则（1）由以上分析可知 B 为 Cl2，C 为 HCl，E 为 NaCl，故答案为：Cl2；HCl；NaCl；（2）D 为 Na，F 为 Na2O2，Na 与 O2反应可生成 Na2O2，反应的方程式为 2Na+O2=Na2O2，F为Na2O2，与CO2反应生成Na2CO3和O2，反应的方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，D 为 Na，与水剧烈反应，方程式为 2Na+2H2O=2NaOH+H2，故答案为：a.2Na+O2=Na2O2；b.2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；c.2Na+2H2O=2NaOH+H22、已知氯气和NaOH 在一定温度下能发生反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O某温度下，将氯气通入 NaOH 溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液经测定 ClO与 ClO3的物质的量之比为 1：3，则氯气与氢氧化钠反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为（）A21：5B11：3C3：1D4：1【解答】解：根据 ClO与 ClO3的浓度之比 1：3，由 Cl 到 ClO，失去 1 个电子，由 Cl到 ClO3，失去 5 个电子，一共失去 1+35=16 个电子；由Cl 到 Cl，得到 1 个电子，需要 16 个原子才能得到 16 个电子，所以，被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比=16：（1+3）=4：1。故选：D。变式训练变式训练1、某化工厂发生了氯气泄漏及爆炸特大事故，喷出的氯气造成了多人伤亡作为现场的消防干警下列处理方法和过程较合理的是（）及时转移疏散人群，同时向有关部门如实报告事故的有关情况；被转移人群应戴上用浓 NaOH 溶液处理过的口罩（湿润）；用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液解毒；被转移人群可戴上用 Na2CO3处理过的口罩（湿润）；将人群转移到地势较低的地方；及时清理现场，检查水源和食物等是否被污染；常温下氯气能溶于水，所以只要向空气中喷洒水就可以解毒ABCD2、下列化合物中，不能通过单质间化合直接制取的是（）AFeCl3BCuCl2CHCl DFeCl2要点二：氯水及次氯酸要点二：氯水及次氯酸1、氯水的成分三种分子：Cl2、HClO、H2O四种离子：H+、OH-、Cl-、ClO-2、氯水的性质成分Cl2H+性质氧化性酸性弱酸性实例Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+HClpHHClOClO-强氧化性：无论在酸性还是在碱性条件下都能与亚铁盐、碘化物、硫化物及亚硫酸盐等发生氧化还原反应。漂白性：能漂白有色物质。无论是新制氯水还是湿润的氯气、漂白粉等能使有色物质纯净物Cl2Cl2的性质钢瓶氯水混合物多种成分多种性质棕色细口瓶褪色原因都是因为存在或能产生 HClO 的缘故。不稳定性：见光易分解生成 HCl 和 O2光照2HClO=2HCl+O2要点三：次氯酸盐要点三：次氯酸盐次氯酸具有很好的漂白性，但是很容易分解而难以保存，于是漂白消毒用品通常是次氯酸盐，而非次氯酸。（1）制漂白液、漂白粉、漂粉精Cl22NaOH=NaClNaClOH2O(制漂白液)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(制漂白粉、漂粉精)无论是漂白粉还是漂白液有效成分都是次氯酸盐，主要成分是其中的两种盐。（2）漂白原理2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+2 HClOCa(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO（3）漂白失效的原因光2HClO=2HCl+O2注：无论是漂白粉还是漂白液都是对应的两种盐，而有效成分则是次氯酸盐。典型例题典型例题1、某科研小组用 MnO2和浓盐酸制备 Cl2时，利用刚吸收过少量 SO2的 NaOH 溶液对其尾气进行吸收处理（1）请完成 SO2与过量 NaOH 溶液反应的化学方程式：SO2+2NaOH=（2）反应 Cl2+Na2SO3+2NaOH2NaCl+Na2SO4+H2O 中的还原剂为（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl、OH和 SO42请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的 CO2的影响）提出合理假设假设 1：只存在 SO32假设 2：既不存在 SO32也不存在 ClO假设 3：设计实验方案，进行实验请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论限选实验试剂：3moL/LH2SO4、1moL/LNaOH、0.01mol/LKMnO4、淀粉KI 溶液、紫色石蕊试液实验步骤步骤 1：取少量吸收液于试管中，滴加3moL/LH2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于 A、B 试管中步骤 2：步骤 3：预期现象和结论/【解答】解：（1）SO2与过量 NaOH 溶液反应，因 NaOH 过量，故生成的是正盐，化学方程式为：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O；故答案为：Na2SO3+H2O；（2）在氧化还原反应中，所含元素化合价升高的反应物是还原剂，反应物 Na2SO3中的 S元素的价态从+4+6，化合价升高，失去电子则表现还原性，还原剂为 Na2SO3，故答案为：Na2SO3；（3）根据反应原理：Cl2+Na2SO3+2NaOH2NaCl+Na2SO4+H2O，可提出以下假设：假设 1、溶液中可能存在只存在 SO32=，假设 2、既不存在 SO32也不存在 ClO，假设 3、SO32和 ClO不能共存，所以另一种假设判断为只有 ClO；故答案为：只有 ClO；因为吸收液呈碱性，先取少量吸收液于试管中，滴加 3moLL1 H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于 A、B 试管中先加入硫酸的试管，若存在SO32、ClO，分别生成了 H2SO3和 HClO；在 A 试管中滴加紫色石蕊试液，若先变红后褪色，证明有 ClO，否则无在 B 试管中滴加 0.01molL1KMnO4溶液，若紫红色褪去，证明有 SO32，否则无故答案为：实验步骤步骤 1：取少量吸收液于试管中，滴加3 moLL1 H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于 A、B 试管中步骤 2：在 A 试管中滴加紫色石蕊试液预期现象和结论若先变红后褪色，证明有 ClO，否则无变式训练1、下列关于新制氯水及久置氯水的说法，不正确的是（）A新制的氯水呈黄绿色，久置的氯水无色B新制的氯水漂白作用强，而久置的氯水漂白作用很弱C新制的氯水所含成分的种类多，而久置的氯水所含成分的种类较少D新制的氯水中无氯离子，而久置的氯水中则含氯离子2、下列关于氯水的叙述不正确的是（）A新制的氯水可使干燥的有色布条褪色B新制的氯水呈黄绿色是因为在溶液中溶有氯气分子C与久置氯水不同，在新制氯水中加入硝酸银溶液后无白色沉淀D氯水久置后，会使溶液酸性增强要点四：氯气的实验室制法1、实验原理MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O（浓盐酸表现了还原性和酸性，如果实验室没有MnO2，也可以用 KMnO4、KClO3代替）2、实验装置a发生装置：固体液体气体，采用固液加热装置。b净化装置：盛有饱和食盐水的洗气瓶除去 HCl（氯气不溶于饱和食盐水，但氯化氢气体极易溶于水，故可以出去氯化氢气体）；盛有浓 H2SO4的洗气瓶除去水蒸气。c收集装置：向上排空气法。d尾气处理：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。3、操作步骤：组装仪器(由下到上，从左到右)检验装置的气密性加入试剂(先固体，后液体)加热开始实验收集气体尾气处理。4、验满方法将湿润的淀粉KI 试纸放在处理尾气的导管口，立即变蓝，则证明已集满；将湿润的蓝色石蕊试纸放在处理尾气的导管口，立即先变红后褪色，则证明已集满。将蘸有浓氨水的玻璃棒放在处理尾气的导管口，产生白烟，则证明已集满。5、总结（1）一般实验室制取某物质时，一般分为以下四步：发生装置净化装置收集装置尾气处理装置（2）各步骤的具体操作方法如下：发生装置的选择：固液加热型；固液不加热型；固体加热型气体收集方式向上排空气法；向下排空气法；排液体法尾气处理燃烧处理法：CO碱液吸收法：Cl2、NO2、SO2典型例题1、在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如图：（1）连接上述仪器的正确顺序（填各接口处的字母）。（2）装置中，饱和食盐水的作用是；NaOH 溶液的作用是。（3）化学实验中常用湿润的淀粉KI 试纸检验是否有 Cl2产生。如果有 Cl2产生，可观察到，反应离子方程式为：。（4）写出下列化学反应的方程式：气体发生装置进行的反应：NaOH 溶液中发生的反应：（5）若将生成的 Cl2通入到分别置有干燥有色布条和湿润有色布条的两个集气瓶中，会看到什么现象：；解：（1）实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气，需要发生装置生成氯气，用饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气，导气管长进短处收集氯气，最后用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，装置连接顺序是 EC，DA，BH，GF；故答案为：EC，DA，BH，GF；（2）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢，氯化氢在饱和食盐水中溶解度不大，选择饱和食盐水除去氯化氢，所以饱和食盐水作用：除去氯气中的氯化氢气体，降低氯气的溶解度；氯气有毒，排放到空气中能引起空气污染，氯气与氢氧化钠溶液反应，可选择氢氧化钠溶液吸收过量的氯气；故答案为：除去氯气中的氯化氢气体，降低氯气的溶解度；吸收氯气，防止空气污染；（3）氯气具有氧化性遇到淀粉碘化钾溶液会氧化碘离子为单质碘遇淀粉变蓝，反应的离子方程式为：2I+Cl2=2Cl+I2；故答案为：试纸变蓝；2I+Cl2=2Cl+I2；（4）二氧化锰与浓盐酸加热生成氯化锰、水和氯气，反应方程式：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2+2H2O；氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，化学方程式：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O故答案为：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2+2H2O；2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；（5）氯气不具有漂白性，次氯酸具有漂白性，所以若将生成的 Cl2通入到分别置有干燥有色布条和湿润有色布条的两个集气瓶中，前者不变色，后者氯气与水反应生成次氯酸具有漂白性，有色布条褪色；故答案为：湿润的有色布条褪色，而干燥的有色布条不褪色。变式训练1、“84 消 毒 液”与 硫 酸 溶 液 反 应 可 以 制 取 氯 气（NaClO+NaCl+H2SO4Na2SO4+Cl2+H2O）为探究氯气的性质，某同学设计了如图所示的实验装置请回答：（1）从、装置中选择合适的制气装置（A 处）（填写序号）（2）装置 B、C 中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置 B 中的布条也褪色，其原因可能是，说明该装置存在明显的缺陷，请提出合理的改进的方法（3）为了验证氯气的氧化性，将氯气通 Na2SO3溶液中，写出氯气与 Na2SO3溶液反应的离子方程式（4）氯气通入饱和 NaHCO3溶液能产生无色气体，已知酸性盐酸碳酸次氯酸，该实验证明氯气与水反应的生成物中含有要点五：要点五：ClCl-的检验的检验1、对比实验实验现象加入 AgNO3溶液后稀盐酸NaCl 溶液Na2CO3溶液自来水蒸馏水产生白色沉淀产生白色沉淀产生白色沉淀变浑浊无现象加入稀硝酸沉淀不溶解沉淀不溶解沉淀溶解并有气体产生浑浊无现象自来水中有 Cl-解释或离子方程式2、氯离子的检验方法（1）方法先加入 AgNO3，再加 HNO3（2）现象开始产生白色沉淀，加入硝酸后，沉淀不溶解。典型例题1、已知还原性：IFe2+Br向含有 Cl、Fe2+、Br、I各 0.1mol（其余为 Na+）的溶液中通入标准状况下的氯气，通入氯气的体积和相关离子的物质的量的关系正确的是（）A BCD【解答】解：A、0.1molI完全反应消耗 0.05mol 氯气，所以一开始时碘离子的物质的量就减少，故 A 错误；B、0.1molI完全反应消耗 0.05mol 氯气，故亚铁离子开始反应时氯气的体积为0.05mol22.4L/mol=1.12L，由 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl可知，0.1molFe2+完全反应消耗 0.05氯气，故 Fe2+完全时消耗的氯气体积为 0.1mol22.4L/mol=2.24L，图象与实际符合，故 B正确；C、开始阶段与还原强的碘离子反应，而不是溴离子，故 C 错误；D、只要氧化还原反应发生，氯离子的物质的量就在增大，故 D 错误；故选：B。变式训练 5、检验某未知溶液中是否含有氯离子（Cl），正确的操作是（）A向未知溶液中加入 AgNO3溶液，有白色沉淀产生B向未知溶液中加入 AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失C向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入 AgNO3溶液，有白色沉淀产生D向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入 AgNO3溶液，有白色沉淀产生