高中化学必修一氯及其化合物.doc

高中化学必修一 氯及其化合物
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

与金属单质反应
点燃

2Na+Cl2====2NaCl，产生白色烟

Cl2表现氧化性
点燃

2Fe+3Cl2====2FeCl3，产生棕色烟
点燃

Cu+Cl2====CuCl 2，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
Cl2+H2O⇋HCl+HClO

Cl2既表现氧化性又表现还原性（歧化反应）
与碱反应
2NaOH+Cl2====NaCl+NaClO+H2O
2Ca（OH）2+2Cl2====CaCl2+Ca（ClO）2+H2O

与还原性物质反应
2FeCl2+Cl2====2FeCl3

Cl2表现氧化性
Cl2+SO2+2H2O====H2SO4+HCl
2KI+Cl2====2KCl+I2
3Cl2+8NH3====N2+6NH4Cl
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：　 　；
b．F与CO2反应：　 　；
c．D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+H2↑．
2、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（　　）
A．21：5 B．11：3 C．3：1 D．4：1
【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+3×5=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
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（　　）
①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；
②被转移人群应戴上用浓NaOH溶液处理过的口罩（湿润）；
③用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液解毒；
④被转移人群可戴上用Na2CO3处理过的口罩（湿润）；
⑤将人群转移到地势较低的地方；
⑥及时清理现场，检查水源和食物等是否被污染；
⑦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．
A．②③④⑤ B．①③④⑥ C．①②⑤⑥ D．①③⑤⑦
2、下列化合物中，不能通过单质间化合直接制取的是（　　）
A．FeCl3 B．CuCl2 C．HCl D．FeCl2
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
性质
实例
Cl2
氧化性
Cl2+SO2+2H2O====H2SO4+HCl
H+
酸性
pH<7
滴入紫色石蕊试液后，先变红（因为H+的存在），后褪色（因为HClO具有漂白性）
HClO
弱酸性
强氧化性
漂白性
Cl-
生成沉淀
Ag++Cl-====AgCl↓
3、 检验氯气性质的方法
实验序号
实验方法
实验现象
结论
①
强光照射
有气泡产生
氯水中含有HClO
②
用玻璃棒蘸取氯水滴在淀粉KI试纸上
淀粉KI试纸上变蓝色
氯水中有Cl2
③
将氯水加入到AgNO3溶液中
生成白色沉淀
氯水中有Cl-
④
将氯水滴入到Na2CO3溶液中
有气泡产生，并可以使澄清石灰水变浑浊
氯水中有H+
⑤
将氯水滴加到紫色石蕊溶液中
紫色石蕊溶液先变红后褪色
氯水中有H+和HClO
4、 氯水和液氯的区别

液氯
氯水
类型
纯净物
混合物
成分
Cl2
多种成分
性质
Cl2的性质
多种性质
保存方法
钢瓶
棕色细口瓶
5、 次氯酸盐
（1） 次氯酸的结构
HClO分子的结构式为H-O-Cl。
（2）次氯酸的化学性质
①弱酸性：次氯酸是一种弱酸，比碳酸的酸性要弱，电离能力有如下关系：H2CO3>HClO>ClO-
②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。
③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褪色原因都是因为存在或能产生HClO的缘故。
④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
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
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(制漂白液)
2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(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 HClO
Ca(ClO)2 + CO2 + H2O ===== CaCO3 ↓+ 2HClO
（3） 漂白失效的原因
光照

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
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+2NaOH═2NaCl+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）．
①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：　 　
②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
预期现象和结论
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：　 　

【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）①根据反应原理：Cl2+Na2SO3+2NaOH═2NaCl+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﹣；
②因为吸收液呈碱性，先取少量吸收液于试管中，滴加3moL﹣L﹣1 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0.01mol•L﹣1KMnO4溶液，若紫红色褪去，证明有SO32﹣，否则无．
故答案为：
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 moL•L﹣1 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
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
MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
（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：Cl2＋2NaOH==NaCl＋NaClO＋H2O。
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
①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；
②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。
③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：
①发生装置的选择：
固液加热型；固液不加热型；固体加热型
②气体收集方式
向上排空气法；向下排空气法；排液体法
③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：
①气体发生装置进行的反应：　 　②NaOH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E﹣C，D﹣A，B﹣H，G﹣F；
故答案为：E﹣C，D﹣A，B﹣H，G﹣F；
（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+H2SO4 Na2SO4+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①、②、③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：Cl-的检验
1、 对比实验

实验现象
解释或离子方程式

加入AgNO3溶液后
加入稀硝酸

稀盐酸
产生白色沉淀
沉淀不溶解

NaCl溶液
产生白色沉淀
沉淀不溶解

Na2CO3溶液
产生白色沉淀
沉淀溶解并有气体产生

自来水
变浑浊
浑浊
自来水中有Cl-
蒸馏水
无现象
无现象

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：I﹣＞Fe2+＞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． B C． D．
【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0.05mol×22.4L/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0.1mol×22.4L/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