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
及
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
、
、
和
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a、b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 则
若为第②种情况,过量 与
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
最
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
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
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.SO
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?
B.mol的1H35Cl分子所含中子数约为6.02×1023
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?mol-1
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?
A.MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O?
B.2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O?
C.KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O?
D.4HCl+O22H2O+2Cl2↑?
6.今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水,浓度均为0.1 mol?L-1。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体(m mol),在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体(m 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?
7.将0.15 mol的MnO2与过量的12 mol?L-1的浓盐酸反应,和50 mL 12 mol?L-1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?
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?
9.在一定条件下,氯气可与氯化铵发生如下反应:?
xCl2+yNH4Cl===yNClx+(x+y)HCl?
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
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
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)。
回答下列问题:
(1)A、H、N的化学式分别为A ,H ,N 。
(2)AB+C+D的化学方程式:
。
(3)F+IN的离子方程式:
。
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。
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: 。
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?
(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?
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?
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。
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?L-1。