2022年高考化学总复习 氯基础知识讲解

2022年高考化学总复习 氯基础知识讲解【考纲要求】 1了解Cl2的分子结构和物理性质，掌握Cl2的制备和用途。2掌握Cl2与金属、非金属、水、碱等发生的反应。 3掌握氯水的成分和性质，知道次氯酸及其盐的性质和用途。4以卤素为例了解在周期表中同一主族元素性质的递变规律。5通过实验掌握Cl的检验方法。【知识网络】氯及其重要化合物间的转化关系【考点梳理】 考点一：氯气的性质、用途1物理性质通常氯气为黄绿色有刺激性气味、密度比空气大的有毒气体，易液化。25时，1体积水约溶解2体积氯气，其水溶液俗称氯水，为淡黄绿色。2化学性质要点诠释：从氧化还原角度分析氯气的化学性质可概括为： 化性：01氧化还原性（歧化反应）：-10+13氯气的用途：自来水的消毒，制盐酸，漂白粉，农药，氯仿等。4Cl的检验检验溶液中的Cl应先加稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，证明有Cl存在。考点二：氯离子的检验1试剂：稀硝酸、AgNO3溶液。 2操作：取待测液2mL加入试管中，先滴入少量稀硝酸，然后再滴入AgNO3溶液。 3现象及结论：产生白色沉淀，该溶液中含有Cl。4原理：Ag+Cl=AgCl。要点诠释： （1）加稀硝酸的目的是排除CO32的干扰，因为Ag2CO3是可以溶于稀硝酸的白色不溶物。因此，鉴定时可以将加试剂的顺序颠倒，即可以先加AgNO3，再加稀硝酸。若生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，同样可以证明溶液中有Cl。（2）不用稀盐酸、稀硫酸酸化，否则引入Cl、SO42产生干扰。考点三：氯水的成分和性质 1氯水的成分Cl2溶于水：Cl2+H2OH+Cl+HClO2性质成分表现的性质反应实例Cl2强氧化性氯水呈黄绿色加成反应Cl2+2KI=2KCl+I2Cl2+H2SO3+H2O=H2SO4+2HClCl2+CH2CH2CH2ClCH2ClH+强酸性2H+CaCO3=Ca2+CO2+H2O滴入紫色石蕊试液先变红，后褪色HClO弱酸性强氧化性HClO+OH=ClO+H2O漂白、杀菌、消毒Cl沉淀反应Cl+Ag+=AgCl2分析平衡： Cl2+H2OH+Cl+HClO向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物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)增大左移浓氯酸与浓盐酸反应制Cl2NaOHc (H+)减小右移用NaOH吸收多余的Cl2光照c (HClO)减小右移氯水应避光保存或现用现配要点诠释：氯水久置，会因HClO的分解导致其中的Cl2全部与H2O反应，HClO完全分解成盐酸和O2，使溶液酸性增强，失去强氧化性而变质（久置氯水实为极稀的盐酸）。考点四：几种重要的含氯化合物1次氯酸（1）弱酸性：Ca(ClO)2+CO2+H2O= CaCO3+2HClO；酸性：碳酸强于次氯酸。（2）不稳定性：反应方程式：2HClO2HCl+O2。（3）强氧化性：氧化性比Cl2强，可用于自来水的杀菌消毒，还可以用作漂白剂。2次氯酸盐（1）强氧化性：ClO有强氧化性，与还原性离子（S2、I、Fe2+、SO32等）不能共存。（2）ClO的水解：其离子方程式为：ClO+H2OHClO+OH，与Fe3+、Al3+不能共存。（3）漂白粉：有效成分为Ca(ClO)2。制备试剂：氯气和石灰乳漂白原理：Ca(ClO)2+H2O+CO2= CaCO3+2HClO，故应密封并储存于阴凉处。 3盐酸：具有酸的通性和Cl的性质考点五：氯气的制法有关气体的制备和性质实验，其装置流程可以归纳如下： 气体制备 净化 干燥 收集或性质实验 尾气处理 1氯气的实验室制法 （1）原理：氧化法（化合价-10）MnO2+4HCl (浓)MnCl2+Cl2+2H2O或：2KMnO4+16HCl (浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O注：若用KMnO4制Cl2，则不需加热。（2）发生装置：分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯、铁架台等。要点诠释：制备气体的类型：固体+液体气体用分液漏斗进行滴加浓盐酸，可控制反应速率。（3）净化、干燥装置：洗气瓶。由于使用浓盐酸，反应生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气。可以让气体通过饱和食盐水，HCl气体易溶于饱和食盐水而氯气则不溶，然后再用浓硫酸吸收水蒸气，这样可制得干燥、纯净的氯气。 （4）收集装置：由于氯气能溶于水，故应用向上排空气法或排饱和食盐水法。（5）尾气吸收装置：用NaOH溶液吸收多余的氯气，防止污染空气。注：Ca(OH)2的溶解度太小，所以尾气吸收时不用石灰水，而用NaOH溶液。（6）验满方法将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。 2氯气的工业制法：电解法（1）电解饱和食盐水（氯碱工业），2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2（2）电解熔融氯化钠（可制得Na）2NaCl (熔融)2Na+Cl2考点六：卤素及其化合物的递变规律及特性 1卤素的原子结构 在元素周期表中，与氯元素处于同一纵行第A族的元素还有氟（F）、溴（Br）、碘（I）、砹（At，人工合成元素）。与氯元素一样，这些元素原子的最外电子层都有7个电子，都是典型的非金属元素。由于第A族元素都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合生成盐，所以统称为卤素（成盐元素）。 2物理性质F2Cl2Br2I2颜色淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色状态气态气态液态固态水中溶解性反应可溶可溶微溶熔沸点 Cl2、Br2、I2易溶于苯、CCl4、汽油等有机溶剂。 注意：从溴水中萃取出Br2，可向其中加入苯，振荡、静置，溶液分两层，上层橙红色，下层为水层，近乎无色；从碘水中萃取I2，可向其中加入CCl4，振荡、静置，溶液分两层，上层（水层）近乎无色，下层为紫红色（已知苯的密度小于水的密度，CCl4的密度大于水的密度，且二者均不溶于水）。3卤素及其化合物的递变规律（1）单质氧化性：F2Cl2Br2I2（2）离子还原性：IBrClF（3）HX的稳定性：HFHClHBrHI（4）HX的熔沸点：HF（含氢键）HIHBrHCl（5）最高价含氧酸的酸性：HClO4HBrO4HIO44卤素中的某些特性及相关应用（1）氟无正价和含氧酸，非金属性最强。2F2+2H2O=4HF+O2，与H2反应在暗处即爆炸。HF是弱酸，能腐蚀玻璃，保存在铅皿或塑料瓶中；有毒，在HX中沸点最高。AgF易溶于水。（2）溴Br2是深红棕色液体，易挥发。Br2易溶于有机溶剂。盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞。（3）碘I2遇淀粉变蓝色。I2加热时易升华。I2易溶于有机溶剂。食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。5卤素离子（X）的检验由于在AgX中，除AgF可溶于水，AgCl、AgBr、AgI都是既难溶于水也不溶于稀硝酸的沉淀，所以可用稀硝酸酸化的AgNO3溶液检验X的存在。其中稀硝酸的作用主要是排除CO32的干扰。反应原理：Ag+Cl=AgCl（白色） Ag+Br=AgBr（淡黄色） Ag+I=AgI（黄色）【典型例题】类型一、氯气的性质和应用例1、下列无水氯化物中不能用氯气和该元素的单质直接化合制取的是（ ）。 AAlCl3 BCuCl2 CFeCl2 DHCl【思路点拨】铁元素有变价，遇强氧化剂变成+3价。【答案】C 【解析】氯气是强氧化剂，能够与大多数金属发生化合反应，对于有变价的金属元素与氯气发生反应通常生成较高价态的金属氯化物，所以铁和氯气反应的产物为氯化铁而不是氯化亚铁。【总结升华】氯气与大多数金属反应，生成高价态金属氯化物；只有金属活动顺序表中氢以前的金属，才能跟盐酸反应，并且一般生成低价态金属氯化物和氢气，所以符合题意的是具有不变价态、且在金属活动顺序表中排在氢以前的金属的氯化物。举一反三：【高清课堂：ID:356210 例2】【变式1】已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部位颜色描述正确的是（ ）A黄绿色橙色蓝色白色B无色橙色紫色白色C黄绿色橙色蓝色无色D黄绿色无色紫色白色【答案】A【解析】各处的反应原理分别为：KClO3+6HCl (浓)=KCl+3Cl2+3H2O，产生黄绿色的气体。2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，Br2溶于水显橙（黄色）。2KI+Cl2=2KCl+I2，I2遇淀粉变蓝。Cl2+2NaOH=NaCl+NaCl+NaClO+H2O。两种盐的水溶液都无颜色，故棉球显白色。【高清课堂：ID:356210 例3】【变式2】已知：向KMnO4固体滴加浓盐酸，产生黄绿色气体；向FeCl2溶液中通入少量实验产生的气体，溶液变黄色；取实验生成的溶液滴在淀粉KI试纸变蓝。下列判断正确的是A上述实验证明氧化性：MnO4 Cl2 Fe3+ I2 B上述实验中，共有两个氧化还原反应C实验生成的气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝D实验证明Fe2+既有氧化性又有还原性【答案】A类型二、氯水的成分和性质例2、下列关于氯水的叙述，正确的是（ ）。 A氯水久置后，pH增大 B新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色 C光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2 D新制氯水中只含Cl2和H2O分子【思路点拨】从Cl2和H2O反应的化学平衡及其移动入手分析。【答案】B【解析】在新制的氯水中溶有大量Cl2分子，其中小部分Cl2与水发生反应生成：HCl和HClO，HCl完全电离产生H+和Cl，HClO部分电离产生H+、ClO。所以氯水中有三种分子H2O、Cl2、HClO和四种离子H+、Cl、ClO、OH。HClO有强氧化性、漂白性，见光易分解放出O2。氯水放置数天后HClO分解接近完全，转化为盐酸，酸性增强。【总结升华】解题的关键是明确氯水的各种组成成分，这些组成成分决定了其性质的多样性。举一反三：【变式1】新制氯水中存在H2O、Cl2、HClO、HCl，其中能起杀菌消毒作用的是_，能与锌反应生成氢气的是_，能与硝酸酸化的硝酸银溶液作用生成白色沉淀的是_，能使染料和有机物质褪色的是_，能与FeCl2反应的是_。【答案】HClO HCl HCl HClO Cl2【解析】HClO具有强氧化性，可杀菌消毒和漂白有机色质；HCl具有强酸性，能与活泼金属反应生成H2，并且HCl电离产生的Cl可与硝酸酸化的硝酸银溶液反应，生成白色沉淀；Cl2具有强氧化性，可与具有还原性的物质反应。类型三、 氯气的制取例3、实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2MnO2+4HCl (浓)MnCl2+Cl2+2H2O据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 （填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 （填代号）。可选用制备气体的装置：【思路点拨】从反应物的状态及反应条件来选择发生装置，从生成物的性质选择干燥、除杂及收集方法。【答案】e d【解析】根据制取H2的反应原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，确定制取H2的实验装置，生成的H2可用排水集气法或向下排空气法收集，故选e。依据实验室制取Cl2的反应原理：MnO2+4HCl (浓)MnCl2+Cl2+2H2O确定其实验装置，生成的Cl2可用向上排空气法或排饱和食盐水法收集，但由于Cl2有毒，浓盐酸具有挥发性，故制出Cl2后要用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体，用盛有浓H2SO4的洗气瓶除去Cl2中的H2O (g)，最后用NaOH溶液吸收多余的Cl2，以防污染环境。【总结升华】从发生装置、干燥、除杂、收集、尾气处理等角度来把握气体的制法。举一反三：【变式1】某学生设计如下实验装置用于制备纯净的Cl2。 （1）装置中有五处错误，请指出_，_，_，_，_。 （2）在更正后的装置图中，洗气瓶（净化气体）中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液的作用分别是： 饱和食盐水的作用：_；浓硫酸的作用：_；氢氧化钠的作用：_。【答案】（1）用长颈漏斗错误，应用分液漏斗 不能用稀盐酸，应用浓盐酸 没有用酒精灯，应用酒精灯加热 盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒，应予更换位置 盛饱和食盐水洗气瓶中的进气导管未插入液面下，出气导管插入液面，应进气导管插入液面下，出气导管不插入液面下 （2）除去氯气中混有的HCl 除去氯气中混有的水蒸气 吸收多余的氯气，防止污染环境类型四、Cl的检验例4、检验溶液中的离子，实验步骤和结论均正确的是（ ）A加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，证明一定含有Cl离子。B加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成，证明一定含有SO42离子。C加入HCl后产生气体，该气体能使品红溶液褪色，加热后又变成红色，证明一定含有SO32离子。D加入BaCl2溶液，有白色沉淀，证明一定含有SO32离子。【思路点拨】本题涉及的白色沉淀可能有：AgCl、AgSO4、AgCO3；BaSO4、BaSO3、BaCO3等。【答案】C【解析】（A）加AgNO3出现白色沉淀，不一定含有Cl，也可能有SO42、SO32等。（B）加入HNO3酸化的Ba(NO3)2，有白色沉淀生成此沉淀肯定为BaSO4。但不能证明原溶液中一定有SO42离子，因为SO42离子的来源可能是原溶液中有的，也可能是SO32-被硝酸氧化生成的。（D）加入BaCl2出现白色沉淀，可能含有SO42、SO32-、Ag+等。【总结升华】离子的检验要注意排除干扰。举一反三：【变式1】下列说法正确的是（ ）。 ACl和Cl2都有毒 B将AgNO3溶液滴入甲溶液中，若出现白色沉淀，则说明甲溶液中含有Cl C将NaCl溶液滴入AgNO3溶液中或将Cl2通入AgNO3溶液中均会出现白色沉淀 D含Cl的溶液和氯水一样均呈浅黄绿色 【答案】C类型五、卤素单质例5、下列关于卤素（用X表示）的叙述正确的是（ ）A单质都能与大多数金属反应，生成高价态金属卤化物B单质都能与H2反应，且从F2I2逐渐变难C单质都能与H2O反应，通式X2+H2O=HX+HXOD单质的还原性顺序为：F2Cl2Br2I2【思路点拨】从卤素单质的相似性、递变性及特性角度分析。【答案】B【解析】单质都能跟金属反应，但I2与金属反应生成低价态的金属碘化物，A错误；随着单质的氧化性顺序：F2Cl2Br2I2，单质与H2化合也逐渐变难，所以B正确，D错误； F2与H2O反应时，2F2+2H2O=4HF+O2，所以C错误。【总结升华】卤素单质的性质既存在相似性，也存在差异性，对特别的性质需要特别记忆。举一反三：【变式1】关于卤素的下列叙述正确的是（ ）。 A卤素只以化合态存在于自然界中 B随着核电荷数的增加，卤素单质的熔、沸点升高 C随着核电荷数的增加，单质的氧化性增强D单质与水反应，均可用通式：X2+H2O=HX+HXO表示【答案】AB【变式2】已知氧化性顺序：Cl2Br2I2，判断下列反应中不能发生的是（ ）ACl2+2KBr=2KCl+Br2 BBr2+2KI=2KBr+I2CCl2+2KI=2KCl+I2 DI2+2KCl=2KI+Cl2 【答案】D