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111第二节富集在海水中的元素氯【本节学习要点】1了解氯的存在和氯原子的结构；2.掌握氯气的物理性质、化学性质，了解Cl2的主要用途；3了解次氯酸和漂白粉的性质和应用；4.掌握Cl的检验重难点一、氯水的成分和性质1反应原理及成分Cl2H2OHClHClOHClOHClO2HClO光照2HClO2新制氯水中，所含的分子有：Cl2、H2O、HClO；离子有：H、Cl、ClO、OH(少量)。2氯水的性质氯水的多种成分决定了它具有多重性质：Cl2的强氧化性：与活泼金属(如Mg)，还原性离子或分子(如S2、I、HS、Fe2等)反应，如Cl22KII22KClCl2H2S2HClSCl22FeCl22FeCl3HCl的强酸性：与弱酸盐Na2CO3、CaCO3、NaHCO3等反应如：CaCO32HClCaCl2H2OCO2HClO酸性弱于H2CO3，与CaCO3不反应。HClO的强氧化性：漂白、杀菌、消毒；弱酸性Cl的性质：与Ag生成白色沉淀AgCl。在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，例如另外，氯水呈黄绿色是因为新制氯水中含Cl2分子；新制氯水有刺激性气味是氯水中溶解的Cl2可挥发出来，有些反应中还会表现多种成分的性质。氯水与不同试剂发生反应，氯水所表现哪种性质，必须视具体情况确定。现列表如下：参与反应的微粒所加试剂成药品实验现象离子方程式或解释ClAgNO3溶液白色沉淀ClAg=AgClHNa2CO3固体有气泡产生2HCO2CO2H2OHClO有色布条布条颜色褪去发生氧化还原反应Cl2FeCl2溶液溶液变棕黄色2Fe2Cl2=2Fe32ClCl2、H2OSO2黄绿色褪去SO2Cl22H2O=4H2ClSO24HClO、HCl2、H石蕊试液后褪色镁粉先变红氯水的颜色褪去并有气泡产生酸性和漂白性Cl2H2O= HClHClOMg2H=Mg2H23.液氯和氯水的比较液氯新制氯水久置氯水成分Cl2Cl2、HClO、H、Cl、ClO、H2O、OHH、Cl、H2O分类纯净物 混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性、无漂白性特别提醒久置氯水成分与性质分析：氯水中存在Cl2H2OHClHClO，久置氯水中因发生2HClO光,2HClO2，随HClO的消耗，最后成为盐酸，久置氯水酸性增强，无漂白性。氯水的保存：密封保存在棕色试剂瓶中，并放在阴暗处。Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性的原因是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性，使有色物质被氧化而褪色。氯水能导电，但氯水是混合物，液氯是单质，它们既不是电解质，也不是非电解质。离子共存问题：ClO与Fe2、I、S2、HS、SO等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。4HClO、Na2O2(H2O2)、Ca(ClO)2、活性炭的漂白性比较漂白剂氯水(HClO)Na2O2Ca(ClO)2活性炭漂白原理氧化漂白氧化漂白氧化漂白吸附漂白紫色石蕊试液先变红后褪色先变蓝后褪色褪色褪色重难点二、氯气与碱的反应1常温下，Cl2与碱反应的化学方程式的一般模式Cl2碱次氯酸盐金属氯化物水Cl2作氧化剂和还原剂，氧化剂与还原剂的质量比为112氯气与强碱溶液反应的本质Cl22OHClClOH2O3氯气与强碱反应的利用(1)制漂白液：Cl22NaOHNaClNaClOH2O(2)吸收多余的Cl2用NaOH溶液(3)制漂白粉：2Cl22Ca(OH)2CaCl2Ca(ClO)22H2O由于Ca(OH)2溶解度小，制备时用石灰乳而不用石灰水。4漂白粉的有关问题(1)漂白原理Ca(ClO)2与空气中的H2O和CO2反应Ca(ClO)2H2OCO2CaCO32HClO在溶液中：Ca22ClOH2OCO2CaCO32HClO，该反应可证明HClO酸性比H2CO3的酸性弱。(2)保存方法：由于漂白粉久置空气中易与空气中的H2O、CO2反应生成HClO，HClO易分解失效，其方程式表示为Ca(ClO)2CO2H2OCaCO32HClO,2HClO光照,2HClO2，由此可确定漂白粉的保存方法为：密封(隔绝空气)保存于避光干燥阴凉处。(3)向漂白粉溶液中加稀盐酸能增强其漂白性，原因是Ca(ClO)22HClCaCl22HClO，用离子方程式表示为ClOHHClO，HClO浓度增大。(4)ClO遇稀盐酸生成HClO，遇浓HCl生成Cl2，ClOHClCl2H2O，洗厕灵(浓HCl)与84消毒液(主要成分为NaClO)混合生成Cl2。重难点三、氯气的实验室制法1反应原理4HCl(浓)MnO2MnCl22H2OCl2MnO24HCl(浓)M得12enCl2Cl失去2e22H2O氧化剂：MnO2，还原剂：HCl离子方程式MnO24H2Cl,Mn2Cl22H2O注意MnO2与浓HCl在加热条件下反应，与稀HCl或不加热时，均不反应，因浓HCl随反应进行变稀，故盐酸不能完全反应。浓HCl一部分作还原剂，一部分起酸性作用。应缓缓加热，防止盐酸挥发。2仪器装置：固液,气主要仪器：铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等装置如下图所示说明C装置的作用是除去Cl2中的HCl，D装置的作用是干燥Cl2，F装置的作用是吸收多余的Cl2。3收集方法(1)向上排空气法(Cl2密度大于空气)。(2)排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)4验满方法将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已经集满。5尾气处理Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。特别提醒(1)气体的制备装置一般包括：气体发生气体净化气体收集尾气吸收(2)气体净化装置的选择依据：反应物状态，反应条件气体收集的选择依据：气体的密度、溶解性及在空气中的稳定性。(3)不用Ca(OH)2溶液吸收多余的Cl2，因为Ca(OH)2的溶解度小，吸收Cl2不彻底。题型1氯水的性质【例1】常用氯气给自来水消毒，某同学用自来水配制下列物质的溶液，会产生明显药品变质的是()FeCl2AgNO3Na2CO3AlCl3KI石蕊试液A B.C D.全部解析氯水中含有Cl 2、H2O、HClO、H、Cl等，Cl2氧化FeCl2、KI；Cl与AgNO3反应；H与Na2CO3反应；石蕊试液先遇H变红后被HClO氧化而褪色，Al3与这些微粒不反应。故只有不会产生明显的药品变质。答案B氯水中加入FeCl2、KI、NaBr、Na2S、Na2SO3或通入SO2、H2S等还原性物质时，起氧化作用的是Cl2而不是HClO。氯水具有漂白作用是因为氯水中含有HClO，HClO具有强氧化性，而Cl2没有漂白性。归纳整合氯水的性质表现(1)氯水含有HClO，常用于漂白、杀菌、消毒等。(2)氯水含有Cl2，能与还原性物质发生反应。(3)在氯水中加入指示剂，先因H的存在而变色，然后被HClO氧化而褪色。(4)Ag与氯水中的Cl反应生成白色沉淀，而碳酸盐与氯水反应则因H的存在而放出CO2。(5)光照氯水时，因HClO易分解而放出O2。 题型2 Cl的检验【例2】氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢，为了防止事故发生，使用前要检验氯仿是否变质，应选用的检验试剂是()A水 B.硝酸银溶液C氢氧化钠溶液 D.KI溶液解析根据已有的知识和题目所给信息，要检查CHCl3是否变质，只要检验是否有HCl生成即可。HCl溶于水得盐酸，含有氯离子，所以可用硝酸银溶液来检验。答案BCHCl3、CCl4不溶于水，不能电离出Cl，KClO3、Ca(ClO)2溶于水，但不能电离出Cl，加AgNO3溶液和稀HNO3不能生成白色沉淀AgCl。拓展提升思考1.怎样用实验方法证明KClO3中含有氯元素？2某溶液中同时存在Cl、SO、Ag2SO4为难溶于水的白色沉淀，如何检验溶液中含有Cl？思路点拨1.在KClO3中存在K和ClO，要证明KClO3中含有氯元素，需思考的问题是如何才能使ClO转化为Cl，通过检验Cl来证明KClO3中存在氯元素。2检验Cl时，为防止SO的干扰，应选择试剂将SO转化为BaSO4沉淀除去，再检验Cl。答案1.将KClO3与MnO2混合并加热，然后将残余固体溶于水，过滤，向滤液中滴加AgNO3溶液和稀硝酸，若有白色沉淀生成，则说明KClO3中含有氯元素。2先向少许待测溶液中加入定量的Ba(NO3)2溶液，静置，取上层清液滴加AgNO3溶液和稀HNO3，若有白色沉淀生成，则证明含有Cl。题型3 Cl2与碱反应的计算【例3】一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100 mL 3.00 mol/L的NaOH溶液(密度为1.12 g/mL)恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.05 mol。(1)原NaOH溶液的质量分数为_。(2)所得溶液中Cl的物质的量为_mol。(3)所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n(Cl2)n(H2)_。解析(1)n(NaOH)0.1 L3.00 mol/L0.3 mol，故NaOH的质量为m1(NaOH)0.3 mol40 gmol112 g，溶液的质量为m2100 mL1.12 gmL1112 g。所以NaOH溶液的质量分数为w(NaOH)100%100%10.7%。(2)根据Na守恒n(NaCl)n(NaOH)n(NaClO)0.3 mol0.05 mol0.25 mol，即n(Cl)0.25 mol。(3)从所给物质间的反应情况看，可以将原来的Cl2分为两部分，一部分发生反应H2Cl22HCl，此部分转化为NaCl，另一部分发生反应Cl22NaOHNaClNaClOH2O，从反应可推出该部分Cl2的物质的量n1(Cl2)n(NaClO)0.05 mol，根据NaOH守恒发生反应的Cl2为n2(Cl2)n(NaOH)n(NaClO)2/2(0.3 mol0.05 mol2)/20.1 mol，此部分需要H2也为0.1 mol，即n(H2)0.1 mol，因此参加反应的Cl2和H2物质的量之比为32。答案 (1)10.7%(2)0.25(3)32解题时要运用好守恒关系，特别是最后所得溶液中溶质为NaCl、NaClO，则n(NaOH)n(NaCl)n(NaClO)2n(Cl2)，n(Na)n(Cl)，n(ClO)。 题型4物质制备的实验设计与评价【例4】现用浓盐酸、MnO2共热制Cl2，并用Cl2和Ca(OH)2反应制少量漂白粉。现已知反应2Cl22Ca(OH)2Ca(ClO)2CaCl22H2O，该反应为放热反应，温度稍高即发生副反应6Cl26Ca(OH)25CaCl2Ca(ClO3)26H2O。甲、乙、丙三人分别设计三个实验装置，如图所示。(1)请从：a不容易控制反应速率；b容易控制反应速率；c有副反应发生；d可防止副反应发生；e污染环境；f可防止污染环境，几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作出评价，并选择符合题目要求的选项填在表中的空格内。优点缺点甲装置乙装置丙装置 (2)图中甲由A、B两部分组成，乙由C、D、E三部分组成，丙由F、G组成，从上述甲、乙、丙三套装置中选出合理的部分(按气流从左到右的方向)组装一套较完善的实验装置(填所选部分的编号)。(3)实验中若用12 molL-1的浓盐酸10 mL与足量的MnO2反应，最终生成Ca(ClO)2的物质的量总小于0.015 mol，其可能的主要原因是_(假定各步反应均无反应损耗且无副反应发生)。解析本题综合性较强，既要熟悉Cl2的制法，又要抓住题给信息，应用理论知识采取相应的实验措施。根据题给药品，制Cl2应选用装置C或F。由信息可知Cl2与Ca(OH)2反应为放热反应，且温度高时易发生副反应，所以制漂白粉时应采取降温措施。澄清石灰水中含Ca(OH)2很少，应用消石灰。当然Cl2有毒，故需要进行尾气处理。根据MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O2Cl22Ca(OH)2CaCl2Ca(ClO)22H2O12 molL10.01 L0.12 mol的浓盐酸可生成Cl20.03 mol，即理论上生成Ca(ClO)2为0.015 mol。但由于随着反应的进行，盐酸浓度变小，而MnO2不能氧化稀盐酸。答案(1)甲：dae乙：bfc丙：bce(2)C(F)、B、E(3)MnO2只能氧化浓盐酸，随着反应进行，c(Cl)减小，还原性减弱，反应不能继续进行。再就是最后有部分Cl2滞留在容器中，不能完全反应思考时应注意两方面问题：一是如何用已有知识选择正确的制气装置、反应装置及尾气吸收装置，以及如何选择反应物。与Cl2反应制漂白粉的原料应是消石灰，石灰水太稀。二是注意题目中的新信息和新情况。如Cl2与Ca(OH)2反应的放热反应及由于高温而产生的副反应，要想到用冷却来解决这一矛盾；第二个新情况是浓盐酸的变稀问题。号1检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是()A用干燥的蓝色石蕊试纸B用干燥的有色布条C把气体通入硝酸银溶液D用湿润的淀粉碘化钾试纸答案D解析氯化氢气体遇水时才体现酸性，氯气遇到水并与其反应时才体现酸性及强氧化性使有机色素漂白，故A、B均不正确。氯化氢、氯气通入硝酸银溶液时，均产生白色沉淀，则C项也不正确。氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，而氯化氢无此性质。2下列关于氯水的叙述，正确的是()A新制氯水中只含Cl2和H2O分子B新制氯水可使蓝色石蕊试纸变红C光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2D氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将增强答案D解析氯水成分的多样性决定了氯水性质上的多重性。氯水中主要含有三种分子H2O、Cl2、HClO和三种离子H、Cl、ClO。新制氯水含有H和HClO，蓝色石蕊试纸遇H变红，变红后的试纸被HClO氧化褪色。光照氯水，发生反应2HClO光照,2HClO2，逸出的是O2而不是Cl2。该反应进行后，弱酸HClO转化为强酸HCl，密封在密闭无色玻璃瓶中不考虑HCl挥发，溶液的酸性增强。3自来水是用氯气杀菌消毒的，不法商贩用自来水冒充纯净水出售，为辨真伪，可用下列哪一种试剂鉴别()A酚酞试液 B.氯化铁溶液C销酸银溶液 D.氢氧化钠溶液答案C解析如果是自来水，则其中含有Cl，故加AgNO3溶液后，若有白色AgCl沉淀生成，说明是自来水，否则为纯净水。选C。4如图是一种实验某气体化学性质的实验装置，图中B为活塞。如先打开B，在A处通入干燥氯气，C中红布条颜色无变化；当关闭B时，C中红布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液是()A浓硫酸B.浓NaOH溶液CH2OD.饱和NaCl溶液答案CD解析由于干燥的Cl2不能使有色物质褪色，当打开B阀时，通入的是干燥的Cl2，C处的红布条不褪色；关闭B阀后，Cl2通过D装置，变成潮湿的Cl2，从而使C处的红布条逐渐褪色。因此，D中装的是H2O或饱和NaCl溶液。5某校化学兴趣小组用浓盐酸与二氧化锰加热反应来制取并收集氯气，装置如下：(1)写出该反应的化学方程式： 。(2)上述反应中，还原剂是，若有1 mol氧化剂参加反应，转移电子的物质的量是mol。(3)实验开始前，某学生对装置进行了气密性检查。方法是：连接好装置之后，用弹簧夹夹住处(填“A”或“B”)橡皮管；向分液漏斗中加水并打开活塞，当加到一定量时，停止加水，静置观察。当观察到分液漏斗中时，表明该装置不漏气。(4)兴趣小组的某些同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气，你认为其中错误的是_(填写序号)。A氢氧化钠溶液B.碳酸钠溶液C浓硫酸答案(1)4HCl(浓)MnO2MnCl22H2OCl2(2)HCl(盐酸或浓盐酸)2(3)B液面不下降(4)C解析本题考查Cl2的实验室制法，4HCl(浓)MnO2MnCl22H2OCl2，由反应原理可知，氧化剂是MnO2，还原剂是HCl,1 mol氧化剂参加反应，转移的电子的物质的量是2 mol。检验气密性是制备气体的前提，应夹住B处的橡皮管；由于气密性较好，所以分液漏斗中液面不下降；收集气体之前应先用饱和食盐水除杂(HCl)，再用浓硫酸干燥除水；用氢氧化钠溶液吸收多余的Cl2最好，碳酸钠溶液也可以，浓硫酸不行。6室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的反应条件下，它们可按下面框图进行反应。又知D溶液为黄色，E溶液是无色的，请回答：(1)A是_，B是_，C是_(填写化学式)。(2)反应的化学方程式为_。(3)反应的化学方程式为_。(4)反应的化学方程式为_。答案(1)FeCl2H2(2)2Fe3Cl22FeCl3(3)Fe2HClFeCl2H2(4)2FeCl2Cl22FeCl3解析本题考查铁的变价。从B为黄绿色气体知B为Cl2，D溶液为黄色可能为Fe3盐，C为无色气体，BCE溶于水E溶液AFC及FBD可知，A为Fe，C为H2。7含有H2、Cl2混合气100 mL(标况)，其中一种气体体积为45 mL。光照使两种气体发生反应后恢复到标况，气体体积为_mL。为了说明反应后气体中H2或Cl2有剩余，使气体通过10 mL水，并使剩余气体干燥后恢复到标况，若(1)剩余_mL，证明有_剩余；理由_。(2)溶液有_性质，证明有_剩余；理由是。答案100(1)10H2H2不溶于水(2)漂白Cl2Cl2溶于水生成有漂白性的HClO解析因为H2Cl22HCl是一个反应前后体积不变的反应，故不管反应进行到何种程度(恰好完全反应或是有一种反应物剩余)，反应后气体的总体积总是和反应前的总体积相等，即仍为100 mL。由题给条件可知，反应后生成90 mL HCl，剩余反应物10 mL，(可能是H2或Cl2)。根据H2、Cl2本身的性质，即可证明是何种气体有剩余。第1课时氯气的性质一、活泼的黄绿色气体氯气1氯的原子结构及存在(1)原子结构：17(2)存在：化合态原因Cl原子易得1个电子达到8电子稳定结构2氯气的发现和确认3氯气的物理性质黄绿色，有刺激性气味的有毒的气体，密度比空气大，能溶于水，易液化。4氯气的化学性质(1)与金属反应2Fe3Cl2点燃,2FeCl3(棕色烟)CuCl2点燃,CuCl2(棕黄色烟)2NaCl2点燃,2NaCl(白烟)氯原子在反应中容易得电子，表现为强氧化性，与变价金属反应时，将金属氧化为高价。(2)与非金属反应H2Cl2点燃2HCl苍白色烟，白雾H2在Cl2中燃烧前，一定要检验H2的纯度工业上制取盐酸是将HCl溶于水燃烧不一定有氧，任何发光发热的剧烈的氧化还原反应都称之为燃烧。(3)与水的反应Cl2H2OHClHClO(Cl2作氧化剂和还原剂)2HClO光,2HClO2氯水成分：Cl2，H2O，HClO，H，Cl，OH，ClO颜色：淡黄绿色性质表现Cl2：强氧化性，与活泼金属及还原性的微粒反应Cl22NaBrBr22NaClCl22KII22KClCl22FeCl22FeCl3HClO：强氧化性漂白、杀菌、消毒Cl：沉淀反应H：强酸性，与CaCO3、Na2CO3等反应H与HClO：滴入石蕊试液先变红后褪色保存：密封，棕色试剂瓶，阴暗处HClO弱酸性：弱于H2CO3不稳定性强氧化性：漂白、杀菌1下列氯化物既可由金属和氯气直接反应制得，也可由金属和盐酸反应制得的是()ACuCl2 B.FeCl3CFeCl2 D.AlCl3答案D解析解答本题时应先由Cl2的强氧化性入手，然后根据金属活动性顺序，区分开Fe与Cl2及Fe与盐酸反应的规律，具体分析如下：A项CuCl2可由Cu与Cl2反应制得，但不能由Cu与盐酸反应制得，A项错误；B项FeCl3可由Fe与Cl2反应制得，但不能由Fe与盐酸反应制得，B项错误；C项FeCl2可由Fe与盐酸反应制得，但不能由Fe与Cl2反应制得，C项错误；D项AlCl3既可由Al与Cl2反应制得，也可由Al与盐酸反应制得，D项正确。误区警示Cl2有强氧化性，与变价金属反应时，生成高价金属氯化物。如FeCl3、CuCl2，而不是FeCl2、CuCl2，HCl有氧化性是H体现出来的，H氧化性较弱，一般将金属只氧化到低价。2下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是()氯气液氯新制氯水氯气溶解在四氯化碳溶液中盐酸盐酸与少量漂白粉的混合溶液A B.C D.答案C解析本题考查HClO的漂白性及酸性以及Cl2、漂白粉漂白的原理。能使干燥的石蕊试纸先变红后褪色，要求该物质具有酸性和漂白性。酸性需有较多的H，漂白性要有HClO。和中只有Cl2分子，中Cl2分子与CCl4溶剂之间不反应，产生不了H和HClO。中HCl只有酸性无漂白性，中Cl2和水反应生成HCl和HClO，中发生反应：Ca(ClO)22HClCaCl22HClO，且少量漂白粉反应盐酸过量。规律总结氯水、次氯酸盐均可用于杀菌消毒，真正起杀菌作用的是HClO。氯水成分复杂，性质多样与不同的物质反应显示不同成分的性质。3将8.7 g MnO2粉末与含14.6 g HCl的浓盐酸共热完全反应后，生成氯气的体积为(标准状况)(不考虑盐酸的挥发)()A等于4.48 L B等于2.24 LC在2.244.48 L之间 D.小于2.24 L答案D解析根据实验室制取Cl2的化学方程式MnO24HCl,MnCl2Cl22H2O87 g146 g22.4 L8714.6 gV(Cl2)从上述数据看出，MnO2和HCl恰好完全反应，生成Cl2 2.24 L。但事实上，MnO2与浓盐酸反应才能生成Cl2，即当盐酸的浓度降低到一定程度后，不能再生成氯气，所以，实际上生成的氯气应小于2.24 L。误区警示(1)没有考虑浓度变化对反应是否能继续进行的影响，因而错选B。(2)没有考虑“部分”氧化还原反应的特点，盲目运用氯原子守恒计算Cl2的体积，错选A。归纳总结实验室制取Cl2时：MnO2作氧化剂，浓HCl作还原剂，只有部分被氧化另一部分起酸性作用。随反应的进行，浓盐酸变稀，稀HCl与MnO2不反应。反应需加热条件，但温度不能过高，防止盐酸大量挥发。4某同学应用下图所示的方法研究物质的性质，其中气体a的主要成分是氯气，杂质是空气和水蒸气。回答下列问题：(1)该项研究(实验)的主要目的是。(2)浓H2SO4的作用是，与研究目的直接相关的实验现象是。(3)从物质性质的方面来看，这样的实验设计存在事故隐患，事故表现是_。请在图中D处以图的形式表明克服事故隐患的措施。答案(1)比较Cl2与HClO谁有漂白性(2)吸收气体a中的水蒸气B内的布条不褪色，C内的布条褪色(3)多余的Cl2污染空气；如图所示解析本题全面地考查了研究物质性质的实验设计。解答本题首先要明确实验的目的是什么，围绕实验目的如何设计实验来验证。本题的实验目的是探究氯气本身还是氯气跟水反应生成的HClO具有漂白作用，依据此目的本题设计了氯气分别与干燥的有色布条和湿润的有色布条作用。事故隐患是Cl2有毒，污染环境，可用图装置除去。方法技巧首先分析各装置及试剂的作用来判断实验的目的，掌握对比实验的设计方法及设计实验时应注意的防止环境的污染问题。1下列关于氯气的叙述正确的是()A钠在氯气中燃烧产生白色烟雾B红热的铜丝可以在氯气中燃烧，产生棕黄色烟雾C纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰D氯气可用于漂白，这是氯气的漂白作用答案C解析A中钠在氯气中燃烧，生成NaCl固体小颗粒，形成白烟，没有雾出现(雾为液态小液滴)，A不正确；B中红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2固体小颗粒，生成棕黄色的烟，但没有雾，所以B也不正确；C中的说法完全符合实验事实，因此是正确答案；D中氯气用于漂白，这是对的，但起漂白作用的不是氯气本身，而是它与水反应后生成的次氯酸具有强氧化性，使有机色素氧化而褪色，D的说法不正确。2用自来水养金鱼时，通常先将自来水晒一段时间再注入鱼缸，目的是()A提高水温 B.增加水中氧气的含量C除去水中少量的次氯酸 D.用紫外线杀死水中的细菌答案C解析自来水中常通入0.002 g/L氯气作消毒剂，因此水中含有微量的次氯酸，对金鱼的喂养有害，须经日晒，除去水中少量的次氯酸。3下列说法中正确的是()A用鼻子对着盛有氯气的瓶口，就可以嗅到氯气的气味B用排水集气法便可以收集到纯净的氯气C氯气有漂白性D自来水常用氯气来杀菌、消毒答案D解析氯气是有毒气体，闻氯气的时候，应该用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。用排水法收集氯气会带有水蒸气且氯气能与水反应，氯气本身没有漂白性。4在空气中能稳定存在的物质是()A石灰水 B.氯水C次氯酸钠 D.食盐水答案D解析能与空气中CO2、O2、H2O反应和见光易分解的物质在空气中均不能稳定存在。石灰水中的Ca(OH)2能与空气中的CO2反应生成CaCO3；氯水中的HClO易分解；次氯酸钠在空气中发生反应：CO2H2O2NaClONa2CO32HClO而变质。5实验室制Cl2的反应为4HCl(浓)MnO2,MnCl2Cl22H2O，下列说法错误的是()A还原剂是HCl，氧化剂是MnO2B每生成1 mol Cl2，转移电子的物质的量为2 molC每消耗1 mol MnO2，起还原剂作用的HCl消耗4 molD生成的Cl2中，除含有一些水蒸气外，还含有HCl杂质答案C解析每消耗1 mol MnO2，起还原剂作用的HCl消耗2 mol。6将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中，当阳光照射相当长一段时间后试管中最后剩余气体的体积占试管容积的()A1/4 B.1/3 C.1/2 D.2/3答案C解析根据反应方程式：Cl2H2OHClHClO和2HClO光,2HClO2可知，充分反应后剩余气体是O2，且Cl2与O2之间满足关系式：2Cl2O2。7实验室为了使用方便，通常将氯气溶解于水中形成氯水或将其降温加压形成液氯来使用。下列有关这两种液体的实验描述都正确的是()A两种液体都可以使干燥的布条褪色B两种液体都可以使干燥的蓝色石蕊试纸变红C用这两种液体都可给自来水消毒D分别向这两种液体中投入几颗金属锌粒均有气泡产生答案C解析液氯成分为Cl2，氯水成分为Cl2、HCl、HClO，液氯无漂白性，无酸性，氯水有漂白性和酸性，液氯溶于水得氯水，故选C。8(1)氯水成分较复杂，可发生多种不同的反应。向氯水中加入金属Mg，发生反应的化学方程式为_。向氯水中加入淀粉KI溶液，发生反应的化学方程式为_。向氯水中加入FeCl2溶液，发生反应的化学方程式为_。向氯水中加入Na2CO3，发生反应的离子方程式为_。向氯水中加入AgNO3溶液，发生反应的离子方程式为_。(2)检验一瓶氯水是否已经完全变质，可以采用的试剂是()A硝酸银溶液B.酚酞试剂C碳酸钠溶液D.紫色石蕊试剂(3)传统饮用水的消毒剂是氯气。20世纪80年代初期科研人员在英国某城调查发现，儿童患白血病发病率高是源于饮了氯气消毒的饮用水，这是因为_A氯气有氧化性，作用于正常细胞而癌化B氯水中的次氯酸氧化了正常细胞，异化为癌细胞C氯气有毒，杀死正常细胞，不杀灭癌细胞D氯气作用于水中有机物，生成有机氯化合物而致癌(4)ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求，ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得，在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为()A11 B.21 C.12 D.23答案(1)Mg2HClMgCl2H2Cl22KII22KCl2FeCl2Cl22FeCl3CO2HCO2H2OClAgAgCl(2)D(3)D(4)B解析(1)由于氯水中只有少部分Cl2参与了与水的反应，而大部分Cl2仍在水中，且Cl2的氧化性大于溶液中少量的H的氧化性，金属、还原性物质(如Fe2、Br、S2、I等)以与Cl2反应为主。(2)久置氯水的成分为稀盐酸，新制氯水中成分为Cl2、HCl、HClO，新制氯水和稀盐酸均与AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀，与Na2CO3溶液放出CO2气体，遇到酚酞均无明显现象变化。新制氯水中加入紫色石蕊试液先变红后褪色，而稀盐酸中加紫色石蕊试液只变红色。故选D。(3)氯气溶于水，部分与水反应，生成了具有强氧化性的HClO，能杀死水中的病菌，起到消毒作用，但Cl2也会与水中的有机物发生反应，生成具有致癌物如CHCl3等，如今Cl2逐渐被二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)等代替。故只有D正确。(4)利用电子守恒法计算：NaO3O21n(NaClO3)；Na2O3Na2O42n(Na2SO3)，所以n(NaClO3)2n(Na2SO3)。故选B。9某课外活动小组利用如下图所示装置制取较纯净的氯气(不必干燥)。提供的试剂有：浓盐酸、饱和食盐水、氢氧化钠溶液、高锰酸钾固体。反应的化学方程式为：2KMnO416HCl(浓)2KCl2MnCl25Cl28H2O(1)由化学反应原理可知KMnO4的氧化性比MnO2(填“强”或“弱”)。(2)装置中盛放的试剂是：H中，P中，M中。(3)P中发生反应的离子方程式是。(4)若要用下图装置来收集Cl2，可选用的是。答案(1)强(2)饱和食盐水NaOH溶液浓盐酸(3)Cl2+2OH-ClClOH2O(4)B解析(1)用KMnO4与浓盐酸制Cl2时不需加热，而用MnO2与浓盐酸制Cl2时需加热才能进行，还原剂均为HCl，氧化产物都是Cl2，因此KMnO4的氧化性比MnO2的强。(2)制得的Cl2混有HCl、H2O(g)。要除去Cl2中的HCl气体，同时尽可能不减少Cl2的量，所给试剂中只有饱和食盐水能满足要求。G装置为Cl2净化装置，因而M中盛浓盐酸。收集满Cl2后，G中仍能产生Cl2，为防止Cl2污染环境，可打开旋塞a，使Cl2进入P中被吸收，则P中应盛放NaOH溶液。(4)固Cl2的密度比空气的大，应用向上排气法收集。10在下面的装置中，A是Cl2净化装置，C、D为气体净化装置，C中装有饱和NaCl溶液，D中装有浓H2SO4；E硬质玻璃管中装有细铁丝网；F为干燥的空广口瓶；烧杯G为尾气吸收装置。试回答：(1)C、D两个装置的作用是：C_，D_。(2)F中的现象为_，生成物是_。(3)写出在A、E、G中发生反应的化学方程式为A：；E：；G：；答案(1)除去Cl2中的HCl杂质干燥Cl2(2)充满棕色的烟FeCl3(3)MnO24HCl(浓),MnCl2Cl22H2O3Cl22Fe,2FeCl3Cl22NaOHNaClNaClOH2O解析利用MnO24HCl(浓),MnCl2Cl22H2O制备Cl2，由于浓盐酸易挥发产生HCl气体，且产物中有H2O生成，因此若想得到纯净的Cl2，须依次通过饱和的食盐水和浓H2SO4，所得纯净Cl2再与Fe反应：2Fe3Cl2,2FeCl3，产生FeCl3棕色的烟，多余的Cl2有毒须用碱液吸收。备课资源下图是实验室制取Cl2，并以Cl2为原料进行特定反应的实验：(1)A为氯气净化装置，写出反应的化学方程式。(2)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。Cl2通过C瓶后进入D，D装置内盛有碳粉，发生氧化还原反应，生成CO2和HCl(g)，试写出D装置中反应的化学方程式；装置C的作用是。(3)E处石蕊试液的现象是，其原因是。(4)若将E处溶液改为石灰水，反应过程的现象是_。A有白色沉淀生成B无白色沉淀生成C先生成白色沉淀，然后沉淀消失(5)D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl2产生，此时B中的现象是_，B的作用是_。答案(1)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(2)2Cl22H2OCCO24HCl提供水蒸气(3)先变红、后褪色反应生成了HCl溶于水电离出H，Cl2与水反应生成HClO漂白(4)B(5)液面下降贮存氯气 第2课时氯气与碱的反应及氯离子的检验一、活泼的黄绿色气体氯气4氯气的化学性质(4)氯气与碱的反应Cl22NaOHNaClNaClOH2O应用于制漂白液和尾气吸收2Cl2Ca(OH)2CaCl2Ca(ClO)2H2O应用于制漂白粉反应的本质：Cl22OHClClOH2O，Cl2作氧化剂、还原剂。漂白粉二、氯离子(Cl)的检验1试剂：AgNO3稀HNO32步骤：在被检溶液中先加稀HNO3酸化，再加AgNO3溶液3现象：白色沉淀不溶于稀HNO34反应：AgClAgCl5CO的干扰：Ag2CO32HNO32AgNO3H2OCO2三、卤素1结构相似；性质相似(1)与金属反应：X2MgMgX2(2)与H2反应：H2X22HX(反应条件不同)(3)与H2O反应：X2H2OHXHXO(F2例外)(4)与碱反应：X22NaOHNaXNaXOH2O(F2例外)2卤素性质比较氧化性：F2Cl2Br2I2还原性：FClBr”、“”或“”)，连接橡皮管的目的是。(3)烧瓶中发生反应的化学方程式为。(4)已知氯气与冷水反应的化学方程式为Cl2H2OHClHClO。你认为使有色布条褪色的是什么物质？试用实验验证你的推论，写出实验的操作方法、假设和推论。答案(1)干燥的红色布条不褪色湿润的红色布条褪色用分液漏斗进行分液(2)有利于分液漏斗中的浓盐酸顺利流入烧瓶中(3)MnO24H2ClMn2Cl22H2O(4)HClO实验验证方法：a.干燥的Cl2不能使干燥的有色布条褪色，说明Cl2本身没有漂白性。b.在干燥的有色布条上滴加盐酸，结果没有褪色现象。说明盐酸及水没有漂白作用。c.在干燥的有色布条上滴加新制氯水，结果有色布条褪色。氯气与水存在反应Cl2H2OHClHClO，说明HClO有漂白作用。1标准状况下有22.4 L氯气和氢气的混合气体，在一密闭容器中使其充分反应，冷却后将此气体与1 L 1 molL1的NaOH溶液充分反应，最后此溶液()A一定显酸性B一定显碱性C可能显酸性，可能显碱性，也可能显中性D以上都不正确答案C解析充分反应后溶液的酸碱性取决于22.4L混合气体中Cl2、H2的相对多少。Cl2多显酸性，H2多显碱性，Cl2与H2等体积则恰好与1 mol NaOH反应，溶液显中性。2鉴别氯水和盐酸两种物质时，最合适的试剂是()A硝酸银溶液 B.碘化钾淀粉溶液C碳酸钠溶液 D.酚酞溶液答案B解析氯水和盐酸与硝酸银溶液反应都能生成白色沉淀，A不正确；与碳酸钠溶液反应都有气泡冒出，C不正确；遇到酚酞都没有明显变化，D不正确。所以最佳答案为B。3向NaI和NaBr的混合溶液中通入足量的氯气，充分反应后将溶液蒸干，灼烧上述残留物，最后得到的物质是()ANaCl、I2 B.NaCl、NaBrCNaBr、I2 D.NaCl答案D解析通入足量的氯气时，发生反应：Cl22II22Cl，Cl22BrBr22Cl，故最后将溶液蒸干，I2受热升华，Br2挥发，最后物质为NaCl。4将潮湿的Cl2通过甲装置后，再通过放有干燥红色布条的乙装置，红色布条不褪色，则甲装置中所盛试剂(足量)可能是()浓硫酸NaOH溶液KI溶液饱和食盐水A B. C. D.答案C解析浓H2SO4将Cl2干燥，Cl2无漂白性；Cl22NaOHNaClNaClOH2O；Cl22KII22KCl；Cl2被吸收，红色布条不褪色；Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，不能被吸收，红色布条褪色。5甲、乙、丙三种溶液中各含一种X(X为Cl、Br或I)，向甲中加入淀粉溶液和过量氯水，则溶液变为橙色，再加入丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙依次含有()ABr、Cl、I B.Br、I、ClCI、Br、Cl D.Cl、I、Br答案B解析向甲中加入淀粉溶液和新制的氯水，溶液变为橙色，说明甲溶液中存在Br，生成溴单质后，加入丙溶液，颜色无明显变化，说明丙中含有氯离子，若有碘离子，则溶液变为蓝色。故乙中含有碘离子。6已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并
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