考點10氯氣
1.復(fù)習(xí)重點
1.Cl2的化學(xué)性質(zhì)以及Cl2的實驗室制法和主要用途。
2.重點是氯水性質(zhì)的多重性,難點是Cl2的實驗室制法。
2.難點聚焦
1.氯元素的知識網(wǎng)絡(luò)
2.次氯酸、漂白粉的性質(zhì)
HClO分子的結(jié)構(gòu)式為H-O-Cl(氧處于中心),所以電子式為 。次氯酸、次氯酸鈣等有多方面的性質(zhì),經(jīng)常用到以下幾方面性質(zhì):
。1)HClO是一種弱酸,與碳酸比較電離能力有如下關(guān)系:H2CO3>HClO>HCO3-,請分析下列反應(yīng):
少量二氧化碳通入NaClO溶液中:NaClO + CO2 + H2O = NaHCO3 + HClO
氯氣通入碳酸氫鈉溶液中: Cl2
+ NaHCO3 = NaCl + CO2↑+ HClO
。2)ClO-是一種弱酸的酸根離子,能發(fā)生水解反應(yīng):ClO-+H2O
HClO+OH-,所以次氯酸鈣溶液顯堿性。
若遇到鐵鹽、鋁鹽易發(fā)生雙水解:3ClO-+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO
(3)HClO和ClO-都具有強(qiáng)氧化性,無論酸性、堿性條件下都可以跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物等發(fā)生氧化還原反應(yīng),但不能使品紅溶液褪色。如:
硫酸亞鐵溶液遇漂白粉:2Fe2+
+ 5ClO- + 5H2O = 2Fe(OH)3↓+ Cl- + 4HClO
漂白粉遇亞硫酸酸鹽:ClO- + SO32- = Cl- + SO42-
(4)HClO見光易分解:2HClO 2HCl + O2↑
。5)次氯酸鈣中的Ca2+、ClO-可以表現(xiàn)出一些綜合性質(zhì)。如少量二氧化碳通入次氯鈣溶液中:
Ca(ClO)2
+ CO2 + H2O = CaCO3↓+ 2HClO
注意理解二氧化碳、碳酸鈉、碳酸氫鈉分別跟次氯酸鈣溶液反應(yīng)的差異:
Ca(ClO)2
+ Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaClO
Ca(ClO)2
+ NaHCO3 = CaCO3↓+ HClO + NaClO
3. 例題精講
例1:下列物質(zhì)中,能使紫色石蕊試液因漂白而褪色的是( )
A. B.活性炭 C.氯水 D.鹽酸
選題角度:考查氯氣的性質(zhì)。此題學(xué)生往往因不清楚 在酸性、堿性條件下均具有氧化性,從而具有漂白能力而失分。
解析: 具有漂白作用,能使紫色石蕊試液褪色,A正確;活性碳具有吸附作用(物理現(xiàn)象),能吸附有機(jī)色素等,故B不正確;鹽酸是一種常見酸,可使紫色石蕊試液變紅,但沒有漂白性,不會使之褪色,故D不正確。氯水因其成分中有 及 等, 能使紫色石蕊試液變紅, 又具有漂白性,使之漂白褪色。
解答:A、C
啟示: 關(guān)于 學(xué)習(xí)時應(yīng)注意下列幾點:
氯的含氧酸有高氯酸( ),氯酸( ),亞氯酸( )和次氯酸( ),其中次氯酸最為重要,是高考中的熱點,在學(xué)習(xí)中應(yīng)注意以下幾點:
(1)它的化學(xué)式為 ,電子式為 ,結(jié)構(gòu)式為H―O―Cl
。2)它僅存在于溶液中,濃時呈黃色,稀時無色,有強(qiáng)烈的刺激性氣味。
(3)氯的含氧酸中,它是最弱的酸( ),
,比碳酸還弱( )。
(4)它具有不穩(wěn)定性,見光分解,
(5)次氯酸的生成:將氯氣通入到熟石灰溶液里,以制得次氯酸鈣。再與稀鹽酸或空氣里的二氧化碳和水蒸氣反應(yīng)便可得到次氯酸。化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
。6)次氯酸及其鹽的主要用途是作漂白劑和消毒劑。次氯酸的漂白作用主要有以下三種形式:
、俅温人嵊泻軓(qiáng)的氧化性,某些有色物質(zhì)被次氯酸氧化,破壞了其中的顯色結(jié)構(gòu)而褪色。
、谀承┯猩镔|(zhì)分子中存在著不飽和鍵,次氯酸與它們起加成反應(yīng)而褪色。
、勰承┯猩镔|(zhì)的有機(jī)物分子與次氯酸發(fā)生氯化作用而褪色。
。7)次氯酸鹽有強(qiáng)氧化性,如在 固體中滴加濃鹽酸,會生成 (注意與5中比較)
。8) 易發(fā)生水解
所以漂白粉在水中沒有酸存在的條件下,也有一定的漂白性、殺菌性。
例2:氯氣通入石灰乳制得漂白粉,其主要成分是 ,一定質(zhì)量的漂白粉和一定濃度的鹽酸完全反應(yīng),生成 的質(zhì)量與參加反應(yīng)的漂白粉質(zhì)量之比可標(biāo)志“有效氯”的多少。如果某漂白粉測其“有效氯”的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%,該漂白粉的組成和上述化學(xué)式相符時,求式中的n值是( )
A.0.5 B.8 C.8.5 D.10
選題角度:考查對于氯氣化學(xué)性質(zhì)的掌握。學(xué)生往往不清楚漂白粉與鹽酸反應(yīng)實質(zhì)而導(dǎo)致錯誤。
解析: 題給信息有:①漂白粉的化學(xué)式: ;②有效氯
該漂白粉與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
3×71
解答: C
啟示:(1)漂白粉制備
工業(yè)上制漂白粉通常以石灰石、食鹽、水為主要原料,歷經(jīng)四步反應(yīng)制源白粉。最后一步是將氯氣通入到石灰乳中:
或
。2)漂白粉的質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)
按它的有效氯以及它能在長時期保持有效氯的能力來決定的。
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 等雜質(zhì)。
次氯酸鈣很不穩(wěn)定,遇水就發(fā)生水解反應(yīng)
當(dāng)溶液中堿性增大時,漂白作用進(jìn)行緩慢。要短時間收到漂白的效果,必須除去 ,所以工業(yè)上使用漂白粉時要加入少量弱酸,如醋酸等,或加入少量的稀鹽酸。家庭使用漂白粉不必加酸,因為空氣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則易變質(zhì)(硬化)
例3:氯化碘(ICl)的化學(xué)性質(zhì)與鹵素相似,預(yù)計它跟水反應(yīng)的最初生成物是( )
(A)HI和HClO (B)HCl和HIO
。–)HClO3和HIO (D)HClO和HIO
選題角度:此題屬于一道信息遷移題,給出氯化碘與鹵素性質(zhì)形似,根據(jù)鹵素的化學(xué)性質(zhì),推斷氯化碘的性質(zhì)。
解析:由Cl2+H2O=HCl+HClO知識點出發(fā),遷移H2O+I(xiàn)Cl=HCl+HIO,在ICl中I為+1價,Cl為-1價, ICl與H2O反應(yīng)沒有元素化合價不變。
答案:B
點評:ICl為擬鹵素,與鹵素化學(xué)性質(zhì)相似但并不相同,這是該題解答時容易出錯的地方。
例4: 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的 混合氣體a L,經(jīng)光照充分反應(yīng)后,所得氣體恰好使溶液中b mol NaOH完全轉(zhuǎn)變?yōu)辂},則a、b的關(guān)系不可能為( )
A. B. C. D.
選題角度:討論法是化學(xué)題中常用的一種解題方法。當(dāng)題中隱含某一條件或某一條件不確定,結(jié)果可能是兩個或兩個以上,也可能在某個范圍內(nèi)取值,就要運(yùn)用討論法分別對所用可能性一一論證。
解析: 混合氣在標(biāo)況下光照充分反應(yīng)可能有三種情況:
設(shè)混合氣中 、 ,
若為第①種情況 則
若為第②種情況,過量 與 以1:2的物質(zhì)的量反應(yīng):
則
若為第③種情況
則
解答 D
啟示:(1)有一類特殊的過量問題即:整個變化過程中可用兩個化學(xué)反應(yīng)來描述。且兩個反應(yīng)滿足:a.連續(xù)進(jìn)行(兩個反應(yīng)一前一后);b.前者的生成物是后者的反應(yīng)物;c.前一反應(yīng)的兩個反應(yīng)物中,必須有某個反應(yīng)物過量。
例5,①將 通入澄清的石灰水,溶液先渾濁,后澄清;②將稀鹽酸逐滴滴入 溶液中,開始時無現(xiàn)象,后產(chǎn)生氣泡;③將氯氣慢慢的推入裝有火柴頭大小紅磷的反應(yīng)器中,先有白霧,后有白煙生成等很多實例。
研究此類習(xí)題要:利用兩個化學(xué)方程式找等點;根據(jù)等點劃區(qū)間(二點三段式),兩頭各段利用過量討論法求解;中間一段利用不定方程求解。
(2)例5亦可運(yùn)用極端假設(shè)法求解
①若a L全部是 ,則生成 為0,消耗 為0;②若a L全部是 ,生成 為0,但 要和 反應(yīng):
但無論生成何種鹽, ,即
現(xiàn) ,所以消耗 最多為 。
綜上分析,消耗 的量應(yīng)大于0,小于 ,即: 。故答案為(D)。
4.實戰(zhàn)演練
一、選擇題?
1.氯氣可用來消滅田鼠,為此將氯氣通過軟管灌入洞中,這是利用了Cl2下列性質(zhì)中的
①黃綠色 ②密度比空氣大 ③有毒 ④較易液化 ⑤溶解于水?
A.①②③ B.②③ C.③④ D.③④⑤
2.已知HIO既能和酸又能和堿發(fā)生中和反應(yīng),則它與鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物是
A.IO- B.H2O C.HI D.ICl
3.為了防止Cl2中毒,可用浸透某種物質(zhì)溶液的毛巾捂住口鼻。該物質(zhì)在下列物質(zhì)中的最佳選擇是
A.NH3 B.SO
4.氯的原子序數(shù)為17,35Cl是氯的一種同位素,下列說法正確的是
A.35Cl原子所含質(zhì)子數(shù)為18?
B.mol的1H35Cl分子所含中子數(shù)約為6.02×1023
C.3.5 g的35Cl2氣體的體積為2.24 L?
D.35Cl2氣體的摩爾質(zhì)量為70 g?mol-1
5.下列反應(yīng)都是用鹽酸制Cl2,為制得等量Cl2,消耗鹽酸最少的是?
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、丙三瓶等體積的新制氯水,濃度均為0.1 mol?L-1。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶體(m mol),在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶體(m mol),丙瓶不變。片刻后,甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系是(溶液體積變化忽略不計)
A.甲=乙>丙 B.甲>丙>乙?
C.丙>甲=乙 D.乙>丙>甲?
7.將0.15 mol的MnO2與過量的12 mol?L-1的濃鹽酸反應(yīng),和50 mL 12 mol?L-1的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)兩者產(chǎn)生的Cl2相比(其他反應(yīng)條件相同)?
A.一樣多? B.前者較后者多?
C.后者較前者多? D.無法比較?
8.F2是氧化性最強(qiáng)的非金屬單質(zhì)。在加熱條件下,等物質(zhì)的量的F2與燒堿完全反應(yīng),生成NaF、H2O和另一種氣體。該氣體可能是?
A.H2 B.HF?
C.O2 D.OF2?
9.在一定條件下,氯氣可與氯化銨發(fā)生如下反應(yīng):?
xCl2+yNH4Cl===yNClx+(x+y)HCl?
當(dāng)消耗6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的氯氣時,生成0.10 mol氮的氯化物,則此氮的氯化物的化學(xué)式為
A.NCl2 B.NCl3?
C.NCl4 D.NCl5
二、非選擇題?
10. 寫出下列物質(zhì)與新制氯水反應(yīng)的現(xiàn)象和化學(xué)方程式。
(1)紫色石蕊試液
(2)FeCl2溶液
(3)AgNO3溶液
(4)Na2CO3溶液
(5)SO2
(6)鎂粉
11.下圖中的每一方格表示有關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物。反應(yīng)時加入或生成的水,以及生成無色溶液M、白色沉淀N和黃綠色氣體C時的其他產(chǎn)物均已略去。H為短周期元素組成的單質(zhì)。A的焰色反應(yīng)為淺紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察)。
回答下列問題:
(1)A、H、N的化學(xué)式分別為A ,H ,N 。
(2)AB+C+D的化學(xué)方程式: 。
(3)F+I(xiàn)N的離子方程式: 。
12.用下圖所示裝置(酒精燈、鐵架臺等未畫出)制取三氯化磷,在短頸分餾燒瓶d中放入足量白磷,將Cl2迅速而又不間斷地通入d中,氯氣與白磷會發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生火焰。
物質(zhì)制備裝置
三氯化磷和五氯化磷的物理常數(shù)如下表。?
物質(zhì)熔沸點
熔點
沸點
三氯化磷
-122℃
76℃
五氯化磷
148℃
200℃分解
圖中,a,b應(yīng)該裝入的試劑或藥品分別是濃鹽酸和二氧化錳,在b儀器處加熱。請據(jù)此回答下列回答:?
(1)在蒸餾燒瓶e中收集生成的三氯化磷,為保證三氯化磷蒸氣冷凝,應(yīng)在水槽g中加入 。
(2)三氯化磷遇到水蒸氣強(qiáng)烈反應(yīng),甚至發(fā)生爆炸,所以d,e儀器及裝入其中的物質(zhì)都不能含有水分。為除去Cl2中的水分,c中應(yīng)裝入 作干燥劑。
(3)實驗室將白磷保存于水中,取出的白磷用濾紙吸干表面水分,浸入無水酒精中片刻,再浸入乙醚中片刻即可完全除去水分。已知水與酒精互溶,酒精與乙醚互溶,乙醚極易揮發(fā),用上述方法除去水分的原因是 。
(4)為防止Cl2污染空氣,裝置末端導(dǎo)出的氣體應(yīng)如何凈化處理,畫出裝置圖并注明使用藥品: 。
13.KClO3和濃鹽酸在一定溫度條件下反應(yīng)會生成黃綠色的易爆物二氧化氯,其變化可表示為:?
KClO3+ HCl(濃)―― KCl+ ClO2↑+ Cl2↑+ ? ?
(1)請完成該化學(xué)方程式并配平(未知物化學(xué)式和系數(shù)填入框內(nèi))。?
(2)濃鹽酸在反應(yīng)中顯示出來的性質(zhì)是 (填寫序號)。?
①只有還原性 ②還原性和酸性?
③只有氧化性 ④氧化性和酸性?
(3)產(chǎn)生0.1 mol Cl2,則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為 mol
(4)ClO2具有很強(qiáng)的氧化性,因此常被用作消毒劑,其消毒的效率(以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示)是Cl2的多少倍?
14.用純度為92.5%(雜質(zhì)不與Cl2反應(yīng))的消石灰與Cl2反應(yīng)制漂白粉,消石灰的轉(zhuǎn)化率為80%,要求某游泳池消毒一次需要4.26 kg Cl2,現(xiàn)改用上述漂白粉,假定起消毒作用的是HClO,要達(dá)到與Cl2相當(dāng)?shù)南拘Ч,需向游泳池中投放這種漂白粉多少千克?
15.一定質(zhì)量的氯酸鉀與二氧化錳的混合物加熱至無氣體放出時,將殘余的固體與足量的濃硫酸共熱,并把此時生成的氣體通入500 mL某濃度的亞硫酸鈉溶液中,設(shè)氣體被完全吸收且無SO2逸出,也無游離氯分子存在,測得溶液的pH=0(不計溶液體積變化),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。求原混合物中氯酸鉀、二氧化錳的質(zhì)量及亞硫酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度。
一、1.B 2.BD 3.D 4.BD 5.CD 6.B?
7.解析:濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)時,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,鹽酸濃度變小,后者反應(yīng)會停止,有一部分HCl不能轉(zhuǎn)變成Cl2。
答案:B?
8.D 9.B?
二、10.(1)先變紅,后褪色?
(2)2FeCl2+Cl2===2FeCl3 溶液由淺綠色變棕黃色?
(3)AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3 產(chǎn)生白色沉淀?
(4)Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑ 產(chǎn)生無色無味的氣體?
(5)SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl 氯水褪色?
(6)Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 產(chǎn)生無色無味氣體?
11.(1)KCl Al Al(OH)3?
(2)2KCl+2H2O2KOH+Cl2↑+H2↑
(3)Al3++3ClO-+3H2O===Al(OH)3↓+3HClO?
12.(1)水 (2)無水CaCl2?
(3)白磷上殘留的水溶解在酒精中,殘留的酒精又溶解在醚中?
(4)用NaOH溶液吸收(裝置圖略)?
13.(1)2 4 ―― 2 2 1 2 H2O?
(2)② (3)0.2 (4)2.63?
14.9.18 kg?
15.m(KClO3)為61.25 g,m(MnO2)為6.09 g;c(Na2SO3)為0.14 mol?L-1。
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