第10講氯及其化合物

【學科核心素養(yǎng)】

1.宏觀辨識與微觀探析：能從氯原子的結構理解C12的性質，形成“結構決定性質”的觀念。

2.科學探究與創(chuàng)新意識：能和同學交流實驗探究的成果，提出進一步探究或改進氯及其化合物的制備及

性質實驗的設想，培養(yǎng)勇于質疑和批判的創(chuàng)新精神。認識科學探究是進行科學發(fā)現、創(chuàng)造和應用的科學實

踐活動；能從問題和假設出發(fā)，依據探究目的，設計探究方案，獲得鹵素單質的提取方法。

3.科學態(tài)度與社會責任：認識氯及其化合物對環(huán)境的影響，形成綠色環(huán)保的意識。關注與化學有關的社

會熱點問題。了解環(huán)境保護與資源開發(fā)的關系.具有綠色化學觀念。勇于承擔責任，權衡利弊，積極參與化

學問題的社會決策。

【知識點解讀】

知識點一氯及其化合物的性質和應用

一、氯氣的性質

1.氯氣的物理性質

顏色氣味毒性密度特性

黃綠色刺激性氣味有毒比空氣重易液化

【特別提醒】實驗室里聞有毒氣體及未知氣體氣味的方法是：用手在瓶口輕輕扇動，僅使極少量氣體

飄進鼻孔。

2.從氯的原子結構認識氯氣的化學性質一—氧化性

依據氯氣的氧化性完成下列方程式：

(1)與金屬反應

占燃

@Fe：2Fe+3Cl2----'-2FeCl3,棕紅色煙。

占燃

②Cu：Cu+Cl2-----CuCl2,棕黃色煙。

(2)與非金屬反應

占燃

H2：H2+C12====2HC1,蒼白色火焰；

H2和C12的混合氣體光照時會發(fā)生爆炸。

(3)與還原性無機化合物反應：

①與碘化鉀溶液反應：C12+2KI===2KC1+I2O

②與S02水溶液反應：Cl2+S02+2H2O===H2SO4+2HC10

③與FeCb溶液反應：Cl2+2FeCl2===2FeCl3o

3.從化合價的角度認識Cb的化學性質——歧化反應

氯氣與水或堿反應，氯元素的化合價既有升高又有降低，因而氯氣既表現氧化性又表現還原性。

(1)與水反應

化學方程式：Cl2+H2OHC1+HC1O,

離子方程式：+

ci2+H2OH+cr+HCIOo

(2)與堿反應

①與燒堿反應：Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。

②制取漂白粉：2cb+2Ca(OH)2===CaCb+Ca(C10)2+2H2O。

4.從平衡的角度理解氯水的成分和性質

氯氣能溶于水(1：2),氯氣的水溶液稱為氯水，溶于水的氯氣只有少量與水反應。

(1)氯水中存在三種平衡關系：

?C12+H2O^=^HC1+HCIO

②HCIO=F=^H++CIO

+-

@H2O^=^H+OH

(2)氯水性質的多重性

新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質，在不同的化學反應中，氯水中參與反應的微粒不同。

一

氧

化—能夠氧化Fe2'B「、I-等］

性

一

一

生

成加入溶液產生白色沅泡

沉AgNQ,

淀

一

一

不

穩(wěn)T在強光照射下新制氯水中有氣泡產生|

定

性

一

一~使?jié)駶櫟挠猩紬l或品紅溶液而

漂

白

性

一U使紫色石蕊溶液先變紅后退色

加活潑金屬、碳酸鹽等產生氣泡

【易錯警示】氯水的組成及性質在應用中的常見誤區(qū)

(1)氯水中因HC10見光分解，隨著HC10的消耗，最后成為鹽酸，故久置氯水酸性增加，無漂白性。

因此，氯水要現用現配。

(2)制取氯水的反應為C12+H2O=^HC1+HC1O,反應中C12既是氧化劑，又是還原劑，且lmolC12

參加反應，轉移電子數為NA。

(3)Ch盡管有較強的氧化性，但沒有漂白性，氯水具有漂白性是因為Ck與水反應生成了強氧化性的

HClOo

(4)CKT與Fe2+、r,s2—、HS>soF■等在水中因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存。

二、次氯酸和次氯酸鹽的性質

次氯酸分解反應的化學方程式為2HC1O亞士=2HC1+C)2T。

(2)強氧化性

①能將有色物質氧化為無色物質，作漂白劑。

②殺菌、消毒。

(3溺酸性

向NaClO溶液中通入少量C02,離子方程式為

C1CT+CO2+H2O===HCOr+HC1O。

2.次氯酸鹽

(1)“84”消毒液

有效成分為NaClO,它與潔廁靈(主要成分鹽酸)混合立即會產生氯氣，其離子方程式是CKT+C「+2H

+

===Cl2t+H2Oo

(2)漂白粉

①成分：漂白粉的主要成分是CaCb和Ca(ClO)2，其中有效成分是Ca(ClO)2。

②漂白原理：在潮濕的空氣中能吸收CO2，化學方程式為Ca(C10)2+C02+H20==2HC10+CaC03io

【特別提醒】

2+

①向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,發(fā)生的反應為Ca+2C1O^+CO2+H2O===CaCO3；+2HC1O?

②向Ca(C10)2溶液中通入S02,生成的是CaSCU而不是CaSO3?

③次氯酸鹽(C1CT)無論是在酸性、堿性還是中性條件下，均具有強氧化性，均能氧化「、Fe2\SOf,

S2一等還原性離子。

三、氯氣的實驗室制法

1.實驗室制取氣體裝置一般由發(fā)生裝置、凈化裝置、收集裝置以及尾氣吸收裝置組成。以CL的實驗室

⑴反應原理：用強氧化劑(如KMnCU、K2Cr2O7>KCIO3、MnCh等)氧化濃鹽酸。

MnO2+4HC1(濃)==^==MnCL+CI2T+2H2O

(2)制備裝置類型：固體+液體一巴一氣體

(3)凈化方法：用飽和食鹽水除去HCL再用濃硫酸除去水蒸氣。

(4)收集方法：向上排空氣法或排飽和食鹽水法。

(5)尾氣吸收：用強堿溶液(如NaOH溶液)吸收，不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小，溶

液濃度低，吸收不完全。

(6)驗滿方法：將濕潤的淀粉-KI試紙靠近盛Cb的試劑瓶口，觀察到試紙立即變藍，則證明已集滿；或

將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的試劑瓶口，觀察到試紙先變紅后退色，則證明已集滿。

【特別提醒】實驗室用MnCh和濃鹽酸制取Cb時應注意以下四點

(1)反應物的選擇：必須用濃鹽酸，稀鹽酸與MnCh不反應，且隨著反應的進行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時，

反應停止，故鹽酸中的HC1不可能全部參加反應。

(2)加熱溫度：不宜過高，以減少HC1揮發(fā)。

(3)實驗結束后，先使反應停止并排出殘留的Cb后，再拆卸裝置，避免污染空氣。

(4)尾氣吸收時，用NaOH溶液吸收Cb，不能用澄清石灰水吸收，因為溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收

不完全。

2.其他制備Cl2的化學反應原理

①14HC1（濃）+K2Cr2O7===2KCl+2CrCb+7H2O+3Cl2T

②16HC1（濃）+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Ch?

③6HC1（濃）+KC1O3===KC1+3H2O+3cl2T

④4HC1（濃）+Ca（ClO）2===CaCL+2CLT+2H2O

3.裝置拓展

（1）制備裝置

橡皮管a的作用：使圓底燒瓶與分液漏斗內氣壓相等，保證液體順利流下。

(2)凈化裝置

除HC1飽和食鹽水

教材裝置拓展裝置

問題：

①裝置中長頸漏斗的作用除用于檢查裝置氣密性外，還可以檢查整套裝置是否發(fā)生堵塞。若發(fā)生堵塞

現象為：長頸漏斗中液面上升。

②該裝置的作用之一是觀察氣體的生成速率。

4.工業(yè)制法

電解飽和食鹽水，反應的化學方程式為2NaCl+2H2O=^=2NaOH+Ch?+H2T?

知識點二鹵素的性質及x-的檢驗

1.鹵素單質的遞變性

Br2h

F2Cl2

Lq\o（---------------------------------

顏色----------------------------------------->,\s\up7（淺

黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色),\s\do5(顏色加深))

Lq\o（------------------------------------------------->,\s\up7（氣

熔、沸點

體氣體液體固體）,\s\do5（逐漸升高））

逐漸增大

密度----->

Lq\o（----------------------------------------->,\s\up7（反應

水溶性

溶解溶解微溶）,\s\do5（逐漸減小））

與氫氣化合反應由易到難

逐漸減弱,

氧化性

氧化性C12>Br2>I2

陰離子還原性由強到弱順序是I>Br>C1

還原性（X-）①Cb通入NaBr溶液中的離子反應：Cl2+2Br-==Br2+2Cl

②B"加入KI溶液中的離子反應：Br2+2r===I2+2Cr

2.相似性

①都能與大多數金屬反應：2Fe+3Bn===2FeBr3；L+Fe===FeL;

②都能與H2反應：H2+X2===2HX;

③都能與H2O反應：X2+H2O=^HX+HXO（F2例外）；

④都能與堿液反應：X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O（F2例外）。

3.性質的特殊性

①無正價，非金屬性最強，口的還原性最弱

氟②2F2+2H2O===4HF+O2，與比反應在暗處即爆炸

③氫氟酸是弱酸，能腐蝕玻璃，故應保存在塑料瓶中

①Br2常溫下是深紅棕色液體，是唯一的液態(tài)非金屬單質

②B"易溶于有機溶劑

澳

③液態(tài)Bn有劇毒，易揮發(fā)，故盛澳的試劑瓶中加水，進行水封，保存液澳不能

用橡膠塞

①淀粉遇b變藍色

②12加熱時易升華

碘③12易溶于有機溶劑

④L易與Na2s2。3反應：I2+2S2O1===2「+S4O"此反應常用于滴定法（以淀粉

為指示劑）來定量測定碘的含量

【特別提醒】

①F2能與水反應放出02,故F2不能從其他鹵化物的水溶液中將鹵素單質置換出來。

②氯、澳單質的氧化性較強，能與一些還原性離子反應，如Br2與S0歹、Fe2+反應的離子方程式分別

2+3+

為SO歹+Br2+H2O===SOF+2Bd+2H+、2Fe+Br2===2Fe+2B「。

4.鹵素單質溶于水或有機溶劑所呈現的顏色

單質水CC14汽油（或苯）酒精

C12淡黃一黃綠黃綠黃綠黃綠

Bf2黃一橙橙一橙紅橙一橙紅橙一橙紅

12深黃一褐紫一深紫淡紫一紫紅淡紫一紫紅

5.鹵族化合物的相似性和遞變性

（1）鹵素化合物的性質

化合物性質備注

穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI

HF幾乎沒有還原性；HF為弱酸，

氫化物還原性：HF<HCl<HBr<HI

HC1、HBr、HI均為強酸

水溶液的酸性：F<HCl<HBr<HI

廠的還原性很強,能被Fe3+、HNO3、

金屬鹵鹵素離子的還原性：

MnO；（H+）>H2O2、Ch、CIO>C1O5等

化物「<cr<B/<r

氧化劑氧化

次鹵酸次鹵酸鹽能氧化相應的鹵素離子生

鹽（X。-、均具有氧化性（填“氧化”或“還原”）成鹵素單質（F除外）:如C1O-+CF+2H

+

F除外）===Cl2t+H2O

鹵酸鹽鹵酸鹽能氧化相應的鹵素離子生成

（XO3、均具有氧化性（填“氧化”或“還原”）鹵素單質（F除外）：如C1O,+5C「+6H

F除外）+===3CCT+3H2O

（2）鹵化銀的性質

溶解性AgChAgBr、Agl均不溶于水和稀硝酸，而AgF可溶于水

顏色AgF、AgCl均為白色，AgBr為淺黃色，Agl為黃色

感光性除AgF外，均有感光性，其中AgBr常作感光材料

【特別提醒】實驗室里常用螢石（CaF2）與濃H2s04反應來制取HF,反應的化學方程式為CaF2+

A

：

H2s。4CaSO4+2HFfo

6.鹵素離子的檢驗方法

（l）AgNO3溶液——沉淀法

「白色沉淀，則有cr

未知液遒皿網5迨邃型地硬暨生成<淡黃色沉淀，則有母一

.黃色沉淀，則有:F

（2）置換——萃取法

上曷、加加適量新制飽和氯水加入CCL（下層）或汽油（上層）

未知液-----------振蕩----------->--------------振蕩------------

一口|紅棕色或橙紅色，表明有BL

有機層呈j紫色、淺紫色或紫紅色，表明有「

（3）氧化——淀粉法檢驗r

土上n,加加入適量新制飽和氯水（或雙氧水）淀粉溶液廿砧、內、而主叫右廣

未知液-------------振蕩------------->赤蕩-藍色溶液，表明有I

【典例剖析】

高頻考點一氯氣的性質

例1.下列說法錯誤的是（）

A.（2019浙江）液氯可以儲存在鋼瓶中

B.（2018年全國卷n）漂白粉可用于生活用水的消毒

C.（2021年廣東）用84消毒液對圖書館桌椅消毒，含氯消毒劑具有氧化性

D.（2019年江蘇）MnCh和稀鹽酸反應制取Cb

【變式探究】下列說法不正確的是（）

A.（2018?全國卷II,7B）漂白粉可用于生活用水的消毒

B.（2018?北京，9B）石蕊溶液滴入氯水中，溶液變紅，隨后迅速褪色，不涉及氧化還原反應

C.（2018?海南，5D）氯水具有較強的氧化性，可用于漂白紙張、織物等

D.（2017?全國卷III,9B）清洗碘升華實驗所用試管，先用酒精清洗，再用水清洗

高頻考點二氯水的性質

例2.下列實驗現象，與新制氯水中的某些成分（括號內物質）沒有關系的是（）

A.將NaHCCh固體加入新制氯水，有無色氣泡生成3+）

B.紫色石蕊試液，先變紅，后褪色（Cb）

C.向FeCb溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，發(fā)現呈血紅色（CL）

D.滴加AgNCh溶液生成白色沉淀（C「）

【方法技巧】液氯、新制氯水、久置氯水的比較

液氯新制氯水久置氯水

分類純凈物混合物混合物

顏色黃綠色淺黃綠色無色

性質氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性

粒子Cb、HC1O、H2O、H+、H2O>H+、

C12

種類cr>cio\OH-cr、OH-

【變式探究】在探究新制氯水成分及性質的實驗中，依據下列方法和現象，不能得出相應結論的是（）

選項方法現象結論

A觀察氯水顏色氯水呈淺黃綠色氯水中含C12

B向飽和NaHCCh溶液中加入足量氯水有無色氣體產生氯水中含HC1O

C向紅色紙條上滴加氯水紅色紙條褪色氯水具有漂白性

D向FeCb溶液中滴加氯水溶液變成棕黃色氯水具有氧化性

高頻考點三氯的化合物和含氯消毒劑

例3.（2020?浙江7月選考）黃色固體X,可能含有漂白粉、FeSO4>Fe2（SO4）3,CuCb、KI之中的幾種或

全部。將X與足量的水作用，得到深棕色固體混合物Y和無色堿性溶液Z。下列結論合理的是（）

A.X中含KL可能含有CuCL

B.X中含有漂白粉和FeSC）4

C.X中含有CuCL，Y中含有Fe（OH）3

D.用H2SO4酸化溶液Z,若有黃綠色氣體放出，說明X中含有CuCb

【規(guī)律總結】

（1）含氯消毒劑的共同特點是利用本身的強氧化性,或與水反應產生HC1O,殺滅具有生命活性的微生物。

解答這類題目，一般要從氧化性、得電子數目以及平衡移動等角度分析思考。

（2）C1O2主要表現氧化性，做氧化劑時本身被還原為C1,可做消毒劑、漂白劑。

【舉一反三】（2020?天津等級考）在全國人民眾志成城抗擊新冠病毒期間，使用的“84消毒液”的主要有

效成分是（）

A.NaOHB.NaCl

C.NaClOD.Na2cO3

【變式探究】（2020?全國卷n節(jié)選）化學工業(yè)為疫情防控提供了強有力的物質支撐。氯的許多化合物既是

重要化工原料，又是高效、廣譜的滅菌消毒劑?；卮鹣铝袉栴}：

(1)C12O為淡棕黃色氣體，是次氯酸的酸酎，可由新制的HgO和C12反應來制備，該反應為歧化反應(氧

化劑和還原劑為同一種物質的反應)。上述制備C12O的化學方程式為。

(2)C1O2常溫下為黃色氣體，易溶于水,其水溶液是一種廣譜殺菌劑。一種有效成分為NaC102>NaHS04>

NaHCCh的“二氧化氯泡騰片”，能快速溶于水，溢出大量氣泡，得到C1O2溶液。上述過程中，生成ClCh的

反應屬于歧化反應，每生成1molCIO2消耗NaCICh的量為____________mol；產生“氣泡”的化學方程式為

(3)“84消毒液”的有效成分為NaClO,不可與酸性清潔劑混用的原因是(用離子

方程式表示)。工業(yè)上是將氯氣通入30%的NaOH溶液中來制備NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的質

量分數為1%,則生產1000kg該溶液需消耗氯氣的質量為kg(保留整數)。

高頻考點四氯氣的實驗室制法

例4.實驗室制備氯氣的裝置如圖。圖中涉及氣體發(fā)生、除雜、干燥、收集、尾氣處理裝置，其中錯誤

A.①②④B.①②③

C.①③④D.②③④

【變式探究I.實驗室常用以下幾種方法制取氯氣。

(1)二氧化鎬與濃鹽酸反應制氯氣，寫出其反應的離子方程式：

(2)高錦酸鉀與濃鹽酸反應制氯氣，寫出其反應的化學方程式：

(3)氯酸鉀與濃鹽酸反應制氯氣，該反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為

II.某研究性學習小組利用下列裝置制備漂白粉，并進行漂白粉有效成分的質量分數的測定。

(1)裝置④中的X試劑為_______________________

(2)裝置③中發(fā)生反應的化學方程式為_________________________________________________

該反應是放熱反應，反應溫度較高時有副反應發(fā)生，改進該實驗裝置以減少副反應發(fā)生的方法是

(3)測定漂白粉有效成分的質量分數：稱取1.000g漂白粉于錐形瓶中，加水溶解，調節(jié)溶液的pH,以

淀粉為指示劑，用O.lOOOmoLL'KI溶液進行滴定，溶液出現穩(wěn)定淺藍色時為滴定終點。反應原理為3c10

~+r===3cr+105、ior+sr+3H2O===6OH-+3i2。

實驗測得數據如下表所示。

滴定次數123

KI溶液體積/mL19.9820.0220.00

該漂白粉中有效成分的質量分數為；若滴定過程中未充分振蕩溶液，局部變淺藍色時就停止

滴定，則測定結果將(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

高頻考點五鹵族元素性質及X-的檢驗

例5.下列敘述中正確的是()

A.能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變成藍色的物質不一定是Cb

B.用硝酸酸化的硝酸銀溶液能一次性鑒別NaCl、NaBr、KI三種失去標簽的溶液

C.某溶液中加入CCI4,CCL層顯紫色，證明原溶液中存在:F

D.向淺黃色的澳水中加入CCL，振蕩靜置后，上層顯橙紅色

【變式探究】某化學小組用如圖所示裝置驗證鹵素單質氧化性的相對強弱。下列說法不正確的是()

A.E處棉花球變成黃色，說明CL的氧化性比Bn強

B.F處棉花球變成藍色，說明Bn的氧化性比上強

C.E處發(fā)生反應的離子方程式為Ch+2Br-===2Cr+Brz

D.G裝置中NaOH溶液與Cb反應的離子方程式為2OlT+C12===CKr+C「+H2O

【舉一反三】向含有Fe2+、I.BL的溶液中緩慢通入氯氣，溶液中各種