第10講氯及其化合物

【學(xué)科核心素養(yǎng)】

1.宏觀辨識與微觀探析：能從氯原子的結(jié)構(gòu)理解C12的性質(zhì)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。

2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：能和同學(xué)交流實(shí)驗(yàn)探究的成果，提出進(jìn)一步探究或改進(jìn)氯及其化合物的制備及

性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)想，培養(yǎng)勇于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神。認(rèn)識科學(xué)探究是進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和應(yīng)用的科學(xué)實(shí)

踐活動；能從問題和假設(shè)山發(fā)，依據(jù)探究目的，設(shè)計(jì)探究方案，獲得鹵素單質(zhì)的提取方法。

3.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：認(rèn)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(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社

會熱點(diǎn)問題。了解環(huán)境保護(hù)與資源開發(fā)的關(guān)系.具有綠色化學(xué)觀念。勇于承擔(dān)責(zé)任，權(quán)衡利弊，積極參與化

學(xué)問題的社會決策。

【知識點(diǎn)解讀】

知識點(diǎn)一氯及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用

一、氯氣的性質(zhì)

1.氯氣的物理性質(zhì)

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(shí)驗(yàn)室里聞有毒氣體及未知?dú)怏w氣味的方法是：用手在瓶II輕輕扇動，僅使極少量氣體

飄進(jìn)鼻孔。

2.從氯的原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識氯氣的化學(xué)性質(zhì)——氧化性

依據(jù)氯氣的氧化性完成下列方程式：

(1)與金屬反應(yīng)

①Fe：2Fe+3c里巡2FeCh，棕紅色煙。

_占燃

②Cu：Cu+C12=====CuCl2,棕黃色煙。

(2)與非金屬反應(yīng)

占燃

H2：H2+Cl2=====2HCL蒼白色火焰：

H2和CL的混合氣體光照時(shí)會發(fā)生爆炸。

(3)與還原性無機(jī)化合物反應(yīng)：

①與碘化鉀溶液反應(yīng)：C12+2KI===2KCH-I2O

②與SO2水溶液反應(yīng)：C12+SO2+2H2O===H2SO4+2HCL

③與FeCL溶液反應(yīng)：Ch+2FeCl2===2FeC13o

3.從化合價(jià)的角度認(rèn)識。2的化學(xué)性質(zhì)——歧化反應(yīng)

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

(1)與水反應(yīng)

化學(xué)方程式：CL+thO=J^^HCl+HCK),

i

離子方程式：C12+H2O=5^=H'+Cr+HCIOo

(2)與堿反應(yīng)

①與燒堿反應(yīng)：CL+2NaOH===NaCl+NaClO+H2Oo

②制取漂白粉：2C12+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(C1O)2+2H2Oo

4.從平衡的角度理解氯水的成分和性質(zhì)

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(yīng)。

⑴氯水中存在三種平衡關(guān)系：

?Ch+H2o^^HCl+HC10

②HQO^^H,+CICT

(2)氯水性質(zhì)的多重性

新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)，在不同的化學(xué)反應(yīng)中，氯水中參與反應(yīng)的微粒不同。

【易錯(cuò)警示】氯水的組成及性質(zhì)在應(yīng)用中的常見誤區(qū)

⑴氯水中因HC1O見光分解，隨著HC1O的消耗，最后成為鹽酸，故久置氯水酸性增加I,無漂白性。

因此，氯水要現(xiàn)用現(xiàn)配。

(2)制取氯水的反應(yīng)為Ch+HQ=^HG+HClO,反應(yīng)中Ck既是氧化劑，又是還原劑，且1mol。2

參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA。

(3)CL盡管有較強(qiáng)的氧化性，但沒有漂白性，氯水具有漂白性是因?yàn)镃L與水反應(yīng)生成了強(qiáng)氧化性的

HClOo

(4)00與Fe2+、I、S2\HS\S01等在水中因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。

二、次氯酸和次氯酸鹽的性廉

次氯酸分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HCI0=-==2HC1+O2TO

(2)強(qiáng)氧化性

①能將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)，作漂白劑。

②殺菌、消毒。

(3)弱酸性

向NaClO溶液中通入少量CO?，離子方程式為

ClO-+CO2+H2O===HCOrH-HCIOo

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".即會產(chǎn)生氯氣，其離子方程式是Cl?！?Cr+2H

+

===CI2t+H2Oo

(2)漂白粉

①成分：漂白粉的主要成分是CaCk和Ca(C10)2,其中有效成分是Ca(CI0)2。

②漂白原理：在潮濕的空氣中能吸收CO?，化學(xué)方程式為Ca(C10)2+C02+H20===2HC10+CaC03lo

【特別提醒】

2+

①向Ca(C10)2溶液中通入少量CCh，發(fā)生的反應(yīng)為Ca+2C1O"+CO2+H2O===CaCO3l+2HClOo

②向Ca(C10)2溶液中通入S02，生成的是CaSO4而不是CaSO3<.

②16HC1(濃)+2KMnO4===2KCl+2MnCL+8H2O+5。2T

③6HQ(濃)+KC103===KCH-3H2O+3cl2T

@4HC1(濃)+Ca(ClO)2===CaCl2+2Ci2t+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(nèi)氣壓相等，保證液體順利流下。

(2)凈化裝置

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(xiàn)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(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O=^=2NaOH+Chf+H2f<)

知識點(diǎn)二鹵素的性質(zhì)及x-的檢驗(yàn)

1.鹵素單質(zhì)的遞變性

F?ChBr2h

(q\o(-------------------------------------------------->,\s\up7(淺

顏色

黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色),\s\do5(顏色加深))

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

熔、沸點(diǎn)

體氣體液體固體),\s\do5(逐漸升高))

逐漸增大

密度----?

(q\o(----------------------------------------->,\s\up7(反應(yīng)

水溶性

溶解溶解微溶),\s\do5(逐漸減小))

與氫氣化合反應(yīng)電嬖強(qiáng)__

氧化性逐漸喊弱

氧化性Cl2>Br2>l2

陰離子還原性由強(qiáng)到弱順序是「>Bd>CT

-

還原性(X-)①Cb通入NaBr溶液中的離子反應(yīng)：CI2+2Br===Br2+2Cr

②B2加入KI溶液中的離子反應(yīng)：Br2+2r===I2+2Cr

2.相似性

①都能與大多數(shù)金屬反應(yīng)：2Fc4-3Br2===2FeBr3；I2+Fe===Fel2：

②都能與H2反應(yīng)：H2+X2===2HX;

③都能與比0反應(yīng)：X2+H2O-THX+HXO（F2例外）：

④都能與堿液反應(yīng)：X2+2Na（）H===NaX+NaXO+H2O（F2洌外）。

3.性質(zhì)的特殊性

①無正價(jià)，非金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)的還原性最弱

氟②2F2+2H2O===4HF+O2，與H?反應(yīng)在暗處卻爆炸

③氫氨酸是弱酸，能腐蝕玻璃，故應(yīng)保存在塑料瓶中

①Bn常溫下是深紅棕色液體，是唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì)

*②B「2易溶于有機(jī)溶劑

③液態(tài)Br2有劇毒，易揮發(fā)，故盛漠的試劑瓶中加水，講行水封，保存液澳不能

用橡膠塞

①淀粉遇12變藍(lán)色

②12加熱時(shí)易升華

碘③12易溶于有機(jī)溶劑

④k易與Na2s2。3反應(yīng)：I2+2S2O3===2「+S4O，，此反應(yīng)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】

①F?能與水反應(yīng)放出02,故F2不能從其他鹵化物的水溶液中將鹵素單質(zhì)置換出來。

②氯、溪單質(zhì)的氧化性較強(qiáng)，能與一些還原性離子反應(yīng)，如Bn與SO歹、Fe2+反應(yīng)的離子方程式分別

+2+3

為SOf+Br2+H2O===SOr+2Br-+2H2Fe+Br2===2Fe*+2Br-<.

4.鹵素單質(zhì)溶于水或有機(jī)溶劑所呈現(xiàn)的顏色

單質(zhì)水CC14汽汕（或苯）酒精

C12淡黃T黃綠黃綠黃綠黃綠

Br2黃一橙橙一橙紅橙一橙紅橙T橙紅

I2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(zhì)

化合物性質(zhì)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<HC1<HB1<HI

HCI、HBr、HI均為強(qiáng)酸

水溶液的酸性：F<HCl<HBr<HI

P的還原性很強(qiáng),能被Fe3+、HNO3、

金屬鹵鹵素離子的還原性：

MnO；（H+）sH2O2、O2、CIO,CIO］等

化物F-<C1<Br-<I-

氧化劑氧化

次鹵酸次鹵酸鹽能氧化相應(yīng)的鹵素離子生

鹽（XO，均具有氧化性（填“氧化”或“還原”）成鹵素單質(zhì)（F除外）:如C10-+Cr+2H

F除外）*==C12t4~H2O

鹵酸鹽鹵酸鹽能氧化相應(yīng)的鹵素離子生成

（XO5、均具有氧化性（填“氧化”或“還原”）鹵素單質(zhì)（F除外）：如C1Q，+5Cr+6H

+

F除外）===3C12t+3H2O

（2）鹵化銀的性質(zhì)

溶解性AgCkAgBr、Agl均不溶于水和稀硝酸,而AgF可溶于水

顏色AgF、AgCI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(shí)驗(yàn)室里常用螢石（CaF2）與濃H2s04反應(yīng)來制取HF,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaF2+

H2SO4=^==CaSO4+2HFT。

6.鹵素離子的檢驗(yàn)方法

（l）AgNCh溶液——沉淀法

.白色沉淀，則有C1

未知液網(wǎng)配配5迨巡包世邂暨生成.淡黃色沉淀，則有正

、黃色沉淀，則有「

（2）置換——萃取法

手切療加適量新制飽和氯水加入CCL（下層）或汽油（上層）

木知’僅振蕩*孤蕩

_口|紅棕色或橙紅色，表明有母一

有機(jī)層呈i紫色、淺紫色或紫紅色，表明有「

（3）氧化——淀粉法檢驗(yàn)r

加入適量新制飽和氯水（或雙氧水）淀粉溶液快門、火力

未知液^漏獷藍(lán)色溶液，表明有I

【典例剖析】

高頻考點(diǎn)一氯氣的性質(zhì)

例1.下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.（2019浙江）液氯可以儲存在鋼瓶中

B.（2018年全國卷II）漂白粉可用于生活用水的消毒

C.（2021年廣東）用84消毒液府圖書館桌椅消毒，含氯消毒劑具有氧化性

D.（2019年江蘇）MnCh和稀鹽酸反應(yīng)制取CL

【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）石淺溶液滴入氯水中，溶液變紅，隨后迅速褪色，不涉及氧化還原反應(yīng)

C.（2018?海南，5D）氯水具有較強(qiáng)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(shí)驗(yàn)所用試管，先用酒精清洗，再用水清洗

高頻考點(diǎn)二氯水的性質(zhì)

例2.下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，與新制氯水中的某些成分（括號內(nèi)物質(zhì)）沒有關(guān)系的是（）

A.將NaHCCh固體加入新制氯水，有無色氣泡生成（H+）

B.紫色石蕊試液，先變紅，后褪色（CL）

C.向FeCh溶液中滴加氯水：再滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)呈血紅色（CL）

D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀（0一）

【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(zhì)氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性

粒子Ch、HClOs田0、心40、心

C12

種類C「、CIO".OH一C「、OH-

【變式探究】在探究新制氯水成分及性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，依據(jù)下列方法和現(xiàn)象，不能得出相應(yīng)結(jié)論的是（）

選項(xiàng)方法現(xiàn)象結(jié)論

A觀察氯水顏色氯水呈淺黃綠色氯水中含CI2

B向飽和NaHCCh溶液中加入足量氯水有無色氣體產(chǎn)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FeCL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(diǎn)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>CuCl2>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(jié)論合理的是（）

A.X中含KI,可能含有CuCh

B.X中含有漂白粉和FeSCh

C.X中含有C11CI2,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(jié)】

（1）含氯消毒劑的共同特點(diǎn)是利用本身的強(qiáng)氧化性，或與水反應(yīng)產(chǎn)生HCIO.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(shù)目以及平衡移動等角度分析思考。

（2）00?主要表現(xiàn)氧化性，做氧化劑時(shí)本身被還原為C「，可做消毒劑、漂白劑。

【舉?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II節(jié)選）化學(xué)工業(yè)為疫情防控提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)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}：

⑴。2。為淡棕黃色氣體，是次氯酸的酸醉，可由新制的HgO和02反應(yīng)來制備，該反應(yīng)為歧化反應(yīng)（氧

化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng)）。上述制備C12O的化學(xué)方程式為o

（2）C1O?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NaClO2.NaHSO4>

NaHCO?的“二氧化氯泡騰片“，能快速溶于水，溢出人量氣泡，得到C1O2溶液。上述過程中，生成C1O2的

反應(yīng)屬于歧化反應(yīng)，每生成1molCIO2消耗NaCKh的量為mol；產(chǎn)生“氣泡”的化學(xué)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(zhì)

量分?jǐn)?shù)為1%,則生產(chǎn)1000kg該溶液需消耗氯氣的質(zhì)量為kg（保留整數(shù)）。

高頻考點(diǎn)四氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

例4.實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤

的是()

A.①②④B.①②③

C.①?@D.②③④

【變式探究1.實(shí)驗(yàn)室常用以下幾種方法制取氯氣。

(1)二氧化缽與濃鹽酸反應(yīng)制氮?dú)猓瑢懗銎浞磻?yīng)的離子方程式：

(2)高鎰酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制氮?dú)?，寫出其反?yīng)的化學(xué)方程式：

(3)氯酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為

H.某研究性學(xué)習(xí)小組利用卜列裝置制備漂白粉，井進(jìn)行漂白粉有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定。

(1)裝置④中的X試劑為。

(2)裝置③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度較高時(shí)有副反應(yīng)發(fā)生，改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)裝置以減少副反應(yīng)發(fā)生的方法是

(3)測定漂白粉有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：稱取1.000g漂白粉于錐形瓶中，加水溶解，調(diào)節(jié)溶液的pH,以

淀粉為指示劑，用O.lOOOmolL-KI溶液進(jìn)行滴定，溶液出現(xiàn)穩(wěn)定淺藍(lán)色時(shí)為滴定終點(diǎn)。反應(yīng)原理為3C1O

-

-+r===3cr+IO；、IO：+5F+3H2O===6OH+312。

實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)如卜表所示。

滴定次數(shù)123

KI溶液體積/mL19.9820.0220.00

該漂白粉中有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:若滴定過程中未充分振蕩溶液，局部變淺藍(lán)色時(shí)就停止

滴定，則測定結(jié)果將(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

高頻考點(diǎn)五鹵族元素性質(zhì)及X-的檢驗(yàn)

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(lán)色的物質(zhì)不一定是C12

B.用硝酸酸化的硝酸銀溶液能一次性鑒別Na。、NaBr、KI三種失去標(biāo)簽的溶液

C.某溶液中加入C04,CCLl層顯紫色，證明原溶液中存在「

D.向淺黃色的濱水中加入CCL，振蕩靜置后，上層顯橙紅色

【變式探究】某化學(xué)小組用如圖所示裝置驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對?強(qiáng)弱。下列說法不正確的是()

A.E