(新高考)高考化学一轮复习讲义第4章第18讲氯及其化合物(含解析)

这是一份(新高考)高考化学一轮复习讲义第4章第18讲氯及其化合物(含解析)，共21页。试卷主要包含了6 ℃，易液化，5 g MnO2反应，96 L，0 ml·L－1盐酸等内容，欢迎下载使用。

考点一 氯及其化合物的性质和应用
(一)氯气的性质
1．氯气的物理性质
氯气是一种黄绿色，有刺激性气味的气体，密度比空气的大，沸点－34.6 ℃，易液化。
注意 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔(如图所示)。
2．氯的原子结构示意图：。
3．氯气的化学性质
(1)氧化性
(2)从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应
氯气与水或碱反应，氯元素的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
4．从平衡的角度理解氯水的成分和性质
氯气能以1∶2的比例溶于水中，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气只有少量与水反应。
(1)氯水中存在三种平衡关系：
①Cl2＋H2OHCl＋HClO
②HClOH＋＋ClO－
③H2OH＋＋OH－
(2)氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。
完成下列表格：
注 氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
(二)次氯酸和次氯酸盐的性质
1．次氯酸
2．漂白液
3．漂白粉
特别提醒 如果Cl2与Ca(OH)2充分反应，并使Ca(ClO)2成为主要成分，则得到漂粉精。
1．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂( )
2．标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移的电子数为0.5NA( )
3．可以用pH试纸测定氯水的pH( )
4．向新制氯水中加入碳酸钙粉末或亚硫酸钙粉末，能增大氯水的漂白效果( )
5．若贮氯罐意外发生泄露，人们应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，在低洼处等待救援( )
6．漂白粉在空气中长时间放置，最终得到的固体产物为CaCO3( )
7．NaClO是“84”消毒液的主要成分，在使用“84”消毒液时，在空气中放置一段时间后，漂白效果更好( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.× 7.√
一、氯气的性质及应用
1．根据下列装置图回答问题：
(1)装置A、B通入干燥的Cl2后，观察到的现象是___________________________________
______________________________________________________，根据现象可得出的结论是
______________________________________________________________________________。
(2)装置B中发生反应的离子方程式是_____________________________________________。
(3)实验开始后，观察装置C中的现象是___________________________________________。
(4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是____________________________________。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是______________________________________________。
(6)装置F的作用是_______________________________________________________________。
答案 (1)干燥的红色(或装置A中)布条不褪色，湿润的红色(或装置B中)布条褪色 Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性 (2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO (3)溶液先变为红色，后褪色 (4)H2O＋SOeq \\al(2－,3)＋Cl2===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－ (5)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(6)吸收氯气，防止污染环境
二、氯水性质的多重性
2．氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与如图中四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间的反应，且氯水足量)。
(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a”“b”“c”或“d”)。
(2)c过程的现象是______________，b过程中反应的离子方程式为______________________。
(3)a过程中反应的化学方程式为___________________________________________________。
答案 (1)d (2)溶液中产生白色沉淀 2H＋＋COeq \\al(2－,3)===H2O＋CO2↑
(3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
3．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是( )
A．再通入少量氯气，eq \f(cH＋,cClO－)减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强
D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱
答案 C
解析 饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错误；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错误；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。
三、含氯消毒剂及消毒效率比较
4．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水消毒。
按要求回答下列问题：
(1)NaClO2在酸性条件下反应生成ClO2和NaCl，写出反应的离子方程式：_________________。
答案 5ClOeq \\al(－,2)＋4H＋===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O
(2)ClO2在强碱性环境中失效，可能的原因是会发生歧化反应生成ClOeq \\al(－,3)和ClOeq \\al(－,2)，写出反应的离子方程式：___________________________________________________________________。
答案 2ClO2＋2OH－===ClOeq \\al(－,3)＋ClOeq \\al(－,2)＋H2O
5．ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体(沸点：11 ℃)，实验室制备纯净ClO2溶液的装置如图所示：
已知下列反应：NaClO3＋HCl―→NaCl＋ClO2＋Cl2＋H2O；NaClO2＋HCl―→NaCl＋ClO2＋H2O；NaClO2＋Cl2―→NaCl＋ClO2(均未配平)。下列说法正确的是( )
A．a中通入的N2可用CO2或SO2代替
B．b中NaClO2可用饱和食盐水代替
C．c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却
D．d中吸收尾气后只生成一种溶质
答案 C
解析 A项，a中通入N2的目的是氮气性质稳定且不影响实验，可将a中产生的ClO2和Cl2吹出并进入后续装置继续实验，二氧化硫具有还原性，可将ClO2、NaClO3等物质还原，错误；B项，b中NaClO2的作用是吸收ClO2中混有的氯气和氯化氢杂质气体，用饱和食盐水可吸收氯化氢，但不能吸收氯气，错误；C项，ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体，故c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却，有利于吸收ClO2，正确；D项，d中氢氧化钠和ClO2发生歧化反应生成NaClO2和NaClO3，产物至少两种，错误。
6．ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl－和Fe3＋。
如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是______＞______＞______(填化学式)。
答案 ClO2 Cl2 Na2FeO4
7．NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_____________________________________。
(3)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为________。(计算结果保留两位小数)
答案 (1)＋3 (2)2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2
(3)1.57
解析 (1)根据化合物中各元素化合价的代数和为零，可知NaClO2中Cl的化合价为＋3价。
(2)由工艺流程图可知，“反应”步骤中的反应物为NaClO3、H2SO4和SO2，生成物为NaHSO4和ClO2，则反应的化学方程式为2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2。
(3)NaClO2在杀菌消毒的过程中被还原为Cl－，则1 ml NaClO2得到电子的物质的量为4 ml,1 ml Cl2被还原为Cl－时得到电子的物质的量为2 ml，故1 g NaClO2得到电子的物质的量为eq \f(4,90.5) ml，根据“有效氯含量”的定义可知，NaClO2的有效氯含量为1.57。
含氯消毒剂的计算与比较
考点二 氯气的实验室制法
1．制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。写出用Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4与浓盐酸反应的离子方程式：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
答案 ①ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
②ClOeq \\al(－,3)＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
③2MnOeq \\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
2．制取过程(以 MnO2和浓盐酸的反应为例，下同)
3．实验装置
4．注意事项
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。
1．用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4( )
2．含0.4 ml HCl的浓盐酸与足量的MnO2共热，能得到0.1 ml Cl2( )
3．用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl( )
4．用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2( )
5．常用饱和石灰水吸收尾气中的Cl2( )
6．用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满( )
7．用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2时，温度不宜过高，目的是减少浓盐酸的挥发( )
8．实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.× 7.√ 8.√
氯气的制备与性质实验的综合
1．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4eq \(=====,\s\up7(△))2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验装置制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
(1)该实验中A部分的装置是________(填字母)。
(2)装置B中的现象是___________________________________________________________。
(3)请写出装置D中发生反应的离子方程式：_______________________________________，
装置E的作用是________________________________________________________________。
(4)请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)：______________________________________________________________________________。
(5)制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法：_____________
___________________________________________________________(用化学方程式表示)。
答案 (1)b (2)溶液变蓝色 (3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 吸收多余的Cl2，防止污染空气 (4)取少量洗气瓶C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，则证明洗气瓶C中亚硫酸钠已被氧化 (5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
解析 (1)从化学方程式可知反应物是固体和液体，反应条件是加热，所以应选固液混合加热型装置。
(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾发生反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉溶液遇碘变蓝色。
(3)装置D中发生反应的离子方程式：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，装置E的作用是吸收多余的Cl2，防止污染空气。
(4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，只要验证SOeq \\al(2－,4)的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SOeq \\al(2－,4)的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。
2．Cl2O是黄绿色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。
已知：Cl2O的熔点为－120.6 ℃，沸点为2.0 ℃；Cl2的沸点为－34.6 ℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。
回答下列问题：
(1)写出装置①发生反应的离子方程式：________________________________________。
答案 2MnOeq \\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
(2)装置②③中盛装的试剂依次是________________、______________。
答案 饱和食盐水 浓硫酸
(3)通入干燥空气的目的是____________________________________________________。
答案 将生成的Cl2O稀释，减少爆炸危险
(4)装置④与⑤之间不能用橡胶管连接，其目的是_________________________________。
答案 防止橡胶管燃烧、爆炸
(5)液氨的作用是_____________________________________________________________。
答案 冷凝Cl2O气体
氯气制备、净化装置的改进
(1)制备装置
橡皮管a的作用：使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等，保证液体顺利流下。
(2)净化装置
①长颈漏斗除用于检查装置气密性外，还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞，现象为长颈漏斗中液面上升。
②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
1．下列说法错误的是( )
A．Cl2中含有的HCl杂质通过饱和食盐水除去(2020·全国卷Ⅰ，9B改编)
B．Cl2得到电子的能力比Br2强(2020·江苏，9B改编)
C．电解饱和食盐水可制取氯气(2018·浙江11月选考，8B)
D．启普发生器也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气(2017·全国卷Ⅰ，10D)
答案 D
解析 启普发生器不能加热，适合块状固体与液体在常温下反应，而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要加热，且二氧化锰是粉末状固体，故不能用启普发生器制备氯气，D项错误。
2．下列说法不正确的是( )
A．液氯可以储存在钢瓶中(2019·浙江4月选考，8A)
B．用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20 mL水，振荡，气体完全溶解，溶液变为黄绿色
(2019·浙江4月选考，11A)
C．NaClO通过氧化灭活病毒(2020·全国卷Ⅰ，1B)
D．碘酒可用于皮肤外用消毒(2019·全国卷Ⅲ，7D)
答案 B
解析 氯气可溶于水，在常温时，1体积水大约能溶解2体积氯气，因而20 mL水大约能溶解40 mL氯气，气体大约剩余40 mL未溶解，B项错误。
3．(2020·山东等级模拟考，10)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathiesn)法制备亚氯酸钠的流程如下：
下列说法错误的是( )
A．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B．若反应①通过原电池来实现，则ClO2是正极产物
C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D．反应②条件下，ClO2的氧化性大于 H2O2
答案 C
解析 根据流程知，反应①中氧化剂是NaClO3，还原剂是SO2，还原产物是ClO2，氧化产物是NaHSO4，根据化合价升降相等可得NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1，A项正确；由反应①化合价变化情况，再根据原电池正极表面发生还原反应，所以ClO2是正极产物，B项正确；据反应②，在ClO2与H2O2的反应中，ClO2转化为NaClO2，氯元素的化合价降低，作氧化剂，H2O2只能作还原剂，氧元素的化合价升高，不能用NaClO4代替H2O2，C项错误；根据反应②中ClO2与H2O2反应的变价情况，ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，可以推出ClO2的氧化性大于H2O2，D项正确。
4．(2020·全国卷Ⅲ，26)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________________________________________________，
a中的试剂为________________________________________________________________。
(2)b中采用的加热方式是__________，c中化学反应的离子方程式是_____________，
采用冰水浴冷却的目的是_______________________________________________________。
(3)d的作用是____________，可选用试剂________(填字母)。
A．Na2S B．NaCl
C．Ca(OH)2 D．H2SO4
(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，_____________________________________，
________________，干燥，得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________(填“大于”或“小于”)NaClO。
答案 (1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
避免生成NaClO3 (3)吸收尾气(Cl2) AC
(4)过滤 少量(冷)水洗涤 (5)紫 小于
解析 (1)盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶。产生的氯气中混有氯化氢杂质，除去氯化氢需要将气体通过饱和食盐水。
(2)b装置的加热方式为水浴加热。c装置中氯气与氢氧化钠发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O。根据装置b、c水浴温度的不同推知，生成氯酸盐时需要酒精灯加热，生成次氯酸盐时需要冰水冷却，所以c中冰水浴的目的是避免氯酸钠的生成。
(3)d是尾气处理装置，吸收氯气可以用硫化钠溶液或氢氧化钙溶液。
(4)从溶液中获得纯净氯酸钾的操作是冷却结晶，过滤，少量冷水洗涤，干燥，此处用少量冷水洗涤的目的是降低氯酸钾的损耗。
(5)碘在四氯化碳中呈紫色；碘在水中的颜色为棕色或褐色，主要由碘的浓度决定。2号试管中溶液变棕色说明生成I2，1号试管中没有颜色变化，说明没有生成I2，由此可以判断氯酸钾的氧化能力小于次氯酸钠的氧化能力。
课时精练
1．化学来源于生活，也服务于生活。下列有关生活中的化学知识叙述正确的是( )
A．氯气和活性炭均可作漂白剂，若同时使用，漂白效果会明显加强
B．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
C．测定溶液pH的实验中，用干燥pH试纸测定新制氯水的pH，测定结果无影响
D．洁厕灵不能与84消毒液混用，原因是两种溶液混合产生的HClO易分解
答案 B
解析 A项，活性炭具有吸附性，可以吸附氯气，若同时使用，漂白效果会减弱，错误；B项，氯气与烧碱溶液或石灰乳反应均可生成次氯酸盐，正确；C项，氯水中的次氯酸具有漂白性，不能用pH试纸测定氯水的pH，错误；D项，84消毒液中的NaClO与洁厕灵中的HCl反应生成Cl2，错误。
2．(2022·成都模拟)氯气是一种很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述不正确的是( )
A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
B．氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸
C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸
D．通常状况下氯气能和Fe反应，氯气的储存不能用铁质容器
答案 D
解析 A项，红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧生成氯化铜，生成棕黄色的烟，正确；B项，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸不稳定，受热分解生成氧气和氯化氢，所以久置氯水最终变为稀盐酸，正确；C项，纯净的H2在Cl2中安静地燃烧生成氯化氢，发出苍白色火焰，氯化氢结合水蒸气产生盐酸小液滴，所以集气瓶口呈现雾状，光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸，正确；D项，通常状况下氯气和Fe不反应，氯气的储存能用铁质容器，错误。
3．设NA代表阿伏加德罗常数的数值，下列各项中指定数目一定为NA的是( )
A．含2 ml HCl的浓盐酸与43.5 g MnO2反应：被氧化的HCl分子数
B．11.2 L Cl2与足量钠反应：转移的电子数
C．KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中生成13.44 L(标准状况)Cl2转移的电子数
D．1 ml Cl2与足量NaOH反应：氧化剂的分子数
答案 C
解析 在反应MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，若有2 ml HCl参加反应，则有1 ml HCl被氧化，但随着反应的进行，盐酸浓度逐渐减小，反应停止，所以实际上被氧化的HCl分子数小于NA，A错；未指明标准状况，B错；KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中转移5e－，则13.44 L(标准状况)Cl2为0.6 ml，转移电子数为NA，C正确；氧化剂的分子数应为0.5NA，D错。
4．Cl2是一种重要的工业原料，液氯储存区贴有的说明卡如下：
下列解释事实的方程式不正确的是( )
A．电解饱和食盐水制取Cl2：2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑
B．氯气用于自来水消毒：Cl2＋H2O2H＋＋Cl－＋ClO－
C．浓氨水检验泄漏的氯气，产生白烟：8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2
D．氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用：HSOeq \\al(－,3)＋Cl2＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋3H＋＋2Cl－
答案 B
解析 电解饱和食盐水制取Cl2，反应的离子方程式为2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑，A正确；氯气用于自来水消毒，反应的离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，B不正确；浓氨水检验泄漏的氯气，产生白烟，反应的化学方程式为8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2，C正确；氯气“泄漏处理”中用NaHSO3溶液吸收氯气，反应的离子方程式为HSOeq \\al(－,3)＋Cl2＋H2O === SOeq \\al(2－,4)＋3H＋＋2Cl－，D正确。
5．向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，经过振荡，现象如下图所示，则甲、乙、丙中注入的液体分别是( )
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水
A．①②③ B．③②① C．②①③ D．①③②
答案 C
解析 ①在盛有Cl2的集气瓶中加AgNO3溶液时，先后发生两个反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO、AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3，随着AgCl沉淀的生成，溶液中HCl的浓度逐渐减小，使Cl2＋H2OHCl＋HClO平衡向正反应方向移动，最终使集气瓶中的Cl2全部反应，根据现象可知集气瓶乙中加入了AgNO3溶液；②在盛有Cl2的集气瓶中加入NaOH溶液时，Cl2与NaOH溶液反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，Cl2全部被NaOH溶液吸收，生成无色的物质，根据现象可知集气瓶甲中加入了NaOH溶液；③在盛有Cl2的集气瓶中加水时，通常状况下Cl2在水中溶解度不大，所以液面上方的空气中仍有部分Cl2，呈浅黄绿色；而溶于水的Cl2只能部分与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，所以水溶液中有未参加反应的Cl2，故水溶液也呈浅黄绿色，根据现象可知集气瓶丙中加入了水。
6．为探究新制氯水的性质，某学生做了如下实验：
由上述实验可得新制氯水的性质与对应的解释或离子方程式不相符的是( )
A．实验①说明新制氯水中含有H＋、HClO
B．实验②发生的反应为HCOeq \\al(－,3)＋HClO===ClO－＋CO2↑＋H2O
C．实验③说明新制氯水中有Cl－，发生的反应为Cl－＋Ag＋===AgCl↓
D．实验④说明氯气具有强氧化性，发生的反应为Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
答案 B
解析 紫色的石蕊溶液变红，有H＋存在，后褪色，有HClO，A正确；碳酸的酸性比HClO的酸性强，根据强酸制弱酸原理，正确的离子方程式为HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O，B错误；新制氯水中有Cl－，和银离子反应生成白色沉淀，C正确；Cl2具有强氧化性，可以氧化亚铁离子，D正确。
7．部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．a与d、a与e均能反应得到b
B．c为一种新型自来水消毒剂，c代替b的原因是c不属于危险化学品
C．b的水溶液中加入CaCO3，可以增加d的产量
D．e的固体可用于实验室制O2
答案 B
解析 根据价类二维图可知：b、c、d分别为Cl2、ClO2、HClO，a、e可以为HCl、KClO3。根据氧化还原反应归中规律，HCl与HClO、HCl与KClO3在酸性条件下发生归中反应，均可以得到Cl2，故A正确；ClO2为一种新型自来水消毒剂，代替Cl2的原因是它的杀菌、消毒的能力更强，故B错误；Cl2的水溶液里存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入CaCO3，与HCl反应，使平衡向右移动，HClO的产量增多，故C正确；e若为KClO3，它的固体可用于实验室制O2，故D正确。
8．(2022·南通市启东中学月考)自来水厂一种预防和处理Cl2泄漏的方法如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A．Cl2和水反应的离子方程式为H2O＋Cl2Cl－＋HClO＋H＋
B．铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2
C．吸收漏氯的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋
D．铁屑耗尽时溶液中可能大量存在：Fe2＋、Fe3＋、ClO－、Cl－
答案 D
解析 A项，Cl2和水反应生成盐酸和次氯酸，反应的离子方程式为H2O＋Cl2Cl－＋HClO＋H＋，正确；B项，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2，正确；C项，氯化亚铁吸收氯气生成氯化铁，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，正确；D项，
ClO－能把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe2＋、ClO－不能大量共存，错误。
9．(2022·广州市高三模拟)我国推行的新型冠状病毒防治方案，明确指出应当使用含氯消毒液进行消毒。氯气与冷烧碱溶液反应可制得“84”消毒液，实验装置如图。下列有关说法不正确的是( )
A．甲中盛放的试剂可以是高锰酸钾固体
B．乙中可采用热水浴，有利于加快反应速率
C．在甲、乙之间加入饱和食盐水洗气，可提高NaOH利用率
D．在乙之后再连接NaOH溶液吸收尾气，更加符合绿色化学思想
答案 B
解析 A项，高锰酸钾和浓盐酸常温下反应可以制取氯气，没有加热装置，所以甲中盛放的试剂可以是高锰酸钾固体，正确；B项，氯气与冷烧碱溶液反应可制得“84”消毒液，所以乙中不可采用热水浴，会有其他反应发生，会生成杂质氯酸钠，错误；C项，在甲、乙之间加入饱和食盐水洗气，可以除去浓盐酸挥发出来的氯化氢气体，可提高NaOH利用率，正确；D项，氯气有毒，不能随意排放到大气中，所以在乙之后再连接NaOH溶液吸收尾气，更加符合绿色化学思想，正确。
10．含氯消毒剂在新冠肺炎疫情防控中发挥了巨大作用。实验室中利用如图装置模拟制备“84”消毒液(有效成分为NaClO)，下列说法不正确的是( )
A．为除去Cl2中的HCl，装置a中的试剂为饱和Na2CO3溶液
B．盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗
C．装置b中，采用冰水浴冷却有利于NaClO的生成
D．装置c的作用是吸收尾气
答案 A
解析 A项，为除去Cl2中的HCl，装置a中的试剂为饱和NaCl溶液，错误；B项，盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗，正确；C项，装置b中，采用冰水浴冷却有利于NaClO的生成，防止温度高时产生副产品NaClO3，正确；D项，装置c的作用是吸收尾气，防止污染空气，正确。
11．(2022·郑州高三调研)实验室中利用MnO2制备干燥的Cl2及少量氯水并收集Cl2，下列图示装置和原理不能达到实验目的的是( )
A．连接图1、图2装置，向分液漏斗中注水，打开K1，关闭K2，检查装置气密性
B．图1装置中，滴加浓盐酸，点燃酒精灯，可制备Cl2
C．可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2
D．连接图1、图3装置，打开K1，点燃酒精灯，可制备少量氯水
答案 A
解析 检查装置的气密性利用的是在装置内形成气压差而产生明显的现象来判定的，图1中为恒压漏斗，注水后无论气密性是否良好，水都能顺利流下，不能检查装置的气密性，故A符合；图1装置中，浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下反应可制备Cl2，故B不符合；饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，浓硫酸除去水蒸气，故可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2，故C不符合；连接图1、图3装置，打开K1，点燃酒精灯，制备氯气，氯气进入水中，可制备少量氯水，故D不符合。
12．二氧化氯(ClO2)是国际上公认的高效消毒灭菌剂，对酸性污水中的Mn2＋也有明显的去除效果，其反应原理为ClO2＋Mn2＋―→MnO2↓＋Cl－(部分反应物和产物省略、未配平)，下列有关该反应的说法正确的是( )
A．工业上可用更为廉价的Cl2来代替ClO2
B．利用该原理处理含Mn2＋的污水后溶液的pH增大
C．该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
D．理论上处理含1 ml Mn2＋的污水，需要标准状况下的ClO2 8.96 L
答案 D
解析 用ClO2处理酸性污水中的Mn2＋，反应的离子方程式为2ClO2＋5Mn2＋＋6H2O===5MnO2↓＋2Cl－＋12H＋，所以处理后溶液的pH减小，故B项错误；该反应的氧化产物为MnO2，还原产物为Cl－，由反应的离子方程式可知，二者的物质的量之比为5∶2，故C项错误；由反应的离子方程式可知，处理1 ml Mn2＋需要eq \f(2,5) ml ClO2，在标准状况下的体积为8.96 L，故D项正确。
13．ClO2是一种优良的消毒剂，浓度过高时易发生分解，常将其制备成NaClO2固体以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO2的实验装置如图甲所示：
已知：①2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O。
②ClO2的熔点为－59 ℃，沸点为11 ℃，H2O2的沸点为150 ℃。
③当温度低于38 ℃时，NaClO2饱和溶液中析出的晶体是NaClO2·3H2O；当温度在38～60 ℃时，析出NaClO2；温度高于60 ℃时，NaClO2分解。
请回答下列问题：
(1)当仪器组装完毕后，有同学认为：关闭弹簧夹K1和K2，取下X上端的玻璃塞，加入一定量的水后塞上玻璃塞，再打开X下端的活塞。可以检查装置的气密性。请判断该方法能否检查装置气密性，并说明理由：____________________________________________。
(2)Cl－对ClO2的生成有一定催化作用。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸，ClO2的生成速率会大大提高，并产生微量氯气。该过程经两步反应完成，将其补充完整。
①_________________________________________________________(用离子方程式表示)。
②H2O2＋Cl2===2Cl－＋O2＋2H＋。
(3)C中将装置浸入冰水浴中的作用是_______________________________________。
(4)若实验室采用如图乙所示的装置从C中的溶液中获得NaClO2晶体，则需要在该装置的Y处增加一个设备。
①采用上述装置浓缩NaClO2溶液的操作称为__________。
②水浴加热的温度最好控制在__________(填字母)℃左右。
A．40 B．55 C．70 D．100
③装置中毛细玻璃管的作用是_____________________________________________。
④当蒸馏烧瓶中出现大量晶体后，________(填操作)，用38～60 ℃热水洗涤晶体，干燥后得到产品。
(5)产品纯度的测定：称取m g产品配成250 mL溶液，取25.00 mL溶液加入足量的KI和稀H2SO4，充分反应后加入指示剂，用c ml·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点(I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===
2I－＋S4Oeq \\al(2－,6))，平均消耗标准溶液的体积为V mL，则产品中NaClO2的质量分数是________%。
答案 (1)不能，恒压滴液漏斗的支管能够平衡气压，不管装置是否漏气，恒压滴液漏斗中的水都能滴入三颈烧瓶中，所以该方法不能检查装置气密性 (2)2ClOeq \\al(－,3)＋2Cl－＋4H＋===Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O (3)增大ClO2的溶解度使其充分反应，并防止温度过高使H2O2、NaClO2分解 (4)①减压蒸馏 ②B ③产生气化中心，防止溶液暴沸 ④趁热过滤 (5)eq \f(181cV,8m)
解析 (1)装置中X为恒压滴液漏斗，恒压滴液漏斗的支管能够平衡气压，不管装置是否漏气，恒压滴液漏斗中的水都能滴入三颈烧瓶中，所以该方法不能检查装置气密性。(2)Cl－存在时会催化ClO2的生成，根据第二步反应可知产生氯离子，因此第一步是消耗氯离子，离子方程式为2ClOeq \\al(－,3)＋2Cl－＋4H＋===Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O。(3)C中将装置浸入冰水浴中可以增大ClO2的溶解度使其充分反应，并防止温度过高使H2O2、NaClO2分解。(4)①由于是浓缩NaClO2溶液，则馏出物是水，而NaClO2易分解，故上述装置浓缩NaClO2溶液的操作为减压蒸馏。②因为温度高于60 ℃时，NaClO2分解，故应选择60 ℃以下，为了促进H2O蒸出，温度不宜太低，故选择55 ℃。③装置中毛细玻璃管可以产生气化中心，防止溶液暴沸。④当温度低于38 ℃时，NaClO2饱和溶液中析出的晶体是NaClO2·3H2O，故为防止析出NaClO2·3H2O，应趁热过滤。(5)依据ClOeq \\al(－,2)＋4H＋＋4I－===2I2＋Cl－＋2H2O，I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)，有NaClO2～2I2～4Na2S2O3，则n(NaClO2)＝eq \f(1,4)n(Na2S2O3)，故产品中NaClO2的物质的量为eq \f(1,4)×
c ml·L－1×V×10－3L×eq \f(250 mL,25.00 mL)，则产品中NaClO2的质量分数是eq \f(0.25×cV×10－3×10×90.5,m)×100%＝eq \f(181cV,8m)%。
14．(2022·汕头质检)实验室利用Cl2和SO2反应合成硫酰氯(SO2Cl2)，并对H2SO3和HClO的酸性强弱进行探究。已知SO2Cl2的熔点为－54.1 ℃，沸点为69.1 ℃，在空气中遇水蒸气发生剧烈反应，并产生大量HCl白雾，100 ℃以上分解生成SO2和Cl2。实验室合成SO2Cl2的原理：SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(l)，且反应会放出大量的热。实验装置如图所示(夹持仪器已省略)，请回答下列问题：
(1)写出装置甲中制备SO2的化学方程式：________________________________________。
(2)装置戊上方分液漏斗中最好选用______(填字母)试剂。
a．蒸馏水 b．饱和食盐水
c．浓氢氧化钠溶液 d．6.0 ml·L－1盐酸
(3)装置乙和丁盛放的试剂均是______。
(4)装置丙放置在冰水浴中的原因是________________________________________。
(5)SO2Cl2和水反应的化学方程式为________________________________________。
(6)选用下面的装置探究酸性：H2SO3>HClO，溶液均足量，其连接顺序为A→________________________________________________________________________。
能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象为_________________________。
答案 (1)Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (2)b (3)浓H2SO4
(4)反应放热，且SO2Cl2沸点低，冰水浴有利于生成和收集SO2Cl2
(5)SO2Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
(6)C→B→E→D→F 装置D中品红不褪色，装置F中产生白色沉淀
解析 (2)装置戊是利用分液漏斗中的液体把氯气从装置中排出，要求所加溶液与氯气不反应或氯气在此溶液中溶解度很小；氯气在饱和氯化钠溶液中溶解度很小，氯气在水中以1∶2溶解于水，氯气能够与氢氧化钠溶液反应，所以装置戊上方分液漏斗中最好选用饱和食盐水。(3)SO2Cl2在空气中遇水蒸气发生剧烈反应，并产生大量HCl白雾，装置丙是制备SO2Cl2物质的反应器，必须隔绝水蒸气，因此装置乙和丁盛放的试剂均是浓H2SO4。(4)根据信息可知，该反应放热，且SO2Cl2沸点低，冰水浴有利于生成和收集SO2Cl2。(5)SO2Cl2在空气中遇水蒸气发生剧烈反应，并产生大量HCl白雾，根据元素守恒可知还有硫酸生成，SO2Cl2和水反应的化学方程式为SO2Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。(6)因为次氯酸具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应来判断亚硫酸、次氯酸的酸性强弱；要先验证亚硫酸的酸性比碳酸强，A装置是制备SO2，C装置是除去二氧化硫中的HCl，B装置是制CO2，E装置是除去CO2中的SO2，D装置中的品红溶液证明SO2是否除尽，F装置是二氧化碳与次氯酸钙反应，生成碳酸钙白色沉淀和次氯酸，可以证明碳酸的酸性大于次氯酸，最终得出酸性：亚硫酸大于次氯酸的结论；所以装置的连接顺序为A→C→B→E→D→F；能够证明亚硫酸的酸性强于次氯酸的实验现象为装置D中品红不褪色，装置F中产生白色沉淀。向氯水中加入的物质或改变的条件
浓度变化
平衡移动的方向
应用
可溶性氯化物
c(Cl－)增大，c(HClO)减小
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H＋)和c(Cl－)增大
左移
洁厕剂和“84”消毒液不宜混合使用
NaOH
c(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
碳酸钙
c(H＋)减小，c(HClO)增大
右移
制取次氯酸浓度较大的氯水
第一步
确定含氯消毒剂中氯元素的化合价
第二步
计算含氯消毒剂中氯元素到稳定的－1价时化合价的变化
第三步
确定消毒效率的表示方法；
①以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率；
②以单位物质的量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率
第四步
计算或比较含氯消毒剂的消毒效率
包装
钢瓶
储运要求
远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质；设置氯气检测仪
泄漏处理
NaOH、NaHSO3溶液吸收
实验
装置
试剂a
现象
①
紫色石蕊溶液
溶液先变红后褪色
②
NaHCO3溶液
产生气泡
③
HNO3酸化的AgNO3溶液
产生白色沉淀
④
FeCl2溶液、KSCN溶液
溶液变红