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2024届高考化学一轮复习专题4第16讲氯气及氯的化合物基础学案
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这是一份2024届高考化学一轮复习专题4第16讲氯气及氯的化合物基础学案，共27页。
1．了解氯及其重要化合物的性质、制备及应用。 2．掌握Cl2的实验室制法(包括所用试剂、原理、仪器和收集等)。 3．了解氯水的成分及其性质多重性。
氯气的制备
1．Cl2的实验室制法
(1)实验装置：
(2)反应原理：(写出上述制Cl2的化学方程式)
MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)发生装置类型：固体＋液体eq \(――→,\s\up9(△))气体。
(4)净化装置：
①除去Cl2中的HCl用饱和食盐水的原理是增大c(Cl－)，减少Cl2与H2O的反应，即减少Cl2的溶解；
②干燥Cl2可以用浓硫酸，也可以用P2O5或CaCl2，用P2O5或CaCl2时可用的仪器名称为干燥管或U形管。
(5)收集装置：Cl2可用向上排空气法，也可以用排饱和食盐水法。
(6)尾气处理：Cl2有毒，一般用NaOH溶液吸收，其反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。一般不用澄清石灰水的理由是Ca(OH)2微溶，Ca(OH)2的浓度较小，吸收Cl2不完全。
(7)验满方法：将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
①用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、次氯酸盐等与浓盐酸在不加热的条件下可以制取Cl2。当浓盐酸反应变为稀盐酸时，反应停止。无论氧化剂KMnO4等是否过量，盐酸永远有剩余。
②洗气瓶除杂时从长管进短管出；干燥管除杂时从粗口进，细口出；U形管、玻璃管除杂无前后。
2．氯气的工业制法
(1)电解饱和食盐水的原理：
2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up9(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(2)电解饱和食盐水的装置及产物的验证：
①电解饱和食盐水的装置
②电解产物的验证
①与电源正极相连的石墨棒上生成氯气，与负极相连的铁棒附近生成NaOH。Cl2与NaOH可发生反应，两极产物必须隔开。
②电解饱和食盐水时，在与电源正极、负极相连的电极上得到的气体体积比为1∶1。
③检验Cl2的反应为2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉遇碘变蓝色。
3．Cl2性质及应用探究模型
净化气体→干燥→干燥有色布条→湿润有色布条→FeCl2、KBr、NaI等溶液→干燥→Fe加热→安全瓶→尾气处理
①为了防止G中溶液倒吸，可在F、G之间连一个防倒吸安全瓶。
②如果F中生成易水解或易潮解的氯化物，则F装置前后均要有干燥装置。
1．实验室制取Cl2时，下列装置能达到相应实验目的的是( )
D [A.浓盐酸与二氧化锰常温下不反应，缺少加热装置，不能制备氯气，故A错误；B.应先通过饱和食盐水除去HCl，后通入浓硫酸干燥氯气，除杂顺序错误，故B错误；C.氯气的密度比空气密度大，应长管进短管出，故C错误；D.氯气有毒，可用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，图中装置可吸收尾气，故D正确；故答案为D。]
2．实验室制备氯气时的尾气吸收一般使用的是氢氧化钠溶液，氯气和氢氧化钠溶液反应时会随着温度的变化而发生如下两个反应：Cl2 ＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O；3Cl2＋6NaOH===5NaCl＋NaClO3＋3H2O。将一定量的氯气通入100 mL浓度为10.00 ml/L的热的氢氧化钠溶液中使其完全反应，溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO3共存体系，下列判断不正确的是( )
A．n(Na＋)∶n(Cl－)可能为9∶7
B．与NaOH反应的氯气一定为0.5 ml
C．若反应中转移的电子为n ml，则0.5＜n＜2/3
D．n(NaCl)∶n(NaClO)∶n(NaClO3)可能为11∶1∶2
C [A.若氯气和NaOH只发生反应 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋ H2O，则n(Na＋)∶n(Cl－)＝2∶1；若氯气和NaOH只发生反应 3Cl2＋6NaOH===5NaCl＋ NaClO3＋3H2O，则：n(Na＋)∶n(Cl－)＝6∶5,9∶7介于两者之间，所以
n(Na＋)∶n(Cl－)可能为 9∶7，故A 正确；B.NaCl、NaClO、NaClO3中 Na和 Cl的个数均相等，所以和1 ml NaOH 参加反应的氯气为 0.5 ml，故B正确；C.若氯气和NaOH只发生反应 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O,1 ml NaOH 参加反应，转移0.5 ml电子 ；若氯气和NaOH只发生反应 3Cl2＋6NaOH===5NaCl＋NaClO3＋3H2O,6 ml NaOH参加反应，转移 5 ml 电子，则1 ml NaOH 参加反应，转移 eq \f(5,6) ml电子，所以 0.53．实验室制氯气的装置如图所示，请回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________，盛放浓盐酸的仪器名称是________。
(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式是____________________________________________________________________。
(3)制得的氯气先要通过饱和食盐水，其目的是________ ，为防止尾气污染空气，需将尾气通入NaOH溶液中，写出反应的离子方程式：_____________
____________________________________________________________________。
(4)氯气是一种黄绿色气体，化学性质上和氧气有许多相似之处，比如：氯气也能支持燃烧，写出铁丝在氯气中燃烧的化学方程式：____________________
____________________________________________________________________。
(5)氯气通入FeCl2溶液中发生的离子方程式是________________________
____________________________________________________________________。
(6)将氯气通入水中，氯气与水反应的离子方程式为
_______________________________________________________________。
[解析] (1)盛放MnO2粉末的仪器名称是圆底烧瓶，盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗；(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气，浓盐酸失电子作还原剂生成氯气，二氧化锰作氧化剂得电子生成氯化锰，其化学方程式是MnO2 ＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；(3)制得的氯气先要通过饱和食盐水，其作用是除去挥发的氯化氢气体，为防止尾气污染空气，需将尾气通入NaOH溶液中发生氯元素自身的歧化反应生成氯离子和次氯酸根离子，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；(4)氯气有强氧化性，铁丝在氯气中燃烧生成高价态的氯化铁：3Cl2＋2Feeq \(=====,\s\up9(点燃))2FeCl3；(5)亚铁离子具有还原性，氯气将亚铁离子氧化成三价铁离子，故氯气通入FeCl2溶液中发生的离子方程式是Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋2Cl－；(6)将氯气通入水中，氯气与水反应的离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
[答案] (1)圆底烧瓶 分液漏斗
(2)MnO2 ＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)除去挥发的氯化氢气体 Cl2 ＋2OH－ ===Cl－＋ClO－ ＋H2O
(4)3Cl2 ＋2Feeq \(=====,\s\up9(点燃))2FeCl3
(5)Cl2 ＋2Fe2＋===2Fe3 ＋ 2Cl－
(6)Cl2 ＋ H2OH＋＋Cl－＋HClO
氯气及氯的化合物
一、氯气的性质及应用
1．物理性质
2．化学性质
(1)与金属、非金属单质反应——表现氧化性
①Cl2具有强氧化性，与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物，如FeCl2不能由两种相应的单质化合而成。
②纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，反应生成的气体是HCl，它在空气中与水蒸气结合呈白雾状；若加热或光照H2、Cl2的混合气体，会发生爆炸。
(2)与还原性化合物反应(写化学方程式或离子方程式)
(3)Cl2参与的歧化反应——既作氧化剂又作还原剂
①与水反应——在25 ℃时，1体积的水可溶解约2体积的Cl2，但溶于水中的部分Cl2与水发生反应，其离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
②与碱反应——制漂白剂(同时也是消毒剂)
a．制漂白液(NaClO)的离子方程式为
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
b．制漂白粉[有效成分Ca(ClO)2]的化学方程式为
2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
二、次氯酸及其盐的性质
1．次氯酸的“三性”
(1)不稳定性：2HClOeq \(=====,\s\up9(光照))2HCl＋O2↑，不能单独存在，只存在于水溶液中。
(2)强氧化性eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(漂白性,杀菌、消毒))
(3)弱酸性(比H2CO3的酸性弱，比HCOeq \\al(－,3)强)
NaClO溶液中通入少量或过量CO2，化学方程式均为NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3。
2．次氯酸盐的主要性质
(1)次氯酸盐[Ca(ClO)2、NaClO]的水溶液呈碱性，水解离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。
(2)与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。
(3)漂白粉在空气中失效的原理为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO,2HClOeq \(=====,\s\up9(光照))2HCl＋O2↑。
①新制氯水应保存在棕色试剂瓶中并置于阴凉处。久置氯水变为稀盐酸，酸性变强。
②次氯酸盐的漂白原理是与物质反应生成强氧化性的HClO。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2。( )
(2)氯气溶于水溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质。( )
(3)标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA。( )
(4)氯气可以使湿润的有色布条褪色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气。( )
(5)Cl2与任何物质反应时，Cl2只作氧化剂。( )
(6)工业制取漂白粉时可将Cl2通入石灰水中。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．写出下列反应的离子方程式。
(1)Cl2通入H2S的水溶液中：______________________________________
_______________________________________________________________。
(2)Cl2通入Na2SO3溶液中：_______________________________________
_______________________________________________________________。
(3)Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2：_________________________________
_______________________________________________________________。
[答案] (1)Cl2＋H2S===S↓＋2Cl－＋2H＋
(2)Cl2＋SOeq \\al(2－,3)＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－＋2H＋
(3)ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCOeq \\al(－,3)
1．下列有关氯及其化合物叙述错误的是( )
A．红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
B．大量氯气泄漏时，应用浸有弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻向高处跑
C．AlCl3、FeCl2、FeCl3均可通过化合反应制得
D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
D [FeCl2溶液中加氯水，主要是Cl2与Fe2＋反应生成Fe3＋，D错误。]
2．如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O。 向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
下列有关说法正确的是 ( )
A．a处变蓝、b处变棕红，说明非金属性：Cl>Br>I
B．c处先变红后褪色，说明Cl2与H2O反应生成HCl
C．d处立即褪色，说明Cl2与H2O反应生成HClO
D．e处变红，说明Cl2与Fe2＋反应生成Fe3＋
D [Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，a处变蓝、b处变棕红，可证明氧化性：Cl2>I2、Cl2>Br2，无法证明I2与Br2氧化性的强弱，则无法证明非金属性：Cl>Br>I，A项错误；氯气与水发生反应Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，H＋使湿润蓝色石蕊试纸变红，HClO具有漂白性，可使试纸褪色，则c处先变红后褪色，能证明氯气与水反应生成了酸性物质和漂白性物质，B项错误；Cl2和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，消耗了氢氧化钠，红色褪去，不能证明生成物是HClO，C项错误；Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，试纸e处变为红色，D项正确。]
3．“84消毒液”主要成分为次氯酸钠溶液，它是最常见的消毒剂之一，它可由氯气和氢氧化钠溶液反应制得。为制备氯气并探究氯气的性质，某同学设计了如图所示的实验装置。
请回答：
(1)实验室制取氯气的化学方程式为________________________________
______________________________________________________________，
用该反应制取氯气选用的发生装置是________(填字母)。
(2)装置B、C中依次放入的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，观察到装置C中的湿润布条褪色，涉及的化学反应的方程式为______________________
____________________________________________________________________；
实验过程中该同学还发现装置B中的布条也褪色，使实验结果不准确，为保证实验结果的准确性，在AB之间加装一个洗气瓶，洗气瓶中加入的试剂为________。
(3)写出F中氯气与NaOH溶液反应的化学方程式
_______________________________________________________________。
(4)为验证装置F中吸收完氯气的溶液中存在Cl－，正确的操作是：取少量待测液体于试管中，加入足量稀硝酸酸化，再向其中加入________，若观察到________，则证明溶液中存在Cl－；该反应的离子方程式为__________________。
[解析] (1)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气、水，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，固液加热制取气体，选用的发生装置是c；(2)装置C中的湿润布条褪色，说明氯气和水反应生成次氯酸，反应的化学方程式为Cl2＋H2OHCl＋HClO；从A中产生的氯气中混有水蒸气，氯气和水反应生成具有漂白性的HClO，所以实验过程中该同学还发现装置B中的布条也褪色，在AB之间加装一个洗气瓶，除去氯气中的水蒸气，洗气瓶中加入的试剂为浓硫酸；(3)氯气与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠、水，F中发生反应的化学方程式是2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O；(4)氯离子和银离子反应生成氯化银沉淀，为验证装置F中吸收完氯气的溶液中存在Cl－，取少量待测液体于试管中，加入足量稀硝酸酸化，再向其中加入硝酸银溶液，若观察到白色沉淀，则证明溶液中存在Cl－；该反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
[答案] (1)MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O c
(2)Cl2＋H2OHCl＋HClO 浓硫酸
(3)2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
(4)硝酸银溶液 有白色沉淀产生(或溶液变浑浊) Ag＋＋Cl－===AgCl↓
氯水的成分及其性质多重性
1．氯水中的平衡及其影响
(1)三种平衡
①Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
②HClOH＋＋ClO－
③H2OH＋＋OH－
(2)外界因素对平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的影响。
①加入可溶性氯化物(如NaCl)时，c(Cl－)增大，平衡左移，如排饱和食盐水法收集Cl2，用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl。
②加入浓盐酸，c(H＋)、c(Cl－)均增大，平衡左移，如用次氯酸盐和浓盐酸制Cl2时，有利于Cl2的逸出。
③加入NaHCO3或CaCO3，二者只与H＋反应，不与HClO反应，c(H＋)减小，平衡右移，c(HClO)增大，氯水的漂白性增强。
④加入碱，c(H＋)、c(HClO)减小，平衡右移，如Cl2的尾气处理和漂白粉的制备等。
⑤光照，HClO分解，c(HClO)减小，平衡右移，如氯水需避光保存，久置的氯水最终会变成盐酸。
2．氯水中的粒子及其性质
新制氯水中含有三分子(H2O、Cl2、HClO)四离子(H＋、Cl－、ClO－、OH－)。
1．在探究新制氯水成分及性质的实验中，依据下列方法和现象，不能得出相应结论的是 ( )
B [饱和NaHCO3溶液中加入氯水有CO2气体生成，是因为氯水含H＋(HCl)且酸性HClO2．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(cH＋,cClO－)减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钙粉末，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
C [A项，饱和氯水不再吸收Cl2，eq \f(cH＋,cClO－)不变，错误；B项，Cl2与SO2反应，漂白性减弱，错误；D项，光照时2HClOeq \(=====,\s\up9(光照))2HCl＋O2↑，酸性增强，c(H＋)增大，导电性增强，错误。]
3．用胶头滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液中，当滴到一定量时，红色突然褪去。试回答下列问题。
(1)产生上述现象的原因可能有两种：
①____________________________________________________________；
②____________________________________________________________。
(2)怎样用实验证明红色褪去的原因是①或②？
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[答案] (1)①氯水中Cl2和酸与NaOH反应
②氯水中HClO的强氧化性
(2)取褪色后的溶液，加适量NaOH溶液，若溶液又变红，则说明原因是①，否则为②
1．(2021·江苏选择性考试，T2)反应Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O可用于制备含氯消毒剂。下列说法正确的是( )
A．Cl2是极性分子
B．NaOH的电子式为NaH
C．NaClO既含离子键又含共价键
D．Cl－与Na＋具有相同的电子层结构
C [氯气分子结构对称，正负电荷重心重合，为非极性分子，A错误； NaOH为离子化合物，电子式为Na＋[H]－，B错误； NaClO含有钠离子和次氯酸根离子形成的离子键，含有O原子和Cl原子形成的共价键，C正确； Cl－有3层电子，Na＋有2层电子，D错误。]
2．下列说法错误的是( )
A．Cl2中含有HCl杂质通过饱和食盐水除去(2020·全国卷Ⅰ，T9B改编)
B．Cl2得到电子的能力比Br2强(2020·江苏选择性考试，T9B改编)
C．电解饱和食盐水可制取氯气(2018·浙江11月选考，T8B)
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，T10D)
D [Cl2得电子的能力比Br2的强，B项正确；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。]
3．(2022·广东选择性考试，T8)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
A B
C D
D [氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的。]
4．(2022·北京等级考，T19)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料：ⅰ.Mn2＋在一定条件下被Cl2或ClO－氧化成MnO2(棕黑色)、MnOeq \\al(2－,4)(绿色)、MnOeq \\al(－,4)(紫色)。
ⅱ.浓碱条件下，MnOeq \\al(－,4)可被OH－还原为MnOeq \\al(2－,4)。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
A B C D
(1)B中试剂是________。
(2)通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为_________
________________________________________________________________。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)根据资料ⅱ，Ⅲ中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将MnOeq \\al(2－,4)氧化为MnOeq \\al(－,4)。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因
________________________________________________________________
_______________________________________________________________，
但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL 40% NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________，
溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被________(填“化学式”)氧化，可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是____________________________________________________________
_____________________________________________________(写离子方程式)。
④从反应速率的角度，分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] 在装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，为排除HCl对Cl2性质的干扰，在装置B中盛放饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置，目的是除去多余Cl2，防止造成大气污染。
(4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减弱，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。②取Ⅲ中放置后的1 mL 悬浊液，加入4 mL 40% NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下，MnOeq \\al(－,4)可被OH－还原为MnOeq \\al(2－,4)，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可知该反应的离子方程式为4MnOeq \\al(－,4)＋4OH－===4MnOeq \\al(2－,4)＋O2↑＋2H2O；溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被Cl2氧化，可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。③取Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL水，溶液碱性减弱，溶液紫色缓慢加深，说明ClO－将MnO2氧化为MnOeq \\al(－,4)，发生的离子反应是3ClO－＋2MnO2＋2OH－===2MnOeq \\al(－,4)＋3Cl－＋H2O。④从反应速率的角度，过量Cl2与NaOH反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH－)降低，溶液中的MnOeq \\al(－,4)被还原为MnOeq \\al(2－,4)的速率减小，导致实验Ⅲ未得到绿色溶液。
[答案] (1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O
(3)Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)①Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
②4MnOeq \\al(－,4)＋4OH－===4MnOeq \\al(2－,4)＋O2↑＋2H2O Cl2 ③3ClO－＋2MnO2＋2OH－===2MnOeq \\al(－,4)＋3Cl－＋H2O ④过量Cl2与NaOH反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH－)降低，溶液中的MnOeq \\al(－,4)被还原为MnOeq \\al(2－,4)的速率减小，因而实验Ⅲ未得到绿色溶液
课时分层作业(十六) 氯气及氯的化合物
1．下列关于漂白粉的叙述正确的是( )
A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2
B．漂白粉在空气中久置后会变质
C．漂白粉是由氯气通入澄清石灰水中制成
D．漂白粉是纯净物
B [A.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，故A错误；B.漂白粉在空气中久置，Ca(ClO)2和二氧化碳、水反应生成碳酸钙和次氯酸，次氯酸会分解导致漂白粉变质，故B正确；C.漂白粉是由氯气通入石灰乳中制成，故C错误；D.漂白粉是Ca(ClO)2和CaCl2组成的混合物，故D错误。]
2．下列有关氯碱工业的说法错误的是( )
A．氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业
B．根据氯碱工业原理分析，若电解氯化钾溶液，则发生的反应为2KCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up9(通电))2KOH＋Cl2↑＋H2↑
C．氯碱工业中产生两种气体，一种是无色的，一种是黄绿色的
D．地球上的海水可以供人们使用，因此节约用水是没有意义的
D [D项，由于海水中含有较多的盐类，因此海水不能直接作为生活用水，而地球上淡水资源有限，因此节约用水对人类和其他生物的生存有着非常重要的意义。]
3．下列说法中，不正确的是( )
①金属钠、氢气都能在氯气中燃烧，生成白色的烟雾；
②铜丝在氯气中燃烧，生成蓝绿色的氯化铜；
③液氯就是氯气的水溶液，它能使干燥的有色布条褪色；
④久置的氯水，因氯气几乎完全挥发掉，剩下的就是水。
A．① B．①②
C．①③④ D．①②③④
D [①烟是固体小颗粒，雾是小液滴，钠在氯气中燃烧生成白色固体小颗粒烟，氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体，在瓶口出现白雾，故①错误；②铜丝在氯气中燃烧，生成大量棕黄色的烟，产物是氯化铜，故②错误；③液氯即液态氯，是纯净物，氯水是氯气的水溶液，是混合物，能使有色布条褪色的是氯水不是液氯，故③错误；④久置的氯水中次氯酸完全分解为盐酸和氧气，则久置氯水的主要成分是盐酸，故④错误；故答案选D。]
4. 在新制氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A．新制氯水呈浅黄绿色，有刺激性气味，说明溶液中有HCl存在
B．光照新制氯水后，氯水酸性增强，说明溶液中HClO浓度增大
C．NaHCO3加入新制氯水中，有无色气泡产生，说明溶液中有H＋存在
D．FeCl2溶液中滴加新制氯水，溶液变成棕黄色，说明新制氯水中一定存在HClO
C [A.新制氯水呈浅黄绿色，有刺激性气味，说明溶液中有Cl2存在，故A错误；B.光照新制氯水后，次氯酸分解，溶液中HCl浓度增大，氯水酸性增强，故B错误；C. NaHCO3加入新制氯水中，有无色气泡产生，发生反应HCOeq \\al(－,3)＋
H＋===CO2↑＋H2O，说明溶液中有H＋存在，故C正确；D.FeCl2溶液中滴加新制氯水，溶液变成棕黄色，发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，说明新制氯水中存在Cl2，故D错误。]
5．某实验兴趣小组利用如图实验装置探究氯气与过量氨气反应的实验，有关说法不正确的是( )
A．打开K1，关闭K2，将注射器的活塞往外拉一小段，然后松开，活塞复原，说明装置气密性良好
B．打开K1，推动注射器的活塞使过量的氨气与氯气混合时，产生大量的白色烟雾
C．充分反应后，关闭K1，打开K2，可观察到烧杯中的溶液会倒吸至试管内
D．实验室制备氨气和氯气可以用同一套发生装置
B [3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl，NH4Cl为固体，N2为气体，过量氨气与氯气反应时，产生大量白烟，没有雾生成，B项错误。]
6．NaClO是家用消毒液的有效成分，可通过Cl2与NaOH溶液反应制得。已知：NaClO能与CO2反应生成HClO。下列说法正确的是( )
A．新制氯水需存放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中
B．可用广范pH试纸测定新制氯水的pH
C. NaClO与过量CO2反应的离子方程式为NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋Na＋＋HCOeq \\al(－,3)
D．使用NaClO消毒时，可用盐酸酸化
A [A.氯水中的次氯酸见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处，故A正确；B.新制氯水中含有次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以最终能使pH试纸褪色，则不可用pH试纸测定新制氯水的pH，故B错误；C.NaClO为强电解质，与过量CO2反应生成碳酸氢钠、次氯酸，离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCOeq \\al(－,3)，故C错误；D.NaClO与盐酸发生氧化还原反应生成氯气，故D错误。]
7．锡是活泼金属，四氯化锡(SnCl4)是重要的媒染剂，易与水反应，熔点为－33℃、沸点为114℃。某研究性学习小组设计如图所示装置(部分夹持装置省略，MnO2过量)制备SnCl4。
请回答下列问题：
(1)SnCl4属于________(填字母)。
A．酸 B．碱 C．盐
(2)B中试剂是________(填名称)。
(3)写出A中反应的离子方程式：____________________________________。
在该反应中，作还原剂的HCl和表现酸性的HCl的物质的量之比为________。
(4)氯气与锡反应类型是______(填基本反应类型)。
(5)该实验装置设计尚存在缺陷。改进的方法是在装置F后应连接一个装有________(填名称)的干燥管(或U形管)。
(6)实验完毕后，取少量SnCl4溶于蒸馏水，得到一种液体M，请设计简单实验证明M是否为胶体：________。
[解析] (1)金属离子和酸根阴离子组成的化合物属于盐，SnCl4属于盐，故答案为C。(2)二氧化锰和浓盐酸制备氯气，氯气中含有挥发出来的HCl，B装置是饱和食盐水，用于除去氯气中的HCl，故B为饱和食盐水或饱和氯化钠溶液。(3)二氧化锰和浓盐酸制备氯气，离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up9(△))
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，在该反应中，只有一半的HCl化合价发生变化，另一半表现酸性，作还原剂的HCl和表现酸性的HCl的物质的量之比为1∶1。(4)氯气与锡反生成SnCl4，原子利用率100%，反应类型是化合反应。(5)将氯气通入D中与锡反应制备SnCl4，未反应的Cl2应该通入装有碱石灰的干燥管，处理尾气防止污染环境。(6)取少量SnCl4溶于蒸馏水，得到一种液体M，证明M是否为胶体可以利用胶体的丁达尔效应，在暗处，用激光灯照射液体M，若有一条光亮的通路，则M是胶体，否则不是胶体。
[答案] (1)C (2)饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液) (3)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up9(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 1∶1 (4)化合反应 (5)碱石灰 (6)在暗处，用激光灯照射液体M，若有一条光亮的通路，则M是胶体，否则不是胶体
8．TiCl4是制备钛及其化合物的重要中间体，可利用下列装置在实验室制备TiCl4 (夹持装置略去)。
已知：①PdCl2溶液捕获CO时生成Pd单质；
②TiCl4能溶于有机溶剂，遇水会水解生成难溶于水的物质；CCl4难溶于水。
回答下列问题：
(1)检查装置气密性后，A装置中加入的药品为________，管式炉中加入TiO2和C，先通入N2，其目的是__________________________________；一段时间后，加热管式炉，改通Cl2，对C处逸出的气体用D、E装置进行后续处理。D中碱石灰的作用是____________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________，
E中反应的化学方程式为______________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)实验过程中，产生的高温气体在进入装置B之前要进行“前期冷却”，原因是_____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
制得的TiCl4中常含有少量CCl4，从混合液体中分离出TiCl4的操作名称为________。
[解析] 本题是以Cl2、C和TiO2来制备TiCl4的实验题，由于C能与O2在加热条件下发生反应生成CO或CO2干扰实验，故实验开始前需通入一段时间的N2以排空装置内的空气，且由于TiCl4易水解，则制备用的Cl2需干燥，故装置A为盛有浓硫酸的洗气瓶，目的是干燥氯气，防止TiCl4水解，由于反应产生高温的TiCl4蒸气，直接用冷凝管冷却会导致冷凝管炸裂，则需进行“前期冷却”，B为冷凝管，冷凝TiCl4蒸气，C为锥形瓶，收集TiCl4液体，D中碱石灰可以吸收多余的Cl2，同时防止空气中的水蒸气进入C中以免引起TiCl4水解而影响实验结果，E为检验CO的装置，根据题干信息可知，CO还原PdCl2生成Pd、CO2和HCl，则反应方程式为PdCl2＋H2O＋CO===Pd↓＋CO2＋2HCl。
[答案] (1)浓硫酸 排尽装置中的空气，以免干扰实验 吸收过量的氯气以免污染空气，同时防止空气中水蒸气进入锥形瓶中，引起TiCl4水解 PdCl2＋CO＋H2O===Pd↓＋CO2＋2HCl
(2)气体温度过高会导致冷凝管炸裂 蒸馏
9．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体。工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性介质中与氯酸钠反应。二氧化氯能与许多化学物质发生爆炸性反应，遇水则生成次氯酸、氯气和氧气。回答下列问题：
(1)将二氧化氯通入品红溶液中，溶液褪色的原因是________。
(2)配平下列反应的化学方程式：
________CH3OH＋________NaClO3＋________===________CO2↑＋________ClO2↑＋________Na2SO4＋________
(3)上述反应中，被氧化的元素是________。还原产物与氧化产物的物质的量之比是________。
(4)根据上述反应可推知________(填字母)。
a．氧化性：ClO2>NaClO3
b．氧化性：NaClO3>CH3OH
c．还原性：CH3OH> ClO2
d．还原性：CH3OH >Na2SO4
[解析] (1)已知，二氧化氯遇水生成次氯酸、氯气和氧气；次氯酸具有漂白性，可以使品红溶液褪色。(2)根据元素守恒左边加入硫酸，右边加水，氧化剂是NaClO3，氯元素的化合价从＋5降低到＋4价，化合价降低了1，CH3OH中碳元素的化合价从－2升高到＋4价，化合价升高了6，根据得失电子守恒，配平氧化剂和还原剂的系数，根据元素守恒，配平其余物质，得到化学方程式为CH3OH＋6NaClO3＋3H2SO4===CO2↑＋6ClO2↑＋3Na2SO4＋5H2O。(3)该反应中，化合价升高的元素是CH3OH中－2价的碳，被氧化的元素是CH3OH中－2价的碳，还原产物是二氧化氯，氧化产物是二氧化碳，还原产物和氧化产物的物质的量之比是6∶1。(4)该反应中，氧化剂是NaClO3，还原剂是CH3OH，氧化产物是CO2，还原产物是ClO2，氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物，故说明氧化性：NaClO3>CH3OH，还原性：CH3OH>ClO2，答案选bc。
[答案] (1)二氧化氯遇水生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，可以使品红溶液褪色
(2)CH3OH＋6NaClO3＋3H2SO4===CO2↑＋6ClO2↑＋3Na2SO4＋5H2O
(3)碳 6∶1 (4)bc实验操作
实验现象
试管靠近火焰，有爆鸣声
湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
溶液变红
实验结论
与负极相连的铁棒上有氢气生成
与正极相连的石墨棒上有氯气生成
U形管左端溶液中有氢氧化钠生成
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
强烈刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
选项
方法
现象
结论
A
观察氯水颜色
氯水呈浅黄绿色
氯水中含Cl2
B
向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水
有无色气体产生
氯水中含HClO
C
向红色纸条上滴加氯水
红色纸条褪色
氯水具有漂白性
D
向FeCl2溶液中滴加氯水
溶液变成棕黄色
氯水具有氧化性
序号
物质a
C中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
Ⅰ
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ
5% NaOH
溶液
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ
40%
NaOH溶液
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
1．了解氯及其重要化合物的性质、制备及应用。 2．掌握Cl2的实验室制法(包括所用试剂、原理、仪器和收集等)。 3．了解氯水的成分及其性质多重性。
氯气的制备
1．Cl2的实验室制法
(1)实验装置：
(2)反应原理：(写出上述制Cl2的化学方程式)
MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)发生装置类型：固体＋液体eq \(――→,\s\up9(△))气体。
(4)净化装置：
①除去Cl2中的HCl用饱和食盐水的原理是增大c(Cl－)，减少Cl2与H2O的反应，即减少Cl2的溶解；
②干燥Cl2可以用浓硫酸，也可以用P2O5或CaCl2，用P2O5或CaCl2时可用的仪器名称为干燥管或U形管。
(5)收集装置：Cl2可用向上排空气法，也可以用排饱和食盐水法。
(6)尾气处理：Cl2有毒，一般用NaOH溶液吸收，其反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。一般不用澄清石灰水的理由是Ca(OH)2微溶，Ca(OH)2的浓度较小，吸收Cl2不完全。
(7)验满方法：将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
①用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、次氯酸盐等与浓盐酸在不加热的条件下可以制取Cl2。当浓盐酸反应变为稀盐酸时，反应停止。无论氧化剂KMnO4等是否过量，盐酸永远有剩余。
②洗气瓶除杂时从长管进短管出；干燥管除杂时从粗口进，细口出；U形管、玻璃管除杂无前后。
2．氯气的工业制法
(1)电解饱和食盐水的原理：
2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up9(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(2)电解饱和食盐水的装置及产物的验证：
①电解饱和食盐水的装置
②电解产物的验证
①与电源正极相连的石墨棒上生成氯气，与负极相连的铁棒附近生成NaOH。Cl2与NaOH可发生反应，两极产物必须隔开。
②电解饱和食盐水时，在与电源正极、负极相连的电极上得到的气体体积比为1∶1。
③检验Cl2的反应为2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉遇碘变蓝色。
3．Cl2性质及应用探究模型
净化气体→干燥→干燥有色布条→湿润有色布条→FeCl2、KBr、NaI等溶液→干燥→Fe加热→安全瓶→尾气处理
①为了防止G中溶液倒吸，可在F、G之间连一个防倒吸安全瓶。
②如果F中生成易水解或易潮解的氯化物，则F装置前后均要有干燥装置。
1．实验室制取Cl2时，下列装置能达到相应实验目的的是( )
D [A.浓盐酸与二氧化锰常温下不反应，缺少加热装置，不能制备氯气，故A错误；B.应先通过饱和食盐水除去HCl，后通入浓硫酸干燥氯气，除杂顺序错误，故B错误；C.氯气的密度比空气密度大，应长管进短管出，故C错误；D.氯气有毒，可用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，图中装置可吸收尾气，故D正确；故答案为D。]
2．实验室制备氯气时的尾气吸收一般使用的是氢氧化钠溶液，氯气和氢氧化钠溶液反应时会随着温度的变化而发生如下两个反应：Cl2 ＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O；3Cl2＋6NaOH===5NaCl＋NaClO3＋3H2O。将一定量的氯气通入100 mL浓度为10.00 ml/L的热的氢氧化钠溶液中使其完全反应，溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO3共存体系，下列判断不正确的是( )
A．n(Na＋)∶n(Cl－)可能为9∶7
B．与NaOH反应的氯气一定为0.5 ml
C．若反应中转移的电子为n ml，则0.5＜n＜2/3
D．n(NaCl)∶n(NaClO)∶n(NaClO3)可能为11∶1∶2
C [A.若氯气和NaOH只发生反应 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋ H2O，则n(Na＋)∶n(Cl－)＝2∶1；若氯气和NaOH只发生反应 3Cl2＋6NaOH===5NaCl＋ NaClO3＋3H2O，则：n(Na＋)∶n(Cl－)＝6∶5,9∶7介于两者之间，所以
n(Na＋)∶n(Cl－)可能为 9∶7，故A 正确；B.NaCl、NaClO、NaClO3中 Na和 Cl的个数均相等，所以和1 ml NaOH 参加反应的氯气为 0.5 ml，故B正确；C.若氯气和NaOH只发生反应 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O,1 ml NaOH 参加反应，转移0.5 ml电子 ；若氯气和NaOH只发生反应 3Cl2＋6NaOH===5NaCl＋NaClO3＋3H2O,6 ml NaOH参加反应，转移 5 ml 电子，则1 ml NaOH 参加反应，转移 eq \f(5,6) ml电子，所以 0.5
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________，盛放浓盐酸的仪器名称是________。
(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式是____________________________________________________________________。
(3)制得的氯气先要通过饱和食盐水，其目的是________ ，为防止尾气污染空气，需将尾气通入NaOH溶液中，写出反应的离子方程式：_____________
____________________________________________________________________。
(4)氯气是一种黄绿色气体，化学性质上和氧气有许多相似之处，比如：氯气也能支持燃烧，写出铁丝在氯气中燃烧的化学方程式：____________________
____________________________________________________________________。
(5)氯气通入FeCl2溶液中发生的离子方程式是________________________
____________________________________________________________________。
(6)将氯气通入水中，氯气与水反应的离子方程式为
_______________________________________________________________。
[解析] (1)盛放MnO2粉末的仪器名称是圆底烧瓶，盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗；(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气，浓盐酸失电子作还原剂生成氯气，二氧化锰作氧化剂得电子生成氯化锰，其化学方程式是MnO2 ＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；(3)制得的氯气先要通过饱和食盐水，其作用是除去挥发的氯化氢气体，为防止尾气污染空气，需将尾气通入NaOH溶液中发生氯元素自身的歧化反应生成氯离子和次氯酸根离子，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；(4)氯气有强氧化性，铁丝在氯气中燃烧生成高价态的氯化铁：3Cl2＋2Feeq \(=====,\s\up9(点燃))2FeCl3；(5)亚铁离子具有还原性，氯气将亚铁离子氧化成三价铁离子，故氯气通入FeCl2溶液中发生的离子方程式是Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋2Cl－；(6)将氯气通入水中，氯气与水反应的离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
[答案] (1)圆底烧瓶 分液漏斗
(2)MnO2 ＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)除去挥发的氯化氢气体 Cl2 ＋2OH－ ===Cl－＋ClO－ ＋H2O
(4)3Cl2 ＋2Feeq \(=====,\s\up9(点燃))2FeCl3
(5)Cl2 ＋2Fe2＋===2Fe3 ＋ 2Cl－
(6)Cl2 ＋ H2OH＋＋Cl－＋HClO
氯气及氯的化合物
一、氯气的性质及应用
1．物理性质
2．化学性质
(1)与金属、非金属单质反应——表现氧化性
①Cl2具有强氧化性，与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物，如FeCl2不能由两种相应的单质化合而成。
②纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，反应生成的气体是HCl，它在空气中与水蒸气结合呈白雾状；若加热或光照H2、Cl2的混合气体，会发生爆炸。
(2)与还原性化合物反应(写化学方程式或离子方程式)
(3)Cl2参与的歧化反应——既作氧化剂又作还原剂
①与水反应——在25 ℃时，1体积的水可溶解约2体积的Cl2，但溶于水中的部分Cl2与水发生反应，其离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
②与碱反应——制漂白剂(同时也是消毒剂)
a．制漂白液(NaClO)的离子方程式为
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
b．制漂白粉[有效成分Ca(ClO)2]的化学方程式为
2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
二、次氯酸及其盐的性质
1．次氯酸的“三性”
(1)不稳定性：2HClOeq \(=====,\s\up9(光照))2HCl＋O2↑，不能单独存在，只存在于水溶液中。
(2)强氧化性eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(漂白性,杀菌、消毒))
(3)弱酸性(比H2CO3的酸性弱，比HCOeq \\al(－,3)强)
NaClO溶液中通入少量或过量CO2，化学方程式均为NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3。
2．次氯酸盐的主要性质
(1)次氯酸盐[Ca(ClO)2、NaClO]的水溶液呈碱性，水解离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。
(2)与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。
(3)漂白粉在空气中失效的原理为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO,2HClOeq \(=====,\s\up9(光照))2HCl＋O2↑。
①新制氯水应保存在棕色试剂瓶中并置于阴凉处。久置氯水变为稀盐酸，酸性变强。
②次氯酸盐的漂白原理是与物质反应生成强氧化性的HClO。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2。( )
(2)氯气溶于水溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质。( )
(3)标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA。( )
(4)氯气可以使湿润的有色布条褪色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气。( )
(5)Cl2与任何物质反应时，Cl2只作氧化剂。( )
(6)工业制取漂白粉时可将Cl2通入石灰水中。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．写出下列反应的离子方程式。
(1)Cl2通入H2S的水溶液中：______________________________________
_______________________________________________________________。
(2)Cl2通入Na2SO3溶液中：_______________________________________
_______________________________________________________________。
(3)Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2：_________________________________
_______________________________________________________________。
[答案] (1)Cl2＋H2S===S↓＋2Cl－＋2H＋
(2)Cl2＋SOeq \\al(2－,3)＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－＋2H＋
(3)ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCOeq \\al(－,3)
1．下列有关氯及其化合物叙述错误的是( )
A．红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
B．大量氯气泄漏时，应用浸有弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻向高处跑
C．AlCl3、FeCl2、FeCl3均可通过化合反应制得
D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
D [FeCl2溶液中加氯水，主要是Cl2与Fe2＋反应生成Fe3＋，D错误。]
2．如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O。 向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
下列有关说法正确的是 ( )
A．a处变蓝、b处变棕红，说明非金属性：Cl>Br>I
B．c处先变红后褪色，说明Cl2与H2O反应生成HCl
C．d处立即褪色，说明Cl2与H2O反应生成HClO
D．e处变红，说明Cl2与Fe2＋反应生成Fe3＋
D [Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，a处变蓝、b处变棕红，可证明氧化性：Cl2>I2、Cl2>Br2，无法证明I2与Br2氧化性的强弱，则无法证明非金属性：Cl>Br>I，A项错误；氯气与水发生反应Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，H＋使湿润蓝色石蕊试纸变红，HClO具有漂白性，可使试纸褪色，则c处先变红后褪色，能证明氯气与水反应生成了酸性物质和漂白性物质，B项错误；Cl2和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，消耗了氢氧化钠，红色褪去，不能证明生成物是HClO，C项错误；Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，试纸e处变为红色，D项正确。]
3．“84消毒液”主要成分为次氯酸钠溶液，它是最常见的消毒剂之一，它可由氯气和氢氧化钠溶液反应制得。为制备氯气并探究氯气的性质，某同学设计了如图所示的实验装置。
请回答：
(1)实验室制取氯气的化学方程式为________________________________
______________________________________________________________，
用该反应制取氯气选用的发生装置是________(填字母)。
(2)装置B、C中依次放入的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，观察到装置C中的湿润布条褪色，涉及的化学反应的方程式为______________________
____________________________________________________________________；
实验过程中该同学还发现装置B中的布条也褪色，使实验结果不准确，为保证实验结果的准确性，在AB之间加装一个洗气瓶，洗气瓶中加入的试剂为________。
(3)写出F中氯气与NaOH溶液反应的化学方程式
_______________________________________________________________。
(4)为验证装置F中吸收完氯气的溶液中存在Cl－，正确的操作是：取少量待测液体于试管中，加入足量稀硝酸酸化，再向其中加入________，若观察到________，则证明溶液中存在Cl－；该反应的离子方程式为__________________。
[解析] (1)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气、水，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，固液加热制取气体，选用的发生装置是c；(2)装置C中的湿润布条褪色，说明氯气和水反应生成次氯酸，反应的化学方程式为Cl2＋H2OHCl＋HClO；从A中产生的氯气中混有水蒸气，氯气和水反应生成具有漂白性的HClO，所以实验过程中该同学还发现装置B中的布条也褪色，在AB之间加装一个洗气瓶，除去氯气中的水蒸气，洗气瓶中加入的试剂为浓硫酸；(3)氯气与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠、水，F中发生反应的化学方程式是2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O；(4)氯离子和银离子反应生成氯化银沉淀，为验证装置F中吸收完氯气的溶液中存在Cl－，取少量待测液体于试管中，加入足量稀硝酸酸化，再向其中加入硝酸银溶液，若观察到白色沉淀，则证明溶液中存在Cl－；该反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
[答案] (1)MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O c
(2)Cl2＋H2OHCl＋HClO 浓硫酸
(3)2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
(4)硝酸银溶液 有白色沉淀产生(或溶液变浑浊) Ag＋＋Cl－===AgCl↓
氯水的成分及其性质多重性
1．氯水中的平衡及其影响
(1)三种平衡
①Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
②HClOH＋＋ClO－
③H2OH＋＋OH－
(2)外界因素对平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的影响。
①加入可溶性氯化物(如NaCl)时，c(Cl－)增大，平衡左移，如排饱和食盐水法收集Cl2，用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl。
②加入浓盐酸，c(H＋)、c(Cl－)均增大，平衡左移，如用次氯酸盐和浓盐酸制Cl2时，有利于Cl2的逸出。
③加入NaHCO3或CaCO3，二者只与H＋反应，不与HClO反应，c(H＋)减小，平衡右移，c(HClO)增大，氯水的漂白性增强。
④加入碱，c(H＋)、c(HClO)减小，平衡右移，如Cl2的尾气处理和漂白粉的制备等。
⑤光照，HClO分解，c(HClO)减小，平衡右移，如氯水需避光保存，久置的氯水最终会变成盐酸。
2．氯水中的粒子及其性质
新制氯水中含有三分子(H2O、Cl2、HClO)四离子(H＋、Cl－、ClO－、OH－)。
1．在探究新制氯水成分及性质的实验中，依据下列方法和现象，不能得出相应结论的是 ( )
B [饱和NaHCO3溶液中加入氯水有CO2气体生成，是因为氯水含H＋(HCl)且酸性HClO
A．再通入少量氯气，eq \f(cH＋,cClO－)减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钙粉末，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
C [A项，饱和氯水不再吸收Cl2，eq \f(cH＋,cClO－)不变，错误；B项，Cl2与SO2反应，漂白性减弱，错误；D项，光照时2HClOeq \(=====,\s\up9(光照))2HCl＋O2↑，酸性增强，c(H＋)增大，导电性增强，错误。]
3．用胶头滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液中，当滴到一定量时，红色突然褪去。试回答下列问题。
(1)产生上述现象的原因可能有两种：
①____________________________________________________________；
②____________________________________________________________。
(2)怎样用实验证明红色褪去的原因是①或②？
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[答案] (1)①氯水中Cl2和酸与NaOH反应
②氯水中HClO的强氧化性
(2)取褪色后的溶液，加适量NaOH溶液，若溶液又变红，则说明原因是①，否则为②
1．(2021·江苏选择性考试，T2)反应Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O可用于制备含氯消毒剂。下列说法正确的是( )
A．Cl2是极性分子
B．NaOH的电子式为NaH
C．NaClO既含离子键又含共价键
D．Cl－与Na＋具有相同的电子层结构
C [氯气分子结构对称，正负电荷重心重合，为非极性分子，A错误； NaOH为离子化合物，电子式为Na＋[H]－，B错误； NaClO含有钠离子和次氯酸根离子形成的离子键，含有O原子和Cl原子形成的共价键，C正确； Cl－有3层电子，Na＋有2层电子，D错误。]
2．下列说法错误的是( )
A．Cl2中含有HCl杂质通过饱和食盐水除去(2020·全国卷Ⅰ，T9B改编)
B．Cl2得到电子的能力比Br2强(2020·江苏选择性考试，T9B改编)
C．电解饱和食盐水可制取氯气(2018·浙江11月选考，T8B)
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，T10D)
D [Cl2得电子的能力比Br2的强，B项正确；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。]
3．(2022·广东选择性考试，T8)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
A B
C D
D [氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的。]
4．(2022·北京等级考，T19)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料：ⅰ.Mn2＋在一定条件下被Cl2或ClO－氧化成MnO2(棕黑色)、MnOeq \\al(2－,4)(绿色)、MnOeq \\al(－,4)(紫色)。
ⅱ.浓碱条件下，MnOeq \\al(－,4)可被OH－还原为MnOeq \\al(2－,4)。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
A B C D
(1)B中试剂是________。
(2)通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为_________
________________________________________________________________。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)根据资料ⅱ，Ⅲ中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将MnOeq \\al(2－,4)氧化为MnOeq \\al(－,4)。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因
________________________________________________________________
_______________________________________________________________，
但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL 40% NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________，
溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被________(填“化学式”)氧化，可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是____________________________________________________________
_____________________________________________________(写离子方程式)。
④从反应速率的角度，分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] 在装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，为排除HCl对Cl2性质的干扰，在装置B中盛放饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4的反应，装置D是尾气处理装置，目的是除去多余Cl2，防止造成大气污染。
(4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减弱，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。②取Ⅲ中放置后的1 mL 悬浊液，加入4 mL 40% NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下，MnOeq \\al(－,4)可被OH－还原为MnOeq \\al(2－,4)，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可知该反应的离子方程式为4MnOeq \\al(－,4)＋4OH－===4MnOeq \\al(2－,4)＋O2↑＋2H2O；溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被Cl2氧化，可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。③取Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL水，溶液碱性减弱，溶液紫色缓慢加深，说明ClO－将MnO2氧化为MnOeq \\al(－,4)，发生的离子反应是3ClO－＋2MnO2＋2OH－===2MnOeq \\al(－,4)＋3Cl－＋H2O。④从反应速率的角度，过量Cl2与NaOH反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH－)降低，溶液中的MnOeq \\al(－,4)被还原为MnOeq \\al(2－,4)的速率减小，导致实验Ⅲ未得到绿色溶液。
[答案] (1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O
(3)Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)①Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
②4MnOeq \\al(－,4)＋4OH－===4MnOeq \\al(2－,4)＋O2↑＋2H2O Cl2 ③3ClO－＋2MnO2＋2OH－===2MnOeq \\al(－,4)＋3Cl－＋H2O ④过量Cl2与NaOH反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH－)降低，溶液中的MnOeq \\al(－,4)被还原为MnOeq \\al(2－,4)的速率减小，因而实验Ⅲ未得到绿色溶液
课时分层作业(十六) 氯气及氯的化合物
1．下列关于漂白粉的叙述正确的是( )
A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2
B．漂白粉在空气中久置后会变质
C．漂白粉是由氯气通入澄清石灰水中制成
D．漂白粉是纯净物
B [A.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，故A错误；B.漂白粉在空气中久置，Ca(ClO)2和二氧化碳、水反应生成碳酸钙和次氯酸，次氯酸会分解导致漂白粉变质，故B正确；C.漂白粉是由氯气通入石灰乳中制成，故C错误；D.漂白粉是Ca(ClO)2和CaCl2组成的混合物，故D错误。]
2．下列有关氯碱工业的说法错误的是( )
A．氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业
B．根据氯碱工业原理分析，若电解氯化钾溶液，则发生的反应为2KCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up9(通电))2KOH＋Cl2↑＋H2↑
C．氯碱工业中产生两种气体，一种是无色的，一种是黄绿色的
D．地球上的海水可以供人们使用，因此节约用水是没有意义的
D [D项，由于海水中含有较多的盐类，因此海水不能直接作为生活用水，而地球上淡水资源有限，因此节约用水对人类和其他生物的生存有着非常重要的意义。]
3．下列说法中，不正确的是( )
①金属钠、氢气都能在氯气中燃烧，生成白色的烟雾；
②铜丝在氯气中燃烧，生成蓝绿色的氯化铜；
③液氯就是氯气的水溶液，它能使干燥的有色布条褪色；
④久置的氯水，因氯气几乎完全挥发掉，剩下的就是水。
A．① B．①②
C．①③④ D．①②③④
D [①烟是固体小颗粒，雾是小液滴，钠在氯气中燃烧生成白色固体小颗粒烟，氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体，在瓶口出现白雾，故①错误；②铜丝在氯气中燃烧，生成大量棕黄色的烟，产物是氯化铜，故②错误；③液氯即液态氯，是纯净物，氯水是氯气的水溶液，是混合物，能使有色布条褪色的是氯水不是液氯，故③错误；④久置的氯水中次氯酸完全分解为盐酸和氧气，则久置氯水的主要成分是盐酸，故④错误；故答案选D。]
4. 在新制氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A．新制氯水呈浅黄绿色，有刺激性气味，说明溶液中有HCl存在
B．光照新制氯水后，氯水酸性增强，说明溶液中HClO浓度增大
C．NaHCO3加入新制氯水中，有无色气泡产生，说明溶液中有H＋存在
D．FeCl2溶液中滴加新制氯水，溶液变成棕黄色，说明新制氯水中一定存在HClO
C [A.新制氯水呈浅黄绿色，有刺激性气味，说明溶液中有Cl2存在，故A错误；B.光照新制氯水后，次氯酸分解，溶液中HCl浓度增大，氯水酸性增强，故B错误；C. NaHCO3加入新制氯水中，有无色气泡产生，发生反应HCOeq \\al(－,3)＋
H＋===CO2↑＋H2O，说明溶液中有H＋存在，故C正确；D.FeCl2溶液中滴加新制氯水，溶液变成棕黄色，发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，说明新制氯水中存在Cl2，故D错误。]
5．某实验兴趣小组利用如图实验装置探究氯气与过量氨气反应的实验，有关说法不正确的是( )
A．打开K1，关闭K2，将注射器的活塞往外拉一小段，然后松开，活塞复原，说明装置气密性良好
B．打开K1，推动注射器的活塞使过量的氨气与氯气混合时，产生大量的白色烟雾
C．充分反应后，关闭K1，打开K2，可观察到烧杯中的溶液会倒吸至试管内
D．实验室制备氨气和氯气可以用同一套发生装置
B [3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl，NH4Cl为固体，N2为气体，过量氨气与氯气反应时，产生大量白烟，没有雾生成，B项错误。]
6．NaClO是家用消毒液的有效成分，可通过Cl2与NaOH溶液反应制得。已知：NaClO能与CO2反应生成HClO。下列说法正确的是( )
A．新制氯水需存放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中
B．可用广范pH试纸测定新制氯水的pH
C. NaClO与过量CO2反应的离子方程式为NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋Na＋＋HCOeq \\al(－,3)
D．使用NaClO消毒时，可用盐酸酸化
A [A.氯水中的次氯酸见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处，故A正确；B.新制氯水中含有次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以最终能使pH试纸褪色，则不可用pH试纸测定新制氯水的pH，故B错误；C.NaClO为强电解质，与过量CO2反应生成碳酸氢钠、次氯酸，离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCOeq \\al(－,3)，故C错误；D.NaClO与盐酸发生氧化还原反应生成氯气，故D错误。]
7．锡是活泼金属，四氯化锡(SnCl4)是重要的媒染剂，易与水反应，熔点为－33℃、沸点为114℃。某研究性学习小组设计如图所示装置(部分夹持装置省略，MnO2过量)制备SnCl4。
请回答下列问题：
(1)SnCl4属于________(填字母)。
A．酸 B．碱 C．盐
(2)B中试剂是________(填名称)。
(3)写出A中反应的离子方程式：____________________________________。
在该反应中，作还原剂的HCl和表现酸性的HCl的物质的量之比为________。
(4)氯气与锡反应类型是______(填基本反应类型)。
(5)该实验装置设计尚存在缺陷。改进的方法是在装置F后应连接一个装有________(填名称)的干燥管(或U形管)。
(6)实验完毕后，取少量SnCl4溶于蒸馏水，得到一种液体M，请设计简单实验证明M是否为胶体：________。
[解析] (1)金属离子和酸根阴离子组成的化合物属于盐，SnCl4属于盐，故答案为C。(2)二氧化锰和浓盐酸制备氯气，氯气中含有挥发出来的HCl，B装置是饱和食盐水，用于除去氯气中的HCl，故B为饱和食盐水或饱和氯化钠溶液。(3)二氧化锰和浓盐酸制备氯气，离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up9(△))
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，在该反应中，只有一半的HCl化合价发生变化，另一半表现酸性，作还原剂的HCl和表现酸性的HCl的物质的量之比为1∶1。(4)氯气与锡反生成SnCl4，原子利用率100%，反应类型是化合反应。(5)将氯气通入D中与锡反应制备SnCl4，未反应的Cl2应该通入装有碱石灰的干燥管，处理尾气防止污染环境。(6)取少量SnCl4溶于蒸馏水，得到一种液体M，证明M是否为胶体可以利用胶体的丁达尔效应，在暗处，用激光灯照射液体M，若有一条光亮的通路，则M是胶体，否则不是胶体。
[答案] (1)C (2)饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液) (3)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up9(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 1∶1 (4)化合反应 (5)碱石灰 (6)在暗处，用激光灯照射液体M，若有一条光亮的通路，则M是胶体，否则不是胶体
8．TiCl4是制备钛及其化合物的重要中间体，可利用下列装置在实验室制备TiCl4 (夹持装置略去)。
已知：①PdCl2溶液捕获CO时生成Pd单质；
②TiCl4能溶于有机溶剂，遇水会水解生成难溶于水的物质；CCl4难溶于水。
回答下列问题：
(1)检查装置气密性后，A装置中加入的药品为________，管式炉中加入TiO2和C，先通入N2，其目的是__________________________________；一段时间后，加热管式炉，改通Cl2，对C处逸出的气体用D、E装置进行后续处理。D中碱石灰的作用是____________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________，
E中反应的化学方程式为______________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)实验过程中，产生的高温气体在进入装置B之前要进行“前期冷却”，原因是_____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
制得的TiCl4中常含有少量CCl4，从混合液体中分离出TiCl4的操作名称为________。
[解析] 本题是以Cl2、C和TiO2来制备TiCl4的实验题，由于C能与O2在加热条件下发生反应生成CO或CO2干扰实验，故实验开始前需通入一段时间的N2以排空装置内的空气，且由于TiCl4易水解，则制备用的Cl2需干燥，故装置A为盛有浓硫酸的洗气瓶，目的是干燥氯气，防止TiCl4水解，由于反应产生高温的TiCl4蒸气，直接用冷凝管冷却会导致冷凝管炸裂，则需进行“前期冷却”，B为冷凝管，冷凝TiCl4蒸气，C为锥形瓶，收集TiCl4液体，D中碱石灰可以吸收多余的Cl2，同时防止空气中的水蒸气进入C中以免引起TiCl4水解而影响实验结果，E为检验CO的装置，根据题干信息可知，CO还原PdCl2生成Pd、CO2和HCl，则反应方程式为PdCl2＋H2O＋CO===Pd↓＋CO2＋2HCl。
[答案] (1)浓硫酸 排尽装置中的空气，以免干扰实验 吸收过量的氯气以免污染空气，同时防止空气中水蒸气进入锥形瓶中，引起TiCl4水解 PdCl2＋CO＋H2O===Pd↓＋CO2＋2HCl
(2)气体温度过高会导致冷凝管炸裂 蒸馏
9．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体。工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性介质中与氯酸钠反应。二氧化氯能与许多化学物质发生爆炸性反应，遇水则生成次氯酸、氯气和氧气。回答下列问题：
(1)将二氧化氯通入品红溶液中，溶液褪色的原因是________。
(2)配平下列反应的化学方程式：
________CH3OH＋________NaClO3＋________===________CO2↑＋________ClO2↑＋________Na2SO4＋________
(3)上述反应中，被氧化的元素是________。还原产物与氧化产物的物质的量之比是________。
(4)根据上述反应可推知________(填字母)。
a．氧化性：ClO2>NaClO3
b．氧化性：NaClO3>CH3OH
c．还原性：CH3OH> ClO2
d．还原性：CH3OH >Na2SO4
[解析] (1)已知，二氧化氯遇水生成次氯酸、氯气和氧气；次氯酸具有漂白性，可以使品红溶液褪色。(2)根据元素守恒左边加入硫酸，右边加水，氧化剂是NaClO3，氯元素的化合价从＋5降低到＋4价，化合价降低了1，CH3OH中碳元素的化合价从－2升高到＋4价，化合价升高了6，根据得失电子守恒，配平氧化剂和还原剂的系数，根据元素守恒，配平其余物质，得到化学方程式为CH3OH＋6NaClO3＋3H2SO4===CO2↑＋6ClO2↑＋3Na2SO4＋5H2O。(3)该反应中，化合价升高的元素是CH3OH中－2价的碳，被氧化的元素是CH3OH中－2价的碳，还原产物是二氧化氯，氧化产物是二氧化碳，还原产物和氧化产物的物质的量之比是6∶1。(4)该反应中，氧化剂是NaClO3，还原剂是CH3OH，氧化产物是CO2，还原产物是ClO2，氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物，故说明氧化性：NaClO3>CH3OH，还原性：CH3OH>ClO2，答案选bc。
[答案] (1)二氧化氯遇水生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，可以使品红溶液褪色
(2)CH3OH＋6NaClO3＋3H2SO4===CO2↑＋6ClO2↑＋3Na2SO4＋5H2O
(3)碳 6∶1 (4)bc实验操作
实验现象
试管靠近火焰，有爆鸣声
湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
溶液变红
实验结论
与负极相连的铁棒上有氢气生成
与正极相连的石墨棒上有氯气生成
U形管左端溶液中有氢氧化钠生成
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
强烈刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
选项
方法
现象
结论
A
观察氯水颜色
氯水呈浅黄绿色
氯水中含Cl2
B
向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水
有无色气体产生
氯水中含HClO
C
向红色纸条上滴加氯水
红色纸条褪色
氯水具有漂白性
D
向FeCl2溶液中滴加氯水
溶液变成棕黄色
氯水具有氧化性
序号
物质a
C中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
Ⅰ
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ
5% NaOH
溶液
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ
40%
NaOH溶液
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
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