高考化学氯及其化合物复习讲义新人教版

一、氯及其重要化合物

1．氯气的性质

(1)物理性质

氯气的化学性质

氯气的化学性质

要点提取

(1)氯气具有强氧化性，与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物，如FeCl2不能由单质化合生成。

(2)氯气没有漂白性，不能使干燥的有色布条褪色，但可使湿润的有色布条褪色，实际起漂白作用的是HClO。

2．氯的重要化合物

(1)次氯酸

(2)漂白粉

要点提取

(1)HClO不稳定，不能单独存在，只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。

(2)不能用pH试纸测量氯水的pH，原因是氯水中的HClO具有漂白性。

(3)工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得，而不是用氯气与石灰水反应。

【互动思考】

1．将Cl2通入石蕊试液中的现象是什么？能用pH试纸测定氯水的pH吗？

答案　将Cl2通入石蕊试液中的现象是先变红后褪色。不能用pH试纸测定氯水的pH，因为氯水中的HClO能将pH试纸漂白。

2．氯水中的平衡体系有哪些？

答案　氯水中存在三个平衡体系。一是Cl2＋H2O  HCl＋HClO的化学平衡；二是HClO  H＋＋ClO－的电离平衡；三是H2O  H＋＋OH－的电离平衡。

3．我们日常生活中常见的漂白粉的有效成分是________，“84”消毒液的有效成分是________，均是次氯酸盐，在空气中与H2O、CO2反应生成________，而具有杀菌消毒作用。

答案　Ca(ClO)2　NaClO　HClO

题组一　氯气和氯水的性质

1．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应得到，又能由金属和盐酸反应制得的是(　　)

A．FeCl2                B．AlCl3              C．FeCl3               D．CuCl2

答案　B

解析　因为Cl2具有较强的氧化性，当Cl2与金属反应时，都可把金属氧化成最高价态的金属氯化物，而盐酸中H＋的氧化能力较弱，只能把Fe氧化成Fe2＋，而不能把Cu氧化。

2．(2014·江苏，13)在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)。

A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2  

B．向氯水中滴加酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－  

C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋   

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

解析　A项，氯水因含氯分子而呈浅黄绿色，正确；B项，Ag＋与Cl－生成AgCl白色沉淀，正确；C项，碳酸氢钠与酸发生反应：H＋＋HCO===H2O＋CO2↑，正确；D项，氯水中含有氯单质，也可与Fe2＋发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，无法说明氯水中含有HClO，错误。

答案　D

3．氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是(　　)

A．加入有色布条，片刻后有色布条褪色，说明有Cl2存在

B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在

C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl－存在

D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在

答案　B

解析　A项，氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性；C项，由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl－，所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl－；D项，因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应，所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。

氯水的多重性质

　氯水的各种成分决定了它具有多重性质：

1．Cl2的氧化性——与还原性物质反应。如：

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(除去FeCl3溶液中的FeCl2)

SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4(SO2和Cl21∶1混合物通入水中不再具有漂白性)

Na2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋Na2SO4(除去水中的余氯)

2．HCl酸性和Cl－的性质

向NaHCO3溶液中加入氯水，有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。

加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl－，现象是有白色沉淀生成。

3．HClO的氧化性

在解释漂白性、杀菌消毒时，使用的是HClO的氧化性。

向氯水中滴加紫色石蕊溶液，先变红(H＋作用的结果)，后褪色(HClO作用的结果)。

题组二　从平衡移动的角度分析氯水中的变化

4．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，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；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；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，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。

5．饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一。某同用这一方法，尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验：

①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液的黄绿色褪去；

②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强；

③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：

第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；

第二份与稀盐酸混合，立刻产生大量气泡；

第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。

经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2气体。

(1)试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)写出步骤③中第一份及第二份滤液发生反应的离子方程式：

第一份________________________________________________________________________；

第二份________________________________________________________________________。

(3)试根据所学知识推测，在②的滤液中含有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为(写化学式)__________________________________________。

答案　(1)由于饱和氯水中存在Cl2＋H2O  H＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使平衡右移，HClO的浓度增大

(2)Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O

HCO＋H＋===CO2↑＋H2O

(3)CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO

解析　饱和氯水中存在Cl2＋H2O  HCl＋HClO的平衡体系，加入过量CaCO3后，2CaCO3＋2HCl===Ca(HCO3)2＋CaCl2，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使HCl浓度减小，平衡右移，Cl2浓度减小，溶液黄绿色褪去；HClO浓度增大，溶液漂白性增强。由于滤液中含有HClO、CaCl2、Ca(HCO3)2等成分，Ca(HCO3)2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀；与HCl反应产生CO2气体；Ca(HCO3)2受热分解生成CaCO3沉淀和CO2气体。

1．氯水成分寻找方法

氯水中存在三个平衡关系：

(1)Cl2＋H2O  HCl＋HClO

(2)HClO  H＋＋ClO－

(3)H2O  H＋＋OH－

根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。

2．Cl2＋H2O  HCl＋HClO平衡移动的应用

1．实验装置

2．制取过程

―→用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取Cl2：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

―→

―→

―→

―→

―→

要点提取

(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。

(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。

(3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。

(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。

【互动思考】

1．实验室用MnO2和浓盐酸来制取氯气，主要操作有：

①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上；②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈的高度，固定好铁圈，放好石棉网；③用药匙向蒸馏烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中；④检查气密性；⑤在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗，连接好导管。最好的实验操作顺序是________。

答案　②①⑤④③

题组一　氯气制备原理、装置的考查

1．实验室制备氯气的装置如下图。图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是(　　)

A．①B．②C．③D．④

答案　C

解析　装置③的导气管长短错误，应长进短出。

2．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气(　　)

A．①比②多B．②比①多

C．一样多D．无法比较

答案　B

解析　146gHCl的物质的量为4mol,87gMnO2的物质的量为1mol，由方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1molMnO2可以与4molHCl反应，但是，应注意稀盐酸与MnO2不反应，也就是说1molMnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。

实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点

1．为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。

2．必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应。

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，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。

题组二　氯气制备与性质实验的综合考查

3．如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(部分夹持及加热仪器已略)。

(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，则相关反应的化学方程式为__________________________。

装置B中饱和食盐水的作用是____________________。

同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：______________________________________________________________。

(2)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入的物质为________(填字母)

(4)装置F中用足量的Na2SO3溶液吸收多余氯气，试写出相应反应的离子方程式：________________________。

答案　(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

除去Cl2中的HCl　B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱

(2)d

(3)黄　E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色

(4)SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋

三、卤素的性质及X－的检验

1．溴、碘单质物理性质比较

2.氯、溴、碘单质化学性质比较

(1)与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋X2===NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I)。

(2)氧化性

①都能与金属反应生成金属卤化物，如与钠反应的化学方程式为2Na＋X2===2NaX(X＝Cl、Br、I)。

②氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性：Cl－Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，其离子方程式：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2；同理，Br2能置换I2，其离子方程式：Br2＋2I－===2Br－＋I2。

③与一些还原性离子反应，如Br2与SO、Fe2＋反应的离子方程式分别为SO＋Br2＋H2O===SO＋2Br－＋2H＋，2Fe2＋＋Br2===2Br－＋2Fe3＋。

3．卤素离子的检验方法

(1)AgNO3溶液——沉淀法

未知液生成

(2)置换——萃取法

未知液　

有机层呈

(3)氧化——淀粉法检验I－

未知液　蓝色溶液，表明有I－

【互动思考】

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)海水提溴的过程中不发生氧化还原反应(　　)

(2)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3(　　)

(3)用CCl4萃取碘水中的碘，先振荡，后静置，液体分层，下层呈无色(　　)

(4)碘易升华，可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2(　　)

(5)能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝的气体一定是Cl2(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×

题组一　卤素单质的颜色及X－检验

1．下列叙述中正确的是(　　)

A．能使润湿的淀粉­KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2

B．用酸化的银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液

C．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－

D．某浅黄色的溴水，加入CCl4震荡静置后，上层显橙红色

答案　B

解析　还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I－氧化为I2，A错；碘单质的CCl4溶液显紫色，C项错；CCl4的密度比水大，应下层显橙红色，D项错。

2．鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是(　　)

①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯　④稀、AgNO3溶液　⑤氯水、苯　⑥FeCl3溶液、CCl4

A．①②④B．②③⑥C．②④⑤D．④⑤⑥

答案　C

解析　①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色；②氯水加入NaBr、NaI中后，再加CCl4萃取，下层分别为橙红色和紫红色，加入NaCl中不发生反应，可以鉴别；③溴水与NaCl、NaBr不反应，与NaI反应生成I2用苯萃取后，前两种上层均为橙红色，无法鉴别；④NaCl、NaBr、NaI与AgNO3溶液反应分别生成AgCl、AgBr、AgI沉淀，且均不溶于稀HNO3，沉淀颜色依次为白色、淡黄色、黄色；⑤与②的原理相似，只是有色层在上层；⑥FeCl3溶液只能氧化I－生成I2，不能鉴别。

题组二　卤素单质氧化性强弱规律的应用

3．某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次)：a.KI溶液；b.淀粉溶液；c.NaOH溶液；d.稀硫酸；e.氯水。发现溶液颜色按如下顺序变化：①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。下列对此过程进行的分析中错误的是(　　)

A．加入以上药品的顺序是a→e→b→c→d

B．③→④反应的化学方程式为3I2＋2NaOH===5NaI＋3NaIO3＋H2O

C．溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色

D．④→⑤反应的离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－

答案　D

解析　溶液颜色变化：①无色→②棕黄色说明有碘生成，②棕黄色→③蓝色说明是碘遇淀粉溶液显色，③蓝色→④无色说明碘被消耗，④无色→⑤蓝色说明又生成了碘，此时发生的是NaI和NaIO3在酸性条件下生成碘的氧化还原反应。

4．甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X－(X－为Cl－、Br－、I－)，向甲中加入淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加入丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙依次含有(　　)

A．Br－、Cl－、I－B．Br－、I－、Cl－

C．I－、Br－、Cl－D．Cl－、I－、Br－

答案　B

解析　溴水为橙色，单质碘可使淀粉变蓝色，单质的氧化性：Cl2>Br2>I2。结合题目信息，甲溶液为橙色，说明甲溶液内含Br－；再加入丙溶液不变色，说明丙溶液里无I－，只能有Cl－，则乙溶液里一定含I－。

5．向含SO、Fe2＋、Br－、I－各0.1mol的溶液中通入标准状况下的Cl2，通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是(　　)

答案　C

解析　本题以氧化还原反应过程为载体，旨在考查学生对化学反应图像的识别能力。题中四种离子与Cl2反应的先后顺序依次是SO(消耗2.24LCl2)、I－(消耗1.12LCl2)、Fe2＋(消耗1.12LCl2)、Br－(消耗1.12LCl2)，因此C选项正确。

此类题既考查卤素单质的化学性质，又考查卤素单质的物理性质。对于卤素单质的化学性质，学生要重点掌握单质氧化性的强弱顺序(Cl2>Br2>I2)，在考试中常结合各种情境进行考查，对于卤素单质的物理性质，除了要注意溴和碘的特性(Br2易挥发，I2易升华)外，还要准确记忆一些常规的性质，如溴和碘在不同溶液中的颜色：溴的四氯化碳溶液为橙红色，碘的四氯化碳溶液为紫红色。

考点四　含卤物质的生产流程

1．氯的提取——氯碱工业

海水―→粗盐饱和食盐水

化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

2．海水提取溴

(1)流程

通空气和水蒸气吹出

,SO2

(2)发生反应的化学方程式

①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；

②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；

③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。

3．海带中提取碘

(1)流程

海带海带灰H2O↓―→―→氧化Cl2↓―→―→

(2)发生反应的化学方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。

1．从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海水制碘的说法，不正确的是(　　)

干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2

A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌

B．含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应

C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色

D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”

答案　A

解析　灼烧固体时应在坩埚中，A项不正确；H2O2能将I－氧化为I2，B项正确。

2．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。模拟工业制备氢溴酸的流程如图所示：

回答下列问题：

(1)混合①中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)混合②中加入试剂a是________________________。

(3)加入Na2SO3的目的是除去过量的Br2，但要防止过量，原因是____________________________(请用离子方程式表示)。

(4)工业氢溴酸常带有淡淡的黄色，可能的原因是：①含Fe3＋，②含Br2，③含Fe3＋和Br2，只用下列一种试剂就能分析产生淡黄色的原因。该试剂是____(填字母)。

a．KMnO4溶液b．NaOH溶液

c．KSCN溶液d．淀粉­KI溶液

e．CCl4

答案　(1)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO

(2)BaCl2溶液

(3)SO＋2H＋===SO2↑＋H2O　(4)e

解析　(1)Br2具有强氧化性，在溶液中将SO2氧化为H2SO4，自身被还原为HBr，反应的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO。

(2)由流程图可知，混合②后过滤生成硫酸钡，滤液蒸馏产生NaCl溶液，故钡离子、氯离子应是加入试剂a引入的，故试剂a为BaCl2溶液。

(3)Na2SO3过量，能与HBr反应生成二氧化硫、溴化钠、水，反应离子方程式为SO＋2H＋===SO2↑＋H2O。

(4)CCl4与溶液混合后分层，有机层在下层，水层在上层，若有机层无色，水层为黄色，则为①含Fe3＋所致，若有机层为橙色，水层为无色，为②含Br2所致，若有机层为橙色、水层为黄色，则为③含Fe3＋和Br2所致，故选e。

与卤素有关的无机化工类试题的命题特点

与卤素有关的无机化工题主要从以下角度进行命题，一是利用次氯酸的漂白性，制漂白粉和漂白液，二是从海水中提取卤素单质，三是氯碱工业。这类试题的命题特点是题目给出工艺流程图(从原料到产品的“一条龙”的生产工序)，然后针对流程图考查常见的除杂、分离和提纯产品的基本操作等；还会根据题目给出的信息，考查生产原理的方程式书写，重点是氧

化还原反应原理的应用；还可能涉及环境保护等问题。