第一节　氯　气

1．氯气的结构、性质、制法、用途。 2．氯水的性质、HClO的性质。 3．漂粉精的成分、性质、制备与用途。 4．含氯化合物的性质、用途。

氯气是 色，有 性气味的 气体，比空气重， 溶于水(1∶2)， 溶于苯、CCl4、汽油等有机溶剂。 (1)氯气的分子结构 分子式： .　电子式： 结构式： . (2)氯气的物理性质 氯气是 色，有 性气味的 气体，比空气重， 溶于水(1∶2)， 溶于苯、CCl4、汽油等有机溶剂。 Cl2 Cl—Cl 黄绿 刺激 有毒 易 能

填写下列金属与Cl2反应的现象和化学方程式 (3)氯气的化学性质 ①与金属反应 填写下列金属与Cl2反应的现象和化学方程式 反应现象 化学方程式 Na＋Cl2 剧烈燃烧，大量 . Fe＋Cl2 剧烈燃烧， 烟 Cu＋Cl2 剧烈燃烧， 烟，加水溶液呈 色 白烟 棕褐色 棕色 蓝绿

②Cl2和非金属单质(H2)的反应 实验操作 实验现象 化学方程式 结论 氢气在氯气中安静地燃烧，发出 色火焰 H2＋Cl2 2HCl ①H2可以在Cl2中燃烧 ②凡是发热、发光的剧烈的化学反应都叫做燃烧，燃烧不一定有氧气参加 苍白

氯气的水溶液叫做 。溶于水中的部分Cl2与水反应，化学方程式为： 。 ⅱ.次氯酸 a．弱酸性：比碳酸酸性 ； ⅰ.氯水 氯气的水溶液叫做 。溶于水中的部分Cl2与水反应，化学方程式为： 。 ⅱ.次氯酸 a．弱酸性：比碳酸酸性 ； b．不稳定性：只存在于水溶液中，在光照下易分解放出O2，反应方程式为： ； 氯水 弱

c．强氧化性：能杀菌、消毒，具有漂白作用。 实验操作 实验现象 结论 有色布条 . 氯水 漂白作用 有色布条 . 干燥的氯气 漂白作用 有 褪色 没有 不褪色

漂白粉的主要成分是 ，有效成分是 ，漂白粉如保存不当会发生变质，变质的化学方程式是 ④Cl2与碱的反应 完成方程式： Cl2＋ NaOH=== 。 Cl2＋ Ca(OH)2=== 。 漂白粉的主要成分是 ，有效成分是 ，漂白粉如保存不当会发生变质，变质的化学方程式是 。 2 NaCl＋NaClO＋H2O CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O 2 2 CaCl2和Ca(ClO)2 Ca(ClO)2 Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO, 2HClO 2HCl＋O2↑

某工厂在山坡坑道的仓库里存放贮有氯气钢瓶。某天，有一只贮有氯气的钢瓶损坏，造成氯气泄漏，在场工人采取以下措施，请选择填充并简述理由。 (1)处理钢瓶的方法正确的是________，简述理由________________________________________________________； A．钢瓶推到坡下的小河里 B．把钢瓶丢到深坑里，用石灰填埋 C．把钢瓶扔到农田中

(2)钢瓶处理后，工人应立即________(填序号)，简述理由____________________________________________； A．转移到坡下　　　　　　 B．转移到坡上 (3)若在场工人没有防毒面具，可以用浸有某种物质的一定浓度的水溶液的毛巾捂住鼻子。最适宜采用的物质是________。 A．NaOH B．NaCl C．Ca(OH)2 D．Na2CO3

【解析】　(1)氯气有毒，用石灰可以把它转化为无毒的CaCl2。 (2)氯气密度比空气大，钢瓶处理后，工人应立即转移到坡上。 (3)Na2CO3能够吸收氯气，可以用浸有Na2CO3的一定浓度的水溶液的毛巾捂住鼻子。NaOH具有较强的腐蚀性，不能使用。 【答案】　(1)B　氯气有毒，用石灰可以把它转化为无毒的CaCl2　(2)B　氯气密度比空气大　(3)D

工业上制Cl2通常是用电解饱和食盐水的方法，方程式是 。 (1)工业制法 工业上制Cl2通常是用电解饱和食盐水的方法，方程式是 。 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

①原理：实验室制Cl2通常用浓盐酸和MnO2加热的方法，反应的化学方程式是 (2)实验室制法 ①原理：实验室制Cl2通常用浓盐酸和MnO2加热的方法，反应的化学方程式是 在反应中MnO2作 剂，浓HCl表现的性质是 ； ②装置类型： ； ③收集方法： 或 ； MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 氧化 还原性、酸性 属于固＋液 气 向上排空气法 排饱和食盐水法

④除杂：实验室制得的Cl2常含有 等杂质，通常使混合气先通过 ，以除去 ，再通过 以除去 ； ⑤尾气处理：实验室制取Cl2时应防止尾气对空气的污染，多余的Cl2用 吸收，反应的化学方程式是 。 HCl、H2O(g) 饱和食盐水 浓H2SO4 水蒸气 HCl 碱溶液 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O

氯气是一种重要的化工原料，在生产和生活中应用十分广泛。已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，所以在实验室可用高锰酸钾固体和浓盐酸制氯气。

(1)请为该实验选择合适的发生装置________(填“A”或“B”)。 (2)在2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O反应中，氧化剂是________。 (3)当集气瓶中收集满氯气时，可以观察到气体呈______色。 (4)写出仪器①的名称________。 (5)工业上常用电解饱和食盐水制取氯气，试写出该反应的化学方程式：______________________________。

【答案】　(1)B　(2)KMnO4　(3)黄绿　(4)锥形瓶 (5)2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

用AgNO3溶液检验Cl－时，由于溶液中可能存在的 ，也能生成白色Ag2CO3沉淀，使检验受到干扰。因此在检验Cl－时，可先在被检验的溶液中滴入少量 ，将其酸化，然后再滴入 溶液，如产生 ，则可判断该溶液中含有Cl－。反应的离子方程式为：2H＋＋ ===H2O＋CO2↑ Ag＋＋Cl－===AgCl↓ AgNO3 稀HNO3 白色沉淀

为了证明氯酸钾中含有氯元素，选用给出的试剂和操作，其操作顺序正确的是 (　　) ①滴加AgNO3溶液　②加水溶解　③过滤、取滤液　④与MnO2混合共热　⑤加稀HNO3　⑥与浓盐酸反应　⑦加NaOH溶液加热　⑧用淀粉碘化钾试纸检验 A．⑥⑦①⑤ B．⑥⑧ C．④②③①⑤ D．②①⑤ 【解析】　KClO3中的氯元素呈＋5价，在KClO3溶液中直接加AgNO3溶液不会生成AgCl沉淀。 【答案】　C

反应原理及成分

氯水的性质(氯水在与不同的物质发生反应时，表现出成分的复杂性和氯水性质的多样性) 表现的性质 反应实例 Cl2 强氧化性、呈黄绿色、发生加成反应 Cl2＋2KI===2KCl＋I2，Cl2＋H2SO3＋H2O===2HCl＋H2SO4 CH2CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl

氯水的性质(氯水在与不同的物质发生反应时，表现出成分的复杂性和氯水性质的多样性) H＋ 强酸性 2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O 滴入紫色石蕊 试液先 变红后 褪色 HClO 弱酸性、强氧化性、不稳定性 HClO＋OH－===ClO－＋H2O，漂白、杀菌、消毒 Cl－ 沉淀反应 Cl2＋H2O＋AgNO3=== AgCl↓＋HNO3＋HClO

(1)氯水通常要随用随配，长久放置的氯水酸性增强，氧化性降低。贮存氯水要放于棕色瓶中，并置于冷暗处。 (2)氯水中存在下列平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO可用勒夏特列原理来判断平衡移动的方向及氯水与不同物质发生反应的实质。 (3)而久置的氯水因次氯酸分解，使Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。平衡向右移动，变为稀盐酸，不再具有强氧化性和漂白性。

在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定正确的是 (　　) A．加入有色布条，一会儿有色布条褪色。说明溶液中有Cl2存在 B．溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在 C．加入盐酸酸化，再加入硝酸银溶液产生白色沉淀，说明氯水中有Cl－存在 D．加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明有HClO分子存在

【解析】　氯水中存在三种分子：Cl2、HClO、H2O，四种离子：Cl－、ClO－、H＋、OH－，其中HClO具有漂白性，能使有色布条褪色；氯水中含有氯气分子，溶液呈黄绿色；往溶液中加入NaOH溶液，Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO而氯水的黄绿色消失，不能证明HClO分子的存在；加入盐酸酸化，就会往溶液中引入Cl－，再加入AgNO3产生白色沉淀，不能说明氯水中有Cl－存在。 【答案】　B

1．氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，只改变某一条件，下列叙述正确的是 (　　) B．通入少量SO2，溶液漂白性增强 C．加入少量固体NaOH，一定有c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－) D．加入少量水，水的电离平衡向正反应方向移动

【解析】 A项，再通入Cl2，溶液中H＋、Cl－、HClO都增多了，但由于HClO电离微弱，故 【解析】　A项，再通入Cl2，溶液中H＋、Cl－、HClO都增多了，但由于HClO电离微弱，故 增大；B项，通入SO2后，SO2与Cl2反应生成H2SO4和HCl，平衡左移，c(HClO)减小，漂白性降低；C项，由电荷守恒，应为c(H＋)＋c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)；D项，加入少量水，使氯水中c(H＋)减小，氯水中水的电离平衡向正反应方向移动。 【答案】　D

实验室制氯气装置如下图所示：

(1)试剂的选择：反应原理和试剂的选择主要是依据制取气体的性质。如氯气有强氧化性，常用氧化剂氧化其离子的方法来制取，因此要选用含有氯离子的物质(如盐酸)和具有氧化性的物质(如MnO2、KMnO4等)来制取。 (2)发生装置的选择：主要是依据试剂的状态和反应条件加热与否。MnO2和氯化钠都不是块状，且反应需要加热，所以不能选择启普发生器。 (3)收集方法的选择：主要是依据气体的密度和溶解性。

(4)气体干燥剂的选择：气体干燥剂常分为酸性干燥剂如浓硫酸，中性干燥剂如无水CaCl2，碱性干燥剂如碱石灰等。被干燥气体不能与干燥剂反应。 (5)尾气处理装置：有毒或污染环境的气体应在密闭系统或通风橱中进行，通常在装置的后面连接尾气吸收或处理装置，如氯气用NaOH溶液吸收。由于氯化氢极易溶于水，在用水吸收氯化氢时，为防止吸水倒流，就在导管口连接一个倒置漏斗并使其接触水面进行吸收为最好。

(1)本实验中浓盐酸要过量，因随着反应的进行，盐酸的浓度降低，而MnO2与稀盐酸不反应，则反应中盐酸不可能完全消耗。 (2)实验结束时，先撤导气管，后撤酒精灯，防止倒吸。 (3)除MnO2外，还可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等氧化剂代替。应用上述氧化剂与浓盐酸制备Cl2时，反应不需要加热，实验的发生装置相应发生变化。

如下图所示是某学生设计的实验室制备干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置，请回答：

(1)指出上述图中的各处错误： ①_____________________________________； ②_____________________________________； ③_____________________________________； ④____________________________________。 (2)在改过后的装置中，下列物质的作用分别是： ①饱和食盐水______________________________； ②浓硫酸___________________________________； ③NaOH溶液________________________________。

【解析】　氯气的制备是气体制备中的一个典型，同学们应引起重视。给一套实验装置的仪器和试剂找错应从这样几个方面着手：①反应物的类型、状态、浓度，②反应条件，③杂质及除杂试剂，④使用仪器及仪器的连接顺序，⑤导管的长短，⑥吸收剂的状态及吸收装置等。具体到该题则是：①MnO2和浓盐酸制氯气要加热，②氯气从浓盐酸中逸出会带出杂质气体——氯化氢和水蒸气，除水蒸气应在除氯化氢之后，因为除氯化氢时，还是要通过溶液——饱和食盐水。

【答案】　(1)①不能用稀盐酸，而应用浓盐酸　②应有加热装置，应用酒精灯加热　③盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒　④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对 (2)①除去Cl2中的氯化氢　②除去氯气中的水蒸气　③吸收多余的氯气

2．某学生用如图所示装置制取氯气，并收集氯气进行实验。请完成下列问题：

(1)装置A中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 (2)装置B如图中所示正放，则连接A的接口是____________________________(填序号)。 (3)实验中可观察到C处石蕊试液的现象是____________________，其原因是________________________________________________________________________。

(4)取出B中的集气瓶进行氯气与铜的反应实验，应该进行的操作是________________，然后立刻放入充满氯气的集气瓶中。实验中有同学提出应该在集气瓶底先放少量的水或细沙，你认为是否一定要放________；理由是________________________________________________________________________。 (5)有资料记载，用高锰酸钾和浓盐酸在室温下就能很快地放出氯气，由此说明二氧化锰和高锰酸钾的氧化性较强的是___________________________________。

【解析】　(2)收集密度比空气大的Cl2，应使长管进气，短管出气。 (3)Cl2与H2O反应生成HCl和HClO，前者使石蕊试液变红色，后者使试液又褪色。 (4)Cu在Cl2中燃烧生成棕黄色烟，不是温度很高的熔融物。 (5)KMnO4＋HCl(浓)―→Cl2，MnO2＋HCl(浓) Cl2，前者不需要加热，所以氧化性KMnO4>MnO2。

【答案】　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (2)b　(3)先变红，后褪色　Cl2与H2O反应生成HCl和HClO，HCl使溶液变红，HClO具有强氧化性，使红色溶液褪色 (4)用坩埚钳夹住一束细铜丝，灼热　不需要(或不一定)　实验中生成的是烟而不是温度较高的固体熔融物，不会使瓶底炸裂 (5)高锰酸钾

二氧化氯(ClO2)作为一种高效强氧化剂，常温下，二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体，性质不稳定。温度过高、二氧化氯水溶液的质量分数高于30%等均有可能引起爆炸。某研究小组设计如下图所示实验制备ClO2。

(1)如图，在烧瓶中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4)，然后再加入足量的稀硫酸，水浴加热。反应后产物中有ClO2、CO2和一种酸式盐，该反应的化学方程式为_____________________________________________， 其中氧化产物与还原产物的物质的量之比为______________。 (2)控制水浴温度在60～80 ℃的目的是____________，图示装置中缺少的一种必需的玻璃仪器是______________________。

(3)A装置用于吸收产生的二氧化氯，其中最好盛放________(填选项序号)。 ①60 ℃的温水　②冰水　③饱和食盐水 (4)将二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中，再向所得溶液中加入少量用稀硝酸酸化过的氯化钡溶液，有白色沉淀生成。请写出二氧化氯溶液和硫化氢溶液反应的离子方程式：______________________________。

【解析】　(1)根据质量守恒不难判断出酸式盐为KHSO4，根据化学方程式可知，氧化产物是CO2，还原产物是ClO2，其物质的量之比为1∶1。(3)A装置中最好盛放冰水，主要是常温下二氧化氯不稳定；图中缺少的玻璃仪器是温度计，用于测量水浴的温度。(4)根据加入稀硝酸酸化的氯化钡溶液后得到白色沉淀，再结合二氧化氯是高效强氧化剂，知硫化氢应被氧化为硫酸，则离子方程式为5H2S＋8ClO2＋4H2O===5 ＋8Cl－＋18H＋。

【答案】　(1)2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO4 2ClO2↑＋2CO2↑＋2KHSO4＋2H2O　1∶1　(2)使反应正常进行，并防止温度过高引起爆炸　温度计　(3)② (4)5H2S＋8ClO2＋4H2O=== 5 ＋8Cl－＋18H＋

1．(2009年山东理综)下列关于氯的说法正确的是 (　　) A．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂 C．实验室制备Cl2可用排饱和食盐水集气法收集 D．1.12 L Cl2含有1.7NA个质子(NA表示阿伏加德罗常数)

【解析】　A项，Cl2中的氯元素处于中间价态，所以在化学反应中既可以作氧化剂也可以作还原剂(例如Cl2与H2O反应)，故A项错误；B项，同位素的化学性质相同，物理性质不同；D项，没有说明在标准状况下。

2．(2008年上海化学)右图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是 (　　) A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B．NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉 C．H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉 D．HCl(AgNO3)溶液/白色喷泉 【解析】　A项中CO2不溶于NaHCO3溶液，不能形成喷泉。 【答案】　A

3．(2008年上海化学)已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：3NaClO===2NaCl＋NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是 (　　) A．NaCl、NaClO　　　 B．NaCl、NaClO3 C．NaClO、NaClO3 D．NaClO3、NaClO4 【解析】　依题意NaClO2在热碱性溶液中发生歧化反应，其中＋3价氯的化合价有升有降，产物中氯的化合价一种高于＋3价，另一种低于＋3价。A项中都低于＋3价；C项中NaClO在热碱中也要发生3NaClO===2NaCl＋NaClO3的反应；D项都高于＋3价。 【答案】　B

4．(2008年上海综合能力)印染工业常用亚氯酸钠(NaClO2)漂白织物。亚氯酸钠在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO，其中HClO2是漂白剂的有效成分，ClO2是有毒气体。各组分含量随pH变化情况如右图所示，由图可知，使用该漂白剂的最佳pH为 (　　) A．3.0 B．4.0～4.5 C．6.5～7.0 D．9.0 【解析】　选择的原则有二：①HClO2浓度较大，②污染物浓度较小。 【答案】　B

5．2009年9月以来受H1N1型病毒侵袭，甲流在我国局部地区爆发。专家提示，使用含氯的消毒剂“84消毒液”(含NaClO的水溶液)每天勤洗手并对环境进行杀菌消毒，可有效预防流感。某同学购买了一瓶“84消毒液”，包装说明如下：

请根据以上信息和相关知识判断，下列分析不正确的是 (　　) A．“威露士”牌“84消毒液”的物质的量浓度为4.0 mol/L B．一瓶“威露士”牌“84消毒液”能吸收44.8 L空气中的CO2(标准状况)而变质 C．取100 mL“威露士”牌“84消毒液”稀释后用于消毒，稀释后的溶液中c(Na＋)约为0.04 mol/L(假设稀释后溶液密度为1.0 g/cm3) D．参阅“威露士”牌“84消毒液”的配方，欲用NaClO固体自己配制480 mL含25% NaClO的消毒液，需要称量的NaClO固体质量为143 g

【解析】　选项A，根据c＝ 得，c(NaClO) 4.0 mol/L。选项B，一瓶“威露士”牌“84消毒液”含有的n(NaClO)＝1 L×4.0 mol/L＝4.0 mol，根据反应：CO2＋2NaClO＋H2O===Na2CO3＋2HClO，吸收CO2的物质的量＝n(NaClO)/2＝2.0 mol，即标准状况下V(CO2)＝2.0 mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L。选项C，根据稀释前后溶质的物质的量不变有：100 mL×4.0 mol/L＝

解得稀释后c(NaClO)＝0.04 mol/L，c(Na＋)＝c(NaClO)＝0.04 mol/L，c(Na＋)＝c(NaClO)＝0.04 mol/L。选项D，应选取500 mL规格的容量瓶进行配制，然后取出480 mL，所以需要NaClO的质量＝0.5 L×4.0 mol/L×74.5 g/mol＝149 g。 【答案】　D

6．对某宇航员从太空某星球外层空间取回的气体样品进行如下分析： ①将样品溶于水，发现其主要成分气体A极易溶于水。 ②将A的浓溶液与MnO2共热产生一种黄绿色气体单质B，将B通入NaOH，溶液中生成两种钠盐。 ③A的稀溶液与锌粒反应生成气体C，C与B的混合气体经光照发生爆炸又生成气体A，实验测得反应前后气体体积不变。

据此回答下列问题： (1)写出A、B、C的化学式A______________、B____________、C____________。 (2)A的浓溶液与MnO2溶液反应的化学方程式________________________________。 (3)气体B与NaOH溶液反应的化学方程式__________________________________________。 (4)科研资料表明，若该星球上有生命活动，则这些生物可能从该星球上液态氨的海洋中产生，因为那里的液氨相当于地球上的水。据此推测：该星球上是否有生命活动？简述理由。

【解析】　本题是将Cl2、HCl等有关基础知识置于新情景之中，只要紧紧抓住HCl极易溶于水和HCl与MnO2共热制得Cl2，则(1)～(3)迎刃而解。(4)所经信息虽然没见过，但通过阅读学习可产生如下联想：HCl和NH3不能共存进而得出正确的结论。 【答案】　(1)HCl　Cl2　H2 (2)MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (3)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O (4)不可能有生命活动。因为该星球外层空间的HCl与星球上的NH3不能共存：NH3＋HCl===NH4Cl。