新人教版--氯氣及其化合物的性質及練習

一、氯氣

1．物理性質：常溫下，氯氣是黃綠色、有刺激性、能溶於水、比空氣重、易液化的有毒氣體。溫馨提示：聞有毒氣體及未知氣體的方法是用手在瓶口輕輕煽動，僅使極少量氣體進入鼻孔。2. 化學性質：氯氣化學性質非常活潑，很容易得到電子，作強氧化劑，能與金屬、非金屬、水以及鹼反應。（1）與金屬反應（與變價金屬反應，均是金屬氧化成高價態）①2Na＋Cl22NaCl（產生白煙）②Cu＋Cl2CuCl2（產生棕黃色的煙）③2Fe＋3Cl22FeCl3（產生棕色的煙）溫馨提示：常溫下乾燥的氯氣或液氯不與鐵反應，所以液氯通常儲存在鋼瓶中。①H2＋Cl22HCl（發出蒼白色火焰，有白霧生成）——可用於工業製鹽酸H2＋Cl22HCl（會發生爆炸）——不可用於工業製鹽酸溫馨提示：①HCl極易溶於水而成鹽酸。②氫氣在氯氣中燃燒現象：安靜地燃燒，發出蒼白色火焰；光照H2和Cl2的混合氣時，發生爆炸，因此工業生產中不能用光照的方法來製取鹽酸。③所有發光發熱的劇烈化學反應都叫做燃燒，不一定要有氧氣參加。②2P＋3Cl22PCl3（氯氣不足；產生白霧）2P＋5Cl22PCl5（氯氣充足；產生白煙）（3）與水反應：Cl2＋H2O = HCl＋HClO溫馨提示：①將氯氣溶於水得到氯水（淺黃綠色），氯水含多種微粒，其中有H2O、Cl2、HclO、Cl－、H+、OH－(極少量，水微弱電離出來的)。②氯氣溶於水生成的HClO是一種極弱的酸，但是一種強氧化劑，能漂白、殺菌，它的漂白是一種氧化性漂白，與Na2O2、H2O2的漂白原理是一樣的。③Cl2可使潤溼的有色布條褪色，不能使乾燥的有色布條褪色，說明Cl2沒有漂白性，而是HClO起漂白作用。④Cl2使潤溼石蕊試先變紅後褪色，其原因是Cl2與H2O作用生成的酸使石蕊先變紅，HClO強氧化性使變色後的石蕊氧化褪色（漂白）。⑤光照氯水，黃綠色逐漸褪色，溶液pH逐漸減小（HClO轉化成了鹽酸）。⑥氯水應保存在棕色瓶中且置於陰涼處。Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O（用於除去多餘的氯氣）2Cl2＋2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O（用於制漂粉精或漂白粉）溫馨提醒：漂白液的有效成分為NaClO，漂白粉（精）的有效成分為Ca(ClO)2。漂白粉之所以具有漂白性，原因是：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O = CaCO3↓+2HClO生成的HClO具有漂白性。漂白粉久置空氣會失效（涉及兩個反應）：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO，↑，漂白粉變質會有CaCO3存在，外觀上會結塊，久置空氣中的漂白粉加入濃鹽酸會有CO2氣體生成，含CO2和HCl雜質氣體。所以，漂白粉應密閉保存，避免與空氣接觸。②2KI＋Cl2 = 2KCl + I2（使溼潤的澱粉-KI試紙變藍色，用於氯氣的檢驗）溫馨提醒：自來水用氯水殺菌消毒，所以用自來水配製以下溶液如KI、KBr、FeCl2、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液會變質。

3. 氯氣的實驗室製法

(1)實驗原理：MnO2＋4HCl(濃)△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。溫馨提示：還可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化劑與濃鹽酸反應，使用以上物質時，反應不需要加熱，如2KMnO4＋16HCl(濃)=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。溫馨提示：①Cl2的淨化用水或飽和食鹽水洗氣，除去混在Cl2中的HCl氣體；用濃H2SO4除去混在Cl2中的水蒸氣。②由於Cl2的密度比空氣大，常用向上排空法收集，還可用排飽和食鹽水的方法收集。③用潤溼的KI澱粉試紙檢驗（放在瓶口），如試紙變藍，則表示Cl2已收滿。④由於Cl2有毒，多餘的Cl2不能直接排放，一般用濃NaOH溶液吸收，而不能用水或澄清石灰水吸收。因Cl2在水中溶解度不大，澄清石灰水中溶解的Ca(OH)2的量很少，只能吸收少量的Cl2。 (3)驗滿方法：①將溼潤的澱粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口，觀察到試紙立即變藍，則證明已集滿。②將溼潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口，觀察到試紙先變紅後褪色，則證明已集滿。③實驗室製取Cl2時，常常根據集氣瓶中氣體的顏色判斷是否收集滿。（4）注意事項：①必須用濃鹽酸，MnO2與稀鹽酸不反應；②為了減少製得的Cl2中HCl的含量，加熱的溫度不宜過高，以減少HCl的揮發；③實驗結束後，先使反應停止並排出殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免汙染空氣；④尾氣吸收時，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因為溶液中Ca(OH)2濃度小，吸收不完全。

4. X-離子的檢驗：

【課時練習】

1．下列說法正確的是        。

①新制氯水顯酸性，向其中滴加少量紫色石蕊試液，充分振蕩後溶液呈紅色A⑥Cl2具有很強的氧化性，在化學反應中只能做氧化劑⑨Cl2能使溼潤的澱粉碘化鉀試紙變藍，說明Cl2具有氧化性⑩Cl2通入NaOH溶液的離子方程式為Cl2＋OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

2．下列關於氯氣的敘述不正確的是（   ）

B．氯氣溶於水得到淺黃綠色的氯水，該過程涉及化學變化C．氯氣化學性質活潑，因此自然界中不存在游離態的氯元素D．氫氣在盛有氯氣的集氣瓶中燃燒，產生蒼白色火焰和白煙

3．下列說法正確的是（    ）

①把氯氣通入到溼潤的有色布條集氣瓶中，有色布條的顏色褪去，說明氯氣具有漂白性　②實驗室製取氯氣時，為了防止環境汙染，多餘的氯氣可以用澄清石灰水吸收　③久置氯水的酸性強於新制氯水④檢驗HCl氣體中是否混有Cl2，方法是將氣體通入硝酸銀溶液　⑤除去HCl氣體中的Cl2，可將氣體通入到氫氧化鈉溶液中A．①③④       B．①②③       C．③       D．①②⑤

4．在探究新制飽和氯水成分的實驗中，下列根據實驗現象得出的結論不正確的是

B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產生白色沉澱，說明氯水中含有Cl－C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產生，說明氯水中含有H＋D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說明氯水中含有HClO

5．數位化實驗是利用傳感器和信息處理終端進行數據採集與分析的實驗手段。下圖是利用數位化實驗測定光照氯水過程中得到的圖像，該圖像表示的意義是

6．如下圖所示，在A處通入未經乾燥的氯氣。當關閉B閥時，C處的紅布條看不到明顯現象；當打開B閥後，C處的紅布條逐漸褪色。則D瓶中盛放的溶液不可能是(    )

A．飽和NaCl溶液       B．NaOH溶液       C．NaBr溶液       D．濃H2SO4

7．下列實驗現象和結論一致，正確的是

A．氯水加入有色布條，有色布條褪色，說明溶液中有Cl2存在B．氯水溶液呈黃綠色，有刺激性氣味，說明有Cl2存在C．氯水加入鹽酸酸化的AgNO3溶液產生白色沉澱，說明有Cl－存在D．氯水加入NaOH溶液，氯水黃綠色消失，說明有HClO存在

8．某同學用以下裝置製備並檢驗Cl2的性質。下列說法正確的是(　 　)

A．Ⅰ圖：若MnO2過量，則濃鹽酸可全部消耗完B．Ⅱ圖：證明新制氯水只有酸性C．Ⅲ圖：產生了棕黃色的霧D．Ⅳ圖：溼潤的有色布條褪色

9．某小組比較Cl-、Br-、I-的還原性，實驗如下：

實驗1

實驗2

實驗3

裝置

現象

試管內顏色無明顯變化；用蘸濃氨水的玻璃棒靠近管口，產生白煙。

溶液變黃；把溼潤的KI澱粉試紙靠近試管口，變藍。

溶液變深紫色；經檢驗溶液含單質碘。

下列對實驗的分析合理的是

D．上述實驗利用了濃H2SO4的強酸性、強氧化性等性質

10．某實驗興趣小組模擬工業製備高鐵酸鉀(K2FeO4)，涉及反應

①2FeCl3+10NaOH+3NaClO＝2Na2FeO4+9NaCl+5H2O②Na2FeO4+2KOH＝K2FeO4+2NaOH

已知高鐵酸鉀易溶於水，微溶於濃 KOH 溶液；在強鹼性溶液中穩定，酸性至弱鹼性條件下，與水反應放出氧氣。

Ⅰ．製備 NaClO，實驗裝置如下圖。

(2)B中盛裝的液體是____，玻璃管 a 的作用是____。第①步：將製得的 NaClO 溶液轉移到大燒杯中，依次加入適量 NaOH 和 FeCl3 溶液，得 Na2FeO4；(4)第③步「洗滌」時，洗滌劑不用蒸餾水，而採用 95%的乙醇，原因是_______。

【課時練習】參考答案

1、②④⑨

【解析】新制氯水中含有HCl和HClO，HClO具有強氧化性，滴入少量紫色石蕊試液的現象是先變紅，後褪色，①錯誤；在複分解反應中，一般情況下只能用較強的酸制較弱的酸，酸性H2CO3＞HClO,CO2通入次氯酸鈣溶液反應為CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3↓+2HClO，②正確；液氯、氯水都是液體，但前者是純淨物，後者是混合物，③錯誤；氯氣與水的反應是氯分子中氯原子間發生的自身氧化還原，即歧化反應，水雖然是反應物，卻未參加氧化還原，④錯誤；次氯酸鈉是弱酸強鹼鹽，其水溶液呈鹼性，⑤錯誤；Cl2中的氯元素化合價為0價，處於中間價態，既有氧化性又有還原性，⑥錯誤；HClO是弱酸，不能拆開寫，⑦錯誤；氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，次氯酸具有強氧化性，能使蛋白質變性而殺菌消毒，發生化學變化，⑧錯誤；Cl2可以用溼潤的澱粉碘化鉀試液檢驗，試液變藍，說明KI轉化為I2，則說明Cl2有強氧化性，⑨正確；電荷不守恆，應該是Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O，

2．D【解析】A、氯氣為黃綠色氣體，密度比空氣大，具有刺激性氣味，有毒，能溶於水，選項A正確；

B、氯氣溶於水後，部分氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，部分氯氣以分子存在於水溶液中，氯氣呈黃綠色，所以新制氯水顯淺黃綠色，該過程涉及化學變化，選項B正確；

C、氯元素化學性質活潑，在自然界中以化合態形式存在，自然界中不存在游離態的氯氣，選項C正確；

D、將H2點燃後插入盛滿氯氣的集氣瓶中，氫氣在氯氣中安靜的燃燒，產生蒼白色的火焰，產生白霧，選項D不正確。

答案選D。

3．C【解析】①把氯氣通入到溼潤的有色布條集氣瓶中，有色布條的顏色褪去，不能說明氯氣本身具有漂白性，還是氯氣與水反應的產物具有漂白性，①不正確；

②澄清石灰水濃度小，吸收氯氣的效果差，所以應使用較濃的NaOH溶液吸收，②不正確；

③久置氯水中Cl2全部轉化為HCl，新制氯水中大部分Cl2沒有與水反應，所以HCl的濃度久置氯水中大，酸性強，③正確；

④HCl和Cl2都能與硝酸銀溶液反應生成AgCl白色沉澱，所以檢驗HCl氣體中是否混有Cl2，不能使用AgNO3溶液，④不正確；

⑤氫氧化鈉溶液既能吸收HCl，又能吸收Cl2，所以除去HCl氣體中的Cl2，不能使用NaOH溶液，⑤不正確。

綜合以上分析，只有③正確。故選C。

4．D【解析】A、氯氣是黃綠色氣體，因此氯水的顏色呈淺綠色，說明氯水中含有Cl2，A正確；

B、向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產生白色沉澱，白色沉澱是氯化銀，這說明氯水中含有Cl－，B正確；

C、向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產生，氣體是CO2，這說明氯水中含有H＋，C正確；

D、向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說明反應中有氯化鐵生成。由於氯氣也能把氯化亞鐵氧化生成氯化鐵，因此不能說明氯水中含有HClO，D不正確。

答案選D。

5．C【解析】A、氯水光照發生反應為2HClO2HCl+O2↑，則隨著橫坐標時間的增大，氯離子濃度應該越來越大，圖象不符合，故A錯誤；

B、氯水光照發生反應為2HClO2HCl+O2↑，則隨著橫坐標時間的增大，氧氣體積分數應該越來越大，圖象不符合，故B錯誤；

C、氯水光照發生反應為2HClO2HCl+O2↑，則隨著橫坐標時間的增大，弱酸生成強酸，則氯水的pH越來越小，圖象符合，故C正確；

D、氯水光照發生反應為2HClO2HCl+O2↑，弱酸生成強酸，則隨著橫坐標時間的增大，氯水導電能力也越來越大，據圖象不符合，故D錯誤；

故選：C。

6．A【解析】乾燥的氯氣不能使有色布條褪色，溼潤的氯氣能使有色布條褪色，關閉B閥，C處紅布條看不到明顯現象，當打開B閥後，C處的紅布條逐漸褪色，說明氣體經過洗氣瓶D後氯氣或水被除去。

A. 飽和NaCl溶液不能吸收氯氣，會降低氯氣在水中的溶解度，達不到實驗目的，A符合題意；

B. NaOH溶液能吸收氯氣，B不符合題意；

C. NaBr溶液能吸收氯氣，C不符合題意；

D. 濃H2SO4能吸收水，D不符合題意。

答案選A。

7．B【解析】A．氯氣沒有漂白性，起漂白作用的是氯氣和水反應生成的次氯酸，A不正確；

B．氯氣是黃綠色具有刺激性氣味的氣體，氯水溶液呈黃綠色，有刺激性氣味，說明有Cl2存在，B正確；

C．由於鹽酸中就存在氯離子，幹擾了氯水中氯離子的檢驗，所以不能得出氯水中存在氯離子的結論，C不正確；

D．只能說明氯水能和氫氧化鈉反應，但不能說明含有次氯酸，D不正確，

答案選B。

8．D【解析】A．二氧化錳與濃鹽酸反應，隨著反應的進行，濃鹽酸變稀，二氧化錳不與稀鹽酸反應，即使二氧化錳過量，鹽酸也不能全部消耗完，A錯誤；

B．圖Ⅱ中溶液先變紅後褪色，不僅能證明新制氯水具有酸性，還可以證明新制氯水具有漂白性，B錯誤；

C．銅絲在氯氣中燃燒，生成棕黃色的煙，不是霧，煙是固體小顆粒形成的氣溶膠，霧是小液滴形成的氣溶膠，C錯誤；

D．氯氣沒有漂白性，不能使乾燥有色布條褪色，圖Ⅳ中氯氣遇到溼潤有色布條與水反應生成HClO，HClO具有漂白性，可使有色布條褪色，D正確；

答案選D。

9．B【解析】A．硫酸不具有揮發性，白煙不可能是(NH4)2SO4，而是濃硫酸與NaCl固體反應生成的揮發性酸HCl與氨氣生成的氯化銨，故A錯誤；

B．濃硫酸具有氧化性，將溴離子氧化成具有揮發性的溴單質，溴單質將溼潤KI澱粉試紙中的碘離子氧化成碘單質，使得KI澱粉試紙變藍，可知氧化性：濃硫酸＞Br2；而濃硫酸不能氧化Cl-得到氯氣，說明氯氣的氧化性強於濃硫酸，則氧化性Cl2＞Br2，還原性Br-＞Cl-，故B正確；

C．結合試驗2可知濃硫酸的氧化性大於溴，②中溶液中還有剩餘的濃硫酸，也能氧化I－成碘單質；所以試驗3中無法確定是何種物質將碘離子氧化，故C錯誤；

D．①中為難揮發性酸製備易揮發酸，②為濃硫酸氧化溴離子，所以利用了濃H2SO4的難揮發性、強氧化性，故D錯誤；

故答案為B。

10．（1）蒸餾燒瓶（2）飽和食鹽水；平衡壓強（3）相同條件下，K2FeO4溶解度小於 Na2FeO4（4）K2FeO4易溶於水且與水反應，95%乙醇能減少 K2FeO4溶解損失

【解析】本實驗的目的是模擬工業製備高鐵酸鉀(K2FeO4)；首先製備NaClO，裝置A中利用濃鹽酸和二氧化錳固體共熱製取氯氣，產生的氯氣中混有HCl氣體，可在裝置B中盛放飽和食鹽水將HCl除去，之後通入C中與NaOH溶液反應製取NaClO，裝置D吸收未反應的氯氣；然後製備K2FeO4晶體，將製得的NaClO溶液轉移到大燒杯中，依次加入適量NaOH和FeCl3溶液，得Na2FeO4；由於相同條件下，K2FeO4溶解度小於 Na2FeO4，所以向Na2FeO4溶液中加入適量KOH的固體至飽和，可以析出K2FeO4晶體，之後經過濾、洗滌、乾燥得到K2FeO4晶體。

 (1)根據儀器X的結構特點可知其為蒸餾燒瓶；

(2)B中盛裝飽和食鹽水除去氯氣中混有的HCl氣體；玻璃管a與大氣相通，可以平衡壓強，防止裝置內壓強過高；

(3)參考侯德榜制鹼法可知，相同條件下，K2FeO4溶解度小於 Na2FeO4，所以向Na2FeO4溶液中加入適量KOH的固體至飽和，可以析出K2FeO4晶體；

(4)高鐵酸鉀易溶於水，與水反應放出氧氣，用蒸餾水洗滌會造成產品的溶解損失，所以用95%的乙醇洗滌降低損失.

    

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