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第19讲：氯气【考纲要求】1.氯气的性质。2.次氯酸的性质(不稳定性、酸性、氧化性、漂白性)。3.氯气实验室制法(装置、净化、收集、尾气处理等问题)。教与学方案【自学反馈】1．氯气的物理性质氯气呈色有气味，毒，密度比空气易液化，能溶于水的气体。2.氯气的化学性质(活泼的非金属单质，是强氧化剂。)(1)与金属的反应Cu+Cl2→现象：Fe+Cl2→现象：干躁Cl2与Fe反应，所以液氯可以贮存在中。(2)与H2的反应Cl2+H2→现象：点燃(盐酸的工业制法)光照(故不能用与工业制盐酸)(3)与水的反应Cl2+H2O→HClO是一种强，常用来氯水的成分氯水的保存(4)与碱的反应Cl2+NaOH→(常用与吸收多余的Cl2)。Cl2+Ca(OH)2→(工业制漂白精)(5)与还原性物质的反应Cl2+FeCl2→Cl2+H2S(HBrHI)→Cl2+Na2SO3→Cl2+FeBr2→(6)与有机物的反应Cl2+CH4→Cl2+C2H4→3.氯气实验室制法(1)反应原理。(2)装置类型。(3)仪器名称。(4)收集方法。(5)净化方法。(6)尾气吸收。4.氯气工业制法(用方程式表示)。【例题解析】[例1]将KMnO4与KClO3的混合物加热可得气体A，在反应后的残留固体中加入一定量的浓H2SO4并加热，又可得到单质气体B。写出有关化学方程式。[例2]某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定ClO-与ClO-3的浓度之比为1：3，则Cl2与NaOH溶液反应时被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为()A.21：5B.11：3C.3：1D.4：1【考题再现】1.下列实验操作正确的是()A.将氢氧化钠固体放在纸上秤量B.用10ml量筒量取8.58ml蒸馏水C.制取氯气时，用二氧化锰与浓盐酸在常温下反应，并用排水集气法收集D.配制氯化铁溶液时，将一定量氯化铁溶解在较浓盐酸中，再用水稀释到所需浓度2.ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O下列说法正确的是()A.KCl03在反应中得到电子B.ClO2是氧化产物C.H2C2O4在反应中被氧化D.1molKCl03参加反应有2mol电子转移【针对训练】A．基础训练1．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是()A.CuCl2B.FeCl2C.FeCl3D.AlCl32．为防止贮存液氯的钢瓶被腐蚀，装氯气之前钢瓶必须()A．充入稀有气体B.除去铁锈C.彻底干燥D.放入铁粉3．氯水的漂白作用是通过()A．中和作用B.氧化作用C.漂白粉分解D.还原作用4．漂白粉在空气中容易失效的原因是()A．次氯酸不稳定，易分解B.氯化钙易潮解C．Ca(ClO)2易与盐酸反应D.Ca(ClO)2易与空气中的CO2和H2O反应5．次氯酸钙可与浓盐酸反应生成氯气。若用贮存过久的漂白粉与浓盐酸反应，制得的氯气中可能含有的杂质气体是（填化学式）。6．关于氯水的叙述正确的是()A．氯水中只含CL2和H2O分子B.新制氯水可使红色石蕊试纸先变蓝后褪色C．光照氯水有汽泡冒出，该气体是Cl2D.氯水放置数天后,pH值变小,几乎无漂白性7．下列褪色过程不是因为氧化还原反应而褪色的是()A．SO2气体通入到溴水中使溴水褪色B．氯水使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，加入NaOH后不变红C．乙二酸能洗去溅在布条上的蓝墨水D．在含有碘单质的淀粉溶液中，加入KOH溶液后蓝色褪去8．在100ml含等物质的量HBr和H2SO3的溶液里通入0.01molCl2，有一半Br－变为Br2（已知Br2能氧化H2SO3）。原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于()A．0.0075mol/LB.0.0018mol/LC.0.075mol/LD.0.08mol/LB．提高训练9．检验氯化氢气体中是否混有氯气，可采用的方法是()A．用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥的有色布条C．将气体通入硝酸银溶液D.用湿润的淀粉碘化钾试纸10．为防止吸进氯气中毒,可以用浸有某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子。该物质可以是()A．NaOHB.Na2CO3C.NH3D.Na2SO311．欲除去氯气中少量的氯化氢气体，可选用的试剂是（）A．氢氧化钠溶液B.硝酸银溶液C.饱和食盐水D.饱和碳酸钠溶液12．为了从新制的氯水中制得高浓度的HCLO，可向氯水中加入的试剂是（）A．Na2CO3B.H2SO4C.CaCO3D.Ca(OH)213．用1molMnO2和含HCl为4mol的浓盐酸充分反应（共热），在不考虑HCl挥发的情况下，得到的氯气的物质的量（）A．等于2molB.等于1molC.小于1molD.大于2mol14．今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0.1mol/L。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体（mmol），在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体（mmol），丙瓶不变。片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度的大小关系是（溶液体积变化忽略不计）()A．甲=乙丙B.甲丙乙C.丙甲=乙D.乙丙甲15.在相同条件下,下列物质分别与H2反应,当消耗等物质的量的H2放出热量最多的是()A.Cl2B.Br2C.I2D.SC．能力训练16．由一种阳离子与两种酸根离子组成的盐称为混盐。混盐CaOCl2在酸性条件下可以产生Cl2。下列关于混盐CaOCl2的有关判断不正确的是（）A．该混盐与硫酸反应产生1mol氯气时转移2NA个电子B．该混盐的水溶液呈碱性C．该混盐具有较强的氧化性D．该混盐中的氯元素的化合价为＋1和－1价17．有X、Y、Z三种元素（1）X、Y、Z的单质在常温下均为气体；（2）X单质可以在Z的单质中燃烧，生成物为XZ，火焰呈苍白色；（3）XZ极易溶于水，在水溶液中电离出X＋和Z－，某水溶液能使蓝色石蕊试纸变红；（4）每两个X2分子能与一个Y2分子化合成2个X2Y分子，X2Y常温下为液体；（5）Z单质溶于X2Y中，所得到溶液具有漂白性。试写出其元素符号：XYZ，以及化合物的分子式：XZ，X2Y。18．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共热的化学反应方程式：。（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。D．奥赛一瞥19.绿矾（化学式FeSO4·7H2O）是硫酸法生产钛白粉的主要副产物，每生产1t钛白粉，副产绿矾4.5t～5.0t，目前全国每年约副产物75万吨，除极少量用于制备新产品外，绝大部分作为废料弃去，对环境造成污染。因此开发综合利用绿矾的工艺，是一项很有意义的工作。某研究者提出如附图所示的绿色工艺流程。附图工艺流程其中B是氯化物，C是不含氯的优质钾肥，D是一种氮肥，E是红色颜料；A，B，C，D均是盐类，E和F是常见的化合物。该工艺实现了原料中各主要成分的利用率均达94%以上，可望达到综合利用工业废弃物和防治环境污染的双重目的。（1）写出A，B，C，D，E，F的化学式。（2）写出反应（1）、（2）、（3）的化学方程式。参考答案【例题解析】1．解析：此题是两种制气体实验的结合，以上两种钾盐是制取O2的主要药品，由于KMnO4分解时有O2和MnO2、K2MnO4产生，产物中MnO2正好做KClO3制O2的催化剂，当加入一定量的浓H2SO4并加热时，其中的KCl、MnO2与浓H2SO4产生单质Cl2。答案：O2Cl22．解析：根据Cl2通入NaOH溶液中所发生两个反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O从ClO-与ClO-3的浓度之比为1：3，利用电子得失数目相同，不难推出Cl2与NaOH溶液反应时被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为4：1答案：D【考题再现】1.D2.AC【针对训练】1.D2.C3.B4.AD5.HCl6.D7.C8.D9.D10.B11.C12.C13.C14.B15.A16.A17.HOClHClH2O18.(1)A:HClB:Cl2C:H2(2)MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+H2O(3)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(4)无。因为HCl和NH3不能共存。19..解析：本题是中学化学中最熟悉的框图题，我们可根据题给反应物FeSO4这一信息，“顺藤摸瓜”推理出A，B，C，D，E，F的化学式。FeSO4与盐A在水中发生反应（1），生成一种沉淀和溶液，并放出气体，被回收得F。A盐应是常见的碳酸盐。它与FeSO4反应得碱式碳酸亚铁沉淀和硫酸盐溶液，并放出CO2气体。这与题中反应（2）信息完全相符，接着Fe(OH)3煅烧得红色颜料Fe2O3。因此E是Fe2O3，F是CO2。经过上述分析，A盐的阴离子为CO32－，那么它的阳离子是什么呢?根据反应（3）后的框图分析，FeSO4中SO42－与盐A的阳离子组成新盐，它溶于水，因此进入反应后的滤液中，与氯化物B发生反应（3），这也是盐与盐反应，生成一种沉淀和溶液。沉淀经干燥得产品C；滤液经蒸发得产品D。由于C是不含氯的钾盐，说明B中氯元素没有进入C的组成，而进入了D的组成，因而D是氯化物。题中又提供D是氮肥，自然联想到D为氯化铵。D中的NH4＋可能来自A盐，也可能来自B盐。若为后者，则B也为NH4Cl，这样反应（3）在通常情况下不能发生。因此D中NH4＋只能来自于A盐，而C中的K＋来自B盐。于是B是ＫCl，C为Ｋ2SO4，A为NH4HCO3或(NH4)2CO3。反应方程式为：（1）(m＋n)FeSO4＋2(m＋n)NH4HCO3＝Femn(OH)2n(CO3)m↓＋(2n＋m)CO2↑＋(n＋m)(NH4)2SO4＋mH2O（2）2Femn(OH)2n(CO3)m＋(m＋n)/2O2＋(3m＋n)H2O＝2(m＋n)Fe(OH)3↓＋2nCO2↑（3）(NH4)2SO4＋2ＫClＫ2SO4↓＋2NH4Cl