2022-2023學年高中化學 第四章 非金屬及其化合物 第二節(jié) 第2課時《氯氣與堿反應及Cl－的檢驗》知識點歸納及例題解析 新人教版必修1

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1、2022-2023學年高中化學 第四章 非金屬及其化合物 第二節(jié) 第2課時《氯氣與堿反應及Cl－的檢驗》知識點歸納及例題解析 新人教版必修1 [學習目標定位]　1.根據氯氣與水的反應能正確寫出氯氣與堿[NaOH、Ca(OH)2]反應的化學方程式。2.知道漂白粉的成分和用途。3.學會氯離子的檢驗方法。 一　氯氣與堿的反應 1．Cl2與NaOH溶液反應的化學方程式為2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。 2．工業(yè)上制取漂白粉(Cl2和石灰乳)的原理與上述反應原理相似，則反應的化學方程式為2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 3．自來

2、水常用氯氣來殺菌消毒，但因氯氣的溶解度不大，而且生成的HClO很不穩(wěn)定，不便于保存，而次氯酸鹽性質穩(wěn)定，且遇酸或空氣中的CO2和水蒸氣又可再生成HClO。因此常用氯氣與堿反應制取漂白粉。 歸納總結 漂白液(粉)的制取與保存 (1)漂白液是NaClO溶液；漂白粉的成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2；漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。 (2)漂白粉的使用原理：利用復分解反應原理和較強酸能夠制取較弱酸的原理使Ca(ClO)2轉化為HClO進行漂白。 ①Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2＋2HClO，離子方程式：ClO－＋H＋===HClO。 ②Ca(

3、ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO(酸性：HClO酸性比H2CO3弱)。 (3)漂白粉保存不當會變質的原因是Ca(ClO)2和空氣中的CO2和水蒸氣反應生成HClO，易分解。因此漂白粉和漂粉精的保存方法是密封、避光并置于陰涼干燥處。 1．某化工廠生產的漂白粉，產品說明書如下： 漂白粉使用說明書 主要成分：次氯酸鈣，氯化鈣 用法用量：每次取漂白粉2 g，水1 000 mL，配成0.2%～0.3%的濁液。 將病人用具浸泡其中5～10分鐘，如需要，濃度可提高，時間可延長。 注意事項：…… 請你回答： (1)請你為漂白粉寫一份保存、使用的注意事項(不超過30

4、字)___________________。 (2)用化學方程式表示： ①漂白粉的生產原理：_______________________________。 ②一般情況下，漂白粉失效的主要原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)密封、避光保存在陰涼處，隨配隨用，勿接觸皮膚，不能用以漂洗絲、毛織品等 (2)①2C

5、a(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O ②Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO、 2HClO2HCl＋O2↑ 二　Cl2的實驗室制法 實驗室制取氯氣的裝置如圖所示： (1)用化學方程式表示制取氯氣的反應原理：__________________________________。 (2)發(fā)生裝置所用儀器的名稱為_______________________________________。 (3)裝置C的作用是________，裝置D的作用是_______________________________ _______

6、_________________________________________________________________。 (4)檢驗E瓶集滿氯氣的方法是___________________________________________。 (5)燒杯F中盛放的液體是_______，其作用是_________________________________________。 答案　(1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)分液漏斗、圓底燒瓶 (3)除去Cl2中的少量HCl氣體　干燥氯氣(或除去氯氣中的水蒸氣) (4)濕潤的紅色布條放在瓶口褪色(

7、或濕潤淀粉-KI試紙放在瓶口變藍) (5)NaOH溶液　吸收過量的氯氣，防止污染環(huán)境 歸納總結 1．反應原理 MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2．儀器裝置 裝置特點：固＋液氣 主要儀器：鐵架臺(帶鐵圈)、酒精燈、石棉網、圓底燒瓶、分液漏斗、集氣瓶、燒杯等。裝置如圖所示。 說明：C裝置的作用是除去Cl2中的HCl；D裝置的作用是干燥Cl2；F裝置的作用是吸收多余的Cl2，防止污染環(huán)境。 3．收集方法 (1)向上排空氣法(Cl2密度大于空氣)。 (2)排飽和食鹽水法(Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去實驗過程中揮發(fā)產生的HCl氣

8、體)。 4．驗滿方法 (1)將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍，則證明已集滿。 (2)將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛 Cl2的瓶口，觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化，則證明已集滿。 5．尾氣處理 Cl2有毒，易污染空氣，需用NaOH溶液吸收。 2．某化學小組用下圖所示裝置制取氯氣，下列說法不正確的是(　　) A．該裝置圖中至少存在兩處明顯錯誤 B．該實驗中收集氯氣的方法不正確 C．為了防止氯氣污染空氣，必須進行尾氣處理 D．在集氣瓶的導管口處放一片濕潤的淀粉-碘化鉀試紙可以證明是否有氯氣逸出 答案　B 三　Cl－的檢驗 1．在5支

9、試管中分別加入2～3 mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自來水、蒸餾水，然后各滴入幾滴AgNO3溶液，再分別加入少量稀硝酸，觀察現(xiàn)象，填寫下表： 實驗現(xiàn)象 滴入幾滴AgNO3溶液 加入少量稀硝酸 ①稀鹽酸 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 ②NaCl溶液 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 ③Na2CO3溶液 有白色沉淀生成 沉淀溶解，有氣泡產生 ④自來水 有少量白色沉淀生成 沉淀不溶解 ⑤蒸餾水 無明顯變化 無明顯變化 2.請寫出上述實驗中有關的化學方程式 ②NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3； ③Na2CO3＋2AgNO3===Ag2

10、CO3↓＋2NaNO3， Ag2CO3＋2HNO3===CO2↑＋H2O＋2AgNO3； ④Cl2＋H2O===HCl＋HClO， HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3。 歸納總結 檢驗Cl－的方法 先滴加AgNO3溶液后滴加少量稀HNO3，或滴加經稀HNO3酸化的AgNO3溶液。 注意：檢驗Cl－時，滴加AgNO3后還要滴加稀HNO3，目的是排除CO等離子的干擾。 3．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有無色無味的氣體生成，將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，由此判斷水溶液中含有(　　) A．Cl－、SO B．Cl

11、－、NO C．Cl－、CO D．Cl－、OH－ 答案　C 解析　根據題給現(xiàn)象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且產生使石灰水變渾濁的氣體，則原溶液中存在CO和Cl－。 1．氯氣是有毒的，曾被法西斯制成毒氣彈用于侵略戰(zhàn)爭，當這種毒氣彈順風爆炸時，通?？捎玫姆烙椒ㄊ?　　) A．人應躲到低洼的地方 B．人、畜應到較高的地方去 C．人、畜應多飲豆?jié){和牛乳 D．可用NaOH溶液浸濕軟布蒙面 答案　B 2．下列關于漂白粉的敘述不正確的是(　　) A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2 B．漂白粉在空氣中久置后能變質 C．漂白粉是將Cl2通入石灰乳中制得 D．漂白

12、粉的主要成分是CaCl2 答案　D 3．下列檢驗Cl－的方法正確的是(　　) A．在某溶液中滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀說明該溶液中有Cl－ B．在某溶液中先滴加鹽酸，再滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀，說明溶液中有Cl－ C．在某溶液中先滴加AgNO3溶液，產生白色沉淀，再滴加鹽酸，沉淀不消失，說明溶液中有Cl－ D．在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若產生白色沉淀，說明溶液中有Cl－ 答案　D 解析　可能有CO、PO等的干擾，A錯誤；加入鹽酸，引入Cl－，B、C錯誤；硝酸酸化排除干擾，加硝酸銀溶液得到不溶于稀硝酸的白色沉淀即為AgCl，由此說明原溶液中有

13、Cl－，D正確。 4．實驗室用下列兩種方法制氯氣：①用含HCl 146 g的濃鹽酸與足量的MnO2反應；②用87 g MnO2與足量濃鹽酸反應。所得的氯氣(　　) A．①比②多 B．②比①多 C．一樣多 D．無法比較 答案　B 解析　146 g HCl的物質的量為4 mol,87 g MnO2的物質的量為1 mol，由化學方程式：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1 mol MnO2可以與4 mol HCl反應，但是由于稀鹽酸與MnO2不反應，所以含有4 mol HCl的濃鹽酸不能與MnO2完全反應。 5．“84消毒液”與硫酸溶液反應可以制

14、取氯氣，反應方程式為NaClO＋NaCl＋H2SO4Na2SO4＋Cl2↑＋H2O。為探究氯氣的性質，某同學設計了如下所示的實驗裝置。 請回答： (1)在該實驗中，制取氯氣的裝置是________(填字母)。 (2)裝置B、C中依次放的是干燥的紅色布條和濕潤的紅色布條，實驗過程中該同學發(fā)現(xiàn)裝置B中的布條也褪色，其原因可能是______________________________________， 請?zhí)岢龊侠淼母倪M方法_______________________________________。 (3)D中的現(xiàn)象是_____________________________

15、_____________， 反應的離子方程式為_________________________________________， 分離D中液體的方法是___________________________________________。 (4)寫出氯氣與NaOH溶液反應的離子方程式_______________________________________ ________________________________________________________________________， 該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為______。為驗證尾氣吸收后的溶液

16、中存在Cl－，正確的操作是________________________________________________________。 (5)氯氣通入飽和NaHCO3溶液能產生無色氣體，已知酸性：鹽酸＞碳酸＞次氯酸，該實驗證明Cl2與H2O反應的產物中含有________。 答案　(1)c (2)Cl2中混有少量H2O(g)　在A～B之間增加裝有濃H2SO4的洗氣瓶 (3)下層CCl4層呈紫紅色　Cl2＋2I－===I2＋2Cl－　分液 (4)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　1∶1　取少量燒杯內吸收Cl2后的溶液，加入足量的稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，

17、若有白色沉淀生成，證明其中含有Cl－ (5)鹽酸 解析　(1)根據“固＋液氣”原理可知應選擇c裝置制取Cl2。(2)布條褪色證明Cl2中混有H2O(g)，生成了HClO，應增加除H2O(g)的裝置。(3)Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，CCl4將I2萃取出來，I2溶于CCl4，溶液呈紫紅色，分離兩種互不相溶的液體采用分液法。(4)Cl2與NaOH溶液反應的離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，根據反應前后Cl2l－↓　1lO－↑　1說明Cl2既作氧化劑，又作還原劑，且物質的量之比為1∶1；檢驗Cl－，應先用稀HNO3酸化中和溶液中的OH－，并將ClO－轉化為HCl

18、O，再加AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，證明含有Cl－。(5)因酸性HCl＞H2CO3＞HClO，HCl與NaHCO3反應：HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2↑，而HClO不與NaHCO3反應，故氯氣與H2O反應的產物中含鹽酸。 6．(1)實驗室制取Cl2時，下列操作不正確的是________(填序號)。 ①裝置Ⅰ可用于制取少量Cl2 ②用裝置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl ③用裝置Ⅲ制取Cl2 ④用裝置Ⅳ干燥Cl2 (2)實驗室制取干燥、純凈的氯氣，除了二氧化錳、濃鹽酸外還需要____________、____________、___________

19、_。 (3)已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應能產生Cl2。 若用如下圖所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣及驗證它與金屬的反應。每個虛線框表示一個單元裝置，其中有錯誤的是________(填字母，下同)。 (4)在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進行相關實驗。下列收集Cl2的裝置正確的是________。 答案　(1)①②③④ (2)飽和食鹽水　濃H2SO4　NaOH溶液 (3)BD　(4)C 解析　(1)①實驗室制取Cl2用濃鹽酸和MnO2反應，而不用稀鹽酸；②除去Cl2中的HCl氣體用飽和食鹽水，NaHCO3溶液與Cl2反應并放出CO2氣體，氣體應“長進短出”；③MnO2與濃鹽酸需在加熱條件下反應；④干燥Cl2使用濃H2SO4洗氣瓶，應“長進短出”。(2)制取純凈Cl2還需飽和食鹽水除去HCl氣體，濃H2SO4干燥Cl2、NaOH溶液除去多余的Cl2。(3)B處NaOH溶液與Cl2能反應；D處試管缺少出氣導管且將導管末端通入NaOH溶液中。(4)集氣瓶中使用單孔橡膠塞塞緊，只能進氣，不能排氣，則瓶內壓強增大到一定程度，可能將橡膠塞壓出，A項錯誤；因為Cl2比空氣的密度大，Cl2應短管進，B項錯誤；該裝置既能收集Cl2，又能進行尾氣處理且防倒吸，C項正確；由于Cl2和NaOH反應，所以不能收集到Cl2，D項錯誤。