高中化学必修一 氯 专题练习解析

富集在海水中的元素——氯

【学习目标】

1．了解氯气的物理性质，理解氯气的化学性质。

2．了解氯气的实验室制法和用途。

3．了解Cl－检验。

【要点梳理】

要点一、氯元素在自然界中的存在和氯气的物理性质

1．氯元素的存在

在自然界里，氯元素以化合态存在，游离态的氯只能通过人工方法制得。氯元素是最重要的“成盐元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中。海洋中含盐3%，主要是NaCl，还含有MgCl2、MgSO4等盐类，致使海水既咸又苦，不能直接饮用。

人体体液中的Na+和Cl―对于调节体液的物理和化学特性，保证体内正常的生理活动和功能发挥着重要作用。人体每天必须经过食物和食盐来补充人体所缺失的Na+和Cl－。

2．氯气的物理性质

氯气是一种黄绿色、具有强烈刺激性气味的有毒气体，在低温和加压情况下可以转化为液态（液氯）和固态。氯气能溶于水，25°C 时，1体积的水可以溶解2体积的氯气，所得水溶液称为氯水。

在实验室闻氯气气味时，应该用手轻轻在瓶口扇动，仅使极少量的氯气飘过鼻孔，如右图所示，闻其他气体的气味时也应采用这种方法。

注意：应注意气体溶解度的表示方法与固体不同，固体的溶解度是在一定温度下，溶液达到饱和状态时，100g溶剂（水）中溶解的溶质的质量（g）。气体的溶解度用体积比表示，与温度、压强有关，如常温（25°C）常压下，氯气可以１∶２溶解于水，应理解为1L水中可溶解2L的氯气或１体积水中可溶解２体积的氯气。

要点二、氯气的化学性质

要点诠释：

氯是第17号元素，其原子的最外层有７个电子，在化学反应过程中很容易得一个电子形成氯离子（Cl—）即达到８个电子的稳定结构，表现为典型的非金属性。氯气是双原子分子，其分子虽已达到８电子稳定结构但不是最稳定状态，在一定条件下易与其他物质发生化学反应，通常做氧化剂，且是强氧化剂。氯气非常活泼，因而在自然界中无游离态的氯存在，化合态的氯主要以-1价的氯化物形式存在于自然界中。

1．与金属的反应

大多数金属在点燃或灼热的条件下，都能与氯气发生反应生成氯化物。对于有变价的金属元素和氯气发生反应时生成其高价氯化物。如Fe与Cl2反应不管Fe是否过量都只能生成FeCl3。

Cl2+2Na 点燃

2NaCl

3Cl2+2Fe 点燃

2FeCl3

Cl2+Cu 点燃

CuCl2

但在常温下干燥的氯气不与铁反应，所以可以将液氯储存在钢瓶里。

2．与非金属反应

H2+Cl2 点燃

2HCl。

现象：氢气在氯气中安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口上方有白雾。

注意：（1）光照H2和Cl2的混合气体时，会发生爆炸，因此工业生产是用点燃的方法来生产盐酸，绝对不能用光照的方法。（2）工业盐酸呈黄色是因其中混有FeCl3。

3．与水反应 （1）氯气与水反应的情况

在常温下，溶于水中的部分Cl2与水发生反应，生成盐酸（HCl）和次氯酸（HClO）：Cl2+H2O==HCl+HClO。

Cl2既被氧化又被还原，氧化剂、还原剂都是Cl2。

（2）次氯酸的重要性质

①强氧化性：HClO中+1价Cl表现出很强的得电子能力，得电子还原成Cl－，其氧化性比Cl2还强。HClO以其强氧化性杀死水中的病菌，起到消毒的作用，还能使染料和有机物质褪色而具有漂白作用。

②弱酸性：HClO是一元弱酸，酸性比碳酸还弱，在水中只有少部分发生电离：HClO H++ClO－。

③不稳定性：HClO只存在于水溶液中，在光照下易分解放出氧气：2HClO 光照 2HCl+O2↑。

4．与碱反应

Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O（可作漂白液，有效成分为NaClO）。

2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。漂白粉（或漂粉精）的有效成分均为Ca(ClO)2。

要点三、氯水的成分和性质

【高清课堂：富集在海水中的元素——氯ID：395509#练习题】

1．氯水及液氯的区别

液氯 新制氯水 久置氯水

成分 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H+、Cl－、ClO－、OH－ H+、Cl－、H2O

分类 纯净物 混合物 混合物

颜色 黄绿色 黄绿色 无色

性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性

要点诠释：

氯水久置，会因HClO的分解导致其中的Cl2全部与H2O反应，HClO完全分解成盐酸和O2，使溶液酸性增强，失去强氧化性而变质（久置氯水实为极稀的盐酸）。

2．氯水的性质

氯水的多种成分决定了它具有多重性质：

①Cl2的强氧化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化性、弱酸性；④Cl－的性质。

在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：

所加试剂 参与反应的微粒 实验现象 离子方程式或解释

AgNO3溶液 Cl－ 白色沉淀 Cl－+Ag+==AgCl↓

Na2CO3固体 H+ 有气泡产生 2H++CO32－==CO2↑+H2O

有色布条 HClO 布条颜色褪去 发生氧化还原反应

FeCl2溶液 Cl2 溶液变棕黄色 2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl－

石蕊溶液 HClO、H+ 先变红后褪色 酸性和漂白性

镁粉 Cl2、H+ 氯水的颜色褪去并有气泡产生 Mg+Cl2==Mg2++2Cl－

Mg+2H+==Mg2++H2↑

要点四、氯气的实验室制法【高清课堂：富集在海水中的元素——氯ID：395509#氯气的实验室制法】

1、原理：

MnO2+4HCl (浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O

或：2KMnO4+16HCl (浓)==2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O

注：若用KMnO4制Cl2，则不需加热。

2、发生装置： 固+液加热型

3、净化：将气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶

4、干燥：将气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶

5、收集：用向上排空气法或排饱和食盐水法。

6、尾气吸收：用NaOH溶液吸收多余的氯气，防止污染空气。

注：Ca(OH)2的溶解度太小，所以尾气吸收时不用石灰水，而用NaOH溶液。

7、验满方法

①将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。

②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。

要点五、氯离子的检验

1．试剂：稀硝酸、AgNO3溶液。

2．操作：取待测液2mL加入试管中，先滴入少量稀硝酸，然后再滴入AgNO3溶液。

3．现象及结论：产生白色沉淀，该溶液中含有Cl－。

4．原理：Ag++Cl－==AgCl↓。

要点诠释：

（1）加稀硝酸的目的是排除CO32－的干扰，因为Ag2CO3是可以溶于稀硝酸的白色不溶物。因此，鉴定时可以将加试剂的顺序颠倒，即可以先加AgNO3，再加稀硝酸。若生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，同样可以证明溶液中有Cl－。

（2）不用稀盐酸、稀硫酸酸化，否则引入Cl－、SO42－产生干扰。

【典型例题】

类型一、氯气的物理性质

例1、（2015 吉林一中期末考）下列关于氯气的叙述正确的是（ ）。

A．氯气是一种黄绿色、有毒的气体

B．氯元素在自然界中既可以以化合态存在，也可以以游离态存在

C．氯气不能溶解于水，所以可用排水法收集氯气

D．氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物

【思路点拨】氯气的物理性质：氯气是一种黄绿色、具有刺激性气味的有毒气体，密度大于空气，在水中溶解性不大，易液化。

【答案】A

【解析】氯气是一种黄绿色、具有刺激性气味的有毒气体，所以A正确；氯元素在自然界中以化合态存在，B错误；氯气可以溶于水，收集氯气用向上排空气法或排饱和食盐水法，C错误；氯气在低温和加压时会变为液体，称为液氯，是一种纯净物，氯水是混合物，D错误。

【总结升华】对于氯气的物理性质，不仅要记住，还要会应用，如颜色、气味、状态、密度、溶解性等性质在氯气制取中收集方法的选择上的应用。

举一反三： 【变式1】可以用氯气灌洞的方法来消灭田鼠，这是利用了氯气的（ ）。

①密度比空气大 ②易液化 ③能溶于水 ④有毒

A．①② B．③④ C．①③④ D．①④

【答案】D

【解析】灌洞类似于“灌水”利用的是密度比空气大的性质；消灭田鼠，利用了氯气的毒性。启示：因氯气密度比空气大，故当发生氯气泄漏时，人应逆风往高处“跑”。

【变式2】下列关于液氯和氯气的说法正确的是（ ）。

A．液氯和氯气不是同种物质

B．标准状况下Cl2的密度为3.17 g·L－1

C．液氯不导电，是非电解质，氯气能导电，是电解质

D．液氯是混合物，氯气是纯净物

【答案】B

【解析】标准状况下Cl2的密度约为：71g/(22.4 L·mol-1)= 3.17 g·L－1

【变式3】（2015 江苏徐州期末）下列关于氯气的叙述中不正确的是（ ）。

A．可用向上排空气法收集少量的氯气

B．与水反应生成的次氯酸是一种弱酸

C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应

D．与氢氧化钠溶液反应时，Cl2既被还原，同时又被氧化

【答案】C

【解析】 氯气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，A项正确；次氯酸是弱酸，B项正确：常温下铁与氯气不反应，在加热条件下氯气与铁反应生成FeCl3，C项错误；氯气与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO，Cl2既被还原，同时又被氧化，D项正确。

类型二、氯气的化学性质

例2、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．CuCl2 B．FeCl2 C．FeCl3 D．AlCl3

【思路点拨】具有可变价态的金属（如Fe、Cu等）与氯气反应，生成高价态金属氯化物；活泼的金属与盐酸反应，生成低价态金属氯化物，而不活泼的金属与盐酸不反应。

【答案】D

【解析】铜与氯气反应，生成CuCl2，与盐酸不反应，所以A错误；铁与氯气反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，所以B、C错误；铝与氯气反应生成AlCl3，与盐酸反应生成AlCl3和H2，所以D正确。

【总结升华】氯气与大多数金属反应，生成高价态金属氯化物；只有金属活动顺序表中氢以前的金属，才能跟盐酸反应，并且一般生成低价态金属氯化物和氢气，所以符合题意的是具有不变价态、且在金属活动顺序表中排在氢以前的金属的氯化物。

举一反三：

【变式1】氯气跟下列物质反应时，能产生白雾的是（ ）；能产生白烟的是（ ）；产物溶于水后，溶液呈蓝色的是（ ）

A．Na B．Cu C．H2 D．Fe

【答案】C A B

【变式2】当不慎有大量Cl2扩散到周围环境，处在该环境中的人可以用浸有一定浓度某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子，迅速逃离该环境。该物质最适宜采用的是（ ）