氯的含氧酸及其盐汇编

第四章非金属及其化合物第12讲富集在海水中的元素——卤素（精讲）【考情分析】本讲内容与化工生产、日常生活、科学技术等方面有着广泛的联系，如氯碱工业、漂白粉应用、饮用水消毒、环境保护等，往往与氧化还原反应、离子反应、化学实验方案的设计与评价等知识结合出现。

预计今后：1.以氯单质及其重要化合物的性质、用途设计选择题；2.以制取氯气设计有关实验题；3.根据同主族元素性质的相似性设计信息题，考查溴、碘及其重要性质和用途。

【核心素养分析】1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题，在卤素学习过程中，使用“宏观—微观—结合”来认识物质及其递变规律，形成科学的方法论。

2.科学探究与创新意识：能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进氯及其化合物的制备及性质实验的设想，培养勇于质疑和批判的创新精神。

认识科学探究是进行科学发现、创造和应用的科学实践活动；能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，获得卤素单质的提取方法。

3.科学态度与社会责任：认识氯及其化合物对环境的影响，形成绿色环保的意识。

关注与化学有关的社会热点问题。

了解环境保护与资源开发的关系.具有绿色化学观念。

勇于承担责任，权衡利弊，积极参与化学问题的社会决策。

【网络构建】【知识梳理】智能点一氯气及其重要化合物（一）氯气1.物理性质【特别提醒】实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。

2.化学性质1）从氯的原子结构认识氯气的氧化性：依据氯气的氧化性完成下列方程式： (1)与金属反应①Fe ：2Fe ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 3，棕红色烟。

②Cu ：Cu ＋Cl 2=====点燃CuCl 2，棕黄色烟。

(2)与非金属反应H 2：H 2＋Cl 2=====点燃2HCl ，苍白色火焰； H 2和Cl 2的混合气体光照时会发生爆炸。

(3)与还原性无机化合物反应：①与碘化钾溶液反应：Cl 2＋2KI===2KCl ＋I 2。

卤素的含氧酸及其盐Cl、Br、I具有不同价态的含氧酸。

X: 采取SP3杂化：O的2P电子与卤素3d空轨道间形成d-pπ键。

由于稳定性原因，只有常见的氯的含氧酸研究得多。

一、次卤酸1. 化学性质(1) 酸性因为随半径增大，分子中 H— O—X，X—O 结合力减小，X 对 H+斥力变小，导致酸性减小。

(2) 热稳定性HXO都不稳定，仅存在于水溶液中，从Cl到I稳定性减小，分解方式：脱水分解：由上式可知，ClO是HClO的酸酐。

BrO-室温下发生歧化分解，只有在273K2-盐。

可见XO-的歧时才有BrO- 存在， 323 ~ 353K时，BrO-完全转变成BrO3化速率与温度有关，温度升高，歧化速率增大。

IO-歧化速率更快，溶液中不存在次碘酸盐，HIO几乎不存在。

(3) 氧化性HXO不稳定，表明HXO的氧化性很强。

XO-盐比HXO酸稳定性高，所以经常用其盐在酸性介质中做氧化剂。

2.HXO的制备1)次氯酸酐Cl2O溶于水制得HClO步骤：将Cl2通到新制干燥的HgO表面，加热制得Cl2O从体系中除去HCl可使平衡右移，可采用下法。

在Cl2水中加入新生成的HgO或碳酸盐减压蒸馏得到HClO。

工业上采用电解冷的稀NaCl溶液的方法。

同时搅拌电解液，使产生的氯气与NaOH充分反应制得次氯酸钠减压蒸馏得HClO。

将阳极产生的Cl2通入阴极区NaOH中。

二、亚卤酸及其盐1.性质亚卤酸中仅存在HClO2，酸性大于HClO，Ka=5.0HClO2不稳定，ClO2-在溶液中较稳定，具有强氧化性，NaClO2盐较稳定，加热，撞击爆炸分解，在溶液中受热分解。

2. 制备方法1)过滤除去BaSO4可制得纯净HClO2，但HClO2不稳定，很快分解。

可见ClO2不是HClO2的酸酐，ClO2冷凝时为红色液体。

2) ClO2与碱作用可得到亚氯酸盐和氯酸盐。

首先制取ClO2，其方法用SO2还原NaClO33) Na2O2（H2O2)与ClO2作用制备纯NaClO2。

上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-22卤素及其化合物（1）一、单选题1．（2022·上海浦东新·统考模拟预测）进行下列封管实验都产生明显现象，其中不涉及化学反应的是A ．B ．C ．D ．2．（2022·上海浦东新·统考模拟预测）将pH 传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中，用强光照射，测得的实验数据如图所示。

下列说法正确的是A ．图甲中pH 减小是由于光照促进了HClO 的电离B ．图乙中()Clc -增大主要是由于反应消耗了水C ．图丙中氧气的体积分数增大是由于HClO 的分解D ．该体系中存在两个电离平衡和两个化学平衡3．（2022·上海奉贤·一模）常温下，在pH=1的无色溶液中，能大量共存的一组离子是A ．K +、Na +、SO 23-、Br -B ．Na +、K +、ClO -、NO 3-C ．K +、Cl -、Fe 3+、SO 24-D ．Al 3+、Na +、Cl -、NO 3-4．（2022·上海金山·统考一模）实验室用盐酸和二氧化锰制备2Cl ，有关说法正确的是A ．增大盐酸的浓度能加快反应速率B ．用稀盐酸则反应速率较慢A．大理石和稀盐酸C．Cu和浓硝酸A ．溶液中氯离子浓度C ．生成氧气物质的量8．（2022·上海杨浦·统考一模）不能由单质化合生成的物质是A ．2Cu SB ．3SO 9．（2022·上海金山·统考二模）下列有关实验室制取22尾气处理C ．氯水久置后pH 值减小，漂白性减弱D ．干燥的氯气不能使鲜花褪色18．（2022·上海黄浦·统考二模）下列物质中既含有氯离子又含有氯分子的是A ．氯水B ．液氯C ．次氯酸D ．氯化钠19．（2022·上海黄浦·统考二模）84消毒液(含NaClO )与洁厕灵(含浓盐酸)不能混用，会发生反应产生有毒的气体，该反应中A ．NaClO 为还原剂B ．HCl 仅体现酸性C ．2Cl 既是氧化产物也是还原产物D ．2H O 是还原产物20．（2022·上海嘉定·统考一模）某些物质若混合使用可以增加使用效果，下列做法正确的是A ．氯化铵与草木灰混合使用提高肥效B ．84消毒液与含盐酸的洁厕灵混合使用提高杀菌效果C ．二氧化硫与新制氯水混合使用提高漂白效果D ．高锰酸钾溶液和稀硫酸混合使用增加氧化性21．（2022·上海嘉定·统考二模）测定“84”消毒液中次氯酸钠的浓度可用下面方法：取10.00 mL 消毒液，调节pH 后，以淀粉为指示剂，用0.100mol·L -1 KI 溶液进行滴定，当溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点。

素养说明：氯的氧化物、含氧酸及含氧酸盐是近几年高考实验探究新宠，通过对含氯化合物的性质探究，能培养学生变化观念的核心素养。

1. 氯的常见氧化物的性质(1)一氧化二氯性质：是次氯酸的酸酐，溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸外观与性状：黄棕色气体，有刺激性气味。

制法：用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯：2HgO＋2Cl2===Cl2O＋HgCl2·HgO同样也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取：2Na2CO3＋H2O＋2Cl2===2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O(2)二氧化氯物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。

制取：Cl2＋2NaClO2===2ClO2↑＋2NaCl或：5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。

(3)Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分别为HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。

2.氯的含氧酸(1)氯的含氧酸的种类氯的含氧酸有：HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。

(2)氯的含氧酸的性质酸性：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO氧化性：HClO＞HClO2＞HClO3＞HClO43.氯的含氧酸盐(1)NaClO2(亚氯酸钠)性质：黄绿色液体，呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。

用途：是一种高效氧化剂漂白剂。

主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造。

(2)氯酸钾(KClO3)性质：是一种白色晶体，有毒，在冷水中溶解度较小，易溶于热水。

是强氧化剂。

用途：可用作制造炸药，也可用来制造火柴、烟火。

[题型专练]1.(2018·山东济宁教学质量检测，12)Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。

一种制取Cl2O的装置如图所示。

卤素的氧化物、含氧酸及其盐（2010.3）王振山一、卤素的氧化物概述：卤素与电负性比它大的氧化合时，除氟外都能形成氧化数为正值的氧化物、含氧酸及其盐。

卤素的氧化物显著特点：大多数是不稳定的，受到撞击或光照即可发生爆炸性分解。

所以不能用直接法，只能用间接法制取。

稳定性：在已知的卤素氧化物中，碘的氧化物是最稳定的；碘氧化物>氯氧化物>溴氧化物；氯和溴的氧化物在高温下明显分解，溴的氧化物特别不稳定，低于室温也分解。

高价态的卤素氧化物比低价态的卤素氧化物稳定。

卤素氧化物中氯的较重要：Cl2O、Cl2O6 、Cl2O7、ClO2均为强氧化剂，不稳定易爆炸。

⑴、氧的氟化物：由于氟的电负性（3.98）大于氧的电负性（3.44），所以氟与氧生成的二元化合物是氧的氟化物（OF2），而不是氟的氧化物，而其它卤素与氧化合生成的二元化合物都是卤素的氧化物。

OF2的O原子sp3杂化。

⑵、二氟化氧（OF2）熔点49 K，沸点128 K，为无色气体，是比较稳定的氟氧二元化合物。

可由单质氟与2%氢氧化钠水溶液反应制备：2 F2（g）+ 2 NaOH-(aq) ═ OF2(g) + 2 NaF(aq) + H2O(l)OF2是一种强的氧化剂和氟化剂，但氟化能力弱于F2。

由于OF2中，氧为+2氧化数，所以它是比氧气更强的氧化剂它能与金属、硫、磷、卤素等剧烈反应生成氟化物和氧化物。

在OF2分子中，氧的氧化数是+2，氟的氧化数是-1，其构型为角型分子。

⑶、近年来由于合成技术的发展，已合成了一系列氟氧化合物，如O2F2、O3F2、O4F2、O5F2、O6F2等。

这些化合物都具有较低的熔点和沸点，并仅能在很低的温度下稳定存在，它们在很低的温度（低于83K）下都是比单质氟更加活泼的氟化剂。

二氟化二氧（O2F2 ）：不与玻璃起反应，是个强的氧化剂和氟化剂，但弱于F2本身：比OF2、ClF3有更强的氟化作用，能在OF2、ClF3不能完成的反应中将金属钚和钚的化合物氧化：Pu(s) + 3O2F2(g) →PuF6(g) + 3O2(g) 该反应用来从废核燃料中以挥发性PuF6的形式除去强放射性的金属Pu。

1.5 卤素含氧酸及其盐1.5.1 系统命名含氧酸是指酸根中含有氧原子的酸，即以氧原子为成酸元素的配位体的酸，例如HClO3，H2SO4，HNO3，H2CO3中的成酸元素分别是Cl、S、N、C它们的配位原子是氧，所以这些酸都属于含氧酸的范畴。

含氧酸的命名规则主要参考国际纯粹和应用化学联合会（简称IUPAC）1970年公布的《无机化学命名法》。

见表1—8表1—8 卤素含氧酸的命名需要说明几点：1.关于正酸，含氧酸中只含有一个成酸元素的原子，而且该成酸元素的氧化态是该元素最常见的氧化态。

最常见氧化态有的与它在元素周期表中所在族的族数相同，有的则与族数不相同。

如硫酸中硫的氧化态为+6，它处于第Ⅵ族，而正氯酸中氯的氧化态为+5，然而它处于第Ⅶ族。

2.关于高酸是指含氧酸成酸元素的氧化态比正酸的成酸元素为高。

称之为高酸。

如高氯酸的成酸元素氯的氧化态为+7，而正氯酸的成酸元素氯的氧化态为+5。

3.关于原酸是指成酸元素氧化数和羟基酸数目相同的酸。

如H4SiO4为原硅酸。

原酸失去一个或二个以上的水分子，即生成正酸。

譬如H5PO5原磷酸，倘若失一份水生成H3PO4为正磷酸。

H6TeO6为原碲酸，失去二份水生成H2TeO4为正碲酸。

自一个分子正酸缩去一分水而成的酸为偏酸，如HIO4为偏高碘酸。

也所以称为三缩原碘酸。

4.关于亚酸与次酸，卤素含氧酸成酸元素的氧化态，有两种氧化态比正酸的成酸元素的氧化态低，那么氧化态较低的一种含氧酸称为亚酸，如HOClO为亚氯酸，氧化态更低的一种含氧酸称为次氯酸HOCl。

如果仅有一种比正酸较低的氧化态，则称为亚酸，如H3AsO3为亚砷酸。

1.5.2存在状态卤素含氧酸的存在状态见表1—9。

a.只有在水溶液中稳定存在。

b.采用真空蒸馏，在有脱水剂存在时所得到无水纯液体酸—高氯酸。

c.碘酸HIO3、偏高碘酸（HIO4）、正高碘酸（HO）5IO为固体酸，为无色晶体。

熔融时分解为HIO3：表1—9 卤素的含氧酸在真空中加热到353K，（HO）5IO部分失水，生成焦高碘酸：2H5IO6H4I2O9+3H2O在真空（约1620Pa）中，焦高碘酸加热到373K，生成偏高碘酸：H5IO6HIO4+2H2O正高碘酸根[IO6]5-其结构如图1—9所示：图1-9 [IO6]5-离子的结构正八面体型。

《氯及其化合物》氯的化合物稳定性氯是一种常见的化学元素，在自然界中广泛存在，并且形成了多种化合物。

这些氯的化合物在不同的条件下表现出不同的稳定性，这对于理解和应用它们具有重要意义。

首先，我们来看看氯化氢（HCl）。

氯化氢是一种无色有刺激性气味的气体。

在常温常压下，氯化氢相对稳定，但在有水存在的情况下，它会迅速溶解形成盐酸溶液。

盐酸是一种强酸，具有较强的腐蚀性。

氯与金属形成的化合物中，氯化钠（NaCl）是最为常见和稳定的。

氯化钠就是我们日常生活中所熟知的食盐，其化学性质非常稳定。

在正常的环境条件下，氯化钠不易发生分解或变质。

这是因为钠离子和氯离子之间的离子键较强，需要较高的能量才能打破。

再说说氯化银（AgCl）。

氯化银是一种白色沉淀，在光照条件下会逐渐分解变黑。

这一特性使得氯化银在摄影中曾被广泛应用。

其不稳定性主要源于银离子对光的敏感性。

接下来是氯酸钾（KClO₃）。

氯酸钾是一种强氧化剂，具有一定的不稳定性。

在受到撞击、摩擦或加热时，可能会发生剧烈的分解反应，释放出氧气。

因此，在储存和使用氯酸钾时，需要格外小心，遵循严格的安全规定。

次氯酸（HClO）是一种较弱且不稳定的酸。

它在溶液中容易分解为盐酸和氧气。

次氯酸具有强氧化性，常用于消毒和漂白。

但由于其不稳定性，通常需要现用现配。

氯酸（HClO₃）和高氯酸（HClO₄）也是氯的含氧酸。

氯酸具有较强的氧化性和不稳定性，而高氯酸则相对较为稳定。

影响氯的化合物稳定性的因素有很多。

首先是化学键的类型和强度。

离子键通常比共价键更稳定，例如氯化钠中的离子键使其具有较高的稳定性。

而共价键的强度则取决于原子之间的共用电子对的分布和结合方式。

环境条件也起着重要作用。

温度、光照、湿度等都可能影响化合物的稳定性。

例如，光照会导致氯化银分解。

化合物的浓度和纯度也会对稳定性产生影响。

杂质的存在可能会促进或抑制某些化学反应，从而改变化合物的稳定性。

在实际应用中，了解氯的化合物的稳定性至关重要。

全国通用2020_2022三年高考化学真题分项汇编：专题05 元素及其化合物2022年高考真题1．（2022·浙江卷）下列消毒剂的有效成分属于盐的是A ．高锰酸钾溶液B ．过氧乙酸溶液C ．双氧水D ．医用酒精 【答案】A【解析】A ．高锰酸钾溶液的有效成分为KMnO 4，其在水溶液中电离出K +和-4MnO ，故KMnO 4属于盐，A 符合题意；B ．过氧乙酸溶液的有效成分是CH 3COOOH ，在水溶液中电离出CH 3COOO -和H +，即水溶液中的阳离子全部为H +，故其属于酸，不合题意；C ．双氧水是由H 和O 组成的化合物，故其属于氧化物，C 不合题意；D ．医用酒精的有效成分为CH 3CH 2OH ，其属于有机物，不属于盐，D 不合题意； 故答案为：A 。

2．（2022·浙江卷）下列说法不正确．．．的是 A ．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维B ．高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明C ．氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料D ．用石灰右-石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏【答案】A【解析】A ．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于制造晶体管、集成电路等，而二氧化硅常用于制造光导纤维，A 错误；B ．钠的焰色反应为黄色，可用作透雾能力强的高压钠灯，B 正确；C ．耐高温材料应具有高熔点的性质，氧化铝熔点高，可用作耐高温材料，C 正确；D ．石灰石的主要成分为碳酸钙，石灰石-石膏法脱硫过程中发生反应：CaCO 3=高温CaO+CO 2↑，SO 2+CaCO 3=CaSO 3+CO 2，2CaSO 3+O 2=2CaSO 4，得到了石膏，D 正确；答案选A 。

3．（2022·浙江卷）下列说法正确的是A ．工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁B ．接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿以得到三氧化硫C ．浓硝酸与铁在常温下不能反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸D ．“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用【答案】D【解析】A ．六水合氯化镁没有自由移动的离子，不能导电，工业上通过电解熔融的无水氯化镁制取金属镁，A 不正确；B ．接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿只能得到二氧化硫，二氧化硫在接触室经催化氧化才能转化为三氧化硫，B 不正确；C ．在常温下铁与浓硝酸发生钝化反应，在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜并阻止反应继续发生，所以可用铁质容器贮运浓硝酸，C 不正确；D ．“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用，若两者混用会发生归中反应生成氯气，不仅达不到各自预期的作用效果，还会污染环境，D 正确； 综上所述，本题选D 。

系列一 主族非金属专题9 氯的氧化物及其含氧酸一、氯的氧化物－ClO 21. ClO 2的制取（1）实验室制法把氯酸钠、亚硫酸钠和稀H 2SO 4混合水浴加热可制得黄棕色的ClO 2气体，化学方程式为2NaClO 3＋Na 2SO 3＋H 2SO 4=====△2ClO 2↑＋2Na 2SO 4＋H 2O 。

①可以用SO 2代替Na 2SO 3；②要避光，否则会使ClO 2分解；②控制水浴温度和加入H 2SO 4的速度，使ClO 2均匀生成。

（2）工业制法①氯酸钠与浓盐酸反应法：2NaClO 3＋4HCl(浓)===2NaCl ＋Cl 2↑＋2ClO 2↑＋2H 2O②亚氯酸钠与Cl 2反应法：2NaClO 2＋Cl 2===2NaCl ＋2ClO 2③草酸还原法：H 2C 2O 4＋2NaClO 3＋H 2SO 4===Na 2SO 4＋2CO 2↑＋2ClO 2↑＋2H 2O④亚氯酸钠与盐酸反应法：5NaClO 2＋4HCl===5NaCl ＋4ClO 2↑＋2H 2O2．ClO 2的性质常温下为黄绿色或黄红色气体，其液体为红褐色，固体为浅红色，熔点－59 ℃，沸点11 ℃。

主要用于自来水的消毒、木质纸浆的漂白。

二氧化氯具有杀菌能力强、对人体及动物没有危害以及对环境不造成二次污染等特点。

（1）ClO 2不是HClO 2的酸酐，它在碱中发生歧化：2ClO 2+2OH===ClO －2+ClO －3+H 2O（2）ClO 2极不稳定，温度稍高、浓度稍大则发生爆炸分解成单质，2ClO 2===Cl 2+2O 2，若用空气、二氧化碳、氮气等稀释时，爆炸性会降低。

（3）光照条件下在中性水溶液中，ClO 2会发生歧化分解，形成盐酸和氯酸的混合物6ClO 2+3H 2O=====光HCl+5HClO 3（4）氧化作用：ClO 2属强氧化剂，其氧化能力是Cl 2的2.6倍。

①ClO 2能把Mn 2＋氧化成MnO 2：2ClO 2＋5Mn 2＋＋6H 2O===5MnO 2＋12H ＋＋2Cl －②ClO 2能把Fe 2＋氧化成Fe 3＋：ClO 2＋5Fe 2＋＋4H ＋===5Fe 3＋＋Cl －＋2H 2O③ClO 2在pH 为5～9的区间内，很快将硫化物(S 2－)氧化成SO 2－4，即8ClO 2＋5S 2－＋4H 2O===5SO 2－4＋8Cl －＋8H ＋④ClO 2能把废水中的CN －氧化成无毒气体：2ClO 2＋2CN －===2CO 2＋N 2＋2Cl －二、氯的含氧酸－HClO(次氯酸)、HClO 2(亚氯酸)、HClO 3(氯酸)、HClO 4(高氯酸)。

一、拓展点——氯的氧化物及含氧酸1．ClO 2的制备(1)实验室制法把氯酸钠、亚硫酸钠和稀H 2SO 4混合水浴加热可制得黄棕色的ClO 2气体，化学方程式为2NaClO 3＋Na 2SO 3＋H 2SO 4=====△2ClO 2↑＋2Na 2SO 4＋H 2O 。

[说明] ①可以用SO 2代替Na 2SO 3；②要避光，否则会使ClO 2分解；②控制水浴温度和加入H 2SO 4的速度，使ClO 2均匀生成。

(2)工业制法①氯酸钠与浓盐酸反应法：2NaClO 3＋4HCl(浓)===2NaCl ＋Cl 2↑＋2ClO 2↑＋2H 2O②亚氯酸钠与Cl 2反应法：2NaClO 2＋Cl 2===2NaCl ＋2ClO 2③草酸还原法：H 2C 2O 4＋2NaClO 3＋H 2SO 4===Na 2SO 4＋2CO 2↑＋2ClO 2↑＋2H 2O④亚氯酸钠与盐酸反应法：5NaClO 2＋4HCl===5NaCl ＋4ClO 2↑＋2H 2O2．ClO 2的性质常温下为黄绿色或黄红色气体，其液体为红褐色，固体为浅红色，熔点－59 ℃，沸点11 ℃。

(1)ClO 2见光或遇热水分解。

(2)氧化作用：ClO 2属强氧化剂，其氧化能力是Cl 2的2.6倍。

①ClO 2能把Mn 2＋氧化成MnO 22ClO 2＋5Mn 2＋＋6H 2O===5MnO 2＋12H ＋＋2Cl －②ClO 2能把Fe 2＋氧化成Fe 3＋ClO 2＋5Fe 2＋＋4H ＋===5Fe 3＋＋Cl －＋2H 2O③ClO 2在pH 为5～9的区间内，很快将硫化物(S 2－)氧化成SO 2－4，即8ClO 2＋5S 2－＋4H 2O===5SO 2－4＋8Cl －＋8H ＋ ④ClO 2能把废水中的CN －氧化成无毒气体2ClO 2＋2CN －===2CO 2＋N 2＋2Cl －[示例1] ClO 2是一种高效安全的杀菌消毒剂。

-------------------------- 元素化学02：氯的氧化物和含氧酸及盐 （时间：2.5 小时 满分：100 分）第一题（27 分）ClO 2 是氯的最重要氧化物 世界环保联盟将全面禁止在自来水中加氯，取而代之的是安全高效的杀菌消毒剂ClO 2。

ClO 2 是一种黄绿色，有刺激性气味的气体，熔点：－59℃，沸点：11.0℃。

℃。

1．干燥的ClO 2 分解中可生成Cl 2O ，后者可进一步分解为单质。

经测定：ClO 2 分子中Cl －O 键长为147pm ，Cl 2O 分子中的Cl －O 键长为170pm （与正常的单键是一致）；键能D(Cl －O)＝209kJ/mol 、D(Cl －Cl)＝243kJ/mol 、D(O 2)＝499kJ/mol 。

（1）从结构上解释Cl －O 长短不同的原因。

长短不同的原因。

（2）比较Cl 2O 与ClO 2 的键角大小，并解释。

的键角大小，并解释。

（3）说明为什么Cl 2O 分子能够自动地分解为单质。

分子能够自动地分解为单质。

2．ClO 2 是含单电子的物质分子，应具有二聚倾向。

但经测定它在气态、液态和固态均无二聚的作用。

何故？ 3．ClO 2 为高效低毒的消毒剂，其消毒的效率是等物质的量的Cl 2 的多少倍。

的多少倍。

4．化学史上，从ClO 2 的制备到确定其化学式，经历了近百年。

的制备到确定其化学式，经历了近百年。

（1）1797 年Hoyle 在用浓H 2SO 4 和氯酸钾反应时得到一种具有爆炸性的黄色气体（ClO 2）。

写出反应方程式。

）。

写出反应方程式。

（2）1851 年Davy 使2 体积上述黄色气体完全分解，产物为3 体积气体，其中氧和氯体积比为2∶1。

为什么Davy 未能由此导出黄色气体的分子式为ClO 2 呢？呢？（3）1882 年，Pebal 测得黄色气体的密度后，测得黄色气体的密度后，确定其组成为确定其组成为ClO 2。

氯，CHLORINE，源自chloros，意为“绿黄”，1774年发现。

它能和其他元素化合的数目，差不多和氟一样多，只是略逊一筹而已。

它有足够的强烈作用力，能用来制造漂白剂，本身是一种消毒剂和有毒的气体。

纯氯通常是由电解食盐（NaCl）所收集来的。

氯的发现简史卡尔·威廉·舍勒（K．W．Scheele，1742-1786）在1774年，瑞典化学家舍勒（Scheele K W，1742-1786）在从事软锰矿的研究时发现：软锰矿与盐酸混合后加热就会生成一种令人窒息的黄绿色气体，这种气体微溶于水，使水显酸性。

能漂白有色花朵和绿叶，还能和各种金属发生反应。

当时，大化学家拉瓦锡认为氧是酸性的起源，一切酸中都含有氧。

舍勒及许多化学家都坚信拉瓦锡的观点，认为这种黄绿色的气体是一种化合物，是由氧和另外一种未知的基所组成的，所以舍勒称它为“氧化盐酸”。

但英国化学家戴维（Davy S H，1778-1829）却持有不同的观点，他想尽了一切办法也不能从氧化盐酸中把氧夺取出来，他怀疑氧化盐酸中根本就没有氧存在。

1810年，戴维以无可辩驳的事实证明了所谓的氧化盐酸不是一种化合物，而是一种化学元素的单质。

他将这种元素命名为“Chlorine”。

它的希腊文原意是“绿色”。

中文译名为氯。

汉弗莱·戴维（Humphry·Davy，1778—1829）氯单质及其性质氯气Cl2是一种黄绿色的气体，标准状况下，1LCl2重3.21g大约是同体积空气质量的倍。

Cl2极易液化，如果使之冷却至239K或常温时在0.6MPa下，氯气就会变成黄绿色油状液体。

液氯在172K还可以凝固成黄色固体。

氯气具有强烈的窒息气味，有毒！吸入少量时会刺激鼻腔和喉头黏膜，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量就会窒息死亡。

发生氯气中毒时可吸入酒精和乙醚的混合蒸气作为解毒剂。

吸入氨水蒸气也有效。

氯气可用于纸浆和棉布的漂白，也可用于饮水的消毒。