河北 王民會(huì)

橫看成嶺側(cè)成峰，遠(yuǎn)近高低各不同
——例說(shuō)氯水的性質(zhì)

河北 王民會(huì)

氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)：①Cl2的強(qiáng)氧化性；②HClO、ClO－的強(qiáng)氧化性；③HCl的強(qiáng)酸性；④HClO的弱酸性；⑤Cl－的性質(zhì)。⑥主要存在Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO平衡體系。在不同的反應(yīng)中，氯水中起作用的成分不同，一般從以下6個(gè)角度考查。

一、從新制氯水中存在的微粒角度

氯氣的水溶液稱為氯水，在25℃時(shí)，1體積水可溶解2．26體積的氯氣。在常溫下，溶于水的部分氯氣與水發(fā)生反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。

【例1】下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．新制氯水中存在的分子為Cl2、H2O、HClO、HCl

B．新制氯水中存在的離子H＋、Cl－、ClO－、少量OH

C．新制氯水中存在的溶質(zhì)HCl、HClO

D．液氯和氯水都是混合物

【解析】鹽酸是強(qiáng)酸，完全電離，在溶液中不存在HCl分子，A錯(cuò)誤；次氯酸是弱酸寫(xiě)離子方程式時(shí)用分子式表達(dá)，但是它仍有少部分發(fā)生電離，生成H＋和ClO－，B正確；我們習(xí)慣方程式右邊是反應(yīng)產(chǎn)物，易忘記這是一個(gè)可逆反應(yīng)，氯水中還存在氯氣，溶質(zhì)應(yīng)為Cl2、HCl、HClO，C錯(cuò)誤；液氯是氯氣經(jīng)過(guò)降溫加壓得到的純凈物，D錯(cuò)誤。

【答案】B

二、從氧化還原反應(yīng)角度

以新制的氯水為載體，考查Cl2和HClO、ClO－的強(qiáng)氧化性，表現(xiàn)形式為①氧化劑、還原劑、被氧化、被還原等概念的判斷，②氧化性（還原性）強(qiáng)弱比較及其應(yīng)用，③計(jì)算電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目等。

【例2】下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．（2014山東）Cl2＋2Br－2Cl－＋Br2與Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu反應(yīng)中均為單質(zhì)被還原的置換反應(yīng)

B．（2015四川）漂粉精作消毒劑時(shí)，起還原作用

C．（2015安徽）在NaClO和NaCl混合溶液中H＋、NH、SO、Br－可以大量共存

D．（2015安徽）向NaClO和NaCl混合溶液中加入濃鹽酸，每產(chǎn)生1molCl2，轉(zhuǎn)移電子約為6．02×1023個(gè)

E．向BaCl2溶液中通入適量的SO2氣體，產(chǎn)生白色沉淀BaSO3，再滴入幾滴氯水BaSO3轉(zhuǎn)化為BaSO4

【解析】Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu的反應(yīng)中Zn單質(zhì)化合價(jià)升高被氧化，A錯(cuò)誤；漂粉精作消毒劑時(shí)，是利用次氯酸根離子的強(qiáng)氧化性，B錯(cuò)誤；ClO－具有強(qiáng)氧化性，在酸性條件下，將Br－氧化為Br2或者從H＋和ClO－生成HClO角度分析，C錯(cuò)誤；方程式為：NaClO＋2HClNaCl＋H2O＋Cl2↑，生成1molCl2，根據(jù)Cl2～e－，轉(zhuǎn)移電子約為6．02×1023個(gè)，D正確；向BaCl2溶液中通入適量的SO2氣體，不會(huì)產(chǎn)生沉淀，因?yàn)槿跛酘2SO3不能制備強(qiáng)酸HCl；滴入幾滴氯水，SO2＋2H2O＋Cl2H2SO4＋2HCl，SO2被氧化為H2SO4，產(chǎn)生不溶于酸的BaSO4沉淀，E錯(cuò)誤。

【答案】D

【例3】下列由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是（ ）

_____________ ___________操作及現(xiàn)象結(jié)論A 均為水作還原劑（2014山東）2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑Cl2＋H2OHCl＋HClO 的氧化還原反應(yīng)B（2015山東）向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈紅色溶液中一定含有Fe2＋C（2015山東）向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振蕩、靜置，溶液上層呈橙紅色Br－還原性強(qiáng)于Cl －D（2015廣東）向含I－的無(wú)色溶液中滴加少量新制氯水，再滴加淀粉溶液，加入淀粉后溶液變成藍(lán)色氧化性：Cl2＞I 2

【解析】Na2O2與H2O的反應(yīng)中氧化劑、還原劑均為Na2O2，Cl2與H2O的反應(yīng)中氧化劑、還原劑均為Cl2，A錯(cuò)誤；Cl2＋2Fe2＋2Fe3＋＋2Cl－，但該溶液可能原來(lái)含有Fe2＋或Fe3＋，也會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；上層呈橙紅色，說(shuō)明Cl2＋2NaBrBr2＋2NaCl，則Br－的還原性強(qiáng)于Cl－，C正確；淀粉溶液變成藍(lán)色則生成了I2，說(shuō)明氯水把I－氧化成了I2，故氧化性：Cl2＞I2，D正確。

【答案】CD

三、從離子反應(yīng)角度

以新制的氯水中微粒為載體，考查離子共存、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、離子推斷和Cl－離子檢驗(yàn)。

【例4】下列敘述合理的是（ ）

【解析】不滿足電荷守恒和原子守恒，正確的離子方程式為Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O，A錯(cuò)誤；酸性溶液中不能大量存在ClO－，或者說(shuō)ClO－具有強(qiáng)氧化性將I－氧化為I2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；HClO是弱酸不能拆開(kāi)寫(xiě)，應(yīng)以分子形式存在，正確的是Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

【答案】D

【例5】（2014上海）某未知溶液可能含Cl－、CO、Na＋、SO、Al3＋，將溶液滴在藍(lán)色石蕊試紙上，試紙變紅。取少量試液，滴加硝酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀生成；在上層清液中滴加硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀。下列判斷合理的是（ ）

A．一定有Cl－

C．一定沒(méi)有Al3＋

【答案】BD

操作和現(xiàn)象結(jié)論注意事項(xiàng)1．“將溶液滴在藍(lán)色石蕊試紙上，試紙變紅”說(shuō)明溶液顯酸性，則CO2－3一定不存在（CO2－3H2O＋CO2↑）＋2H ＋

續(xù)表

四、從化學(xué)平衡角度

以新制氯水中Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO為載體考查平衡體系中微粒濃度的大小比較、影響平衡移動(dòng)的因素、對(duì)動(dòng)態(tài)平衡原理的正確理解。

【例6】下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．（2009廣東）氯水中∶

c（Cl2）＝2［c（ClO－）＋c（Cl－）＋c（HCl）］

B．（2009廣東）氯水中∶

c（Cl－）＞c（H＋）＞c（OH－）＞c（ClO－）

C．（2015北京）某消毒液的主要成分為NaClO，還含有一定量的NaOH，該消毒液的pH約為12的主要原因是ClO－＋H2OHClO＋OH－（已知：飽和NaClO溶液的pH約為11）

D．1mol Cl2溶于水參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子個(gè)數(shù)為NA

E．向飽和氯水中加入碳酸鈣，可制取較高濃度的次氯酸

【解析】A項(xiàng)中c（Cl2）表示氯氣分子的平衡濃度，而等式右邊應(yīng)與氯氣分子的消耗濃度相等，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氯氣與水反應(yīng)后生成完全電離的鹽酸和部分電離的HClO，c（H＋）應(yīng)是二者電離之和，故c（H＋）＞c（Cl－），B錯(cuò)誤；飽和NaClO溶液的pH約為11，而該消毒液的pH約為12＞11，主要原因是含有一定量的NaOH，C錯(cuò)誤；Cl2＋H2OHCl＋HClO是可逆反應(yīng)，參與反應(yīng)的Cl2小于1mol，所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目小于NA，D錯(cuò)誤；Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入CaCO3，HClO的酸性比碳酸酸性弱，HClO與CaCO3不反應(yīng)，而2HCl＋CaCO3CaCl2＋H2O＋CO2↑，平衡正向移動(dòng)，次氯酸濃度增大，E正確。

【答案】E

五、氯水的不穩(wěn)定性和漂白性

氯水不穩(wěn)定，長(zhǎng)久放置的氯水最終為稀鹽酸，原因是次氯酸見(jiàn)光分解，2HClO2HCl＋O2↑，同理，漂白粉或漂粉精失效的原因也是如此。

【例7】（2015上海）下列物質(zhì)見(jiàn)光不會(huì)分解的是（ ）

A．HClO B．NH4Cl

C．HNO3D．AgNO3

【解析】次氯酸光照分解為氯化氫和氧氣，硝酸及硝酸鹽對(duì)光和熱均不穩(wěn)定，故選B。

【答案】B

【例8】某同學(xué)用下圖所示的方法研究物質(zhì)的性質(zhì)，其中氣體a主要成分是氯氣，雜質(zhì)是空氣和水蒸氣?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）該項(xiàng)研究（實(shí)驗(yàn)）的主要目的是________。

（2）濃硫酸的作用是________；與研究目的直接相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________。

（3）該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在事故隱患，事故表現(xiàn)是________；請(qǐng)?jiān)谌缟蠄D的D處以圖的形式表明克服事故隱患的措施。

【解析】本題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄柯葰飧磻?yīng)生成的HClO具有漂白作用，干燥的氯氣無(wú)漂白作用，依據(jù)此目的本題設(shè)計(jì)了氯氣分別與干燥的有色布條和濕潤(rùn)的有色布條作用。事故隱患是Cl2有毒，污染環(huán)境。

【答案】（1）比較Cl2與HClO誰(shuí)有漂白性

（2）吸收氣體a中的水 B內(nèi)的布條不變色，C內(nèi)的布條褪色

（3）多余的Cl2污染空氣 D處如圖所示

六、從氯水成分的實(shí)驗(yàn)探究角度

1．實(shí)驗(yàn)探究含酚酞的NaOH的稀溶液紅色突然消失原理

【例9】某化學(xué)研究小組探究新制飽和氯水的組成和性質(zhì)：先觀察氯水的外觀，再用膠頭滴管將該氯水逐滴滴入含有酚酞的NaOH溶液中，邊滴邊振蕩，并連續(xù)觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)溶液的紅色逐漸褪去得到無(wú)色溶液。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)寫(xiě)出新制飽和氯水中含有氯元素物質(zhì)的化學(xué)式：______________________________________________________。

（2）若不再進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)說(shuō)明能快速判斷氯水中含有Cl2的主要依據(jù)：__________________________________。

（3）根據(jù)預(yù)測(cè)，實(shí)驗(yàn)中溶液紅色褪去的原因可能有兩種，請(qǐng)用簡(jiǎn)要的文字說(shuō)明之：①________；②________。

（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究溶液紅色褪去的原因究竟是上述中的①還是②，請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)的方法、現(xiàn)象和結(jié)論：____。

（5）SO2和Cl2都能用于漂白，若將SO2和Cl2等物質(zhì)的量混合通入品紅溶液，能達(dá)到“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”的漂白效果嗎？

【解答】（1）Cl2、HCl（或Cl－）、HClO。

（2）氯水顯淺黃綠色。

（3）①HCl中和了NaOH；②HClO漂白（氧化）了酚酞。

（4）取無(wú)色溶液3mL盛于另一支潔凈的試管中，加2滴NaOH溶液，振蕩，觀察現(xiàn)象。若溶液復(fù)現(xiàn)紅色，則證明溶液紅色褪去的原因是HCl中和了NaOH；若溶液仍為無(wú)色，則證明溶液紅色褪去的原因是HClO漂白（氧化）了酚酞。

（5）不能，因?yàn)镾O2和Cl2會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：SO2＋Cl2＋2H2OH2SO4＋2HCl，生成的鹽酸和稀硫酸無(wú)漂白性，從而減弱漂白效果或失去漂白效果。

2．探究氯水的成分和性質(zhì)

【例10】（2014江蘇）在探究新制飽和氯水成分的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是（ ）

A．氯水的顏色呈淺黃綠色，說(shuō)明氯水中含有Cl2

B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明氯水中含有Cl－

C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)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(shuō)明氯水中含有HClO

【解析】Cl2的顏色為黃綠色，正因?yàn)槁人腥芙饬它S綠色的Cl2，才使得氯水顯示了淺黃綠色，A正確；Cl－與Ag＋結(jié)合生成AgCl白色沉淀，B正確；Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO，H＋與NaHCO3反應(yīng)生成CO2氣體，C正確；氯水中的Cl2也能將Fe2＋氧化為Fe3＋，D錯(cuò)誤。

【答案】D

（作者單位：河北省石家莊市鹿泉區(qū)第一中學(xué)）