湖北 羅功舉

氯及其化合物知識(shí)在高考中的考查

湖北 羅功舉

氯是考綱中定義的重要常見(jiàn)非金屬元素，事實(shí)上，氯及其化合物知識(shí)確實(shí)也是歷年高考命題的重要切入點(diǎn)，值得關(guān)注。下面以2015年高考題為例，將氯及化合物的常考方式歸類分析如下，供復(fù)習(xí)參考。

一、考情分析

考綱要求：①了解氯單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用；②掌握Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法；③了解氯單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。

考情分析：從歷年高考考查情況來(lái)看，主要考點(diǎn)包括以下幾類：一是考查氯及其化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途等；二是融合基本概念和基本理論，考查知識(shí)的綜合運(yùn)用能力；三是從實(shí)驗(yàn)角度考查氯及其化合物的制備，考查微粒鑒別、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等；四是聯(lián)系實(shí)際，以現(xiàn)代生產(chǎn)、日常生活、科學(xué)技術(shù)等為背景，考查學(xué)科內(nèi)知識(shí)的融合、滲透，檢測(cè)綜合應(yīng)用水平。預(yù)測(cè)2017年高考中，氯及其化合物知識(shí)仍將是高考考查的重要物質(zhì)，以其為載體可以元素化合物基礎(chǔ)知識(shí)，可以綜合考查基本概念和基本理論，或與生產(chǎn)、生活、科技、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算等相聯(lián)系，考查知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。

二、知識(shí)體系

三、命題分析

（1）考查氯及化合物組成結(jié)構(gòu) 一般的，這類問(wèn)題主要涉及原子的組成微粒、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)（如各原子的連接順序、化學(xué)鍵情況等）分析，多以化學(xué)用語(yǔ)形式進(jìn)行考查。

例1 （2015江蘇）下列有關(guān)氯元素及其化合物的表示正確的是（ ）

D．氯乙烯分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：H3C—CH2Cl

點(diǎn)評(píng) 用化學(xué)用語(yǔ)表示氯的某些化合物的結(jié)構(gòu)時(shí)，有些經(jīng)典的易錯(cuò)情形要引起注意，如書寫次氯酸的結(jié)構(gòu)式或電子式、氯化鈣的電子式等，要通過(guò)理解或反復(fù)記憶來(lái)減少出錯(cuò)。

（2）考查氯及化合物的性質(zhì) 這類問(wèn)題多涉及氯及化合物的化學(xué)性質(zhì)，如氧化性或還原性、與酸或堿反應(yīng)、漂白性等，分析時(shí)要厘清物質(zhì)的具體性質(zhì)。

例2 （2015安徽）下列有關(guān)NaClO和NaCl混合溶液的敘述正確的是（ ）

A．該溶液中，H＋、NH、SO、Br－可以大量共存

B．該溶液中，Ag＋、K＋、NO、CH3CHO可以大量共存

C．向該溶液中滴入少量FeSO4溶液，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋ClO－＋2H＋Cl－＋2Fe3＋＋H2O

D．向該溶液中加入濃鹽酸，每產(chǎn)生1mol Cl2，轉(zhuǎn)移電子約為6．02×1023個(gè)

分析：A項(xiàng)中，H＋、ClO－、Cl－不能大量共存，錯(cuò)誤；B項(xiàng)中，Ag＋、Cl－不能大量共存，錯(cuò)誤；C項(xiàng)中，NaClO水解，使該混合溶液呈堿性，故其離子方程式中不能出現(xiàn)H＋，該反應(yīng)過(guò)程為6Fe2＋＋3ClO－＋3H2O2Fe（OH）3↓＋3Cl－＋4Fe3＋；D項(xiàng)中，發(fā)生反應(yīng)：2H＋＋ClO－＋Cl－Cl2↑＋H2O，每產(chǎn)生1mol Cl2，轉(zhuǎn)移1mol電子，正確。答案為D。

點(diǎn)評(píng) 氯及化合物中，有些物質(zhì)的性質(zhì)具有多重性，如氯水、次氯酸鹽等，分析具體問(wèn)題時(shí)，要抓準(zhǔn)考查對(duì)象與物質(zhì)性質(zhì)間的聯(lián)系，以免張冠李戴。

（3）考查氯及化合物的有關(guān)反應(yīng)式 常見(jiàn)問(wèn)題包括化學(xué)反應(yīng)方程式書寫、氧化還原反應(yīng)方程式分析、離子方程式書寫或正誤判斷等，答題時(shí)，要注意細(xì)節(jié)要求。

例3 （2015北京）某消毒液的主要成分為NaClO，還含有一定量的NaOH，下列用來(lái)解釋事實(shí)的方程式中不合理的是（已知：飽和NaClO溶液的pH約為11）（ ）

A．該消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制備：Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O B．該消毒液的pH約為12：ClO－＋H2OHClO＋OHC．該消毒液與潔廁靈（主要成分為HCl）混用，產(chǎn)生Cl2：2H＋＋Cl－＋ClO－Cl2↑＋H2O

D．該消毒液加白醋生成HClO，可增強(qiáng)漂白作用：CH3COOH＋ClO－HClO＋CH3COO－

分析：A項(xiàng)，Cl2和NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O，正確；B項(xiàng)，飽和NaClO溶液的pH約為11，現(xiàn)混合溶液的pH約為12，說(shuō)明含有一定量的NaOH使溶液堿性增強(qiáng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，消毒液與潔廁靈混用會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，方程式為NaClO＋2HClNaCl＋Cl2↑＋H2O，正確；D項(xiàng)，醋酸的酸性強(qiáng)于HClO，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理，該反應(yīng)可以發(fā)生，正確。答案為B。

點(diǎn)評(píng) 氯是一種變價(jià)元素，氯及化合物的有關(guān)反應(yīng)常常涉及氧化還原反應(yīng)知識(shí)，分析問(wèn)題時(shí)，要根據(jù)反應(yīng)規(guī)律準(zhǔn)確推斷反應(yīng)產(chǎn)物中氯元素的存在形式，再書寫或判斷。

（4）考查氯及化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系 元素及化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系既是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，也常常是考查的重點(diǎn)。一要注意物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化規(guī)律，二要把握轉(zhuǎn)化條件，對(duì)信息問(wèn)題更要重視此點(diǎn)。

例4 （2015廣東）用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。

（1）傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過(guò)如上圖所示的催化劑循環(huán)實(shí)現(xiàn)，其中，反應(yīng)①為2HCl（g）＋CuO（s）H2O（g）＋CuCl2（s）

ΔH1，反應(yīng)②生成1mol Cl2（g）的反應(yīng)熱為ΔH2，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________（反應(yīng)熱用ΔH1和ΔH2表示）。

（2）新型RuO2催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。

①實(shí)驗(yàn)測(cè)得在一定壓強(qiáng)下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl－T曲線如圖，則總反應(yīng)的ΔH________（填“＞”“＝”或“＜”）0；A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K（A）與K（B）中較大的是________。

②在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大，畫出相應(yīng)αHCl－T曲線的示意圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：_________________。

③下列措施中有利于提高αHCl－T的有_____________。

A．增大n（HCl） B．增大n（O2）

C．使用更好的催化劑 D．移去H2O

（3）一定條件下測(cè)得反應(yīng)過(guò)程匯總n（Cl2）的數(shù)據(jù)如下：

_______t/mol __ __0 1．8 3．7 5．4 7．2 min 0 2．0 4．0 6．0 8．0n（Cl2）/10－3

計(jì)算2．0～6．0min以內(nèi)HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率（以mol·min－1為單位，寫出計(jì)算過(guò)程）。

（4）Cl2用途廣泛，寫出Cl2制備漂白粉的化學(xué)方程式：_____________________。

分析：本題以HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的反應(yīng)問(wèn)題為切入點(diǎn)，考查熱化學(xué)方程式書寫、反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡問(wèn)題、化學(xué)方程式書寫等，綜合性較強(qiáng)。

（1）根據(jù)圖示可知反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式為CuCl2（s）＋1/2O2（gCuO（s）＋Cl2（g） ΔH2，由蓋斯定律，2①＋2②，即得4HCl（g）＋O2（g2Cl2（g）＋2H2O（g） ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2。

（2）①觀察圖象可知，隨著溫度的升高，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率逐漸減小，說(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即ΔH＜0。A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度較低，平衡逆向移動(dòng)程度較B點(diǎn)小，故平衡常數(shù)較大的是K（A）。

②此問(wèn)考查壓強(qiáng)和溫度共同對(duì)化學(xué)平衡的影響。隨著壓強(qiáng)的增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，αHCl增大；而隨著溫度的升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，αHCl減小。如圖。

理由：增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng)，即平衡正向移動(dòng)，αHCl增大

③增加另一種反應(yīng)物的濃度、減少生成物的濃度（如及時(shí)移出生成物）都可以提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。答案：BD。

（3）根據(jù)題意可知：v（HCl）＝Δn/Δt＝（5．4×10－3mol－1．8×10－3mol）/4min＝9．0×10－4mol·min－1。

（4）制備漂白粉是將氯氣通入消石灰中制取的，反應(yīng)方程式為2Ca（OH）2＋2Cl2CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。

點(diǎn)評(píng) 分析元素及化合物間轉(zhuǎn)化的綜合性問(wèn)題時(shí)，可將大題化小，分解為不同知識(shí)點(diǎn)類的問(wèn)題，然后分別用對(duì)應(yīng)知識(shí)來(lái)解答，最后整合。

（5）考查氯及化合物的有關(guān)實(shí)驗(yàn) 這類問(wèn)題常常涉及物質(zhì)的制備、微粒的鑒別、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究、物質(zhì)性質(zhì)驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)基本操作、定量計(jì)算等，是綜合性很強(qiáng)的必考題型。

例5（2015新課標(biāo)Ⅱ）二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑，回答下列問(wèn)題：

（1）工業(yè)上可用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。

（2）實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2（亞氯酸鈉）為原料，通過(guò)以下過(guò)程制備ClO2：

①電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________________。

②溶液X中大量存在的陰離子有________。

③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是_____________（填標(biāo)號(hào)）。

a．水b．堿石灰

c．濃硫酸 d．飽和食鹽水

（3）用下圖裝置可以測(cè)定混合氣中ClO2的含量：

Ⅰ．在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；

Ⅱ．在玻璃液封裝置中加入水，使液面沒(méi)過(guò)玻璃液封管的管口；

Ⅲ．將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收；

Ⅳ．將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中；

①錐形瓶?jī)?nèi)ClO2與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________。

②玻璃液封裝置的作用是_______________。

③Ⅴ中加入的指示劑通常為_(kāi)__________，滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是______________。

④測(cè)得混合氣中ClO2的質(zhì)量為_(kāi)_________g。

（4）O2處理過(guò)的飲用水會(huì)含有一定量的亞氯酸鹽。若要除去超標(biāo)的亞氯酸鹽，下列物質(zhì)最適宜的是________（填標(biāo)號(hào)）。

a．明礬 b．碘化鉀

c．鹽酸 d．硫酸亞鐵

分析：（1）反應(yīng)中，氯酸鉀中氯元素從＋5價(jià)降低到＋4價(jià)，得到1個(gè)電子，是氧化劑；亞硫酸鈉中硫元素從＋4價(jià)升高到＋6價(jià)，失去2個(gè)電子，是還原劑，根據(jù)電子得失守恒可知該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1。

②反應(yīng)中有氨氣生成，所以存在OH－；根據(jù)氯元素守恒可知，溶液中還應(yīng)該存在大量的Cl－。答案為OH－、Cl－。

③ClO2易溶于水，能與堿反應(yīng)，所以除去ClO2中的NH3可選用的試劑是濃硫酸。答案為c。

（3）①ClO2具有強(qiáng)氧化性，則錐形瓶?jī)?nèi)ClO2與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為2ClO2＋10I－＋8H＋2Cl－＋5I2＋4H2O。

②由于二氧化氯是氣體，容易揮發(fā)到空氣中，所以玻璃液封裝置的作用是吸收殘余的二氧化氯氣體（避免碘逸出）。

③由于碘遇淀粉顯藍(lán)色，則Ⅴ中加入的指示劑通常為淀粉溶液；滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變。

④根據(jù)方程式可知，2ClO2～5I2～10S2O，則測(cè)得混合氣中ClO2的質(zhì)量為0．1mol/L×0．02L×67．5g/mol÷5＝0．027 00g。

（4）亞氯酸鹽具有氧化性，因此，若要除去超標(biāo)的亞氯酸鹽，最適宜的是硫酸亞鐵，因?yàn)檠趸a(chǎn)物Fe3＋能凈水。

點(diǎn)評(píng) 處理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí)，一要把握實(shí)驗(yàn)原理（反應(yīng)式、流程圖、裝置圖），二要弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，然后結(jié)合原理和目的來(lái)分析實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)。

除上述一些類型的問(wèn)題外，氯及其化合物的計(jì)算（如濃度計(jì)算、化學(xué)方程式計(jì)算等）、用途、涉及氯及其化合物的學(xué)科內(nèi)綜合問(wèn)題（如氯堿工業(yè)、氧化還原反應(yīng)）等也在近幾年的高考中多次呈現(xiàn)。因此，復(fù)習(xí)中既要重視基礎(chǔ)知識(shí)的梳理，也要研究熱點(diǎn)題型，以提高學(xué)習(xí)水平和高考適應(yīng)能力。

（作者單位：湖北省枝江一中）