氯及其化合物知识在高考中的考查

湖北 罗功举

氯及其化合物知识在高考中的考查

湖北 罗功举

氯是考纲中定义的重要常见非金属元素，事实上，氯及其化合物知识确实也是历年高考命题的重要切入点，值得关注。下面以2015年高考题为例，将氯及化合物的常考方式归类分析如下，供复习参考。

一、考情分析

考纲要求：①了解氯单质及其重要化合物的主要性质及应用；②掌握Cl2的实验室制法；③了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响。

考情分析：从历年高考考查情况来看，主要考点包括以下几类：一是考查氯及其化合物的组成、结构、性质、用途等；二是融合基本概念和基本理论，考查知识的综合运用能力；三是从实验角度考查氯及其化合物的制备，考查微粒鉴别、化学实验基础知识和基本技能、实验设计等；四是联系实际，以现代生产、日常生活、科学技术等为背景，考查学科内知识的融合、渗透，检测综合应用水平。预测2017年高考中，氯及其化合物知识仍将是高考考查的重要物质，以其为载体可以元素化合物基础知识，可以综合考查基本概念和基本理论，或与生产、生活、科技、实验、计算等相联系，考查知识的综合应用能力。

二、知识体系

三、命题分析

（1）考查氯及化合物组成结构 一般的，这类问题主要涉及原子的组成微粒、物质的结构（如各原子的连接顺序、化学键情况等）分析，多以化学用语形式进行考查。

例1 （2015江苏）下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是（ ）

D．氯乙烯分子的结构简式：H3C—CH2Cl

点评 用化学用语表示氯的某些化合物的结构时，有些经典的易错情形要引起注意，如书写次氯酸的结构式或电子式、氯化钙的电子式等，要通过理解或反复记忆来减少出错。

（2）考查氯及化合物的性质 这类问题多涉及氯及化合物的化学性质，如氧化性或还原性、与酸或碱反应、漂白性等，分析时要厘清物质的具体性质。

例2 （2015安徽）下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是（ ）

A．该溶液中，H＋、NH、SO、Br－可以大量共存

B．该溶液中，Ag＋、K＋、NO、CH3CHO可以大量共存

C．向该溶液中滴入少量FeSO4溶液，反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋Cl－＋2Fe3＋＋H2O

D．向该溶液中加入浓盐酸，每产生1mol Cl2，转移电子约为6．02×1023个

分析：A项中，H＋、ClO－、Cl－不能大量共存，错误；B项中，Ag＋、Cl－不能大量共存，错误；C项中，NaClO水解，使该混合溶液呈碱性，故其离子方程式中不能出现H＋，该反应过程为6Fe2＋＋3ClO－＋3H2O2Fe（OH）3↓＋3Cl－＋4Fe3＋；D项中，发生反应：2H＋＋ClO－＋Cl－Cl2↑＋H2O，每产生1mol Cl2，转移1mol电子，正确。答案为D。

点评 氯及化合物中，有些物质的性质具有多重性，如氯水、次氯酸盐等，分析具体问题时，要抓准考查对象与物质性质间的联系，以免张冠李戴。

（3）考查氯及化合物的有关反应式 常见问题包括化学反应方程式书写、氧化还原反应方程式分析、离子方程式书写或正误判断等，答题时，要注意细节要求。

例3 （2015北京）某消毒液的主要成分为NaClO，还含有一定量的NaOH，下列用来解释事实的方程式中不合理的是（已知：饱和NaClO溶液的pH约为11）（ ）

A．该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备：Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O B．该消毒液的pH约为12：ClO－＋H2OHClO＋OHC．该消毒液与洁厕灵（主要成分为HCl）混用，产生Cl2：2H＋＋Cl－＋ClO－Cl2↑＋H2O

D．该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：CH3COOH＋ClO－HClO＋CH3COO－

分析：A项，Cl2和NaOH反应的化学方程式为Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O，正确；B项，饱和NaClO溶液的pH约为11，现混合溶液的pH约为12，说明含有一定量的NaOH使溶液碱性增强，错误；C项，消毒液与洁厕灵混用会发生氧化还原反应，方程式为NaClO＋2HClNaCl＋Cl2↑＋H2O，正确；D项，醋酸的酸性强于HClO，根据强酸制弱酸的原理，该反应可以发生，正确。答案为B。

点评 氯是一种变价元素，氯及化合物的有关反应常常涉及氧化还原反应知识，分析问题时，要根据反应规律准确推断反应产物中氯元素的存在形式，再书写或判断。

（4）考查氯及化合物的转化关系 元素及化合物间的转化关系既是学习的重点，也常常是考查的重点。一要注意物质间的转化规律，二要把握转化条件，对信息问题更要重视此点。

例4 （2015广东）用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。

（1）传统上该转化通过如上图所示的催化剂循环实现，其中，反应①为2HCl（g）＋CuO（s）H2O（g）＋CuCl2（s）

ΔH1，反应②生成1mol Cl2（g）的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为________________（反应热用ΔH1和ΔH2表示）。

（2）新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。

①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl－T曲线如图，则总反应的ΔH________（填“＞”“＝”或“＜”）0；A、B两点的平衡常数K（A）与K（B）中较大的是________。

②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl－T曲线的示意图，并简要说明理由：_________________。

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．使用更好的催化剂 D．移去H2O

（3）一定条件下测得反应过程汇总n（Cl2）的数据如下：

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

计算2．0～6．0min以内HCl的物质的量变化表示的反应速率（以mol·min－1为单位，写出计算过程）。

（4）Cl2用途广泛，写出Cl2制备漂白粉的化学方程式：_____________________。

分析：本题以HCl转化为Cl2的反应问题为切入点，考查热化学方程式书写、反应速率计算、化学平衡问题、化学方程式书写等，综合性较强。

（1）根据图示可知反应②的热化学方程式为CuCl2（s）＋1/2O2（gCuO（s）＋Cl2（g） ΔH2，由盖斯定律，2①＋2②，即得4HCl（g）＋O2（g2Cl2（g）＋2H2O（g） ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2。

（2）①观察图象可知，随着温度的升高，总反应的HCl平衡转化率逐渐减小，说明该反应的正反应为放热反应，即ΔH＜0。A点对应温度较低，平衡逆向移动程度较B点小，故平衡常数较大的是K（A）。

②此问考查压强和温度共同对化学平衡的影响。随着压强的增大，平衡向气体体积减小的方向移动，αHCl增大；而随着温度的升高，平衡向逆反应方向移动，αHCl减小。如图。

理由：增大压强，平衡向气体分子数减少的方向移动，即平衡正向移动，αHCl增大

③增加另一种反应物的浓度、减少生成物的浓度（如及时移出生成物）都可以提高反应物的转化率。答案：BD。

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

（4）制备漂白粉是将氯气通入消石灰中制取的，反应方程式为2Ca（OH）2＋2Cl2CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。

点评 分析元素及化合物间转化的综合性问题时，可将大题化小，分解为不同知识点类的问题，然后分别用对应知识来解答，最后整合。

（5）考查氯及化合物的有关实验 这类问题常常涉及物质的制备、微粒的鉴别、实验设计与探究、物质性质验证、实验基本操作、定量计算等，是综合性很强的必考题型。

例5（2015新课标Ⅱ）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，回答下列问题：

（1）工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。

（2）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2：

①电解时发生反应的化学方程式为______________________________________________________。

②溶液X中大量存在的阴离子有________。

③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是_____________（填标号）。

a．水b．碱石灰

c．浓硫酸 d．饱和食盐水

（3）用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：

Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；

Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；

Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；

Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；

①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为________________________。

②玻璃液封装置的作用是_______________。

③Ⅴ中加入的指示剂通常为___________，滴定至终点的现象是______________。

④测得混合气中ClO2的质量为__________g。

（4）O2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是________（填标号）。

a．明矾 b．碘化钾

c．盐酸 d．硫酸亚铁

分析：（1）反应中，氯酸钾中氯元素从＋5价降低到＋4价，得到1个电子，是氧化剂；亚硫酸钠中硫元素从＋4价升高到＋6价，失去2个电子，是还原剂，根据电子得失守恒可知该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1。

②反应中有氨气生成，所以存在OH－；根据氯元素守恒可知，溶液中还应该存在大量的Cl－。答案为OH－、Cl－。

③ClO2易溶于水，能与碱反应，所以除去ClO2中的NH3可选用的试剂是浓硫酸。答案为c。

（3）①ClO2具有强氧化性，则锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋2Cl－＋5I2＋4H2O。

②由于二氧化氯是气体，容易挥发到空气中，所以玻璃液封装置的作用是吸收残余的二氧化氯气体（避免碘逸出）。

③由于碘遇淀粉显蓝色，则Ⅴ中加入的指示剂通常为淀粉溶液；滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变。

④根据方程式可知，2ClO2～5I2～10S2O，则测得混合气中ClO2的质量为0．1mol/L×0．02L×67．5g/mol÷5＝0．027 00g。

（4）亚氯酸盐具有氧化性，因此，若要除去超标的亚氯酸盐，最适宜的是硫酸亚铁，因为氧化产物Fe3＋能净水。

点评 处理实验问题时，一要把握实验原理（反应式、流程图、装置图），二要弄清实验目的，然后结合原理和目的来分析实验操作细节。

除上述一些类型的问题外，氯及其化合物的计算（如浓度计算、化学方程式计算等）、用途、涉及氯及其化合物的学科内综合问题（如氯碱工业、氧化还原反应）等也在近几年的高考中多次呈现。因此，复习中既要重视基础知识的梳理，也要研究热点题型，以提高学习水平和高考适应能力。

（作者单位：湖北省枝江一中）