1、h02氯的氧化物和含氧酸及盐元素化学02：氯的氧化物和含氧酸及盐（时间：2.5小时 满分：100分）第题（27分）ClO2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ClO2。ClO2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ClO2分解中可生成Cl2O，后者可进一步分解为单质。经测定：ClO2分子中ClO键长为147pm，Cl2O分子中的ClO键长为170pm（与正常的单键是一致）；键能D(ClO)209kJ/mol、D(ClCl)243kJ/mol、D(O2)499kJ/mol。（1）从结构上解释ClO长短不同的原因。
2、（2）比较Cl2O与ClO2的键角大小，并解释。（3）说明为什么Cl2O分子能够自动地分解为单质。2ClO2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？3ClO2为高效低毒的消毒剂，其消毒的效率是等物质的量的Cl2的多少倍。4化学史上，从ClO2的制备到确定其化学式，经历了近百年。（1）1797年Hoyle在用浓H2SO4和氯酸钾反应时得到一种具有爆炸性的黄色气体（ClO2）。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21。为什么Davy未能由此导出黄色气体的分子式为ClO2呢？（3）1
3、882年，Pebal测得黄色气体的密度后，确定其组成为ClO2。他是如何确定的？他得出结论的前提条件是什么？5少量的ClO2可用饱和草酸（H2C2O4）溶液与KClO3粉末在60时反应制得。（1）画出实验装置（制备、收集、尾气处理）简图。（2）写出制备和尾气处理中的反应方程式（3）非典期间有的科研单位自行制备ClO2作为消毒杀菌试剂，为什么用该方法而不用氯酸钾与浓硫酸反应？6ClO2还有多种制备方法（1）ClO2也可由KClO3在H2SO4存在下与甲醇反应制备。写出化学反应方程式。（2）欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸来制取ClO2，同时有Cl2生成，且Cl2的体积为ClO2的1/4。写出
4、化学反应方程式。（3）我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠（NaClO2）的柱内制得ClO2。写出化学反应方程式。（4）和欧洲的方法相比，我国这一方法的主要优点是什么？7ClO2和O3反应可得到ClO3，后者在强碱中将发生歧化反应。（1）写出反应方程式。（2）用离子形式表示ClO3。第题（10分）次氯酸的制备和性质某化学兴趣小组利用饱和氯水与石灰石的反应，制取较浓的HClO溶液：在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水，充分反应，过滤。某学生观测到产生少量气泡。1该学生还能观察到什么现象？2解释实验现象，并写出反应方程式。3请你设计一个简单的实验方案，证明滤液中
5、的HClO浓度比饱和氯水中HClO浓度大。4设计2个实验证实滤液中除HClO外的另一种溶质的成分，并写出实验现象。5有人写出了下反应：2NaOClCO2H2ONa2CO32HOCl，以此说明碳酸和次氯酸的酸性强弱。你认为上述反应方程式能否准确说明酸性的强弱？为什么？第题（16分）最重要的氯酸盐KClO3是实验室一种重要的药品。1KClO3热分解是实验室制取氧气的一种方法。加热KClO3在不同条件下的热效应如下：实验反应体系吸热峰温度/放热峰温度/放热峰温度/吸热峰温度/AKClO3356400480770BKClO3MnO2350770已知：K(s)1/2Cl2(g)KCl(s) H(1)43
6、7kJmol1K(s)1/2Cl2(g)3/2O2(g)KClO3(s) H(2)398kJmol1K(s)1/2Cl2(g)2O2(g)KClO4(s) H(3)433kJmol1（1）指出吸热峰温度356、770时物质发生的变化；（2）根据以上数据，写出上述两个体系对应的分解过程的热化学方程式。21820年德贝莱纳首次提出用MnO2催KClO3热分解的反应制备O2。当时就知道气态产物有异常的气味，后来证明其中含有少量Cl2、O3及微量ClO2，测定气态产物O2中Cl2、O3含量的一种方法是：收集1.00L干气体（标态），使之通过KI溶液。通过溶液的气体经干燥后体积为0.98L。溶液中的KI
7、被氧化成I2，后者反应耗掉0.100mol/L Na2S2O3溶液0.0267L。（1）气态产物中Cl2、O3各占多少摩尔百分含量？（2）气态产物经过KI溶液前后，溶液的pH值有无改变？说明原因（可以用方程式表示）。3取20g混有MnO2的KClO3，加热至恒重，在一定温度下，将残留的固体加入10g水中有7.9g固体未溶解，再加入5g水，仍有5.3g固体未溶，计算原混和物中可能含有的KClO3质量。4将1mol的KClO3加热使其部分分解，分解率为，然后向反应后的混合溶液中加入足量的浓硫酸并加热发生反应生成Cl2。两步反应生成的O2与Cl2总物质的量为n mol。讨论当取不同值时，n与的函数关
8、系式。5KCl和KClO3的溶解度（g/100g H2O，0）分别为28.5和3.3，简述以KCl为原料制取KClO3的方法，写出有关化学方程式。第题（9分）一种氯的含氧酸的推理A是一种强酸，其浓度超过40，就会迅速分解，产生比它的酸性更强的酸B，同时放出气体C和D，该气体经干燥后，平均分子量为47.6，所得气体通过80 NaOH溶液，得到的产物中一种是A的钠盐，同时还剩余一种可以使带火星的木条复燃的气体D。1确定A、B、C、D各物质的化学式；2定量推算气体C和D的组成；3写出A分解方程式并配平；4写出气体与湿润的淀粉碘化钾试纸的反应方程式和现象；5写出将气体通过80NaOH溶液时发生的反应方
9、程式。第题（10分）高氯酸和高氯酸铵高氯酸铵（AP）作为一种优良的固体推进剂被用于导弹和火箭发射上。传统制备高纯AP的方法是电解氯酸钠水溶液得到高氯酸钠，再与氯化铵进行复分解反应，经重结晶得到粗AP产品后，经多步精制、提纯得到高纯AP。Olin公司新近研究了一种制备高纯AP的新工艺，其基本方法是电解高纯次氯酸得到高纯高氯酸，再与高纯氯进行喷雾反应制成高氯酸铵。1纯HClO4是一种不导电的液体，而当固体HClO4H2O熔化时其具有导电性。（1）写出HClO4和HClO4H2O分子的可能点电子结构图；（2）解释HClO4和HClO4H2O在导电性上差异的原因。2写出由次氯酸电解制备高氯酸的电极反应
10、和电池反应方程式；3若以100A电流通电于次氯酸溶液20.0h，阴极放出H2：40.0g。（1）计算可得多少质量的高氯酸；（2）计算此过程的电流效率。4与传统工艺相比，你认为新工艺有哪些优点。第题（8分）常用的2种消毒液某人买了两瓶消毒液，不小心将两种液体混在一起，结果剧烈反应，产生大量有色气体而使人中毒。收集产生的气体，通入NaOH溶液中，气体仅部分吸收，剩余无色气体。用pH试纸测量2瓶消毒液：甲瓶中消毒液pH12，乙瓶中消毒液pH2，且都能很快使pH试纸变白。1写出2瓶消毒液的主要成分；2写出制备这2种消毒液的化学方程式；3写出这2种消毒液间反应的化学方程式。第题（11分）推理一种常见氯的
11、氧化物某微绿色气体A是某常见酸的酸酐，由短周期2种元素组成。若将标准状况下该气体20.00mL溶入足量的KI溶液（假设反应完全进行），再用0.1000mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，消耗35.70mL。该气体加热会爆炸性分解为B和C，将B溶于水可生成D，A溶于水也可得到D，D为弱酸性物质，具有强氧化性。气体A在液态空气中与NH3反应生成一种常温下为固体的E，一种常温下为气体的F和水。1请写出从AD的化学式：2以气体B为原料，通过两种制备气体A：（1）气体B通过浓Na2CO3溶液可制备A，请写出化学方程式。（2）气体B与干燥的氧化汞反应生成A和碱式氯化汞，请写出化学方程式。（3
12、）这两个反应有何相似之处，请说明。3写出气体A在液态空气中与NH3反应的化学方程式。第题（9分）推理一种新型氯的氧化物美国和欧洲的科学家合作，在同温层发现破坏臭氧的X气体。一定条件下分解X气体，可以得到相同条件下2倍其体积的两种双原子单质气体。17.15mg的X气体被0.080mol/L的酸性(NH4)2Fe(SO4)2溶液35.00mL吸收，过量的Fe2需要被18.00mL 0.020mol/L的酸性KMnO4溶液滴定。1通过计算和讨论，确定X的化学式；2写出X的Lewis结构式，X分子中全部原子是否共平面？3写出酸性(NH4)2Fe(SO4)2溶液吸收X的离子反应方程式命题和组卷：胡波 2
13、008年9月于浙江慈溪中学中学综合学科网版权所有，任何网站不得转载氯的氧化物和含氧酸知识要点一、氯的氧化物（1）Cl2O：黄红色气体，Cl2和干燥HgO反应制备；（2）ClO2：制备：氯酸盐遇浓硫酸歧化；酸性条件下用SO2、草酸还原氯酸盐性质：混合酸酐，在碱中歧化用途：漂白剂、高效氧化剂、净水剂（3）Cl2O7：无色挥发液体、HClO4在P2O5脱水下得到二、氯的含氧酸（1）四种酸：高、正、亚、次。氧化性：低价高价；酸性：低价高价（2）HClO：有强氧化性和漂白性，不稳定易放出O2；制备：Cl2通入CaCO3悬浊液；电解冷冻NaCl溶液（3）HClO3：强酸，加热分解得到HClO4、Cl2、O
14、2制备：Ba(ClO3)2与H2SO4反应后减压浓缩；电解热的NaCl溶液（4）HClO4：中学常用的最强酸，电解HClO3制备三、氯的含氧酸盐（1）KClO3：加热歧化，催化下释放O2；（2）高氯酸盐：K、NH4、Rb、Cs：r，S四、几个名词解释1二氧化氯（chlorine dioxided） 化学式ClO2。室温时为红黄色气体，具有与氯、硝酸相似的刺激性气味；液态时呈红棕色；固态系红黄色晶体。有毒！具腐蚀性。气体密度3.09（11），液体比重1.642（0）。熔点59.5，沸点10。溶于水同时水解为亚氯酸和氯酸，溶于碱溶液生成亚氯酸盐和氯酸盐。对热不稳定，分解为氯和氧。用二氧化碳稀释后在
15、85以下稳定。见光分解，生成氯、氧及三氧化氯，氯化物起催化分解作用。能被硫酸溶液吸收。具强氧化性，加热或与有机物作用引起爆炸。由氯酸钾与硫酸或氯与亚氯酸钠作用制得。用作氧化剂、漂白剂、杀菌剂、脱臭剂等。2次氯酸（hypochlorous acid）化学式：HClO。仅存在于水溶液中。绿黄色。极不稳定，见光易分解成氢氯酸和氧气。弱酸，电离常数K3.2108（25）。最高浓度为25，保持20可贮存数天。氯与氧化汞的悬浊液在低压下蒸馏可得2.5的次氯酸溶液。为强氧化剂，具有漂白和消毒作用。通常所用的漂白粉就含有次氯酸钙。3次氯酸钙（Caicium hyppochlorite）：化学式Ca(OCl)2
16、。白色晶体。不吸湿。遇水或醇分解放出氯。加热至100分解。比重2.35。将氯气通入石灰浆，沉淀出次氯酸钙二水合物，再经真空干燥而得。工业品含有效氯约70%，较高纯度产品可达90以上，但不能制得纯品。用作漂白剂、氧化剂、消毒剂和去臭剂等。4次氯酸钠（sodium hypochlorite）：化学式NaOCl。白色粉末。在空气中极不稳定，受热或与有机物接触容易引起爆炸。与氢氧化钠混合可使之稳定。溶于冷水，热水使之分解。水溶液里碱性，会逐渐分解产生不稳定的次氯酸，进一步分解生成新生态氧。遇光或受热，则加速分解。为强氧化剂，通常以溶液状态贮存和应用。工业品为无色或淡黄色的液体。俗称漂白粉水。有腐蚀性。
17、由氯气缓慢通入冷的氢氧化钠溶液（小于30%）中，也可用纯碱或硫酸钠与漂白粉发生复分解反应而制得。次氯酸钠可有一水合物、五水合物等固体。用于漂白纸浆、织物等，也用作氧化剂和水的净化剂。5亚氯酸钠（sodium chlorite）：化学式NaClO2。白色晶体或结晶粉末。稍有吸湿性。加热到180200则分解。溶于水。碱性溶液对光稳定，酸性溶液光照则猛烈分解，放出ClO2。为强氧化剂，与有机物接触会引起爆炸。可由无机过氧化物（如过氧化氢、过氧化钠等）还原ClO2而得。用于纸浆、各种纤维、糖、面粉、蜡、油脂等的漂白，以及皮革工业中原皮的脱毛、饮水净化和污水处理等。也用作氧化剂和试剂。6氯酸（chlor
18、ic acid）化学式HClO3。仅存在于溶液中，稀溶液无色无味。最高浓度为40%，浅黄色，有刺激性气味，比重1.282，不稳定，加热至40即分解并发生爆炸，低压蒸浓则分解，放出氯和氧并形成高氯酸。具强氧化性和酸性，与有机物接触发生爆炸性反应。由氯酸钡和稀硫酸反应，滤去硫酸钡沉淀后即得。主要用作强氧化剂。7氯酸盐（chlorate）：含有氯酸根（ClO3）的盐类。最普通和典型的是氯酸钠（NaClO3）和氯酸钾（KClO3）。一般为无色晶体。易溶于水，但氯酸钾的溶解度较小（20时100毫升水中仅能溶解7.1克）。为强氧化剂。加热超过熔点时，分解并释放出氧气，同时放热。与易燃物碳、磷、硫等混合后或
19、撞击时会剧烈爆炸。故应避免与还原性物质或有机物堆放在一起。由电解热的氧化物（如钠盐、钾盐等）溶液制得。主要用于火柴、印染等工业和制造焰火等，也用作除草剂。8氯酸钾（potassium chlorate）：化学式KClO3。有毒！无色透明有光泽的晶体或白色粉末。味咸而凉。比重2.32。熔点356。400分解放出氧气。溶于水，溶解度随温度升高而急剧上升，溶于甘油，难溶于乙醇。有催化剂（如MnO2）存在时，较低温度即可分解而放出氧。在酸性溶液中，有强氧化作用，中性或碱性溶液中无此作用。与碳、硫、磷、有机物或可燃物的混合物及受到撞击，皆易发生燃烧和爆炸。由电解热的浓氯化钾碱性溶液，也可由氯酸钠或氯酸钙
20、与氯化钾在溶液中进行复分解而得。广泛用于制火柴、雷管、炸药、烟火、医药、消毒剂、除草剂，以及用于印染、漂白、染料等方面。9七氧化二氯（chlorine hetpoxlde）化学式：Cl2O7。无色易挥发的油状液体。比重1.86（0）。熔点91.5。沸点82。溶于苯。氯的最稳定的氧化物。受压或遇火会爆炸。在水中缓慢水解形成高氯酸。与碘发生爆炸性反应。低温时不与磷、硫、木和纸等反应。由高氯酸用五氧化二磷脱水而得。用作催化剂。10高氯酸（Perchloric acid）：化学式HClO4。无色发烟液体，极易吸湿。比重1.764（22）。熔点112。沸点39（7465.9帕）。溶于水、醇、强酸。纯酸加
21、热至90即分解为二氧化氯（ClO2）及氧气。浓酸极不稳定，放置即分解。加热爆炸。有强氧化作用。接触炭、纸屑、有机物质等亦能引起爆炸。稀酸（60以下）较稳定，冷时无氧化性。可形成合71.6高氯酸的最高沸点混合物。由高氯酸钾与浓硫酸在140190减压蒸馏制得。用于医药、电镀、化学分析中。11高氯酸盐（perchlorate）：含有高氯酸根（ClO4）的盐类。多数有潮解性，易溶于水。钾、铷、铯、铵的盐在冷水中溶解度较小，但在热水中可溶。强热时分解为氯化物和氧气。有氧化性，遇还原剂或易燃物质会爆炸。一般由高氯酸与相应的金属或金属氧化物作用制得。可用作氧化剂和炸药。无水的高氯酸镁和高氯酸钡可作高效脱水剂或干燥剂。12高氯酸铵（ammonium perchlorate）：化学式NH4ClO4。白色晶体。比重1.95。易溶于水，微溶于乙醇、丙酮，不溶于乙醚。加热分解。为强氧化剂，与可燃物或还原性物质相混能引起燃烧和爆炸。由氧化铵与高氯酸钠在溶液中作用而得。用来制炸药和烟火，也用作分析试剂。参考答案（专题02）今年起只提供pdf可打印文件，欢迎进入QQ群，详细：
