文档内容
第二篇 元素及其化合物
专项 13 含氯消毒剂
含氯消毒液是生活中常用的消毒液。在防控新型冠状病毒期间，含氯消毒剂功不可没，这是一类高效
低毒的杀菌剂，消毒效果好且抗菌谱广。常见含氯消毒剂如下：
1．“84”消毒液。以次氯酸钠为主的高效消毒剂，主要成分为次氯酸钠，为无色或淡黄色的液体，有效
氯含量通常为5.5%~6.5%。“84”消毒液一般通过氯气与氢氧化钠反应得到。
2．漂白粉。主要成分为氯化钙和次氯酸钙的混合物，有效成分为次氯酸钙，有效氯含量为30%~38%。
漂白粉是由氯气与氢氧化钙悬浊液反应而制得，露置于空气中会失效。
3．一氧化二氯。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。棕黄色气体，有刺激性
气味。可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取：2NaCO＋HO＋2Cl===2NaCl＋2NaHCO ＋ClO。
2 3 2 2 3 2
4．二氧化氯。是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。制取方法为 Cl ＋2NaClO===2ClO ＋
2 2 2
2NaCl或5NaClO＋4HCl===4ClO ↑＋5NaCl＋2HO。
2 2 2
5．NaClO(亚氯酸钠)。呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO 气体，是一种高效氧化性漂白剂。
2 2
1．(2020•新课标Ⅲ卷)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下
图装置(部分装置省略)制备KClO 和NaClO，探究其氧化还原性质。
3回答下列问题：
(1)盛放MnO 粉末的仪器名称是________，a中的试剂为________。
2
(2)b中采用的加热方式是_________，c中化学反应的离子方程式是________________，采用冰水浴冷
却的目的是____________。
(3)d的作用是________，可选用试剂________(填标号)。
A．NaS B．NaCl C．Ca(OH) D．HSO
2 2 2 4
(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，__________，干燥，得到KClO 晶体。
3
(5)取少量KClO 和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。
3
2号试管溶液变为棕色，加入CCl 振荡，静置后CCl 层显____色。可知该条件下KClO 的氧化能力
4 4 3
____NaClO(填“大于”或“小于")。
【答案】(1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl+2OH−=ClO−+Cl−+H O 避免生成NaClO
2 2 3
(3)吸收尾气(Cl ) AC
2
(4)过滤 少量(冷)水洗涤 (5)紫 小于
【解析】(1)根据盛放MnO 粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶；a中盛放饱和食盐水除去氯气中
2
混有的HCl气体；(2)根据装置图可知盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热，该加热方式为水
浴加热；c中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠，结合元素守恒可得离子方程式为
Cl+2OHˉ=ClOˉ+Clˉ+H O；根据氯气与KOH溶液的反应可知，加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯
2 2
酸盐，所以冰水浴的目的是避免生成NaClO；(3)氯气有毒，所以d装置的作用是吸收尾气(Cl )；A项，
3 2
NaS可以将氯气还原成氯离子，可以吸收氯气，故A可选；B项，氯气在NaCl溶液中溶解度很小，无法
2
吸收氯气，故B不可选；C项，氯气可以Ca(OH) 或浊液反应生成氯化钙和次氯酸钙，故C可选；D项，
2
氯气与硫酸不反应，且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度，故D不可选；故选AC；(4)b中
试管为KClO 和KCl的混合溶液，KClO 的溶解度受温度影响更大，所以将试管b中混合溶液冷却结晶、
3 3过滤、少量(冷)水洗涤、干燥，得到KClO 晶体；(5)1号试管溶液颜色不变，2号试管溶液变为棕色，说明
3
1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化，2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质，即该条件下KClO 的氧
3
化能力小于NaClO；碘单质更易溶于CCl ，所以加入CCl 振荡，静置后CCl 层显紫色。
4 4 4
2． (2017·浙江卷节选)ClO 是一种优良的消毒剂，浓度过高时易发生分解，常将其制成 NaClO 固体，
2 2
以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO 固体的实验装置如图1所示。
2
已知：2NaClO＋HO＋HSO ===2ClO ↑＋O↑＋NaSO ＋2HO
3 2 2 2 4 2 2 2 4 2
2ClO ＋HO＋2NaOH===2NaClO ＋O↑＋2HO
2 2 2 2 2 2
ClO 熔点－59 ℃、沸点11 ℃；HO 沸点150 ℃
2 2 2
请回答：
(1)仪器A的作用是_______________________________________________；
冰水浴冷却的目的是____________________________________(写两种)。
(2)空气流速过快或过慢，均降低NaClO 产率，试解释其原因_____________________________。
2
(3)Cl－存在时会催化ClO 的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸，ClO 的生成速率大大提高，
2 2
并产生微量氯气。该过程可能经两步反应完成，将其补充完整：
①________________________________________________(用离子方程式表示)；
②HO＋Cl===2Cl－＋O＋2H＋。
2 2 2 2
(4)H O 浓度对反应速率有影响。通过图2所示装置将少量30% H O 溶液浓缩至40%，B处应增加一个
2 2 2 2
设备。该设备的作用是_______________________，馏出物是________。
【答案】(1)作安全瓶，防止倒吸 防止ClO 挥发，防止双氧水分解
2
(2)空气流速过快反应不充分；空气流速过慢，ClO 浓度过高易发生分解
2
(3)2ClO＋2Cl－＋4H＋===2ClO ↑＋Cl↑＋2HO
2 2 2
(4)降低体系压强，减少双氧水分解 HO
2
【解析】(1)A瓶的特点是“短进长出”的空集气瓶，作安全瓶，防止倒吸。ClO 沸点11 ℃，用冰水浴，
2
可以防止挥发。同时防止HO 的分解。(2)空气流速过快，会带出ClO 气体，使其与HO 反应不充分；空
2 2 2 2 2气流速过慢，ClO 的浓度过高，由题给信息“浓度过高易分解”。(3)Cl－在酸性条件下被ClO氧化为
2
Cl(归中反应)。(4)由题给信息“HO 沸点150 ℃”，馏出物为HO。
2 2 2 2
3． (2016·课标全国Ⅰ卷)NaClO 是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如
2
下：
回答下列问题：
(1)NaClO 中Cl的化合价为________。
2
(2)写出“反应”步骤中生成ClO 的化学方程式_____________________。
2
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去 Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为
________、________；“电解”中阴极反应的主要产物是________。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO 。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之
2
比为________，该反应中氧化产物是________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多
少克Cl 的氧化能力。NaClO 的有效氯含量为________。(计算结果保留两位小数)
2 2
【答案】(1)＋3 (2)2NaClO＋HSO ＋SO ===2NaHSO ＋2ClO
3 2 4 2 4 2
(3)NaOH溶液 NaCO 溶液 ClO(或NaClO)
2 3 2
(4)2∶1 O (5)1.57
2
【解析】根据氧化还原得失电子守恒进行配平：2NaClO ＋SO ＋HSO ===2ClO ＋2NaHSO 。该题难
3 2 2 4 2 4
点之一是判断出电解食盐水并加入ClO ，产物有NaClO 和Cl 生成，由于阴极发生还原反应，所以应该是
2 2 2
ClO 在阴极被还原生成NaClO ，难点之二是判断尾气吸收过程中的氧化剂ClO 与还原剂HO ，无需配平
2 2 2 2 2
氧化还原反应方程式，只根据反应中得失电子守恒求得其比值为2∶1。最后考查的是根据新概念“有效氯
含量”进行氧化还原反应得失电子守恒的计算。1．(2022·广东省华大新高考联盟教学质量测评)氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂，有强氧化性，其
杀菌能力是一般含氯消毒剂的4～5倍，下列有关氯胺(NH Cl)的说法一定不正确的是( )
2
A．氯胺的水解产物为NH OH(羟氨)和HCl B．氯胺的电子式为
2
C．氯胺中氯的化合价为＋1 D．氯胺的消毒原理与漂白粉相似
2．(2022·山东等级模拟考)二氧化氯(ClO )是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水的消毒。下列
2
有关ClO 制备与杀菌的说法不合理的是( )
2
A．NaClO 在酸性条件下歧化生成ClO 和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4
2 2
B．ClO 在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO ＋2OH－===ClO＋ClO＋HO
2 2 2
C．可用饱和食盐水除去ClO 中的NH
2 3
D．等物质的量的ClO 杀菌效果比Cl 强
2 2
3．(2022·江苏省高三模拟预测)2NaClO+4HCl=2NaCl+2ClO ↑+Cl↑+2H O可用于制备含氯消毒剂。二
3 2 2 2
氧化氯(ClO )是一种黄绿色气体，易溶于水，在水中的溶解度约为Cl 的5倍，其水溶液在较高温度与光照
2 2
下会生成ClO -与ClO -。ClO 是一种极易爆炸的强氧化性气体。Deacon曾提出在催化剂作用下，通过氧气
2 3 2
直接氧化氯化氢成功制备氯气。该反应具有一定的可逆性，热化学方程式可表示为4HCl(g)＋O(g)=2Cl (g)
2 2
+2H O(g) ΔH＝-116kJ·mol−1。关于Deacon提出的制Cl 的反应，下列有关说法正确的是( )
2 2
A．该反应的△S>0
B．每生成标准状况下22.4L Cl ，放出58kJ的热量
2
C．升高温度，该反应v(逆)增大，v(正)减小，平衡向逆反应方向移动
D．断裂4mol H-Cl键的同时，有4mol H-O键生成，说明该反应达到平衡状态4．(2023届·江苏省海安市高三学业质量监测考试)二氧化氯是国际上公认的绿色消毒剂，含氯消毒剂
NaClO 有强氧化性。下面是用饱和NaCl溶液来制备一种重要的含氯消毒剂NaClO 的工艺流程图：
2 2
已知：纯ClO 易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释。
2
下列说法正确的是( )
A．电解槽中总的离子方程式：Cl-+3H O ClO -+3H ↑
2 3 2
B．发生器中通入空气的目的是氧化ClO -
3
C．吸收塔内发生反应的离子方程式：2OH-+2ClO +H O=2ClO -+2H O
2 2 2 3 2
D．过滤后的滤液中大量存在：ClO -、Na+、SO 2-、OH-、SO 2-
2 4 3
5．(2022·浙江省宁波市选考模拟)亚氯酸钠(NaClO)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和
2
某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下，下列说法正确的是
已知：“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相
当于多少克Cl 的氧化能力。下列说法不正确的是( )
2
A．NaClO 的“有效氯含量”为1.57g
2
B．反应①中NaHSO 和ClO 的物质的量之比为1∶1
4 2
C．NaClO 氧化性强于NaClO
3 2
D．反应②中的HO 可以用NaClO 代替
2 2 4
6．亚氯酸钠(NaClO)是一种高效氧化剂、漂白剂，主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白，水处理，杀菌灭
2
藻，鱼药制造等行业。工业上可采用过氧化氢法，即在碱性条件下，用 HO 还原ClO 制备NaClO 。某兴
2 2 2 2
趣小组模拟工业生产流程在实验室中制备NaClO，实验装置如图1所示。回答下列问题：
2已知：纯ClO 易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
2
检查装置气密性；称取10.65 g NaClO 加入200 mL稀硫酸中，溶解，然后转移到仪器a中；量取适量
3
HO 加入100 mL NaOH浓溶液中，摇匀后转移到仪器b中；连接好装置进行实验。
2 2
(1)仪器b的名称是________。
(2)进行实验时，需要对装置甲进行水浴加热，水浴加热的优点是______________________________，
该反应中“水浴加热”的目的是____________________________。
(3)装置丙的作用是___________________________________________。
(4)装置甲中空气并不参与反应，则装置甲中发生反应的离子方程式是_____________________________。
(5)仪器b中的溶质浓度对产品含量起到关键作用，溶质浓度对产品含量的影响如图 2和图3所示。从
经济效益考虑，仪器b中HO 的浓度最好为________ mol·L－1，图3中n(H O)/n(NaOH)＜0.6时，NaClO
2 2 2 2 2
的含量较低，其可能的原因是________________________。
(6)实验结束后，在适当的条件下处理b中的混合液，得到产品NaClO·3H O 9.39 g。该实验的产率为
2 2
________。(保留3位有效数字)
7．(2023届·河北省邢台市名校联盟高三开学考试)ClO 是国际公认的一种安全、低毒的绿色消毒剂。
2
熔点为―59.5℃，沸点为11.0℃，高浓度时极易爆炸，极易溶于水，遇热水易分解。实验室可用如图所示
的装置制备ClO (装置A的酒精灯加热装置略去)。回答下列问题：
2(1)下列关于ClO 分子结构和性质的说法错误的是_______。
2
A．分子中只含σ键 B．分子具有极性
C．可与水分子间形成氢键 D．分子的空间结构为V形
(2)实验开始即向装置A中通入氮气，目的是_______。
(3)装置A中反应的化学方程式为_______。
(4)装置B的作用是_______，装置C中使用冷水的目的是_______。
(5)装置D中吸收尾气的反应也可用于制备NaClO，反应的离子方程式为_______。
2
(6)我国规定自来水厂用ClO 处理后，出厂水中ClO 余量为0.1~0.8 mg· L-1。针对ClO 消毒的水中含有
2 2 2
ClO -、Cl、ClO -等多种含氯微粒，我国科学工作者研制出能将这些微粒区别测定的碘量法。应用碘量法
2 2 3
检测水中ClO 的浓度，实验步骤如下：
2
Ⅰ.取某地自来水样100mL于锥形瓶中，用微量的稀硫酸溶液调至pH为1~3，然后加入一定量的碘化
钾，并加入几滴淀粉溶液。
Ⅱ.向25mL滴定管中加入 的NaSO 溶液，用该标准液滴定步骤Ⅰ中的溶液至终点，
2 2 3
消耗NaSO 溶液20.00mL。
2 2 3
已知：①ClO 在酸性条件下的还原产物为 ；②2SO2-+I =S O2-+2I-。
2 2 3 2 4 6
计算水样中ClO 的浓度是_______ mg· L-1。步骤Ⅱ滴定终点的判断依据是_______，如果滴定结束时
2
仰视读取滴定管中溶液的体积，则测定结果将_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
8．(2023届·黑龙江省龙西北八联合体高三开学考试)磷酸三钠次氯酸钠[Na PO Cl·5H O]是一种性质
10 3 13 2
稳定、易存放的广谱、高效、低毒含氯消毒剂。某研究小组同学拟在实验室中利用如图装置制取该消毒剂：已知： 与冷的NaOH溶液反应生成NaClO，与热的NaOH溶液反应生成 。
回答下列问题：
(1)装置A中橡胶管的作用是_______。
(2)若药品n为KMnO ，装置A中发生反应的离子方程式为_______；下列药品可以代替高锰酸钾的是
4
_______(填字母)。
A．二氧化锰 B．重铬酸钾 C．氯酸钾
D．浓硫酸
(3)C中通入氯气制取NaClO时，将三颈烧瓶置于冰水中的目的是_______；装置D需要改进的地方是
_______。
(4)观察到D中有大量气泡产生时，关闭A中分液漏斗活塞，打开C中分液漏斗活塞滴入NaPO 和
3 4
NaHPO 的混合液；一段时间后将C中溶液经过_______、_______、过滤、干燥等操作得到粗产品。
2 4
(5)产品纯度测定：(Na PO Cl·5H O的摩尔质量为Mg/mol)
10 3 13 2
①称取a g样品溶于蒸馏水，配成500mL溶液；
②量取25.00mL待测液于锥形瓶中，滴入足量KI溶液，此时溶液呈棕色；
③滴入3滴5％淀粉溶液，然后用 的NaSO 溶液滴定；
2 2 3
滴定终点的现象是_______；平行滴定三次，平均消耗20.00mLNa SO 溶液，则产品的纯度为
2 2 3
_______(用含a、M的代数式表示)。(已知：2SO2-+I =S O2-+2I-)
2 3 2 4 6
9．(2022·湖南省雅礼中学一模)新冠肺炎疫情期间，含氯消毒剂在环境杀菌消毒方面发挥了重要的作
用。其中二氯异氰尿酸钠(简称DCCNa)是一种高效、安全的消毒剂，常温下性质稳定，受热易分解，难溶
于冰水。实验室通过以下原理和装置(夹持仪器已略去)可以制取DCCNa。+2NaClO(浓)→ +NaOH+HO
2
实验步骤如下：
I.制备高浓度NaClO溶液。
从进料口加入10mL30%NaOH溶液，在10℃左右水浴，搅拌条件下通入Cl 至溶液pH约为8；再加入
2
10mL40%NaOH溶液，继续通入Cl 至溶液pH约为8。
2
(1)用烧碱固体配制40%的NaOH溶液，下列仪器中不需要的是____(写名称)。
(2)已知：[K (HClO)=5.0×10-8，lg2≈0.3]，常温下0.2mol·L-1NaClO溶液的pH范围是____(填标号)。
a
A．7.0~8.0 B．10.0~11.0 C．13.0~14.0
(3)水浴降温可以减少NaClO 副产物的生成，该副反应的离子方程式为____。
3
(4)通过改进实验装置，可以提高B中NaOH的利用率，可行的方法是____(写一种)。
II.制备二氯异氰尿酸钠。
步骤I结束后，从进料口加入异氰尿酸，在搅拌状态下继续通入Cl，在10℃左右下反应30min，此时
2
三颈瓶内有DCCNa白色晶体析出，停止反应。
(5)继续通入Cl 的目的是____。
2
III.二氯异氰尿酸钠有效氯含量测定。
称取0.1000g样品，用100mL蒸馏水于碘量瓶中溶解后，依次加入20mL0.3mol·L-1醋酸溶液和过量的
KI溶液。用0.1000mol·L-1NaSO 溶液滴定至溶液呈浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共
2 2 3消耗NaSO 溶液16.00mL。
2 2 3
(已知： +CH COOH+2H O→ +2HClO+CH COONa，
3 2 3
I+2Na SO=Na SO+2NaI)
2 2 2 3 2 4 6
(6)滴定终点的现象为____。若实验中使用的NaSO 标准溶液部分因被氧气氧化而变质，则实验结果
2 2 3
____(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(7)样品有效氯=____(样品有效氯= ×100%)。
