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氯及其化合物总览
概览
氯是卤族元素（第 VIIA 族）的代表，位于第三周期，最外层 7 个电子，得电子能力强，是典型的活泼非金属。氯及其化合物在生产、生活和消毒防疫中应用极广，是高考元素化学的另一主干。本章围绕"氯气单质 → 氯的化合物（次氯酸、次氯酸盐、漂白粉）→ 实验室制法与离子检验"展开：
- 氯气：黄绿色、有毒、密度大于空气、易液化；强氧化性，与金属、非金属、水、碱的反应；氯水的成分与漂白性；
- 氯的化合物：次氯酸 $\ce{HClO}$（弱酸、强氧化、不稳定）、次氯酸盐与漂白粉（有效成分 $\ce{Ca(ClO)2}$）、含氯消毒剂的原理；
- 实验室制法与氯离子检验：$\ce{MnO2}$ 与浓盐酸加热制氯气，装置、除杂、收集、尾气处理；$\ce{AgNO3}$与稀硝酸检验$\ce{Cl^-}$。
氯的性质体现了"结构决定性质"：最外层 7 个电子 → 强氧化性 → 单质活泼、化合物多样。
核心概念
| 物质 | 颜色/状态 | 关键性质 | 核心反应 |
|---|---|---|---|
| $\ce{Cl2}$ | 黄绿色有毒气体 | 强氧化性，可液化 | $\ce{Cl2 + 2NaOH -> NaCl + NaClO + H2O}$ |
| $\ce{HClO}$ | 弱酸（存在于氯水） | 弱酸性、强氧化性、漂白、不稳定 | $\ce{2HClO \xrightarrow{光} 2HCl + O2 ^}$ |
| $\ce{NaClO}$ | 漂白液/84 消毒液主要成分 | 强氧化性、漂白 | $\ce{2NaClO + CO2 + H2O -> Na2CO3 + 2HClO}$ |
| $\ce{Ca(ClO)2}$ | 漂白粉有效成分 | 强氧化性、漂白 | $\ce{Ca(ClO)2 + CO2 + H2O -> CaCO3 v + 2HClO}$ |
| $\ce{HCl}$ | 无色有刺激性气味 | 强酸，浓盐酸有还原性 | $\ce{MnO2 + 4HCl(浓) \xrightarrow{\Delta} MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O}$ |
知识点列表
- 01-氯气：氯气的物理性质、化学性质（与金属/非金属/水/碱反应）、氯水成分与漂白性
- 02-氯的化合物与含氯消毒剂：次氯酸、次氯酸盐、漂白粉、含氯消毒剂原理
- 03-氯气的实验室制法与氯离子检验：$\ce{MnO2}$ + 浓盐酸制氯、装置与净化、$\ce{AgNO3}$检验$\ce{Cl^-}$
- 延伸阅读：常见离子的检验方法、实验设计：证明氯离子对氧化铝的破坏作用
核心框架
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graph TD
C[Cl2 氯气 黄绿色 强氧化性] -->|+H2O| CW[氯水<br/>Cl2/HClO/HCl]
CW -->|光照分解| H[2HClO -> 2HCl + O2]
C -->|+NaOH| N[NaClO 84消毒液]
C -->|+CaOH2 漂白粉制取| B[Ca(ClO)2 + CaCl2 漂白粉]
B -->|+CO2+H2O 失效/起效| HC[HClO 次氯酸 起漂白作用]
N -->|+CO2+H2O| HC
HC -->|漂白 强氧化| OX[氧化性漂白 不可逆]
C -->|MnO2+浓HCl 加热 实验室制取| C2[Cl2]
C2 -->|尾气 NaOH 吸收| N2[NaCl + NaClO]核心方程式汇总
氯气与金属/非金属： $$\ce{2Fe + 3Cl2 \xrightarrow{\Delta} 2FeCl3}\qquad\ce{Cu + Cl2 \xrightarrow{\Delta} CuCl2}$$ $$\ce{H2 + Cl2 \xrightarrow{点燃} 2HCl}$$
氯气与水/碱： $$\ce{Cl2 + H2O <=> HCl + HClO}$$ $$\ce{Cl2 + 2NaOH -> NaCl + NaClO + H2O}$$ $$\ce{2Cl2 + 2Ca(OH)2 -> Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O}$$
次氯酸与漂白粉： $$\ce{2HClO \xrightarrow{光} 2HCl + O2 ^}$$ $$\ce{Ca(ClO)2 + CO2 + H2O -> CaCO3 v + 2HClO}$$
实验室制氯气与氯离子检验： $$\ce{MnO2 + 4HCl(浓) \xrightarrow{\Delta} MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O}$$ $$\ce{Ag+ + Cl^- -> AgCl v}$$
高考考点与易错点
高频易错
- 漂白的是 $\ce{HClO}$不是$\ce{Cl2}$：干燥氯气无漂白性，氯气使湿润有色布条褪色是因为生成 $\ce{HClO}$。
- 液氯是纯净物（液态 $\ce{Cl2}$），氯水是混合物；液氯无漂白性。
- 氯气与变价金属生成高价氯化物：$\ce{Fe + Cl2 -> FeCl3}$、$\ce{Cu + Cl2 -> CuCl2}$，与盐酸产物不同。
- 氯水"三分子三离子"：分子是 $\ce{Cl2}$、$\ce{H2O}$、$\ce{HClO}$；离子是 $\ce{H+}$、$\ce{Cl^-}$、$\ce{ClO^-}$。
- 新制氯水有漂白性，久置氯水无漂白性：久置后 $\ce{HClO}$ 全部分解。
- 漂白粉是混合物，有效成分是 $\ce{Ca(ClO)2}$；失效要写两步（生成 $\ce{HClO}$，$\ce{HClO}$ 再分解）。
- 84 消毒液不能与洁厕灵（盐酸）混用：会生成有毒氯气。
- 制氯气必须用浓盐酸：$\ce{MnO2}$ 与稀盐酸不反应，盐酸变稀后反应停止。
学习建议与考查方式
- 命题角度：氯常以"实验题（制备、净化、收集、尾气）""氯水成分分析""漂白粉失效""氯离子检验"等形式出现，选择题、实验题、计算题均有涉及；
- 方程式要求：熟练书写氯气与金属/非金属/水/碱的反应、次氯酸分解、漂白粉起效与失效、实验室制氯气等方程式（含离子方程式）；
- 定量计算：氯气与碱反应的比例关系（$\ce{Cl2}$一半到$\ce{Cl^-}$一半到$\ce{ClO^-}$）、$\ce{MnO2}$ 与浓盐酸反应的"盐酸不能完全反应"陷阱，需结合 物质的量；
- 实验素养：实验室制氯气的装置连接顺序（发生→除杂→干燥→收集→尾气）、验满方法（湿润淀粉碘化钾试纸）、尾气吸收（$\ce{NaOH}$）；
- 建议顺序：先学 01-氯气 掌握单质性质，再学 02-氯的化合物与含氯消毒剂 理解消毒/漂白主线，最后学 03-氯气的实验室制法与氯离子检验 训练实验与检验，配合 常见离子的检验方法 对照记忆。
与其他知识关联
- 氯气的强氧化性、氯水成分涉及"氧化还原反应"与"离子反应"；
- 氯的化合价变化（$-1$、$0$、$+1$、$+3$、$+5$、$+7$）是"氧化还原"的典型素材；
- 漂白性对比：$\ce{Cl2}$/$\ce{NaClO}$/$\ce{Na2O2}$ 为氧化性漂白（不可逆），$\ce{SO2}$ 为化合性漂白（可逆）；
- 氯离子检验属于 常见离子的检验方法 的一部分；
- 氯气在"海水中提溴、提碘"及"含氯消毒剂"中应用，与元素周期律（卤素递变性）相关；
- 气体摩尔体积、物质的量计算见 物质的量。
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