【文档说明】考点06 氯及其化合物(教师版)-2023年高中化学学业水平考试必备考点归纳与测试(人教版2019必修1+必修2).docx,共(13)页,811.207 KB,由envi的店铺上传
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考点06氯及其化合物1.了解氯元素的存在及其物理性质。2.掌握氯气的化学性质,了解氯气、及其化合物在生活和生产中的应用。3.了解实验室制取气体时选择发生、除杂、收集和尾气处理等装置的依据,学会Cl2的实验室制法
。4.掌握Cl-的检验。考点一氯元素的存在、物理性质和应用1.氯元素的存在:氯在自然界中以化合态存在着,是一种重要的“成盐元素”,在自然界中除了NaCl(主要)、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中。2.物理性质:颜色气味密度水溶性毒
性氯水颜色黄绿色强烈刺激性气味比空气大能溶于水有毒浅黄绿色3.氯气的应用:氯的单质氯气是一种重要的化工原料,大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品。考点二氯气与单质的反应1.原子结构与性质的关系(1)氯原子的最外层上有7个电子,在化学反应中很
容易得到1个电子,即,氯气是一种很活泼的非金属单质,具有强氧化性。2.与金属反应(与变价金属反应生成高价金属氯化物)(1)与铁反应:2Fe+3Cl2=====点燃2FeCl3。(红棕色的烟)(2)与铜反应:Cu+Cl2=====点燃CuCl2。(棕黄色的烟)3.与非金属单质的反应(以与H
2的反应为例)①现象:H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰,在集气瓶口有白雾出现。②化学方程式:_H2+Cl2=====点燃2HCl__。【温馨提示】1.燃烧不一定有氧气参加,凡是发光、发热的剧烈的氧化还原反应都是燃烧反应或都可以叫燃烧。2.由于氯
气具有强氧化性,与变价金属反应时生成高价金属氯化物。考点三氯气与水的反应1.氯气与水的反应(1)Cl2溶于水部分与水发生反应Cl2+H2O===HCl+HClO_(Cl2既表现氧化性又表现还原性),氯气
的水溶液叫做氯水。(2)氯水的“3分子4离子”:氯水中含有三种分子:Cl2、H2O、HClO;四种离子:Cl-、ClO-、H+、OH-。2.新制氯水性质的多重性3.液氯、新制氯水和久置氯水的区别液氯新制氯水久置氯水成分Cl2Cl2、H2O、HClO、H+、
Cl-、ClO-、OH-H+、Cl-、H2O、OH-类别纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色酸性无弱强漂白性无有[无【温馨提示】(1)氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,但可使湿润的有色布条褪色,起漂白作用的
物质是HClO。(2)Cl2可使湿润石蕊试纸先变红后褪色,原因是Cl2与水反应生成的酸使石蕊先变红,HClO使变色后的石蕊褪色。考点四氯气与碱的反应1.漂白剂的制取(1)与NaOH反应——制漂白液化学方程式:__Cl2+2NaOH===NaCl+
NaClO+H2O。漂白液的有效成分为NaClO。(2)与Ca(OH)2反应——制漂白粉化学方程式:__2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O__。漂白粉的成分为CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。2.漂
白剂的应用漂白液、漂白粉和漂粉精既可用作漂白棉、麻、纸的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。【温馨提示】漂白粉和漂白液中真正起到漂白作用的物质是次氯酸盐与较强的酸发生反应生成的次氯酸。考点五基于“价—类”二维图认识氯及其化合物的性质与转化关系考点
六氯气的实验室制法1.反应原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。2.反应装置:3.净化装置:用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸干燥4.收集方法:向上排空气法(或排饱和食盐水法)5.尾气处理:用碱液吸收6.满验方法:①观察集气瓶口呈黄绿色
,则收集满;②湿润的淀粉-KI试纸在集气瓶口变蓝,则收集满;③湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变褪色,则收集满。【温馨提示】(1)随着反应的进行盐酸浓度逐渐变小,当成为稀盐酸时反应停止,则即使MnO2足量时,盐酸也不能完全反应。(2)为了减少制得的Cl2中
HCl的含量,所以加热温度不宜过高,减少HCl的挥发。(3)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。考点七Cl-的检验检验Cl-时,应先加AgNO3溶液,再滴加少量_稀HNO3_,(或滴加稀HNO
3酸化的AgNO3溶液),若有白色沉淀产生,则说明溶液中含有Cl-,其中加入稀HNO3的目的是排除CO2-3等离子干扰。离子检验的答题模板:分析可能含有的干扰离子→选择检验试剂→确定试剂加入顺序→观察实验现象→判断离子的存在情况。考向一氯
气【例1】下列氯化物既可由金属和氯气直接反应制得,也可由金属和盐酸反应制得的是()A.CuCl2B.FeCl3C.FeCl2D.AlCl3【答案】D【解析】Cu和氯气直接化合制得CuCl2,但Cu与盐酸不反应,与题意不符,故A错误;Fe和氯气直接化合制得FeCl3,Fe与稀盐酸反应生成F
eCl2,与题意不符,故B错误;Fe和氯气直接化合制得FeCl3,得不到FeCl2,与题意不符,故C错误;Al和氯气直接化合制得AlCl3,且Al与盐酸反应制得AlCl3,与题意相符,故D正确;故选D。【例2】下列有关氯气的说法正确的是()A.Cl2虽然是一种有毒气体,但
控制用量,可以用于自来水的消毒、杀菌B.铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色的烟,加水溶解后,溶液呈浅绿色C.氯气通入水中形成的氯水能使有色布条褪色,说明氯气有漂白性D.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂【答案】A【解析】A项,Cl2是一种有毒气体,Cl2能与H
2O反应生成具有强氧化性的HClO,HClO能杀死水中的病菌,起到消毒的作用,故控制Cl2的用量,Cl2可用于自来水的消毒、杀菌,A项正确;B项,铁丝在氯气中燃烧生成FeCl3,FeCl3加水溶解所得溶液呈黄色,B项错误;C项,氯气通入水中形成的氯水能使有色布
条褪色,是因为氯水中含有的HClO具有漂白性,氯气没有漂白性,C项错误;D项,Cl2具有很强的氧化性,Cl2在化学反应中不仅可以作氧化剂、也可以作还原剂,如Cl2与H2O的反应中,Cl2既是氧化剂、又是还原剂,D项错误;故选A。考向二氯水【例3】下列有关新制
氯水的说法不正确...的是()A.新制氯水呈黄绿色,是因为氯水中含有Cl2B.新制氯水滴到Na2CO3溶液中,有气泡产生,说明氯水中含有+HC.新制氯水滴到硝酸银溶液中,能产生白色沉淀D.新制氯水光照一段时间,酸性会减弱【答案】D【解析】A项,氯气为黄绿色气体,氯气与水的反应是可逆反应,新制氯水
呈黄绿色,是因为氯水中含有末反应的Cl2,A正确;B项,盐酸的酸性强于碳酸,新制氯水滴到Na2CO3溶液中,有气泡产生,说明氯水中含有H+,B正确;C项,新制氯水中含有氯离子,滴到硝酸银溶液中,能产生白色沉淀
,C正确;D项,新制氯水光照一段时间,次氯酸会分解生成盐酸,酸性会增强,D错误;故选D。【例4】数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行数据采集与分析的实验手段。下图是利用数字化实验测定光照氯水过程中得到的图像,该图像表示的意义是()A.
氯离子浓度随时间的变化B.氧气体积分数随时间的变化C.氯水的pH随时间的变化D.氯水导电能力随时间的变化【答案】C【解析】A项,氯水光照发生反应为2HClO2HCl+O2↑,则随着横坐标时间的增大,氯离子浓度应该越来越大,图象不符合,A错误;B项,氯水光照发生反应为2HClO2HCl+O
2↑,则随着横坐标时间的增大,氧气体积分数应该越来越大,图象不符合,B错误;C项,氯水光照发生反应为2HClO2HCl+O2↑,则随着横坐标时间的增大,弱酸生成强酸,则氯水的pH越来越小,图象符合,C正确;D项,氯水光照发生反应为2HClO2HC
l+O2↑,弱酸生成强酸,则随着横坐标时间的增大,氯水导电能力也越来越大,据图象不符合,D错误;故选C。考向三氯气的制备【例5】含氯消毒剂在新冠肺炎疫情防控中发挥了巨大作用。实验室中利用下图装置模拟制备“84”消毒液(有效成分为NaClO),下列说法不正确...的是()A.盛
放浓盐酸的仪器是分液漏斗B.为除去Cl2中的HCl,装置a中的试剂为饱和Na2CO3溶液C.装置b中,采用冰水浴冷却有利于NaClO的生成D.装置c的作用是吸收尾气【答案】B【解析】最左侧为MnO2和浓盐酸在加热条件下制取Cl2的装置,发生的反应为MnO2+4HCl(
浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,装置a为除去挥发的HCl,装置b为Cl2与NaOH发生反应生成NaClO,装置c为尾气吸收装置。A项,根据仪器结构可知,盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗,A正确;B项,装置a为除去挥发
的HCl,其中的试剂为饱和NaCl溶液,B错误;C项,装置b中,冰水浴可降低NaClO的溶解度,有利于NaClO的生成,C正确;D项,Cl2有毒,不能直接排放至空气中,因此装置c为尾气吸收装置,D正确;故选B。【例6】由一种阳离子与两种酸根阴离子
组成的盐称为混盐,CaOCl2是一种常见的混盐。下列说法不.正确..的是()A.CaOCl2有较强的氧化性B.CaOCl2水溶液呈碱性C.由氯气为原料,每生成1molCaOCl2,转移的电子为2molD.CaOCl2的溶液中加入足量浓硫酸,可有黄绿色的
气体产生【答案】C【解析】根据题干信息,混盐是由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐,则混盐CaOCl2中的酸根为ClO-和Cl-。A项,CaOCl2中的酸根为ClO-和Cl-,次氯酸盐具有强氧化性,A正确;
B项,ClO-水解使溶液呈碱性,即CaOCl2水溶液呈碱性,B正确;C项,由氯气为原料,每生成1molCaOCl2,1molCl2中1molCl的化合价由0价升高至+1价,1molCl的化合价由0价降低至-1价,总共转移1mol电子,C错误;D
项,CaOCl2的溶液中加入足量浓硫酸,可发生反应CaOCl2+H2SO4(浓)=CaSO4+Cl2↑+H2O,生成黄绿色的氯气,D正确;故选C。1.有关Cl2的性质,下列说法不正确的是()A.Cl2在通常状况下呈
黄绿色B.能与NaOH溶液反应C.铁丝在Cl2中燃烧,反应生成FeCl2D.H2在Cl2中燃烧,产生苍白色火焰【答案】C【解析】A项,在通常状况下,氯气是黄绿色气体,故A正确;B项,氯气能够与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸和水,故B正确;C项
,氯气氧化性较强,与金属单质反应生成高价态,则氯气与铁反应生成氯化铁,故C错误;D项,氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,发出苍白色火焰,故D正确;故选C。2.在Cl2与金属、非金属的反应中,下列说法正确的是()A.与金属反应时一定表现氧化性B.与非金属反应时表现还原性C
.与金属反应时表现酸性D.在与非金属的化合物中均表现负价【答案】A【解析】氯气与金属反应时均表现氧化性,而不是酸性;与非金属反应时也大多表现氧化性;如在ClO2中氯元素表现+4价。3.在氯水中存在多种分子和离子,
可通过实验的方法加以确定,下列说法中错误的是()A.加入含有NaOH的酚酞试液,红色褪去,说明有H+存在B.加入有色布条后,有色布条褪色,说明有HClO分子存在C.氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在D.加入硝酸酸化的
AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在【答案】A【解析】氯气溶于水,且与水发生反应,氯水的成分呈现多样性,加入含有NaOH的酚酞试液,红色褪去,可能是氯水中的H+恰好与OH-中和,也可能是HClO漂白性引起的,A项错误;HClO有漂白性,可使有色布条褪色,B项正确;氯水中因含有Cl2分子而呈
浅黄绿色,C项正确;氯水中含有Cl-,与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀,D项正确。4.下列关于可溶性盐Ca(ClO)Cl的说法不正确...的是()A.具有强氧化性,可作漂白剂B.水溶液呈中性,滴加碳酸钠溶液出现白色浑浊C.能与空气中的CO2和水蒸气反应而变质D.与盐酸
反应的离子方程式:ClO-+C1-+2H+=Cl2↑+H2O【答案】B【解析】A项,该物质中含有ClO-,具有强氧化性,可以将有色物质氧化变为无色,因此可作漂白剂,A正确;B项,该物质可表示为CaCl2·Ca(ClO)2,其中Ca(ClO)2是由
强碱与弱酸反应产生的盐,水溶液显碱性,向其中加入碳酸钠溶液,Ca2+与CO32-反应产生CaCO3,因此会出现白色浑浊,B错误;C项,由于酸性:HClO<H2CO3,所以该盐长期放置,会与空气的成分发
生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO,HClO光照分解,最后变质为CaCO3,C正确;D项,根据氧化还原反应规律在酸性条件下,会发生归中反应:ClO-+C1-+2H+=Cl2↑+H2O,产生Cl2,D正确;故选B。5.某学习
小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测,下图所示图像变化最有可能是其检测结果的是()图4-11-4A.图甲表示氯水的pH随时间的变化B.图乙表示溶液中氯离子浓度随时间的变化C.图丙表示氯水的电导率随时间的变化D.图丁表示液面上方氧气体
积分数随时间的变化【答案】C【解析】氯水中存在:Cl2+H2OHCl+HClO,2HClO2HCl+O2↑,弱电解质HClO分解得到强电解质HCl,使溶液中氢离子浓度增大,溶液pH不断减小,A错误;Cl2与H2O反应产生HCl和HClO,HClO光照分解产生HC
l,HCl是强酸,完全电离产生H+和Cl-,因此溶液中氯离子浓度不断增大,B错误;Cl2与H2O反应产生HCl和HClO,HClO光照分解产生HCl和O2,HCl是强酸,完全电离产生H+和Cl-,因此氯水久置后溶液中自由移动的离子的浓度不断增大,使溶液的电导率不断增大,当HClO分解完全
后,溶液的电导率达到最大值后不再改变,C正确;Cl2与水反应产生的HClO光照分解生成氧气,使氧气体积分数不断增大,当其完全分解后O2的体积分数达到最大值,后又会逐渐减少直至不变,D错误。6.实验室用MnO2与浓盐酸加热反应制备氯气,其化学反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)=MnC
l2+Cl2+2H2O。为制备纯净干燥的氯气,设计制备装置如下:下列有关说法错误的是()A.含有4molHCl的浓盐酸与足量的MnO2充分反应,生成22.4L的C12(标准状况)B.乙装置中盛装的是饱
和氯化钠溶液,作用是除去氯气中混有的氯化氢C.戊装置中盛装的是NaOH溶液,其作用是吸收尾气D.可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气是否收集满【答案】A【解析】实验室用MnO2与浓盐酸加热反应制备氯气,其化学反应方程式为:MnO
2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O。为制备纯净干燥的氯气,设计制备装置如下:甲为发生装置,乙为除HCl装置,丙为干燥装置,丁为收集装置,戊为尾气处理装置。A项,随着反应进行,盐酸变稀,稀盐酸不和MnO2反应
,根据MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O反应可知,含有4molHCl的浓盐酸与足量的MnO2充分反应,生成C12小于22.4L(标准状况),故A错误;B项,乙装置中盛装的是饱和氯化钠溶液
,作用是除去氯气中混有的氯化氢,故B正确;C项,NaOH溶液可以和氯气反应,根据上述分析,戊装置中盛装的是NaOH溶液,其作用是吸收尾气,故C正确;D项,氯气可以和碘化钾反应,生成碘单质可以使淀粉变蓝,所以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气是否收集满,故D正确;故选A。7.某化
学小组采用如图所示装置制备Cl2并探究其化学性质,下列说法错误的是()A.加入药品之前,应先检查装置的气密性B.通过对装置C和E中的产物分析,可判断温度对Cl2与碱溶液反应的影响C.装置D中的现象为溶液逐渐变成浅黄绿色D.装置B中NaOH溶液的作用
为吸收挥发出来的HCl【答案】D【解析】实验时应该先检验装置的气密性然后再装药品,A正确;由图可以发现,装置C和E温度不同,故可以通过对装置C和E中的产物分析来判断温度对Cl2与碱溶液反应的影响,B正确;装置D中通入氯气,形成
氯水,而氯水是黄绿色的,故其现象为溶液逐渐变成浅黄绿色,C正确;装置B中NaOH溶液是处理反应后多余的氯气,D错误。8.高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,原理为3NaClO+2Fe(NO3)3+10N
aOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O、Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,主要的生产流程如图:下列叙述错误的是()A.反应①的离子方程式为Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2OB.反应①中可直接用KOH溶液代
替NaOH溶液C.反应②中,每生成1molNa2FeO4转移3mol电子D.反应③利用的是Na2FeO4和K2FeO4溶解度的差异【答案】B【解析】由题给流程可知,氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,向反应后的溶液中加入硝酸铁溶液发生反应生成高铁酸钠沉淀,过滤得到高铁酸钠和滤
液;向高铁酸钠固体中加入饱和氢氧化钾溶液将高铁酸钠转化为高铁酸钾,过滤得到粗高铁酸钾,粗高铁酸钾经提纯得到高铁酸钾。A项,反应①为氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O,故A正确;B项,高铁酸
钠和高铁酸钾都溶于水,若反应①中直接用氢氧化钾溶液代替氢氧化钠溶液,反应制得的粗高铁酸钾中的可溶性杂质多,提纯得到的高铁酸钾中还会有可溶性杂质无法除去,故B错误;C项,反应②中铁离子被氧化生成高铁酸根离子,则生成1mol高铁酸钠转移电子的
物质的量为3mol,故C正确;D项,反应③是利用高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠,将高铁酸钠转化为高铁酸钾,故D正确;故选B。9.某化学兴趣小组用下列实验装置和试剂,设计实验比较硫和氯的非金属性强弱,并收集纯净干燥的氯气,D为尾气吸收装置,回答下列问题:(已知:MnO2+4HCl(浓)M
nCl2+Cl2↑+2H2O)(1)E装置的作用是_________________,D装置中反应的离子方程式为______________________。(2)装置连接顺序为A-_________________。(3)若F中出现_________________现象,发生的离子反应方程
式为_________________可证明非金属性:硫_______氯(填“>”或“<”)(4)在A装置的反应中,当有0.2mol电子发生转移时,理论上有_______L标准状况下的Cl2产生。【答案】
(1)除去Cl2中的HCl气体Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O(2)E→F→B→C→D(或F→E→B→C→D)(3)淡黄色沉淀(浑浊)<Cl2+S2-=2Cl-+S↓(4)2.24【解析】A装置制取Cl2,浓盐酸具有挥发性,所以生成的Cl2中含有HCl杂质,E装置中的饱和食
盐水可除去氯气中的HCl,再经过F,通过发生反应:Cl2+S2-=2Cl-+S↓,则可根据液变浑浊,得出非金属性:Cl>S,浓硫酸能干燥Cl2,C装置用于用向上排空气法收集Cl2,尾气用D处理。(1)饱和食盐水能溶解Cl2中的HCl,且能抑制氯
气溶解,所以E装置的作用是除去Cl2中的HCl,D装置中的溶液为NaOH溶液,该装置用于尾气处理,该装置反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;(2)A装置制取Cl2、B装置干燥Cl2、C装置收集Cl2
、D装置尾气处理、E装置除去Cl2中的HCl、F装置检验Cl2,所以装置连接顺序为A→E→F→B→C→D,或A→F→E→B→C→D;(3)非金属的非金属性越强,其单质的氧化性越强,若F中出现浑浊现象,发生
离子方程式为:Cl2+S2-=2Cl-+S↓,则Cl2的氧化性大于S,从而可证明非金属性:硫<氯;(4)在A装置的反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,生成1molCl2转移2mol电子,当有
0.2mol电子发生转移时,理论上有0.1molCl2生成,在标准状况下生成Cl2的体积V=0.1mol×22.4L/mol=2.24L。10.利用“价—类”二维图研究物质的性质是化学研究的重要手段。下图是氯元素的化合价与部分物质类别的对应关系。回答下列问题:(
1)X是一种含氧酸,其电离方程式为_____________________。(2)氯的某种氧化物(ClmOn)中氯、氧元素的质量之比为71∶48,则m∶n=__________。(3)Y常用于实验室制取O2,在400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐
的阴、阳离子个数之比为1∶1,生成两种盐的化学式分别为__________。(4)NaClO2具有很强的氧化性,常用作消毒剂,其消毒效率是Z的_______倍(还原产物都是Cl-,消毒效率以单位物质的量得到的电子数表示)。(5)Cl2O可用潮湿的Z与Na2CO3反应制取,同时生成NaHCO
3,反应中Z既体现氧化性,又体现还原性,该反应的化学方程式为__________________________________________________。【答案】(1)HClO4=H++ClO4(2)2∶
3(3)KCl、KClO4(4)2(5)2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaCl+2NaHCO3+Cl2O【解析】(1)X是一种含氧酸,Cl元素显+7价,则X是HClO4,其电离方程式为HClO4=H++ClO4-。(2)氯的某种氧化物(ClmOn)中氯、氧元素的质量之比为71∶
48,则m∶n=7135.5∶4816=2∶3。(3)Y是一种盐,常用于实验室制取O2,则Y是KClO3,在400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,该盐应是KCl,另一种盐的阴、阳离子个数比为1∶1,结合氧化还原反应规律推知,另一种盐是KClO4。(4
)NaClO2、Cl2在消毒时,还原产物都是Cl-,消毒效率以单位物质的量得到的电子数表示,1molNaClO2得到4mol电子,1molCl2得到2mol电子,则NaClO2的消毒效率是Cl2的2倍。(5)Cl2O可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取,同时生成NaHCO3,反
应中Cl2既体现氧化性,又体现还原性;Cl2生成Cl2O的过程表现还原性,根据氧化还原反应规律推知,Cl2体现氧化性时,应被还原为NaCl,结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式:2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaCl+2NaHCO3+Cl2O。