《2018版高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第一单元 氯、溴、碘及其化合物 第1课时 氯气的生产原理学案 苏教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第一单元 氯、溴、碘及其化合物 第1课时 氯气的生产原理学案 苏教版必修1（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 1 1 课时课时 氯气的生产原理氯气的生产原理学习目标定位 1.知道海水中的丰富资源和氯化钠作为重要工业原料的主要用途。2.初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。3.学会实验室制取氯气的方法。一、氯气的工业制法1实验过程右图为电解饱和食盐水的装置图：按右图所示装置进行实验。(1)接通电源，观察食盐水发生的变化。通电一段时间后，将小试管套在 a 管上，收集 U 形管左端产生的气体。2 min 后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。(2)取一支小试管，用向上排空气法收集从 b 管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。(3)关闭电源，打
2、开 U 形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加 12 滴酚酞溶液，观察溶液的颜色。2实验分析实验现象结论(1)出现爆鸣声a 管中气体为氢气(2)产生黄绿色的气体b 管中气体为氯气(3)铁棒端溶液变红石墨棒端溶液不变色U 形管左端溶液显碱性U 形管右端溶液不显碱性23.实验结论根据实验推断电解饱和食盐水的产物是 H2、Cl2、NaOH 溶液。工业制取氯气的反应原理(1)工业制取氯气的反应原理：2NaCl2H2O2NaOHCl2H2。=通电(2)氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取 Cl2等产品的工业。提醒 工业上电解熔融的 NaCl 或 MgCl2获取 Na 和 Mg，同时得到副产物 Cl2。化学方程式
3、为 2NaCl(熔融)2NaCl2，MgCl2(熔融)MgCl2。=通电=通电1某实验兴趣小组利用如下图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成物的实验，当图中开关 K 闭合片刻后，请回答下列问题：(1)电解饱和食盐水的化学方程式为_。(2)a 为电源的_(填“正”或“负”)极；D 中收集的气体是_。(3)C 试管盛放_溶液。溶液中 A 电极附近的现象为_，_。答案 (1)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2=通电(2)负 氢气(或 H2)(3)淀粉碘化钾(或淀粉碘化钠等其他合理答案均可) 有气泡产生 溶液由无色变为红色解析 电解饱和食盐水产生 NaOH、H2和 Cl2，H2的密度比空气小，只
4、能用向下排空气法收集，所以 D 中收集的气体是 H2，而 H2在与直流电源的负极相连的电极上产生，所以 a 为电源的负极，A 极上除了有氢气产生外，溶液中还产生 NaOH，所以遇酚酞溶液变红。b 为电源的正极，B 极上产生氯气，可以用淀粉碘化钾溶液检验。3易错提醒 在氯碱工业中，必须通电才能实现生成 H2、Cl2和 NaOH，所以在书写方程式时一定要注明反应条件。H2在阴极(与电源负极相连的一极)上产生，Cl2在阳极(与电源正极相连的一极)上产生。二、氯气的实验室制法实验室制取氯气的装置如下图所示：(1)反应原理：_(用化学方程式表示)。(2)实验装置：气体制备型化学实验装置的设计，要将化学反
5、应原理、气体净化、收集和尾气处理等结合起来。填写装置中试剂名称：C：_，D：_，F：_。其中 C 的作用是除去 Cl2中的_(填化学式，下同)；D 的作用是除去 Cl2中的_。该装置中收集 Cl2使用的是_法。还可用排_的方法，原因是_。其中 F 的作用是_。检验 Cl2是否收集满可用_放在集气瓶口，若试纸_，则证明已集满。答案 (1)4HCl(浓)MnO2MnCl22H2OCl2=(2)饱和食盐水 浓硫酸 氢氧化钠溶液HCl H2O 向上排空气 饱和食盐水 Cl2在饱和食盐水中的溶解度比较小 吸收尾气，防止污染空气 湿润的淀粉碘化钾试纸 变蓝1制气装置制取气体的一般流程：气体发生装置气体净化
6、装置(除杂、干燥)气体收集装置尾气4处理装置。(1)发生装置：固体液体气体。(2)净化装置：上图中 C、D 装置为洗气瓶，组装原则“长进短出” ，除杂在前，干燥在后。2试剂的选择选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有强氧化性，常用氧化 Cl的方法来制取，因此要选用含有 Cl的物质(如盐酸)和具有强氧化性的物质(如 MnO2、KMnO4等)来制取。如MnO24HCl(浓),MnCl2Cl22H2O2KMnO416HCl=2KCl2MnCl25Cl28H2O3收集方法(1)向上排空气法(Cl2密度大于空气)。(2)排饱和食盐水法(Cl2在饱和 NaCl 溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验
7、过程中挥发产生的 HCl 气体)。4干燥剂的选择选择气体干燥剂的主要依据是被干燥气体不能与干燥剂反应。如氯气能与碱反应，所以不能用碱石灰进行干燥，常用浓硫酸、五氧化二磷等进行干燥。5验满方法(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛 Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛 Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。6尾气处理Cl2有毒，易污染空气，需用 NaOH 溶液吸收。2(1)实验室制取 Cl2时，下列操作不正确的是_(填序号)。装置可用于制取少量 Cl25用装置除去 Cl2中的少量 HCl用装置制取 Cl2用装置干燥 Cl2(2)
8、实验室制取干燥、纯净的氯气，除了二氧化锰、浓盐酸外还需要_、_、_。(3)已知 KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生 Cl2。若用如下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气及验证它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是_(填字母)。答案 (1)(2)饱和食盐水 浓 H2SO4 NaOH 溶液 (3)BD解析 (1)实验室制取 Cl2用浓盐酸和 MnO2反应，而不用稀盐酸；除去 Cl2中的 HCl 气体用饱和食盐水，NaHCO3溶液与 HCl 反应并放出 CO2气体，气体应“长进短出” ；MnO2与浓盐酸需在加热条件下反应；干燥 Cl2使用浓 H2SO4洗气瓶，应“长进短出”
9、。(2)制取纯净Cl2还需饱和食盐水除去 HCl 气体，浓 H2SO4干燥 Cl2，NaOH 溶液除去多余的 Cl2。(3)B 处NaOH 溶液与 Cl2能反应；D 处试管缺少出气导管且应将导管末端通入 NaOH 溶液中。思维启迪1实验室制备 Cl2注意事项(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。(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。(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收 Cl2，因为溶液中 Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。2MnO2与浓盐酸反应特点(
10、1)浓盐酸中，部分 Cl的化合价升高，4 mol HCl 参加反应，被氧化的 Cl为 2 mol。(2)随着反应的进行，盐酸浓度变小，故 MnO2足量时，盐酸不能完全反应，反应后溶液为盐酸和 MnCl2混合液。61下列关于电解饱和食盐水过程的说法正确的是( )A电解饱和食盐水的工厂要首先将食盐进行除杂B与电源正极相连的电极区有 NaOH 生成C与电源负极相连的电极上有氯气生成D电解饱和食盐水的过程中 Na浓度减小答案 A解析 根据电解饱和食盐水的装置可知，与电源正极相连的电极区产生 Cl2，而与电源负极相连的电极区产生 H2和 NaOH，故 B、C 均不正确；因为 Na没有参与反应，其物质的量
11、不变，但电解过程中消耗了水，溶液体积减小，Na浓度增大，故 D 不正确。2工业上电解饱和食盐水制 Cl2和实验室用 MnO2与浓盐酸反应制 Cl2相同的原理是( )A都是将负价的氯转变为零价的氯B都是将正价的氯转变为零价的氯C都是复分解反应D都是置换反应答案 A3欲除去 Cl2中的少量 HCl 气体，可选用( )ANaOH 溶液 B饱和食盐水C浓硫酸 D石灰水答案 B解析 利用了 HCl 极易溶于水，而 Cl2在饱和食盐水中溶解度很小的原理。4实验室制取下列各组气体，所用气体发生装置相同的是( )A金属锌与硫酸反应制取 H2、大理石与稀盐酸反应制取 CO2B金属锌与硫酸反应制取 H2、氯酸钾和
12、二氧化锰混合加热制取 O2C二氧化锰和浓盐酸混合加热制取 Cl2、大理石与稀盐酸反应制取 CO2D二氧化锰和浓盐酸混合加热制取 Cl2、金属锌与硫酸反应制取 H2答案 A解析 据反应原理选取相应的装置，二氧化锰和浓盐酸制氯气、氯酸钾与二氧化锰混合制氧气，均需要加热；A 选项中制取 H2和 CO2的反应均不需要加热。75某化学兴趣小组利用 MnO2和浓 HCl 及如图装置制备 Cl2。下列分析中不正确的是( )A中可用分液漏斗代替长颈漏斗B中缺少加热装置C中盛放的 NaOH 溶液可以净化 Cl2D中的导管口若连接倒置漏斗可防止倒吸答案 C解析 本题考查 Cl2的制备，旨在考查学生的实验分析与设计能力。氯气中混有氯化氢气体，应该用饱和食盐水除去氯化氢，氯化氢和氯气均能与氢氧化钠溶液反应，故 B 中不能盛放氢氧化钠溶液。6下图表示在没有通风橱时制取纯净的氯气设计的装置图，图中 A、B 是可控制的弹簧铁夹。(1)烧杯中盛放的液体是_，其作用是_，水槽中盛放的液体是_。(2)简述操作过程：(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前，应_；当氯气纯度合乎要求时，应_；当氯气收集完毕时，应_。(3)将 8.7 g MnO2与含 HCl 14.6 g 的浓盐酸共热制 Cl2，甲同学认为可制得 Cl2 7.1 g，
