氯气的制备教学ppt课件

高三化学实验复习高三化学实验复习教学目标教学目标1、掌握氯气的工业制法和实验室制法。掌握氯气的工业制法和实验室制法。2、通通过过引引导导学学生生观观察察、分分析析演演示示实实验验的的现现象象，培养学生的观察和分析问题的能力。培养学生的观察和分析问题的能力。3、培培养养学学生生热热爱爱科科学学的的思思想想，对对学学生生进进行行环环境境保护教育。保护教育。重点、难点重点、难点 氯气的氯气的实验室制法。实验室制法。v1、工业制备、工业制备(1)电解饱和食盐水（氯碱工业）：电解饱和食盐水（氯碱工业）：电解的化学方程式为：电解的化学方程式为：2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2 电解的离子方程式为：电解的离子方程式为：2Cl-+2H2O=2OH-+Cl2+H2(2)电解熔融的氯化钠：电解熔融的氯化钠：电解的化学方程式为：电解的化学方程式为：2NaCl=2Na+Cl2v2、实验室制备、实验室制备v(1)反应原理反应原理:通电通电通电氯气的实验室制法氯气的实验室制法(讨论讨论)实现实现Cl Cl Cl的转化的转化,分别需分别需加入氧化剂还是还原剂加入氧化剂还是还原剂?-1 0 +1实验室制取氯气常用实验室制取氯气常用MnO2和和浓盐酸浓盐酸为原料为原料(反应需反应需加热加热)MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2MnO2+4H+2Cl-=Mn2+2H2O+Cl2 用用氧化剂氧化剂在适当的条件下将在适当的条件下将负一价负一价氯氧化成为氯氧化成为零价零价氯。氯。MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2MnO2+4H+2Cl-=Mn2+2H2O+Cl2（1）指出氧化剂、还原剂及电子转移情况指出氧化剂、还原剂及电子转移情况MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2氧化剂还原剂得到2e-失去2e-（2）装置的先择如何呢？装置的先择如何呢？项目发生装置类型发生装置的仪器收集方法Cl2H2H2项目发生装置类型发生装置的仪器收集方法O2固液不加热固液不加热排水法（或向下排水法（或向下排空集气法排空集气法固液加热固液加热向上排空集气法或向上排空集气法或排饱和食盐水法排饱和食盐水法固固加热固固加热排水法（或向上排水法（或向上排空集气法排空集气法（3）用什么样的方法收集氯气呢？用什么样的方法收集氯气呢？选择气体发生装置的原则：选择气体发生装置的原则：反应物的状态和反应条件反应物的状态和反应条件（4）多余的多余的Cl2如何处理？如何处理？（5）Cl2中混有哪些杂质，怎样提纯、干燥？中混有哪些杂质，怎样提纯、干燥？（6）实验实验步步骤骤如何？如何？通入通入NaOH溶液溶液中吸收。中吸收。HCl、H2O将其先通入将其先通入饱和食盐水饱和食盐水中除中除HCl气体，气体，再通入再通入浓硫酸浓硫酸中除去中除去H2O。连接好装置，检查气密性连接好装置，检查气密性在烧瓶中加入二氧化锰粉末在烧瓶中加入二氧化锰粉末往分液漏斗中加入浓盐酸，往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中再缓缓滴入烧瓶中缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出用向上排空气法收集氯气，用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中尾气导入吸收剂中实验步骤实验步骤Cl2的制备的制备Cl2中混有中混有HCl和和H2O（g）Cl2的制备、提纯、吸收的制备、提纯、吸收因浓盐酸有挥发性，制氯气装置应使用因浓盐酸有挥发性，制氯气装置应使用分液分液漏斗漏斗（仪器）（仪器）.滴加浓盐酸不能滴加浓盐酸不能过快过快，加热方式为，加热方式为微热微热。氯气中含有氯气中含有HCl、水气，先通过盛、水气，先通过盛饱和食盐饱和食盐水水的洗气瓶，再通过盛有的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸浓硫酸的洗气瓶。的洗气瓶。多余的氯气应使用多余的氯气应使用NaOH溶液吸收，反应的溶液吸收，反应的离子方程式为：离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O为确保实验过程中分液漏斗里的液体顺利流为确保实验过程中分液漏斗里的液体顺利流下，可采取的方法有：下，可采取的方法有：一是把分液漏斗和圆底一是把分液漏斗和圆底烧瓶用橡皮管相连通、二是在分液漏斗下端套烧瓶用橡皮管相连通、二是在分液漏斗下端套一个小试管。一个小试管。1、使、使浓浓盐酸与足量的盐酸与足量的MnO2共热制共热制Cl2、实际产生的实际产生的Cl2总比理论值低，其主要原因总比理论值低，其主要原因是什么？是什么？稀盐酸与稀盐酸与MnO2不反应，随着反应的进行，不反应，随着反应的进行，浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小。浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小。2、下下图图是是实实验验室室用用来来制制取取干干燥燥、纯纯净净氯氯气气的的装装置置；由由于于装装置置和和使使用用药药品品有有错错误误而而未未能能在在D瓶中收集到瓶中收集到Cl2；请指出装置中的错误；请指出装置中的错误长颈漏斗应改成分液漏斗长颈漏斗应改成分液漏斗烧杯下应填石棉网烧杯下应填石棉网应用酒精灯加热应用酒精灯加热稀盐酸应改为浓盐酸稀盐酸应改为浓盐酸多余多余Cl2应通入应通入NaOH溶液中溶液中3、实验室还可用、实验室还可用KMnO4或或KClO3代替代替MnO2与浓盐酸反应制氯气与浓盐酸反应制氯气2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 KClO3+6HCl=KCl+3H2O+3Cl2 思考思考 上述反应的氧化剂、还原剂、上述反应的氧化剂、还原剂、分别是何物质？电子转移的方向分别是何物质？电子转移的方向和数目能标出吗？和数目能标出吗？得得10e-失失10e-氧化剂氧化剂 KMnO4还原剂还原剂 HCl2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O4、想一想：能不能设计一实验证明起漂白、想一想：能不能设计一实验证明起漂白性作用的是性作用的是HClO而不是而不是Cl2？提示：提示：实验室制得的实验室制得的Cl2中含有水蒸汽，同中含有水蒸汽，同学们能不能根据课本学们能不能根据课本HClO的漂白的漂白实验得到实验得到启发，将启发，将Cl2的制取装置与的制取装置与HClO的漂白实验的漂白实验装置组合成一套实验装置？装置组合成一套实验装置？课堂练习课堂练习v1.实验室制取下列气体的反应既是分解实验室制取下列气体的反应既是分解反反 应应,又是氧化还原反应的是又是氧化还原反应的是 ()v A.NO2 B.O2 v C.Cl2 D.CO2v2.用二氧化锰和浓盐酸制取氯气用二氧化锰和浓盐酸制取氯气,当有当有0.4 L 10 mol/L HCl被氧化时被氧化时,生成的氯气在生成的氯气在标准状况下的体积为标准状况下的体积为()v A.22.4L B.44.8L v C.67.2L D.89.6LBB3.将将0.15 mol的的MnO2与过量的与过量的 12 mol/L的浓盐酸反应的浓盐酸反应,和和50 mL 12 mol/L的浓盐酸与足量的的浓盐酸与足量的MnO2反应两者产生的反应两者产生的Cl2相比相比(其他反应条件相同其他反应条件相同)()A.一样多一样多 B.前者较后者多前者较后者多 C.后者较前者多后者较前者多 D.无法比较无法比较B4.有人设计了以下六步操作制备氯气，其操作顺序为：有人设计了以下六步操作制备氯气，其操作顺序为：向分液漏斗中加入浓盐酸向分液漏斗中加入浓盐酸,并将导气管插入集气瓶并将导气管插入集气瓶检查装置的气密性检查装置的气密性把酒精灯放在铁架台上把酒精灯放在铁架台上,根据酒精灯火焰确定铁圈高度根据酒精灯火焰确定铁圈高度,固定铁圈固定铁圈,放上石棉网放上石棉网在烧瓶上装好分液漏斗在烧瓶上装好分液漏斗,安装好导气管安装好导气管向烧瓶中装入二氧化锰固体向烧瓶中装入二氧化锰固体将烧瓶固定在铁架台上将烧瓶固定在铁架台上 v5.在氯酸钾的分解反应里，二氧化锰的催化问题，在氯酸钾的分解反应里，二氧化锰的催化问题，到目前还没有肯定的解释。鉴于制得的氧气中有到目前还没有肯定的解释。鉴于制得的氧气中有氯气的气味，生成的氯化钾又略带紫红色，认为氯气的气味，生成的氯化钾又略带紫红色，认为反应过程如下（已配平）：反应过程如下（已配平）：v：2KClO3+2MnO2=2A+B+Cv：2A=D+MnO2+Cv：B+D=2KCl+Cv（1）反应）反应中氧化产物是中氧化产物是 （填化学式）（填化学式）v（2）反应）反应化学方程式为化学方程式为 v（3）按上述反应过程，若制取）按上述反应过程，若制取1.5 mol O2，总，总共有共有 mol电子发生转移。电子发生转移。v【解析解析】v 抓住题中的信息：有抓住题中的信息：有Cl2生成，有紫红色物质（为生成，有紫红色物质（为KMnO4），及），及A受热分解，推得受热分解，推得A为为KMnO4，C为为O2，则，则B为为Cl2；再根据；再根据MnO2作催化剂，推断出作催化剂，推断出中中物质为物质为MnO2。v 由由2KClO3+2MnO2=2KMnO4+Cl2+O2v v 2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2v Cl2+K2MnO4=2KCl+MnO2+O2v 推测：每步反应均得到推测：每步反应均得到0.5 mol O2，其中反应，其中反应和和分别转移分别转移2 mol e-，而反应，而反应中中Cl从从+50价，价，转移电子转移电子5 mol，共计，共计2+2+5=9：2KClO3+2MnO2=2A+B+C：2A=D+MnO2+C：B+D=2KCl+C（1）反应）反应中氧化产物是中氧化产物是 （填（填化学式）化学式）（2）反应）反应化学方程式为化学方程式为 （3）按上述反应过程，若制取）按上述反应过程，若制取1.5 mol O2，总共有，总共有 mol电子发生转移。电子发生转移。KMnO4、Cl2、O2Cl2+K2MnO42KCl+MnO2+O2 9【解题回顾解题回顾】一是根据反应现象推测产物，二是明确催化剂参与一是根据反应现象推测产物，二是明确催化剂参与反应，最后还原生成催化剂。反应，最后还原生成催化剂。不能根据总反应式：不能根据总反应式：2KClO32KCl+3O2来推出转来推出转移电子数为移电子数为6。6.2000年年全全国国高高考考题题)实实验验室室可可用用氯氯气气与与金金属属铁铁反反应应制制备备无无水水三三氯氯化化铁铁,该该化化合合物物呈呈棕棕红红色色,易易潮潮解解,100左左右右时时升升华华,下下图图是是两两个个学学生生设设计计的的实实验验装装置置,左左边边的的反反应应装装置置相相同同,而右边的产物收集装置则不同而右边的产物收集装置则不同,分别如分别如()()所示所示:(1)B中反应的化学方程式为：中反应的化学方程式为：。(2)D中的反应开始前中的反应开始前,需排除装置中的空气需排除装置中的空气,应采取的方法是应采取的方法是 (3)D中反应的化学方程式为：中反应的化学方程式为：。(4)装置装置()的主要缺点是：的主要缺点是：。(5)装装置置()的的主主要要缺缺点点是是：如如果果选选用用此此装装置置来来完完成成实验实验,则必须采取的改进措施是：则必须采取的改进措施是：MnO2+4HCl(浓浓)MnO2+Cl2+2H2OB中的反应进行一段时间后，看到黄色气体充满装置，再开始加热中的反应进行一段时间后，看到黄色气体充满装置，再开始加热D 2Fe +3Cl2 2FeCl3导管易被产品堵塞；尾气排入空气中，易造成环境污染导管易被产品堵塞；尾气排入空气中，易造成环境污染。产品易受潮解。产品易受潮解。在瓶在瓶E和和F之间连接装有干燥剂的装置。之间连接装有干燥剂的装置。(或其它合理答案或其它合理答案)。【小结小结】此题综合了氯气的性质、制法，三氯化铁的性质和制取，化学实此题综合了氯气的性质、制法，三氯化铁的性质和制取，化学实验操作及实验装置等问题。此题中涉及的制取氯气和三氯化铁的原理比较简验操作及实验装置等问题。此题中涉及的制取氯气和三氯化铁的原理比较简单，排除装置中空气的方法属常识性操作，（单，排除装置中空气的方法属常识性操作，（1）、（）、（2）、（）、（3）问容易作）问容易作答。只要根据题给信息，对装置（答。只要根据题