苏教必修一公开课氯气的生产原理实用教案

1、元素元素浓 度 浓 度 mg.Lmg.L-1-1元素元素浓度浓度mg.Lmg.L-1-1元素元素浓度浓度mg.Lmg.L-1-1氯氯（ClCl）1935019350溴溴（BrBr）6767钡钡（BaBa）0.030.03钠钠（NaNa）1077010770锶锶（SrSr）8 8钼钼（MoMo）0.010.01镁镁（MgMg）12901290硼硼（B B）4.64.6铀铀（U U）0.0030.003硫硫（S S）885885锂锂（LiLi）0.170.17镍镍（NiNi）0.0020.002钙钙（CaCa）400400铷铷（RbRb）0.120.12钴钴（CoCo）0.00050.0005钾钾

2、（K K）380380碘碘（I I）0.060.06金金（AuAu）0.0000040.000004表表1. 1. 海水中主要海水中主要(zhyo)(zhyo)元素元素的含量的含量第1页/共37页第一页，共37页。表表2 2 每千克海水中几种每千克海水中几种(j zhn)(j zhn)氯化物的含量氯化物的含量第2页/共37页第二页，共37页。 海水被称为化学元素的宝库，其中含有海水被称为化学元素的宝库，其中含有(hn yu)多达多达80多种元素，其中氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、多种元素，其中氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴（锶、溴（Br）、硼（）、硼（B）、氟（）、氟（F）占）占99.9%

3、海水中所含有的元素大部分以盐的形式存在。整个海水中所含有的元素大部分以盐的形式存在。整个海洋中，溶解的盐类物质达海洋中，溶解的盐类物质达5 1017t。如果把这些盐类。如果把这些盐类物质全部物质全部(qunb)提取出来，均匀地铺在陆地表面，会提取出来，均匀地铺在陆地表面，会形成形成150米厚的盐层。（其中氯化钠占米厚的盐层。（其中氯化钠占80%以上）以上）第3页/共37页第三页，共37页。思考思考(sko)与讨论：与讨论：1 1、海水被称为化学元素的宝库，其中含有、海水被称为化学元素的宝库，其中含有多达多达 多种元素，其中哪一种最多？哪一多种元素，其中哪一种最多？哪一种又被称为种又被称为“海洋

4、元素海洋元素”？2 2、海水中除水外含量最多的物质是什么？、海水中除水外含量最多的物质是什么？3 3、如何从海水中获得、如何从海水中获得(hud)NaCl (hud)NaCl ？4 4、你知道、你知道NaCl NaCl 有哪些用途吗？有哪些用途吗？第4页/共37页第四页，共37页。 人们是如何人们是如何(rh)(rh)从海水中获得氯化钠从海水中获得氯化钠的？的？海水晒盐过程海水晒盐过程(guchng)(guchng) 海水海水 蒸发蒸发(zhngf)池池 粗盐粗盐母液母液 纯净的纯净的NaClNaCl过滤过滤提纯提纯蒸发蒸发, ,结晶结晶第5页/共37页第五页，共37页。第6页/共37页第六页

5、，共37页。第7页/共37页第七页，共37页。电解(dinji)饱和食盐水电解电解(dinji)饱和食盐水的装饱和食盐水的装置置信息提示：（信息提示：（1 1）氯气）氯气(l q)(l q)能使湿润的淀粉试纸变蓝能使湿润的淀粉试纸变蓝 （2 2）与电源正极相连的电极）与电源正极相连的电极-阳极阳极 与电源负极相连的电极与电源负极相连的电极-阴极阴极 1 1、接通电源，观察、接通电源，观察U U型管内的变化型管内的变化 2 2、探究、探究a a管是什么气体（阴极）管是什么气体（阴极）3 3、探究、探究b b管是什么气体？（阳极）管是什么气体？（阳极）4 4、观察、观察阴极阴极附近的溶液现象？附近

6、的溶液现象？第8页/共37页第八页，共37页。第9页/共37页第九页，共37页。第10页/共37页第十页，共37页。电解电解(dinji)饱和食盐水饱和食盐水2NaCl + 2H2O = Cl2 + H2 + 2NaOH 通电通电 阴极产物阴极产物- +黄绿色气体，遇湿黄绿色气体，遇湿润的淀粉润的淀粉(dinfn)碘化钾试纸变蓝碘化钾试纸变蓝无色气体无色气体(qt)，靠近，靠近火焰有爆鸣火焰有爆鸣声声遇酚酞遇酚酞变红色变红色 阳极产物阳极产物第11页/共37页第十一页，共37页。图图1问题问题6 6探究：有人设计了图探究：有人设计了图1 1实实验装置图电解食盐水，请你验装置图电解食盐水，请你对

7、比对比(dub)(dub)图图2 2，从以下几个方面作出评价。，从以下几个方面作出评价。1 1环境保护环境保护2 2安全性安全性 3.3.产品产品(chnpn)(chnpn)纯度纯度图图2氯气污染大气氯气污染大气图中图中NaOH溶液溶液(rngy)的作用是吸收尾气氯气的作用是吸收尾气氯气H2和和Cl2 混合不安全，易爆炸混合不安全，易爆炸图装置的安全性图装置的安全性电解产物电解产物ClCl2 2与与NaOHNaOH溶液发生反应溶液发生反应, ,会会使得到的使得到的NaOHNaOH不纯不纯第12页/共37页第十二页，共37页。阳离子交换(jiohun)膜电解槽阳离子交换阳离子交换(jiohun)

8、(jiohun)膜的作用膜的作用 ：能防止阴极产生的能防止阴极产生的H2H2和阳极产生的和阳极产生的Cl2Cl2相混合而引起相混合而引起(ynq)(ynq)爆炸爆炸; ;能避免能避免Cl2Cl2和和NaOHNaOH溶液作用生成溶液作用生成NaClONaClO而影响烧碱的质量而影响烧碱的质量第13页/共37页第十三页，共37页。第14页/共37页第十四页，共37页。舍勒舍勒 【瑞典瑞典】 1742 1742一一1786 1786 18 18世纪，人们致力于采矿事业，世纪，人们致力于采矿事业， 瑞典化瑞典化学家舍勒学家舍勒 也把精力放在了软锰矿（主要成也把精力放在了软锰矿（主要成分是分是MnO2M

9、nO2）的研究上。）的研究上。 1774 1774年的一天当他把软锰矿粉末和浓盐年的一天当他把软锰矿粉末和浓盐酸混合加热时，惊奇的看到一种黄绿色的气酸混合加热时，惊奇的看到一种黄绿色的气体冒出。这种呛人的气体不但能使染料体冒出。这种呛人的气体不但能使染料(rnlio)(rnlio)褪色，还有许多奇特的性质。褪色，还有许多奇特的性质。 直到直到(zhdo)1807(zhdo)1807年，英国化学家戴维年，英国化学家戴维对这种气体进行了细致的研究，并于对这种气体进行了细致的研究，并于18101810年年1111月在英国皇家学会上正式定名确认上述黄月在英国皇家学会上正式定名确认上述黄绿色气体是由一种

10、新元素组成，英文定名为绿色气体是由一种新元素组成，英文定名为“Chlorine”“Chlorine”，希腊文的意思是，希腊文的意思是“绿色的绿色的”。 由于当时还不能够大量制得盐酸，故这种方法只限于由于当时还不能够大量制得盐酸，故这种方法只限于实验实验室内制氯气室内制氯气，并且一直沿用至今。，并且一直沿用至今。第15页/共37页第十五页，共37页。二、氯气(l q)的实验室制法1 1、反应、反应(fnyng)(fnyng)原料：原料： 二氧化锰二氧化锰(r yn hu mn)（固体）、（固体）、浓盐酸（液体）浓盐酸（液体）2 2、反应原理：反应原理：MnO2+4HCl(浓浓)=MnCl2+Cl

11、2+2H2O注意：注意： MnOMnO2 2是难溶于水的黑色固体；是难溶于水的黑色固体； 反应物只能是浓反应物只能是浓HClHCl，稀，稀HClHCl与与MnOMnO2 2不能发生反应；不能发生反应； 反应必须在加热的条件下进行。反应必须在加热的条件下进行。第16页/共37页第十六页，共37页。二、氯气(l q)的实验室制法原料原料(yunlio)：二氧化锰：二氧化锰 （固体）、浓盐酸（液体）（固体）、浓盐酸（液体）实验实验(shyn)原原理理MnO2 + 4HCl(浓浓) MnCl2 + Cl2 + 2H2O你能根据这个反应特点你能根据这个反应特点构建出实验室制构建出实验室制取氯气的实验装置

12、吗？取氯气的实验装置吗？第17页/共37页第十七页，共37页。下面有三种常见的气体发生装置，请根据氯气的实验室制下面有三种常见的气体发生装置，请根据氯气的实验室制备原理选择备原理选择(xunz)(xunz)合适的装置（合适的装置（ ）A A2 2实验室制实验室制O O2 2实验室制实验室制COCO2 2、H H2 2实验室制实验室制ClCl2 2固固+ +固固固固+ +液液固固+ +液液可根据反应物状态和反应条件选择可根据反应物状态和反应条件选择(xunz)(xunz)气体发生装置气体发生装置A1第18页/共37页第十八页，共37页。下面有四种常见下面有四种常见(chn jin)(chn ji

13、n)的气体收集装置，请根据下列的气体收集装置，请根据下列提示的提示的Cl2Cl2的性质选择合适的装置（的性质选择合适的装置（ ）1、Cl2 有毒，且密度比空气大有毒，且密度比空气大2、Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水能溶于水，难溶于饱和食盐水饱和食盐水饱和食盐水B BB BB BB BNaOHNaOH溶液溶液可根据气体可根据气体(qt)(qt)的密度和溶解度选择气体的密度和溶解度选择气体(qt)(qt)收收集装置集装置B B2 2 B B3 3 B B4 4第19页/共37页第十九页，共37页。这样制得的这样制得的Cl2Cl2中可能含有哪些中可能含有哪些(nxi)(nxi)杂质？杂质？ClCl

14、2 2HCl气体气体水蒸气水蒸气可根据杂质可根据杂质(zzh)(zzh)的性质选择气体净化装的性质选择气体净化装置置. .（ C C2 2 ）（ C C ）1、Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水，能溶于水，难溶于饱和食盐水， HCl易溶于饱和食盐水易溶于饱和食盐水2、Cl2能与能与NaOH反应，生成能溶于水的物质反应，生成能溶于水的物质 若想制得纯净、干燥若想制得纯净、干燥的氯气，请根据提示信息选择的氯气，请根据提示信息选择(xunz)(xunz)合适的装置。合适的装置。第20页/共37页第二十页，共37页。实验室制得的多余氯气可以直接排到空气中去吗？如果不实验室制得的多余氯气可以直接排到空气中

15、去吗？如果不可以，应如何处理可以，应如何处理(chl)(chl)？请选择合适的装置（？请选择合适的装置（ ）可根据气体可根据气体(qt)(qt)的性质选择尾气吸收装置的性质选择尾气吸收装置D D1 1 D D2 21、Cl2有毒。有毒。2、Cl2能与能与NaOH溶液反应，生成能溶于水的物质溶液反应，生成能溶于水的物质3、Cl2不能燃烧不能燃烧第21页/共37页第二十一页，共37页。实验室制备实验室制备(zhbi)氯气的装置氯气的装置图图发生发生(fshng)装置装置收集收集(shuj)装装置置尾气吸收装置尾气吸收装置主要仪器：主要仪器：分液漏斗、圆底烧分液漏斗、圆底烧瓶、铁架台、石棉网、酒精灯

16、、瓶、铁架台、石棉网、酒精灯、集气瓶、烧杯、导管、双孔橡集气瓶、烧杯、导管、双孔橡皮塞等皮塞等 -组装顺序：组装顺序：从下到上，从左到右从下到上，从左到右拆卸顺序：拆卸顺序：从右到左，从上到下从右到左，从上到下第22页/共37页第二十二页，共37页。连一连连一连(ylin)制取氯气制取氯气(l q)吸收吸收(xshu)氯气氯气收集氯气收集氯气干燥氯气干燥氯气除去氯化氢除去氯化氢气体净化气体净化第23页/共37页第二十三页，共37页。MnO2+4HCl(浓浓) = MnCl2+2H2O+Cl2第24页/共37页第二十四页，共37页。发生发生(fshn(fshng)g)装置装置净净 化化 装装 置

17、置收集收集(shuj)(shuj)装置装置尾气尾气(wi q)(wi q)处理装处理装置置实验室制备干燥纯净氯气的装置图第25页/共37页第二十五页，共37页。实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是 （ ）连接好装置，检查气密性缓缓加热，加快反应，连接好装置，检查气密性缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出使气体均匀逸出在烧瓶中加入在烧瓶中加入(jir)(jir)二氧化锰粉末二氧化锰粉末往分液漏斗中加入往分液漏斗中加入(jir)(jir)浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中中用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中用向上排空气法收集氯气，尾气

18、导入吸收剂中A A B B C C D D C第26页/共37页第二十六页，共37页。1、工业上利用电解饱和食盐水的方法制取 、 和 。在电源正极上方收集到的气体能使湿润的 变蓝色，证明是 ；在电源负极(fj)上方收集到的气体是 ，在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞溶液，则溶液 ，证明有 生成。Cl2 H2 NaOH 淀粉淀粉(dinfn)(dinfn)碘化钾试碘化钾试纸纸 Cl2 H2 变红变红 NaOH2、使用(shyng)浓盐酸与足量的MnO2共热制Cl2，实际产生的Cl2总比理论值低，其主要原因是什么？ 稀盐酸与稀盐酸与MnOMnO2 2不反应，随着反应的进行，浓盐不反应，随着反应的进行，

19、浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小。酸的物质的量浓度逐渐变小。第27页/共37页第二十七页，共37页。 随堂练习随堂练习(linx) 、电解饱和食盐水时，氯气产生、电解饱和食盐水时，氯气产生 在电源（在电源（ ）极相连的（）极相连的（ ）棒，氢气）棒，氢气(qn q)产生于和电源产生于和电源 （ ）极相连的（）极相连的（ ）棒，碱产生（）棒，碱产生（ ）棒的周围。）棒的周围。正正石墨石墨(shm)负负铁铁铁铁2、若电解一段时间后，电源正极上方收集、若电解一段时间后，电源正极上方收集到的气体在标准状况下为到的气体在标准状况下为4.48L，则在电，则在电源负极上方将收集到源负极上方将收集到 g气体气体

20、，在溶液中产生在溶液中产生 gNaOH。0.4H2 16第28页/共37页第二十八页，共37页。长颈漏斗应改成分液漏斗烧瓶下应垫石棉网长颈漏斗应改成分液漏斗烧瓶下应垫石棉网应用酒精灯加热稀盐酸应改为浓盐酸应用酒精灯加热稀盐酸应改为浓盐酸多余多余(duy)Cl2应通入应通入NaOH溶液中溶液中3、下图是实验室制备(zhbi)氯气的装置图，请指出其中的错误。第29页/共37页第二十九页，共37页。 如图所示是某学生(xu sheng)设计的实验室制备干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置，请回答：l(1)指出上述指出上述(shngsh)图中的各处错误：图中的各处错误：(2)在改正后的装置中，下列物质饱

21、和食盐水在改正后的装置中，下列物质饱和食盐水,浓硫酸浓硫酸,NaOH溶液的作用溶液的作用(zuyng)分别是：分别是：第30页/共37页第三十页，共37页。 (1)指出上述图中的各处( ch)错误： _； _； _ ； _。 (2)在改过后的装置中，下列物质的作用分别是： 饱和食盐水_； 浓硫酸_； NaOH溶液_。不能用稀盐酸，而应用不能用稀盐酸，而应用(yngyng)浓盐酸浓盐酸应有应有(yn yu)加热装置，应用酒精灯加热加热装置，应用酒精灯加热盛浓硫酸和饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒盛浓硫酸和饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对除去除去Cl2中的氯化氢中的氯化氢除去氯气中的水蒸气除去氯气中的水蒸气吸收多余的氯气吸收多余的氯气第31页/共37页第三十一页，共37页。 1.海水中含量最多的离子是 A.钠离子 B.氯离子 C.钙离子 D.镁离子 2.若电解的是未精制( jngzh)的饱和食盐水（即是粗盐溶于水），结果很快在某一电极附近出现浑浊现象，造成浑浊的难溶物主要是 A.碳酸镁 B.硫酸钡 C.氢氧化镁 D.碳酸钡第32页/共37页第三十二页，共37页。 3.实验室制取氧气的试管壁上粘附有MnO2，除去粘附的MnO2可用的试剂是 A. 蒸馏水 B. KOH