唐清顺--县级公开课1氯气的生产原理 课件(苏教必修一)(10、25)2.1.

1、从海水中获得的化学物质从海水中获得的化学物质第一单元第一单元 氯、溴、碘及其化合物氯、溴、碘及其化合物专题专题2 2 我们的地球我们的地球 地球上海洋面积占地球地球上海洋面积占地球表面积的表面积的70.870.8，从这个意，从这个意义上说，地球基本上是一个义上说，地球基本上是一个“水球水球”。 海洋是人类在地球上活海洋是人类在地球上活动的三大舞台之一，是人类动的三大舞台之一，是人类的第二生存空间，是地球留的第二生存空间，是地球留给人类最后的宝贵财富。给人类最后的宝贵财富。 元素元素浓度浓度mg.Lmg.L-1-1元元素素浓度浓度mg.Lmg.L-1-1元素元素浓度浓度mg.Lmg.L-1-1氯

2、氯ClCl1935019350溴溴BrBr6767钡钡BaBa0.030.03钠钠NaNa1077010770锶锶SrSr8 8钼钼MoMo0.010.01镁镁MgMg12901290硼硼B B4.64.6铀铀U U0.0030.003硫硫S S885885锂锂LiLi0.170.17镍镍NiNi0.0020.002钙钙CaCa400400铷铷RbRb0.120.12钴钴CoCo0.00050.0005钾钾K K380380碘碘I I0.060.06金金AuAu0.0000040.000004 海水是自然界中十分重要的资源之一海水是自然界中十分重要的资源之一，共含共含8080多种元素多种元素。

3、 因为地球上因为地球上99%99%以上的溴都蕴藏在大海中，所以以上的溴都蕴藏在大海中，所以溴被称为溴被称为“海洋元素海洋元素”。海水中。海水中溴溴的总储存量可高达的总储存量可高达1 110101414t t。另外，海水中另外，海水中碘碘的总储存量也很高，约为的总储存量也很高，约为8 810101010t t。0.7121.115.1127.2含量含量/g每千克海水中几种氯化物的含量每千克海水中几种氯化物的含量海水中海水中氯化物的浓度氯化物的浓度最高，除含最高，除含NaNa+ +外外, ,还还含有含有MgMg2+2+、CaCa2+2+、K K+ +等。等。海水是人们获取氯、溴、碘及其化合物的重要

4、资源海水是人们获取氯、溴、碘及其化合物的重要资源。既然海水中含有那么多的既然海水中含有那么多的NaNa+ +和和ClCl- -，我们如我们如何从海水中获得何从海水中获得NaClNaCl呢？呢？煮煮海海为为盐盐盐场工人在晒盐盐场工人在晒盐海水海水盐田盐田粗盐粗盐引入引入风吹风吹日晒日晒是我们日常生活中的必需调味品是我们日常生活中的必需调味品日常生活中：日常生活中：医学上：医学上：工业上：工业上：农业上：农业上：配成浓度为配成浓度为0.90.9的的“生理食盐水生理食盐水”NaClNaCl的俗名是什么？它有哪些用途呢？的俗名是什么？它有哪些用途呢？用来挑选种子用来挑选种子以以NaCl为原料来制取为原

5、料来制取Na2CO3、Cl2和盐酸等。和盐酸等。NaCl“化学工业之母化学工业之母” 氯气的工业生产原理氯气的工业生产原理演示实验：演示实验：分析分析实验装置实验装置, , 注意注意实验步骤，实验步骤， 观察观察实验现象，实验现象， 推测推测实验结论实验结论, ,。1、电源正极和、电源正极和_棒相连，电源的负极和棒相连，电源的负极和_棒相连。棒相连。 2、U型管两端的型管两端的NaCl溶液中滴加了溶液中滴加了_石墨石墨铁铁酚酞溶液酚酞溶液实验前准备：实验前准备：规定：规定：把与把与电源正极电源正极相连的相连的极称为极称为阳极阳极，与，与电源负极电源负极相相连的极称为连的极称为阴极阴极。实验实验

6、步骤步骤实验现象实验现象实验结论实验结论步骤步骤1 1步骤步骤2 2步骤步骤3 3通电后，铁棒和石墨棒通电后，铁棒和石墨棒上都有气泡冒出。上都有气泡冒出。两极都有气体生成两极都有气体生成一段时间后，铁棒一端一段时间后，铁棒一端的溶液逐渐变红的溶液逐渐变红铁棒一端（阴极）有铁棒一端（阴极）有碱性物质生成碱性物质生成a导管口产生的气体，导管口产生的气体，若靠近火焰时爆鸣声若靠近火焰时爆鸣声（阴极）有氢气生成（阴极）有氢气生成b处产生黄绿色气体处产生黄绿色气体（阳极）有氯气生成（阳极）有氯气生成由此，我们可以尝试写出电解由此，我们可以尝试写出电解NaClNaCl溶液的化学方程式溶液的化学方程式2Na

7、Cl + 2H2O = 2NaOH + H2+ Cl2电解电解一、氯气的工业制法一、氯气的工业制法 人们把以电解食盐水为基础制取氯气、烧人们把以电解食盐水为基础制取氯气、烧碱碱( (NaOH)NaOH)等产品的工业称为等产品的工业称为“氯碱工业氯碱工业”。2 2NaCl + 2HNaCl + 2H2 2O = 2NaOH + HO = 2NaOH + H2 2+ Cl+ Cl2 2电解电解原理：原理：阴极产物阴极产物阳极产物阳极产物作用作用：能防止阴极产生的能防止阴极产生的H2和阳极和阳极 产生的产生的Cl2相混合而引起爆炸相混合而引起爆炸 能避免能避免Cl2和和NaOH溶液作用生成溶液作用生

8、成 NaClO而影响烧碱的质量而影响烧碱的质量 阳离子交换膜阳离子交换膜特点特点：只允许只允许阳离子阳离子通过通过根据氯碱厂根据氯碱厂原料和产品的性质原料和产品的性质,你认为在生产过程中以你认为在生产过程中以及贮运时应注意哪些问题及贮运时应注意哪些问题?氯碱厂的厂址应如何选择氯碱厂的厂址应如何选择?4.4.从电力供应的方面来看从电力供应的方面来看: :应建在电力供应充足的地方应建在电力供应充足的地方3.3.从社会人身安全的方面从社会人身安全的方面: :应建在人口稀疏的地方应建在人口稀疏的地方1.1.从原料供应的方便性从原料供应的方便性: :应建在海岸的附近处应建在海岸的附近处2.2.从产品的销

9、售方便性从产品的销售方便性: :应建在离使用烧碱应建在离使用烧碱, ,氯气和氢气氯气和氢气较多的工厂较近的地方较多的工厂较近的地方交流讨论:生产中注意生产中注意: :严格防止氢气严格防止氢气氯气泄露氯气泄露,:生产区严禁烟火生产区严禁烟火 贮贮 运运: :氯气贮藏在钢瓶里，保持阴凉通风。氯气贮藏在钢瓶里，保持阴凉通风。 NaOH固体应避免接触空气，防止潮解。固体应避免接触空气，防止潮解。 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， 瑞典瑞典化学家舍勒化学家舍勒 也把精力放在了也把精力放在了软锰矿软锰矿（主

10、要主要成分是成分是MnOMnO2 2）的研究上。的研究上。 1774 1774年的一天当他把年的一天当他把软锰矿粉末软锰矿粉末和和浓盐浓盐酸酸混合混合加热加热时，惊奇的看到一种时，惊奇的看到一种黄绿色的黄绿色的气体气体冒出。冒出。这种这种呛人呛人的气体不但能使染料的气体不但能使染料褪色，还有许多奇特的性质。褪色，还有许多奇特的性质。 直到直到18071807年，年，英国化学家戴维英国化学家戴维对这种气对这种气体进行了细致的研究，并于体进行了细致的研究，并于18101810年年1111月在英月在英国皇家学会上正式定名确认上述黄绿色气体国皇家学会上正式定名确认上述黄绿色气体是由一种新元素组成，英文

11、定名为是由一种新元素组成，英文定名为“ChlorineChlorine”，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室内制氯气实验室内制氯气，并且一直沿用至今。，并且一直沿用至今。二、氯气的实验室制法二、氯气的实验室制法 MnO2 + 4HCl(浓浓) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O 1 1、原理：、原理：2 2、装置：、装置：一、氯气的工业制法一、氯气的工业制法 人们把以电解食盐水为基础制取氯气、烧碱人们把以电解食盐水为基础制取氯气、烧碱( (NaOH)NaOH)等产品的工业称为等

12、产品的工业称为“氯碱工业氯碱工业”。2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+ Cl2电解电解原理：原理：阴极产物阴极产物阳极产物阳极产物下面有三种常见的气体发生装置，请根据氯气的实验室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合适的装置（制备原理选择合适的装置（ ）A1A2A3A2实验室制实验室制O O2 2 、CHCH4 4 、NHNH3 3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+ +液液可根据可根据反应物状态反应物状态和和反应条件反应条件选择气体选择气体发生装置发生装置下面有四种常见的气体收集

13、装置，请根据下列提示的下面有四种常见的气体收集装置，请根据下列提示的ClCl2 2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BBBBNaOH溶液溶液可根据可根据气体的密度气体的密度和和溶解度溶解度选择气体选择气体收集装置收集装置B2 B3 B4这样制得的这样制得的ClCl2 2中可能含有哪些杂质？中可能含有哪些杂质？Cl2HCl气体气体水蒸气水蒸气可根据可根据杂质的性质杂质的性质选择气体选择气体净化装置净化装置. .（ C C2 2 ）（ C C ）1、C

14、l2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 若想制得若想制得纯净、干纯净、干燥燥的氯气，请根据提示信息选择合适的装置。的氯气，请根据提示信息选择合适的装置。实验室制得的多余氯气可以直接排到空气中去吗？如果实验室制得的多余氯气可以直接排到空气中去吗？如果不可以，应如何处理？请选择合适的装置（不可以，应如何处理？请选择合适的装置（ ）可根据可根据气体的性质气体的性质选择选择尾气吸收装置尾气吸收装置D1 D21、Cl2有毒。有毒。2、Cl2能与能与NaOH溶液反应，生成

15、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 MnO2 + 4HCl(浓浓) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O 1 1、原理：、原理：2 2、装置：、装置：主要主要仪器：仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、铁架台、石棉网、酒精灯、分液漏斗、圆底烧瓶、铁架台、石棉网、酒精灯、洗气瓶、集气瓶、烧杯、导管、双孔橡皮塞等洗气瓶、集气瓶、烧杯、导管、双孔橡皮塞等 二、氯气的实验室制法二、氯气的实验室制法饱和饱和NaClNaCl浓浓H H2 2SOSO4 4NaOHNaOH溶液溶液饱和食盐水作用：饱和食盐水作用：NaOHNaOH溶液作用：溶液作用：浓硫酸作用浓硫酸作用：除除HClHC

16、l；吸收吸收ClCl2 2，防污染。，防污染。除去水蒸气；除去水蒸气；添加图片氯气的实验室制法氯气的实验室制法MnOMnO2 2+4HCl(+4HCl(浓浓) MnCl) MnCl2 2 + Cl + Cl2 2+ 2H+ 2H2 2O O（1 1）实验原理）实验原理（2 2）发生装置：）发生装置： 粉末状固体液体粉末状固体液体 气体气体（3 3）收集装置：）收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法向上排空气法或排饱和食盐水法（4 4）尾气处理：）尾气处理：用用氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液吸收吸收反应原理：反应原理：反应装置：反应装置：发生装置发生装置净化装置净化装置收集装置收集装置尾气吸收装置尾气

17、吸收装置气体气体的实的实验室验室制法制法一、一、 ClCl2 2的工业制法的工业制法2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+ Cl2电解电解二、二、ClCl2 2的实验室制法的实验室制法氯碱工业氯碱工业 MnO2 + 4HCl(浓浓) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O 以电解饱和食盐水为基础制以电解饱和食盐水为基础制Cl2、NaOH等产品的工业等产品的工业装置中有六处错误？请找出来装置中有六处错误？请找出来! !练习练习1 1：某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。：某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。 1)1)、烧瓶下面缺石棉网、烧瓶下面缺石棉网 2)2)、铁圈

18、下面缺酒精灯、铁圈下面缺酒精灯 3)3)、原料使用了稀盐酸、原料使用了稀盐酸 4)4)、不应使用长颈漏斗、不应使用长颈漏斗 5)5)、装浓硫酸和装饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了、装浓硫酸和装饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了 6) 6)、洗气瓶、洗气瓶D D的气体入口导管应深插在液面下，而出口的气体入口导管应深插在液面下，而出口 导管应靠导管应靠 近瓶塞近瓶塞( (长进短出长进短出) ) 练习练习2 2：) )、电解饱和食盐水时，氯气产生于和电、电解饱和食盐水时，氯气产生于和电源（源（ ）极相连的（）极相连的（ ）棒，氢气产生）棒，氢气产生于和电源于和电源 （ ）极相连的（）极相连的（ ）棒，）棒，碱产生（碱产生（ ）棒的周围。）棒的周围。正正碳碳负负铁铁铁铁2)2)、以下工业制备