化学反应的利用-制氯气(1)

1、化学反应的实质：化学反应的实质：旧化学键断裂旧化学键断裂 新化学键形成新化学键形成调控化学反应速率的条件：调控化学反应速率的条件： 浓度，温度，压强，催化剂浓度，温度，压强，催化剂 应该根据物质的性质，选择科学合理的应该根据物质的性质，选择科学合理的实验原理，合适的仪器和药品；根据实验的实验原理，合适的仪器和药品；根据实验的特点，设计安全可靠的实验装置。如果是工特点，设计安全可靠的实验装置。如果是工业生产，还需考虑原料的用量、价格以及设业生产，还需考虑原料的用量、价格以及设备的承受能力等；实验室中制备物质还要考备的承受能力等；实验室中制备物质还要考虑切实可行和简单易行。虑切实可行和简单易行。杀

2、虫剂杀虫剂 漂白粉漂白粉 防晒霜防晒霜 食品添加剂食品添加剂一、利用化学反应制备新物质请同学们对已学过的化学反应进行简单的归纳小结：请同学们对已学过的化学反应进行简单的归纳小结：分类依据分类依据反应类型反应类型基本反应类型基本反应类型( (据反应物和生成物的类别及据反应物和生成物的类别及反应前后物质种类多少反应前后物质种类多少) )有无离子参加的反应有无离子参加的反应有无化合价变化有无化合价变化能量的变化能量的变化反应的限度反应的限度化合反应、分解反应、化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应置换反应、复分解反应离子反应、分子反应离子反应、分子反应氧化还原反应、氧化还原反应、非氧化还原反应非氧

3、化还原反应放热反应、吸热反应放热反应、吸热反应可逆反应、不可逆反应可逆反应、不可逆反应【思考】【思考】回忆氯气的物理性质和化学性质？回忆氯气的物理性质和化学性质？黄绿色气体黄绿色气体有刺激性气味有刺激性气味有毒有毒密度比空气大密度比空气大可溶于水可溶于水（常温（常温 1：2）氯气的化学性质 1. 1. 与金属反应与金属反应2Na + Cl2 2NaCl点燃 Cu + Cl2 CuCl2点燃反应的相同点：反应的相同点：反应类型：两种单质的化合反应反应类型：两种单质的化合反应反应条件：点燃反应条件：点燃2. 2. 与非金属反应与非金属反应H2 + Cl2 2HCl点燃2P + 3Cl2 2PCl3

4、点燃反应现象：发光发热反应现象：发光发热化合价：氯元素的化合价由零价化合价：氯元素的化合价由零价降至负一价，得失电子：氯原子得降至负一价，得失电子：氯原子得到电子。到电子。3. 3.与与H H2 2O O、碱、某些盐的反应、碱、某些盐的反应ClCl2 2 + H+ H2 2O = HCl + HClOO = HCl + HClOClCl2 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H2 2O OClCl2 2 + 2KI = 2KCl + I+ 2KI = 2KCl + I2 2白烟白烟棕黄色的烟棕黄色的烟苍白色火焰苍白色火焰爆炸

5、爆炸反应装置及主要现象上述四个反应都是利用了氧化剂把上述四个反应都是利用了氧化剂把-1-1价的价的ClCl变成了变成了0 0价的价的Cl Cl 。工。工业上利用反应业上利用反应通过电解食盐水制备通过电解食盐水制备NaOHNaOH、ClCl2 2、H H2 2。反应。反应是历是历史上曾经使用过的地康法制氯气。反应史上曾经使用过的地康法制氯气。反应是瑞典化学家舍勒在研是瑞典化学家舍勒在研究软锰矿石时，把盐酸和软锰矿矿石混合在一起加热，意外地发究软锰矿石时，把盐酸和软锰矿矿石混合在一起加热，意外地发现有一种令人窒息的黄绿色气体生成，产生的就是氯气。至今，现有一种令人窒息的黄绿色气体生成，产生的就是氯

6、气。至今，实验室中仍用这种方法制取氯气。反应实验室中仍用这种方法制取氯气。反应也是实验室中常用的制也是实验室中常用的制取氯气的方法之一。取氯气的方法之一。【活动【活动探究】探究】分析以下四个制取氯气的反应原理分析以下四个制取氯气的反应原理: :1 1从氧化从氧化- -还原反应知识的角度分析，有什么共同之处？还原反应知识的角度分析，有什么共同之处？2.2.你认为哪个反应原理适合工业生产，你认为哪个反应原理适合工业生产， 哪些反应原理可以用在实验室中？哪些反应原理可以用在实验室中？4HCl+O4HCl+O2 2 CuCl2 2H2H2 2O+2ClO+2Cl2 2 MnOMnO2 2+4HCl(+

7、4HCl(浓浓) ) MnClMnCl2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O2KMnO2KMnO4 4+16HCl(+16HCl(浓浓) ) 2MnCl2MnCl2 2+2KCl+8Cl+2KCl+8Cl2 2+5H+5H2 2O O 2NaCl +2H2NaCl +2H2 2O O 通电通电 2NaOH+H2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2瑞典化学家舍勒 1.原理：原理：2.药品：药品：3.化学方程式：化学方程式：MnO2+4HCl(浓浓) = MnCl2+2H2O+Cl2得得2e-失失2e-用氧化剂在适当的条件下将负一价氯氧化成为零价氯。用氧化剂在适当的条件下将负一价氯氧化成

8、为零价氯。 MnO2和浓盐酸和浓盐酸【思考、讨论】【思考、讨论】回忆实验室制取氢气、二氧化碳、氨气时所用回忆实验室制取氢气、二氧化碳、氨气时所用的发生装置和收集方法，比较得出在气体发生装置和收集方法的发生装置和收集方法，比较得出在气体发生装置和收集方法的选取上遵循的一般原则。的选取上遵循的一般原则。分液漏斗圆底烧瓶酒精灯铁架台(带铁圈铁夹)石棉网导管此装置与制H2的有何不同？双孔塞4.收集方法：收集方法：a.向上排气法向上排气法b.排饱和食盐水法排饱和食盐水法5.尾气处理：尾气处理：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 6.除杂与干燥除杂与干燥HCl气体：气体：水蒸气：水蒸气：(饱

9、和食盐溶液饱和食盐溶液)浓硫酸浓硫酸(无水无水CaCl2)NaOH溶液溶液尾气的处理尾气的处理难以吸收的可以点燃处理，选用难以吸收的可以点燃处理，选用D。ABCD说明：吸收溶解速度不很快，溶解度也不很大的气体用装置说明：吸收溶解速度不很快，溶解度也不很大的气体用装置A；若气体在吸收剂中溶速快且溶解度极大，易倒吸，选用若气体在吸收剂中溶速快且溶解度极大，易倒吸，选用B；少量尾气可以集于气球中，选用少量尾气可以集于气球中，选用C；氯气氯气?选选A尾气处理装置尾气处理装置NaOH溶液溶液多余的多余的Cl2 Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O 浓盐酸浓盐酸二氧化锰二氧化锰

10、饱和食盐水饱和食盐水浓硫酸浓硫酸NaOHNaOH溶液溶液实验室制备氯气的装置图实验室制备氯气的装置图注意注意与课本与课本p.48.p.48.装置图的差别。装置图的差别。实验步骤实验步骤连接好装置，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，再缓缓滴入烧瓶中往分液漏斗中加入浓盐酸，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，尾气导入吸收剂中用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中氯气的实验室制法1、原理：用氧化剂在适当的条件下将负一价氯氧化、原理：用氧化剂在适当的条件下将负

11、一价氯氧化成为零价氯。成为零价氯。2、药品：二氧化锰、浓盐酸、药品：二氧化锰、浓盐酸 3、化学方程式：、化学方程式：MnO2+4HCl(浓浓) = MnCl2+Cl2+2H2O 离子方程式：离子方程式： MnO2+4H+2Cl-=Mn2+2H2O+Cl2 4、仪器及装置：、仪器及装置：5、收集：向上排空气法、收集：向上排空气法6、尾气处理：玻璃导管通入氢氧化钠溶液中、尾气处理：玻璃导管通入氢氧化钠溶液中7、除杂：饱和食盐水除、除杂：饱和食盐水除HCl8、干燥：浓硫酸、干燥：浓硫酸 或无水或无水CaCl2问题讨论问题讨论1.为什么不能加强热？答：浓盐酸有较强的挥发性，若加强热会使氯气答：浓盐酸有

12、较强的挥发性，若加强热会使氯气中有大量的氯化氢杂质，另外也降低了中有大量的氯化氢杂质，另外也降低了HCl的利用的利用率。率。2.还能选用其他试剂反应制取氯气吗？答：可以用高锰酸钾答：可以用高锰酸钾(氯酸钾氯酸钾)和浓盐酸反应和浓盐酸反应2KMnO4 16HCl 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O也可以氯化钠、浓硫酸和也可以氯化钠、浓硫酸和MnO2混合制取氯气混合制取氯气2NaCl 3H2SO4 MnO2 2NaHSO4 MnSO4 Cl2 2H2O2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2 + 8H2O得得10e-失失10e-氧化剂氧化剂还原剂还原剂KMnO4HClKC

13、lO3+6HCl=KCl+3H2O+3Cl2 得得5e-失失5e-氧化剂氧化剂还原剂还原剂KClO3HCl请思考图示的装置都有哪些用途？请思考图示的装置都有哪些用途？1.从从A口进气，从口进气，从B口排出瓶内的空气，口排出瓶内的空气，可收集可收集O2、Cl2等比空气重的气体等比空气重的气体2.从从B口进气，从口进气，从A口排出瓶内的空气，可收集口排出瓶内的空气，可收集H2、NH3等比空气轻的气体。等比空气轻的气体。5.在瓶内充满水，从在瓶内充满水，从B口进气，将瓶内水从口进气，将瓶内水从A口压出，可作为口压出，可作为排水取气装置。排水取气装置。3. 在瓶内加入适量液态净化剂，从在瓶内加入适量液

14、态净化剂，从A口进气，口进气，B口出气，可作口出气，可作为气体净化装置。为气体净化装置。4.瓶内加入适量浓硫酸，从瓶内加入适量浓硫酸，从A口进气，口进气，B口出气，可作为气体口出气，可作为气体干燥装置。干燥装置。! ! 可以用排饱和食盐水的方法收集可以用排饱和食盐水的方法收集ClCl2 2 一套完整的氯气制取装置应该包括哪几步？一套完整的氯气制取装置应该包括哪几步？气体收集装置气体收集装置尾气处理装置尾气处理装置气体净化装置气体净化装置气体发生装置气体发生装置【练习】【练习】1 1、请填写下表中实验室或工厂里制备请填写下表中实验室或工厂里制备 下列物质的化学反应方程式：下列物质的化学反应方程式

15、：制备物质化学方程式氢气二氧化碳生铁（以赤铁矿为原料）硫酸（以硫为原料）氨硝酸（以氨为原料）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2OC+O2=CO2 CO2+C=2COFe2O3+3CO=2Fe+3CO2S+O2=SO2 2SO2+O2 = 2SO3SO3+H2O=H2SO4N2+3H2 = 2NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+NH3+2H2O4NH3+5O2=4NO+6H2O 2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO练习练习2 2、实验室制备实验室制备H2和和Cl2通常采用下列反应：通常采用下列反应：ZnH2SO4

16、=ZnSO4H2 MnO24HCl(浓浓) = MnCl2Cl22H2O据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置的装置 （填代号）（填代号）和制备并收集干燥、纯净和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置的装置 （填代号）。（填代号）。可选用制备气体的可选用制备气体的装置：装置：ed d e f a b c2在实验室中制取纯净、干燥的氯气，常使生成的氯气依在实验室中制取纯净、干燥的氯气，常使生成的氯气依次通过两个洗气瓶，这两个瓶内盛放的试剂依次是次通过两个洗气瓶，这两个瓶内盛放的试剂依次是 盐酸盐酸 饱和食盐水饱和食盐水 浓硫酸浓硫酸 石灰水石灰水 烧

17、碱溶液烧碱溶液 A B C D1二氧化锰与浓盐酸作用制氯气的反应中，作为还原剂的二氧化锰与浓盐酸作用制氯气的反应中，作为还原剂的HCl和参加反应的和参加反应的HCl物质的量之比是物质的量之比是 A1 1 B2 1 C1 2 D任意比任意比3实验室制取下述各组物质，所用的气体发生装置相同的是实验室制取下述各组物质，所用的气体发生装置相同的是 AH2，O2 BO2，HCl CCl2，HCl DH2，CO2课堂练习课堂练习BCC D长颈漏斗应改成分液漏斗长颈漏斗应改成分液漏斗烧瓶下应垫石棉网烧瓶下应垫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4、指出下列装置制氯气的错误之处、指出下列装置制氯气的错误之处5、向向50mL18mol/LH2SO4溶液中加入足量溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的的铜片并加热，充分反应后，被