氯气的发现与制备课件+2023-2024学年上学期高一化学苏教版（2019）必修第一册

苏教版（2019）

必修一氯气的发现与制备课程目标1.了解氯气的发现。2．了解氯气的实验室制法。3．了解氯气的工业制法。

图说考点[新知预习]一、氯气的发现1．________中含有大量氯元素，但其单质氯气的化学性质非常活泼，在自然界中不存在________态的氯，只存在________态的氯。2．1774年，瑞典化学家________意外地发现了氯气，1810年，英国化学家________将其命名为氯气。海水游离化合舍勒戴维二、氯气的实验室制法1．反应原理________________________________。2．实验装置

3．收集方法①向上排空气法氯气的密度大于空气的密度。②排饱和食盐水法氯气在饱和食盐水中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的氯化氢气体。4．验满方法①将湿润的淀粉-碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明Cl2已收集满。②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明Cl2已收集满。三、工业制取氯气——电解饱和食盐水1．电解装置2．现象与推理实验操作实验现象实验结论发出爆鸣声与电源负极相连的铁棒上逸出________用向上排空气法收集b导管处的气体，观察气体颜色气体呈______色与电源正极相连的石墨棒上逸出_______氢气黄绿氯气3.实验结论根据实验推断电解饱和食盐水的产物是______________。反应方程式为：

__________________________________。溶液呈______色U形管左端溶液中有________产生红NaOHH2、Cl2、NaOH

[即时自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)氯元素广泛存在于海水中。(

)(2)自然界中既有游离态氯又有化合态氯。(

)(3)氯气最先由英国化学家戴维发现。(

)(4)多余的氯气可以用氢氧化钠溶液吸收。(

)(5)氯气可以用向下排空气法收集。(

)(6)电解饱和食盐水，与电源负极相连的铁棒上逸出Cl2。(

)(7)电解饱和食盐水，与电源正极相连的石墨棒电极区域有NaOH生成。(

)√××√×××

答案：D解析：由于海水中含有较多的盐类，因此不能作为生活用水，人类和很多其他生物的生长都需要淡水，而地球上的淡水资源很有限，而且能利用的淡水还有不少已被污染，因此节约用水对人类和其他生物的生存有非常重要的意义。3．如图为教科书中电解饱和食盐水的实验装置。据此，下列叙述不正确的是(

)A．装置中，a管能产生氢气B．b管导出的是氯气C．以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”D．在石墨棒电极区域有NaOH生成答案：D解析：由教科书中的相关实验可知，a管中导出的气体遇明火有爆鸣声，则该气体为氢气，A正确；根据题中实验装置可知，b管导出的气体可用NaOH溶液吸收，则b管中导出的气体应为氯气，B正确；由氯碱工业的定义可知，C正确；根据教科书中的演示实验，在两极滴入酚酞，只有铁棒附近溶液变红色，而石墨棒附近不变红，说明NaOH不在石墨棒电极区域生成，D不正确。4．1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名—氯气)。实验室制取Cl2时，下列装置能达到相应实验目的的是(

)A.制备Cl2B.净化Cl2C.收集Cl2D.尾气处理答案：D解析：二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，由图可知，装置中缺酒精灯，故A错误；净化氯气时，应先将混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯气中混有的氯化氢气体，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氯气，由图可知，洗气瓶的顺序颠倒，得到的是含有水蒸气的氯气，故B错误；由图可知，收集氯气的装置只有进气管，无出气管，不能收集氯气，故C错误；氯气有毒，收集氯气后应将尾气通过盛有氢氧化钠溶液的烧杯中吸收氯气，防止污染空气，故D正确。提升点1氯气的实验室制法解析例1下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是(

)A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质B．用1L10mol·L－1浓HCl与足量MnO2共热，最多可得2.5molCl2C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HClD．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集【答案】D【解析】Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；由于稀盐酸不能与MnO2反应，故盐酸不能耗尽，产生的Cl2小于2.5mol，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D项正确。[提升1]如图所示是某学生设计的实验室制备并干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图，请回答：(1)指出上述图中的各处错误：①________________________；②__________________________；③___________________________________；④____________________________________________________。(2)在改进后的装置中，下列物质的作用分别是：①饱和食盐水________________；②浓硫酸__________________；③NaOH溶液_______________。不能用稀盐酸，而应用浓盐酸应有加热装置，应用酒精灯加热盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒两洗气瓶里进气导管应插入液面以下，出气导管不应插入液面以下除去Cl2中的氯化氢除去氯气中的水蒸气吸收多余的氯气解析：(1)从试剂，装置(制气、净化、收集、尾气吸收)角度考虑。(2)先除HCl，后干燥，再收集，最后尾气吸收。(3)制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是________。A．向烧瓶中加入MnO2粉末

B．加热C．向烧瓶中加入浓盐酸(4)如果将过量二氧化锰与20mL12mol·L－1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06mol。其主要原因有：①_________________，②_____________________。(5)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是__________________________。(6)圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是_______________________________。实验结束清洗仪器时，为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染，可以向烧瓶中加入的溶液是________，有关的化学方程式是___________________________________________________。ACB加热使HCl大量挥发盐酸变稀后不再发生反应将浓盐酸慢慢滴下；加热用小火

NaOH溶液HCl＋NaOH===NaCl＋H2O、Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O解析：(3)检查装置气密性后的操作顺序为先加固体药品，然后加入液体药品，最后加热。(4)题中所给盐酸中HCl的物质的量是0.24mol，但由于盐酸受热易挥发，且随反应的不断进行，盐酸浓度越来越小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应，所以产生的Cl2的物质的量小于0.06mol。(5)为减少盐酸的挥发，慢慢滴加浓盐酸，用小火加热。(6)利用Cl2和NaOH溶液反应除多余的Cl2。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。

2．实验装置

组成盛放试剂试剂的作用C饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢D浓硫酸干燥氯气(3)收集装置(Ⅲ)①收集方法：向上排空气法(装置E，Cl2的密度大于空气的密度)。也可用排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。②验满方法：用湿润的KI-淀粉试纸检验。将湿润的KI-淀粉试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则证明Cl2已收集满。(4)尾气处理装置(Ⅳ)①导气管要伸入液面以下。②F中盛放试剂：氢氧化钠溶液，作用：吸收过量的氯气，防止污染环境。提升点2氯气的工业生产原理例2(已知：Cl2可与KI反应生成I2，I2遇淀粉变蓝)请用如图所示仪器设计一个包括电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的实验装置。(1)所选仪器连接时，各接口的顺序是(填各接口的字母代号)：A接_______、_______接_______；B接_______、_______接_______。(2)证明产物Cl2的实验现象是______________。(3)实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为5.60mL，电解后溶液的体积恰好为50.0mL，则溶液中NaOH的物质的量浓度为____________。GFHDEC淀粉-KI溶液变蓝

[提升2]下列装置中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是(电极均为石墨，Cl2能使淀粉-KI溶液变蓝)(

)答案：D解析：向下排空气法收集的是氢气，故装置的左端是负极，右端是正极，故A、C不符合题意；淀粉—碘化钾溶液变蓝可证明有氯气产生，氢氧化钠溶液不能验证Cl2的产生，故B不符合题意，D符合题意。氯气工业制法应注意几点(1)电解食盐水时，在电源的正极(Cl2)和负极(H2)上得到的气体体积比为1∶1。(2)检验氯气的方法：①能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。②能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色。(3)NaOH溶液的作用是吸收多余氯气。(4)电解方程式书写时要注明“通电”条件。

1.电解饱和食盐水时，如果溶液中滴有酚酞，则先变红的一极连在电源的(

)A．负极 B．正极C．同时变红 D．都不会变红答案：A解析：生成H2一极上消耗H＋，而使溶液中余下OH－显碱性。放出氢气的一极连电源负极。2．某化学小组用下图所示装置制取干燥、纯净的氯气，下列说法不正确的是(

)A．该装置图中至少存在两处明显错误B．烧瓶中的MnO2可换成KMnO4C．在乙后连一盛有饱和食盐水的烧杯可进行尾气处理D.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉－KI试纸可以验证是否有氯气逸出答案：C解析：缺少酒精灯、除杂装置和尾气处理装置，A正确；KMnO4能将HCl氧化生成Cl2，且不需要加热，B正确；Cl2与NaCl不反应且Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，所以不能用饱和食盐水吸收氯气，C错误；Cl2可氧化I－生成I2，使淀粉－KI试纸变蓝，D正确。3．某化工厂通过电解食盐水制取一些化学工业的基本原料，此反应的产物不可能是(

)A．烧碱 B．硫酸C．氢气 D．氯气答案：B4．下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是(

)A．MnO2与浓盐酸共热B．缓慢加热反应C．用向下排空气法收集Cl2D．多余氯气常用较浓的NaOH溶液吸收答案：C解析：由于浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气的密度大，故应用向上排空气法收集；Cl2极易与碱反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。5．有同学设计了如图所示的一个电解饱和食盐水的装置图，请回答以下问题：(1)X是铁棒、Y是石墨棒，a是饱和食盐水，实验开始时，同时向两边各滴入几滴酚酞试液，则：①X电极附近观察到的现象是___________________；②检验Y电极反应产物的方法是________