《专题3第一单元氯气及氯的化合物(第1课时)》教学课件高一化学2019

第一单元

氯气及氯的化合物

苏教版高中化学（必修一）同步教学课件专题3

从海水中获得的化学物质

第1课时

氯气的发现与制备

1.知道海水中蕴藏着丰富的资源和氯化钠作为重要工业原料的主要用途。

2.学会验室制取氧气的方法，通过分析、推理设计实验并完成实验。3.初步认识工业上电解饱和盐水制取氯气的反应原理。4.发展对化学实验探究的兴趣，养成严谨求实的科学态度，增强合作探究和勇于创新的意识。第一次世界大战中，氯气被德国人用于战场，当毒气弹爆炸后，氯气随风飘散，英法联军顷刻死亡上万。氯气被人吸入后，可迅速附着于呼吸道黏膜，之后可以导致人体支气管痉挛、支气管炎、支气管周围水肿、充血和坏死。呼吸道黏膜受刺激，可造成局部平滑肌痉挛，再加上黏膜充血、水肿及灼伤，可引起严重的通气障碍。人吸入浓度为每立方米2.5毫克的氯气时，就会死亡。

海水中蕴含丰富的氯元素，它主要以氯化钠、氯化镁等氯化物的形式存在。氯元素在自然界的存在形式一.氯气的发现

海水中含有大量的氯元素，但其单质氯气的化学性质非常活泼，在自然界中不存在游离态的氯，都以化合态的形式存在。软锰矿

1774年,瑞典化学家舍勒在研究软锰矿时，把浓盐酸与软锰矿混合在一起加热，意外地发现了一种黄绿色气体。1810年，英国化学家戴维将这种元素命名为Chlorine,这个名称来自希腊文，有“绿色”的意思。我国早年将其译成“绿气”，后改为氯气。二.氯气的实验室制备化学方程式：________________________________________1.实验原理MnO2＋4HCl(浓)==MnCl2＋Cl2↑＋2H2O△

根据反应原理，你认为所制取的氯气中可能存在哪些杂质气体？应如何除去这些杂质获得纯净的氯气？（资料：氯气可溶于水，但难溶于饱和食盐水；HCl极易溶于水。）饱和食盐水：除HCl气体浓硫酸：除水蒸汽装配原则：先洗气后干燥；长进短出。

你认为上图所示氯气的制备装置可分为几个部分？各部分所起的作用分别是什么？发生装置净化装置收集装置尾气处理装置(针对有毒气体)固+液加热型2.实验装置烧杯中盛放的液体是______________该液体的作用是______________________________向___排空气法(氯气密度大于空气)上黄绿NaOH溶液3.收集方法4.验满方法观察到集气瓶中充满_____色气体，则证明已集满。5.尾气处理吸收过量的氯气，防止污染环境.（1）必须用浓盐酸与MnO2反应制Cl2，MnO2与稀盐酸不反应。随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。

6.注意事项：（2）此反应必须加热，加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。

（3）制取的氯气有毒，且在加热时易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。

（4）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。

（5）Cl2有毒，必须有尾气吸收，尾气处理溶液不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。

固+液型固+固加热型（1）、除了固+液加热型，你还学过哪些气体发生装置？（2）、你认为在制备氯气时使用分液漏斗有哪些优点？a、控制药品的用量和滴加速度b、防止气体泄漏即时理解：（3）、你认为收集氯气除了向上排空气法，还有什么方法？（4）、使用浓盐酸与足量的MnO2共热制氯气，实际产生的氯气总比理论值低，其主要原因什么？向上排空气排饱和食盐水法

稀盐酸与MnO2不反应，随着反应的进行，浓盐酸的浓度逐渐减小，故HCl不能完全反应。（5）.利用上述装置收集的Cl2纯净吗？有什么杂质？若得到干燥纯净Cl2上述装置如何改进？上述装置收集的Cl2不纯，有HCl和H2O(g)。在上述装置A、B之间依次连接盛有饱和食盐水的洗气瓶除HCl和盛有浓H2SO4的洗气瓶干燥Cl2干燥Cl2除去Cl2中的HCl气体(6).根据实验室MnO2

氧化浓盐酸制氯气及氧化还原反应的原理，思考是否可以用其它物质代替MnO2或浓盐酸？①实验室制氯气时，氧化剂MnO2还可以用其它能氧化浓盐酸中的氯离子的氧化剂（相同条件下，氧化性强于MnO2）代替。②常见的氧化剂有：KMnO4、KClO3、NaClO、Ca(ClO)2等。2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2OKClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2ONaClO＋2HCl（浓）=NaCl＋H2O＋Cl2↑③浓盐酸也可以用NaCl和浓硫酸代替。反应的总化学方程式：MnO2＋2NaCl+H2SO4（浓）===

MnSO4+Cl2↑＋2H2O△2H2O+2NaCl==H2↑

+Cl2↑

+2NaOH通电阳极：Cl2阴极：NaOH、H2饱和食盐水NaOH溶液铁棒石墨棒ab吸收多余氯气1.原理：电解饱和食盐水2.装置：三.工业制取氯气3.流程：(1)接通电源，观察铁棒和石墨棒上发生的变化。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。(2)取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。

(3)关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，溶液的颜色的变化。阴极阳极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_______氢气黄绿氯气溶液呈______色U形管左端溶液中有________产生红NaOH（1）实验现象：（2）实验结论：阴极（铁钉）：溶液变为红色，铁钉上有气泡产生，点燃发出爆鸣声。阳极（石墨棒）：石墨棒上有气泡产生，该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。阴极（铁钉）：有NaOH、H2产生。阳极（石墨棒）：有Cl2产生。4.请根据实验现象推断，电解饱和食盐水得到了哪些产物？你推断的依据是什么？5.注意事项：(1)．在氯碱工业中，必须通电才能实现生成H2、Cl2和NaOH，所以在书写方程式时一定要注明反应条件。

(2)．H2在阴极(与电源负极相连的一极)上产生，Cl2在阳极(与电源正极相连的一极)上产生，NaOH在产生H2的一侧产生。相同状况下，阴、阳两极上产生气体的体积比为1∶1。

(3)．用U形管电解饱和食盐水，将产生的H2与Cl2分离，防止混合而发生爆炸。

4．检验Cl2的反应为Cl2＋2KI===2KCl＋I2，淀粉遇I2变蓝。经典例题例1.下列有关实验室制取氯气的说法不正确的是(

)A．二氧化锰和稀盐酸在加热条件下反应生成氯气B．常用浓硫酸作Cl2的干燥剂C．多余的氯气可用氢氧化钠溶液吸收D．收集氯气用向上排空气法【解析】实验室制备氯气用浓盐酸，二氧化锰和稀盐酸不反应，A错误；浓硫酸能吸收水蒸气且和氯气不反应，所以实验室制取氯气时用浓硫酸作干燥剂，B正确；氯气和氢氧化钠反应生成水、氯化钠和次氯酸钠，可用氢氧化钠溶液吸收氯气，防止污染环境，C正确；氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，D正确。A例2.下列关于氯气制取方法的说法中，不正确的是(

)A．电解饱和食盐水制氯气时，与电源正极相连的石墨棒上方充满黄绿色气体

B．工业上用电解饱和食盐水的方法制取氯气的同时得到烧碱

C．实验室制氯气和电解饱和食盐水制氯气反应原理不同

D．实验室制取氯气时最好大火加热使温度迅速升高【解析】A.电解饱和食盐水制氯气时，与电源负极相连的石墨棒上生成氢气，氯气在阳极生成，故A正确;B.电解饱和食盐水，可生成氯气、氢气、氢氧化钠等，制取氯气的同时得到烧碱，故B正确;C.电解饱和食盐水产生氢氧化钠和氯气、氢气，反应条件是电解，实验室制取氯气的反应物是二氧化锰和浓盐酸，产物是氯化锰和氯气、水，条件是加热，故C正确;D.氯化氢易挥发，温度过高会加速氯化氢挥发，故D错误;故选:D。D例3.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)(

)【解析】向下排空气法收集的是氢气,故电源的左端是负极,右端是正极,A、C错误;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CI,的产生,B错误,D正确。D例4.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【解析】缺少酒精灯、除杂装置和尾气处理装置,A正确;KMnO能将HCI氧化生成Cl,且不需要加热,B正确;Cl,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;Cl,可氧化Г生成I,使淀粉-KI试纸变蓝,D正确。C例5.实验室中常用MnO2与浓盐酸反应制取氯气,实验装置如下图所示:(1)圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是

。

(2)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

。

(3)为了提高浓盐酸的利用率,你对实验的建议是

。

(4)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

。

【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)①加热使HCl大量挥发②盐酸浓度变小后不再发生反应(3)将浓盐酸慢慢滴下;加热时用小火(4)NaOH溶液

【解析】题目所给盐酸中HCl的物质的量是0.24mol,但由于浓盐酸具有挥发性,且随着反应的不断进行,盐酸的浓度越来越小,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。1.了解海水中蕴藏着丰富的资源和氯化钠作为重要工业原料的主要用途。

2.学习验室制取氧气的方法，通过分析、推理设计实验并完成实验。3.初步认识工业上电解饱和盐水制取氯气的反应原理。课堂小结你学会了吗？随堂练习1.关于电解氯化钠溶液,下列叙述正确的是()A、电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B、在阴极附近有黄绿色的气体产生C、若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色D、在阴极附近有无色的气体产生【解析】A、电解氯化钠溶液，在阳极氯离子失电子得到氯气，在阴极氢离子得电子得到氢气，故A错误;B、在阳极上是阴离子氯离子失电子的反应，电极附近有黄绿色的气体氯气产生，故B正确;C、在阴极氢离子得电子得到氢气，附近产生氢氧化钠溶液，向其中滴入酚酞溶液，溶液呈红色，故C错误;D、电解一段时间后，所得的电解质溶液是氢氧化钠溶液，将电解液全部转移到烧杯中，会显示碱性，故D错误.故选B.D2.已知：氯气能与NaOH溶液反应。下列装置能达到实验目的的是(

)【解析】实验室用MnO2和浓盐酸共热制氯气，A项错误；Cl2和HCl的混合气体通过饱和NaHCO3溶液时，HCl会和NaHCO3反应生成CO2，引入新的杂质，B项错误；氯气的密度比空气的大，用C项装置收集氯气时，应是长管进、短管出，C项错误。D3.在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是(

)【解析】集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内压强增大到一定程度，可能将橡胶塞压出，A错误；因为Cl2比空气的密度大，Cl2应从短管进，B错误；该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理且防倒吸，C正确；由于Cl2和NaOH溶液反应，所以不能收集到Cl2，D错误。C4.某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备氯气。下列分析中不正确的是(

)A．①中可用分液漏斗代替长颈漏斗B．①中缺少加热装置C．②中盛放的NaOH溶液可以净化氯气D．④中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气【解析】①中可用分液漏斗代替长颈漏斗，避免盐酸挥发，气体逸出，同时便于控制反应速率，A正确；二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气，需要添加加热装置，B正确；②中盛放的NaOH溶液吸收氯气，不能净化Cl2，可以用饱和食盐水净化氯气，C错误；氢氧化钠溶液与氯气反应，可以吸收氯气，防止污染空气，D正确C5.下列有关实验室制取氯气的说法不正确的是(

)A．二氧化锰和稀盐酸在加热条件下反应生成氯气B．常用浓硫酸作Cl2的干燥剂C．多余的氯气可用氢氧化钠溶液吸收D．收集氯气用向上排空气法【解析】实验室制备氯气用浓盐酸，二氧化锰和稀盐酸不反应，A错误；浓硫酸能吸收水蒸气且和氯气不反应，所以实验室制取氯气时用浓硫酸作干燥剂，B正确；氯气和氢氧化钠反应生成水、氯化钠和次氯酸钠，可用氢氧化钠溶液吸收氯气，防止污染环境，C正确；氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，D正确。A6.欲除去Cl2中少量的HCl气体,可选用(

)。A.NaOH溶液 B.饱和食盐水C.浓硫酸D.石灰水【解析】HCl极易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小,利用饱和食盐水可除去Cl2中少量的HCl气体。B7.某实验室的尾气中含有较多的氯气,要吸收这些尾气,下列试剂最适合的是(

)。A.饱和石灰水 B.饱和食盐水C.自来水 D.烧碱溶液【解析】虽然氯气能与饱和石灰水反应,但相同条件下,氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度,烧碱溶液吸收效果更好,A项错误、D项正确;饱和食盐水中氯离子浓度大,抑制氯气的溶解,则吸收效果不好,B项错误;自来水中含有氯离子,将抑制氯气的溶解,且氯气的溶解度较小,用水吸收效果不好,C项错误。D8.工业上,向500~600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。回答下列问题:(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为