2022年高中化学 专题2第1单元 第1课时 氯气的生产原理学案 苏教版必修1

2022年高中化学 专题2第1单元 第1课时 氯气的生产原理学案 苏教版必修1 学习目标1、了解从海水中获得Cl2的基本原理和方法；2、了解氯气的实验室制法；调查研究浩瀚的大海，巨大的宝藏。在众多的自然资源中，海水是十分重要的资源之一，能利用的海水中富含的化学物质如：NaCl、MgCl2、NaBr、NaI等。椐估计：每立方千米的海水中含NaCl 4107，查阅有关资料，了解人们是如何从海水中获得氯化钠和使用氯化钠的。并将有关情况与同学们交流讨论。新课导入从海水晒盐得到的食盐，除去杂质后，不仅可以作调料，还可以作为工业原料。19世纪，科学家发明了电解饱和食盐水制取氯气的方法，为工业制氯气奠定了基础。知识形成1接通电源，观察两极现象；通电一段时间后，用小试管收集U形管左端产生的气体，min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；取一只小试管，用向上排空法收集从U形管右端导出的气体，观察收集到气体的颜色；关闭电源，打开U形管两端的橡皮塞，分别向溶液中滴加滴酚酞溶液，观察现象；将上述实验中观察到的现象和所得结论填入下表。 实验现象结论根据实验现象推断，电解饱和食盐水：化学方程式:与电源正极相连的电极（阳极）上产生气；与电源负极相连的电极（阴极）上产生气。问题解决1 1、端为何要通入氢氧化钠溶液？2、两电极产生的气体体积比为；电解食盐水除了得到氯气以外，还能得到_ 。人们把以电解食盐水为基础制取氯气、烧碱(NaOH)等产品的工业称为 ，它是目前化学工业的重要支柱之一。知识形成2学习了工业制氯气的原理，在实验室里氯气可以用 和 在_条件下反应来制取。实验室制取氯气的化学方程式： 。根据上述反应原理，人们设计了如下图实验装置，用于实验室制备少量的Cl2 。实验仪器：a： ；b： ；各部分装置所起作用A： 装置；B： 装置，利用Cl2密度比空气密度 且 （填 “能”或“不能”）溶于水，难溶于饱和食盐水，可用 排空气法或排饱和食盐水法。C： 装置，因Cl2有毒污染空气，用 吸收多余的氯气。A B C问题解决21、如何知道Cl2是否收满？2、使用浓盐酸与足量的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？3、利用上述制Cl2的实验装置图收集到的氯气中常混有杂质气体 和 ，为此有人设计右图，在制Cl2时常分别用 除 _ ，用 除 。对比上述实验室制Cl2的装置图，右侧装置图的优点是 。当堂训练某学生设计如右下实验装置用于制备干燥纯净的氯气，装置中有几处错误，请指出（可不写满）。 ； ； ； ； ； ；课堂小结课外练习（选择题每题有1-2个答案）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.在电解饱和食盐水之前，需要提纯食盐水。为了除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO42及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，不正确的操作顺序是 ( )过滤 加稍过量的NaOH溶液 加适量的盐酸 加稍过量的碳酸钠溶液 加稍过量的氯化钡溶液A. B. C.D.3.如图所示装配仪器，接通直流电源，电解饱和食盐水，则电解片刻，在碳棒和铁钉表面都有气体生成，其中碳棒表面生成的气体是 ( ) A. Cl2 B.O2 C.H2 D.HCl 4.若电解的是未精制的饱和食盐水（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5.下列物质中，可以用来除去Cl2中的水蒸气的是 ( )碱石灰 浓硫酸 无水CaCl2 固体烧碱A. B. C. D. 6.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溶液 C. 稀盐酸 D. 热的浓盐酸7.用下列两种方法制取氯气：用含氯化氢146克的浓盐酸与足量的二氧化锰反应用87克二氧化锰与足量的浓盐酸反应，则所得氯气 （ ）A.比多 B.比多 C.一样多 D.无法比较8.将两个石墨电极插入500ml食盐水中进行电解，通电到一定时间后，某一电极收集到标准状况下224ml气体（设电解时溶液体积无变化）。此时溶液中氢氧化钠的物质的量浓度约为 （ ）A0.2mol/L B. 0.1mol/L C. 0.04mol/L D. 0.02mol/L9在U型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。接通直流电后，可以观察到U型管的两个电极上都有，阳极放出的气体有气味，并且能使湿润的碘化钾淀粉试纸，说明放出的是；阴极放出的气体是，同时发现阴极附近溶液，这说明溶液里有性物质生成。电解饱和食盐水的化学方程式为。10.实验室制氯气有如下操作，正确的操作顺序是 缓缓加热 ；加入MO粉末；连好装置，检查气密性；从装有浓盐酸的分液漏斗中加浓盐酸；将多余氯气用NOH溶液吸收；向上排气收集氯气；11氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：在电解过程中，与电源正极相连的电极上的产物是_；与电源负极相连的电极附近溶液中c(OH-) _（选填：“不变”、“增大”或“减小”）；工业食盐中含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程分别除去Ca2+、Mg2+应选用的试剂是：_，_；如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是_（填a，b，c）；aBa(OH)2 bBa(NO3)2 cBaCl2 为有效除去Ca2+、Mg2+ 、SO42-，加入试剂的合理顺序为_（选填a，b，c。）；a先加NaOH，再加Na2CO3，再加钡试剂 b先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3c先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过_，冷却，_，_，（填写操作名称）除去NaCl。电解饱和食盐水时，总的反应方程式为： ； 12右图表示在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的装置， 图中a、b是可控制的弹簧铁夹。（氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小。）仪器C的名称是 ；水槽中应盛放的是 ；烧杯中盛放的是 ；圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为： ；在收集氯气时，应打开 ,关闭_。当氯气收集完毕时打开 ,关闭_。（填A或B或C） 若要制得标准状况下的Cl2 0.672L，理论上需要MnO2的物质的量是多少？第1课时氯气的生产原理一、海水中的化学资源1海水中蕴含的元素有_多种，它是一个巨大的宝藏，期待着人们的开发和利用。2海水中的氯化物主要为_，其次是_、_和_。3地球上99%以上的溴蕴藏在大海中，海水中_的总储量高达11014t，_被称为“海洋元素”。此外，海水中还含有丰富的_元素。据估计，海水中_的总量可达81010t。二、氯气的生产原理1氯碱工业：以_为基础制取氯气等产品的工业。2氯气生产的化学原理(1)电解装置和现象(2)电解产物的验证实验操作实验现象实验结论试管移近酒精灯以后，发出_与电源负极相连的铁棒上产生_湿润的淀粉碘化钾试纸_与电源正极相连的石墨棒上产生_溶液颜色_左管溶液中有_产生(3)电解原理电解饱和食盐水的化学方程式为_。3氯气的实验室制法(1)反应原理：1774年瑞典化学家舍勒在研究软锰矿(主要成分是_)时，把_与软锰矿混合在一起_，发现有黄绿色气体生成，反应为4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O。(2)实验室制取氯气是采用固体和液体混合加热制气体的装置，主要有气体_装置、_装置和_装置三部分。(3)收集方法：向_排空气法或排_法。(4)净化方法：用_除去HCl，再用_除去水蒸气。(5)尾气吸收：用_吸收。(6)注意事项：必须用_，MnO2与稀盐酸不反应。实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免残留气体污染空气。知识点1海水中的化学资源1下列说法不正确的是()A海水中蕴含的元素有80多种，是一个巨大的宝藏B海水中氯化物的含量最高C海水中的氯化物主要是氯化钠，其次是氯化镁、氯化钙、氯化钾等D海水中含有浓度较小的碘元素和溴元素知识点2氯气的生产原理2实验室用下列两种方法制氯气：用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气的量()A比多 B比多C一样多 D无法比较3下列装置用于二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应制取纯净、干燥的氯气。(1)在装置AE中，有个接口，用编号表示仪器的导气管连接顺序依次为_、_、_、_、_、_、_、_、_。(2)B瓶中浓H2SO4的作用是_，E瓶盛有的饱和食盐水的作用是_。(3)C瓶中盛有NaOH溶液是为了_，其反应的化学方程式是_。练基础落实1海水中含有大量的化学元素，自然界中的有些元素主要存在于海水中。下列元素中，被称为“海洋元素”的是()A氮 B硫 C溴 D氯2关于电解NaCl水溶液的说法正确的是()电解产物为Cl2和Na电解过程中，能产生黄绿色气体电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈红色电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈无色A B C D3实验室制取HCl气体的反应原理为：NaCl(固)H2SO4(浓)NaHSO4HCl。则实验室制取下列各组气体时，气体的发生装置与HCl气体相同的是()AH2 BCO2 CCl2 DO24下列物质：无水CaCl2；碱石灰；浓H2SO4；P2O5，可以用来干燥Cl2的是()A BC D5实验室制取氧气的试管壁上粘附有MnO2，除去MnO2可用的试剂是()A蒸馏水 BKOH溶液C稀盐酸 D热的浓盐酸6检验HCl气体中是否混有Cl2，可采用的方法为()A用干燥的蓝色石蕊试纸B用干燥的有色布条C将气体通入硝酸银溶液D用湿润的淀粉碘化钾试纸练方法技巧7实验室制取氯气可以有以下途径，用化学方程式表示如下。若制取等量的氯气，消耗盐酸最少的是()A8HClK2Cr2O7=2KClCr2O34H2O3Cl2B16HCl2KMnO4=2MnCl28H2O2KCl5Cl2C4HClMnO2MnCl22H2OCl2D6HClKClO3=KCl3H2O3Cl2练综合拓展8某实验兴趣小组利用如图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成产物的实验，当图中开关K闭合片刻后，试填空：(1)电解饱和食盐水的化学方程式为_。(2)a为电源的_极(填“正”或“负”)；D中收集的气体是_。(3)C试管盛放_溶液。溶液中A电极附近的现象为_、_。9下图表示在通风橱中收集纯净氯气的装置图，图中A、B是可控制的止水夹。(1)烧杯中盛放的液体是_，其作用是_；水槽中应盛放的液体是_。(2)简述操作过程：(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前，应_；当氯气纯度合乎要求时，应_；当氯气收集完毕时，应_。专题2从海水中获得的化学物质第一单元氯、溴、碘及其化合物第1课时氯气的生产原理基础落实一、1802NaClMgCl2CaCl2KCl3溴溴碘碘二、1电解食盐水2(1)无黄绿(2)“噗”的响声(或爆鸣声)氢气变蓝氯气变红NaOH3(1)MnO2浓盐酸加热(2)发生收集尾气处理(3)上饱和食盐水(4)饱和食盐水浓硫酸(5)强碱溶液(如NaOH溶液)(6)浓盐酸对点训练1B海水中含量最高的是水；海水中的碘元素和溴元素浓度都不高，但由于海水量很大，所以其质量很大。2B146 g HCl的物质的量为4 mol,87 g MnO2的物质的量为1 mol，由方程式：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，1 mol MnO2可以与4 mol HCl反应，但是，应注意稀盐酸与MnO2不反应的事实，也就是说1 mol MnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。3(1)(2)吸收Cl2中的水蒸气，制得干燥的Cl2除去Cl2中的HCl制得纯净的Cl2(3)吸收剩余Cl2，防止Cl2污染空气Cl22NaOH=NaClNaClOH2O解析本实验要求制取纯净、干燥的Cl2，设计实验步骤如下：制Cl2除杂(除HCl，选用饱和食盐水)干燥(选用浓H2SO4)收集(向上排空气法)尾气吸收(选用NaOH溶液)。课后作业1C2.C3C制取HCl和Cl2都属于固体液体气体的类型，所用气体的发生装置是相同的。都选用铁架台(含铁圈、铁夹)、酒精灯、烧瓶、分液漏斗等。选C项。4CCl2可与碱反应，不能选用碱性干燥剂。CaCl2、浓H2SO4、P2O5都可以作为Cl2的干燥剂，选C项。5D6.D7.D8(1)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(2)负氢气(3)淀粉碘化钾(或淀粉碘化钠等其他合理答案均可)有气泡产生溶液由无色变为红色9(1)NaOH溶液吸收多余的Cl2饱和食盐水(2)打开B夹，关闭A夹打开A夹，闭关B夹关闭A夹，打开B夹解析观察图示知，烧杯中的溶液应是尾气的吸收装置，水槽中应盛饱和食盐水，因为Cl2不溶于饱和食盐水，可用排饱和食盐水法收集Cl2。