氯气生产原理正式教学课件

氯气生产原理正式氯气生产原理正式幽默来自智慧，恶语来自无能 生活生活-维持生命运动必需的物维持生命运动必需的物 质，防腐、食品腌制等等。质，防腐、食品腌制等等。医疗医疗-生理盐水。生理盐水。工业工业-纯碱、烧碱、氯气等。纯碱、烧碱、氯气等。氯化钠的应用：氯化钠的应用：氯、溴、碘及其化合物氯、溴、碘及其化合物第一单元第一单元氯气的生产原理氯气的生产原理一、工业制氯气一、工业制氯气二、实验室制氯气二、实验室制氯气知识回顾：1.电极名称与电源与电源负极负极相连的电相连的电极为极为阴极阴极（a a）与电源与电源正极正极相连的电相连的电极为极为阳极阳极（b b）阴极：氢气阴极：氢气 阳极：氧气阳极：氧气2H2H2 2O=2HO=2H2 2+O+O2 2通电通电2.电极反应产物3.反应原理ab水的电解观察与思考：观察与思考：电电解解饱饱和和食食盐盐水水ab两极均产生气泡两极均产生气泡通电后有新的气体物质生成通电后有新的气体物质生成现象：现象：结论：结论：ab2 2、探究、探究a a管是什么气体？管是什么气体？现象：现象：结论：结论：收集的气体靠近火焰，有轻收集的气体靠近火焰，有轻微的爆鸣声微的爆鸣声阴极有氢气生成阴极有氢气生成3 3、探究、探究b b管是什么气体？管是什么气体？现象：现象：结论：结论：黄绿色黄绿色、刺激性气味的气体产生，湿润的淀粉、刺激性气味的气体产生，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝碘化钾试纸变蓝阳极有氯气生成阳极有氯气生成一、工业制氯气一、工业制氯气1 1、接通电源，观察、接通电源，观察U U形管内的变化。形管内的变化。aaB阳极4 4、关闭电源，打开关闭电源，打开U U形管两端的形管两端的橡皮塞，分别向溶液中滴加橡皮塞，分别向溶液中滴加1212滴酚酞溶液，观察现象。滴酚酞溶液，观察现象。现象：现象：结论：结论：a a管周围的颜色变红管周围的颜色变红a a管有碱性物质生成管有碱性物质生成5 5、请根据上述现象和结论，写出、请根据上述现象和结论，写出 电解氯化钠溶液的化学方程式。电解氯化钠溶液的化学方程式。2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2通电通电A阴极-+将实验中观察到的现象和所得结论记入书将实验中观察到的现象和所得结论记入书将实验中观察到的现象和所得结论记入书将实验中观察到的现象和所得结论记入书P40P40P40P40 阴极阴极阳极阳极电电解解饱饱和和食食盐盐水水实实验验思考思考在工业上，若用该装置在工业上，若用该装置来收集纯净的氯气、氢来收集纯净的氯气、氢气、碱等产品，此装置气、碱等产品，此装置会存在哪些缺点？会存在哪些缺点？HH2 2和和ClCl2 2 混合不安全。混合不安全。ClCl2 2会和会和NaOHNaOH反应生成反应生成NaClONaClO，会使得到的会使得到的NaOHNaOH不纯。不纯。(未学未学)阳离子交换膜电解槽离子交换膜的作用离子交换膜的作用离子交换膜的作用离子交换膜的作用：（1 1 1 1）防止氯气和氢气混合而引起爆炸防止氯气和氢气混合而引起爆炸防止氯气和氢气混合而引起爆炸防止氯气和氢气混合而引起爆炸（2 2 2 2）避免氯气与氢氧化钠反应影响氢氧化钠的产）避免氯气与氢氧化钠反应影响氢氧化钠的产）避免氯气与氢氧化钠反应影响氢氧化钠的产）避免氯气与氢氧化钠反应影响氢氧化钠的产量量量量工业制氯气工业制氯气 思思 考考根据氯碱厂原料和产品的性质，你认根据氯碱厂原料和产品的性质，你认为在生产过程中和贮运时应注意哪些为在生产过程中和贮运时应注意哪些问题？氯碱厂的厂址应如何选择？问题？氯碱厂的厂址应如何选择？厂址的选择厂址的选择:现代化工生产要求有较大的现代化工生产要求有较大的生产规模；厂址选择涉及原料、水源、能生产规模；厂址选择涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输、环源、土地供应、市场需求、交通运输、环境保护等因素，应对这些因素综合考虑，境保护等因素，应对这些因素综合考虑，作出合理的抉择。由于氯气有毒，不便贮作出合理的抉择。由于氯气有毒，不便贮存和运输，因此要求厂址应避开人口稠密存和运输，因此要求厂址应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区，厂区的居民区和环境保护要求高的地区，厂区必须与居民区有一定距离的安全隔离带。必须与居民区有一定距离的安全隔离带。氯气的发现氯气的发现17741774年年,瑞瑞典典化化学学家家舍舍勒勒把把浓浓盐盐酸酸与与软软锰锰矿矿混混在在一一起起加加热热时时发发现现氯气。氯气。18101810年年，英英国国化化学学家家戴戴维维将将这这种种元元素素命命名名为为Chlorine,Chlorine,这这个个名名称称来来自自希希腊腊文文，有有“绿绿色色”的的意意思思。我我国国早早年年译译文文将将其其译译成成“绿绿气气”，后改为氯气。，后改为氯气。此此后后，人人们们根根据据其其反反应应原原理理，设设计了实验室制氯气的装置。计了实验室制氯气的装置。戴维气体发生装置气体发生装置气体收集装置气体收集装置固体固体固体固体固体液体固体液体固体固体(液体液体)液体液体根据反应物的状态和根据反应物的状态和反应条件为思路选用反应条件为思路选用气体的发生装置。气体的发生装置。根据气体的水溶性根据气体的水溶性和对空气的相对密和对空气的相对密度及其化学性质来度及其化学性质来选用收集装置。选用收集装置。向上排空气法向上排空气法向下排空气法向下排空气法排水法排水法二、氯气的实验室制法二、氯气的实验室制法反应原理反应原理发生装置发生装置净化装置净化装置气体收集气体收集尾气吸收尾气吸收MnO2+4HCl(浓浓)=MnCl2+2H2O+Cl21、反应原理、反应原理 1.二氧化锰为难溶于水的黑色粉末。二氧化锰为难溶于水的黑色粉末。2.稀盐酸与二氧化锰不反应。稀盐酸与二氧化锰不反应。3.此反应必须加热此反应必须加热。注意注意注意注意固固+液液(加热加热)型型有关仪器的名称有关仪器的名称:铁架铁架台台(带铁圈、铁夹带铁圈、铁夹)、酒、酒精灯、石棉网、圆底烧精灯、石棉网、圆底烧瓶、双孔塞、分液漏斗、瓶、双孔塞、分液漏斗、玻璃导管。玻璃导管。组装时必须组装时必须由下到上，由下到上，从左到右。从左到右。2、发生装置、发生装置HCl气体气体水蒸气水蒸气饱和食盐水饱和食盐水浓硫酸浓硫酸浓浓 H H2 2SOSO4 4 饱和食盐水饱和食盐水3、净化装置、净化装置a.a.向上排空气法向上排空气法b.b.排饱和食盐水法排饱和食盐水法4 4、收集装置、收集装置(集气瓶集气瓶集气瓶集气瓶)5、尾气吸收、尾气吸收 氯气有毒，会污染空气，故用饱和氯气有毒，会污染空气，故用饱和氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液吸收。吸收。饱和饱和NaOHNaOH Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 发生装置-净化装置-收集装置-尾气处理装置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ClCl2 2应通入应通入NaOHNaOH溶液中溶液中练一练练一练指指出出装装置置的的错错误误实实 验验 室室 制制 氯氯 气气 时时 有有 如如 下下 操操 作作，操操 作作 顺顺 序序 正正 确确 的的 是是 （）连接好装置，检查气密性连接好装置，检查气密性缓缓加热，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A B A B C D C D C练一练练一练 工业上利用电解饱和食盐水的方法制取工业上利用电解饱和食盐水的方法制取 、和和 。在电源正极上方收集到的。在电源正极上方收集到的气体能使湿润的气体能使湿润的 变蓝色，证明是变蓝色，证明是 ；在电源负极上方收集到的气体是；在电源负极上方收集到的气体是 ，在，在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞溶液，则溶液电极附近的水溶液中滴几滴酚酞溶液，则溶液 ，证明有，证明有 生成。若电解一段时间后，电生成。若电解一段时间后，电源正极上方收集到的气体在标准状况下为源正极上方收集到的气体在标准状况下为4.48L4.48L，则在电源负极上方将收集到，则在电源负极上方将收集到 g g 气体，在溶液中产生气体，在溶液中产生 g g 。停止。停止通电后，待溶液混合均匀，溶液的通电后，待溶液混合均匀，溶液的pHpH会会 。练一练练一练NaOHH2淀粉碘化钾试纸淀粉碘化钾试纸Cl2Cl2H2变红变红NaOH0.4H216NaOH升高升高1、使用浓盐酸与足量的、使用浓盐酸与足量的MnO2共热制共热制Cl2，实际产，实际产生的生的Cl2总比理论值低，其主要原因是什么？总比理论值低，其主要原因是什么？随着反应的进行，浓盐酸的物质的量浓度随着反应的进行，浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小，稀盐酸与逐渐变小，稀盐酸与MnOMnO2 2不反应。不反应。氯气的实验室制法氯气的实验室制法MnO2 +4HCl(浓浓)MnCl2 +Cl2 +2H2O 2、实验室还可用、实验室还可用KMnO4或或KClO3代替代替MnO2与浓盐与浓盐酸反应制氯气：酸反应制氯气：2KMnO4+16HCl（浓）（浓）=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 KClO3+6HCl（浓）（浓）=KCl+3H2O+3Cl2 氯气的实验室制法氯气的实验室制法MnO2 +4HCl(浓浓)MnCl2 +Cl2 +2H2O答：浓盐酸有较强的挥发性，若加强热会答：浓盐酸有较强的挥发性，若加强热会使氯气中有大量的氯化氢杂质，另外也降使氯气中有大量的氯化氢杂质，另外也降低了低了HCl的利用率。的利用率。3.3.为什么不能加强热？为什么不能加强热？4.4.为什么用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，为什么用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，而一般不用石灰水？而一般不用石灰水？答：答：Ca(OH)2微溶于水，用微溶于水，用石灰水吸收效果不好。石灰水吸收效果不好。实验室氯气：实验室氯气：1、原料、原料2、原理、原理3、装置、装置4、收集方法、收集方法5、尾气吸收、尾气吸收MnO2(固体固体)浓盐酸浓盐酸(液体液体)MnO2+4HCl(浓浓)=MnCl2+Cl2+H2O略略向上排气法向上排气法NaOH溶液吸收溶液吸收小小小小 结结结结固体固体(加热加热)(一一)制取氧气制取氧气KMnO42KMnO4=K2MnO4+MnO2+O22KClO3=2K Cl+3O2MnO2固体、液体固体、液体(不加热不加热)(一一)制取氧气制取氧气H2O2MnO22H2O2=2H2O+O2MnO2可可用用向向下下排排空空气气法法(二二)制取氢气制取氢气固固+液液(不加热不加热)稀盐酸稀盐酸(稀硫酸稀硫酸)锌锌 粒粒Zn+2HCl=ZnCl2+H2(二二)制取氢气制取氢气固固+液液(不加热不加热)稀盐酸稀盐酸(稀硫酸稀硫酸)锌锌 粒粒也也可可用用排排水水法法Zn+2HCl=ZnCl2+H2(三三)制取二氧化碳制取二氧化碳固固+液液(不加热不加热)稀盐酸稀盐酸碳酸钙碳酸钙CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2谢谢你的阅读v知识就是财富v丰富你的人生71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。康德72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。西塞罗73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。伏尔泰74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。屈原75、内外相应，言行相称。韩非