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氯气的生产原理,（一） 氯气的工业制法 -电解饱和食盐水 （二） 氯气的实验室制法,1,表1. 海水中主要元素的含量,2,表2 每千克海水中几种氯化物的含量,3,海水被称为化学元素的宝库，其中含有多达80多种元素，其中氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴（Br）、硼（B）、氟（F）占99.9%,海水中所含有的元素大部分以盐的形式存在。整个海洋中，溶解的盐类物质达5 1017t。如果把这些盐类物质全部提取出来，均匀地铺在陆地表面，会形成150米厚的盐层。（其中氯化钠占80%以上）,4,思考与讨论：,1、海水被称为化学元素的宝库，其中含有多达 多种元素，其中哪一种最多？哪一种又被称为“海洋元素”？ 2、海水中除水外含量最多的物质是什么？ 3、如何从海水中获得NaCl ？ 4、你知道NaCl 有哪些用途吗？,5,人们是如何从海水中获得氯化钠的？,海水晒盐过程,海水,蒸发池,粗盐,母液,纯净的NaCl,过滤,提纯,蒸发,结晶,6,问题2：您知道两支试管中产生的气泡是什么物质吗？,问题1：通电后，我们能看到什么现象呢？,两极上都产生气泡，并体 积上维持1：2,知识回顾：,水的电解,7,问题3：将水换成饱和食盐水后再通直流电会有什么现象呢？,8,电解饱和食盐水,电解饱和食盐水的装置,信息提示：（1）氯气能使湿润的淀粉试纸变蓝 （2）与电源正极相连的电极-阳极 与电源负极相连的电极-阴极,1、接通电源，观察U型管内的变化,2、探究a管是什么气体（阴极）,3、探究b管是什么气体？（阳极）,4、观察阴极附近的溶液现象？,9,实验 接通电源，观察两个管内的变化。,两极均产生气泡,通电后有新的气体物质生成,现象：,结论：,a管和b管分别是什么气体？,预测：,氢气,氧气,氯气,带火星的小木条复燃,使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,问题3：将水换成饱和食盐水后再通直流电会有什么现象呢？,探究,10,实验关闭电源，打开U形管两端的橡皮塞，分别注入滴加12滴酚酞溶液的试管中，观察现象。,现象：,结论：,a管内溶液使酚酞变红,a管有碱性物质（NaOH）生成,问题5：根据上述现象和结论，您能写出电解氯化钠溶液的化学方程式。,以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”。,问题4：假如溶液中Cl-全部转化为Cl2逸出，此时溶液 中大量存在的溶质微粒是什么？,11,电解饱和食盐水,- +,黄绿色气体，遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,无色气体，靠近火焰有爆鸣声,遇酚酞变红色,12,图1,问题6探究：有人设计了图1实 验装置图电解食盐水，请你 对比图2，从以下几个方面作出评价。,1环境保护 2安全性 3.产品纯度,图2,氯气污染大气 图中NaOH溶液的作用是吸收尾气氯气,H2和Cl2 混合不安全，易爆炸 图装置的安全性,电解产物Cl2与NaOH溶液发生反应,会使得到的NaOH不纯,13,阳离子交换膜电解槽,阳离子交换膜的作用 ：,能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸; 能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量,14,氯碱工业某些产品的用途 烧碱是基本化工原料之一，它主要用于制造有机化学品、造纸、肥皂、玻璃、纺织、印染等行业。 氯气的用途非常广泛，最早用于制造漂白粉，以后又扩展到盐酸及漂粉精、次氯酸钠等漂白消毒系列产品。有机合成方面，氯有更广泛和更大量的用途。其中用量最大的是生产聚氯乙烯（PVC）树脂。聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的世界第二大塑料品种，生产1t聚氯乙烯树脂约需氯0.6t。 氢气也是很有用的原料。它除用于合成氯化氢以制取盐酸和聚氯乙烯外，另一重大用途是植物油加氢生产硬化油。此外还用于炼钨、还原金属氧化物、生产多晶硅以及有机物的加氢等。,15,化学史实,舍勒 【瑞典】 1742一1786,18世纪，人们致力于采矿事业， 瑞典化学家舍勒 也把精力放在了软锰矿（主要成分是MnO2）的研究上。 1774年的一天当他把软锰矿粉末和浓盐酸混合加热时，惊奇的看到一种黄绿色的气体冒出。这种呛人的气体不但能使染料褪色，还有许多奇特的性质。,直到1807年，英国化学家戴维对这种气体进行了细致的研究，并于1810年11月在英国皇家学会上正式定名确认上述黄绿色气体是由一种新元素组成，英文定名为“Chlorine”，希腊文的意思是“绿色的”。,由于当时还不能够大量制得盐酸，故这种方法只限于实验室内制氯气，并且一直沿用至今。,16,二、氯气的实验室制法,1、反应原料：,二氧化锰（固体）、浓盐酸（液体）,2、反应原理：,MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O,注意： MnO2是难溶于水的黑色固体； 反应物只能是浓HCl，稀HCl与MnO2不能发生反应； 反应必须在加热的条件下进行。,17,二、氯气的实验室制法,原料：二氧化锰 （固体）、浓盐酸（液体）,实验原理,MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2 + 2H2O,你能根据这个反应特点 构建出实验室制 取氯气的实验装置吗？,18,下面有三种常见的气体发生装置，请根据氯气的实验室制备原理选择合适的装置（ ）,A2,实验室制O2,实验室制CO2、H2,实验室制Cl2,可根据反应物状态和反应条件选择气体发生装置,问题7：,A1,19,下面有四种常见的气体收集装置，请根据下列提示的Cl2的性质选择合适的装置（ ）,可根据气体的密度和溶解度选择气体收集装置,B2 B3 B4,问题8：,20,这样制得的Cl2中可能含有哪些杂质？,可根据杂质的性质选择气体净化装置.,（ C2 ） （ C ）,若想制得纯净、干燥的氯气，请根据提示信息选择合适的装置。,问题9：,21,实验室制得的多余氯气可以直接排到空气中去吗？如果不可以，应如何处理？请选择合适的装置（ ）,可根据气体的性质选择尾气吸收装置,D1 D2,问题10：,22,实验室制备氯气的装置图,发生装置,收集装置,尾气吸收装置,主要仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、铁架台、石棉网、酒精灯、集气瓶、烧杯、导管、双孔橡皮塞等,-,组装顺序：从下到上，从左到右 拆卸顺序：从右到左，从上到下,23,连一连,制取氯气,吸收氯气,收集氯气,干燥氯气,仪器组装的一般原则： 先局部后整体，从下到上，从左到右,除去氯化氢,24,改进后,25,发生装置,净 化 装 置,收集装置,尾气处理装置,实验室制备干燥纯净氯气的装置图,26,实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是 （ ） 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 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 用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中 A B C D ,C,27,1、工业上利用电解饱和食盐水的方法制取 、 和 。在电源正极上方收集到的气体能使湿润的 变蓝色，证明是 ；在电源负极上方收集到的气体是 ，在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞溶液，则溶液 ，证明有 生成。,Cl2,H2,NaOH,淀粉碘化钾试纸,Cl2,H2,变红,NaOH,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？,稀盐酸与MnO2不反应，随着反应的进行，浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小。,28,随堂练习,、电解饱和食盐水时，氯气产生 在电源（ ）极相连的（ ）棒，氢气产生于和电源 （ ）极相连的（ ）棒，碱产生（ ）棒的周围。,正,石墨,负,铁,铁,2、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4.48L，则在电源负极上方将收集到 g气体 ，在溶液中产生 gNaOH。,0.4,H2,16,29,长颈漏斗应改成分液漏斗烧瓶下应垫石棉网 应用酒精灯加热 稀盐酸应改为浓盐酸 多余Cl2应通入NaOH溶液中,3、下图是实验室制备氯气的装置图，请指出其中的错误。,30,如图所示是某学生设计的实验室制备干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置，请回答：,(1)指出上述图中的各处错误：,(2)在改正后的装置中，下列物质饱和食盐水,浓硫酸,NaOH溶液的作用分别是：,31,(1)指出上述图中的各处错误： _； _； _ ； _。 (2)在改过后的装置中，下列物质的作用分别是： 饱和食盐水_； 浓硫酸_； NaOH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,盛浓硫酸和饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒,两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对,除去Cl2中的氯化氢,除去氯气中的水蒸气,吸收多余的氯气,32,1.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.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,33,3.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 4.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,34,同一种装置采用不同的操作方法，有不同的用途,请思考图示的装置都有哪些用途？,35,1.从A口进气，从B口排出瓶内的空气，可收集O2、Cl2 等比空气重的气体,2.从B口进气，从A口排出瓶内的空气，可收集H2、NH3 等比空气轻的气体。,3.在瓶内充满水，从B口进气，将瓶内水从A口压出，可作为排水取气装置。,4. 在瓶内加入适量液态净化剂，从A口进气，B口出气，可作为气体净化装置。,36,（一）氯气的工业制法,2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 阴极区 阳极区,通电,（二）氯气的实验室制法,小结,37,
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