课 题 专题二 第一单元 氯溴碘及其化合物

第一节 氯气的生产原理 计划 4 课时 计划上课日期 实用课时说明 教学目标 　　1.了解海水晒盐的过程

　　2.掌握氯气的工业制法和实验室制法

　　3.掌握电解饱和食盐水的原理和实验操作 教学重难点 　　氯气的工业制法和实验室制法 教学流程\内容\板书

第1/2课时 氯气的生产原理(1)

　　二、氯气的生产原理

　　1．氯气的工业生产

　　(1)氯碱工业：以电解_____________为基础制取氯气等产品的工业。

　　(2)反应原理：______________________________________

　　(3)电解装置和现象

　　2．氯气的实验室制法

　　(1)反应原理_____________________________________。

　　(2)教材P41所示制取氯气装置由_________装置、________装置、___________装置三部分组成。

　　[问题探究] 1．在电解饱和食盐水时，两极上分别产生什么气体，其体积比是多少？

在电解饱和食盐水时，与电源正极相连的一极(阳极)生成黄绿色的Cl2，与电源负极相连的一极(阴极)得到H2；由反应方程式知，在两极上得到气体的体积比为1∶1。

　　2．实验室用MnO2与盐酸反应制Cl2的条件是怎样的？

　　MnO2与盐酸反应制Cl2的条件：①盐酸是浓的，一般为12 mol·L－1,1.19 g·mL－1。②加热，常温下MnO2与浓盐酸几乎不反应。

　　[过渡] 既然海水中含有丰富的氯元素，那么能否利用海水来制取氯气呢？通过预习，我们知道工业上是用电解食盐水来制取氯气。

　　[板书] 一 工业上电解饱和食盐水制取氯气

　　电解反应方程式：

　　[实验装置] 课本40页图2-2

　　实验现象：

　　[学生回答] 课本40页"观察与思考"

　　电解饱和食盐水实验反应产物的验证操作：

　　1．a试管中收集到的气体，其检验方法是：

　　用大拇指堵住试管口，试管口向下，靠近酒精灯火焰，松开大拇指，若听到尖锐的爆鸣声，说明该气体为氢气。

　　2．b处导管口：将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近b处

　　导管口，若试纸变蓝，说明此处气体为氯气。

　　3．实验完毕后，向U形管两端液体中分别滴加酚酞试液，结果靠近a处的一端液体变红色，说明此处有碱生成。

　　[随堂练习]：例题1 (2011年福州高一检测)

　　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)(　　)

　　本题是电解氯化钠溶液实验的综合题，以考查学生对电解原理的灵活运用以及电解氯化钠溶液产物的检验。只有认真做好了电解氯化钠溶液的实验，明白了实验装置中的每一个细节及操作，明白了实验现象与结论的关系，才能完成该题。

　　解析：首先根据电子的流向来确定外加直流电源的正、负极。再由实验室电解食盐水的原理知，所有装置的左边产生氢气，则该电极与电源的负极相连，且此电极周围显红色，因为有NaOH生成。用向下排空气法收集得到的气体可进行点燃爆鸣实验以检验H2的存在。右边产生Cl2，可使碘化钾淀粉溶液变蓝，则该电极与电源正极相连。由电学知识可知，电子流出的一极为负极(即与左边相连的一极)，电子流入的一极为正极(即与右边相连的一极)。

　　例题2　关于电解NaCl水溶液，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．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色

　　C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色

　　D．电解一段时间后，将全部电解溶液转移到

解析：选B。电解食盐水时发生的反应为2NaCl＋2H2O\s\up7(通电(通电)2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，其中在阳极发生的反应是：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极发生的反应是：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。对照分析选项，A错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，溶液呈棕色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴入酚酞试液后，酚酞试液变红色，C错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。

　　第3/4课时 氯气的生产原理(2)

　　[板书]：2 氯气的实验室制法

　　3．收集方法：通常用向上排空气法，若要得到高浓度的氯气，则用排饱和食盐水法。

　　4．净化方法：由于盐酸有挥发性，所以制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气。除去氯气中的氯化氢通常用饱和食盐水，而干燥氯气则用浓硫酸。

　　5．尾气处理：由于氯气有毒，污染环境，所以通常用碱液(如NaOH溶液)来吸收多余的氯气。

　　特别提醒：(1)制备氯气必须用浓盐酸，稀盐酸与二氧化锰不反应。

　　(2)制备气体的类型是根据反应物的状态和反应条件来划分的。如用双氧水在催化剂作用下分解制取氧气，其制气类型就可称为：液＋固→气体，同一类型的制气反应可用同类发生装置。

　　实验操作步骤：

　　[随堂练习]：

　　1. (1)制取Cl2的有关化学方程式为_____________________________________。

　　(2)装置C中所装的试剂是______________________，作用是______________________；装置D中所装的试剂是________________，作用是_____________________________________。

　　(3)用__________法收集氯气，原因是_____________________________________。

　　(4)烧杯内所装试剂是____________________，其目的是__________________________，写出有关的化学反应方程式：_____________________________________。

　　【解析】　本题考查了Cl2的实验室制法及原理。由于使用浓盐酸，故所得Cl2中含有HCl和水蒸气，分别用饱和食盐水和浓H2SO4除去；由于Cl2是有毒气体，不能直接排放，需用碱液吸收。

　　2．氯碱工业中，能透过阳离子交换膜的是(　　)

　　A．Cl－　　　　　　　　B．Na＋

　　C．OH－ D．Cl2

　　【解析】　选B。阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阴离子和分子不能通过。

　　3．实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，主要操作步骤为：

　　①将圆底烧瓶固定在铁架台上；

　　②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈的位置，固定铁圈后放好石棉网；

　　③用药匙向圆底烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中；

　　④检查装置的气密性；

　　⑤在圆底烧瓶上安装好分液漏斗，连接好导气管。

　　该实验最好的操作顺序是(　　)

　　A．②③④①⑤　　　　　B．②①③⑤④

　　C．②①⑤④③ D．②①③④⑤

　　【解析】　选B。仪器的组装一般按由下到上、从左到右的顺序，制备气体的装置在实验前必须先检查气密性。

　　5．(2010年宿迁高一期中测试)某同学设计了实验室制取纯净干燥Cl2的装置如下：

　　(1)装置中有五处错误，请指出并改正：

　　①_________________________________，

　　②__________________________________，

　　③___________________________________，

　　④ __________________________________，

　　⑤_______________________________.

　　(2)写出在更正后的装置图中，洗气瓶(净化气体)中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液的作用：

　　①饱和食盐水的作用：________________________________________________________________________；

　　②浓硫酸的作用：_____________________________________；

　　③氢氧化钠溶液的作用：_____________________________________。

　　【解析】　从实验原理上来说，氯气是用浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下制取的，不能用稀盐酸，因为稀盐酸还原性弱，与二氧化锰不反应；制得的氯气中混有HCl和水蒸气，应依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶将其除去；因氯气有毒，应用尾气吸收装置，以避免对环境的污染；因氯气比空气重，应用向上排空气法收集。

　　答案：(1)①用长颈漏斗错误，应用分液漏斗　②用稀盐酸错误，应用浓盐酸　③没有用酒精灯，应用酒精灯加热

　　④盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒，应更换位置　⑤盛饱和食盐水的洗气瓶中进气导管未插入溶液中，出气导管不应插入溶液中

　　(2)①除去混在氯气中的HCl　②除去混在氯气中的水蒸气　③吸收多余的氯气，防止污染环境

　　6. 下图表示在没有通风橱收集纯净的氯气时设计的装置图，图中A、B是可控制的弹簧铁夹。

　　(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______________________________。

　　【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在饱和食盐水中的溶解度小，可用排饱和食盐水法收集Cl2。

　　答案：(1)NaOH溶液　吸收多余的Cl2　饱和食盐水

　　(2)开B夹，关A夹　开A夹，关B夹　打开B夹，关闭A夹

　　7. 请从下图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的氢气的体积，并检验氯气(氯气有毒，可以用NaOH溶液吸收，氯气可以和碘化钾反应生成碘单质)。

　　(1)设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序为：A接__________、________接________；B接________、________接________。

　　(2)证明产物中有Cl2的实验现象是________________________________________________________________________。

　　(3)已知电解后测得产生的H2的体积为44.8 mL(已经折算成标准状况)，电解后NaOH溶液的体积为50 mL，此时溶液中NaOH的物质的量浓度为________。

　　【解析】　(1)电解饱和食盐水时，阴极产生H2，为了测H2的体积，且产生H2的体积为44.8 mL，所以A连接G，F连接H，阳极产生Cl2，检验Cl2的生成用淀粉KI溶液，吸收多余的Cl2用NaOH溶液，所以B连接D，E连接C。

　　(2)Cl2和KI反应生成I2，遇淀粉变蓝。

　　(3)n(H2)＝0.0448 L/22.4 L·mol－1＝0.002 mol。

　　n(NaOH)＝2n(H2)＝0.004 mol

　　【答案】　(1)G　F　H　D　E　C

　　(2)淀粉碘化钾溶液变蓝　(3)0.08 mol·L－1

　　 [板书设计]：