氯气的生产原理PPT课件5-苏教版.ppt

1、浩瀚的海洋是一个巨大的宝库，海浩瀚的海洋是一个巨大的宝库，海水就是一项取用不尽的资源，它不水就是一项取用不尽的资源，它不仅有航运交通之利，而且经过仅有航运交通之利，而且经过淡化淡化就能大量供给工业用水。海水总体就能大量供给工业用水。海水总体积约有积约有137亿立方千米，已知其中含亿立方千米，已知其中含有有80多种元素，可供提取利用的有多种元素，可供提取利用的有50多种。限于经济和技术条件，从多种。限于经济和技术条件，从海水中主要提取海水中主要提取食盐食盐和和溴、钾盐、溴、钾盐、镁及其他化合物、铀、重水及卤水镁及其他化合物、铀、重水及卤水等原料。等原料。其中，食盐其中，食盐3.77106亿亿吨，

2、镁吨，镁1800亿吨、钾亿吨、钾550亿吨、溴亿吨、溴95亿吨、碘亿吨、碘820亿吨、铀亿吨、铀45亿吨、亿吨、金金1500万吨。海水中提取淡水、食万吨。海水中提取淡水、食盐、金属镁及其化合物、溴等已形盐、金属镁及其化合物、溴等已形成工业规模，重水、芒硝、石膏和成工业规模，重水、芒硝、石膏和钾盐的生产也有一定的规模，钾盐的生产也有一定的规模，将来将来还可望提取铀、碘和金等化学资源。还可望提取铀、碘和金等化学资源。海水中的化学资源海水中的化学资源 大连石化公司海水淡化处理大连石化公司海水淡化处理 海水过滤器海水过滤器煮海为盐NaCl的用途的用途l日常生活的调味剂l医学上用于生理盐水配制l用来制碱

3、l用来制氯气 氯气的生产原理氯气的生产原理 一、氯气的工业制法一、氯气的工业制法1、原理、原理 （1）、按图）、按图2-2所示组装实验仪器并进行下列实验所示组装实验仪器并进行下列实验接通电源，观察接通电源，观察U型管内的变化。型管内的变化。 通电一段时间后，用小试管套住通电一段时间后，用小试管套住a管，收集管，收集U型型管左端产生的气体。管左端产生的气体。2min后，提起小试管，并迅速后，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，用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，观察现象。观察现象。 取一支小试管，用向上排空气法收集从取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出

4、管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。的气体，观察收集到的气体的颜色。 关闭电源，打开关闭电源，打开U型管左端的橡皮塞，分别向型管左端的橡皮塞，分别向溶液中滴加溶液中滴加12滴酚酞溶液，观察现象滴酚酞溶液，观察现象。 电解饱和食盐水的实验电解饱和食盐水的实验 实验现象实验现象 结论结论 通电后，铁棒和石墨棒通电后，铁棒和石墨棒上都有气泡冒出上都有气泡冒出有新物质生成有新物质生成将将a上方收集到的气体上方收集到的气体靠近火焰有爆鸣声靠近火焰有爆鸣声 有氢气生成有氢气生成b处收集到气体呈黄绿色可处收集到气体呈黄绿色可使湿润的淀粉碘化钾变蓝使湿润的淀粉碘化钾变蓝有氯气生成有氯气生成铁棒一端的溶液滴加

5、酚铁棒一端的溶液滴加酚酞变红酞变红有碱性物质生成有碱性物质生成思考与练习思考与练习在饱和食盐水中接通直流电源后，在在饱和食盐水中接通直流电源后，在铁棒周围铁棒周围收集到收集到氢气氢气，在，在石墨棒石墨棒附近收集到附近收集到氯气氯气，同时还有，同时还有氢氧化钠氢氧化钠生成。根据上述实验现象和同学们归纳的结论试写出生成。根据上述实验现象和同学们归纳的结论试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+2H2O Cl2+H2+2NaOH通电通电想一想2、氯碱工业简介、氯碱工业简介 工业上制取氯气大多数采用工业上制取氯气大多数采用电解饱和食盐水的方法，电解饱和食盐水的方法，以

6、此为基础的工业称为以此为基础的工业称为“氯碱工业氯碱工业”，它是化学，它是化学工业的一个重要支柱工业的一个重要支柱 离子交换膜法电解食盐水离子交换膜法电解食盐水1、生产设备和流程：、生产设备和流程： 淡盐水淡盐水 （重新配制食盐水）（重新配制食盐水）水（含少水（含少量量NaOH)NaOH溶液溶液Cl2H2精致饱和精致饱和NaCl溶液溶液 离子交换膜电解食盐水离子交换膜电解食盐水2、生产设备名称、生产设备名称： 阳极：阳极：金属钛网金属钛网（涂钛钌氧化物）（涂钛钌氧化物）离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽阳离子交换膜：只允许阳离子交换膜：只允许阳阳离子通过，把电解槽离子通过，把电解槽 隔成阴极室和

7、阳极室。隔成阴极室和阳极室。 阴极：阴极：碳钢网碳钢网（有镍涂层）（有镍涂层）a、防止氯气和氢气混合而爆炸、防止氯气和氢气混合而爆炸b、避免氯气和氢氧化钠反应、避免氯气和氢氧化钠反应3、离子交换膜的作用离子交换膜的作用舍勒舍勒 【瑞典瑞典】公元公元1742一一1786 由于当时还不能够大量制得盐酸，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，故这种方法只限于实验室内制氯气，所以一直沿用至今，在实验室仍然用所以一直沿用至今，在实验室仍然用此法来制取氯气。此法来制取氯气。 他测定过他测定过软锰矿（二氧化锰）软锰矿（二氧化锰）的性质。的性质。证明软锰矿是一种强氧化剂。他用盐酸与软证

8、明软锰矿是一种强氧化剂。他用盐酸与软锰矿首次实现了下述反应：锰矿首次实现了下述反应： （加热）（加热） MnO2+4HCl(浓浓) = MnCl2+Cl2+2H2O他发现，这种呛人的黄绿色气体（他发现，这种呛人的黄绿色气体（C12）能）能使染料退色，有许多奇特的性质。使染料退色，有许多奇特的性质。二、氯气的实验室制法二、氯气的实验室制法2、实验装置（四个环节）：、实验装置（四个环节）： 发生装置发生装置 净化装置净化装置 收集装置收集装置 尾气装置尾气装置1、实验原理、实验原理：MnO2+4HCl(浓浓) = MnCl2+Cl2+2H2O固体反应物加热制气固体反应物加热制气例如：氧气、氨气等例

9、如：氧气、氨气等固体和液体混合固体和液体混合不需加热制气不需加热制气例如：氢气、例如：氢气、二氧化碳等二氧化碳等固、液或液、液需要固、液或液、液需要加热制气加热制气例如：氯气、氯化氢例如：氯气、氯化氢等等气体发生装置气体发生装置1、仪器及装置：、仪器及装置：酒精灯酒精灯圆底烧瓶圆底烧瓶石棉网石棉网分液漏斗分液漏斗发生装置问题讨论问题讨论l制得的氯气可能含有什么杂质？制得的氯气可能含有什么杂质？HClH2O制氯气实验除杂的顺序怎样？制氯气实验除杂的顺序怎样？装置图装置图装配原则装配原则: :先洗气后干燥、先洗气后干燥、气体从长导管进短导管出。气体从长导管进短导管出。饱和食盐水饱和食盐水浓硫酸或无

10、水浓硫酸或无水氯化钙氯化钙2、仪器及装置：、仪器及装置：饱和食盐水饱和食盐水浓硫酸浓硫酸怎样收集怎样收集氯气？氯气？收集比空气重收集比空气重的气体例如：的气体例如： CO2收集难溶或微溶收集难溶或微溶于水的气体例如：于水的气体例如：O2、CO 收集比空气轻收集比空气轻的气体例如：的气体例如：H2、NH3气体收集装置气体收集装置l收集氯气的方法收集氯气的方法a.向上排空气向上排空气，b.排饱和食盐水法排饱和食盐水法装置图装置图检验：氯气可用湿润的淀粉检验：氯气可用湿润的淀粉-碘化钾试纸检验。碘化钾试纸检验。2KI+Cl2=2KCl+I2(碘单质遇淀粉变蓝）碘单质遇淀粉变蓝）变蓝变蓝)3、仪器及装

11、置：、仪器及装置：尾气可以直接排放吗？用什么吸收？饱和食盐水饱和食盐水浓硫酸浓硫酸 介绍各种尾气的处理方法介绍各种尾气的处理方法（1）溶液吸收法）溶液吸收法 （2）气囊收集法）气囊收集法 （3）燃烧法）燃烧法ABCD难以吸收的可以点燃处理，选用难以吸收的可以点燃处理，选用D。说明：吸收溶解速度不很快，溶解度也不很大的气体用装置说明：吸收溶解速度不很快，溶解度也不很大的气体用装置A；若气体在吸收剂中溶速快且溶解度极大，易倒吸，选用若气体在吸收剂中溶速快且溶解度极大，易倒吸，选用B；少量尾气可以集于气球中，选用少量尾气可以集于气球中，选用C； 4、仪器及装置：、仪器及装置：饱和食盐水饱和食盐水浓硫

12、酸浓硫酸NaOH溶液溶液氯气有毒氯气有毒,污染空气污染空气,故用浓氢氧故用浓氢氧化钠溶液吸收。化钠溶液吸收。选择气体发生装置的原则是反应物的状态和反应条件选择气体发生装置的原则是反应物的状态和反应条件项目项目装配发生装置装配发生装置的主要仪器的主要仪器收集气收集气体方法体方法发生装置发生装置类型类型Cl2O2H2向上排气法向上排气法（或排饱和食（或排饱和食盐水法）盐水法）排水法（或向排水法（或向上排空气法上排空气法固液或固液或液液加热液液加热固液不加热固液不加热固固加热固固加热排水法（或向排水法（或向下排空气法下排空气法小结实验制气装置：小结实验制气装置：总结氯气的实验室制法：氯气的实验室制法

13、：1、原理：、原理： MnO2+4HCl(浓浓) = MnCl2+Cl2+2H2O2、药品：、药品：二氧化锰、浓盐酸二氧化锰、浓盐酸 3、仪器及装置：、仪器及装置：固液需要加热的制气装置固液需要加热的制气装置4、实验步骤：、实验步骤： 组装仪器组装仪器检查气密性检查气密性装试剂装试剂加热加热收集收集5、收集：、收集：向上排空气法向上排空气法6、尾气处理：、尾气处理：玻璃导管通入氢氧化钠溶液中玻璃导管通入氢氧化钠溶液中7、除杂：、除杂：饱和食盐水饱和食盐水8、干燥：、干燥：浓硫酸浓硫酸 讨讨 论论1、使、使浓浓盐酸与足量的盐酸与足量的MnO2共热共热制制Cl2、实际产生的、实际产生的Cl2总比理

14、论值总比理论值低，其主要原因是什么？低，其主要原因是什么？ 讨讨 论论答：浓盐酸有很强的挥发性，强热答：浓盐酸有很强的挥发性，强热时能挥发出大量的氯化氢气体和水时能挥发出大量的氯化氢气体和水蒸气，而使制得的氯气中含有大量蒸气，而使制得的氯气中含有大量的杂质；另一方面，又降低了的杂质；另一方面，又降低了HCl的利用率。的利用率。2 、为什么用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，要缓缓加热，不能强热 ？ 讨讨 论论答答:用分液漏斗可以控制液体的用量，用分液漏斗可以控制液体的用量，避免生成的氯气过多。避免生成的氯气过多。3、为什么用分液漏斗装盐酸？又、为什么用分液漏斗装盐酸？又让盐酸缓慢地注入，而不是一次让

15、盐酸缓慢地注入，而不是一次将浓盐酸注入烧瓶里？将浓盐酸注入烧瓶里？2KMnO4+16HCl(浓浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2OKClO3+6HCl (浓浓) =KCl+3Cl2+3H2OCa(ClO)2+4HCl (浓浓) =CaCl2+2Cl2+2H2O4、制备氯气还有其它反应吗？、制备氯气还有其它反应吗？ 返回原处 讨讨 论论1、下图是实验室用来制取干燥、纯净氯气的、下图是实验室用来制取干燥、纯净氯气的装置；由于装置和使用药品有错误而未能在装置；由于装置和使用药品有错误而未能在D瓶中收集到瓶中收集到Cl2；请指出装置中的错误；请指出装置中的错误 长颈漏斗应改成分液漏斗长颈漏

16、斗应改成分液漏斗 烧瓶下应填石棉网烧瓶下应填石棉网 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Cl2应通入应通入NaOH溶液中溶液中2、实验室用下列两种方法制取氯气：用含有实验室用下列两种方法制取氯气：用含有4mol HCl的浓盐酸与足量的的浓盐酸与足量的MnO2反应；用反应；用1mol MnO2与足量的与足量的浓浓HCl反应，则所得反应，则所得Cl2的量（的量（ ）A、比多、比多 B、比多、比多C、一样多、一样多 D、无法比较、无法比较3、实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是（、实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是（ ）连好装置，检查气密性；缓缓

17、加热；在烧瓶中加入连好装置，检查气密性；缓缓加热；在烧瓶中加入少量的少量的MnO2，分液漏斗中加入浓盐酸。从分液漏斗中，分液漏斗中加入浓盐酸。从分液漏斗中慢慢向烧瓶中注入浓盐酸；将多余氯气用慢慢向烧瓶中注入浓盐酸；将多余氯气用NaOH溶液吸溶液吸收；当有连续气泡出现时，开始用向上排气法收集氯气。收；当有连续气泡出现时，开始用向上排气法收集氯气。A、 B、C、 D、 BD发生装发生装置的组置的组装过程装过程的动画的动画放好铁架台放好铁架台, ,根根据酒精灯外焰据酒精灯外焰的高度确定铁的高度确定铁圈和石棉网的圈和石棉网的位置位置, ,最后固定最后固定组合装置组合装置氯气收集过程的动画有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。