1、第一单元第一单元 氯、溴、碘及其化合物氯、溴、碘及其化合物第第1课时氯气的生产原理课时氯气的生产原理课堂互动讲练课堂互动讲练探究整合应用探究整合应用知能优化训练知能优化训练第第1课课时时氯氯气气的的生生产产原原理理课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案一、海水中的化学资源一、海水中的化学资源1氯化物：主要为氯化物：主要为_，其次是，其次是_、_和和_等。等。2溴元素：被称为溴元素：被称为“_”_”。3碘元素：总量可达到碘元素：总量可达到81010 t。氯化钠氯化钠氯化镁氯化镁氯化钙氯化钙氯化钾氯化钾海洋元素海洋元素二、氯气的生产原理二、氯气的生产原理1氯气的工业生产氯气的工业生产(1
2、)氯碱工业：以电解氯碱工业：以电解_为基础制为基础制取氯气等产品的工业。取氯气等产品的工业。(2)反应原理：反应原理：_(3)电解装置和现象电解装置和现象饱和食盐水饱和食盐水2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2。2氯气的实验室制法氯气的实验室制法(1)反应原理反应原理_。(2)教材教材P41所示制取氯气装置由所示制取氯气装置由_装装置、置、_装置、装置、_装置三部分装置三部分组成。组成。发生发生收集收集尾气处理尾气处理1在电解饱和食盐水时，两极上分别产生什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？么气体，其体积比是多少？【提示提示】在电解饱和食盐水时，与电源正极在电解饱和
3、食盐水时，与电源正极相连的一极相连的一极(阳极阳极)生成黄绿色的生成黄绿色的Cl2，与电源负，与电源负极相连的一极极相连的一极(阴极阴极)得到得到H2；由反应方程式知，；由反应方程式知，在两极上得到气体的体积比为在两极上得到气体的体积比为11。2实验室用实验室用MnO2与盐酸反应制与盐酸反应制Cl2的条件是的条件是怎样的？怎样的？【提示提示】MnO2与盐酸反应制与盐酸反应制Cl2的条件：的条件：盐酸是浓的，一般为盐酸是浓的，一般为12 molL1,1.19 gmL1。加热，常温下加热，常温下MnO2与浓盐酸几乎不反与浓盐酸几乎不反应。应。1氯碱工业中，能透过阳离子交换膜的是氯碱工业中，能透过阳
4、离子交换膜的是()AClBNaCOH DCl2解析：解析：选选B。阳离子交换膜只允许阳离子通过，。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。而阴离子和分子不能通过。2实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，主要操作步骤为：主要操作步骤为：将圆底烧瓶固定在铁架台上；将圆底烧瓶固定在铁架台上；把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度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；确定铁圈的位置，固定铁圈后放好石棉网；用药匙向圆底烧瓶中加入用药匙向圆底烧瓶中加入MnO2，再向分液，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中；漏斗中加
5、浓盐酸，并将导管放入集气瓶中；检查装置的气密性；检查装置的气密性；在圆底烧瓶上安装好分液漏斗，连接好导在圆底烧瓶上安装好分液漏斗，连接好导气管。气管。该实验最好的操作顺序是该实验最好的操作顺序是()ABC D解析：解析：选选B。仪器的组装一般按由下到上、从。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。须先检查气密性。3(2010年宿迁高一期中测试年宿迁高一期中测试)某同学设计了某同学设计了实验室制取纯净干燥实验室制取纯净干燥Cl2的装置如下：的装置如下：(1)装置中有五处错误，请指出并改正：装置中有五处错误，请指出并改
6、正：_，_，_， _，_.(2)写出在更正后的装置图中，洗气瓶写出在更正后的装置图中，洗气瓶(净化气净化气体体)中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液的作用：的作用：饱和食盐水的作用：饱和食盐水的作用：_；浓硫酸的作用：浓硫酸的作用：_；氢氧化钠溶液的作用：氢氧化钠溶液的作用：_。解析：解析：从实验原理上来说，氯气是用浓盐酸从实验原理上来说，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；制得的氯气中混有不反应；制得的氯气中混有HCl和
7、水蒸气，和水蒸气，应依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗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，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。应用向上排空气法收集。答案：答案：(1)用长颈漏斗错误，应用分液漏斗用长颈漏斗错误，应用分液漏斗用稀盐酸错误，应用浓盐酸用稀盐酸错误，应用浓盐酸没有用酒没有用酒精灯，应用酒精灯加热精灯，应用酒精灯加热盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒，应更换位置瓶位置颠倒，应更换位置盛饱和食盐水
8、盛饱和食盐水的洗气瓶中进气导管未插入溶液中，出气导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管不应插入溶液中(2)除去混在氯气中的除去混在氯气中的HCl除去混在氯除去混在氯气中的水蒸气气中的水蒸气吸收多余的氯气，防止污吸收多余的氯气，防止污染环境染环境1a试管中收集到的气体，其检验方法是：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，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。说明该气体为氢气。2b处导管口：将湿润的处导管口：将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近淀粉碘化钾
9、试纸靠近b处处导管口，若试纸变蓝，导管口，若试纸变蓝，说明此处气体为氯气。说明此处气体为氯气。课堂互动讲练课堂互动讲练电解饱和食盐水实验反应产物的验证电解饱和食盐水实验反应产物的验证操作操作1a试管中收集到的气体，其检验方法是：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，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。说明该气体为氢气。2b处导管口：将湿润的处导管口：将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近淀粉碘化钾试纸靠近b处处导管口，若试纸变蓝，导管口，若试纸变蓝，说明此处气体为氯气。
10、说明此处气体为氯气。课堂互动讲练课堂互动讲练电解饱和食盐水实验反应产物的验证电解饱和食盐水实验反应产物的验证操作操作3实验完毕后，向实验完毕后，向U形管两端液体中分别滴形管两端液体中分别滴加酚酞试液，结果靠近加酚酞试液，结果靠近a处的一端液体变红色，处的一端液体变红色，说明此处有碱生成。说明此处有碱生成。 (2011年福州高一检测年福州高一检测)下列装置中能验证氯化钠溶液下列装置中能验证氯化钠溶液(含酚酞含酚酞)电解产物的装置是电解产物的装置是(电极均为石墨电极均为石墨)()【思路点拨思路点拨】本题是电解氯化钠溶液实验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的综合题，以考
11、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。现象与结论的关系，才能完成该题。【解析解析】首先根据电子的流向来确定外加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，且此电极周围显该电极与电源的负极相连，且
12、此电极周围显红色，因为有红色，因为有NaOH生成。生成。用向下排空气法收集得到的气体可进行点燃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爆鸣实验以检验H2的存在。右边产生的存在。右边产生Cl2，可，可使碘化钾淀粉溶液变蓝，则该电极与电源正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，电子流出的一极极相连。由电学知识可知，电子流出的一极为负极为负极(即与左边相连的一极即与左边相连的一极)，电子流入的一，电子流入的一极为正极极为正极(即与右边相连的一极即与右边相连的一极)。【答案答案】D变式训练变式训练1关于电解关于电解NaCl水溶液，下列叙述水溶液，下列叙述正确的是正确
13、的是()A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠钠B若在阳极附近的溶液中滴入若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶溶液，溶液呈棕色液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色液呈无色D电解一段时间后，将全部电解溶液转移到电解一段时间后，将全部电解溶液转移到烧杯中充分搅拌，溶液呈中性烧杯中充分搅拌，溶液呈中性氯气的实验室制法氯气的实验室制法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。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
14、制得净化方法：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，而干燥氯气则的氯化氢通常用饱和食盐水，而干燥氯气则用浓硫酸。用浓硫酸。5尾气处理：由于氯气有毒，污染环境，所尾气处理：由于氯气有毒，污染环境，所以通常用碱液以通常用碱液(如如NaOH溶液溶液)来吸收多余的氯来吸收多余的氯气。气。特别提醒：特别提醒：(1)制备氯气必须用浓盐酸，稀盐制备氯气必须用浓盐酸，稀盐酸与二氧化锰不反应。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
15、作用应条件来划分的。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：液下分解制取氧气，其制气类型就可称为：液固固气体，同一类型的制气反应可用同类气体，同一类型的制气反应可用同类发生装置。发生装置。 如下图所示为实验室制取和收集氯气的如下图所示为实验室制取和收集氯气的装置图：装置图：(1)制取制取Cl2的有关化学方程式为的有关化学方程式为_。(2)装置装置C中所装的试剂是中所装的试剂是_，作用是，作用是_；装置；装置D中所装的试中所装的试剂是剂是_，作用是，作用是_。(3)用用_法收集氯气，原因是法收集氯气，原因是_。(4)烧杯内所装试剂是烧杯内所装试剂是_，其目的是其目的是_，写，写
16、出有关的化学反应方程式：出有关的化学反应方程式：_。【解析解析】本题考查了本题考查了Cl2的实验室制法及原的实验室制法及原理。由于使用浓盐酸，故所得理。由于使用浓盐酸，故所得Cl2中含有中含有HCl和水蒸气，分别用饱和食盐水和浓和水蒸气，分别用饱和食盐水和浓H2SO4除除去；由于去；由于Cl2是有毒气体，不能直接排放，需是有毒气体，不能直接排放，需用碱液吸收。用碱液吸收。变式训练变式训练2下图表示在没有通风橱收集纯净下图表示在没有通风橱收集纯净的氯气时设计的装置图，图中的氯气时设计的装置图，图中A、B是可控制是可控制的弹簧铁夹。的弹簧铁夹。(1)烧杯中盛放的液体是烧杯中盛放的液体是_；其作用；
17、其作用是是_，水槽中应盛放的液体，水槽中应盛放的液体是是_。(2)简述操作过程：简述操作过程：(从氯气已经产生开始从氯气已经产生开始)在在收集氯气之前，应收集氯气之前，应_；当氯气纯度合乎要求时，应当氯气纯度合乎要求时，应_；当氯气收集完毕；当氯气收集完毕时，应时，应_。解析：解析：观察图示知，烧杯中的溶液应是尾气观察图示知，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，可用排饱和在饱和食盐水中的溶解度小，可用排饱和食盐水法收集食盐水法收集Cl2。答案：答案：(1)NaOH溶液吸收多余的溶液吸收多余的Cl2饱和饱
18、和食盐水食盐水(2)开开B夹，关夹，关A夹开夹开A夹，关夹，关B夹打开夹打开B夹，夹，关闭关闭A夹夹探究整合应用探究整合应用氯气的制备氯气的制备气体的制备及性质实验，要求在掌握制备原理气体的制备及性质实验，要求在掌握制备原理的基础上，注意气体的净化、除杂和尾气处理的基础上，注意气体的净化、除杂和尾气处理及性质实验的设计，要综合考虑各方面因素。及性质实验的设计，要综合考虑各方面因素。考查方式主要有仪器的连接、现象的描述、仪考查方式主要有仪器的连接、现象的描述、仪器的作用、实验的设计等。器的作用、实验的设计等。 请从下图中选用必要的装置进行电解饱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
19、求测定产生的氢气的体和食盐水的实验，要求测定产生的氢气的体积，并检验氯气积，并检验氯气(氯气有毒，可以用氯气有毒，可以用NaOH溶溶液吸收，氯气可以和碘化钾反应生成碘单质液吸收，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，各接口的正确设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序为：连接顺序为：A接接_、_接接_；B接接_、_接接_。(2)证明产物中有证明产物中有Cl2的实验现象是的实验现象是_。(3)已知电解后测得产生的已知电解后测得产生的H2的体积为的体积为44.8 mL(已经折算成标准状况已经折算成标准状况)，电解后，电解后NaOH溶溶液的体积为液的体积为50 mL，此
20、时溶液中，此时溶液中NaOH的物质的物质的量浓度为的量浓度为_。【解析解析】(1)电解饱和食盐水时，阴极产生电解饱和食盐水时，阴极产生H2，为了测为了测H2的体积，且产生的体积，且产生H2的体积为的体积为44.8 mL，所以所以A连接连接G，F连接连接H，阳极产生，阳极产生Cl2，检验，检验Cl2的生成用淀粉的生成用淀粉KI溶液，吸收多余的溶液，吸收多余的Cl2用用NaOH溶液，所以溶液，所以B连接连接D，E连接连接C。(2)Cl2和和KI反应生成反应生成I2，遇淀粉变蓝。，遇淀粉变蓝。(3)n(H2)0.0448 L/22.4 Lmol10.002 mol。n(NaOH)2n(H2)0.004 mol【答案答案】(1)GFHDEC(2)淀粉碘化钾溶液变蓝淀粉碘化钾溶液变蓝(3)0.08 molL1本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束
