化学必修一专题2 从海水中获得的化学物质第一单元 氯、溴、碘及其化合物教案

2.1.1 氯气的生产原理

 班级_______姓名_________学号_______

[学习目标]

1、了解从海水中获得Cl2的基本原理和方法；

2、了解氯气的实验室制法；

[调查研究]浩瀚的大海，巨大的宝藏。在众多的自然资源中，海水是十分重要的资源之一，能利用的海水中富含的化学物质如：NaCl、MgCl2、NaBr、NaI等。椐估计：每立方千米的海水中含NaCl 4×107ｔ，查阅有关资料，了解人们是如何从海水中获得氯化钠和使用氯化钠的。并将有关情况与同学们交流讨论。

[新课导入]从海水晒盐得到的食盐，除去杂质后，不仅可以作调料，还可以作为工业原料。19世纪，科学家发明了电解饱和食盐水制取氯气的方法，为工业制氯气奠定了基础。

[知识形成1]

⑴接通电源，观察两极现象；

⑵通电一段时间后，用小试管收集U形管左端产生的气体，２min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，检验收集到的气体；

⑶取一只小试管，用向上排空法收集从U形管右端导出的气体，观察收集到气体的颜色；

⑷关闭电源，打开U形管两端的橡皮塞，分别向溶液中滴加１～２滴酚酞溶液，观察现象；

将上述实验中观察到的现象和所得结论填入下表。

根据实验现象推断，电解饱和食盐水：

①化学方程式:＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

②与电源正极相连的电极（阳极）上产生＿＿气；与电源负极相连的电极（阴极）上产生＿＿气。

[问题解决1]

1、ｂ端为何要通入氢氧化钠溶液？

2、两电极产生的气体体积比为＿＿＿＿；电解食盐水除了得到氯气以外，还能得到___________  。人们把以电解食盐水为基础制取氯气、烧碱(NaOH)等产品的工业称为                   ，它是目前化学工业的重要支柱之一。

[知识形成2]学习了工业制氯气的原理，在实验室里氯气可以用       和      在__________条件下反应来制取。实验室制取氯气的化学方程式：                        。

根据上述反应原理，人们设计了如下图实验装置，用于实验室制备少量的Cl2 。

⑴实验仪器：a：                ；b：                ；

⑵各部分装置所起作用

A：             装置；B：             装置，利用Cl2密度比空气密度     且    （填 “能”或“不能”）溶于水，难溶于饱和食盐水，可用      排空气法或排饱和食盐水法。C：             装置，因Cl2有毒污染空气，用          

吸收多余的氯气。

A        B         C

[问题解决2]

1、如何知道Cl2是否收满？

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？

3、利用上述制Cl2的实验装置图收集到的氯气中常混有杂质气体         和         ，为此有人设计右图，在制Cl2时常分别用          除    ___  ，用

             除          。对比上述实验室制Cl2的装置图，右侧装置图的优点是                

                        。

[当堂训练]

某学生设计如右下实验装置用于制备干燥纯净的氯气，装置中有几处错误，请指出（可不写满）。

⑴                                             ；

⑵                                             ；

⑶                                             ；

⑷                                             ；

⑸                                             ；

⑹                                             ；

[课堂小结]

[课外练习]（选择题每题有1-2个答案）

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.在电解饱和食盐水之前，需要提纯食盐水。为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，不正确的操作顺序是                (      )

①过滤　     ②加稍过量的NaOH溶液     　③加适量的盐酸　                   

④加稍过量的碳酸钠溶液       　⑤加稍过量的氯化钡溶液

A.⑤④②①③   B.④⑤②①③ 

C.②⑤④①③ D.⑤②④①③

3.如图所示装配仪器，接通直流电源，电解饱和食盐水，则电解片刻，在碳棒和铁钉表面都有气体生成，其中碳棒表面生成的气体是                                  (      )                                          

A. Cl2          B.O2           C.H2          D.HCl   

4.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

5.下列物质中，可以用来除去Cl2中的水蒸气的是                         (      )

①碱石灰     ②浓硫酸      ③无水CaCl2      ④固体烧碱

A. ①②         B. ①③④        C. ②③            D. ①②③④

6.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

7.用下列两种方法制取氯气：①用含氯化氢146克的浓盐酸与足量的二氧化锰反应②用87克二氧化锰与足量的浓盐酸反应，则所得氯气                                           （      ）

A.②比①多     B.①比②多        C.一样多           D.无法比较

8.将两个石墨电极插入500ml食盐水中进行电解，通电到一定时间后，某一电极收集到标准状况下224ml气体（设电解时溶液体积无变化）。此时溶液中氢氧化钠的物质的量浓度约为   （      ）

A．0.2mol/L     B. 0.1mol/L      C. 0.04mol/L       D. 0.02mol/L

9．在U型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。接通直流电后，可以观察到U型管的两个电极上都有　　　　　　，阳极放出的气体有　　　　　气味，并且能使湿润的碘化钾淀粉试纸　　　　　，说明放出的是　　　　；阴极放出的气体是　　　　，同时发现阴极附近溶液　　　　，这说明溶液里有　　性物质生成。电解饱和食盐水的化学方程式为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

10.实验室制氯气有如下操作，正确的操作顺序是＿＿＿＿＿＿＿＿＿

①       缓缓加热 ；②加入MｎO２粉末；③连好装置，检查气密性；④从装有浓盐酸的分液漏斗中加浓盐酸；⑤将多余氯气用NａOH溶液吸收；⑥向上排气收集氯气；

11．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

⑴在电解过程中，与电源正极相连的电极上的产物是________；与电源负极相连的电极附近溶液中c(OH-) ________（选填：“不变”、“增大”或“减小”）；

⑵工业食盐中含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程分别除去Ca2+、Mg2+应选用的试剂是：________，________；

⑶如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是_______（填a，b，c）；

a．Ba(OH)2         b．Ba(NO3)2         c．BaCl2

⑷为有效除去Ca2+、Mg2+ 、SO42-，加入试剂的合理顺序为________（选填a，b，c。）；

a．先加NaOH，再加Na2CO3，再加钡试剂     b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3

c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3

⑸脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过________，冷却，________，________，（填写操作名称）除去NaCl。

⑹电解饱和食盐水时，总的反应方程式为：                                          ； 

12．右图表示在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的装置， 图中a、b是可控制的弹簧铁夹。（氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小。）

⑴仪器C的名称是          ；水槽中应盛放的是          ；烧杯中盛放的是            ；圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为：

                                                        ；

⑵在收集氯气时，应打开   ,关闭___。当氯气收集完毕时打开   ,关闭___。（填A或B或C）

⑶ 若要制得标准状况下的Cl2  0.672L，理论上需要MnO2的物质的量是多少？