苏教版 (2019)第一单元 氯气及氯的化合物第1课时导学案

这是一份苏教版 (2019)第一单元 氯气及氯的化合物第1课时导学案，共10页。
第1课时　氯气的发现与制备发 展 目 标体 系 构 建1.能运用发展的、相互联系的、对立统一的观点理解化学变化，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。2.初步掌握实验探究元素及其化合物性质的基本方法，掌握氯气的制备方法，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。1．氯气的发现1774年瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿(主要成分是MnO2)混合在一起加热，意外地发现了一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体——氯气。2．氯气的实验室制法(1)反应原理： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)实验装置①A装置为气体发生装置，作用是制备气体。②B装置为收集装置，作用是收集气体。③C装置为尾气处理装置，作用是吸收多余Cl2。3．氯气的工业制法以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业称为氯碱工业。(1)氯气的制备原理：反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(2)实验室电解饱和食盐水①实验装置：②实验操作a．接通电源，观察铁棒和石墨棒上发生的现象。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2 min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。b．取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。c．关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液颜色的变化。②实验分析 实验现象结论a出现爆鸣声a管中气体为氢气b产生黄绿色的气体b管中气体为氯气c铁棒端溶液变红、石墨棒端溶液不变色U形管左端溶液显碱性、U形管右端溶液不显碱性③实验结论根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”。)(1)自然界中既有游离态的氯又有化合态的氯气单质。 (×)(2)瑞典化学家舍勒发现了氯气。 (√)(3)工业上制取氯气的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (×)2．工业上电解饱和食盐水制Cl2和实验室用软锰矿与浓盐酸反应制Cl2相同的原理是(　　 )A．都是将负价的氯转变为零价的氯B．都是将正价的氯转变为零价的氯C．都是复分解反应D．都是置换反应A　[电解饱和食盐水制Cl2的原理是2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，实验室用MnO2与浓盐酸反应制Cl2相同的原理是MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，根据化学方程式可知A项正确。]3．某同学利用如图所示装置电解饱和食盐水，他在导气管b处收集到的气体不具有的特征是(　　 )A．呈黄绿色　　　　　 B．有毒C．密度小于空气   D．刺激性气味C　[电解饱和食盐水时，Cl－在与电源正极相连的碳棒上转化为Cl2，该气体的密度大于空气。]氯气的实验室制法(素养养成——科学探究与创新意识) 工业上利用氯碱工业制备氯气。氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。装置如图所示。离子交换膜法电解原理示意图[问题1]　在实验室内怎样制备氯气呢？[提示]　实验室用MnO2和浓盐酸加热反应制备Cl2，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。[问题2]　如何选择合适的气体制备装置呢？[提示]　根据反应物的状态和反应条件选择合适的制气装置。1．试剂的选择通常选用浓盐酸和具有强氧化性的物质(MnO2、KMnO4等)来制取。如MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O2．发生装置选取发生装置的依据是制取气体所用试剂的状态和反应条件(加热与否)。以此分析可知，实验室制取氯气是加热固体与液体的混合物，所以应选用固液加热制气发生装置。3．收集方法选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水，密度比空气的大，所以收集氯气时，不能用排水法，应该用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，也可用排饱和食盐水法收集Cl2。4．干燥剂的选择选择气体干燥剂的主要依据是被干燥气体不能与干燥剂反应。如氯气能与碱反应，所以不能用碱石灰进行干燥，常用浓硫酸、五氧化二磷等进行干燥。5．吸收装置氯气有毒，实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行，通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置。6．验满常用湿润的淀粉­碘化钾试纸或湿润的蓝色石蕊试纸检验Cl2。方法是将湿润的淀粉­碘化钾试纸靠近集气瓶瓶口，试纸变蓝，或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近集气瓶瓶口，试纸先变红后褪色，则可证明Cl2已收集满。1．实验室制取氯化氢气体的反应原理为：NaCl(固)＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑。则实验室制取下列各组气体时，所用气体的发生装置相同的是(　　 )A．H2　　　　　　　　 B．CO2C．Cl2   D．O2C　[该实验原理为固＋液气，故选制氯气。]2．某学生设计如图实验装置用于制备纯净的Cl2。(1)装置中有五处错误，请指出：①                                                   ，②                                                  ，③                                                  ，④                                                 ，⑤                                                  。(2)在更正后的装置图中，仪器中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液的作用分别是：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，不能用稀盐酸，因稀盐酸与二氧化锰不反应；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不能用稀盐酸，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的进气导管应插入液面，出气导管不应插入液面(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Cl2，防止污染环境据新浪新闻报道：安徽的王先生家里的新房刚刚装修完，他和妻子打扫到卫生间时，他将漂白粉和洁厕灵一起倒进了坐便器。然而刚放进去，一股刺激性气体便冒了出来，呛得他眼红流泪，嗓子发痛。没过一会他便感觉到胸闷，而且头晕目眩、呼吸困难，随后妻子赶紧把他送到了医院。(1)漂白粉、洁厕灵的主要成分是什么？ [提示]　漂白粉的主要成分是次氯酸钙，洁厕灵的主要成分是盐酸。(2)利用氧化还原反应的知识分析漂白粉、洁厕灵混合为什么会导致中毒？写出相应的化学方程式。[提示]　漂白粉遇水生成次氯酸，而次氯酸又会和盐酸反应生成黄绿色的有毒气体——氯气。化学方程式为：HClO＋HCl===Cl2↑＋H2O。通过用化学知识分析解决现实生活中的实例，让学生感受化学的价值及与生活的紧密联系，培养学生学习化学的兴趣，以及宏观辨识与微观探析的化学核心素养。1．某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备Cl2。下列分析中不正确的是(　　 )A．①中可用分液漏斗代替长颈漏斗B．①中缺少加热装置C．②中盛放的NaOH溶液可以净化Cl2D．④中的导管口若连接倒置漏斗可防止倒吸C　[本题考查Cl2的制备，旨在考查学生的实验分析与设计能力。氯气中混有氯化氢气体，应该用饱和食盐水除去氯化氢，氯化氢和氯气均能与氢氧化钠溶液反应，故②中不能盛放氢氧化钠溶液。]2．如图所示装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于(　　 )A．锌和盐酸生成氢气B．二氧化锰和浓盐酸生成氯气C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳D．KClO3和MnO2生成氧气A　[B、C、D三选项要制取的气体的密度都比空气大，不能使用向下排空气法收集。而且制取Cl2、O2需要加热。A制取H2，一般在启普发生器中完成，但此装置也可以完成制取反应，H2密度比空气小，可以用向下排空气法收集。]3．下列关于氯气制取方法的说法中，不正确的是(　　 )A．电解饱和食盐水制氯气时，与电源正极相连的石墨棒上方充满黄绿色气体B．工业上用电解饱和食盐水的方法制取氯气的同时得到烧碱C．实验室制法和电解饱和食盐水制法的化学方程式是不同的D．实验室制取氯气时，最好大火加热，使温度迅速升高D　[浓盐酸具有挥发性，实验室制取氯气时，应缓缓加热以减少浓盐酸的损失，D错误。]4．实验室用下列两种方法制取氯气：①用含4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。若不考虑HCl的挥发，则反应后所得氯气的物质的量(　　) A．方法①比方法②多B．方法②比方法①多C．两种方法一样多D．无法比较B　[首先，实验室制Cl2时，当浓盐酸浓度逐渐变小后将不再反应产生Cl2；其次，根据反应方程式知，参加反应的HCl与MnO2的物质的量之比为4∶1，所以含4 mol HCl的浓盐酸不可能全部反应，所得Cl2的物质的量小于1 mol，而87 g MnO2完全反应生成1 mol Cl2，所以方法②比①所得的氯气多。]5．图表示在没有通风橱时制取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            。(3)将8.7 g MnO2与含HCl 14.6 g的浓盐酸共热制Cl2，甲同学认为可制得Cl2 7.1 g，乙同学认为制得Cl2的质量小于7.1 g，你认为        (填“甲”或“乙”)同学正确，原因是              。[解析]　用饱和食盐水可洗去Cl2中混有的HCl，又使Cl2损失减少，故可用排饱和食盐水法收集Cl2。处理制Cl2的尾气最好的试剂是强碱溶液。由于浓盐酸会挥发，稀盐酸不能反应，故用浓盐酸制Cl2时，HCl不能完全反应。[答案]　(1)NaOH溶液　吸收多余的Cl2　饱和食盐水(2)打开B夹，关闭A夹　打开A夹，关闭B夹　关闭A夹，打开B夹(3)乙　①浓盐酸易挥发；②随着反应进行，浓盐酸浓度会降低，稀盐酸将不再反应