蘇教版必修1 專題2第1單元 氯、溴、碘及其化合物（第1課時） 學(xué)案.doc

第一單元氯、溴、碘及其化合物第1課時氯氣的生產(chǎn)原理學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.知道海水中的豐富資源和氯化鈉作為重要工業(yè)原料的主要用途。2.初步認(rèn)識工業(yè)上電解飽和食鹽水制取氯氣的反應(yīng)原理。3.學(xué)會實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的方法。一、氯氣的工業(yè)制法1實(shí)驗(yàn)過程按下圖所示電解飽和食鹽水的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)接通電源，觀察食鹽水發(fā)生的變化。通電一段時間后，將小試管套在a管上，收集u形管左端產(chǎn)生的氣體。2 min后，提起小試管，并迅速用拇指堵住試管口，移近點(diǎn)燃的酒精燈，松開拇指，檢驗(yàn)收集到的氣體。(2)取一支小試管，用向上排空氣法收集從b管導(dǎo)出的氣體，觀察收集到的氣體的顏色。(3)關(guān)閉電源，打開u形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加12滴酚酞溶液，觀察溶液的顏色。2實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論(1)出現(xiàn)爆鳴聲a管中氣體為氫氣(2)產(chǎn)生黃綠色的氣體b管中氣體為氯氣(3)鐵棒端溶液變紅石墨棒端溶液不變色u形管左端溶液顯堿性u形管右端溶液不顯堿性3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)推斷電解飽和食鹽水的產(chǎn)物是h2、cl2、naoh溶液。工業(yè)制取氯氣的反應(yīng)原理(1)工業(yè)制取氯氣的反應(yīng)原理：2nacl2h2o2naohcl2h2。(2)氯堿工業(yè)：以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品的工業(yè)。(3)工業(yè)上電解熔融的氯化鈉制取金屬鈉：2nacl(熔融)2nacl2。例1某實(shí)驗(yàn)興趣小組利用如下圖所示裝置進(jìn)行電解飽和食鹽水并檢驗(yàn)其生成物的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)圖中開關(guān)k閉合片刻后，請回答下列問題：(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為_。(2)a為電源的_(填“正”或“負(fù)”)極；d中收集的氣體是_。(3)c試管盛放_溶液。溶液中a電極附近的現(xiàn)象為_。答案(1)2nacl2h2o2naohh2cl2(2)負(fù)氫氣(或h2)(3)淀粉碘化鉀(或淀粉碘化鈉等其他合理答案均可)有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色變?yōu)榧t色解析電解飽和食鹽水產(chǎn)生naoh、h2和cl2，h2的密度比空氣小，只能用向下排空氣法收集，所以d中收集的氣體是h2，而h2在與直流電源的負(fù)極相連的電極上產(chǎn)生，所以a為電源的負(fù)極，a極上除了有氫氣產(chǎn)生外，溶液中還產(chǎn)生naoh，所以遇酚酞溶液變紅。b為電源的正極，b極上產(chǎn)生氯氣，可以用淀粉碘化鉀溶液檢驗(yàn)。易錯提醒在氯堿工業(yè)中，必須通電才能得到h2、cl2和naoh，所以在書寫方程式時一定要注明反應(yīng)條件。h2在陰極(與電源負(fù)極相連的一極)上產(chǎn)生，cl2在陽極(與電源正極相連的一極)上產(chǎn)生。二、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法1反應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)室常用強(qiáng)氧化劑(如mno2、kmno4等)氧化濃鹽酸等來制取氯氣：mno24hcl(濃)mncl2cl22h2o2kmno416hcl(濃)=2kcl2mncl25cl28h2o2儀器裝置(1)氣體發(fā)生裝置類型：固液氣(2)發(fā)生裝置所用儀器的名稱為分液漏斗、圓底燒瓶。(3)裝置c的作用是除去cl2中少量的hcl氣體。(4)裝置d的作用是干燥氯氣(或除去氯氣中的水蒸氣)。3收集方法(1)向上排空氣法(氯氣密度大于空氣)。(2)排飽和食鹽水法(氯氣在飽和氯化鈉溶液中的溶解度很小，用此法可除去實(shí)驗(yàn)中揮發(fā)產(chǎn)生的氯化氫氣體)。4驗(yàn)滿方法(1)將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛氯氣的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿。(2)將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛氯氣的瓶口，觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化，則證明已集滿。5尾氣處理(1)儀器裝置圖中燒杯f中盛放的液體是naoh溶液。(2)該液體的作用是吸收過量的氯氣，防止污染環(huán)境。例2某化學(xué)興趣小組利用mno2和濃鹽酸及如圖裝置制備氯氣。下列分析中不正確的是()a中可用分液漏斗代替長頸漏斗b中缺少加熱裝置c中盛放的naoh溶液可以凈化氯氣d中盛放的naoh溶液可以吸收尾氣答案c解析a中可用分液漏斗代替長頸漏斗，避免鹽酸揮發(fā)，氣體逸出，同時便于控制反應(yīng)速率，a正確；二氧化錳和濃鹽酸需要加熱才能反應(yīng)生成氯氣，需要添加加熱裝置，b正確；中盛放的naoh溶液吸收氯氣，不能凈化cl2，可以用飽和食鹽水凈化氯氣，c錯誤；氫氧化鈉溶液與氯氣反應(yīng)，可以吸收氯氣，防止污染空氣，d正確?！究键c(diǎn)】氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法【題點(diǎn)】制取氯氣實(shí)驗(yàn)的儀器裝置例3如圖所示裝置可用于二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下制取氯氣，并利用產(chǎn)物進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)寫出二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)在該反應(yīng)中，hcl充當(dāng)?shù)氖莀(填“氧化劑”或“還原劑”)。(3)洗氣瓶b中盛有飽和食鹽水，洗氣瓶c中盛有品紅溶液，在洗氣瓶d中放有石灰乳，則c瓶中觀察到的現(xiàn)象是_；d瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(4)若反應(yīng)產(chǎn)生了標(biāo)況下11.2 l的氯氣，則參與氧化還原反應(yīng)的hcl的物質(zhì)的量是_mol。答案(1)4hcl(濃)mno2mncl2cl22h2o(2)還原劑(3)品紅溶液褪色2cl22ca(oh)2=cacl2ca(clo)22h2o(4)1【考點(diǎn)】氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法【題點(diǎn)】氯氣制備的綜合實(shí)驗(yàn)思維啟迪(1)稀鹽酸與mno2不反應(yīng)，制取氯氣時必須選用濃鹽酸；加熱溫度不宜過高，以減少氯化氫的揮發(fā)。(2)制取的氯氣有毒，且在加熱時容易逸出，所以應(yīng)選用分液漏斗，而不用長頸漏斗。(3)尾氣處理時，不能用澄清石灰水吸收氯氣，因?yàn)槌吻迨宜衏a(oh)2含量少，吸收不完全。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出裝置中殘留的氯氣，再拆卸裝置，避免污染空氣。1下列關(guān)于電解飽和食鹽水過程的說法正確的是()a電解飽和食鹽水的工廠要首先將食鹽進(jìn)行除雜b與電源正極相連的電極區(qū)有naoh生成c與電源負(fù)極相連的電極上有氯氣生成d電解飽和食鹽水的過程中na濃度減小答案a解析根據(jù)電解飽和食鹽水的裝置可知，與電源正極相連的電極區(qū)產(chǎn)生cl2，而與電源負(fù)極相連的電極區(qū)產(chǎn)生h2和naoh，故b、c均不正確；因?yàn)閚a沒有參與反應(yīng)，其物質(zhì)的量不變，但電解過程中消耗了水，溶液體積減小，na濃度增大，故d不正確。2(2018永嘉縣期末)實(shí)驗(yàn)室收集cl2，最好選用()a向上排空氣法 b向下排空氣法c排水法 d排飽和食鹽水法答案d3欲除去cl2中的少量hcl氣體，可選用()anaoh溶液 b飽和食鹽水c濃硫酸 d石灰水答案b解析利用了hcl極易溶于水，而cl2在飽和食鹽水中溶解度很小的原理。4下列關(guān)于氯氣制備原理的說法中不正確的是()a電解飽和食鹽水制氯氣時，與電源正極相連的碳棒上方充滿黃綠色氣體b工業(yè)上制取氯氣的原料是飽和食鹽水c實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是相同的d實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時最好大火加熱使溫度迅速升高答案d解析電解飽和食鹽水制氯氣時，cl在與電源正極相連的碳棒上轉(zhuǎn)化為cl2，a項(xiàng)正確；濃鹽酸具有揮發(fā)性，實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時應(yīng)緩緩加熱以減少氯化氫的損失，d項(xiàng)錯誤。5下圖表示在沒有通風(fēng)櫥時制取純凈的氯氣設(shè)計(jì)的裝置圖，圖中a、b是可控制的彈簧鐵夾。(1)燒杯中盛放的液體是_，其作用是_，水槽中盛放的液體是_。(2)簡述操作過程：(從氯氣已經(jīng)產(chǎn)生開始)在收集氯氣之前，應(yīng)_；當(dāng)氯氣純度合乎要求時，應(yīng)_；當(dāng)氯氣收集完畢時，應(yīng)_。(3)將8.7 g mno2與含hcl 14.6 g的濃鹽酸共熱制cl2，甲同學(xué)認(rèn)為可制得cl2 7.1 g，乙同學(xué)認(rèn)為制得cl2的質(zhì)量小于7.1 g，你認(rèn)為_(填“甲”或“乙”)同學(xué)正確，原因是_。答案(1)naoh溶液吸收多余的cl2飽和食鹽水(2)打開b夾，關(guān)閉a夾打開a夾，關(guān)閉b夾關(guān)閉a夾，打開b夾(3)乙濃鹽酸易揮發(fā)；隨著反應(yīng)進(jìn)行，濃鹽酸濃度會降低，稀鹽酸與mno2不反應(yīng)解析用飽和食鹽水可洗去cl2中混有的hcl，又使cl2損失較少，故可用排飽和食鹽水法收集cl2。處理制cl2的尾氣最好的試劑是強(qiáng)堿溶液。由于濃鹽酸會揮發(fā)，稀鹽酸不能與mno2反應(yīng)，故用濃鹽酸制cl2時hcl不能完全反應(yīng)。對點(diǎn)訓(xùn)練題組一氯氣的工業(yè)制法1許多國家十分重視海水資源的綜合利用，不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是()a氯、溴 b鈉、鎂c燒堿、氫氣 d食鹽、淡水答案d解析海水中，氯元素、溴元素、鈉元素、鎂元素均以化合物的形式存在，要想獲得其單質(zhì)，必須要經(jīng)過化學(xué)變化，a、b錯誤；c項(xiàng)中naoh、h2均可通過電解飽和食鹽水獲得，以上均為化學(xué)變化；只有d項(xiàng)中食鹽可通過蒸發(fā)，淡水可通過蒸餾獲得，屬于物理變化。2下列關(guān)于電解氯化鈉水溶液的說法不正確的是()a電解產(chǎn)物為氯氣和鈉b電解過程中能產(chǎn)生黃綠色氣體c電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，然后滴加石蕊溶液，溶液呈藍(lán)色d用排水法可以收集到較純凈的氫氣答案a解析電解nacl水溶液的反應(yīng)式：2nacl2h2o2naohh2cl2，反應(yīng)過程中陽極產(chǎn)生了黃綠色的氣體(cl2)，陰極生成了難溶于水的無色氣體(h2)，可用排水法收集；陰極生成naoh使溶液呈堿性，能使石蕊變藍(lán)。a項(xiàng)錯誤，電解熔融的nacl才得到cl2和na：2nacl(熔融)2nacl2(鈉的工業(yè)制法)。3某同學(xué)利用如圖所示裝置電解飽和食鹽水，他在導(dǎo)氣管b處收集到的氣體不具有的特征是()a呈黃綠色 b有毒c密度小于空氣 d刺激性氣味答案c解析電解飽和食鹽水時，cl在與電源正極相連的碳棒上轉(zhuǎn)化為cl2，該氣體的密度大于空氣。4下列裝置中驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是(電極均為石墨，cl2能使淀粉ki溶液變藍(lán))()答案d解析向下排空氣法收集的是氫氣，故電源的左端是負(fù)極，右端是正極，a、c錯誤；淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)可證明有氯氣產(chǎn)生，氫氧化鈉溶液不能驗(yàn)證cl2的產(chǎn)生，b項(xiàng)錯誤，d項(xiàng)正確。5用惰性電極電解未精制的飽和食鹽水，食鹽水裝在u形管內(nèi)。結(jié)果很快在某一電極附近出現(xiàn)食鹽水渾濁現(xiàn)象。造成渾濁的難溶物主要是()a碳酸鎂 b硫酸鋇c氫氧化鎂 d碳酸鋇答案c解析食鹽中含有ca2、mg2等離子，mg2與電解質(zhì)在陰極產(chǎn)生的oh作用產(chǎn)生mg(oh)2沉淀。題組二氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法6下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制氯氣的說法中錯誤的是()a該反應(yīng)是一個氧化還原反應(yīng)，其中二氧化錳是氧化劑b每生成1 mol氯氣，就要轉(zhuǎn)移2 mol電子c該反應(yīng)的離子方程式為mno24h4clmncl22h2ocl2d該方法是瑞典化學(xué)家舍勒最先發(fā)現(xiàn)的答案c解析由mno24hcl(濃)mncl22h2ocl2可知，二氧化錳是氧化劑，鹽酸部分作還原劑，部分起酸的作用；每生成1 mol氯氣，轉(zhuǎn)移2 mol電子，4 mol濃鹽酸中有2 mol被氧化成氯氣；氯化錳是可溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，在離子方程式中應(yīng)寫成離子符號。【考點(diǎn)】氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法【題點(diǎn)】氯氣實(shí)驗(yàn)室制法的反應(yīng)原理7(2018“七彩陽光”期中聯(lián)考)將0.2 mol mno2和50 ml 12 moll1的鹽酸混合后緩緩加熱，向反應(yīng)完全后的溶液中加入足量agno3溶液，則生成的agcl沉淀的物質(zhì)的量(不考慮鹽酸的揮發(fā))()a等于0.3 mol b小于0.3 molc在0.30.6 mol之間 d以上結(jié)論均不正確答案c解析本題易錯之處在于沒有考慮到鹽酸濃度降低到一定程度后，mno2與hcl不再繼續(xù)反應(yīng)，因而錯選a。由題意可知n(hcl)0.6 mol，根據(jù)化學(xué)方程式mno24hcl(濃)mncl2cl22h2o可判斷出mno2過量。若0.6 mol hcl完全反應(yīng)，則有0.3 mol hcl被氧化，反應(yīng)后的溶液中存在0.3 mol cl，加入足量agno3溶液生成0.3 mol agcl。但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度減小，而稀鹽酸與mno2不反應(yīng)，所以實(shí)際被氧化的hcl的物質(zhì)的量必然小于0.3 mol，即反應(yīng)后溶液中存在的cl的物質(zhì)的量大于0.3 mol，故加入足量agno3溶液產(chǎn)生的agcl的物質(zhì)的量大于0.3 mol，小于0.6 mol，c項(xiàng)正確?！究键c(diǎn)】氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法【題點(diǎn)】氯氣實(shí)驗(yàn)室制法的反應(yīng)原理8在實(shí)驗(yàn)室利用濃鹽酸和二氧化錳制氯氣，制備裝置中應(yīng)使用分液漏斗而不能使用長頸漏斗，下列有關(guān)理由敘述錯誤的是()a防止氯氣擴(kuò)散到空氣中造成污染b便于控制加入鹽酸的量c長頸漏斗便于添加液體d盡量避免氯化氫揮發(fā)到空氣中答案c解析用分液漏斗既可防止氯化氫氣體和氯氣揮發(fā)污染環(huán)境，同時又可控制滴加鹽酸的量和快慢，從而控制反應(yīng)速率，提高鹽酸的利用率?！究键c(diǎn)】氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法【題點(diǎn)】制取氯氣的實(shí)驗(yàn)操作9為了在實(shí)驗(yàn)室制得干燥而純凈的氯氣，正確的凈化順序是()a第一步通過濃硫酸，第二步通過無水氯化鈣b第一步通過濃硫酸，第二步通過飽和食鹽水c第一步通過飽和食鹽水，第二步通過濃硫酸d第一步通過堿石灰，第二步通過濃硫酸答案c解析實(shí)驗(yàn)室制取的氯氣中通常含有hcl和h2o(g)，結(jié)合氯氣性質(zhì)可知先通過飽和食鹽水除hcl，再通過濃硫酸除水蒸氣。10在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與mno2共熱制取cl2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。下列收集cl2的正確裝置是()答案c解析集氣瓶中使用單孔橡膠塞塞緊，只能進(jìn)氣，不能排氣，則瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大到一定程度，可能將橡膠塞壓出，a項(xiàng)錯誤；因?yàn)閏l2比空氣的密度大，cl2應(yīng)短管進(jìn)，b項(xiàng)錯誤；c項(xiàng)，該裝置既能收集cl2，又能進(jìn)行尾氣處理且防倒吸，正確；由于cl2和naoh溶液反應(yīng)，所以不能收集到cl2，d項(xiàng)錯誤。11(2017天臺一中期末)某化學(xué)小組用如圖所示的裝置制取氯氣，下列說法不正確的是()a該裝置圖中至少存在兩處明顯錯誤b在乙后連一盛有飽和食鹽水的燒杯可進(jìn)行尾氣處理c燒瓶中的mno2可換成kmno4d在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉ki試紙可以證明是否有氯氣逸出答案b解析缺少酒精燈加熱、缺少尾氣處理裝置，則圖中至少存在兩處明顯錯誤，故a正確；食鹽水不能吸收氯氣，應(yīng)選naoh溶液進(jìn)行尾氣處理，b錯誤； mno2可換成kmno4，高錳酸鉀的氧化性強(qiáng)，與濃鹽酸反應(yīng)不需要加熱可制備氯氣，c正確；氯氣可氧化ki生成碘，試紙變藍(lán)，以此可以證明是否有氯氣逸出，故d正確。【考點(diǎn)】氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法【題點(diǎn)】制取氯氣實(shí)驗(yàn)的儀器裝置綜合強(qiáng)化12某課外活動小組利用如圖所示裝置制取氯氣，提供的試劑：濃鹽酸、飽和食鹽水、氫氧化鈉溶液、高錳酸鉀固體、水。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2kmno416hcl(濃)=2kcl2mncl25cl28h2o。(1)裝置m中盛放的試劑是_；h中盛放的試劑是_。(2)收集cl2時，關(guān)閉彈簧夾_和彈簧夾_，打開彈簧夾_。(3)尾氣處理時，關(guān)閉彈簧夾a和彈簧夾_，打開彈簧夾_。處理尾氣選用的試劑為_。(4)用含0.032 mol hcl的濃鹽酸跟足量高錳酸鉀固體反應(yīng)，產(chǎn)生cl2的物質(zhì)的量應(yīng)_(填“大于”“等于”或“小于”)0.01 mol。答案(1)濃鹽酸飽和食鹽水(2)acb(3)bc氫氧化鈉溶液(4)小于解析裝置m中應(yīng)為濃鹽酸，g中應(yīng)為高錳酸鉀固體，h中應(yīng)為飽和食鹽水，用來除去cl2中混有的hcl氣體，裝置p是尾氣處理裝置，燒杯中的試劑是氫氧化鈉溶液。(2)收集cl2時，先關(guān)閉彈簧夾a和c，打開彈簧夾b，生成的cl2會將飽和食鹽水壓入燒杯d中，從而使cl2收集在h中。(3)尾氣處理時關(guān)閉彈簧夾a和彈簧夾b，打開彈簧夾c，多余的cl2就會被p中的氫氧化鈉溶液吸收。(4)根據(jù)化學(xué)方程式可知，若含0.032 mol hcl的濃鹽酸完全反應(yīng)會生成0.01 mol cl2，但由于濃鹽酸具有揮發(fā)性，有一部分hcl會揮發(fā)出來，從而使反應(yīng)的hcl小于0.032 mol，故生成的氯氣的物質(zhì)的量應(yīng)小于0.01 mol。13某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了用氧化濃鹽酸的方法制取氯氣的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置如下圖：(1)寫出圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)如果將過量的二氧化錳與20 ml 12 moll1的鹽酸混合加熱，充分反應(yīng)后生成的氯氣明顯少于0.06 mol。其主要的原因有