【公開課課件】必修一_氯氣生產(chǎn)原理

1、從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 專題專題 2 氯、溴、碘及其化合物氯、溴、碘及其化合物 鈉、鎂及其化合物鈉、鎂及其化合物 你知道浩瀚的大海中究竟蘊(yùn)藏你知道浩瀚的大海中究竟蘊(yùn)藏 著哪些物質(zhì)嗎？著哪些物質(zhì)嗎？ 每千克海水中幾種氯化物的含量每千克海水中幾種氯化物的含量 含量含量/g 0.7121.11 5.11 27.2 2 2 2 調(diào)查與研究調(diào)查與研究 人們是如何從海水中獲得氯化鈉的？人們是如何從海水中獲得氯化鈉的？ 海水曬鹽海水曬鹽 調(diào)查與研究調(diào)查與研究 人們是如何使用氯化鈉的？人們是如何使用氯化鈉的？ 可用于食品調(diào)味可用于食品調(diào)味; ;經(jīng)高度精制的經(jīng)高度精制的NaClNaCl可用

2、可用 來(lái)制取生理鹽水來(lái)制取生理鹽水( (質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.9%);0.9%);制造化學(xué)試制造化學(xué)試 劑劑, ,如氯氣、氫氣、鹽酸、氫氧化鈉、漂白粉、如氯氣、氫氣、鹽酸、氫氧化鈉、漂白粉、 金屬鈉等金屬鈉等; ;以及供鹽析肥皂和鞣制皮革等。以及供鹽析肥皂和鞣制皮革等。 問(wèn)題問(wèn)題2：您知道兩支試管中產(chǎn)生的您知道兩支試管中產(chǎn)生的 氣泡是什么物質(zhì)嗎？氣泡是什么物質(zhì)嗎？ 問(wèn)題問(wèn)題1：通電后，我們能看到什么現(xiàn)象呢？通電后，我們能看到什么現(xiàn)象呢？ 兩極上都產(chǎn)生氣泡，并體積上維持兩極上都產(chǎn)生氣泡，并體積上維持1：2 氫氣氫氣 氧氣氧氣 （純）（純） （不純）（不純） 爆鳴現(xiàn)象爆鳴現(xiàn)象 帶火星的小木條復(fù)燃帶火

3、星的小木條復(fù)燃 一、氯氣的工業(yè)制法一、氯氣的工業(yè)制法 - + 黃綠色氣體，遇濕黃綠色氣體，遇濕 潤(rùn)的淀粉碘化鉀試潤(rùn)的淀粉碘化鉀試 紙變藍(lán)紙變藍(lán) 無(wú)色氣體，無(wú)色氣體， 靠近火焰有靠近火焰有 爆鳴聲爆鳴聲 遇酚酞遇酚酞 變紅色變紅色 陽(yáng)極陽(yáng)極 陰極陰極 1、裝置、裝置 2、現(xiàn)象與結(jié)論 電極電極現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論 鐵棒（鐵棒（-） （陰極）（陰極） 可收集到無(wú)色無(wú)味的氣體，可收集到無(wú)色無(wú)味的氣體， 若氣體移近酒精燈火焰，若氣體移近酒精燈火焰， 有輕微的爆鳴聲有輕微的爆鳴聲 附近的溶液變紅附近的溶液變紅 石墨棒（石墨棒（+） （陽(yáng)極）（陽(yáng)極） 可收集到一種黃綠色，有可收集到一種黃綠色，有 刺激性氣味，能

4、使?jié)駶?rùn)的刺激性氣味，能使?jié)駶?rùn)的 淀粉淀粉KI試紙變藍(lán)的氣體試紙變藍(lán)的氣體 2H2O + 2NaCl = Cl2 + H2 + 2NaOH 通電通電 生成了生成了H2 生成了生成了NaOH 生成了生成了Cl2 （氯堿工業(yè)）（氯堿工業(yè)） 17741774年年, ,瑞典化學(xué)家舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣。瑞典化學(xué)家舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣。 18101810年，英國(guó)化學(xué)家戴維研究后得出這年，英國(guó)化學(xué)家戴維研究后得出這 種氣體僅由一種元素組成。我國(guó)早年譯種氣體僅由一種元素組成。我國(guó)早年譯 文將其譯成文將其譯成“綠氣綠氣”，后改為氯氣。，后改為氯氣。 化學(xué)史話：氯氣的發(fā)現(xiàn)化學(xué)史話：氯氣的發(fā)現(xiàn) MnO2+4HCl(濃濃) MnCl2

5、+Cl2+2H2O 1mol 黑色粉末狀固體黑色粉末狀固體 問(wèn)問(wèn)2:2:根據(jù)反應(yīng)原理，畫出一個(gè)簡(jiǎn)易的發(fā)生裝置根據(jù)反應(yīng)原理，畫出一個(gè)簡(jiǎn)易的發(fā)生裝置 問(wèn)問(wèn)1:1:含含4molHCl4molHCl的濃鹽酸最多能制取多少氯氣？的濃鹽酸最多能制取多少氯氣？ 阻止氣體逸出，控制加液量和速度阻止氣體逸出，控制加液量和速度 分液漏斗分液漏斗 固液或液液加熱固液或液液加熱制氣裝置制氣裝置 二、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法二、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 A 固體+固體 氣體 B C 固體+液體 氣體 固體+液體 氣體 如KClO3+MnO2 制備O2 如Zn+H2SO4制取 H2； CaCO3+HCl制取 CO2. 如MnO2+HCl

6、制 取Cl2。 MnO2+4HCl(濃濃) MnCl2+Cl2+2H2O 問(wèn)問(wèn)3:3:從導(dǎo)管中出來(lái)的氣體純凈嗎？從導(dǎo)管中出來(lái)的氣體純凈嗎？ 可能含哪些雜質(zhì)？可能含哪些雜質(zhì)？水蒸氣、水蒸氣、HClHCl氣體氣體 如何除去？如何除去？ 濃硫酸濃硫酸飽和食鹽水飽和食鹽水 凈化裝置凈化裝置 二、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法二、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 MnO2+4HCl(濃濃) MnCl2+Cl2+2H2O 問(wèn)問(wèn)4:4:如何收集氯氣？為什么？如何收集氯氣？為什么？ 向上排空氣法向上排空氣法 或排飽和食鹽水或排飽和食鹽水 問(wèn)問(wèn)6:多余氯氣該怎么處理？多余氯氣該怎么處理？ 問(wèn)問(wèn)5:用如上所述三部分組成的裝置來(lái)制取并用如上所述

7、三部分組成的裝置來(lái)制取并 收集氯氣還有問(wèn)題嗎？收集氯氣還有問(wèn)題嗎？ 氯氣有毒，會(huì)污染環(huán)境氯氣有毒，會(huì)污染環(huán)境 用用NaOH溶液吸收溶液吸收 二、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法二、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 綜上所述，請(qǐng)同學(xué)們畫出實(shí)驗(yàn)裝置草圖綜上所述，請(qǐng)同學(xué)們畫出實(shí)驗(yàn)裝置草圖 發(fā)生裝置發(fā)生裝置 凈化裝置凈化裝置 （除雜干燥）（除雜干燥） 收集裝置收集裝置 尾氣吸收裝置尾氣吸收裝置 一起看演示實(shí)驗(yàn)一起看演示實(shí)驗(yàn) 向上排空氣法向上排空氣法 或排飽和食鹽或排飽和食鹽 水水 找錯(cuò)誤找錯(cuò)誤 D 濃硫酸濃硫酸 1 1、反應(yīng)原理：、反應(yīng)原理： MnOMnO2 2+4HCl+4HCl( (濃 濃) )= MnCl = MnCl2 2+

8、Cl+Cl2 2 +2H +2H2 2O O 2 2、發(fā)生裝置：、發(fā)生裝置： 固體固體 + + 液體：加熱液體：加熱 3 3、氣體凈化：、氣體凈化： 雜質(zhì)：雜質(zhì)：HCl HCl 、H H2 2O O HCl:HCl:用飽和食鹽水除去用飽和食鹽水除去 H H2 2O :O :用濃用濃H H2 2SOSO4 4除去除去 4 4、氣體收集：、氣體收集： 向上排空氣法且在集氣瓶口加上蓋子向上排空氣法且在集氣瓶口加上蓋子 或者：排飽和食鹽水方法或者：排飽和食鹽水方法 5 5、尾氣吸收：、尾氣吸收：NaOHNaOH溶液溶液 6 6、氣體檢驗(yàn)：、氣體檢驗(yàn)： 濕潤(rùn)的淀粉濕潤(rùn)的淀粉KIKI試紙：變藍(lán)色試紙：變藍(lán)

9、色 （二）氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法（二）氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 7 7、驗(yàn)滿、驗(yàn)滿 顏色（是否充滿集氣瓶）顏色（是否充滿集氣瓶） 可以瓶口用濕潤(rùn)的淀粉可以瓶口用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙來(lái)檢驗(yàn)試紙來(lái)檢驗(yàn) 課堂小結(jié)課堂小結(jié) MnO2+4HCl(濃濃)=MnCl2Cl22H2O原理原理: MnO2和濃鹽酸和濃鹽酸 裝置裝置: 制氣制氣收集收集凈化凈化尾氣處理尾氣處理 原料：原料： 2NaCl+2H2O 通電通電 2NaOH+H2+Cl2 1 1、下列關(guān)于海水曬鹽的原理分析下列關(guān)于海水曬鹽的原理分析,正確的是正確的是 A、利用過(guò)濾海水得到食鹽、利用過(guò)濾海水得到食鹽 B、利用機(jī)械動(dòng)力攪拌得到食鹽、利用機(jī)械動(dòng)力攪拌得到食鹽

10、C、利用陽(yáng)光和風(fēng)力將水蒸發(fā)得到鹽、利用陽(yáng)光和風(fēng)力將水蒸發(fā)得到鹽 D、利用海水在陽(yáng)光下發(fā)生分解反應(yīng)制得食鹽、利用海水在陽(yáng)光下發(fā)生分解反應(yīng)制得食鹽 C 隨堂練習(xí)隨堂練習(xí) 2、欲除去氯氣中含有的少量氯化氫氣體，可采用的、欲除去氯氣中含有的少量氯化氫氣體，可采用的 方法是方法是 A、 通過(guò)活性碳通過(guò)活性碳 B、通過(guò)氫氧化鈉溶液洗氣、通過(guò)氫氧化鈉溶液洗氣 C、先通過(guò)飽和食鹽水，再通過(guò)濃硫酸洗氣、先通過(guò)飽和食鹽水，再通過(guò)濃硫酸洗氣 D、先通過(guò)、先通過(guò)NaHCO3溶液，再通過(guò)濃硫酸洗氣溶液，再通過(guò)濃硫酸洗氣 C 智力快車智力快車 實(shí)驗(yàn)室用下列兩種方法制取氯氣：實(shí)驗(yàn)室用下列兩種方法制取氯氣： 用用4mol的濃

11、鹽酸與足量的的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)反應(yīng) 用用1molMnO2與足量的濃鹽酸反應(yīng)與足量的濃鹽酸反應(yīng) 兩種方法所得兩種方法所得Cl2的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量 ( ) A比多比多 B比多比多 C一樣多一樣多 D無(wú)法比較無(wú)法比較 B 3 3、工業(yè)上利用電解飽和食鹽水的方法制取、工業(yè)上利用電解飽和食鹽水的方法制取 、 和和 。在與電源正極相連的陽(yáng)極上方收集。在與電源正極相連的陽(yáng)極上方收集 到的氣體能使?jié)駶?rùn)的到的氣體能使?jié)駶?rùn)的 變藍(lán)色，證明變藍(lán)色，證明 是是 ；在與電源負(fù)極相連的陰極上方收集到的氣；在與電源負(fù)極相連的陰極上方收集到的氣 體是體是 ，在電極附近的水溶液中滴幾滴酚酞溶，在電極附近的水溶液中滴

12、幾滴酚酞溶 液，則溶液液，則溶液 ，證明有，證明有 生成。若電解生成。若電解 一段時(shí)間后，與電源正極相連的電極上收集到的氣體一段時(shí)間后，與電源正極相連的電極上收集到的氣體 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為4.48L4.48L的的 氣體，則在與電源負(fù)氣體，則在與電源負(fù) 極相連的電極上將收集到極相連的電極上將收集到 g g 氣體，在溶氣體，在溶 液中產(chǎn)生液中產(chǎn)生 g gNaOH Cl2 H2 NaOH 淀粉碘化鉀試紙淀粉碘化鉀試紙 Cl2 H2 變紅變紅 NaOH 0.4 H2 16 隨堂練習(xí)隨堂練習(xí) Cl2 2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2 陽(yáng)離子交換膜 性質(zhì)：陽(yáng)離子交換膜具有很好的選擇性，

13、 它只允許陽(yáng)離子通過(guò)，而阻止陰離子和氣 體通過(guò)，即只允許Na+、H+通過(guò)，而Cl-、 OH-和氣體則不能通過(guò)。 作用：能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽(yáng)極產(chǎn)生 的Cl2相混合而引起爆炸；能避免Cl2和 NaOH溶液反應(yīng)而影響燒堿的質(zhì)量。 陽(yáng)離子交換膜電解槽陽(yáng)離子交換膜電解槽 食品和面食品和面 部美容品部美容品 益于健康的益于健康的 食品生產(chǎn)食品生產(chǎn) 含氯化肥含氯化肥 聚氯乙烯聚氯乙烯 聚氨酯（用于聚氨酯（用于 塑料和油漆）塑料和油漆） 水處理水處理 農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)產(chǎn)品 1、Cl2 有毒，且密度比空氣大有毒，且密度比空氣大 2、Cl2能溶于水，難溶于飽和食鹽水能溶于水，難溶于飽和食鹽水 1、Cl2有毒。有毒。 2、Cl2能與能與NaOH溶液反應(yīng)，生成能溶于水的物質(zhì)溶液反應(yīng)，生成能溶于水的物質(zhì) 3、Cl2不能燃燒不能燃燒 同一種裝置采用不同的操作方法，有不同的用途同一種裝置采用不同的操作方法，有不同的用途 請(qǐng)思考圖示的裝置都有哪些用途？ 1.從從A口進(jìn)氣，從口進(jìn)氣，從B口排出瓶?jī)?nèi)的空氣，可收集口排出瓶?jī)?nèi)的空氣，可收集O2、Cl2 等比空氣重的氣體等比空氣重的氣體 2.從從B口進(jìn)氣，從口進(jìn)氣，從A口排出瓶?jī)?nèi)的空氣，可收集口排出瓶?jī)?nèi)的空氣，可收集H2、NH3 等比空氣輕的氣體。等比空氣輕的氣體。 3.在瓶?jī)?nèi)充滿水，從在瓶?jī)?nèi)充滿水，從B口進(jìn)氣，將瓶?jī)?nèi)水從口進(jìn)氣，將瓶?jī)?nèi)水從A口壓出，可口壓出，可