2.2.1氯氣的制取和應(yīng)用-大連海水的開發(fā)和利用 課件高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊(cè)

2024年11月26日邢金旅順第二高級(jí)中學(xué)氯氣的制取和應(yīng)用——大連海水的開發(fā)利用氯氣的制取和應(yīng)用——大連海水資源的開發(fā)利用項(xiàng)目研究背景

實(shí)體經(jīng)濟(jì)是立國之本，也是東北振興之基。今年是遼寧省實(shí)施全面振興新突破三年行動(dòng)的攻堅(jiān)之年，作為東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)總量最大城市，大連市以科技創(chuàng)新賦能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，以綠色發(fā)展搶抓時(shí)代機(jī)遇。現(xiàn)在如果想要在大連建一座氯氣廠，你認(rèn)為是否可行？你對(duì)氯氣的性質(zhì)了解多少？你知道哪些制取氯氣的方法？生產(chǎn)出來氯氣有什么用途呢？建廠還需要什么條件支持？學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過繪制思維導(dǎo)圖進(jìn)一步建立化學(xué)學(xué)科思維，知道化學(xué)學(xué)科研究物質(zhì)的思路和方法。進(jìn)一步了解氯氣的性質(zhì)及其制備方法,并能用其性質(zhì)解決實(shí)際問題。2.通過對(duì)在大連建設(shè)一座氯氣廠的可行性進(jìn)行探究，認(rèn)識(shí)化學(xué)與技術(shù)對(duì)地區(qū)生產(chǎn)發(fā)展將發(fā)揮重要的作用。

3.通過了解氯氣制取的發(fā)展歷史認(rèn)識(shí)科學(xué)發(fā)展的曲折與不易，學(xué)習(xí)科學(xué)家勤于鉆研的科學(xué)態(tài)度。活動(dòng)一：建設(shè)氯氣廠的可行性研究

理論基礎(chǔ)--元素守恒活動(dòng)一：建設(shè)氯氣廠的可行性研究

理論基礎(chǔ)--元素守恒

氯氣由氯元素組成，大連作為一座海濱城市，三面環(huán)海，擁有2211公里的海岸線，海水資源豐富，海水中有大量的氯元素，原料豐富。氯研究元素及其化合物的一般思路(化學(xué)核心思想)模型構(gòu)建某物質(zhì)化合態(tài)游離態(tài)存在色/態(tài)/硬度/密度/熔沸點(diǎn)/溶解性等物理性質(zhì)化合物：元素組成單質(zhì)：原子示意圖結(jié)構(gòu)氧化性/還原性化學(xué)性質(zhì)制備用途結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)性質(zhì)決定用途用途反應(yīng)性質(zhì)氯氣的制取和應(yīng)用——大連海水資源的開發(fā)利用活動(dòng)二：通過思維導(dǎo)圖，總結(jié)氯氣的性質(zhì)，并利用氯氣的相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問題。根據(jù)你所設(shè)計(jì)的思維導(dǎo)圖，完成以下習(xí)題。1、下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象摘抄自某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄，其中不正確的是（

）A．鈉與氯氣反應(yīng)，產(chǎn)生白色的煙B．細(xì)銅絲與氯氣反應(yīng)，產(chǎn)生棕黃色的煙C．純凈的氫氣在氯氣中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，在瓶口處產(chǎn)生白霧D．把鮮花放入盛有干燥的氯氣的集氣瓶中，鮮花褪色，說明干燥的氯氣具有漂白性根據(jù)你所設(shè)計(jì)的思維導(dǎo)圖，完成以下習(xí)題。1、下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象摘抄自某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄，其中不正確的是（

D）A．鈉與氯氣反應(yīng)，產(chǎn)生白色的煙B．細(xì)銅絲與氯氣反應(yīng)，產(chǎn)生棕黃色的煙C．純凈的氫氣在氯氣中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，在瓶口處產(chǎn)生白霧D．把鮮花放入盛有干燥的氯氣的集氣瓶中，鮮花褪色，說明干燥的氯氣具有漂白性2、下列說法正確的是（

）A．除去Cl2尾氣時(shí)，如果沒有NaOH溶液，也可以用飽和食鹽水代替B．如果氯氣泄漏，居民要往低處跑。C．因?yàn)槁葰庥卸?，生產(chǎn)氯氣的工廠應(yīng)該在空曠的離居民區(qū)較遠(yuǎn)的地方建設(shè)。D．可以用向下排空氣法收集到純凈的氯氣。2、下列說法正確的是（C）A．除去Cl2尾氣時(shí)，如果沒有NaOH溶液，也可以用飽和食鹽水代替B．如果氯氣泄漏，居民要往低處跑。C．因?yàn)槁葰庥卸?，生產(chǎn)氯氣的工廠應(yīng)該在空曠的，離居民區(qū)較遠(yuǎn)的地方建設(shè)。D．可以用向下排空氣法收集到純凈的氯氣。3.化學(xué)來源于生活，也服務(wù)于生活，下列有關(guān)生活中的化學(xué)知識(shí)敘述正確的是(

)A．氯氣和活性炭均可作為漂白劑，若同時(shí)使用，漂白效果會(huì)明顯加強(qiáng)B．氯氣與燒堿溶液或石灰乳反應(yīng)都能得到含氯消毒劑C．測(cè)定溶液pH的實(shí)驗(yàn)中，用干燥的pH試紙測(cè)定新制氯水的pH對(duì)測(cè)定結(jié)果無影響D．潔廁劑不能與“84”消毒液混用，原因是兩種溶液混合產(chǎn)生的HClO易分解3.化學(xué)來源于生活，也服務(wù)于生活，下列有關(guān)生活中的化學(xué)知識(shí)敘述正確的是(B)A．氯氣和活性炭均可作為漂白劑，若同時(shí)使用，漂白效果會(huì)明顯加強(qiáng)B．氯氣與燒堿溶液或石灰乳反應(yīng)都能得到含氯消毒劑C．測(cè)定溶液pH的實(shí)驗(yàn)中，用干燥的pH試紙測(cè)定新制氯水的pH對(duì)測(cè)定結(jié)果無影響D．潔廁劑不能與“84”消毒液混用，原因是兩種溶液混合產(chǎn)生的HClO易分解活動(dòng)三：氯氣在化工生產(chǎn)中是非常重要的化工原料，你知道它有哪些用途嗎？Cl2制FeCl3制漂白粉，消毒液用于自來水消毒殺菌制備有機(jī)氯、聚胺酯等有機(jī)物用于農(nóng)藥、醫(yī)藥等領(lǐng)域重要化工原料

科學(xué)史話：從1774年瑞典化學(xué)家舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣，到氯氣能大量工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)歷了上百年的時(shí)間，無數(shù)科學(xué)家為之努力，哪一種方法最適合工業(yè)生產(chǎn)呢？請(qǐng)你根據(jù)提示寫出下列制取氯氣的方法所涉及的化學(xué)方程式?；顒?dòng)四、氯氣的制取舍勒法：將二氧化錳與濃鹽酸加熱反應(yīng)制得氯氣（常用于實(shí)驗(yàn)室制取氯氣）貝托雷法：把氯化鈉、軟錳礦（二氧化錳）和濃硫酸的混合物裝入鉛蒸餾器中，加熱制得氯氣、硫酸鈉、硫酸錳等。狄肯法：用氯化銅做催化劑，在加熱到450℃時(shí)，用空氣中的氧氣來氧化氯化氫氣體制取氯氣。電解法：1833年，法拉第發(fā)現(xiàn)點(diǎn)解食鹽水的方法制取了氯氣通過電解飽和食鹽水可以制得燒堿、氫氣和氯氣。你還知道哪些制氯氣的方法？制取原理HCl-1Cl20強(qiáng)氧化劑除MnO2外還有KMnO4、NaClO、Ca(ClO)2制取原理HCl-1Cl20強(qiáng)氧化劑除MnO2外還有KMnO4、NaClO、Ca(ClO)21.請(qǐng)嘗試著書寫高錳酸鉀與濃鹽酸常溫下制取氯氣的方程式2.將該反應(yīng)改寫成離子方程式3.在離子方程式上畫出雙線橋，標(biāo)電子得失制取原理HCl-1Cl20強(qiáng)氧化劑除MnO2外還有KMnO4、NaClO、Ca(ClO)21.Ca(ClO)2和濃鹽酸2.KClO3和濃鹽酸3.NaClO和濃鹽酸

NaClO+2HCl（濃）=NaCl+Cl2↑+H2O制備氯氣的途徑與方法-10+高價(jià)HClNaClCl2HClONaClOCa(ClO)2KClO3氧化劑還原劑直接反應(yīng)或電解飽和食鹽水發(fā)生裝置：固、液加熱（分液漏斗、圓底燒瓶）向上排氣法（或排飽和食鹽水法）用堿液（NaOH溶液）吸收除雜裝置：飽和食鹽水（除HCl）、濃硫酸（除H2O）收集裝置：尾氣處理裝置：①濕潤的藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色②濕潤KI淀粉試紙——變藍(lán)

最終成套裝置確定實(shí)驗(yàn)裝置>>尾氣處理（防止氯氣泄露)>>凈化產(chǎn)品(除去氯氣中的雜質(zhì))>>驗(yàn)滿(氯氣收集滿了)如何驗(yàn)證氯氣已經(jīng)收集滿了？模型認(rèn)知6、實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的化學(xué)方程式是MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制氯氣的說法錯(cuò)誤的是（

）A．還原劑是HCl，氧化劑是MnO2B．每生成1個(gè)Cl2，轉(zhuǎn)移2個(gè)電子C．每消耗87gMnO2，起還原作用的HCl為146gD．生成的氯氣中含有水蒸氣和HCl6、實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的化學(xué)方程式是MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制氯氣的說法錯(cuò)誤的是（

C）A．還原劑是HCl，氧化劑是MnO2B．每生成1個(gè)Cl2，轉(zhuǎn)移2個(gè)電子C．每消耗87gMnO2，起還原作用的HCl為146gD．生成的氯氣中含有水蒸氣和HCl7、已知與濃鹽酸在常溫下能反應(yīng)產(chǎn)生。若用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并與金屬反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是

()A．①處和③處 B．②處和④ C．②處和③處 D．②處、③處和④處7、已知與濃鹽酸在常溫下能反應(yīng)產(chǎn)生。若用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并與金屬反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是(D)

A．①處和③處 B．②處和④ C．②處和③處 D．②處、③處和④處

工業(yè)制氯氣要考慮種種因素，例如生產(chǎn)成本，反應(yīng)速率，環(huán)境保護(hù)等問題。最終科學(xué)家選擇了電解飽和食鹽水這一方法制取氯氣。然而當(dāng)時(shí)沒有直流電發(fā)電機(jī)，所以沒有廣泛應(yīng)用，直到1890年開始用電解法大規(guī)模地生產(chǎn)氯氣。建設(shè)氯氣廠需要什么資源和能源的配合？大連市是否具有這些資源和能源？活動(dòng)五、探究建設(shè)氯氣廠必要的條件氯堿工業(yè)：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑淡水廠，鹽場(chǎng)，電廠氯堿工業(yè)：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑大連的新“特色”：海水能喝

污水能用

海水淡化成為現(xiàn)階段解決淡水危機(jī)的主要途徑，目前大連已經(jīng)建成了長?？h大長山島鎮(zhèn)，華能大連電廠，大連石化總公司，長海縣獐子島鎮(zhèn)等五座海水淡化廠，進(jìn)行海水淡化，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前海水淡化能力約為11400立方米每天，大連已經(jīng)成功締造海水淡化示范城市。大連復(fù)州灣鹽場(chǎng)始建于1848年，它是東北地區(qū)規(guī)模最大的兩堿化工用鹽和民食鹽的供應(yīng)基地，平均年產(chǎn)海鹽80萬噸以上。大連復(fù)州灣鹽場(chǎng)在黃海之上，300多座高約百米的“大風(fēng)車”傲然聳立。這是我國北方單體容量最大的海上風(fēng)電項(xiàng)目——中國華能集團(tuán)大連莊河海上風(fēng)電項(xiàng)目，預(yù)計(jì)年上網(wǎng)電量可達(dá)17.3億千瓦時(shí)。中國華能集團(tuán)大連莊河海上風(fēng)電項(xiàng)目遼寧省大連瓦房店市紅沿河核電站是我國東北地區(qū)第一座核電站，共建有6臺(tái)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電機(jī)組，總裝機(jī)容量671萬千瓦，年發(fā)電能力480億千瓦時(shí)。2022年6月23日6號(hào)機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著項(xiàng)目全面建成投資。大連瓦房店市紅沿河核電站根據(jù)氯氣的性質(zhì)以及氯堿工業(yè)原理推測(cè)在氯氣廠子周圍還可以建什么化工廠？活動(dòng)六——合作探究設(shè)計(jì)聯(lián)合工業(yè)園區(qū)氯堿工業(yè)：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑氯堿工業(yè)：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑制鈉和氯氣：制鹽酸：H2＋Cl22HCl制漂白劑(84)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O海水化學(xué)資源的開發(fā)利用1.下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用正確的是(

)A．常溫下干燥氯氣與鐵不反應(yīng)，可以用鋼瓶儲(chǔ)存氯水B．次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，可用于配制消毒液C．“84”消毒液與“潔廁靈”混合使用，去污效果更好D．液氯有酸性，氯水有漂白性課堂練習(xí)1.下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用正確的是(B)A．常溫下干燥氯氣與鐵不反應(yīng)，可以用鋼瓶儲(chǔ)存氯水B．次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，可用于配制消毒液C．“84”消毒液與“潔廁靈”混合使用，去污效果更好D．液氯有酸性，氯水有漂白性2．實(shí)驗(yàn)室為了使用方便，通常將氯氣溶解于水中形成氯水或?qū)⑵浣禍丶訅盒纬梢郝葋硎褂?。下列有關(guān)這兩種液體的實(shí)驗(yàn)描述都正確的是(