3-1-1-氯氣的發(fā)現(xiàn)與制備(學(xué)生版)-高一化學(xué)同步講義(蘇教2019必修第一冊-)

專題3從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)第一單元氯氣及氯的化合物第1課時氯氣的發(fā)現(xiàn)與制備目標導(dǎo)航目標導(dǎo)航課程標準課標解讀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)會實驗室制取氯氣的方法，通過分析、推理，設(shè)計并完成實驗。1．通過氯氣的制備的學(xué)習，體會化學(xué)與生活、環(huán)境保護的重要意義，增強社會責任感。（科學(xué)態(tài)度與社會責任）2．通過實驗探究氯氣的制備，能提出問題和假設(shè)。根據(jù)假設(shè)提出具體的實驗方案，獨立完成實驗。（科學(xué)探究與創(chuàng)新意識）知識點01氯氣的發(fā)現(xiàn)1．元素的存在形態(tài)游離態(tài)：元素以________形式存在的狀態(tài)?；蠎B(tài)：元素以________形式存在的狀態(tài)。2．氯元素在自然界中的存在在自然界中，氯元素全部以________的形式存在。海水中蘊含豐富的氯元素，它主要以________、________等氯化物的形式存在。3．氯氣的發(fā)現(xiàn)1774年，瑞典化學(xué)家舍勒將________與________混合加熱，意外的產(chǎn)生一種具有強烈________氣味的________氣體。1810年，英國化學(xué)家戴維仔細研究了這種氣體，并將其命名為氯氣。【即學(xué)即練1】判斷正誤：(1)海水中蘊含大量的氯元素，全部以化合態(tài)的形式存在()(2)用物理的方法，通過特殊的分離手段可以獲取氯氣()(3)在自然界氯元素主要以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中()(4)由于氯元素在自然界中存在很廣，因而它很容易被發(fā)現(xiàn)()(5)氯氣是無色無味的氣體()知識點02氯氣的實驗室制法1．反應(yīng)原理實驗室常用MnO2將濃鹽酸中化合態(tài)的氯元素氧化為游離態(tài)的氯氣，化學(xué)方程式：MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。2．儀器裝置(1)氣體發(fā)生裝置類型：________________________________。(2)發(fā)生裝置所用儀器的名稱為________________________。3．收集方法用________排空氣法，理由是________________________________________。4．尾氣處理燒杯內(nèi)盛放的液體是________，其作用是________________________________?！炯磳W(xué)即練2】有關(guān)實驗室制取氯氣的說法中，正確的是（）A．能用排水法收集氯氣B．如果加入足量的MnO2，鹽酸將會完全反應(yīng)C．可以用澄清石灰水來吸收氯氣D．如果加入足量的濃鹽酸，MnO2將會完全反應(yīng)知識點03氯氣的工業(yè)制法1．實驗探究——模擬工業(yè)制備氯氣(1)實驗過程按下圖所示電解飽和食鹽水的裝置進行實驗。①接通電源，觀察鐵棒和石墨棒上發(fā)生的現(xiàn)象。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。2min后，提起小試管，并迅速用拇指堵住試管口，移近點燃的酒精燈，松開拇指，檢驗收集到的氣體。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1～2滴酚酞溶液，觀察溶液的顏色。(2)現(xiàn)象與推理實驗現(xiàn)象結(jié)論①②③(3)實驗結(jié)論根據(jù)實驗推斷電解飽和食鹽水的產(chǎn)物是________________________。2．氯堿工業(yè)(1)工業(yè)制取氯氣的反應(yīng)原理：________________________________________。(2)氯堿工業(yè)：以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取________________等產(chǎn)品的工業(yè)。【即學(xué)即練3】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＋的濃度減小能力拓展能力拓展考法01氯氣的實驗室制法1．化學(xué)原理：MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O也可以用高錳酸鉀、重鉻酸鉀、氯酸鉀等氧化劑代替二氧化錳。如2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。2．實驗裝置：(1)制備裝置：粉末狀固體＋液體eq\o(――→,\s\up7(△))氣體。(2)除雜裝置：除去Cl2中少量HCl、水蒸氣，可先通入飽和食鹽水除去HCl，再通過濃H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。(3)收集裝置eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(向上排空氣法,排飽和食鹽水法))驗滿：①觀察法：集氣瓶中充滿黃綠色氣體②濕潤的淀粉碘化鉀試紙(變藍)或品紅試紙(先變紅后褪色)(4)吸收裝置：燒杯中盛有NaOH溶液(不能用水代替)。氯氣有毒，有毒氣體必須加以吸收，防止污染空氣。一般用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。3．實驗步驟：實驗室制取干燥純凈的氯氣可按如下思路設(shè)計：①發(fā)生裝置―→②凈化裝置―→③收集裝置―→④尾氣吸收裝置。固＋液eq\o(――→,\s\up7(△))氣eq\o(――→,\s\up7(飽和食鹽水),\s\do5(洗氣))除去HCleq\o(――→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(洗氣))除去H2O―→向上排空氣集氣法―→NaOH溶液吸收。實驗裝置如下圖所示：【典例1】某?；瘜W(xué)興趣小組擬用濃鹽酸與二氧化錳加熱反應(yīng)，制取并收集2瓶干燥、純凈的氯氣。為防止換集氣瓶時生成的氯氣污染空氣，設(shè)計了如下裝置：(1)寫出Ⅰ裝置燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________。(2)裝置Ⅱ中盛放的藥品是飽和氯化鈉溶液，其作用是__________________；裝置Ⅲ的作用是干燥氯氣，應(yīng)盛放________。(3)實驗開始后，先________a________b(填“關(guān)閉”或“打開”，下同)；當集滿一瓶氯氣時，為減少換集氣瓶時氯氣的外逸，再________a________b，換好集氣瓶后，繼續(xù)收集氯氣。(4)興趣小組的某些同學(xué)準備在燒杯中加入下列溶液中的一種來吸收殘余氯氣，你認為其中不恰當?shù)氖莀_______(填序號)。A．氫氧化鈉溶液B．濃硫酸C．水考法02氯氣的工業(yè)制法——電解飽和食鹽水1．反應(yīng)原理：2NaCl＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑2．產(chǎn)物的檢驗：H2：快速收集一試管生成的氣體，用拇指堵住試管口，移近酒精燈，松開拇指，可聽到爆鳴聲。Cl2：使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍。NaOH：滴入酚酞試液，溶液變紅。3．實驗現(xiàn)象及結(jié)論實驗現(xiàn)象結(jié)論鐵棒和石墨棒上通電后有氣泡產(chǎn)生通電后有新的氣體物質(zhì)生成鐵棒周圍的溶液滴加酚酞變紅色有堿性物質(zhì)(NaOH)生成將鐵棒上方收集到的氣體靠近火焰，有爆鳴聲有氫氣生成用手輕輕扇動在石墨棒上方收集到的黃綠色氣體，聞到有刺激性氣味且該氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{有黃綠色刺激性氣味的氣體(Cl2)生成【典例2】某實驗興趣小組利用如下圖所示裝置進行電解飽和食鹽水并檢驗其生成產(chǎn)物的實驗，當圖中開關(guān)K閉合片刻后，試填空：(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為__________________________。(2)a為電源的________極(填“正”或“負”)；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_______________________________。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．海水中含量最多的離子是()A．鈉離子 B．氯離子C．鈣離子 D．鎂離子2．下列關(guān)于實驗室制取氯氣的說法正確的是()A．盛濃鹽酸的分液漏斗可用長頸漏斗代替B．為了便于學(xué)生觀察氯氣的制備實驗，可在講臺上直接做氯氣的制備實驗C．可用飽和食鹽水吸收尾氣D．可在集氣瓶口放一張濕潤的淀粉－碘化鉀試紙，觀察氯氣是否收集滿3．電解飽和食鹽水時，與電源負極相連的電極上得到的氣態(tài)物質(zhì)是()A．氯氣B．氫氣C．燒堿 D．氯化氫4．下列關(guān)于實驗室用二氧化錳制取氯氣的敘述不正確的是()A．二氧化錳與濃鹽酸共熱B．緩慢加熱反應(yīng)C．用向下排空氣法收集氯氣D．多余的氯氣常用較濃的堿液吸收5．某化學(xué)小組用如圖所示的裝置制取氯氣，下列說法正確的是()A．該裝置圖中只存在兩處錯誤B．該實驗中收集氯氣的方法正確C．為了防止氯氣污染空氣，必須用飽和食鹽水進行尾氣處理D．在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙可以驗證是否有氯氣逸出6．下列關(guān)于氯的說法不正確的是()A．氯元素在自然界中存在游離態(tài)，只是量極少B．實驗室制備Cl2可用排飽和食鹽水法收集C．氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體D．氯是重要的“成鹽元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陸地的鹽礦中7．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．實驗室制法和工業(yè)制法的反應(yīng)實質(zhì)是相同的D．實驗室制取氯氣時最好大火加熱使溫度迅速升高8．工業(yè)上電解飽和食鹽水制Cl2和實驗室用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2相同的原理是()A．都是將負價的氯轉(zhuǎn)變?yōu)榱銉r的氯B．都是將正價的氯轉(zhuǎn)變?yōu)榱銉r的氯C．都是復(fù)分解反應(yīng)D．都是置換反應(yīng)9．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＋的濃度減小10．某化學(xué)小組用圖示裝置制取氯氣，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．為了防止氯氣污染空氣，必須進行尾氣處理C．在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙，可以證明是否有氯氣逸出D．該實驗中收集氯氣的方法不正確11．如圖所示是某學(xué)生在實驗室中制取干燥純凈的氯氣及吸收多余氯氣的裝置圖。(1)這個裝置圖中有哪些錯誤？請分別指出：①____________________________________，②____________________________________，③____________________________________，④____________________________________。(2)在改正的裝置中，洗氣瓶中各溶液起什么作用？①飽和食鹽水起的作用是__________________________________。②濃硫酸起的作用是_________________________。③氫氧化鈉溶液起的作用是_______________________________。(3)寫出氣體發(fā)生裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________，寫出氯氣通入氫氧化鈉溶液中的化學(xué)方程式：_________________________。題組B能力提升練1．實驗室用濃鹽酸和足量的MnO2共熱制氯氣時，若實際參加反應(yīng)的HCl為0.2mol，理論上可收集到的氯氣的質(zhì)量（）A．約等于3.55gB．小于3.55gC．大于3.55gD．約等于7.1g2．已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。用如圖所示的實驗裝置(夾持及加熱裝置已省略)來制備純凈、干燥的氯氣，并探究它與金屬的反應(yīng)。每個虛線框表示一個裝置單元，其中有錯誤的是()A．①和②處B．②處C．②和③處 D．②③④處3．下列裝置中驗證氯化鈉溶液(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)()4．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5．下圖表示在沒有通風櫥時制取純凈的氯氣設(shè)計的裝置圖，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)__________________________；當氯氣純度合乎要求時，應(yīng)_______________________；當氯氣收集完畢時，應(yīng)__________________________。題組C培優(yōu)拔尖練1．將0.2molMnO2和50mL12mol·L－1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0.3mol B．小于0.3molC．在0.3～0.6mol之間 D．以上結(jié)論均不正確2．某研究性學(xué)生小組設(shè)計了用氧化濃鹽酸的方法制取氯氣的實驗，其實驗裝