高中化学专题从海水中获得的化学物质第一单元氯溴碘其化合物第1课时氯气的生产原理其性质教学案.pdf
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1、 第一单元 氯、溴、碘及其化合物 第一课时 氯气的生产原理及其性质 课标要求 1认识氯气的工业制法。2掌握氯气的实验室制法。3认识氯元素的存在、氯气的物理性质及应用。4认识氯气及其重要化合物以及氯水的主要性质及应用。,1.工业上采纳电解饱和食盐水的方法制取 Cl2,反响的化学方程式为 2NaCl 通电 Cl2,与电源负 2H2O=2NaOH H2Cl2。与电源正极相连的石墨棒上产生 极相连的铁棒上产生 H2和NaOH。2实验室制取 Cl2反响的化学方程式为 MnO24HCl(浓)=MnCl22H2OCl2。3氯气是一种黄绿色、有毒的气体。4氯水的成分“三分子、四离子”。、Cl 。“三分子”为
2、Cl、HO、HClO;“四离子”为 H、ClO、OH 2 2 氯气的生产原理 1海水中的化学物质 (1)元素种类:80 多种。(2)氯化物:主要为氯化钠,其次为氯化镁、氯化钙、氯化钾等。(3)溴元素:被称为“大海元素”,原由是:99%以上的溴储藏在海水中。(4)碘元素:含量丰富,达 81010t。2氯气的工业制法 以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为氯碱工业。(1)氯气的制备原理:反响的化学方程式为 通电 2 2 2NaCl2HO=2NaOH H Cl。(2)实验室电解饱和食盐水 实验装置:实验现象:a接通电源,片晌后,U形管两头电极上都有气泡产生,而且不停增加。b通电一段时间,而后用小
3、试管套住 a 管,采集 U 形管左端产生的气体。2min 后,提起小试管,并快速用拇指堵住试管口,移近点燃的酒精灯,松开拇指,发出稍微的爆鸣声,说明产生的气体是氢气。c取一支小试管,用向上排空气法采集从 b 管导出的气体,气体呈黄绿色。d封闭电源,翻开 U 形管两头的橡皮塞,分别向溶液中滴加 12 滴酚酞溶液,U 形管 右端无变化,左端溶液变红。反响产物:a石墨棒上产生氯气。b铁棒上产生氢气和氢氧化钠。3氯气的实验室制法 (1)反响原理 MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O。(2)实验装置 A装置为气体发生装置,作用是制备气体。B 装置为采集装置,作用是采集气体。C 装置为尾气办理
4、装置,作用是汲取剩余 Cl2。1实验室制取氯气时,因为反响条件是“浓盐酸”和“加热”,生成的 出来的 HCl 气体和水蒸气,若实验室要制取纯净、干燥的 Cl2,怎样除掉 Cl2中含挥发Cl2中的杂质并干 燥?提示:用饱和食盐水除掉 Cl2中的 HCl,并用浓硫酸干燥。2含有 4molHCl 的浓盐酸与足量的 MnO2反响,能生成 1molCl 2吗?提示:不可以,因为跟着反响的进行,盐酸的浓度变小,MnO2与稀盐酸不反响,故生成的 Cl2小于 1mol。3怎样查验氯气已经采集满?提示:将润湿的淀粉-KI 试纸放到瓶口,Cl2能使润湿的淀粉-KI 试纸变蓝。氯气的实验室制法(以下图)1试剂的选择
5、 往常采用浓盐酸和拥有强氧化性的物质(MnO2、KMnO4等)来制取。如 MnO24HCl(浓),MnCl2Cl22H2O 2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O 2发生装置 选用发生装置的依照是制取气体所用试剂的状态和反响条件(加热与否)。以此剖析可 知,实验室制取氯气是加热固体与液体的混淆物,所以应采用固液加热制气发生装置。3采集方法 采用采集方法的主要依照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,所以采集氯气时,不可以用排水法,应当用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小,也可用排饱和食盐水法采集 Cl2。4干燥剂的选择 选择气体干燥剂的
6、主要依照是被干燥气体不可以与干燥剂反响。如氯气能与碱反响,所以 不可以用碱石灰进行干燥,常用浓硫酸、五氧化二磷等进行干燥。5汲取装置 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,往常在采集装置的后边连 接盛有 NaOH 溶液的汲取装置。6验满 常用润湿的淀粉碘化钾试纸或润湿的蓝色石蕊试纸查验 Cl2。方法是将润湿的淀粉碘化 钾试纸凑近集气瓶瓶口,试纸变蓝,或将润湿的蓝色石蕊试纸凑近集气瓶瓶口,试纸先变红 后退色,则可证明 Cl2已采集满。1以下相关说法错误的选项是()A“氯碱工业”是用直流电对精制饱和氯化钠溶液电解 B依据氯碱工业的原理,若电解氯化钾溶液反响为 通电 2KCl 2H2
7、O=2KOH Cl2 H2 C氯碱工业产生两种气体,一种无色,一种为黄绿色 D电解饱和食盐水时,氯气和氢氧化钠溶液都在石墨棒上生成 分析:选 D 电解饱和食盐水时,石墨棒上产生 Cl2,铁棒上产生 H2和 NaOH 溶液,D 项 不正确。2某实验室的尾气中含有许多的氯气,有毒,要汲取这些尾气,以下试剂最合适的是 ()A饱和的石灰水 B饱和的食盐水 C自来水 D烧碱溶液 分析:选 D 固然氯气能与饱和石灰水反响,但同样条件下,氢氧化钠的溶解度大于氢 氧化钙的溶解度,汲取成效烧碱溶液更好,A项错误、D 项正确;饱和食盐水中氯离子浓度 达到最大,克制氯气的溶解,则汲取成效最不好,B 项错误;自来水中
8、含有氯离子,将克制 氯气的溶解,且氯气的溶解度较小,用水汲取成效不好,C 项错误。3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_,_,_,_,_。(2)在改正后的装置图中,仪器中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液的作用分别是:饱和食盐水的作用:_;浓硫酸的作用:_;氢氧化钠溶液的作用 _。分析: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,不可以用稀 盐酸,因稀盐酸与二氧化锰不反响;制得的氯气中混有 HCl 和水蒸气,应挨次经过盛有饱和 食盐水和浓硫酸的洗气瓶将其除掉;因氯气有毒,应用尾气汲取装置,以防止对环境的污染;因氯气比空气重,应用向上排
9、空气法采集。答案:(1)用长颈漏斗错误,应用分液漏斗 不可以用稀盐酸,应用浓盐酸 没有 用酒精灯,应用酒精灯加热 盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶地点颠倒,应更 换地点 盛饱和食盐水的洗气瓶中的进气导管应插入液面,出气导管不该插入液面 (2)除掉混在氯气中的 HCl 除掉混在氯气中的水蒸气 汲取剩余的 Cl2,防备污 染环境 氯气与金属、非金属的反响 1氯的原子构造和氯元素存在 (1)原子构造 原子构造表示图 为,氯原子简单获得 1 个电子而形成 Cl的稳固构造。(2)氯元素的存 在 氯在自然界中以化合态存在,主要以 NaCl 的形式存在。2氯气的物理性质 颜色 密度 气味 毒性 状态
10、溶解性 特征 黄绿色 比空气 刺激性气味 有毒 气体 1 体积水约能溶解 2 易液 大 体积氯气 化 3.氯气的用途 (1)常用于自来水的消毒。(2)制造盐酸。(3)制造漂白粉。(4)用于农药的生产、药物的合成。4与金属单质的反响 5与非金属单质的反响 操作 现象 反响原理 H2在 Cl2中焚烧 H2在盛有 Cl2的集气瓶 点燃 中寂静地焚烧,发出苍 白色火焰,集气瓶口有 白雾产生 H2和 Cl2的混淆气体光 发生爆炸 照 特别提示 Cl2与变价金属反响时生成高价态的金属氯化物,即 Cl2与 Fe 反响,无论 Cl2能否过度均生成 FeCl3而不是 FeCl2。1以下现象不属于 H2在 Cl2
11、中焚烧现象的是 ()A苍白色火焰 B瓶口有白雾 C集气瓶内气体颜色变浅 D爆炸 分析:选 D H2在 Cl2中焚烧,发出苍白色火焰,瓶口因生成的 HCl 汲取空气中的 H2O 生成盐酸小液滴而形成白雾,集气瓶内气体的颜色因 Cl2的耗费而变浅,但不发生爆炸。2以下化合物中,不可以经过两种单质间化合直接制取的是()AFeCl 3 BCuCl 2 CHCl DFeCl2 分析:选 D Cl2与金属反响生成高价态的氯化物,所以 FeCl2不可以由两种单质直接化合 制取。氯气与水、碱的反响 1氯气与水反响 (1)氯水中的成分:“三分子”是:HO、Cl、HClO。2 2 、Cl 。“四离子”是:H、OH
12、 、ClO (2)氯气与水反响的化学方程式:Cl2H2 HClO。2次氯酸(HClO)的性质与应用 (1)次氯酸的三大性质 (2)次氯酸的漂白作用 特别提示 干燥的 Cl2没有漂白性,但润湿的 Cl2因为生成了 HClO 而拥有漂白性。3氯气与 NaOH 反响 化学方程式:Cl22NaOH=NaCl NaClOH2O。工业生产和实验室常用氢氧化钠溶液汲取氯气尾气。4氯气与 Ca(OH)2反响 化学方程式:2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。5漂白粉 (1)漂白粉的成分为 CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是 Ca(ClO)2。(2)漂白粉长久露置于空气中,最后会生
13、成 CaCl2,其反响原理为 Ca(ClO)2H2OCO2=CaCO32HClO、2HClO 光照,2HClO2、CaCO32HCl=CaCl H2OCO2。6漂白液 漂白液的有效成分为次氯酸钠(NaClO)。1品红溶液呈红色,向品红溶液中加入新制氯水,溶液的颜色有何变化?提示:新制氯水中含有 HClO,拥有漂白性,所以品红溶液退色。2将氯水滴入 NaHCO3溶液中,有何现象?提示:溶液中产生气泡,因为氯水中的盐酸与 NaHCO3发生反响:NaHCO3HCl=NaCl CO2H2O。3实验室里怎样保留氯水?提示:氯水中的 HClO 见光或受热易分解,故新制氯水应密闭保留于棕色试剂瓶中,并 置于
14、冷暗处。1氯水性质的多样性 在氯水中含有多种微粒,所以在与不一样物质发生反响时,表现出不一样微粒的性质,现列 表以下:所加试剂 参加反响的微粒 实验现象 化学方程式或解说 AgNO 溶液 Cl 产生白色积淀 HClAgNO3=3 AgClHNO 3 2HClNa2CO=Na2CO3固体 H 3 有气泡产生 2NaClCO2H2O 有色布条 HClO 布条颜色褪去 漂白性 FeCl2溶液 Cl2 溶液由浅绿色变 2FeCl2 为棕黄色 Cl2=2FeCl3 石蕊溶液 先变红后退色 酸性和漂白性 HClO、H 特别提示反响时,只看作 氯水中含有 Cl2、HClO,当氯水发生氧化复原(如与 FeCl
15、2、NaBr、KI等)Cl2参加反响,如 2FeCl2Cl2=2FeCl3;当考虑氯水的漂白性和消毒性时,只看作 HClO 起作用。2新制氯水、久置氯水、液氯的比较 新制氯水 久置氯水 液氯 差别 氯气的水溶液 稀盐酸 氯气的液体状态 分类 混淆物 混淆物 纯净物 颜色 浅黄绿色 无色 黄绿色 构成 Cl2、HClO、H2O、H、Cl、微粒 H、Cl 、H2O、OH Cl2 ClO、OH 性质 多种成分,多重性质,如 有酸性(比新制氯水强)仅表现Cl2的性质 酸性、漂白性、氧化性等 1以下对于氯水的表达中正确的选项是()A新制氯水中只含有 Cl2和 H2O 分子 B新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变
16、红后退色 C光照氯水有气泡逸出,该气体是 Cl2 D氯水搁置数天后,酸性减弱 分析:选 B 新制氯水中有 2 2 、ClO 等离子,A项错误;Cl、HClO、HO 平分子,H、Cl 新制氯水中含有 HClO 氧化 H 和 HClO,蓝色石蕊试纸遇 H 变红,变红后的试纸被强氧化剂 光照 2 2 2 而退色,B 项正确;光照氯水发生反响2HClO=2HClO,逸出的气体是 O,而不是 Cl,C 项错误;HClO 分解后变为 HCl,HCl 是强酸,溶液的酸性加强,D 项错误。2以下实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没相关系的是()3 (H)A将 NaHCO 固体加入新制氯水中,有无色
17、气泡产生 2 B氯水呈浅黄绿色(Cl)3 C将 (Cl )AgNO 溶液滴加到新制氯水中,有白色积淀产生 D新制氯水使红色布条退色(HCl)分析:选 D A项,因为氯水中存在 HCl,则发生反响NaHCO3HCl=NaCl H2OCO2,表现出酸性,即 H的性质;B 项,氯气为黄绿色气体,溶解在水中使其水溶液呈浅黄绿色;C 项,能发生反响 3 3 的性质;D 项,新制氯水使红色 HClAgNO=AgClHNO,表现出Cl 布条退色是次氯酸的漂白作用,错误。3以下相关漂白粉的说法正确的选项是()漂白粉是氯气与氢氧化钠反响的产物 漂白粉能杀菌消毒的原由是漂白粉有毒,能 毒死病菌 漂白粉放入稀酸中能
18、够提升漂白速度 氯气与碱反响的产物拥有必定的杀 菌消毒作用 A B C D 分析:选 C 漂白粉是氯气与氢氧化钙反响后所得的混淆物,主要成分为 CaCl2 和 Ca(ClO),错误;漂白粉能用来杀菌消毒的原由是 Ca(ClO)2 与空气中的 CO 和 HO 作用生 2 2 2 成 HClO,HClO 拥有杀菌消毒的作用,错误;当漂白粉与酸接触时,也可生成 HClO,且漂 白粉与稀酸反响生成 HClO 的速度较快,故漂白粉放入稀酸中可提升漂白速度,正确;氯 气与碱反响可生成氯化物和次氯酸盐,次氯酸盐可与 CO2、H2O 或与稀酸作用生成 HClO,正确。三级训练节节过关 1.对于氯气制取方法的说
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