3.1.1 氯气的发现与制备 课件(共32张PPT)2023-2024学年高一化学苏教版必修一
文档属性
| 名称 | 3.1.1 氯气的发现与制备 课件(共32张PPT)2023-2024学年高一化学苏教版必修一 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-07 21:26:13 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
专题3
第一单元 第1课时 氯气的发现与制备
素养 目标
1.初步认识工业电解饱和食盐水制取氯气的反应原理及学会实验室制取氯气的方法。
2.知道化学实验是认识和研究化学物质的重要途径,培养科学探究与创新意识的核心素养。
3.认识到海水是人类的宝贵资源,培养学生与大自然友好相处的情感。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
目录索引
基础落实·必备知识全过关
自主梳理
1.氯气的实验室制法
(1)反应原理: 。
(2)除杂与干燥:制得的氯气中一般含有氯化氢气体,可先通过___________ 洗气,再将气体通过 洗气。
(3)收集氯气可以用 法。
(4)尾气吸收:一般用 溶液吸收,防止 。
利用强氧化剂与浓盐酸反应制取氯气
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
===
饱和食盐水
浓硫酸
向上排空气
氢氧化钠
污染空气
2.氯气的工业制法
(1)常用方法: ,化学方程式为 。
(2)与电源正极相连的石墨棒上产生 ,与电源负极相连的铁棒附近产生 。
电解饱和食盐水
2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑
===
通电
Cl2
H2和NaOH
自我检测
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)自然界中的氯元素既能以游离态存在,也能以化合态存在。( )
(2)瑞典化学家舍勒将稀盐酸与二氧化锰混合后加热,发现生成了一种黄绿色气体,舍勒将它命名为氯气。( )
(3)氯气是有毒气体,工业需求量不大,工业用氯气可用浓盐酸与二氧化锰反应制得。( )
(4)地球上巨量的海水是工业制备氯气的首选原料。( )
(5)电解饱和食盐水的方法是工业制备氯气的基础。( )
(6)电解熔融氯化钠制氯气的工业称为氯碱工业。( )
×
×
×
√
√
×
重难探究·能力素养全提升
探究一 氯气的实验室制法
情境探究
(1)实验室制取氯气时,若向一定量浓盐酸中加入足量MnO2固体,能否使盐酸完全反应 为什么
提示 盐酸不能完全反应。因为MnO2只能与浓盐酸反应,随着反应的进行,盐酸浓度越来越小,变为稀盐酸时反应停止,所以盐酸不能完全反应。
(2)如图是制取干燥纯净氯气的实验装置图,实验室制取氯气过程中会产生哪些杂质气体
提示 HCl、水蒸气。
知识归纳
1.氯气的实验室制法
(1)反应原理:实验室常用MnO2和浓盐酸共热制取氯气。
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)仪器装置:
装置C的作用是除去Cl2中的少量HCl气体。
装置D的作用是干燥氯气(即除去氯气中的水蒸气)。
(3)收集方法:向上排空气法。
(4)验满方法:观察到集气瓶(装置E)中充满黄绿色气体,则证明已集满。
(5)尾气处理:用NaOH溶液吸收多余的氯气,防止污染环境。
2.实验室制氯气的注意事项
(1)必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
(2)为了减少HCl挥发,加热温度不宜过高。
(3)实验结束后,先用NaOH溶液吸收残留的Cl2,再拆卸装置,防止污染空气。
(4)实验室制取氯气的其他方法:可用KMnO4代替MnO2与浓盐酸反应,该反应不需要加热。
2KMnO4+16HCl(浓) ===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
应用体验
1.实验室用如图所示装置来制取少量氯气,下列说法正确的是( )
A.圆底烧瓶中加入的是稀盐酸
B.C瓶的作用是收集氯气
C.F中加入NaOH溶液用于吸收多余的氯气
D.用该装置制取氯气前无须检查装置的气密性
C
解析 圆底烧瓶中加入的是浓盐酸,A错误;C瓶的作用是除去HCl气体,B错误;用题给装置制取氯气前必须检查装置的气密性,D错误。
2.某化学小组用下列装置制取并收集纯净的氯气,进而研究其性质。请回答下列问题:
(1)装置甲中仪器A的名称是 ,丙中应装的溶液是 ,甲装置中发生反应的化学方程式为 。制取并收集纯净氯气的装置接口连接顺序是a→ →g(补充完整)。
(2)制备氯气的反应会因盐酸浓度下降而停止,为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出实验方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl的质量。
其他同学判定方案不可行,理由是 。
(3)某同学认为上述方案存在明显的缺陷,该缺陷是 。
答案 (1)分液漏斗 饱和NaCl溶液 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O d→e→b→c→f
(2)残余液中的MnCl2也会与AgNO3反应生成AgCl沉淀
(3)没有尾气处理装置
解析 (1)装置甲中仪器A的名称为分液漏斗;二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。甲装置用来制取氯气,A为分液漏斗用来滴加浓盐酸;从甲装置出来的气体含氯化氢和水蒸气,浓硫酸具有吸水性,装置乙中浓硫酸的作用是干燥氯气;氯化氢易溶于水,氯气在饱和食盐水中溶解度较小,装置丙中可以盛放饱和食盐水以除去氯气中的氯化氢,气体依次通过丙、乙装置,先除杂后干燥。氯气密度比空气密度大,用向上排气法收集(长进短出),正确的连接顺序为a→d→e→b→c→f→g。
(2)方案的反应残余液中的盐酸和硝酸银反应生成氯化银沉淀,二氧化锰和浓盐酸反应生成的氯化锰也会与硝酸银反应生成氯化银沉淀,故根据AgCl的质量不能求出剩余盐酸的浓度。
(3)氯气有毒,直接排放会污染空气,方案中缺少尾气处理装置。
探究二 氯气的工业生产原理
情境探究
(1)工业生产氯气的原料选择要考虑哪些因素
(2)工业上怎样由海水制备氯气
提示 要考虑原料易得,价格低廉。工业制备氯气的首选原料是地球上巨量的海水。
提示 利用海水晒盐得到粗盐;粗盐净化制得精制食盐水;电解氯化钠饱和溶液获得氯气、氢气、NaOH等化工产品。
(3)模拟工业制备氯气的实验装置如下图所示:
铁棒和石墨棒上各看到什么现象 说明什么
提示 铁棒上看到有无色气体生成,石墨棒上看到有黄绿色气体生成。说明铁棒上生成的是氢气,石墨棒上生成的是氯气。
知识归纳
工业制取氯气的原理:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑。
按模拟工业制氯气装置进行实验(见上图):
检验生成氢气的方法:接通电源,通电一段时间后,将小试管套在a管上,收集U形管左端产生的气体,一段时间后,提起小试管,并迅速用拇指堵住试管口,移近点燃的酒精灯,松开拇指,出现爆鸣声。
检验生成的氯气:取一支小试管,用向上排空气法收集从b管导出的气体,收集到黄绿色的气体。
检验生成的氢氧化钠:关闭电源,打开U形管左端的橡皮塞,向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,观察溶液颜色变红,说明U形管左端溶液显碱性。
应用体验
1.下列关于电解氯化钠水溶液的说法不正确的是( )
A.电解产物为氯气和钠
B.电解过程中能产生黄绿色气体
C.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,然后滴加石蕊试液,溶液呈蓝色
D.用排水法可以收集到较纯净的氢气
A
解析 电解氯化钠水溶液的化学方程式:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,反应过程中,与电源正极相连接的电极上产生了黄绿色的气体(Cl2),与电源负极相连接的电极上生成了难溶于水的无色气体(H2),可用排水法收集;与电源负极相连接的电极附近生成NaOH使溶液呈碱性,能使石蕊试液变蓝。电解熔融的NaCl才得到Cl2和Na:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑,A项说法错误。
2.某同学利用如图所示装置电解饱和食盐水,他在导气管b处收集到的气体不具有的特征是( )
A.呈黄绿色 B.有毒
C.密度小于空气 D.有刺激性气味
C
解析 电解饱和食盐水时,Cl-在与电源正极相连的石墨棒上转化为Cl2,该气体是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,密度大于空气。
学以致用·随堂检测全达标
1
2
3
4
5
1.欲除去Cl2中的少量HCl气体,可选用( )
A.NaOH溶液 B.饱和食盐水
C.浓硫酸 D.石灰水
B
解析 根据HCl极易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中溶解度较小的原理,常用饱和食盐水吸收Cl2中的少量HCl气体。
1
2
3
4
5
2.电解饱和食盐水制Cl2和实验室用MnO2与浓盐酸反应制Cl2,相同的反应原理是( )
A.都是将负价的氯元素转变为0价的氯元素
B.都是将正价的氯元素转变为0价的氯元素
C.都是复分解反应
D.都是置换反应
A
解析 食盐水中氯化钠中的氯元素和盐酸中的氯元素都显-1价,生成氯气时氯元素化合价都是从-1价转化为0价。
1
2
3
4
5
3.氯气是制备三氯化铁的重要原料。下列制取氯气的实验装置或者操作正确的是( )
C
1
2
3
4
5
解析 在常温下,MnO2与浓盐酸不能制备Cl2,需要加热,A错误;除去Cl2中的HCl气体,要将混合气体通入饱和食盐水,通入饱和NaHCO3溶液会混入CO2,B错误;Ca(OH)2溶液的浓度较小,不能用于吸收尾气Cl2,D错误。
1
2
3
4
5
4.下列装置中,可以验证饱和食盐水(含酚酞)电解产物的装置是(电极均为石墨,Cl2能使淀粉碘化钾溶液变蓝)( )
D
1
2
3
4
5
解析 用向下排空气法收集到的是氢气,故电源的左端是负极,右端是正极,A、C两项错误;淀粉碘化钾溶液变蓝可证明有氯气产生,氢氧化钠溶液能吸收Cl2,但不能验证Cl2的产生,B项错误,D项正确。
1
2
3
4
5
5.实验室用如图装置制备并收集干燥纯净的Cl2。
1
2
3
4
5
(1)装置A中反应的化学方程式是 。
(2)装置B的作用是 。
(3)装置C中盛放的物质是 。
(4)装置D用于收集Cl2,请将图中装置D的导气管补充完整。
答案
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
除去Cl2中混有的HCl
浓硫酸
本 课 结 束
专题3
第一单元 第1课时 氯气的发现与制备
素养 目标
1.初步认识工业电解饱和食盐水制取氯气的反应原理及学会实验室制取氯气的方法。
2.知道化学实验是认识和研究化学物质的重要途径,培养科学探究与创新意识的核心素养。
3.认识到海水是人类的宝贵资源,培养学生与大自然友好相处的情感。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
目录索引
基础落实·必备知识全过关
自主梳理
1.氯气的实验室制法
(1)反应原理: 。
(2)除杂与干燥:制得的氯气中一般含有氯化氢气体,可先通过___________ 洗气,再将气体通过 洗气。
(3)收集氯气可以用 法。
(4)尾气吸收:一般用 溶液吸收,防止 。
利用强氧化剂与浓盐酸反应制取氯气
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
===
饱和食盐水
浓硫酸
向上排空气
氢氧化钠
污染空气
2.氯气的工业制法
(1)常用方法: ,化学方程式为 。
(2)与电源正极相连的石墨棒上产生 ,与电源负极相连的铁棒附近产生 。
电解饱和食盐水
2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑
===
通电
Cl2
H2和NaOH
自我检测
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)自然界中的氯元素既能以游离态存在,也能以化合态存在。( )
(2)瑞典化学家舍勒将稀盐酸与二氧化锰混合后加热,发现生成了一种黄绿色气体,舍勒将它命名为氯气。( )
(3)氯气是有毒气体,工业需求量不大,工业用氯气可用浓盐酸与二氧化锰反应制得。( )
(4)地球上巨量的海水是工业制备氯气的首选原料。( )
(5)电解饱和食盐水的方法是工业制备氯气的基础。( )
(6)电解熔融氯化钠制氯气的工业称为氯碱工业。( )
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重难探究·能力素养全提升
探究一 氯气的实验室制法
情境探究
(1)实验室制取氯气时,若向一定量浓盐酸中加入足量MnO2固体,能否使盐酸完全反应 为什么
提示 盐酸不能完全反应。因为MnO2只能与浓盐酸反应,随着反应的进行,盐酸浓度越来越小,变为稀盐酸时反应停止,所以盐酸不能完全反应。
(2)如图是制取干燥纯净氯气的实验装置图,实验室制取氯气过程中会产生哪些杂质气体
提示 HCl、水蒸气。
知识归纳
1.氯气的实验室制法
(1)反应原理:实验室常用MnO2和浓盐酸共热制取氯气。
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)仪器装置:
装置C的作用是除去Cl2中的少量HCl气体。
装置D的作用是干燥氯气(即除去氯气中的水蒸气)。
(3)收集方法:向上排空气法。
(4)验满方法:观察到集气瓶(装置E)中充满黄绿色气体,则证明已集满。
(5)尾气处理:用NaOH溶液吸收多余的氯气,防止污染环境。
2.实验室制氯气的注意事项
(1)必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
(2)为了减少HCl挥发,加热温度不宜过高。
(3)实验结束后,先用NaOH溶液吸收残留的Cl2,再拆卸装置,防止污染空气。
(4)实验室制取氯气的其他方法:可用KMnO4代替MnO2与浓盐酸反应,该反应不需要加热。
2KMnO4+16HCl(浓) ===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
应用体验
1.实验室用如图所示装置来制取少量氯气,下列说法正确的是( )
A.圆底烧瓶中加入的是稀盐酸
B.C瓶的作用是收集氯气
C.F中加入NaOH溶液用于吸收多余的氯气
D.用该装置制取氯气前无须检查装置的气密性
C
解析 圆底烧瓶中加入的是浓盐酸,A错误;C瓶的作用是除去HCl气体,B错误;用题给装置制取氯气前必须检查装置的气密性,D错误。
2.某化学小组用下列装置制取并收集纯净的氯气,进而研究其性质。请回答下列问题:
(1)装置甲中仪器A的名称是 ,丙中应装的溶液是 ,甲装置中发生反应的化学方程式为 。制取并收集纯净氯气的装置接口连接顺序是a→ →g(补充完整)。
(2)制备氯气的反应会因盐酸浓度下降而停止,为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出实验方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl的质量。
其他同学判定方案不可行,理由是 。
(3)某同学认为上述方案存在明显的缺陷,该缺陷是 。
答案 (1)分液漏斗 饱和NaCl溶液 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O d→e→b→c→f
(2)残余液中的MnCl2也会与AgNO3反应生成AgCl沉淀
(3)没有尾气处理装置
解析 (1)装置甲中仪器A的名称为分液漏斗;二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。甲装置用来制取氯气,A为分液漏斗用来滴加浓盐酸;从甲装置出来的气体含氯化氢和水蒸气,浓硫酸具有吸水性,装置乙中浓硫酸的作用是干燥氯气;氯化氢易溶于水,氯气在饱和食盐水中溶解度较小,装置丙中可以盛放饱和食盐水以除去氯气中的氯化氢,气体依次通过丙、乙装置,先除杂后干燥。氯气密度比空气密度大,用向上排气法收集(长进短出),正确的连接顺序为a→d→e→b→c→f→g。
(2)方案的反应残余液中的盐酸和硝酸银反应生成氯化银沉淀,二氧化锰和浓盐酸反应生成的氯化锰也会与硝酸银反应生成氯化银沉淀,故根据AgCl的质量不能求出剩余盐酸的浓度。
(3)氯气有毒,直接排放会污染空气,方案中缺少尾气处理装置。
探究二 氯气的工业生产原理
情境探究
(1)工业生产氯气的原料选择要考虑哪些因素
(2)工业上怎样由海水制备氯气
提示 要考虑原料易得,价格低廉。工业制备氯气的首选原料是地球上巨量的海水。
提示 利用海水晒盐得到粗盐;粗盐净化制得精制食盐水;电解氯化钠饱和溶液获得氯气、氢气、NaOH等化工产品。
(3)模拟工业制备氯气的实验装置如下图所示:
铁棒和石墨棒上各看到什么现象 说明什么
提示 铁棒上看到有无色气体生成,石墨棒上看到有黄绿色气体生成。说明铁棒上生成的是氢气,石墨棒上生成的是氯气。
知识归纳
工业制取氯气的原理:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑。
按模拟工业制氯气装置进行实验(见上图):
检验生成氢气的方法:接通电源,通电一段时间后,将小试管套在a管上,收集U形管左端产生的气体,一段时间后,提起小试管,并迅速用拇指堵住试管口,移近点燃的酒精灯,松开拇指,出现爆鸣声。
检验生成的氯气:取一支小试管,用向上排空气法收集从b管导出的气体,收集到黄绿色的气体。
检验生成的氢氧化钠:关闭电源,打开U形管左端的橡皮塞,向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,观察溶液颜色变红,说明U形管左端溶液显碱性。
应用体验
1.下列关于电解氯化钠水溶液的说法不正确的是( )
A.电解产物为氯气和钠
B.电解过程中能产生黄绿色气体
C.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,然后滴加石蕊试液,溶液呈蓝色
D.用排水法可以收集到较纯净的氢气
A
解析 电解氯化钠水溶液的化学方程式:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,反应过程中,与电源正极相连接的电极上产生了黄绿色的气体(Cl2),与电源负极相连接的电极上生成了难溶于水的无色气体(H2),可用排水法收集;与电源负极相连接的电极附近生成NaOH使溶液呈碱性,能使石蕊试液变蓝。电解熔融的NaCl才得到Cl2和Na:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑,A项说法错误。
2.某同学利用如图所示装置电解饱和食盐水,他在导气管b处收集到的气体不具有的特征是( )
A.呈黄绿色 B.有毒
C.密度小于空气 D.有刺激性气味
C
解析 电解饱和食盐水时,Cl-在与电源正极相连的石墨棒上转化为Cl2,该气体是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,密度大于空气。
学以致用·随堂检测全达标
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1.欲除去Cl2中的少量HCl气体,可选用( )
A.NaOH溶液 B.饱和食盐水
C.浓硫酸 D.石灰水
B
解析 根据HCl极易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中溶解度较小的原理,常用饱和食盐水吸收Cl2中的少量HCl气体。
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2.电解饱和食盐水制Cl2和实验室用MnO2与浓盐酸反应制Cl2,相同的反应原理是( )
A.都是将负价的氯元素转变为0价的氯元素
B.都是将正价的氯元素转变为0价的氯元素
C.都是复分解反应
D.都是置换反应
A
解析 食盐水中氯化钠中的氯元素和盐酸中的氯元素都显-1价,生成氯气时氯元素化合价都是从-1价转化为0价。
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3.氯气是制备三氯化铁的重要原料。下列制取氯气的实验装置或者操作正确的是( )
C
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解析 在常温下,MnO2与浓盐酸不能制备Cl2,需要加热,A错误;除去Cl2中的HCl气体,要将混合气体通入饱和食盐水,通入饱和NaHCO3溶液会混入CO2,B错误;Ca(OH)2溶液的浓度较小,不能用于吸收尾气Cl2,D错误。
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4.下列装置中,可以验证饱和食盐水(含酚酞)电解产物的装置是(电极均为石墨,Cl2能使淀粉碘化钾溶液变蓝)( )
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解析 用向下排空气法收集到的是氢气,故电源的左端是负极,右端是正极,A、C两项错误;淀粉碘化钾溶液变蓝可证明有氯气产生,氢氧化钠溶液能吸收Cl2,但不能验证Cl2的产生,B项错误,D项正确。
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5.实验室用如图装置制备并收集干燥纯净的Cl2。
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(1)装置A中反应的化学方程式是 。
(2)装置B的作用是 。
(3)装置C中盛放的物质是 。
(4)装置D用于收集Cl2,请将图中装置D的导气管补充完整。
答案
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
除去Cl2中混有的HCl
浓硫酸
本 课 结 束