3.1.1 氯气的发现与制备 课件(共28张PPT)_高中化学苏教版（2019）必修一

(共28张PPT)
3.1.1 氯气的发现与制备
素养目标
宏观辨识与微观探析
能从宏观上观察氯气的颜色、状态等物理性质，以及电解饱和食盐水等反应的现象；从微观角度理解氯元素在自然界的存在形式，以及氯气制备反应的微观本质，如原子的重新组合等。
科学态度与社会责任
了解氯气的发现史，学习科学家的探索精神，培养严谨的科学态度；体会化学学科在利用自然资源创造新物质方面的独特作用，增强社会责任感。
变化观念与平衡思想
理解氯气制备反应中的物质变化和能量变化；了解电解饱和食盐水反应的原理，初步形成对化学反应中物质转化和能量变化的认识。
教学重难点
重点：
1. 氯气的实验室制备原理和工业制备原理
2. 电解饱和食盐水的反应原理及产物判断
难点：
1. 理解电解饱和食盐水过程中离子的移动和放电顺序
2. 从微观角度解释氯气制备反应的本质
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氯气的发现及实验室制法
氯元素的存在
每千克海水中几种氯化物的含量
氯元素在自然界中只以化合态的形式存在，不存在游离态的氯，
以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中，还存在于陆地的盐湖和盐矿中
盐湖
盐矿
氯元素的发现及确认
1774年，瑞典化学家舍勒（C.W. Scheele，1742—1786）把浓盐酸与软锰矿（主要成分是MnO2）混合在一起加热，意外地发现了一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。
氯气的发现
1
1810年，英国化学家戴维（H. Davy，1778—1829）仔细研究了这种黄绿色气体，并将其命名为氯气。
氯气的确认
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氯气的实验室制法——制取原理
在实验室中，通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气。
MnO2＋4HCl(浓)===MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
△
MnO2＋4H+ ＋ 2Cl- === Mn2+＋Cl2↑＋2H2O
△
氯气的实验室制法——制取装置
收集方法：排饱和食盐水法或向上排空气法
验满方法：①观察法：集气瓶中充满黄绿色气体；②湿润的淀粉-KI试纸(变蓝)或湿润的蓝色石蕊试纸(先变红后褪色)
尾气处理：常用NaOH溶液吸收多余的氯气(Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O)
思考讨论
上述实验制备的氯气中是否含有杂质？如何除去这些杂质？
浓盐酸具有挥发性，产物中有水，因此实验得到的氯气中含有 HCl 气体和水蒸气。可用盛有饱和食盐水的洗气瓶除HCl，盛有浓H2SO4的洗气瓶干燥Cl2 。
思考讨论
1. 实验中，用4份浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成1份Cl2吗？
不能，因为随着反应的进行，盐酸的浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应，故生成的Cl2小于1。
2. 为何能用饱和食盐水除去HCl？
Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，而HCl极易溶于水。
3. 除浓硫酸外，还能用其他的干燥剂来干燥Cl2吗？
也可用无水CaCl2干燥，但不能选用CaO和NaOH为主要成分的碱石灰（会和Cl2反应）。
特别提醒
进行实验时必须加热，且加热时温度不宜过高，减少HCl的挥发
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实验室用MnO2和盐酸制Cl2，必须用浓盐酸
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收集Cl2还可以用排饱和食盐水法，但不能用排水法
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一般不用澄清石灰水来吸收Cl2，因为Ca(OH)2在水中的溶解度很小，不能保证Cl2吸收完全
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拓展延伸——实验室制取氯气的其他方法
1. 实验室制氯气时，氧化剂MnO2还可以用其他能氧化浓盐酸中的氯离子的氧化剂（相同条件下，氧化性强于MnO2）代替。
2. 常见的氧化剂有：KMnO4、KClO3、NaClO、Ca(ClO)2等。
2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O
NaClO＋2HCl(浓)= NaCl＋H2O＋ Cl2↑
3. 浓盐酸也可以用NaCl和浓硫酸代替。反应的总化学方程式：
MnO2＋2NaCl+H2SO4(浓)MnSO4+Cl2↑＋2H2O
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常见气体的制备
发生装置的选择
依据反应物的状态及反应条件
①
②
③
净化装置的选择
原则：不减少被净化气体的量；不引入新杂质；操作简便，易于分离。
洗气瓶：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出
干燥管：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出
收集装置的选择
依据产生气体的状态及溶解性
排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体
向上排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气大
向下排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气小
尾气处理装置的选择
根据气体的物理性质、化学性质，将气体转化成无毒物质或吸收
点燃法：如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法
吸收法：如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收
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氯气的工业制取
电解饱和食盐水
（1）接通电源，观察铁棒和石墨棒上发生的现象。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。2 min 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，检验收集到的气体。
（2）取一支小试管，用向上排空气法收集从 b 管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。
（3）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，观察溶液颜色的变化。
工业生产氯气
工业上对氯气的需求量很大。大量生产氯气不仅要求原料易得，而且价格也是必须考虑的重要因素，因此地球上巨量的海水就成为制备氯气首选的原料。19世纪，科学家发明了电解饱和食盐水制取氯气的方法，为工业制备氯气奠定了基础。如今，工业生产氯气主要是通
过海水晒盐得到粗盐，除去杂质后，电解氯化钠饱和溶液来制备。
电解饱和食盐水
实验操作 (1) (2) (3)
实验现象
实验结论
化学方程式 接通电源后，铁棒上有无色气泡产生，将从a管处收集到的气体靠近酒精灯火焰，有爆鸣声产生
通电后，石墨棒上有黄绿色气体产生
U形管左端溶液在滴加酚酞溶液后变红
与负极相连的铁棒上有氢气生成
与正极相连的石墨棒上有氯气生成
U形管左端溶液中有碱性物质生成
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随堂练习
1. 实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，主要操作有：①将烧瓶固定在铁架台上；②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈放好石棉网；③用药匙向烧瓶中加二氧化锰，再向分液漏斗中加入浓盐酸，并将导气管放入集气瓶中；④检查装置的气密性；⑤在烧瓶上装好分液漏斗，连接好导气管。则最好的实验操作顺序是( )
A. ①②③④⑤ B. ②①③④⑤
C. ②①④③⑤ D. ②①⑤④③
D
2. 如图为教科书中电解饱和食盐水的实验装置。据此，下列叙述不正确的是(　 )
A. 装置中，a管能产生氢气
B. b管导出的是氯气
C. 以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业
称为“氯碱工业”
D. 在石墨棒电极区域有NaOH生成
D
3. 1774年舍勒发现了氯气。下列有关氯气制备的实验装置不正确的是( )
A
4. 实验室用如图装置制取并收集Cl2。下列说法正确的是( )
A. 该图所示的过程中存在3处明显错误
B. 实验室还可以用排水法收集Cl2
C. 收集氯气时可用干燥的蓝色石蕊试纸验满
D. 含有14.6 g HCl的浓盐酸与足量MnO2反应生成0.1 mol Cl2
A
5. 下列有关氯碱工业的说法错误的是( )
A. 氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业
B. 根据氯碱工业原理分析，若电解氯化钾溶液，则发生的反应为
　2KCl+2H2O　　　2KOH+Cl2↑+H2↑
C. 氯碱工业中产生两种气体，一种是无色的，一种是黄绿色的
D. 地球上的海水可以供人们使用，因此节约用水是没有意义的
D
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