课题：专题2 从海水中获得的化学物质
第一单元 氯、溴、碘及其化合物
常熟外国语学校 赵春艳
氯气的生产原理（第1课时）
一、教学目标：
（1） 知识与技能：
1． 了解从海水中提取氯气的基本原理和方法。
2． 掌握电解饱和食盐水的实验的操作。
3． 了解阳离子交换膜法电解食盐水。
（2） 过程与方法：
1． 充分利用实验现象、生产实践等引导学生发现问题、解决问题。
2． 以探究活动为主线，不断发现问题，运用分组实验、讨论交流等学习方法，再对学习素材进行比较分析与归纳概括，使学生从中不断获取新知。
（3） 情感态度与价值观：
1． 通过探究实验，了解实验探究的过程和一般方法，形成化学实验操作的基本技能，知道化学实验是研究和认识化学物质的重要途径。
2． 通过学习，认识到海水是人类宝贵的自然资源，培养与大自然友好相处的情感。
3．通过认识氯气的工业生产原理及产品的利用，感受化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用。
4．培养学生关注与化学有关的社会问题，主动参与社会决策的意识。
二、重点、难点：
1．电解饱和食盐水的实验
2．电解方程式书写
三、课前准备：
教师：①自制多媒体课件。
②实验仪器：U形管、烧杯、试管、电源、酒精灯、导管等
实验试剂：饱和食盐水、氢氧化钠溶液、淀粉碘化钾试纸、酚酞、铁棒、石墨棒等
学生：①通过上网或图书馆查阅海水的主要成分、氯气生产原理的相关知识。
②帮助学生建立学习型小组，培养学生合作学习的能力和动手实验的能力。
四、教学过程：
学习课题 教师活动 学生活动 教学设想
引入课题 【导入】众所周知，海水带有咸味。但不知你是否想过，浩瀚的大海中究竟蕴藏着什么？ 学生通过上网或图书馆查阅资料。 激发学生学习兴趣，使学生带着好奇进入教室。
海水的主要成分 【多媒体展示】每千克海水中几种氯化物的含量。海水是一个巨大的宝藏，蕴含的元素有80多种。海水的主要成分是氯化钠，那么人们是如何从海水中获得氯化钠和使用氯化钠的呢？ 【回答】海水中氯化物的含量相当大，主要为氯化钠，其次是氯化镁、氯化钙和氯化钾等。 通过多媒体展示，创设情景，加深学生对海水的认识。
提出探究实验 ——电解饱和食盐水 参照教科书图示，指导学生组装电解饱和食盐水的实验仪器，并指导学生进行相关实验。要求学生认真观察实验现象、记录实验数据。在学生得到的各种结论的基础上，帮助学生分析、思考。 【分组实验】（1）接通电源，观察U形管内的变化。（2）通电一段时间后，用小试管套住a管，收集U形管左端产生的气体。2min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，观察现象。（3）取一只小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，并将湿润的淀粉碘化钾试纸放在试管口，观察现象。（4）关闭电源，打开U形管两端的橡皮塞，分别向溶液中滴加1—2滴酚酞溶液，观察现象。【交流讨论】【小组汇报实验现象，得出实验结论】（1）两极均产生气泡，说明饱和食盐水在通电条件下发生反应。（2）“噗”的轻微爆鸣声，说明产生可燃性气体——氢气。（3）有黄绿色、刺激性气味的气体产生，并使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明产生氯气。（4）铁棒一极附近出现红色，说明有碱性物质生成。 通过实验及实验的结果，创设情境，促使学生主动探究、主动学习。培养学生的观察能力、动手能力、实践能力，以及思维能力，最终得到正确结论： 电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠。
分析电解饱和食盐水的原理 【多媒体展示】电解饱和食盐水的过程。【分析】为什么会出现这些实验现象呢？ 这是因为NaCl是强电解质，在溶液里完全电离，水是弱电解质，微弱电离，因此在溶液里存在着Na+、H+、Cl—、OH—四种离子。当接通电源后，带负电的OH—和Cl—向阳极（与直流电源的正极相连的电极）移动，带正电的Na+和H+向阴极（与直流电源的负极相连的电极）移动。在这样的电解条件下，哪种阴离子容易失去电子？哪种阳离子容易得到电子？并发生怎样的反应？ 在上述反应中，H+是由水的电离生成的，由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出，破坏了附近的水的电离平衡，水分子继续电离出H+和OH—，H+又不断得到电子变成H2，结果在阴极区里OH—的浓度有何变化？【小结】电解氯化钠溶液时，与电源正极相连的电极上产生氯气，与电源负极相连的电极上产生氢气，在溶液中生成氢氧化钠。指导学生写出该反应的化学方程式。 【观看】电解饱和食盐水演示实验及其该实验中微粒变化动画。【思考】结合观看的视频和自己实验过程中观察到的现象，思考老师提出的问题，并回答。（1）Cl—比OH—容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出，使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。阳极反应（石墨棒）：2Cl——2e—=Cl2↑（氧化反应）（2）H+比Na+容易得到电子，因而不断从阴极获得电子被还原为氢原子，并结合成氢分子从阴极放出。阴极反应（铁棒）：2H++2e—=H2↑（还原反应）（3）阴极区里OH—的浓度相对地增大，使酚酞试液变红。【学生练习】2NaCl + 2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH 通过多媒体模拟出电解饱和食盐水的过程，利用信息技术把氯离子和水分子通电后发生变化的微观现象以宏观的动画演示出来。培养学生的分析能力、归纳总结能力。
在上面的电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间能够发生化学反应，如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO，H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。工业上如果要得到大量的氯气该怎么办呢？ 学生阅读教材讨论确定方案 引导学生积极动脑，活跃思维能力。
阳离子交换膜电解槽 【多媒体展示】离子交换膜电解槽工作原理【介绍】阳离子交换膜电解槽的简单构造：由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜（或石棉隔膜）、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。【问题】（1）阳离子交换膜具有怎样的特殊性质？（2）阳离子交换膜主要起什么作用？ （1）阳离子交换膜具有很好的选择性，它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，即只允许Na+、H+通过，而Cl—、OH—和气体则不能通过。（2）作用：①能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸；②能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。 通过问题的提出、解答，并通过多媒体手段向学生展示阳离子交换膜电解槽的工作原理，加深对其的了解。
精制食盐水 工业上使用的原料粗盐中常含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、 SO42— 等杂质，在碱性溶液中会形成沉淀，损坏离子交换膜，所以必须要对粗盐水进行净化。那么，如何净化粗盐水呢？ 【学生讨论】【师生共同完成】①过滤除去泥沙。②加入稍过量的BaCl2溶液以除去SO42—。③加入稍过量的Na2CO3溶液以除去Ca2+、Ba2+。④加入稍过量的NaOH溶液以除去Mg2+、Fe3+。⑤过滤以除去上述产生的沉淀。⑥加入盐酸，调整溶液的 pH≈7。⑦送入阳离子交换塔，进一步通过阳离子交换树脂除去Ca2+、Mg2+等。精制后的食盐水送往电解槽进行电解。【学生练习】该过程中涉及到的化学反应的离子方程式。 让学生掌握研究问题的方法和思路，锻炼学生的表达能力和解决问题、分析问题能力，培养学生严谨的科学态度。同时提高学生的综合运用知识和实验设计能力，培养学生的思维的敏捷性、严密性、广阔性、创造性。
【引导思考】除去杂质的关键是什么？并考虑是否还有其它的合理顺序？ 【讨论共同回答】关键：先加BaCl2溶液，后加Na2CO3溶液。先过滤，后加盐酸调节pH。【设计】提出其它合理的除杂顺序。 通过引导学生设计实验方案，培养他们的发散性思维能力
氯碱工业的概念 工业上电解食盐水制得氯气，还得到氢气和氢氧化钠，它们都是重要的化工原料。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”。 查阅相关资料 拓展课外知识
调查研究 根据氯碱厂原料和产品的性质，你认为在生产过程中和贮运时应注意哪些问题？氯碱厂的厂址应如何选择？ 【分组讨论】厂址的选择：现代化工生产要求有较大的生产规模；厂址选择涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输、环境保护等因素，应对这些因素综合考虑，作出合理的抉择。由于氯气有毒，不便贮存和运输，因此要求厂址应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区，厂区必须与居民区有一定距离的安全隔离带。 丰富知识的外延，激发学生的好奇心。使学生树立环保意识，从我做起，从现在做起，充分发挥学生想象力，使其受到教育。
课堂检测 【多媒体展示】随堂检测题 独立完成 及时反馈知识的理解及运用
结束课题 课堂小结 整理笔记 巩固学到的知识
五、板书设计：
第一单元 氯、溴、碘及其化合物
一、氯气的生产原理
(一)氯气的工业制法
1、电解饱和食盐水
实验现象 结论
（1） 两极均产生气泡 通电后有新的气体物质生成
（2） 将铁棒上方收集到的气体靠近火焰，有轻微的爆鸣声 有氢气生成
（3） 黄绿色、刺激性气味的气体产生，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 有氯气生成
（4） 铁棒周围颜色变红 有碱性物质生成
电解方程式：2NaCl + 2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH
2、阳离子交换膜电解槽
①离子交换膜电解槽的组成
②阳离子交换膜的作用
③精制食盐水
3、氯碱工业概念
氯气的生产原理 （第2课时）
一、教学目标：
（一）知识与技能：
1．掌握实验室制备氯气的原料和原理。
2．掌握实验室制备氯气的发生装置、净化装置等。
3．从氧化还原反应角度分析反应原理。
（二）过程与方法：
1． 通过引导学生观察、分析演示实验的现象，培养学生的观察、分析问题的能力。
2． 通过小组讨论，表达自己的观点，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。
（三）情感态度与价值观：
1．培养学生认真仔细、严谨求实的科学态度及探究精神，并培养学生形成通过实验来研究物质及其变化的科学方法。
2．通过分析反应原理，培养学生理论与实践相结合的能力。
二、重点、难点：
1．实验室制备氯气的原理
2．氯气的发生、收集、净化装置
三、课前准备：
教师：1.自制多媒体课件。
2.实验仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、铁架台、石棉网、酒精灯、集气瓶、烧杯、导管、双孔橡皮塞等
实验试剂：浓盐酸、二氧化锰、氢氧化钠溶液、浓硫酸、饱和食盐水等
学生：1.复习氯气的工业生产原理，巩固知识。
2.查阅资料，认识氯气的发现过程，并了解实验室制备氯气的方法。
四、教学过程：
学习课题 教师活动 学生活动 教学设想
引入课题 【导入】通过上一节内容的学习，相信大家对氯气的工业制备的认识还是记忆犹新的。【多媒体展示】复习提问：电解饱和食盐水的实验现象、结论以及化学方程式。【过渡】知道了氯气的工业制备，那么是否知道氯气是如何发现的，在实验室又是如何制备的呢？ 【思考回答】回答问题，得到正确的答案或者解释，并正确写出电解饱和食盐水的化学方程式。【阅读教材】化学史话：氯的发现 通过复习提问以达到巩固知识的目的，并为新课内容的引入创设情景。激发学生学习兴趣，使学生带着疑问进入教室。
氯气的发现 【课前布置】学生到图书馆或上互联网查阅有关两位伟大的化学家舍勒和戴维的资料。【多媒体展示】氯气的发现和氯气的特点。 【简述】1774年，瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿混合在一起加热，意外发现生成了一种黄绿色气体。他发现这种气体的水溶液略显酸性，并且还能使花朵、纸张、叶子等物质褪色，还能与金属物质发生化学反应。1810年，英国化学家戴维确认：这种气体是由一种元素组成的。他将这种元素命名为chlorine，希腊文意为“绿色的”。【思考与交流】从氯气的发现到确认时间长达30多年。你从中得到什么启示？交流查阅的资料并交流自己的感想。 通过了解舍勒和戴维的事迹，树立自己的理想，明确自己的奋斗目标。
氯气的实验室制法：反应原理及实验装置 【演示实验】氯气的实验室制法引导学生观察实验，思考和总结氯气的实验室制法的原理、氯气的收集方法、尾气的吸收及整个实验装置。【提问】①实验室制备氯气用到哪些主要仪器？②反应原料是什么？③反应原理是如何的？ ④为什么实验室制取氯气与制O2、制H2的实验装置不同，和什么因素有关？⑤可以用什么方法收集气体？⑥观看氯气的毒性的影片，实验室如何处理尾气？⑦制得的氯气中含有什么杂质？如何除去？【多媒体展示】总结氯气的发生装置、收集装置、净化除杂装置，并同制备氢气、氧气的发生和收集装置进行比较。 【观察实验】【讨论回答】①主要仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、铁架台、石棉网、酒精灯、集气瓶、烧杯、导管、双孔橡皮塞等②反应原料：浓盐酸（液体）与二氧化锰（固体）③反应原理：4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑④发生装置：固体与液体加热制气体⑤收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法⑥尾气吸收：氢氧化钠溶液2NaOH+Cl2 = NaCl+NaClO+ H2O⑦除杂干燥：制得的气体中含有氯化氢和水蒸气，气体先通入饱和食盐水中，除去氯化氢；再通入浓硫酸中，除去水蒸气；最后收集。 通过演示实验，培养学生的观察能力、分析能力、思维能力和总结表达能力，并逐渐提高学生的设计实验的综合能力。通过比较不同的实验装置，培养学生逐渐形成知识网络，温故而知新。
【问题】1、实验室制备氯气为什么用浓盐酸而不用稀盐酸？2、使用浓盐酸与足量的MnO2共热制氯气，实际产生的氯气总比理论值低，其主要原因什么？3、实验室用高锰酸钾制氧气，可采用什么试剂除去粘附在试管壁上的MnO2？ 【交流讨论】【回答】1、稀盐酸的还原性比浓盐酸弱，不能被MnO2氧化。2、稀盐酸与MnO2不反应，随着反应的进行，浓盐酸的浓度逐渐变小。3、可用热的浓盐酸除去。 培养学生积极思考和积极参与的意识，训练思维能力。
从氧化还原反应角度分析反应原理 复习前面学习的内容：氧化还原反应的有关概念。【引导学生思考】在实验室制备氯气的这个反应中，氧化剂、还原剂各是什么物质，物质的量比如何？电子转移的方向和数目又是如何？ 【讨论回答】①氧化剂：MnO2还原剂：浓盐酸氧化产物：Cl2还原产物：MnCl2 ②在该反应中，浓盐酸既起还原剂的作用，又起酸的作用。作还原剂的HCl和参加反应的HCl的物质的量之比为1∶2③氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2④电子从氯元素转移到锰元素，数目为2 运用概念，巩固和加深对氧化还原反应实质的认识。
探讨实验室制备氯气的其它方法 实验室还可以用强氧化剂高锰酸钾或氯酸钾等与浓盐酸反应制取氯气。分析反应，引导学生书写化学方程式。【问题】从氧化还原反应角度判断两个反应的氧化剂、还原剂、电子转移的方向和数目。 【讨论并练习】2KMnO4+16HCl（浓）= 2KCl + 2MnCl2+5Cl2↑+8H2OKClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2O【思考得出结论】 拓展知识，使学生了解实验室制备氯气的其它方法，并加强对氧化还原反应的理解。
归纳总结 本节课主要内容：氯气的实验室制备的原理及装置等。 思考并记忆，整理笔记 巩固所学的知识，逐渐形成知识网络。
课堂检测 【多媒体展示】随堂检测题 独立完成 掌握基础知识，并进行拓展强化练习。
五、板书设计：
（二）氯气的实验室制法：
1、主要仪器：
2、反应原料：浓盐酸与二氧化锰
3、实验原理：4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
4、发生装置：固体+液体气体
5、收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法
6、尾气处理：氢氧化钠溶液
2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O
7、除杂干燥：饱和食盐水：除HCl
浓硫酸：除水蒸气
六、本单元练习：
课题：专题2 从海水中获得的化学物质
第一单元 氯、溴、碘及其化合物
氯气的生产原理
一．选择题（每小题有1个或2个正确答案）
1．氯气可用来消灭田鼠，为此将氯气通过软管灌入洞中，这是利用了氯气下列性质中的
（ ）
①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④较易液化 ⑤溶解于水
A．①②③ B．②③ C．③④ D．③④⑤
2．实验室制取氧气的试管壁是沾附有MnO2，除去MnO2可用的试剂是 （ ）
A．蒸馏水 B．KOH溶液 C．稀盐酸 D．热的浓盐酸
3．在电解水制取H2和O2时，为了增强导电性，常常要加入一些电解质，最好选用下列物质中的 （ ）
A．NaOH B．HCl C．NaCl D．CuSO4
4．除去氯气中混有的少量的氯化氢气体，最好选用 （ ）
A．水 B．饱和食盐水 C．纯碱溶液 D．烧碱溶液
5．下列反应中，盐酸既表现酸性还表现还原性的是 （ ）
A．Zn + 2HCl ZnCl2 + H2↑
B．HCl + AgNO3 AgCl↓ + HNO3
C．4HCl(浓) ＋ MnO2 MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑
D．2KMnO4 + 16HCl（浓） 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
6．下列离子方程式中错误的是 （ ）
A．实验室制氯气 MnO2 + 4H+ + 2Cl- Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O
B．在氯化锰溶液中滴入硝酸银试液 Ag+ + Cl- AgCl↓
C．碳酸银溶于稀硝酸中 CO32- + 2H+ CO2↑ + H2O
D．在硫酸铜溶液中滴入氢氧化钡试液 SO42- + Ba2+ BaSO4↓
7．实验室用下列两种方法制取氯气：①用含HCl 146g 的浓盐酸与足量的MnO2反应
②用87g MnO2与足量的浓盐酸反应，则所得Cl2 （ ）
A．①比②多 B.②比①多 C.一样多 D.无法比较
8．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．②③④①⑤ B．②①④③⑤ C．②①⑤④③ D．②①③④⑤
9．在实验室利用浓盐酸和MnO2制氯气，制备装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗，有关理由叙述错误的是 （ ）
A．防止氯气扩散到空气中造成污染 B．便于控制加入盐酸的量
C．长颈漏斗不便于添加液体 D．尽量避免HCl挥发到空气中
10．电解食盐水之前，需要提纯食盐水。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，正确的操作顺序是 （ ）
①过滤 ②加过量的NaOH溶液 ③加适量的盐酸 ④加过量的碳酸钠溶液 ⑤加过量的氯化钡溶液
A．①④②⑤③ B．④①②⑤③ C．②⑤④①③ D．⑤②④③①
11．氯碱工业是基础化学工业，在隔膜电解槽内电解氯化钠的饱和溶液可以得到H2、Cl2、NaOH，并由此形成氯碱产品系列。若将电解槽的内隔膜去掉，同时升高电解液的温度，此时电解产物间发生反应：Cl2 + NaOH NaClO3 + NaCl + H2O （未配平），假设反应进行完全，则在该条件下最后得到的两种产物的物质的量之比是 （ ）
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶5 D．2∶3
12．下图能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置的 （ ）
二．填空题
13．工业上利用电解饱和食盐水的方法制取 、 和 。在电源正极上方收集到的气体能使湿润的 变蓝色，证明是 ；在电源负极上方收集到的气体是 ，在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞溶液，则溶液 ，证明有 生成。若电解一段时间后，电源正极上方收集到的气体在标准状况下为4.48L，则在电源负极上方将收集到 g 气体，在溶液中产生 g 。停止通电后，待溶液混合均匀，溶液的pH会 （填“升高”、“降低”或“不变”）。
14．工业上用MnO2和KOH为原料制取高锰酸钾，主要生产过程分两步进行。第一步将MnO2和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌，制取K2MnO4；第二步将K2MnO4的浓溶液进行电解，制取KMnO4。试回答以下问题：
（1）制取K2MnO4的MnO2是这一氧化还原反应的 剂（填“氧化”或“还原”），连续搅拌的目的是 。
（2）电解K2MnO4的浓溶液时，两极发生的电极反应式：阴极 ，阳极 ，电解总反应方程式 。
15．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
依据下图，完成下列填空：
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为 。
与电源负极相连的电极附近，溶液pH （选填：不变，升高或下降）。
（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为 ，
。
（3）如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是 。
a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2
（4）为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为 。
a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过 ，冷却 （填写操作名称）除去NaCl。
（6）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为 。
三．实验题
16．某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。
（1）装置中有六处错误，请指出。
① ，
② ，
③ ，
④ ，
⑤ ，
⑥ 。
（2）在更正后的装置图中，洗气瓶（净化气体）中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液的作用分别是：
①饱和食盐水的作用 ；
②浓硫酸的作用 ；
③氢氧化钠的作用 。
17．下图表示在没有通风橱收集纯净的氯气时设计的装置，图中A、Ｂ是可控制的弹簧铁夹。
（1）烧杯中盛放的液体是 ，其作用是 ，水槽中应盛放的液体是 。
（2）简述操作过程：（从氯气已经产生开始）在收集氯气之前，应 ，当氯气纯度合乎要求时，应 。当氯气收集完毕时，应
。
18．将氯气用导管通入较浓的NaOH和H2O2的混合溶液中，在导管口与混合液的接触处有闪烁的红光出现，这是因为通气后混合液中产生的ClO-被H2O2还原，发生激烈反应，产生能量较高的氧原子，它立即转变为普通的氧分子，将多余的能量以红光放出。进行此实验，所用的仪器及导管如下图，根据下列要求填写下列空白：
（1）组装氯气发生器时，应选用的仪器及导管（填写图中编号）是 。
（2）实验进行中，按气流方向从左到右的顺序，气体流经的各仪器及导管的编号依次是
。
（3）仪器①的橡皮塞上应有 个孔，原因是 。
（4）实验仪器①除了观察到红光外，还有 现象。
（5）实验需用约1.0%的H2O2溶液100mL，现用市售30%（密度约为1g cm-3）的H2O2来配制，其具体配制方法是 。
（6）实验时仪器①中ClO-与H2O2反应的离子方程式是 。
19．已知漂白粉与浓盐酸反应产生氯气。某同学试图测定氯气的体积并验证干燥纯净的氯气无漂白性，现有如图所示装置，请回答：
（1）请用字母填写装置的连接顺序：a接（ ）、（ ）接（ ）、（ ）接（ ）、（ ）接（ ）、（ ）接（ ）。
（2）洗气瓶中所装液体是 。
（3）在制氯气前，必须进行的一项操作步骤是 。
（4）某同学在实验中，发现量筒中未收集到液体，则失败的原因可能是 。
四、计算题：
20．20℃食盐的溶解度为36g，取一定量20℃的饱和食盐水用惰性电极进行电解，当阳极析出气体11.2L(标准状况)时,食盐完全电解,所得溶液密度为1.23g cm-3。试计算:
（1）电解时,所取饱和食盐水的质量。
（2）电解后溶液中NaOH的物质的量浓度。
（3）要使溶液恢复原状态，需要加入多少克什么物质。（试题计算结果要求保留3位有效数字）
21．某温度下，将一定质量密度为1.15 g·cm-3 的氯化钠溶液通电，设NaCl恰好完全电解且无其他反应发生，得到的溶液中氧元素的质量分数为80%。求：
（1）电解完全后溶液中溶质与溶剂的物质的量之比。
（2）原NaCl溶液的物质的量浓度为多少。
氯气的生产原理练习参考答案
1． 选择题
1．B 2．D 3．A 4．B 5．CD 6．CD 7．B 8．C 9．C 10.C 11.C 12.D
2． 填空题
13．NaOH、Cl2、H2 淀粉碘化钾试纸 Cl2 H2 变红 NaOH 0.4g H2
16g NaOH 升高
14.（1）还原 使空气中的O2在KOH存在下与MnO2充分接触发生氧化还原反应
（2）2 H+ + 2e— H2↑ 2 MnO42— —2e— 2 MnO4—
2 K2MnO4 + 2 H2O 2 KMnO4 + 2 KOH + H2↑
15.（1）2Cl——2e— Cl2↑；升高
（2）Ca2+ + CO32— CaCO3↓；Mg2+ + 2OH— Mg(OH)2↓
（3）c （4）b、c （5）蒸发 过滤
（6）NaCl + H2O NaClO + H2↑
（或2NaCl + 2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH
Cl2 + 2NaOH NaClO + NaCl + H2O）
16．（1）①烧瓶下面缺石棉网； ②铁圈下面缺酒精灯；
③原料使用了稀盐酸； ④不应使用长颈漏斗；
⑤盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了
⑥洗气瓶D的气体入口导管应深插在液面下，而出口导管应靠近瓶塞
（2）①吸收未反应的氯化氢 ②吸收水蒸气 ③吸收多余的氯气
17．（1）NaOH溶液 吸收废Cl2 饱和食盐水
（2）当产生Cl2 时，打开B夹，关上A夹
打开A夹，关闭B夹 关闭A夹，打开B夹
18．（1）②③⑤ （2）②⑤⑥④①
（3）两；根据气体必须畅通，使瓶内外压强相等，否则装置易爆炸
（4）冒气泡，黄绿色气体变为无色气体
（5）用量筒量取33 mL 30%的H2O2溶液，加蒸馏水稀释至100 mL即可，或用量筒量取33 mL 30%的H2O2溶液加入烧杯中，再加入67 mL 水搅拌即可
（6）ClO— + H2O2 Cl— + H2O + O2↑
19．（1）a接（d）、（e）接（b或c）、（c或b）接（g）、（h）接（e）、（d）接（f）
（2）饱和食盐水
（3）检查装置的气密性
（4）盐酸浓度太小、装置漏气、e与f连接
三．计算题
20．（1）221g （2）6.67 mol L—1 （3）36.5g HCl气体
21．（1）1∶10 （2）4.48 mol L—1
通电
通电
通电
通电
通电
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14(共42张PPT)
从海水中获得的化学物质
专题 2
常熟外国语学校 赵春艳
你知道浩瀚的大海中究竟蕴藏着哪些物质吗？请查阅有关资料了解海水中主要含有的物质和各元素的含量。
每千克海水中几种氯化物的含量
含量/g
0.712
1.11
5.11
27.2
2
2
2
元素
浓度／mg.L-1
元素
浓度／mg.L-1
元素
浓度／mg.L-1
氯
Cl
19350
溴
Br
67
钡
Ba
0.03
钠
Na
10770
锶
Sr
8
钼
Mo
0.01
镁
Mg
1290
硼
B
4.6
铀
U
0.003
硫
S
885
锂
Li
0.17
镍
Ni
0.002
钙
Ca
400
铷
Rb
0.12
钴
Co
0.0005
钾
K
380
碘
I
0.06
金
Au
0.000004
查阅有关资料了解人们是如何从海水中获得氯化钠并生产氯气的。
第一单元
氯、溴、碘及其化合物
氯气的生产原理
（一）氯气的工业制法
（二）氯气的实验室制法
1、电解饱和食盐水
2、阳离子交换膜电解槽
（一）氯气的工业制法
1、电解饱和食盐水
实验现象 结论
1
2
3
4
两极均产生气泡
通电后有新的气体物质生成
将铁棒上方收集到的气体靠近火焰，有轻微的爆鸣声
有氢气生成
黄绿色、刺激性气味的气体产生，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
有氯气生成
铁棒周围的颜色变红
有碱性物质生成
实验原理：
氯化钠和水发生电解反应，在阳极生成氯气，在阴极生成氢气和氢氧化钠。
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
通电
电解氯化钠溶液的化学方程式：
电极反应式：
阳极：2Cl-—2e- = Cl2↑
（氧化反应）
阴极 ：2H+ + 2e - = H2↑
（还原反应）
2、阳离子交换膜电解槽
由阳极、阴极、离子交换膜（或石棉隔膜）、电解槽框和导电铜棒等组成
（1）电解槽的组成：
（2）阳离子交换膜的作用 ：
①能防止阴极产生的H2和阳极产 生的Cl2相混合而引起爆炸
②能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量
氯 气
化学式：Cl2
1774年,瑞典化学家舍勒发现氯气。
1810年，英国化学家戴维将这种元素命名为Chlorine,这个名称来自希腊文，有“绿色”的意思。我国早年译文将其译成“绿气”，后改为氯气。
戴维
（二）氯气的实验室制法
1、主要仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、铁架台、石棉网、酒精灯、集气瓶、烧杯、导管、双孔橡皮塞等
2、反应原料：浓盐酸（液体）
与二氧化锰（固体）
3、实验原理：
MnO2 + 4HCl(浓) ＝ MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
强调：
MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2，稀盐酸不与MnO2反应。
由于稀盐酸的还原性比浓盐酸弱，不能被MnO2氧化。
1、用单双线桥标明电子得失情况
得2e-
失2e-
2e-
MnO2 + 4HCl（浓）== MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
△
MnO2 + 4HCl（浓）== MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
△
（氧化剂）
（还原剂）
2、在该反应中，所用的浓HCl是否全部被氧化，如果没有，被氧化的HCl和参加反应的HCl的物质的量之比是 ，
氧化剂和还原剂的物质的量比为
。
1 : 2
1 : 2
4、发生装置：
固体＋液体 气体
实验室制取氯气与制取氧气、氢气的装置相同吗？
烧瓶、分液漏斗、导管、双孔橡皮塞、铁圈、铁夹、铁架台、石棉网、酒精灯
主要仪器
制Cl2
试管、带导管的单孔橡皮塞、酒精灯、铁夹、铁架台
主要仪器
制O2
试管、带导管的单孔橡皮塞、铁夹、铁架台
（或启普发生器）
主要仪器
制H2
项目
装配发生装置的主要仪器
收集气体方法
发生装置类型
Cl2
O2
H2
向上排空集气法（或排饱和食盐水法）
排水法（或向上排空集气法
排水法（或向下排空集气法
固液加热
固液不加热
固固加热
选择气体发生装置的原则是反应物的状态和反应条件
5、收集装置：向上排空气法
或排饱和食盐水法
①氯气的密度大于相同状况下空气密度
②氯气能溶于水，但在饱和NaCl溶液中溶
解度很小
7、除杂干燥：
饱和食盐水（除HCl）
浓硫酸（除水蒸气）
6、尾气处理：用氢氧化钠溶
液吸收
2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O
1、使用浓盐酸与足量的MnO2共热制Cl2，实际产生的Cl2总比理论值低，其主要原因是什么？
稀盐酸与MnO2不反应，随着反应的进行，浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小。
2、下图是实验室用来制取干燥、纯净氯气的装置；由于装置和使用药品有错误而未能在D瓶中收集到Cl2，请指出装置中的错误。
讨论
3、实验室还可用KMnO4或KClO3代替MnO2与浓盐酸反应制氯气：
2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 ↑
KClO3+6HCl（浓）=KCl+3H2O+3Cl2 ↑
思考
上述反应的氧化剂、还原剂分别是何物质？电子转移的方向和数目能标出吗？
1、实验室制氯气时,二氧化锰的作用是 （ ）
BD
A.催化剂 B.氧化剂
C.还原剂 D.反应物
2、实验室用KMnO4制氧气，为除去粘附在试管壁上的MnO2，可用试剂是 （ ）
A.汽油 B.水
C.稀盐酸 D.浓盐酸
D
3、实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是 ( ) ①连接好装置，检查气密性 ②缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出 ③在烧瓶中加入二氧化锰粉末 ④往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中 ⑤用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中
A.①②③④⑤ B.④③①②⑤
C.①③④②⑤ D.①④③②⑤
C
4、工业上利用电解饱和食盐水的方法制取 、 和 。在电源正极上方收集到的气体能使湿润的 变蓝色，证明是 ；在电源负极上方收集到的气体是 ，在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞溶液，则溶液 ，证明有 生成。若电解一段时间后，电源正极上方收集到的气体在标准状况下为4.48L，则在电源负极上方将收集到 g 气体，在溶液中产生 g 。停止通电后，待溶液混合均匀，溶液的pH会 。
Cl2
H2
NaOH
淀粉碘化钾试纸
Cl2
H2
变红
NaOH
0.4g
H2
16g
NaOH
升高
5、某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。
（1）装置中有六处错误，请指出。
① ，
② ，
③ ，
④ ，
⑤ ，
⑥ 。
烧瓶下面缺石棉网
铁圈下面缺酒精灯
原料使用了稀盐酸
不应使用长颈漏斗
盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了
洗气瓶D的气体入口导管应深插在液面下，而出口导管应靠近瓶塞
再见
