课件20张PPT。专题 2从海水中获得的化学物质临海市杜桥中学－王秀清请公布你的调查结果与同学们共享1、海水中主要含有的物质和各元素的含量。
调查报告2、人们是如何从海水中获得氯化钠并生产氯气
的。每千克海水中几种氯化物的含量含量/g 氯、溴、碘及其化合物第一单元氯气的生产原理一、工业制氯气二、实验室制氯气学生分组实验电解饱和食盐水实验------------按右图连接好装置1、接通电源，观察U形管内的变化。 两极均产生气泡通电后有新的气体物质生成现象：结论：ab2、探究a管是什么气体？现象：结论：收集的气体靠近火焰，有轻微的爆鸣声有氢气生成3、探究b管是什么气体？现象：结论：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工业制氯气学生分组实验电解饱和食盐水实验------------按右图连接好装置ab4、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。 现象：结论：a管周围的颜色变红a管有碱性物质生成5、请根据上述现象和结论，写出电解氯化钠溶液的化学方程式。2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑通电工业制氯气小结 电解饱和食盐水制氯气的原理就是：通过氯化钠和水发生电解反应，在与电源正极相连的电极（阳极）上产生氯气，同时在与电源负极相连的电极（阴极）上产生氢气和氢氧化钠。
电解饱和食盐水实验2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑通电电源负极电源正极工业制氯气电解饱和食盐水实验思考在工业上，若用该装置来收集纯净的氯气、氢气、碱等产品，此装置会存在哪些缺点？①H2和Cl2 混合不安全。
②Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯。工业制氯气1、电解槽的组成阳离子交换膜电解槽阳极：金属钛网(涂钛钌氧化 物)。
阴极：碳钢网(有镍涂层) 。
阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。
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 。工业制氯气工业制氯气 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 。 练一练NaOHH2淀粉碘化钾试纸Cl2Cl2H2变红NaOH0.4H216NaOH升高氯气的发现1774年,瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿混在一起加热时发现氯气。
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。
此后，人们根据其反应原理，设计了实验室制氯气的装置。戴维氯气的实验室制法MnO2 + 4HCl(浓) ＝ MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O知识回顾1、记得初中学过的实验室制O2、H2、CO2的装置图吗？制O2制H2 、CO22、以上是气体发生装置，一套完整的制取装置还有哪些？收集和尾气处理。3、实验室制氯气能用以上这两套装置吗？为什么？氯气的实验室制法MnO2 + 4HCl(浓) ＝ MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O组装仪器阅读书本40页，组装实验室制氯气的装置。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 缺点：制取多瓶氯气时更换集气瓶会有氯气溢出；收集完氯气时先撤酒精灯会发生倒吸。要克服以上缺点,此装置应作如何改变?动手实验用上述装置图制取并收集氯气。氯气的实验室制法MnO2 + 4HCl(浓) ＝ MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O组装仪器阅读书本40页，组装实验室制氯气的装置。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 思考这样收集的氯气可能会含有什么杂质?如何除去该杂质?该装置又该作如何改动?讨论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。氯气的实验室制法MnO2 + 4HCl(浓) ＝ MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O 2、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 ↑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 （ ）
BDA.催化剂 B.氧化剂
C.还原剂 D.反应物练一练2、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，尾气导入氢氧化钠溶液中
A.①②③④⑤ B.④③①②⑤
C.①③④②⑤ D.①④③②⑤C练一练课后作业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？ （写一篇调查报告）
www.google.com(关键词：氯碱工业、氯气工业生产等)http://www.kepu.com.cn中国科普网相关链接课题：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
临海市杜桥中学 王秀清
氯气的生产原理（1.5课时）
一、教学目标：
[知识与技能]：
了解从海水中提取氯气的基本原理和方法。
掌握电解饱和食盐水的实验的操作。
了解阳离子交换膜法电解食盐水。
理解实验室制氯气的反应原理及实验装置的选择。
[过程与方法]：
１．利用实验现象、生产实践活动引导学生发现问题、解决问题。
２．运用探究活动，在不断发现问题的基础上，运用分组实验、讨论交流、实验创新设计等学习方法，对学习素材进行分析与归纳，使学生从中不断获取新知。
[情感态度与价值观]：
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。
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。
通过实践调查，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。
通过实验的创新设计，培养严谨的科学思维和事实求是的科学态度，培养学生热爱化学的情感。
二、重点、难点：
1．电解饱和食盐水的实验
2．电解方程式书写
3．实验室制氯气的反应原理及装置选择。
三、课前准备：
教师：
①自制多媒体课件。
②实验仪器：14组电解饱和食盐水的装置，若干只试管；实验室制氯气装置一套。
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；浓盐酸、二氧化锰、浓硫酸等
学生：①课前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】调查报告：海水的成分，工业生产氯气的原理。
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。大胆猜测两极产生气体可能是什么？
（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。
小结
总结电解原理，指导书写电解方程式
书写电解饱和食盐水的化学方程式
让学生分析用上述电解饱和食盐水的实验生产氯气时，可能会存在以下问题：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、碱液该怎么办呢？
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。
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
课堂练习
【多媒体展示】练一练
独立完成相关电解食盐水的练习
及时反馈知识加深对电解实验知识的理解和运用
课外作业：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？
准备下节课前分组讨论
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。
氯气的发现
【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”。
此后，人们根据其反应原理，设计了实验室制氯气的装置
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的选择
【阅读】氯气的实验室制法的装置示意图。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。
让两位学生上讲台按书本装置图组装仪器，其他学生注意观察他们的操作，及时纠正可能出现的错误。
【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回忆初中制O2、制H2的实验装置，能否用它们来制Cl2，为什么？
⑤以上是气体发生装置，一套完整的制取装置还有哪些？
⑥可用什么方法收集Cl2？
⑦实验室是如何处理尾气的？
【实验创新】
用此装置会有以下缺点：制取多瓶氯气时更换集气瓶会有氯气溢出；收集完氯气时先撤酒精灯会发生倒吸。
问：①要克服这些问题，该装置应如何改变？（提示：给出一个气球、一个三通管、一个止水夹）
②实验室制得的氯气中可能会有哪些杂质？该如何除去？
【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收集和尾气处理。
⑥收集方法：向上排空气法（或排饱和食盐水法）
⑦尾气吸收：氢氧化钠溶液
2NaOH+Cl2 = NaCl+NaClO+ H2O
思考、设计、小组讨论
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。
通过对实验装置的组装，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。
通过实验改装，培养学生创新能力和探究精神，激发学习兴趣。
【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、用双线桥标出该反应的电子得失，并指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物分别是什么？
【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、氧化剂：MnO2
还原剂：浓盐酸
氧化产物：Cl2
还原产物：MnCl2
培养学生积极思考和积极参与的意识，训练思维能力。
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，引导学生对该反应的电子得失分析。
【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
氯气的制取可分为：工业制法、实验室制法。
思考并记忆，整理笔记
巩固所学的知识，逐渐形成知识网络。
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
（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
