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以海洋为家乡的元素——氯
氯是人体所必须的宏量元素之一。人体中氯的含量一般为0.12%，这它主要存在于细胞外液中。缺少了它，人体机能就会失调。我们每天都需要食用食盐（主要成分为氯化钠），原因之一就是要满足人体对氯元素的需要。人的血液有像氯化钠那样的咸味，而且人的血液的咸度和人类“祖先生物”登陆时的海水的咸度大致相当，这足以说明氯元素对生命现象具有十分重要的作用。
氯还是人类健康的重要卫士。清晨，我们打开自来水管洗脸、濑口时，常常会闻到一股刺鼻的气味，这是氯气的气味。溶在水里的氯气，能杀死伤寒菌、痢疾菌、布士杆菌等细菌，保持自来水的清洁。人的胃里含有浓度为0.2~0.4%盐酸，它一方面能帮助消化，另一方面能杀死随食物混入的细菌，维护着人体的健康。有些人，因胃液中缺少盐酸，引起的消化不良，患有胃病，医生还常给他们喝些稀盐酸呢！2003年，一场突如其来的灾难——“非典”，扰乱了从们正常的生产和生活秩序，全国人民万众一心，众志成城，谱写了一曲可歌可泣的抗击“非典”的动人篇章。 在抗击非典的斗争中，一种有效的消毒剂——84消毒液得到了广泛的应用。日常生活中经常使用的84消毒液的有效成分也是NaClO。
氯气是用途十分广泛的化工原料，尤其是许多有机氯化物在工农业生产和日常生活中发挥着巨大的作用。如Cl2与NaOH溶液的反应是工业制取漂白液的原理。漂白液的有效成分为NaClO，是一种比较稳定的物质，可用来杀菌、漂白。
应当注意的是，氯气是一种有毒的气体，在空气中如果含有0.01%的氯气，人的健康就会受到威胁。低浓度的氯气可使人的眼睛粘膜、呼吸器官发生病变，大量地吸入氯气可使人窒息致死。第一次大战中，氯气就曾被用作化学毒气。第二次世界大战中，光气（一种含氯化合物）代替了氯气成为主要的化学毒气。含氯化合物污染事件也层出不穷，特别是有机氯农药的使用，它虽然较有效地防治了农作物的病虫害，提高了农作物产量，但长期使用也带来了严重的后果。这些农药不易分解，其残体潜入清洁的水体，飘入苍茫的云海，从人迹罕至的珠穆朗玛峰到常年冰封的南北极，到处都有微量的有机氯农药。
综上所述，氯气对人类可说是利弊兼存，让它为人们所用的正确途径是去研究它、认识它。
海洋是一个重要的资源宝库，大约有80多种元素蕴藏在湛蓝的海水里。在地壳中氯的含量为0.031%，大部分氯以氯化物的形式存在于表面积为36100万平方公里的海洋里，其总量约为30000万亿吨位。可以看出，在那波涛起伏、天水一色的茫茫大海里，每一滴海水都含有相当多的氯化物。大家知道，陆地实际上是由于地壳变迁、海水枯竭而形成的，可见岩石中的氯元素也来源于海洋。因此，我们说海洋是氯元素的故乡。海水中有大量的氯化钠、氯化钾、氯化镁等金属氯化物，人们可以从海水中得到它们。工业上需要的大量氯气，就是用电解食盐的方法来制到取的。本节课我们首先在实验室条件下来电解饱和食盐水制备氯气。
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氯气的性质课后练习
班级：高一（ ）班 姓名： 成绩：
1、氯气可以用来消灭田鼠，使用方法是将氯气通过软管灌入田鼠洞中，这是利用了氯气以下性质中的 （ ）
①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④较易液化 ⑤能溶解于水
A、①②③ B、②③ C、③④ D、③④⑤
2．下列说法正确的是 （ ）
A．氯气是黄绿色的，C1—是无色的
B．H2在C12中能安静燃烧，火焰呈苍白色，瓶口有白色烟雾生成
C．Cl2和H2的混合气一定会发生爆炸
D．燃烧时一定要有氧气参加
3、下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是 （ ）
A、液氯是纯净物，而氯水是混合物 B、液氯无酸性，氯水有酸性
C、液氯和氯水都有漂白性 D、液氯无色，氯水呈黄绿色
4、下列关于氯水的叙述，正确的是 （ ）
A、新制氯水中只含Cl2和H2O分子 B、新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C、光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2 D、氯水放置数天后酸性增强
5、市场上销售的“84”消毒液，其商品标识上注明①本品为无色液体呈碱性②使用时应加水稀释③可对餐具、衣物进行消毒，可漂白浅色衣物。其有效成分可能是 （ ）
A、Cl2 B、H2SO4 C、NaClO D、KMnO4
6、用自来水养金鱼时，将水注入鱼缸之前需要在阳光下照射一段时间的目的 （ ）
A.起到杀菌作用 B.使水中的次氯酸分解
C.提高水温 D.增加水中的氧气含量
7、某科研所欲检测一合金的成分，特做如下实验：取该合金64克，与足量的氯气完全反应，消耗氯气71克，则合金的组成可能是 （ ）
A、Cu Zn B、Na Zn C、Fe Ca D、Cu Ca
8、将Cl2制成漂白粉的主要目的是 （ ）
A、增强漂白和消毒作用 B、使它转化为较易溶于水的物质
C、使它转化为较稳定物质，便于保存和运输 D、增加氯的百分含量，有利于漂白、消毒
9、下列物质既能由金属和酸反应获得，也能通过金属和氯气反应获得的是 （ ）
A.CuCl2 B.FeCl2 C.FeCl3 D.AlCl3
10、除去氯气中的水蒸气，应选择的干燥剂是 （ ）
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.固体烧碱 D.无水氯化钙
11、2.4克某金属和足量的氯气充分反应，所得固体比原金属增重7.1克，若该固体为单一价态的氯化物，则其化学式为 （ ）
A、NaCl B、MgCl2 C、FeCl3 D、CuCl2
12、当不慎有大量Cl2逸到周围空气里时，可用浸有一定浓度的下列物质溶液的毛巾捂住鼻子，该物质是 （ ）
A．NaOH B．NaCl C.NH3.H2O D．NaHCO3
★★13．在密闭容器中盛有H2、O2、Cl2的混合气体，通过电火花点燃，恰好完反应后冷却到室温，所得液体产物的质量分数为33.6％，则原有H2、O2和Cl2的分子数之比是 （ ）
A.6：3：2 B.9:4:1 C.9:6:1 D.13:6:1
14、下列溶液中不存在氯离子的是 （ ）
A、氯水 B、氯化氢溶液 C、漂白粉溶液 D、氯酸钾溶液
15、某工厂在山坡坑道的仓库里贮有氯气钢瓶。某天，有一只贮有氯气的钢瓶损坏，造成氯气泄漏，在场工人采取以下措施，请选择填充并简述理由。
⑴处理钢瓶的方法正确的是 ，简述理由
A、钢瓶推到坡下的小河里 B、把钢瓶丢到深坑里，用石灰填埋 C、把钢瓶扔到农田中
⑵钢瓶处理后一段时间，工人应立即 ，简述理由
A、转移到坡下 B、转移到坡上
16、洪灾过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。漂白
粉是常用的消毒剂。
（1）工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉，化学反应方程式为
（2）漂白粉的有效成分是（填化式） 。
（3）漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，化
学`方程式为 。
（4）反应（1）和反应（3）中，属于氧化还原反应的是（填编号） 。
17、常温下，A是双原子分子气态单质，其密度为3.17g/L（标
准状况下），B、C、D都是含A元素的化合物，转化关系如右
图所示
⑴分别写出A、B、C、D的化学式：
A B C D
⑵写出A→B ，D→A的化学方程式
A→B
B→D
18、在学生已经知道氯水的成分后，老师在课堂上演示了一个趣味实验：把一朵带露的红玫瑰放到盛有干燥氯气的集气瓶中。红玫瑰很快变成“白”玫瑰。学生对此进行了猜测。
猜测一：氯气具有漂白性，能使红玫瑰褪色
猜测二：氯气与玫瑰上的水分作用，产生的盐酸使红玫瑰褪色
①你认为哪种猜测是正确的？如果你不同意以上两种猜测，请给出你的猜测。
②请你设计实验方案，证明你的观点。（提供的实验用品有：带露的玫瑰、风干的玫瑰、盐酸、干燥的氯气、氯水、蒸馏水，实验仪器自选。）
实验方案：
19、写出表示下列变化的有关反应化学方程式，并计算如果要制取635g漂白粉，一共需要含杂质4%的石灰石多少克？
石灰石→生石灰→消石灰→漂白粉
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第一单元 氯、溴、碘及其化合物
第1课时 氯气的生产原理学案
【教学目标】
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原理，了解工业上阳离子交换膜法电解食盐水的装置。
3．掌握实验室制备氯气的原料和原理、发生装置、净化装置等，并能从氧化还原反应角度分析反应。
【学海导航】
〖演示实验〗请同学们认真观察、记录并分析实验现象。
〖交流讨论1〗
实验操作 实验现象 结论
１ 左端有 产生右端有 产生 食盐水通电发生反应
２ 左端气体点燃有 声 与电源负极相连的电极（阴极）产物为
３ 湿润的淀粉KI试纸 与电源正极相连的电极（阳极）产物为
４ 与电源负极相连的一端溶液变 电解后溶液呈
〖随堂练习1〗电解饱和食盐水化学方程式：
〖随堂练习2〗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。其步骤包括：①过滤除去泥沙。②加入稍过量的BaCl2（或氢氧化钡）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。
请填写合理的净化步骤 。
〖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。）
〖交流讨论2〗
①发生装置的主要仪器： 、 、
（带 、 ）、 、 、
②反应原料： （液体）、MnO2（固体）
说明：必须使用 ，因为 的还原性比 弱，不能被MnO2氧化。
③反应原理：
④发生装置： 加热制气体装置
⑤收集方法：向 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＋H2O）
⑦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。
〖展示〗
〖演练提升〗
1、用下列两种方法制取氯气： ①用含氯化氢4mol的浓盐酸与足量的二氧化锰反应；②用1mol二氧化锰与足量的浓盐酸反应，则所得氯气（ ）
A、②比①多 B、①比②多 C、一样多 D、无法比较
2、实验室制取氯气时有如下操作，操作顺序正确的是（ ）
①连接好仪器，检查气密性 ②缓缓加热，加速反应，使气体均匀逸出 ③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末 ④从装有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中 ⑤多余的氯气用NaOH溶液吸收 ⑥用向上排空气法收集氯气
A、①②③④⑤⑥ B、①③④②⑥⑤
C、①③④⑥②⑤ D、③④②①⑥⑤
3、实验室制下列各组气体，所用气体发生装置相同的是（ ）
A、H2和CO2 B、H2和O2 C、Cl2和CO2 D、Cl2和H2
4、要除去氯气中少量的HCl和H2O杂质，应使气体依次通过（ ）
A、浓硫酸、饱和食盐水 B、NaOH溶液、浓硫酸
C、Na2CO3溶液、碱石灰 D、饱和食盐水、浓硫酸
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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
第1课时 氯气的生产原理
【教学目标】
〖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原理，了解工业上阳离子交换膜法电解食盐水的装置。
3．掌握实验室制备氯气的原料和原理、发生装置、净化装置等，并能从氧化还原反应角度分析反应。
〖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，运用演示实验、交流讨论等学习方法，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．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。
4．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。
〖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．通过认识氯气的工业生产原理及产品的利用，培养学生关注与化学有关的社会问题，感受化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用。
3．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。
【重点难点】
电解饱和食盐水实验；实验室制备氯气的装置和原理
【课前准备】
教师：①实验仪器Ⅰ：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
②实验仪器Ⅱ：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
③学生阅读资料：
学生：阅读资料，了解氯气的应用及氯元素的存在
【教学过程】
〖导入〗通过阅读资料，我们了解了氯气在社会生活生产中有广泛的应用，而且氯元素在自然界中储量丰富，主要存在于海水中，人们已经找到从海水中获取氯化钠，并通过氯化钠制得氯气的方法。
〖实验〗请同学们认真观察、记录并分析实验现象。
（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〗
实验操作 实验现象 结论
１ 左端有无色气体产生右端有黄绿色气体产生 食盐水通电发生反应
２ 左端气体点燃有轻微的爆鸣声 与电源负极相连的电极（阴极）产物为氢气
３ 湿润的淀粉ＫＩ试纸变蓝 与电源正极相连的电极（阳极）产物为氯气
４ 与电源负极相连的一端溶液变红色 电解后溶液呈碱性
〖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。
〖探究〗（1）饱和食盐水中有哪些离子？为什么？
（2）阴极产物为氢气，阳极产物为氯气，由此说明溶液中的离子是如何移动的？并发生怎样的反应？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？
〖分析总结〗（1）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。
（2）①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。②Cl—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）③H+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） 阴极区里OH—的浓度相对地增大，使酚酞试液变红。
〖学生练习〗电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH
〖设疑〗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？
〖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？
〖分析〗（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。
〖练习〗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。其步骤包括：①过滤除去泥沙。②加入稍过量的BaCl2（或氢氧化钡）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。请填写合理的净化步骤 ①②③④⑤⑥或①④②③⑤⑥或①②④③⑤⑥ 。
〖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”。
〖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？
〖阅读教材〗化学史话：氯的发现
〖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”。
〖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？
〖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。
〖讨论回答〗
①发生装置的主要仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、铁架台（带铁夹、铁圈）、石棉网、酒精灯、双孔橡皮塞
②反应原料：浓盐酸（液体）、二氧化锰（固体）
说明：必须使用浓盐酸，因为稀盐酸的还原性比浓盐酸弱，不能被MnO2氧化。
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＋H2O）
⑦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。
〖问题〗1、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？
2、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？
〖回答〗1、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。
2、可用热的浓盐酸除去。
〖问题〗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。
〖讨论并练习〗2KMnO4＋16HCl(浓)= 2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
KClO3＋6HCl(浓)=KCl＋3Cl2↑＋3H2O
〖总结〗本节课主要内容：氯气的工业制法；氯气的实验室制备的原理及装置等。
〖演练提升〗
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