高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第一单元 第1课时 氯气的生产原理学案 苏教版必修1-苏教版高中必修1化学学案VIP免费

第1课时氯气的生产原理[核心素养发展目标]1.知道海水中的丰富资源和氯化钠作为重要工业原料的主要用途。2.初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。3.学会实验室制取氯气的方法，通过分析、推理、设计实验并完成实验。一、氯气的工业制法1．实验过程按下图所示电解饱和食盐水的装置进行实验。(1)接通电源，观察食盐水发生的变化。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。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，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，观察溶液的颜色。2．实验分析实验现象结论(1)出现爆鸣声a管中气体为氢气(2)产生黄绿色的气体b管中气体为氯气(3)铁棒端溶液变红石墨棒端溶液不变色U形管左端溶液显碱性U形管右端溶液不显碱性3.实验结论根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液。工业制取氯气的反应原理(1)工业制取氯气的反应原理：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。(2)氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业。(3)工业上电解熔融的氯化钠制取金属钠：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。例1某实验兴趣小组利用如下图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成物的实验，当图中开关K闭合片刻后，请回答下列问题：(1)电解饱和食盐水的化学方程式为__________________________________________。(2)a为电源的________(填“正”或“负”)极；D中收集的气体是______________________。(3)C试管盛放________________________溶液。溶液中A电极附近的现象为______________。答案(1)2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)负氢气(或H2)(3)淀粉碘化钾(或淀粉碘化钠等其他合理答案均可)有气泡产生，溶液由无色变为红色解析电解饱和食盐水产生NaOH、H2和Cl2，H2的密度比空气小，只能用向下排空气法收集，所以D中收集的气体是H2，而H2在与直流电源的负极相连的电极上产生，所以a为电源的负极，A极上除了有氢气产生外，溶液中还产生NaOH，所以遇酚酞溶液变红。b为电源的正极，B极上产生氯气，可以用淀粉碘化钾溶液检验。易错提醒在氯碱工业中，必须通电才能实现生成H2、Cl2和NaOH，所以在书写方程式时一定要注明反应条件。H2在阴极(与电源负极相连的一极)上产生，Cl2在阳极(与电源正极相连的一极)上产生。二、氯气的实验室制法1．反应原理实验室常用强氧化剂(如MnO2、KMnO4等)氧化浓盐酸等来制取氯气：MnO2＋4HCl(浓)△,MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O2．仪器装置(1)气体发生装置类型：固＋液――→气(2)发生装置所用仪器的名称为分液漏斗、圆底烧瓶。(3)装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。(4)装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。3．收集方法(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。4．验满方法(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。5．尾气处理(1)仪器装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。(2)该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。例2某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备氯气。下列分析中不正确的是()A．①中可用分液漏斗代替长颈漏斗B．①中缺少加热装置C．②中盛放的NaOH溶液可以净化氯气D．④中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气答案C解析A中可用分液漏斗代替长颈漏斗，避免盐酸挥发，气体逸出，同时便于控制反应速率，A正确；二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气，需要添加加热装置，B正确；②中盛放的NaOH溶液吸收氯气，不能净化Cl2，可以用饱和食盐水净化氯气，C错误；氢氧化钠溶液与氯气反应，可以吸收氯气，防止污染空气，D正确。例3如图所示装置可用于二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取氯气，并利用产物进行后续实验，请填写...