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高中化学氯气的生产原理教案新人教版必修1
目录
氯气概述
氯气的生产原理
氯气生产过程中的设备与工艺
实验探究：电解饱和食盐水制取氯气
氯气的性质与用途拓展
课堂小结与作业布置
01
氯气概述
Chapter
氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，可溶于水。
物理性质
氯气是一种强氧化剂，能与许多金属和非金属发生反应。例如，与金属钠反应生成氯化钠，与氢气反应生成氯化氢等。
化学性质
发现者
氯气最早由瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒于1774年发现。
发现过程
舍勒在研究软锰矿（二氧化锰）时，将它与浓盐酸混合并加热，产生了一种黄绿色的气体，这种气体就是氯气。
命名由来
氯气的名字来源于希腊文，意为“绿色的气体”。
氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠，次氯酸钠具有强氧化性，可用于漂白和消毒。
制备漂白液、漂白粉和漂粉精
氯气可与许多金属和非金属反应生成相应的氯化物，如氯化铁、氯化氢等。
制备氯化物
氯气在有机合成中也有广泛应用，如合成氯乙烯、氯仿等有机化合物。
有机合成
氯气还可用于制备农药、染料、医药等化工产品，以及用于自来水消毒等。
其他应用
02
氯气的生产原理
Chapter
电解方程式
对于食盐水的电解，反应方程式为2NaCl+2H2O→2NaOH+H2+Cl2；对于熔融氯化钠的电解，反应方程式为2NaCl→2Na+Cl2。
电解原理
通过电解食盐水（氯化钠溶液）或熔融氯化钠，在阳极产生氯气，阴极产生氢气。
工业生产中的应用
电解法生产氯气是工业上制取氯气的主要方法，具有设备简单、操作方便、产品纯度高等优点。
在实验室中，常用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气，反应方程式为MnO2+4HCl(浓)→MnCl2+Cl2+2H2O。
实验室制法
工业制法
注意事项
在工业上，也可以通过氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，然后再被氧化成氯气的方法来制取氯气。
化学反应法生产氯气需要注意反应条件、原料配比以及废气处理等问题，以确保生产安全和环保。
03
02
01
将氯离子氧化成氯气，如用次氯酸钠与酸反应可以制取氯气。
氧化法
在某些特定条件下，可以用还原剂将高价态的氯还原成氯气。
还原法
03
氯气生产过程中的设备与工艺
Chapter
电解槽是氯气生产的核心设备，通常由阳极、阴极、电解质和隔膜等组成。
电解槽构造
在直流电作用下，电解质溶液中的氯离子在阳极失去电子生成氯气，而氢离子在阴极得到电子生成氢气。
工作原理
根据电解质和隔膜的不同，电解槽可分为隔膜电解槽、离子膜电解槽等。
电解槽类型
氯气从电解槽阳极产生后，通过管道和收集器进行收集。
收集系统
收集到的氯气含有杂质和水分，需要经过净化系统处理，包括冷凝器、干燥器和除杂装置等。
净化系统
净化后的氯气可储存在专用钢瓶中，并通过管道或运输车辆进行运输。
储存与运输
安全生产措施
氯气生产过程中需严格遵守安全操作规程，如定期检查设备、保持通风良好、佩戴防护用品等。
环境保护措施
氯气生产过程中产生的废气、废液和废渣需进行妥善处理，以减少对环境的污染。例如，废气可通过吸收、吸附等方法进行处理，废液和废渣可进行分类回收或无害化处理。
应急处理
建立完善的应急处理机制，包括应急预案、应急设备和救援队伍等，以应对可能发生的氯气泄漏、火灾等突发事件。
04
实验探究：电解饱和食盐水制取氯气
Chapter
实验目的
通过电解饱和食盐水，了解和掌握氯气的生产原理。
实验原理
在电解过程中，饱和食盐水中的氯化钠在通电条件下分解，生成氯气和氢气，同时水也被电解生成氢气和氧气。但由于氯气在水中的溶解度较小，且氯化钠的电解电压较低，因此氯气会优先析出。
实验步骤
1.配制饱和食盐水；
2.搭建电解装置，将电极插入食盐水中；
3.接通电源，观察电解现象；
4.收集产生的氯气并进行验证。
操作注意事项
01
1.电解过程中要保持通风良好，避免氯气积聚；
02
03
04
2.使用合适的电极材料，如石墨或铂等惰性电极；
3.控制电源电压和电流，避免电解过程过于剧烈；
4.收集氯气时要使用排空气法或排水法，确保收集纯净的氯气。
1.实验中可能产生的误差来源及改进措施；
2.氯气的收集、储存和使用注意事项；
3.氯气在工业生产中的应用及环境保护要求。
实验结果：观察到电解过程中有气泡产生，收集到的气体经验证为氯气。
结果分析：通过电解饱和食盐水成功制取了氯气，验证了氯气的生产原理。
讨论
01
04
02
05
03
06
05
氯气的性质与用途拓展
Chapter
氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，可溶于水。
氯气是一种强氧化剂，能与多种金属和非金属发生反应。例如，氯气与钠反应生成氯化钠，与氢气反应生成氯化氢等。
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