2024_2025学年高中化学专题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.docxVIP

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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.初步相识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。3.学会试验室制取氯气的方法，通过分析、推理、设计试验并完成试验。

一、氯气的工业制法

1．试验过程

按下图所示电解饱和食盐水的装置进行试验。

(1)接通电源，视察食盐水发生的改变。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，并快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，视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，视察溶液的颜色。

2．试验分析

试验现象

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.试验结论

依据试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＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通电))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)eq\o(=====,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑。

例1某试验爱好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试验，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电极旁边的现象为______________。

答案(1)2NaCl＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通电))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。

易错提示

在氯碱工业中，必需通电才能实现生成H2、Cl2和NaOH，所以在书写方程式时肯定要注明反应条件。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、氯气的试验室制法

1．反应原理

试验室常用强氧化剂(如MnO2、KMnO4等)氧化浓盐酸等来制取氯气：

MnO2＋4HCl(浓)△,MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

2．仪器装置

(1)气体发生装置类型：固＋液eq\o(――→,\s\up7(△))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，用此法可除去试验中挥发产生的氯化氢气体)。

4．验满方法

(1)将潮湿的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，视察到试纸马上变蓝，则证明已集满。

(2)将潮湿的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，视察到试纸马上发生先变红后褪色的改变，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)该液体的作用是汲取过量的氯气，防止污染环境。

例2某化学爱好小组利用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溶液可以汲取尾气

答案C

解析A中可用分液漏斗代替长颈漏斗，避开盐酸挥发，气体逸出，同时便于限制反应速率，A正确；二氧化锰和浓盐酸须要加热才能反应生成氯气，须要添加加热装置，B正确；②中盛放的NaOH溶液汲取氯气，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，