温州市高中化学青年骨干教师研修班氯气的生产原理学习教案

1、会计学1温州市高中化学青年骨干教师研修班氯气温州市高中化学青年骨干教师研修班氯气的生产的生产(shngchn)原理原理第一页，共29页。活动一：了解活动一：了解(lioji)海海水的成分水的成分1.化学元素有80多种2.主要(zhyo)有氯化钠、氯化镁、氯化钙、氯化钾等。3.每升海水中约含有30g氯化钠；溴的总储量约为11014t；碘的总储量约为81010t海水中你知道浩瀚的大海中究竟蕴藏着哪些你知道浩瀚的大海中究竟蕴藏着哪些物质吗？海水是什么物质吗？海水是什么(shn me)(shn me)味道？味道？海水中主要含有的物质和各元素的含量海水中主要含有的物质和各元素的含量。第1页/共28页第二

2、页，共29页。0.401.282.6610.6219.10Ca 2+ClNa+SO42海水中几种主要海水中几种主要(zhyo)无机盐的浓度无机盐的浓度 g/kg Mg 2+-以上数据来自(li z)国家海洋信息中心 海洋数据中心 K+0.38第2页/共28页第三页，共29页。 人们是如何人们是如何(rh)(rh)从海水中获得氯化从海水中获得氯化钠的？钠的？活动二：认识活动二：认识(rn shi)海海盐生产盐生产蒸发蒸发(zhngf)，结晶结晶海水晒盐海水晒盐海水海水盐田盐田析出粗盐析出粗盐引入引入风吹日晒风吹日晒H2O蒸发蒸发第3页/共28页第四页，共29页。长芦盐场我国海盐产量最大的盐场，主

3、要分布于河长芦盐场我国海盐产量最大的盐场，主要分布于河北省和天津市的渤海北省和天津市的渤海(b hi)(b hi)沿岸，其中以塘沽盐沿岸，其中以塘沽盐场规模最大，年产盐场规模最大，年产盐119119万吨。万吨。 如果将海洋中的盐全部提取如果将海洋中的盐全部提取(tq)出来，铺在地球的陆地出来，铺在地球的陆地上，可使陆地平均升高上，可使陆地平均升高150m。第4页/共28页第五页，共29页。NaCl俗名俗名“食盐食盐”，它有哪些，它有哪些(nxi)用途呢用途呢？医学：配成浓度医学：配成浓度(nngd)为为.的的“生理食盐生理食盐水水”日常生活日常生活: 是我们是我们(w men)日常生活中的必需

4、日常生活中的必需调味品调味品. 溶雪剂：公路上的积雪可以用氯化钠来消除。溶雪剂：公路上的积雪可以用氯化钠来消除。活动三：认识食盐的用途活动三：认识食盐的用途化工化工：氯碱工业原料生产烧碱、氯气等氯碱工业原料生产烧碱、氯气等第5页/共28页第六页，共29页。 实验实验(shyn)回顾：回顾：活动活动(hu dng)四四：实验探究：实验探究问题问题2：两支试管中产生的气泡是什么物两支试管中产生的气泡是什么物质？质？问题问题1：通电后，我们能看到什么现象呢？通电后，我们能看到什么现象呢？两极上都产生气泡，两者体积比是两极上都产生气泡，两者体积比是1：2氢气和氧气氢气和氧气第6页/共28页第七页，共2

5、9页。实验接通实验接通(ji tn)电源，观察两个管内的变化。电源，观察两个管内的变化。 两极两极(lingj)均产生气均产生气泡泡通电通电(tng din)后有新的气体物质后有新的气体物质生成生成现象：现象：结论：结论：铁棒和碳棒周围分别是什么气体？铁棒和碳棒周围分别是什么气体？预测：预测：氢气氢气氧气氧气氯气氯气（纯）（纯） 安静燃烧，淡蓝色火焰安静燃烧，淡蓝色火焰（不纯）（不纯） 爆鸣现象爆鸣现象带火星的小木条复燃带火星的小木条复燃使湿润的使湿润的KI淀粉试纸淀粉试纸变蓝变蓝问题问题3：将水换成饱和食盐水再通直流电会有什么现象？将水换成饱和食盐水再通直流电会有什么现象？探究探究ab-+铁

6、棒铁棒碳棒碳棒第7页/共28页第八页，共29页。现象现象(xinxing)：结论结论(jiln)：有轻微有轻微(qngwi)的爆鸣声。的爆鸣声。有氢气生成有氢气生成现象：现象：结论：结论：小木条不复燃小木条不复燃湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝有氯气生成有氯气生成a管管b管管实验实验将从将从a管收集的气体移近酒精灯火焰管收集的气体移近酒精灯火焰实验实验用带火星的小木条和湿润的淀粉用带火星的小木条和湿润的淀粉碘化钾试纸检验碘化钾试纸检验b管产生的气体。管产生的气体。+-a管管b管管淀粉碘化钾试纸淀粉碘化钾试纸第8页/共28页第九页，共29页。实验关闭电源，分别实验关闭电源，分别(

7、fnbi)在在U形管两侧注入滴加形管两侧注入滴加12滴滴酚酞试液，观察现象。酚酞试液，观察现象。 现象现象(xinxing)：结论结论(jiln)：负极试管内溶液使酚酞负极试管内溶液使酚酞变红变红负极试负极试管有碱性物质（管有碱性物质（NaOH）生成）生成问题问题5：根据上述现象和结论，您能写出电解氯化钠溶液的化学根据上述现象和结论，您能写出电解氯化钠溶液的化学方程式。方程式。2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O O 2NaOH+H2NaOH+H2 2+ +ClCl2 2 通电通电以电解食盐水为基础制取以电解食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业氯气、烧碱等产品的工业称为称为“氯碱工业氯碱

8、工业”。问题问题4：假如溶液中假如溶液中Cl-全部转化为全部转化为Cl2逸出，此时溶液中大量逸出，此时溶液中大量存在的溶质微粒是什么？存在的溶质微粒是什么？阴极区阴极区 阳极区阳极区第9页/共28页第十页，共29页。问题问题6：氯碱工业生产中：氯碱工业生产中,氯气和氢气混合会引起爆炸氯气和氢气混合会引起爆炸,氯氯气与氢氧化钠气与氢氧化钠(qn yn hu n)反应影响氢氧化钠反应影响氢氧化钠(qn yn hu n)的产量和质量的产量和质量,怎样克服怎样克服?阳离子交换阳离子交换(jiohun)膜膜电解槽电解槽离子交换膜的作用离子交换膜的作用(zuyng)（只允许阳离子通过的半（只允许阳离子通过

9、的半透膜）透膜）第10页/共28页第十一页，共29页。根据氯碱厂原料和产品的性质根据氯碱厂原料和产品的性质(xngzh)，如果你是厂长认为氯碱厂的厂址应如何选（，如果你是厂长认为氯碱厂的厂址应如何选（ ）A、靠海边、靠海边 B、平原、平原(pngyun)地地C、避免人口稠密地区、避免人口稠密地区D、避免自然生态保护区、避免自然生态保护区ABCD（原料（原料(yunlio)）（运输）（运输）（安全性）（安全性）（环保）（环保）活动五：扮演厂长角色活动五：扮演厂长角色第11页/共28页第十二页，共29页。舍勒舍勒 【瑞典【瑞典(ru din)】公元公元1742一一1786 18世纪，人们正致力于采

10、矿事业，瑞典化世纪，人们正致力于采矿事业，瑞典化学家舍勒学家舍勒 也把精力放在了对软锰矿（主要成分也把精力放在了对软锰矿（主要成分是二氧化锰）的研究上。是二氧化锰）的研究上。1774年的一天当他把年的一天当他把软锰矿粉末和浓盐酸混合加热时，惊奇软锰矿粉末和浓盐酸混合加热时，惊奇(jngq)的看到有一种令人窒息且黄绿气体冒出，但舍的看到有一种令人窒息且黄绿气体冒出，但舍勒并未意识到自己发现了新元素，而且把它称勒并未意识到自己发现了新元素，而且把它称为为“脱燃素的盐酸脱燃素的盐酸”这种气体具有魔术般的本领这种气体具有魔术般的本领 。 直到直到1807年，英国化学家戴维对这种气体年，英国化学家戴维对

11、这种气体进行了细致的研究，并于进行了细致的研究，并于1810年年11月在英国皇月在英国皇家学会上正式定名确认上述黄绿色气体，是一家学会上正式定名确认上述黄绿色气体，是一种新元素，英文定名为种新元素，英文定名为“Chlorine”。戴维戴维化学史话化学史话(sh hu)(sh hu)：氯气的发：氯气的发现现 MnO2+4HCl(浓浓) = MnCl2+2H2O+Cl2问题探究：氯碱工业所制氯气用途广泛，当初是谁发现问题探究：氯碱工业所制氯气用途广泛，当初是谁发现了它？了它？活动六：氯气的发现史活动六：氯气的发现史第12页/共28页第十三页，共29页。（）装置：（）装置：请根据氯气的实验室制备原理

12、请根据氯气的实验室制备原理(yunl)选择合适的装置（选择合适的装置（ ）A1A2A3发生发生(fshng)装置装置A2、氯气、氯气(l q)的实验室制法的实验室制法（1 1）原理原理： MnO2+4HCl(浓浓) = MnCl2+2H2O+Cl2 固体固体 + 液体液体 加热加热活动七：氯气实验室制法活动七：氯气实验室制法第13页/共28页第十四页，共29页。收集收集(shuj)装装置：置：请选择收集氯气的方法（提示：已知请选择收集氯气的方法（提示：已知l能溶能溶于水，难溶于饱和于水，难溶于饱和(boh)食盐水食盐水,氯气和氯气和a反反应生成能溶于水的物质应生成能溶于水的物质)（ ）饱和饱和

13、(boh)食食盐水盐水BBBBB3、B4氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液第14页/共28页第十五页，共29页。饱和饱和NaCl溶液溶液浓硫酸浓硫酸思考：这样收集到的氯气纯净吗？如果(rgu)不纯含有什么杂质？应该如何除去？吸收挥发出(fch)的HCl气体“长进长进(zhngjn)短出来洗气短出来洗气” 吸收水蒸汽氯气含有杂质：HCl气体、 水蒸气(已知HCl极易溶于水，l2难溶于饱和食盐水，常见干燥剂有浓硫酸、无水CaCl2 、 P2 O5等)第15页/共28页第十六页，共29页。若想制得纯净若想制得纯净(chnjng)、干燥的氯气请选择、干燥的氯气请选择装置装置(提示：利用上题所给信息提示：利用上题

14、所给信息)（ ）Cl2中混有中混有HCl气体气体(qt)水蒸气水蒸气(饱和饱和(boh)食盐水食盐水)（浓硫酸）（浓硫酸）或或(无水无水CaCl2)饱和食盐水饱和食盐水浓硫酸浓硫酸净化装置净化装置无水无水CaCl2C1C2C3C4P2O5C1、C2第16页/共28页第十七页，共29页。尾气吸收尾气吸收(xshu)装装置：置：NaOH溶液溶液(rngy)D1D2D3实验室制得的多余氯气应如何处理？请选择实验室制得的多余氯气应如何处理？请选择合适合适(hsh)的装置（的装置（ ）D1第17页/共28页第十八页，共29页。发生发生(fshng)装置装置除去(ch q)HCl吸收(xshu)水份收集装

15、置收集装置尾气处理尾气处理净化装置净化装置实验室制备实验室制备洁净干燥洁净干燥氯气的装置图氯气的装置图 可分为几可分为几部分部分?第18页/共28页第十九页，共29页。在下列各装置中，选用在下列各装置中，选用(xunyng)(xunyng)必要的装置、制备纯净干燥的必要的装置、制备纯净干燥的Cl2Cl2，并按从左到右的顺序连接仪器（注意按口连接）的符号表示为：并按从左到右的顺序连接仪器（注意按口连接）的符号表示为： f b c d e h i g 活动活动(hu dng)八：连接八：连接装置装置第19页/共28页第二十页，共29页。活动活动(hu dng)九：算一九：算一算想一想算想一想原子量

16、原子量Mn56 O16 Cl35.5 H1C第20页/共28页第二十一页，共29页。1.1.工业上利用电解饱和食盐水的方法制取工业上利用电解饱和食盐水的方法制取 、 和和 。在与电源正极相连的阳极上方收集到的气。在与电源正极相连的阳极上方收集到的气体能使湿润的体能使湿润的 变蓝色，证明是变蓝色，证明是 ；在与；在与电源负极相连的阴极电源负极相连的阴极(ynj)(ynj)上方收集到的气体是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，则溶液在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞溶液，则溶液 ，证明有证明有 生成。生成。2.2.若电解一段时间后，与电源正极相连的电极上收集到的气若电解一段时间后

17、，与电源正极相连的电极上收集到的气体在标准状况下为体在标准状况下为4.48L4.48L的的 气体，则在与电源负极相连气体，则在与电源负极相连的电极上将收集到的电极上将收集到 g g 气体，在溶液中产生气体，在溶液中产生 gNaOHgNaOH Cl2 H2 NaOH 碘化钾淀粉碘化钾淀粉(dinfn)(dinfn)试纸试纸 Cl2 H2 变红变红 NaOH0.4H2 16随堂练习随堂练习(linx)Cl2 2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2 80克克2克克22.4升升第21页/共28页第二十二页，共29页。随堂练习随堂练习(linx)1、 验室用验室用MnO2制取制取Cl2的叙述正确的是（

18、的叙述正确的是（ ）A、MnO2与稀盐酸共热与稀盐酸共热B、缓慢加热、缓慢加热反应反应 C、用向下排空气法收集、用向下排空气法收集Cl2D、多余氯气常用碱液吸收、多余氯气常用碱液吸收 2、实验室制取氯气的试管壁上粘附有、实验室制取氯气的试管壁上粘附有MnO2，除去粘附的除去粘附的MnO2可用的试剂是（可用的试剂是（ ）A、蒸馏水、蒸馏水 B、氢氧化钾溶液、氢氧化钾溶液C、稀盐酸、稀盐酸 D、热的浓盐酸、热的浓盐酸3、实验室要制得干燥纯净的氯气，应让产生的、实验室要制得干燥纯净的氯气，应让产生的氯气依次通过的试剂是（氯气依次通过的试剂是（ ）A、浓、浓H2SO4,碱石灰碱石灰 B、饱和食盐水、饱

19、和食盐水,浓浓H2SO4C、碱石灰、碱石灰,浓浓H2SO4 D、水、水,饱和食盐水饱和食盐水BDDB第22页/共28页第二十三页，共29页。长颈漏斗应改成分液漏斗烧瓶下应垫石棉网长颈漏斗应改成分液漏斗烧瓶下应垫石棉网应用酒精灯加热应用酒精灯加热 稀盐酸稀盐酸(yn sun)应改为浓盐酸应改为浓盐酸(yn sun)多余多余Cl2应通入应通入NaOH溶液中溶液中通入饱和食盐水通入饱和食盐水B导管应长进短出导管应长进短出D瓶导管应长进短出。瓶导管应长进短出。 4.下图是实验室制备(zhbi)氯气的装置图，请指出其中的错误之处。第23页/共28页第二十四页，共29页。第24页/共28页第二十五页，共2