氯气的发现与制备

浩瀚、美丽的大海大海人类的宝藏资料卡片大海有几十种化学元素，蕴藏着丰富的化学资源。据推测，海水中含盐约3%。大部分以盐的形式存在，氯是最重要的成盐元素。每千克海水中几种氯化物的含量含量/g

海水主要含有NaCl以及MgCl2、MgSO4等盐类，致使海水既咸又苦，不能直接饮用如果将海水中的盐类全部提取出来，铺在地球的陆地上，可以使陆地平均升高150m专题3从海水中获得的化学物质海水中主要元素的含量表

元素浓度（mg/L）元素浓度（mg/L）元素浓度（mg/L）元素浓度（mg/L）锂0.17铷0.12钾380铯0.0005硼4.6锶8钙400钡0.03钠10770钼0.01钴0.0005金0.000004镁1290银0.00004镍0.002汞0.00003硫885镉0.00011溴67铀0.003氯19350碘0.06

海洋元素1×1014t8×1010t

有数据指出，每一立方千米的海水中含氯化钠4×107t，氯气又是重要的化工原料，那么是谁发现了氯气，实验室和工业生产中怎样制备氯气呢？专题3从海水中获得的化学物质第一单元氯气及氯的化合物氯气的发现与制备一、氯气的发现1774年瑞典化学家舍勒发现了氯气1810年，英国化学戴维研究后得出这种气体只有一种元素组成。早年，我国曾命名为“绿气”，后改为“氯气”。

氯气的发现应该归功于瑞典化学家舍勒（1742年～1786年），他是在1774年发现这种气体的，当他加热黑色的二氧化锰与盐酸的混合物时，发现产生了一种烟雾，并与加热王水时所生成的烟雾是完全一样的。舍勒制备了氯气以后，把它溶解在水中，却发现这种水溶液对纸张、蔬菜和花都具有水久性的漂白作用；他还发现氯气能与金属氧或金属化合物发生化学反应。从1774年舍勒发现氯气以后，一直到1810年，这种气体的性质先后经过贝托霍、拉瓦锡、盖一吕萨克、泰纳、贝采利乌斯等人的研究，然而第一个指出氯气是一种化学元素的科学家却是戴维，他在伦敦英国皇家学会上宣布这种由舍勒发现的气体是一种新的化学元素，它在盐酸中与氢化合。他将这种化学元素定名为氯，这个名称出自希腊文“Chloros”，这个词有多种解释，例如“绿色”“绿色的”“绿黄色”或“黄绿色”。戴维的这种推论获得了公认。化学史料加热黑色的二氧化锰与盐酸二、氯气的制备---实验室制法1.反应原理注意：盐酸的性质：还原性、酸性（1）稀盐酸与二氧化锰不反应（2）此反应必须加热（3）小火微热，缓缓滴加MnO2＋4HCl(浓)==MnCl2＋Cl2↑＋2H2O△思考：1、使用含4molHCl的浓盐酸与足量的MnO2共热能制取Cl2的物质的量是多少？2、实际产生的Cl2总比理论值低，其主要原因是什么？随着反应的进行，浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小，稀盐酸与MnO2不反应，另有HCl挥发。为什么用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，要缓缓加热，不能强热？浓盐酸有很强的挥发性，强热时能挥发出大量的氯化氢气体和水蒸气，而使制得的氯气中含有大量的杂质；另一方面，又降低了HCl的利用率。（1）气体发生装置2.实验装置发生装置如何选择？多孔隔板固+固气△固+液→气H2、CO2固(液）+液气△选择依据：反应物状态和反应条件讨论：根据氯气的实验室制备原理选择那种装置？（1）气体发生装置2.实验装置固（液）+液加热型仪器:铁架台(带铁圈、铁夹)、酒精灯、圆底烧瓶、石棉网、分液漏斗、双孔塞、玻璃导管。使用分液漏斗加试剂的优点：可以控制液体的用量收集密度比空气大的气体收集难溶或微溶于水的气体收集密度比空气小的气体收集装置如何选择？（2）气体收集装置讨论：根据Cl2的性质选择哪种收集装置？1、Cl2有毒，且密度比空气大2、Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水选择依据：气体的密度和溶解性（2）气体收集装置①向上排空气法②排饱和食盐水法短进长出思考：实验室制得的多余氯气可以直接排到空气中去吗？应如何处理？长进短出难以吸收的可燃气体可以点燃处理吸收气体

少量尾气可以集于气球中选择依据：气体的性质（3）尾气处理装置信息：1、Cl2有毒2、Cl2能与NaOH溶液反应，生成能溶于水的物质3、Cl2不能燃烧选择依据：气体的性质（3）尾气处理装置用浓NaOH溶液吸收发生装置收集装置尾气吸收装置这样收集到的氯气纯净吗？Cl2HCl气体水蒸气选择依据：杂质的性质若想制得纯净、干燥的氯气，请根据提示信息选择合适的装置1、Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水，HCl易溶于饱和食盐水2、Cl2能与NaOH反应，生成能溶于水的物质Cl2HCl气体水蒸气（3）净化装置无水CaCl2C5（C2

）（C４

C5）除水蒸气浓H2SO4除HCl气体

饱和食盐水选择依据：杂质的性质（3）净化装置饱和食盐水浓硫酸（P2O5、无水CaCl2)

根据以上的选择和制取氯气的反应原理，请设计制取干燥、纯净的氯气的实验装置。请同学们进行分组讨论。画出制取氯气的整套装置图。除去HCl除去水蒸气讨论：装有饱和食盐水装置和装有浓硫酸装置位置能否调换？为什么？小结：氯气的实验室制法1.原理：MnO2+4HCl(浓)===MnCl2+Cl2↑+2H2O2.发生装置：“固+液”加热型制气体3.净化装置：饱和食盐水——除氯化氢气体浓硫酸——除水蒸气4.收集装置：向上排空气法/排饱和食盐水5.尾气处理：NaOH溶液△实验室制备气体装置气体发生装置气体净化装置气体收集装置尾气处理装置实验步骤（1）组装仪器（顺序？）（2）检验气密性（方法？）（3）装药品（原则？）（4）验满（方法？）1、实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是（）①连接好装置，检查气密性②缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出③在烧瓶中加入二氧化锰粉末④往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中⑤用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中A.①②③④⑤B.④③①②⑤C.①③④②⑤D.①④③②⑤C2、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。C3、某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气，装置中有六处错误，请指出。

①

，②

，③

，④

，⑤

，⑥

。

烧瓶下面缺石棉网

铁圈下面缺酒精灯原料使用了稀盐酸

不应使用长颈漏斗

盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了洗气瓶D的气体入口导管应深插在液面下，而出口导管应靠近瓶塞

4、如何实验验证KClO3中含有氯元素？5、有三种黑色粉末分别为CuO、MnO2、碳黑，能否用一种试剂加以鉴别？化学史料-----《天工开物》中的煮盐图?思考：从海水中提取出来的氯化钠经过提纯，都有哪些用途呢？三、氯气的制备---工业制法观察思考：按如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。阴极阳极三、氯气的制备---工业制法观察思考：按如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。两极均产生气泡有轻微的爆鸣声黄绿色铁棒周围溶液的颜色变红根据实验现象推断电解饱和食盐水(1)阳极产生什么物质？(2)阴极产生什么物质？(3)写出发生的化学方程式。(4)碳棒端产生的气体为什么要通入到氢氧化钠溶液？阳极产生Cl2阴极产生H2和Na