新苏教版高中化学必修1教学设计2：3.1.1 氯气的发现与制备

新苏教版高中化学必修1PAGEPAGE1第一单元氯气及氯的化合物第1课时氯气的发现与制备教学目标1.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。2.认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。教学重点氯气的实验室制取原理及工业生产原理。教学难点氯气的实验室制取原理及工业生产原理。教学过程（课程引入）我们居住的地球是一个淡蓝色的星球，地球表面积的71%为海水所覆盖，并且在海水中还有丰富的化学资源，其中含有的化学元素有80多种。今天，我们来了解一下海水中主要元素的含量。海水中含量最丰富的是氯化物，主要是氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙这四种。含量最高的是氯化钠，一千克水中就约含有27.2克氯化钠。（提出问题）是谁发现了氯气，实验室和工业生产中怎样制备氯气呢？（学生活动）阅读教材58——59页内容。（教师讲解）海水中含有大量的氯元素，但其单质氯气的化学性质非常活泼，在自然界中不存在游离态（即单质）的氯，都以化合态的形式存在。直到1774年，瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿（主要成分是MnO2）混合在一起加热，意外地发现了一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。1810年，英国化学家戴维仔细研究了这种黄绿色气体，并将其命名为氯气。上述反应可用于实验室制备氯气。（实验演示）实验室制取氯气的实验的演示思考并完成下列问题：1.反应原理：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2.装置：（1）气体发生装置类型：固液加热装置（2）发生装置所用仪器的名称为圆底烧瓶、分液漏斗（3）装置C的作用是除去HCl。（4）装置D的作用是除去H2O。3.收集方法：（1）向上排空气法（2）排饱和食盐水法4.验满方法：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。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尾气，防止污染空气。过渡：工业上对氯气的需求量很大。大量生产氯气不仅要求原料易得，而且价格也是必须考虑的重要因素，因此地球上巨量的海水就成为制备氯气首选的原料。19世纪，科学家发明了电解饱和食盐水制取氯气的方法，为工业制备氯气奠定了基础。如今，工业生产氯气主要是通过海水晒盐得到粗盐，除去杂质后，电解氯化钠饱和溶液来制备。（实验演示）电解饱和食盐水实验的演示。观察思考：（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。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（问题思考）电解饱和食盐水的方程式书写。（学生回答）2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。（教师讲解）电解饱和食盐水后产生了氯气，同时也产生了氢氧化钠，工业上以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”。它是目前化学工业的重要支柱之一。板书设计氯气的发现与制备1.实验室制取氯气原理：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2.氯气的工业生产原理：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑课堂小结1.检验氯气的方法：（1）能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。（2）能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色。2．实验室制法应注意：（1）制取时要注意反应条件是“浓盐酸”和“加热”，随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐降低，一旦盐酸成为稀盐酸，反应将不再进行。（2）若无MnO2，可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等氧化剂代替，如2KMnO4＋16HCl(浓)=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。（3）收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法。（4）净化方法：用饱和食盐水除去HCl，再用浓H2SO4除去水蒸气。（5）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免残留气体污染空气。当堂检测1．电解饱和食盐水制取Cl2，除得到Cl2外，还能得到的物质是()A．H2和NaOHB．HCl和HClOC．NaClO和NaClD．Ca(ClO)2和CaCl2【答案】A2．下列关于电解饱和食盐水过程的说法正确的是()A．电解饱和食盐水的工厂可以生产盐酸B．与电源正极相连的电极区有NaOH生成C．与电源负极相连的电极上有氯气生成D．电解饱和食盐水的过程中Na＋物质的量减小【解析】根据电解饱和食盐水的原理，在与电源正极相连的石墨棒上产生Cl2，与电源负极相连的铁棒上产生H2和NaOH故B、C错。脱离溶液的只有H2和Cl2，故n(Na＋)不变，D错；H2和Cl2可制盐酸，故A正确。【答案】A3．实验室用下列两种方法制取氯气：①用含4molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量浓盐酸反应，若不考虑HCl的挥发，则反应后所得氯气的物质的量()A．方法①比方法②多B．方法②比方法①多C．两种方法一样多D．无法比较【解析】MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O87g4mol1mol若4molHCl完全反