蘇教版必修一公開課氯氣的生產原理PPT

1、氯氣的生產原理（一）（一） 氯氣的工業(yè)制法氯氣的工業(yè)制法 -電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水（二）（二） 氯氣的實驗室制法氯氣的實驗室制法元素元素濃 度 濃 度 mg.Lmg.L-1-1元素元素濃度濃度mg.Lmg.L-1-1元素元素濃度濃度mg.Lmg.L-1-1氯氯（ClCl）1935019350溴溴（BrBr）6767鋇鋇（BaBa）0.030.03鈉鈉（NaNa）1077010770鍶鍶（SrSr）8 8鉬鉬（MoMo）0.010.01鎂鎂（MgMg）12901290硼硼（B B）4.64.6鈾鈾（U U）0.0030.003硫硫（S S）885885鋰鋰（LiLi）0.170.17鎳鎳（

2、NiNi）0.0020.002鈣鈣（CaCa）400400銣銣（RbRb）0.120.12鈷鈷（CoCo）0.00050.0005鉀鉀（K K）380380碘碘（I I）0.060.06金金（AuAu）0.0000040.000004表表1. 1. 海水中主要元素的含量海水中主要元素的含量表表2 2 每千克海水中幾種氯化物的含量每千克海水中幾種氯化物的含量 海水被稱為化學元素的寶庫，其中含有多達海水被稱為化學元素的寶庫，其中含有多達80多種元素，其中氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、碳、鍶、多種元素，其中氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、碳、鍶、溴（溴（Br）、硼（）、硼（B）、氟（）、氟（F）占）占99.9%

3、海水中所含有的元素大部分以鹽的形式存在。海水中所含有的元素大部分以鹽的形式存在。整個海洋中，溶解的鹽類物質達整個海洋中，溶解的鹽類物質達5 1017t。如果把。如果把這些鹽類物質全部提取出來，均勻地鋪在陸地表面，這些鹽類物質全部提取出來，均勻地鋪在陸地表面，會形成會形成150米厚的鹽層。（其中氯化鈉占米厚的鹽層。（其中氯化鈉占80%以上）以上）思考與討論：思考與討論： 1 1、海水被稱為化學元素的寶庫，其中含有、海水被稱為化學元素的寶庫，其中含有多達多達 多種元素，其中哪一種最多？哪一多種元素，其中哪一種最多？哪一種又被稱為種又被稱為“海洋元素海洋元素”？ 2 2、海水中除水外含量最多的物質是

4、什么？、海水中除水外含量最多的物質是什么？ 3 3、如何從海水中獲得、如何從海水中獲得NaCl NaCl ？ 4 4、你知道、你知道NaCl NaCl 有哪些用途嗎？有哪些用途嗎？ 人們是如何從海水中獲得氯化鈉的？人們是如何從海水中獲得氯化鈉的？海水曬鹽過程海水曬鹽過程 海水海水 蒸發(fā)池蒸發(fā)池 粗鹽粗鹽母液母液 純凈的純凈的NaClNaCl過濾過濾提純提純蒸發(fā)蒸發(fā), ,結晶結晶電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水的裝置電解飽和食鹽水的裝置信息提示：信息提示：（1 1）氯氣能使?jié)駶櫟牡矸郏┞葰饽苁節(jié)駶櫟牡矸墼嚰堅嚰堊兯{變藍 （2 2）與電源）與電源正極正極相連的電極相連的電極-陽極陽極 與

5、電源與電源負極負極相連的電極相連的電極-陰極陰極 1 1、接通電源，觀察、接通電源，觀察U U型管內的變化型管內的變化 2 2、探究、探究a a管是什么氣體（陰極）管是什么氣體（陰極）3 3、探究、探究b b管是什么氣體？（陽極）管是什么氣體？（陽極）4 4、觀察、觀察陰極陰極附近的溶液現(xiàn)象？附近的溶液現(xiàn)象？電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水2NaCl + 2H2O = Cl2 + H2 + 2NaOH 通電通電 陰極產物陰極產物- +黃綠色氣體，遇濕黃綠色氣體，遇濕潤的淀粉碘化鉀試潤的淀粉碘化鉀試紙變藍紙變藍無色氣體，無色氣體，靠近火焰有靠近火焰有爆鳴聲爆鳴聲遇酚酞遇酚酞變紅色變紅色 陽極產物陽極

6、產物圖圖1問題問題6 6探究：有人設計了圖探究：有人設計了圖1 1實實驗裝置圖電解食鹽水，請你驗裝置圖電解食鹽水，請你對比圖對比圖2 2，從以下幾個方面作出評價。，從以下幾個方面作出評價。1 1環(huán)境保護環(huán)境保護2 2安全性安全性 3.3.產品純度產品純度圖圖2氯氣污染大氣氯氣污染大氣圖中圖中NaOH溶液的作用是吸收尾氣氯氣溶液的作用是吸收尾氣氯氣H2和和Cl2 混合不安全，易爆炸混合不安全，易爆炸圖裝置的安全性圖裝置的安全性電解產物電解產物ClCl2 2與與NaOHNaOH溶液發(fā)生反應溶液發(fā)生反應, ,會使得到的會使得到的NaOHNaOH不純不純陽離子交換膜電解槽陽離子交換膜的作用陽離子交換膜

7、的作用 ：能防止陰極產生的能防止陰極產生的H H2 2和陽極產生的和陽極產生的ClCl2 2相混合而引起爆炸相混合而引起爆炸; ;能避免能避免ClCl2 2和和NaOHNaOH溶液作用生成溶液作用生成NaClONaClO而影響燒堿的質量而影響燒堿的質量舍勒舍勒 【瑞典瑞典】 1742 1742一一1786 1786 18 18世紀，人們致力于采礦事業(yè)，世紀，人們致力于采礦事業(yè)， 瑞典瑞典化學家舍勒化學家舍勒 也把精力放在了也把精力放在了軟錳礦軟錳礦（主要主要成分是成分是MnOMnO2 2）的研究上。）的研究上。 17741774年的一天當他把年的一天當他把軟錳礦粉末軟錳礦粉末和和濃鹽濃鹽酸酸混

8、合混合加熱加熱時，驚奇的看到一種時，驚奇的看到一種黃綠色的黃綠色的氣體氣體冒出。冒出。這種這種嗆人嗆人的氣體不但能使染料的氣體不但能使染料褪色，還有許多奇特的性質。褪色，還有許多奇特的性質。 直到直到18071807年，年，英國化學家戴維英國化學家戴維對這種氣對這種氣體進行了細致的研究，并于體進行了細致的研究，并于18101810年年1111月在英月在英國皇家學會上正式定名確認上述黃綠色氣體國皇家學會上正式定名確認上述黃綠色氣體是由一種新元素組成，英文定名為是由一種新元素組成，英文定名為“ChlorineChlorine”，希臘文的意思是，希臘文的意思是“綠色的綠色的”。 由于當時還不能夠大量

9、制得鹽酸，故這種方法只限于由于當時還不能夠大量制得鹽酸，故這種方法只限于實驗室內制氯氣實驗室內制氯氣，并且一直沿用至今。，并且一直沿用至今。二、氯氣的實驗室制法二、氯氣的實驗室制法1 1、反應原料、反應原料： 二氧化錳（固體）二氧化錳（固體）、濃鹽酸（液體）濃鹽酸（液體）2 2、反應原理：反應原理：MnO2+4HCl(濃濃)=MnCl2+Cl2+2H2O注意：注意： MnOMnO2 2是難溶于水的黑色固體；是難溶于水的黑色固體； 反應物只能是濃反應物只能是濃HClHCl，稀，稀HClHCl與與MnOMnO2 2不能發(fā)生反應；不能發(fā)生反應； 反應必須在加熱的條件下進行。反應必須在加熱的條件下進行

10、。二、氯氣的實驗室制法二、氯氣的實驗室制法原料：二氧化錳原料：二氧化錳 （固體）、（固體）、濃濃鹽酸（液體）鹽酸（液體）實驗原理實驗原理MnO2 + 4HCl(濃濃) MnCl2 + Cl2 + 2H2O你能根據這個反應特點你能根據這個反應特點構建出實驗室制構建出實驗室制取氯氣的實驗裝置嗎？取氯氣的實驗裝置嗎？下面有三種常見的氣體發(fā)生裝置，請根據氯氣的實驗室下面有三種常見的氣體發(fā)生裝置，請根據氯氣的實驗室制備原理選擇合適的裝置（制備原理選擇合適的裝置（ ）A A2 2實驗室制實驗室制O O2 2實驗室制實驗室制COCO2 2、H H2 2實驗室制實驗室制ClCl2 2固固+ +固固固固+ +液

11、液固固+ +液液可根據可根據反應物狀態(tài)反應物狀態(tài)和和反應條件反應條件選擇氣體選擇氣體發(fā)生裝置發(fā)生裝置A1下面有四種常見的氣體收集裝置，請根據下列提示的下面有四種常見的氣體收集裝置，請根據下列提示的ClCl2 2的性質選擇合適的裝置（的性質選擇合適的裝置（ ）1、Cl2 有毒，且密度比空氣大有毒，且密度比空氣大2、Cl2能溶于水，難溶于飽和食鹽水能溶于水，難溶于飽和食鹽水飽和食鹽水飽和食鹽水B BB BB BB BNaOHNaOH溶液溶液可根據可根據氣體的密度氣體的密度和和溶解度溶解度選擇氣體選擇氣體收集裝置收集裝置B B2 2 B B3 3 B B4 4這樣制得的這樣制得的ClCl2 2中可能

12、含有哪些雜質？中可能含有哪些雜質？ClCl2 2HClHCl氣體氣體水蒸氣水蒸氣可根據可根據雜質的性質雜質的性質選擇氣體選擇氣體凈化裝置凈化裝置. .（ C C2 2 ）（ C C ）1、Cl2能溶于水，難溶于飽和食鹽水，能溶于水，難溶于飽和食鹽水， HCl易溶于飽和食鹽水易溶于飽和食鹽水2、Cl2能與能與NaOH反應，生成能溶于水的物質反應，生成能溶于水的物質 若想制得若想制得純凈、干純凈、干燥燥的氯氣，請根據提示信息選擇合適的裝置。的氯氣，請根據提示信息選擇合適的裝置。實驗室制得的多余氯氣可以直接排到空氣中去嗎？如果實驗室制得的多余氯氣可以直接排到空氣中去嗎？如果不可以，應如何處理？請選擇

13、合適的裝置（不可以，應如何處理？請選擇合適的裝置（ ）可根據可根據氣體的性質氣體的性質選擇選擇尾氣吸收裝置尾氣吸收裝置D D1 1 D D2 21、Cl2有毒。有毒。2、Cl2能與能與NaOH溶液反應，生成能溶于水的物質溶液反應，生成能溶于水的物質3、Cl2不能燃燒不能燃燒實驗室制備氯氣的裝置圖實驗室制備氯氣的裝置圖發(fā)生裝置發(fā)生裝置收集裝置收集裝置尾氣吸收裝置尾氣吸收裝置主要儀器：主要儀器：分液漏斗、圓底燒分液漏斗、圓底燒瓶、鐵架臺、石棉網、酒精燈、瓶、鐵架臺、石棉網、酒精燈、集氣瓶、燒杯、導管、雙孔橡集氣瓶、燒杯、導管、雙孔橡皮塞等皮塞等 -組裝順序：組裝順序：從下到上，從左到右從下到上，從

14、左到右拆卸順序：拆卸順序：從右到左，從上到下從右到左，從上到下連一連連一連制取氯氣制取氯氣吸收氯氣吸收氯氣 收集氯氣收集氯氣干燥氯氣干燥氯氣除去氯化氫除去氯化氫氣體凈化氣體凈化MnO2+4HCl(濃濃) = MnCl2+2H2O+Cl2發(fā)生裝置發(fā)生裝置凈凈 化化 裝裝 置置收集收集裝置裝置尾氣處尾氣處理理裝置裝置實驗室制備實驗室制備干燥純凈干燥純凈氯氣的裝置圖氯氣的裝置圖實驗室制氯氣時有如下操作，操作順序正確的是實驗室制氯氣時有如下操作，操作順序正確的是 （ ）連接好裝置，檢查氣密性緩緩加熱，加快反連接好裝置，檢查氣密性緩緩加熱，加快反應，使氣體均勻逸出應，使氣體均勻逸出在燒瓶中加入二氧化錳粉

15、末在燒瓶中加入二氧化錳粉末往分液漏斗中加入濃鹽酸，再緩緩滴入燒瓶中往分液漏斗中加入濃鹽酸，再緩緩滴入燒瓶中用向上排空氣法收集氯氣，尾氣導入吸收劑中用向上排空氣法收集氯氣，尾氣導入吸收劑中A A B B C C D D C1、工業(yè)上利用電解飽和食鹽水的方法制取 、 和 。在電源正極上方收集到的氣體能使?jié)駶櫟?變藍色，證明是 ；在電源負極上方收集到的氣體是 ，在電極附近的水溶液中滴幾滴酚酞溶液，則溶液 ，證明有 生成。Cl2 H2 NaOH 淀粉碘化鉀試紙淀粉碘化鉀試紙 Cl2 H2 變紅變紅 NaOH2、使用濃鹽酸與足量的MnO2共熱制Cl2，實際產生的Cl2總比理論值低，其主要原因是什么？ 稀

16、鹽酸與稀鹽酸與MnOMnO2 2不反應，隨著反應的進行，濃鹽不反應，隨著反應的進行，濃鹽酸的物質的量濃度逐漸變小。酸的物質的量濃度逐漸變小。 隨堂練習隨堂練習 、電解飽和食鹽水時，氯氣產生、電解飽和食鹽水時，氯氣產生 在電在電源（源（ ）極相連的（）極相連的（ ）棒，氫氣）棒，氫氣產生于和電源產生于和電源 （ ）極相連的（）極相連的（ ）棒，堿產生（棒，堿產生（ ）棒的周圍。）棒的周圍。正正石墨石墨負負鐵鐵鐵鐵2、若電解一段時間后，電源正極上方收、若電解一段時間后，電源正極上方收集到的氣體在標準狀況下為集到的氣體在標準狀況下為4.48L，則在，則在電源負極上方將收集到電源負極上方將收集到 g氣

17、氣體體 ，在溶液中產生，在溶液中產生 gNaOH。0.4H2 16長頸漏斗應改成分液漏斗燒瓶下應墊石棉網長頸漏斗應改成分液漏斗燒瓶下應墊石棉網應用酒精燈加熱稀鹽酸應改為濃鹽酸應用酒精燈加熱稀鹽酸應改為濃鹽酸多余多余Cl2應通入應通入NaOH溶液中溶液中3、下圖是實驗室制備氯氣的裝置圖，請指出其中的錯誤。 如圖所示是某學生設計的實驗室制備干燥如圖所示是某學生設計的實驗室制備干燥Cl2及吸收多余氯氣的實驗裝置，請回答：及吸收多余氯氣的實驗裝置，請回答：l(1)指出上述圖中的各處錯誤：指出上述圖中的各處錯誤：(2)在改正后的裝置中，下列物質飽和食鹽在改正后的裝置中，下列物質飽和食鹽水水,濃硫酸濃硫酸

18、,NaOH溶液的作用分別是：溶液的作用分別是： (1)指出上述圖中的各處錯誤：指出上述圖中的各處錯誤： _； _； _ ； _。 (2)在改過后的裝置中，下列物質的作用分別是：在改過后的裝置中，下列物質的作用分別是： 飽和食鹽水飽和食鹽水_； 濃硫酸濃硫酸_； NaOH溶液溶液_。不能用稀鹽酸，而應用濃鹽酸不能用稀鹽酸，而應用濃鹽酸應有加熱裝置，應用酒精燈加熱應有加熱裝置，應用酒精燈加熱盛濃硫酸和飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒盛濃硫酸和飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒兩洗氣瓶里進氣導管和出氣導管的長短不對兩洗氣瓶里進氣導管和出氣導管的長短不對除去除去Cl2中的氯化氫中的氯化氫除去氯氣中的水蒸氣除去氯氣中的水蒸氣吸收多余的氯氣吸收多余的氯氣 1.海水中含量最多的離子是 A.鈉離子 B.氯離子 C.鈣離子 D.鎂離子 2.若電解的是未精制的飽和食鹽水（即是粗鹽溶于水），結果很快在某一電極附近出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，造成渾濁的難溶物主要是 A.碳酸