氯氣的制備課件

制作：孫秀民氯氣的制備高三化學實驗復習[教學目標]1、掌握氯氣的工業(yè)制法和實驗室制法。2、通過引導學生觀察、分析演示實驗的現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的觀察和分析問題的能力。3、培養(yǎng)學生熱愛科學的思想，對學生進行環(huán)境保護教育。[重點、難點]氯氣的實驗室制法。1、工業(yè)制備(1)電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）：電解的化學方程式為：

2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2↑電解的離子方程式為：

2Cl-+2H2O===2OH-+Cl2↑+H2↑(2)電解熔融的氯化鈉：電解的化學方程式為：2NaCl===2Na+Cl2↑2、實驗室制備(1)反應原理:通電通電通電氯氣的實驗室制法(討論)實現(xiàn)Cl

Cl

Cl的轉化,分別需加入氧化劑還是還原劑?-10+1實驗室制取氯氣常用MnO2和濃鹽酸為原料(反應需加熱)MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑MnO2+4H++2Cl-=Mn2++2H2O+Cl2↑用氧化劑在適當?shù)臈l件下將負一價氯氧化成為零價氯。

MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑MnO2+4H++2Cl-=Mn2++2H2O+Cl2↑討論（1）指出氧化劑、還原劑及電子轉移情況MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑氧化劑還原劑得到2e-失去2×e-（2）裝置的先擇如何呢？項目發(fā)生裝置類型發(fā)生裝置的儀器收集方法Cl2H2H2項目發(fā)生裝置類型發(fā)生裝置的儀器收集方法O2固液不加熱排水法（或向下排空集氣法固液加熱向上排空集氣法或排飽和食鹽水法固固加熱排水法（或向上排空集氣法（3）用什么樣的方法收集氯氣呢？選擇氣體發(fā)生裝置的原則：反應物的狀態(tài)和反應條件（4）多余的Cl2如何處理？（5）Cl2中混有哪些雜質(zhì)，怎樣提純、干燥？（6）實驗步驟如何？通入NaOH溶液中吸收。

HCl、H2O將其先通入飽和食鹽水中除HCl氣體，再通入濃硫酸中除去H2O。①連接好裝置，檢查氣密性②在燒瓶中加入二氧化錳粉末③往分液漏斗中加入濃鹽酸，再緩緩滴入燒瓶中④緩緩加熱，加快反應，使氣體均勻逸出⑤用向上排空氣法收集氯氣，尾氣導入吸收劑中實驗步驟Cl2的制備Cl2中混有HCl和H2O（g）Cl2的制備、提純、吸收小結①因濃鹽酸有揮發(fā)性，制氯氣裝置應使用分液漏斗（儀器）.②滴加濃鹽酸不能過快，加熱方式為微熱。③氯氣中含有HCl、水氣，先通過盛飽和食鹽水的洗氣瓶，再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶。④多余的氯氣應使用NaOH溶液吸收，反應的離子方程式為：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O⑤為確保實驗過程中分液漏斗里的液體順利流下，可采取的方法有：一是把分液漏斗和圓底燒瓶用橡皮管相連通、二是在分液漏斗下端套一個小試管。1、使?jié)恹}酸與足量的MnO2共熱制Cl2、實際產(chǎn)生的Cl2總比理論值低，其主要原因是什么？稀鹽酸與MnO2不反應，隨著反應的進行，濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度逐漸變小。討論2、下圖是實驗室用來制取干燥、純凈氯氣的裝置；由于裝置和使用藥品有錯誤而未能在D瓶中收集到Cl2；請指出裝置中的錯誤①長頸漏斗應改成分液漏斗．②燒杯下應填石棉網(wǎng)．③應用酒精燈加熱．④稀鹽酸應改為濃鹽酸．⑤多余Cl2應通入NaOH溶液中3、實驗室還可用KMnO4或KClO3代替MnO2與濃鹽酸反應制氯氣2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2

↑KClO3+6HCl=KCl+3H2O+3Cl2↑思考

上述反應的氧化劑、還原劑、分別是何物質(zhì)？電子轉移的方向和數(shù)目能標出嗎？得10e-失10e-氧化劑KMnO4還原劑HCl2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2

↑+8H2O4、想一想：能不能設計一實驗證明起漂白性作用的是HClO而不是Cl2？提示：實驗室制得的Cl2中含有水蒸汽，同學們能不能根據(jù)課本HClO的漂白實驗得到啟發(fā)，將Cl2的制取裝置與HClO的漂白實驗裝置組合成一套實驗裝置？課堂練習1.實驗室制取下列氣體的反應既是分解反應,又是氧化還原反應的是(

)A.NO2B.O2

C.Cl2D.CO22.用二氧化錳和濃鹽酸制取氯氣,當有0.4L10mol/LHCl被氧化時,生成的氯氣在標準狀況下的體積為(

)A.22.4LB.44.8LC.67.2LD.89.6LBB3.將0.15mol的MnO2與過量的12mol/L的濃鹽酸反應,和50mL12mol/L的濃鹽酸與足量的MnO2反應兩者產(chǎn)生的Cl2相比(其他反應條件相同)(

)A.一樣多B.前者較后者多

C.后者較前者多D.無法比較B4.有人設計了以下六步操作制備氯氣，其操作順序為：①向分液漏斗中加入濃鹽酸,并將導氣管插入集氣瓶②檢查裝置的氣密性③把酒精燈放在鐵架臺上,根據(jù)酒精燈火焰確定鐵圈高度,固定鐵圈,放上石棉網(wǎng)④在燒瓶上裝好分液漏斗,安裝好導氣管⑤向燒瓶中裝入二氧化錳固體⑥將燒瓶固定在鐵架臺上

④③⑥②⑤①5.在氯酸鉀的分解反應里，二氧化錳的催化問題，到目前還沒有肯定的解釋。鑒于制得的氧氣中有氯氣的氣味，生成的氯化鉀又略帶紫紅色，認為反應過程如下（已配平）：Ⅰ：2KClO3+2MnO2=2A+B↑+C↑Ⅱ：2A=D+MnO2+C↑Ⅲ：B+D=2KCl+□+C↑（1）反應Ⅰ中氧化產(chǎn)物是

（填化學式）（2）反應Ⅲ化學方程式為

（3）按上述反應過程，若制取1.5molO2，總共有

mol電子發(fā)生轉移?！窘馕觥?/p>

抓住題中的信息：有Cl2生成，有紫紅色物質(zhì)（為KMnO4），及A受熱分解，推得A為KMnO4，C為O2，則B為Cl2；再根據(jù)MnO2作催化劑，推斷出□中物質(zhì)為MnO2。由2KClO3+2MnO2=2KMnO4+Cl2↑+O2↑①

2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑②Cl2+K2MnO4=2KCl+MnO2+O2↑③

推測：每步反應均得到0.5molO2，其中反應②和③分別轉移2mole-，而反應①中Cl從+5→0價，轉移電子5mol，共計2+2+5=9△Ⅰ：2KClO3+2MnO2=2A+B↑+C↑Ⅱ：2A=D+MnO2+C↑Ⅲ：B+D=2KCl+□+C↑（1）反應Ⅰ中氧化產(chǎn)物是

（填化學式）（2）反應Ⅲ化學方程式為

（3）按上述反應過程，若制取1.5molO2，總共有

mol電子發(fā)生轉移。KMnO4、Cl2、O2Cl2+K2MnO4＝2KCl+MnO2+O2↑△9【解題回顧】

一是根據(jù)反應現(xiàn)象推測產(chǎn)物，二是明確催化劑參與反應，最后還原生成催化劑。不能根據(jù)總反應式：2KClO3＝2KCl+3O2↑來推出轉移電子數(shù)為6。6.2000年全國高考題)實驗室可用氯氣與金屬鐵反應制備無水三氯化鐵,該化合物呈棕紅色,易潮解,100℃左右時升華,下圖是兩個學生設計的實驗裝置,左邊的反應裝置相同,而右邊的產(chǎn)物收集裝置則不同,分別如(Ⅰ)(Ⅱ)所示:(1)B中反應的化學方程式為：

。(2)D中的反應開始前,需排除裝置中的空氣,應采取的方法是

(3)D中反應的化學方程式為：

。(4)裝置(Ⅰ)的主要缺點是：

。(5)裝置(Ⅱ)的主要缺點是：

如果選用此裝置來完成實驗,則必須采取的改進措施是：MnO2+4HCl(濃)MnO2+Cl2↑+2H2O△B中的反應進行一段時間后，看到黃色氣體充滿裝置，再開始加熱D2Fe+3Cl22FeCl3△導管易被產(chǎn)品堵塞；尾氣排入空氣中，易造成環(huán)境污染。

產(chǎn)品易受潮解。

在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置。(或其它合理答案)。

【小結】此題綜合了氯氣的性質(zhì)、制法，三氯化鐵的性質(zhì)和制取，化學實驗操作及實驗裝置等問題。此題中涉及的制取氯氣和三氯化鐵的原理比較簡單，排除裝置中空氣的方法屬常識性操作，（1）、（2）、（3）問容易作答。只要根據(jù)題給信息，對裝置（Ⅰ）、（Ⅱ）的不同部分進行對比分析，答案就在（Ⅰ）、（Ⅱ）兩圖中，（4）、（5）問即可得解。1.裝置（Ⅰ）中三氯化鐵由D進入E是通過細玻璃管，而裝置（Ⅱ）D直接插入E中，此二法那一種更好呢？根據(jù)題給信息，三氯化鐵在100℃左右升華，D管生成的三氯化鐵已是蒸氣，溫度降低即凝結成固體顆粒，細玻璃管就會被堵塞，此為裝置（Ⅰ）的缺點之一。2.裝置（Ⅱ）中E下邊有一盛有NaOH溶液的洗氣瓶。NaOH溶液的作用是什么呢？聯(lián)想到氯氣是有毒氣體，實驗時的尾氣排入空氣前必須用NaOH溶液來吸收，而裝置（Ⅰ）中沒有，此為裝置（Ⅰ）的缺點之二。

3.裝置（Ⅰ）中E右邊連有盛濃H2SO4的洗氣瓶，而裝置（Ⅱ）中沒有。濃H2SO4在此起什么作用呢？根據(jù)題目所給信息，三氯化鐵易潮解，要制得無水三氯化鐵，必須在制取三氯化鐵裝置前后都要設計干燥裝置（這點原題D管前已經(jīng)設計出此信息）。裝置（Ⅱ）未這樣設計即為缺點，需在E、F之間連接干燥裝置延伸·拓展

7.現(xiàn)用濃鹽酸、MnO2共熱制Cl2，并用Cl2和Ca(OH)2反應制少量漂白精，現(xiàn)已知反應Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2OΔH＜0，若溫度稍高即發(fā)生副反應6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O。甲、乙、丙三人分別設計三個裝置，如下圖所示。石灰（1）請從：a不容易控制反應速率，b容易控制反應速率，c有副反應發(fā)生，d可防止副反應發(fā)生，e污染環(huán)境，f可防止污染環(huán)境，幾個方面對上述甲、乙、丙三套裝置的優(yōu)缺點作出評析，并選擇符合題目要求的選項填在空格內(nèi)。

（2）上圖中甲由a、b兩部分組成，乙由c、d、e三部分組成，丙由f、g組成，從上述甲、乙、丙三套裝置中選出合理的部分（按氣流從左到右的方向）組裝一套較為完善的實驗裝置

（填所選部分的編號）優(yōu)點缺點甲裝置乙裝置丙裝置（3）實驗中若用12mol/L的濃鹽酸100mL與足量的MnO2反應，最終生成Ca(ClO)2的物質(zhì)的量小于0.15mol，其可能的主要原因是

。（假定各步反應均無反應損耗且無副反應發(fā)生）?！窘馕觥?/p>

根據(jù)題給藥品，制取氯氣應用裝置c或f，依據(jù)題給信息氯氣與Ca(OH)2的反應是放熱反應，且溫度高時易發(fā)生副反應，所以制漂白精時應采取降溫措施。氯氣有毒，需進行尾氣處理。石灰（1）優(yōu)點缺點甲裝置乙裝置丙裝置daebfcbcea不容易控制反應速率，b容易控制反應速率，c有副反應發(fā)生，d可防止副反應發(fā)生，e污染環(huán)境，f可防止污染環(huán)境.石灰（2）上圖中甲由a、b兩部分組成，乙由c、d、e三部分組成，丙由f、g組成，從上述甲、乙、丙三套裝置中選出合理的部分（按氣流從左到右的方向）組裝一套較為完善的實驗裝置

（填所選部分的編號）c或（f）、b、e（3）實驗中若用12mol/L的濃鹽酸100mL與足量的MnO2反應，最終生成Ca(ClO)2的物質(zhì)的量小于0.15mol，其可能的主要原因是