高中化學(xué)專題3從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)第1單元第1課時(shí)氯氣的發(fā)現(xiàn)與制備教學(xué)案蘇教版必修第一

第1課時(shí)氯氣的發(fā)現(xiàn)與制備發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.能運(yùn)用發(fā)展的、相互聯(lián)系的、對立統(tǒng)一的觀點(diǎn)理解化學(xué)變化，培養(yǎng)變化觀念與平衡思想的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.初步掌握實(shí)驗(yàn)探究元素及其化合物性質(zhì)的基本方法，掌握氯氣的制備方法，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的化學(xué)核心素養(yǎng)。1．氯氣的發(fā)現(xiàn)1774年瑞典化學(xué)家舍勒把濃鹽酸與軟錳礦(主要成分是MnO)混合在一起加熱，意外地發(fā)2現(xiàn)了一種具有強(qiáng)烈刺激性氣味的黃綠色氣體——氯氣。2．氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法△)=====MnCl＋Cl↑＋2HO。222(1)反應(yīng)原理：MnO＋4HCl(濃2(2)實(shí)驗(yàn)裝置①A裝置為氣體發(fā)生裝置，作用是制備氣體。②B裝置為收集裝置，作用是收集氣體。C③裝置為尾氣處理裝置，作用是吸收多余Cl。23．氯氣的工業(yè)制法以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣、燒堿等產(chǎn)品的工業(yè)稱為氯堿工業(yè)。通電(1)氯氣的制備原理：反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl＋2HO=====2NaOH＋H↑＋Cl↑。222(2)實(shí)驗(yàn)室電解飽和食鹽水①實(shí)驗(yàn)裝置：②實(shí)驗(yàn)操作a．接通電源，觀察鐵棒和石墨棒上發(fā)生的現(xiàn)象。通電一段時(shí)間后，將小試管套在a管上，收集U形管左端產(chǎn)生的氣體。2min后，提起小試管，并迅速用拇指堵住試管口，移近點(diǎn)燃的酒精燈，松開拇指，檢驗(yàn)收集到的氣體。b．取一支小試管，用向上排空氣法收集從b管導(dǎo)出的氣體，觀察收集到的氣體的顏色。c．關(guān)閉電源，打開U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，觀察溶液顏色的變化。②實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a出現(xiàn)爆鳴聲b產(chǎn)生黃綠色的氣體結(jié)論a管中氣體為氫氣b管中氣體為氯氣鐵棒端溶液變紅、U形管左端溶液顯堿性、石墨棒端溶液不變色U形管右端溶液不顯堿性c③實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)推斷電解飽和食鹽水的產(chǎn)物是H、Cl、NaOH溶液。221．判斷正誤(正確的打“√〞，錯(cuò)誤的打“×〞。)(1)自然界中既有游離態(tài)的氯又有化合態(tài)的氯氣單質(zhì)。(×)(2)瑞典化學(xué)家舍勒發(fā)現(xiàn)了氯氣。(√)(3)工業(yè)上制取氯氣的化學(xué)方程式為MnO＋4HCl(濃)=====MnCl＋Cl↑＋2HO。(×)△22222．工業(yè)上電解飽和食鹽水制Cl和實(shí)驗(yàn)室用軟錳礦與濃鹽酸反應(yīng)制Cl相同的原理是22()A．都是將負(fù)價(jià)的氯轉(zhuǎn)變?yōu)榱銉r(jià)的氯-2-/8B．都是將正價(jià)的氯轉(zhuǎn)變?yōu)榱銉r(jià)的氯C．都是復(fù)分解反應(yīng)D．都是置換反應(yīng)通電A[電解飽和食鹽水制Cl的原理是2NaCl＋2HO=====2NaOH＋H↑＋Cl↑，實(shí)驗(yàn)室用MnO22222△與濃鹽酸反應(yīng)制Cl相同的原理是MnO＋4HCl(濃)=====MnCl＋Cl↑＋2HO，根據(jù)化學(xué)方程式22222可知A項(xiàng)正確。]3．某同學(xué)利用如下圖裝置電解飽和食鹽水，他在導(dǎo)氣管b處收集到的氣體不具有的特征是()A．呈黃綠色B．有毒C．密度小于空氣D．刺激性氣味C[電解飽和食鹽水時(shí)，Cl－在與電源正極相連的碳棒上轉(zhuǎn)化為Cl，該氣體的密2度大于空氣。]氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法(素養(yǎng)養(yǎng)成——科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)工業(yè)上利用氯堿工業(yè)制備氯氣。氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。裝置如下圖。離子交換膜法電解原理[問題1]在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)怎樣制備氯氣呢？[提示]實(shí)驗(yàn)室用MnO和濃鹽酸加熱反應(yīng)制備Cl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO＋示意圖222△4HCl(濃)=====MnCl＋Cl↑＋2HO。222-3-/8[問題2]如何選擇合適的氣體制備裝置呢？[提示]根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇合適的制氣裝置。1．試劑的選擇通常選用濃鹽酸和具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)(MnO、KMnO等)來制取。如42△MnO＋4HCl(濃)=====MnCl＋Cl↑＋2HO22222KMnO＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl＋5Cl↑＋8HO42222．發(fā)生裝置選取發(fā)生裝置的依據(jù)是制取氣體實(shí)驗(yàn)室制取氯氣是加熱固體與液體的混合物，所以應(yīng)選用固液加熱制氣發(fā)生裝置。3．收集方法選用收集方法的所用試劑的狀態(tài)和反應(yīng)條件(加熱與否)。以此分析可知，主要依據(jù)是氣體的密度和水溶性。因?yàn)槁葰饽苋苡谒芏缺瓤諝獾拇?，所以收集氯氣時(shí)，不能用排水法，應(yīng)該用向上排空氣法。Cl在飽和食鹽水中的2溶解度較小，也可用排飽和食鹽水法收集Cl。24．干燥劑的選擇選擇氣體干燥劑的主要依據(jù)是被干燥氣體不能與干燥劑反應(yīng)。如氯氣能與堿反應(yīng)，所以不能用堿石灰進(jìn)行干燥，常用濃硫酸、五氧化二磷等進(jìn)行干燥。5．吸收裝置毒，實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)應(yīng)在密閉系統(tǒng)或通接盛有NaOH溶液的6．驗(yàn)滿濕潤的淀粉-碘化鉀試紙或濕潤的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)Cl。方法是將濕潤的淀粉-碘化氯氣有風(fēng)櫥中進(jìn)行，通常在收集裝置的后面連吸收裝置。常用2鉀試紙靠近集氣瓶瓶口，試紙變藍(lán)，或?qū)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙靠近集氣瓶瓶口，試紙先變紅后褪色，那么可證明Cl已收集滿。2△1．實(shí)驗(yàn)室制取氯化氫氣體的反應(yīng)原理為：NaCl(固)＋HSO(濃)=====NaHSO＋HCl↑。那424-4-/8么實(shí)驗(yàn)室制取以下各組氣體時(shí)，所用氣體的發(fā)生裝置相同的是()A．HB．CO22C．Cl2D．O2△C[該實(shí)驗(yàn)原理為固＋液――→氣，應(yīng)選制氯氣。]設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置用于制備純凈的Cl。22．某學(xué)生(1)裝置①，②，③，④，⑤。中有五處錯(cuò)誤，請指出：(2)在更正后的裝置圖中，儀器中的飽和食鹽水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液的作用分別是：①飽和食鹽水的作用：；作用：；作用：。[解析]從實(shí)驗(yàn)原理②濃硫酸的③氫氧化鈉溶液的上來說，氯氣是用濃鹽酸與二氧化錳在加熱的條件下制取，不能用稀鹽酸，因稀鹽酸與二氧化錳不反應(yīng)；制得的氯氣中混有HCl和水蒸氣，應(yīng)依次通過盛有飽和食鹽水和濃硫酸的洗氣瓶將其除去；因氯氣有毒，應(yīng)用尾氣吸收裝置，以避免對環(huán)境的污染；因氯氣[答案](1)①用用酒精燈，應(yīng)用酒精燈加熱④盛濃硫酸的換位置瓶中的進(jìn)氣導(dǎo)管應(yīng)插入液面，出氣(2)①除去混在氯氣中的HCl②除去混在氯氣中的水蒸氣③吸收多余的Cl，防止污比空氣重，應(yīng)用向上排空氣法收集。長頸漏斗錯(cuò)誤，應(yīng)用分液漏斗②不能用稀鹽酸，應(yīng)用濃鹽酸③沒有瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒，應(yīng)更導(dǎo)管不應(yīng)插入液面洗氣⑤盛飽和食鹽水的洗氣2染環(huán)境-5-/8[提示]漂白粉遇水生成次氯酸，而次氯酸又會和鹽酸反應(yīng)生成黃綠色的有毒氣體——氯氣?；瘜W(xué)方程式為：HClO＋HCl===Cl↑＋HO。22通過用化知學(xué)識分析解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例，讓學(xué)生感受化的學(xué)價(jià)值及與生活的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化的學(xué)興趣，以及宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。1．某化學(xué)興趣小組利用MnO和濃鹽酸及如圖裝置制備Cl。以下分析中不正確的選項(xiàng)是22()A．①中可用分液漏斗代替長頸漏斗B．①中缺少加熱裝置C．②中盛放的NaOH溶液可以凈化Cl2D．④中的導(dǎo)管口假設(shè)連接倒置漏斗可防止倒吸C[此題考查Cl的制備，旨在考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)能力。氯氣中混有氯化氫氣體，2應(yīng)該用飽和食鹽水除去氯化氫，氯化氫和氯氣均能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故②中不能盛放氫氧化鈉溶液。]2．如下圖裝置可以用來發(fā)生、洗滌、干燥、收集(不考慮尾氣處理)氣體。該裝置可用于()A．鋅和鹽酸生成氫氣B．二氧化錳和濃鹽酸生成氯氣C．碳酸鈣和鹽酸生成二氧化碳D．KClO和MnO生成氧氣32A[B、C、D三選項(xiàng)要制取的氣體的密度都比空氣大，不能使用向下排空氣法收集。而且制取Cl、O需要加熱。A制取H，一般在啟普發(fā)生器中完成，此但裝置也可以完成制取反222應(yīng)，H密度比空氣小，可以用向下排空氣法收集。]23．以下關(guān)于氯氣制取方法的說法中，不正確的選項(xiàng)是()A．電解飽和食鹽水制氯氣時(shí)，與電源正極相連的石墨棒上方充滿黃綠色氣體飽和食鹽水的方法制取氯氣的同時(shí)得到燒堿B．工業(yè)上用電解C．實(shí)驗(yàn)室制法和電解飽和食鹽水制法的化學(xué)方程式是不同的D．實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)，最好大火加熱，使溫度迅速升高D[濃鹽酸具有揮發(fā)性，實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)，應(yīng)緩緩加熱以減少濃鹽酸的損失，D錯(cuò)誤。]4．實(shí)驗(yàn)室用以下兩種方法制取氯氣：①用含4molHCl的濃鹽酸與足量的MnO反應(yīng)；②用87gMnO與足量濃鹽酸反應(yīng)。假22設(shè)不考慮HCl的揮發(fā)，那么反應(yīng)后所得氯氣的物質(zhì)的量()A．方法①比方法②多-7-/8B．方法②比方法①多C．兩種方法一樣多D．無法比較B[首先，實(shí)驗(yàn)室制Cl時(shí)，當(dāng)濃鹽酸濃度逐漸變小后將不再反應(yīng)產(chǎn)生Cl；其次，根據(jù)22反應(yīng)方程式知，參加反應(yīng)的HCl與MnO的物質(zhì)的量之比為4∶1，所以含4molHCl的濃鹽酸2不可能全部反應(yīng)，所得Cl的物質(zhì)的量小于1mol，而87gMnO完全反應(yīng)生成1molCl，所222以方法②比①所得的氯氣多。]5．圖表示在沒有通風(fēng)櫥時(shí)制取純凈的氯氣時(shí)設(shè)計(jì)的裝置圖，圖中A、B是可控制的彈簧鐵夾。(1)燒杯中盛放的液體是，其作用是，水槽中盛放的液體是。(2)簡述操作過程：(從氯氣已經(jīng)產(chǎn)生開始)在收集氯氣之前，應(yīng)；當(dāng)氯氣純度合乎要求時(shí)，應(yīng)，當(dāng)氯氣收集完畢時(shí)，應(yīng)。(3)將8.7gMnO與含HCl14.6g的濃鹽酸共熱制Cl，甲同學(xué)為認(rèn)可制得Cl7.1g，乙222為認(rèn)制得Cl的質(zhì)量小于7.1g，你認(rèn)為(填“甲〞或“乙〞)正確，原因是。2[解析]用飽和食鹽水可