《專題3第一單元氯氣及氯的化合物(第1課時)》教學(xué)課件高一化學(xué)2019

第一單元

氯氣及氯的化合物

蘇教版高中化學(xué)（必修一）同步教學(xué)課件專題3

從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)

第1課時

氯氣的發(fā)現(xiàn)與制備

1.知道海水中蘊藏著豐富的資源和氯化鈉作為重要工業(yè)原料的主要用途。

2.學(xué)會驗室制取氧氣的方法，通過分析、推理設(shè)計實驗并完成實驗。3.初步認(rèn)識工業(yè)上電解飽和鹽水制取氯氣的反應(yīng)原理。4.發(fā)展對化學(xué)實驗探究的興趣，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，增強合作探究和勇于創(chuàng)新的意識。第一次世界大戰(zhàn)中，氯氣被德國人用于戰(zhàn)場，當(dāng)毒氣彈爆炸后，氯氣隨風(fēng)飄散，英法聯(lián)軍頃刻死亡上萬。氯氣被人吸入后，可迅速附著于呼吸道黏膜，之后可以導(dǎo)致人體支氣管痙攣、支氣管炎、支氣管周圍水腫、充血和壞死。呼吸道黏膜受刺激，可造成局部平滑肌痙攣，再加上黏膜充血、水腫及灼傷，可引起嚴(yán)重的通氣障礙。人吸入濃度為每立方米2.5毫克的氯氣時，就會死亡。

海水中蘊含豐富的氯元素，它主要以氯化鈉、氯化鎂等氯化物的形式存在。氯元素在自然界的存在形式一.氯氣的發(fā)現(xiàn)

海水中含有大量的氯元素，但其單質(zhì)氯氣的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，在自然界中不存在游離態(tài)的氯，都以化合態(tài)的形式存在。軟錳礦

1774年,瑞典化學(xué)家舍勒在研究軟錳礦時，把濃鹽酸與軟錳礦混合在一起加熱，意外地發(fā)現(xiàn)了一種黃綠色氣體。1810年，英國化學(xué)家戴維將這種元素命名為Chlorine,這個名稱來自希臘文，有“綠色”的意思。我國早年將其譯成“綠氣”，后改為氯氣。二.氯氣的實驗室制備化學(xué)方程式：________________________________________1.實驗原理MnO2＋4HCl(濃)==MnCl2＋Cl2↑＋2H2O△

根據(jù)反應(yīng)原理，你認(rèn)為所制取的氯氣中可能存在哪些雜質(zhì)氣體？應(yīng)如何除去這些雜質(zhì)獲得純凈的氯氣？（資料：氯氣可溶于水，但難溶于飽和食鹽水；HCl極易溶于水。）飽和食鹽水：除HCl氣體濃硫酸：除水蒸汽裝配原則：先洗氣后干燥；長進(jìn)短出。

你認(rèn)為上圖所示氯氣的制備裝置可分為幾個部分？各部分所起的作用分別是什么？發(fā)生裝置凈化裝置收集裝置尾氣處理裝置(針對有毒氣體)固+液加熱型2.實驗裝置燒杯中盛放的液體是______________該液體的作用是______________________________向___排空氣法(氯氣密度大于空氣)上黃綠NaOH溶液3.收集方法4.驗滿方法觀察到集氣瓶中充滿_____色氣體，則證明已集滿。5.尾氣處理吸收過量的氯氣，防止污染環(huán)境.（1）必須用濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制Cl2，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時，反應(yīng)停止，故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應(yīng)。

6.注意事項：（2）此反應(yīng)必須加熱，加熱溫度不宜過高，減少HCl的揮發(fā)。

（3）制取的氯氣有毒，且在加熱時易逸出，所以應(yīng)選用分液漏斗，而不用長頸漏斗。

（4）實驗結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出裝置中殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。

（5）Cl2有毒，必須有尾氣吸收，尾氣處理溶液不能用澄清石灰水吸收Cl2，因為澄清石灰水中Ca(OH)2濃度小，吸收不完全。

固+液型固+固加熱型（1）、除了固+液加熱型，你還學(xué)過哪些氣體發(fā)生裝置？（2）、你認(rèn)為在制備氯氣時使用分液漏斗有哪些優(yōu)點？a、控制藥品的用量和滴加速度b、防止氣體泄漏即時理解：（3）、你認(rèn)為收集氯氣除了向上排空氣法，還有什么方法？（4）、使用濃鹽酸與足量的MnO2共熱制氯氣，實際產(chǎn)生的氯氣總比理論值低，其主要原因什么？向上排空氣排飽和食鹽水法

稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸的濃度逐漸減小，故HCl不能完全反應(yīng)。（5）.利用上述裝置收集的Cl2純凈嗎？有什么雜質(zhì)？若得到干燥純凈Cl2上述裝置如何改進(jìn)？上述裝置收集的Cl2不純，有HCl和H2O(g)。在上述裝置A、B之間依次連接盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除HCl和盛有濃H2SO4的洗氣瓶干燥Cl2干燥Cl2除去Cl2中的HCl氣體(6).根據(jù)實驗室MnO2

氧化濃鹽酸制氯氣及氧化還原反應(yīng)的原理，思考是否可以用其它物質(zhì)代替MnO2或濃鹽酸？①實驗室制氯氣時，氧化劑MnO2還可以用其它能氧化濃鹽酸中的氯離子的氧化劑（相同條件下，氧化性強于MnO2）代替。②常見的氧化劑有：KMnO4、KClO3、NaClO、Ca(ClO)2等。2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2OKClO3+6HCl（濃）=KCl+3Cl2↑+3H2ONaClO＋2HCl（濃）=NaCl＋H2O＋Cl2↑③濃鹽酸也可以用NaCl和濃硫酸代替。反應(yīng)的總化學(xué)方程式：MnO2＋2NaCl+H2SO4（濃）===

MnSO4+Cl2↑＋2H2O△2H2O+2NaCl==H2↑

+Cl2↑

+2NaOH通電陽極：Cl2陰極：NaOH、H2飽和食鹽水NaOH溶液鐵棒石墨棒ab吸收多余氯氣1.原理：電解飽和食鹽水2.裝置：三.工業(yè)制取氯氣3.流程：(1)接通電源，觀察鐵棒和石墨棒上發(fā)生的變化。通電一段時間后，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，移近點燃的酒精燈，松開拇指，檢驗收集到的氣體。(2)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。

(3)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，溶液的顏色的變化。陰極陽極實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論發(fā)出爆鳴聲與電源負(fù)極相連的鐵棒上逸出________用向上排空氣法收集b導(dǎo)管處的氣體，觀察氣體顏色氣體呈______色與電源正極相連的石墨棒上逸出_______氫氣黃綠氯氣溶液呈______色U形管左端溶液中有________產(chǎn)生紅NaOH（1）實驗現(xiàn)象：（2）實驗結(jié)論：陰極（鐵釘）：溶液變?yōu)榧t色，鐵釘上有氣泡產(chǎn)生，點燃發(fā)出爆鳴聲。陽極（石墨棒）：石墨棒上有氣泡產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)。陰極（鐵釘）：有NaOH、H2產(chǎn)生。陽極（石墨棒）：有Cl2產(chǎn)生。4.請根據(jù)實驗現(xiàn)象推斷，電解飽和食鹽水得到了哪些產(chǎn)物？你推斷的依據(jù)是什么？5.注意事項：(1)．在氯堿工業(yè)中，必須通電才能實現(xiàn)生成H2、Cl2和NaOH，所以在書寫方程式時一定要注明反應(yīng)條件。

(2)．H2在陰極(與電源負(fù)極相連的一極)上產(chǎn)生，Cl2在陽極(與電源正極相連的一極)上產(chǎn)生，NaOH在產(chǎn)生H2的一側(cè)產(chǎn)生。相同狀況下，陰、陽兩極上產(chǎn)生氣體的體積比為1∶1。

(3)．用U形管電解飽和食鹽水，將產(chǎn)生的H2與Cl2分離，防止混合而發(fā)生爆炸。

4．檢驗Cl2的反應(yīng)為Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2，淀粉遇I2變藍(lán)。經(jīng)典例題例1.下列有關(guān)實驗室制取氯氣的說法不正確的是(

)A．二氧化錳和稀鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣B．常用濃硫酸作Cl2的干燥劑C．多余的氯氣可用氫氧化鈉溶液吸收D．收集氯氣用向上排空氣法【解析】實驗室制備氯氣用濃鹽酸，二氧化錳和稀鹽酸不反應(yīng)，A錯誤；濃硫酸能吸收水蒸氣且和氯氣不反應(yīng)，所以實驗室制取氯氣時用濃硫酸作干燥劑，B正確；氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成水、氯化鈉和次氯酸鈉，可用氫氧化鈉溶液吸收氯氣，防止污染環(huán)境，C正確；氯氣的密度大于空氣，用向上排空氣法收集，D正確。A例2.下列關(guān)于氯氣制取方法的說法中，不正確的是(

)A．電解飽和食鹽水制氯氣時，與電源正極相連的石墨棒上方充滿黃綠色氣體

B．工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取氯氣的同時得到燒堿

C．實驗室制氯氣和電解飽和食鹽水制氯氣反應(yīng)原理不同

D．實驗室制取氯氣時最好大火加熱使溫度迅速升高【解析】A.電解飽和食鹽水制氯氣時，與電源負(fù)極相連的石墨棒上生成氫氣，氯氣在陽極生成，故A正確;B.電解飽和食鹽水，可生成氯氣、氫氣、氫氧化鈉等，制取氯氣的同時得到燒堿，故B正確;C.電解飽和食鹽水產(chǎn)生氫氧化鈉和氯氣、氫氣，反應(yīng)條件是電解，實驗室制取氯氣的反應(yīng)物是二氧化錳和濃鹽酸，產(chǎn)物是氯化錳和氯氣、水，條件是加熱，故C正確;D.氯化氫易揮發(fā)，溫度過高會加速氯化氫揮發(fā)，故D錯誤;故選:D。D例3.下列裝置中能驗證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是(電極均為石墨，Cl2能使淀粉-KI溶液變藍(lán))(

)【解析】向下排空氣法收集的是氫氣,故電源的左端是負(fù)極,右端是正極,A、C錯誤;淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)可證明有氯氣產(chǎn)生,氫氧化鈉溶液不能驗證CI,的產(chǎn)生,B錯誤,D正確。D例4.某化學(xué)小組用下圖所示裝置制取干燥、純凈的氯氣，下列說法不正確的是(

)A．該裝置圖中至少存在兩處明顯錯誤B．燒瓶中的MnO2可換成KMnO4C．在乙后連一盛有飽和食鹽水的燒杯可進(jìn)行尾氣處理D.在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉－KI試紙可以驗證是否有氯氣逸出【解析】缺少酒精燈、除雜裝置和尾氣處理裝置,A正確;KMnO能將HCI氧化生成Cl,且不需要加熱,B正確;Cl,與NaCl不反應(yīng)且Cl?在飽和食鹽水中溶解度很小,所以不能用飽和食鹽水吸收氯氣,C錯誤;Cl,可氧化Г生成I,使淀粉-KI試紙變藍(lán),D正確。C例5.實驗室中常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣,實驗裝置如下圖所示:(1)圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

(2)如果將過量二氧化錳與20mL12mol·L-1的鹽酸混合加熱,充分反應(yīng)后生成的氯氣明顯少于0.06mol。其主要原因有:①

,

②

。

(3)為了提高濃鹽酸的利用率,你對實驗的建議是

。

(4)實驗結(jié)束清洗儀器時,為了減少燒瓶中殘留氯氣對環(huán)境的污染,可以向燒瓶中加入的溶液是

。

【答案】(1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)①加熱使HCl大量揮發(fā)②鹽酸濃度變小后不再發(fā)生反應(yīng)(3)將濃鹽酸慢慢滴下;加熱時用小火(4)NaOH溶液

【解析】題目所給鹽酸中HCl的物質(zhì)的量是0.24mol,但由于濃鹽酸具有揮發(fā)性,且隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行,鹽酸的濃度越來越小,變?yōu)橄←}酸后不再與MnO2反應(yīng),所以產(chǎn)生的Cl2的物質(zhì)的量小于0.06mol。1.了解海水中蘊藏著豐富的資源和氯化鈉作為重要工業(yè)原料的主要用途。

2.學(xué)習(xí)驗室制取氧氣的方法，通過分析、推理設(shè)計實驗并完成實驗。3.初步認(rèn)識工業(yè)上電解飽和鹽水制取氯氣的反應(yīng)原理。課堂小結(jié)你學(xué)會了嗎？隨堂練習(xí)1.關(guān)于電解氯化鈉溶液,下列敘述正確的是()A、電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉B、在陰極附近有黃綠色的氣體產(chǎn)生C、若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈無色D、在陰極附近有無色的氣體產(chǎn)生【解析】A、電解氯化鈉溶液，在陽極氯離子失電子得到氯氣，在陰極氫離子得電子得到氫氣，故A錯誤;B、在陽極上是陰離子氯離子失電子的反應(yīng)，電極附近有黃綠色的氣體氯氣產(chǎn)生，故B正確;C、在陰極氫離子得電子得到氫氣，附近產(chǎn)生氫氧化鈉溶液，向其中滴入酚酞溶液，溶液呈紅色，故C錯誤;D、電解一段時間后，所得的電解質(zhì)溶液是氫氧化鈉溶液，將電解液全部轉(zhuǎn)移到燒杯中，會顯示堿性，故D錯誤.故選B.D2.已知：氯氣能與NaOH溶液反應(yīng)。下列裝置能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?

)【解析】實驗室用MnO2和濃鹽酸共熱制氯氣，A項錯誤；Cl2和HCl的混合氣體通過飽和NaHCO3溶液時，HCl會和NaHCO3反應(yīng)生成CO2，引入新的雜質(zhì)，B項錯誤；氯氣的密度比空氣的大，用C項裝置收集氯氣時，應(yīng)是長管進(jìn)、短管出，C項錯誤。D3.在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)實驗。下列收集Cl2的正確裝置是(

)【解析】集氣瓶中使用單孔橡膠塞塞緊，只能進(jìn)氣，不能排氣，則瓶內(nèi)壓強增大到一定程度，可能將橡膠塞壓出，A錯誤；因為Cl2比空氣的密度大，Cl2應(yīng)從短管進(jìn)，B錯誤；該裝置既能收集Cl2，又能進(jìn)行尾氣處理且防倒吸，C正確；由于Cl2和NaOH溶液反應(yīng)，所以不能收集到Cl2，D錯誤。C4.某化學(xué)興趣小組利用MnO2和濃鹽酸及如圖裝置制備氯氣。下列分析中不正確的是(

)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溶液可以凈化氯氣D．④中盛放的NaOH溶液可以吸收尾氣【解析】①中可用分液漏斗代替長頸漏斗，避免鹽酸揮發(fā)，氣體逸出，同時便于控制反應(yīng)速率，A正確；二氧化錳和濃鹽酸需要加熱才能反應(yīng)生成氯氣，需要添加加熱裝置，B正確；②中盛放的NaOH溶液吸收氯氣，不能凈化Cl2，可以用飽和食鹽水凈化氯氣，C錯誤；氫氧化鈉溶液與氯氣反應(yīng)，可以吸收氯氣，防止污染空氣，D正確C5.下列有關(guān)實驗室制取氯氣的說法不正確的是(

)A．二氧化錳和稀鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣B．常用濃硫酸作Cl2的干燥劑C．多余的氯氣可用氫氧化鈉溶液吸收D．收集氯氣用向上排空氣法【解析】實驗室制備氯氣用濃鹽酸，二氧化錳和稀鹽酸不反應(yīng)，A錯誤；濃硫酸能吸收水蒸氣且和氯氣不反應(yīng)，所以實驗室制取氯氣時用濃硫酸作干燥劑，B正確；氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成水、氯化鈉和次氯酸鈉，可用氫氧化鈉溶液吸收氯氣，防止污染環(huán)境，C正確；氯氣的密度大于空氣，用向上排空氣法收集，D正確。A6.欲除去Cl2中少量的HCl氣體,可選用(

)。A.NaOH溶液 B.飽和食鹽水C.濃硫酸D.石灰水【解析】HCl極易溶于水,而Cl2在飽和食鹽水中溶解度很小,利用飽和食鹽水可除去Cl2中少量的HCl氣體。B7.某實驗室的尾氣中含有較多的氯氣,要吸收這些尾氣,下列試劑最適合的是(

)。A.飽和石灰水 B.飽和食鹽水C.自來水 D.燒堿溶液【解析】雖然氯氣能與飽和石灰水反應(yīng),但相同條件下,氫氧化鈉的溶解度大于氫氧化鈣的溶解度,燒堿溶液吸收效果更好,A項錯誤、D項正確;飽和食鹽水中氯離子濃度大,抑制氯氣的溶解,則吸收效果不好,B項錯誤;自來水中含有氯離子,將抑制氯氣的溶解,且氯氣的溶解度較小,用水吸收效果不好,C項錯誤。D8.工業(yè)上,向500~600℃的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無水氯化鐵;向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無水氯化亞鐵?，F(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過程進(jìn)行實驗?；卮鹣铝袉栴}:(1)制取無水氯化鐵的實驗中,A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為