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氯气的生产原理1

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氯气的生产原理1_第1页
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一一.物理性质物理性质 氯气是氯气是黄绿色黄绿色气体;气体;密度比空气大密度比空气大;能溶能溶于水于水,1体积水能溶体积水能溶2体积氯气;氯气体积氯气;氯气有毒有毒二二.化学性质化学性质 2.与非金属反应与非金属反应 4 与碱反应与碱反应 1.与金属反应与金属反应(K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Cu)21 氯气的生产原理氯气的生产原理 2005.10.21 你知道浩瀚的大海中究竟蕴藏你知道浩瀚的大海中究竟蕴藏着哪些元素吗?着哪些元素吗?每千克海水中几种氯化物的含量每千克海水中几种氯化物的含量含量含量/g0.7121.115.1127.22海水中主要含有的物质和各元素的含量海水中主要含有的物质和各元素的含量0 05 510101515202025253030KClKClCaClCaCl2 2MgClMgCl2 2NaClNaCl元素元素浓度浓度mg.Lmg.L-1-1元素元素浓度浓度mg.Lmg.L-1-1元素元素浓度浓度mg.Lmg.L-1-1氯氯ClCl1935019350溴溴BrBr6767钡钡BaBa0.030.03钠钠NaNa1077010770锶锶SrSr8 8钼钼MoMo0.010.01镁镁MgMg12901290硼硼B B4.64.6铀铀U U0.0030.003硫硫S S885885锂锂LiLi0.170.17镍镍NiNi0.0020.002钙钙CaCa400400铷铷RbRb0.120.12钴钴CoCo0.00050.0005钾钾K K380380碘碘I I0.060.06金金AuAu0.0000040.000004图图1.电解饱和食盐水的装置电解饱和食盐水的装置信息提示:信息提示:(1 1)氯气能使湿润的淀粉)氯气能使湿润的淀粉试纸试纸变蓝变蓝 (2 2)与电源)与电源正极正极相连的电极相连的电极-阳极阳极 与电源与电源负极负极相连的电极相连的电极-阴极阴极 1 1、接通电源,观察、接通电源,观察U U型管内的变化型管内的变化 2 2、探究、探究a a管是什么气体(阴极)管是什么气体(阴极)3 3、探究、探究b b管是什么气体?(阳极)管是什么气体?(阳极)4 4、观察、观察阴极阴极附近的溶液现象?附近的溶液现象?电解饱和食盐水电解饱和食盐水2NaCl+2H2O=Cl2+H2+2NaOH 通电通电 阴极产物阴极产物-+黄绿色气体,遇湿润的黄绿色气体,遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝淀粉碘化钾试纸变蓝无色气体,靠无色气体,靠近火焰有爆鸣近火焰有爆鸣声声遇酚酞变遇酚酞变红色红色 阳极产物阳极产物一氯气的工业制法:(氯碱工业)原理:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 通 电现象:与电源正极相连的电极(阳极):与电源负极相连的电极(阴极):黄绿色气体产生(Cl2)有气泡生成(H2)氯氯 气气化学式:化学式:Cl217741774年年,瑞典化学家舍勒发现氯气。

瑞典化学家舍勒发现氯气18101810年,英国化学家戴维将这种元年,英国化学家戴维将这种元素命名为素命名为Chlorine,Chlorine,这个名称来自希这个名称来自希腊文,有腊文,有“绿色绿色”的意思我国早年的意思我国早年译文将其译成译文将其译成“绿气绿气”,后改为氯气后改为氯气戴维MnO2 +4HCl(浓浓)MnCl2 +Cl2+2H2O1、反应原理、反应原理 MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2,稀,稀盐酸不与盐酸不与MnO2反应由于稀盐酸的还原性比浓盐酸弱,反应由于稀盐酸的还原性比浓盐酸弱,不能被不能被MnO2氧化二、氯气的实验室制法二、氯气的实验室制法一套完整的制气装置有四部分组成:一套完整的制气装置有四部分组成:发生发生装置、装置、净气净气装置、装置、收集收集装置、装置、尾气处理尾气处理装置装置比较氧气、氢气的制取装置,请你谈谈装置选择的原则比较氧气、氢气的制取装置,请你谈谈装置选择的原则制制O2制制H2制制Cl2气体发生装置的气体发生装置的选择选择是根据:是根据:反应物的状态反应物的状态和和反应条件反应条件来确定的来确定的固液反应要加热固液反应要加热固体加热固体加热块状固体与液体块状固体与液体反应不要加热反应不要加热制备制备Cl2 的的气体发生装置气体发生装置固体液体固体液体 气体气体(液体液体(液体液体 气体)气体)实验室制备氯气的装置图实验室制备氯气的装置图发生装置发生装置收集装置收集装置尾气吸收装置尾气吸收装置思 考:1 1、收集到的氯气是否干燥纯净、收集到的氯气是否干燥纯净?可能混有那些杂质气体可能混有那些杂质气体?2 2、该分别用什么除去这些杂质气体?、该分别用什么除去这些杂质气体?-洗洗 气气 装装 置置除除HCl饱和食盐水饱和食盐水除除H2O浓硫酸浓硫酸或或无水无水CaCl2“长进短出长进短出来洗气来洗气”气气 体体 收收 集集 装装 置置a.a.向上排空气法向上排空气法(洗气后得到干燥的(洗气后得到干燥的Cl2)进气进气出气出气气气 体体 收收 集集 装装 置置a.a.向上排空气法向上排空气法(洗气后得到干燥的(洗气后得到干燥的Cl2)b.b.排饱和食盐水法排饱和食盐水法(对气体干燥程度不做要求)(对气体干燥程度不做要求)饱和食盐水饱和食盐水思考:思考:3.用向上排空气法收集氯气,如何验满?用向上排空气法收集氯气,如何验满?因为因为Cl2是黄绿色气体,所以可以用观察法,是黄绿色气体,所以可以用观察法,黄绿色气体充满集气瓶;黄绿色气体充满集气瓶;可利用可利用Cl2能使湿润的淀粉能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的试纸变蓝的 特点来检验;特点来检验;可利用可利用Cl2能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变无色能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变无色 的特点来检验;的特点来检验;思考:思考:4.收集满一瓶氯气后,仍有多余的氯气怎么处理?收集满一瓶氯气后,仍有多余的氯气怎么处理?NaOH溶液溶液 多余的多余的Cl2 在下列各装置中,选用必要的装置制备、纯净干燥的在下列各装置中,选用必要的装置制备、纯净干燥的ClCl2 2,并按,并按从左到右的顺序连接仪器(注意按口连接)用接的符号表示从左到右的顺序连接仪器(注意按口连接)用接的符号表示 f b c d e h i g 试一试:试一试:发生装置发生装置净净 化化 装装 置置收集收集装置装置尾气处尾气处理理装置装置实验室制备实验室制备干燥纯净干燥纯净氯气的装置图氯气的装置图【氯气制备过程氯气制备过程】仪器装置的组装和拆卸仪器装置的组装和拆卸组装:从下到上,从左到右组装:从下到上,从左到右 拆卸:从右到左,从上到下拆卸:从右到左,从上到下实验步骤:实验步骤:开始:组装仪器开始:组装仪器思考:思考:1.为什么先滴加浓盐酸,后加热?为什么先滴加浓盐酸,后加热?防止浓盐酸受热挥发更快;防止冷热不均烧瓶炸裂。

防止浓盐酸受热挥发更快;防止冷热不均烧瓶炸裂2.此时加热生成的氯气中会不会有杂质气体?此时加热生成的氯气中会不会有杂质气体?HCl(气体),(气体),H2O(气体)(气体)检漏检漏 装药品装药品 缓慢加热缓慢加热(先加固体(先加固体MnO2于烧瓶中,液体盐酸于分液漏斗)于烧瓶中,液体盐酸于分液漏斗)滴加盐酸滴加盐酸 实验步骤连接好装置,检查气密性连接好装置,检查气密性在烧瓶中加入二氧化锰粉末在烧瓶中加入二氧化锰粉末往分液漏斗中加入浓盐酸,再缓缓滴入烧瓶中往分液漏斗中加入浓盐酸,再缓缓滴入烧瓶中缓缓加热,使气体均匀逸出缓缓加热,使气体均匀逸出用向上排空气法收集氯气,尾气导入吸收剂中用向上排空气法收集氯气,尾气导入吸收剂中毕,先撤酒精灯,当导管中出现少量倒吸时,毕,先撤酒精灯,当导管中出现少量倒吸时,将导管移出溶液氯气有毒!)将导管移出溶液氯气有毒!)1、使用浓盐酸与足量的、使用浓盐酸与足量的MnO2共共热制热制Cl2,实际产生的,实际产生的Cl2总比理总比理论值低,其主要原因是什么?论值低,其主要原因是什么?稀盐酸与稀盐酸与MnO2不反应,随着反应的进行,不反应,随着反应的进行,浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小。

浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小讨论讨论:1、验室用验室用MnO2制取制取Cl2的叙述正确的是(的叙述正确的是()A、MnO2与稀盐酸共热与稀盐酸共热B、缓慢加热反应、缓慢加热反应 C、用向下排空气法收集、用向下排空气法收集Cl2D、多余氯气常用碱液吸收、多余氯气常用碱液吸收 2、实验室制取氯气的试管壁上粘附有、实验室制取氯气的试管壁上粘附有MnO2,除去粘附的,除去粘附的MnO2可用的试剂是(可用的试剂是()A、蒸馏水、蒸馏水 B、氢氧化钾溶液、氢氧化钾溶液C、稀盐酸、稀盐酸 D、热的浓盐酸、热的浓盐酸3、实验室要制得干燥纯净的氯气,应让产生的氯气依次通、实验室要制得干燥纯净的氯气,应让产生的氯气依次通过的试剂是(过的试剂是()A、浓、浓H2SO4,碱石灰碱石灰 B、饱和食盐水、饱和食盐水,浓浓H2SO4C、碱石灰、碱石灰,浓浓H2SO4 D、水、水,饱和食盐水饱和食盐水BDDB1 1、工业上利用电解饱和食盐水的方法制取、工业上利用电解饱和食盐水的方法制取 、和和 在电源正极上方收集到的气体能使湿在电源正极上方收集到的气体能使湿润的润的 变蓝色,证明是变蓝色,证明是 ;在;在电源负极上方收集到的气体是电源负极上方收集到的气体是 ,在电极附近,在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞溶液,则溶液的水溶液中滴几滴酚酞溶液,则溶液 ,证,证明有明有 生成。

生成Cl2 H2 NaOH 淀粉碘化钾试纸淀粉碘化钾试纸 Cl2 H2 变红变红 NaOH课堂练习课堂练习:1、实验室制氯气时有如下操作,操作顺序正确的是实验室制氯气时有如下操作,操作顺序正确的是连接好装置,检查气密性连接好装置,检查气密性缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出在烧瓶中加入二氧化锰粉末在烧瓶中加入二氧化锰粉末 往分液漏斗中加入浓盐酸,再缓缓滴入烧瓶中往分液漏斗中加入浓盐酸,再缓缓滴入烧瓶中用向上排空气法收集氯气,尾气导入吸收剂中用向上排空气法收集氯气,尾气导入吸收剂中 A.A.B.B.C.C.D.D.C长颈漏斗应改成分液漏斗长颈漏斗应改成分液漏斗烧瓶下应垫石棉网烧瓶下应垫石棉网应用酒精灯加热应用酒精灯加热稀盐酸应改为浓盐酸稀盐酸应改为浓盐酸多余多余Cl2应通入应通入NaOH溶液中溶液中2、下图是实验室制备氯气的装置图,请指出其中的错误4.若电解的是未精制的饱和食盐水(即是粗盐溶于水),结果若电解的是未精制的饱和食盐水(即是粗盐溶于水),结果很快在某一电极附近出现浑浊现象,造成浑浊的难溶物主要是很快在某一电极附近出现浑浊现象,造成浑浊的难溶物主要是 ()A.碳酸镁碳酸镁B.硫酸钡硫酸钡 C.氢氧化镁氢氧化镁 D.碳酸碳酸钡钡12 2右图表示在没有通风橱的条件下制右图表示在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的装置,备氯气时设计的装置,图中图中a、b是可控是可控制的弹簧铁夹。

氯气在饱和氯化钠溶制的弹簧铁夹氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小液中的溶解度较小仪器仪器C的名称是的名称是 ;水槽中应盛放;水槽中应盛放的是的是 ;烧杯中盛放的是;烧杯中盛放的是 ;圆;圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为:底烧瓶中发生反应的化学方程式为:;在收集氯气时,应打开在收集氯气时,应打开 ,关闭关闭_当氯气收集完毕时打开氯气收集完毕时打开 ,关闭关闭_填A或或B或或C)若要制得标准状况下的若要制得标准状况下的Cl2 0.672L,理,理论上需要论上需要MnO2的物质的量是多少?的物质的量是多少?12常温下,常温下,A是双原子分子是双原子分子气态单质,其密度为气态单质,其密度为3.17g/L(标准状况下),(标准状况下),B、C、D都都是含是含A元素的化合物,转化关元素的化合物,转化关系如右图所示系如右图所示分别写出分别写出A、B、C、D的化的化学式:学式:A B C D 写出写出AB,DA的化学方的化学方程式程式AB BD 13、洪灾过后,饮用水的、洪灾过后,饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一漂白粉是常用的消毒剂有效方法之一。

漂白粉是常用的消毒剂工业上将氯气通入石灰乳工业上将氯气通入石灰乳Ca(OH)2制取漂白粉,制取漂白粉,化学反应方程化学反应方程为为 ;漂白粉受空气中的漂白粉受空气中的CO2作用,即产生次氯酸,化学反应方程式作用,即产生次氯酸,化学反应方程式为为 ;反应(反应(1)和反应()和反应(2 2)中,属于氧化还原反应的是(填编)中,属于氧化还原反应的是(填编号)号);将将漂白粉溶于适量水中,呈白色浊状物,静置沉降取少许上层清漂白粉溶于适量水中,呈白色浊状物,静置沉降取少许上层清液,滴加几滴酚酞溶液,溶液呈红色,随后溶液迅速褪色,说明漂白液,滴加几滴酚酞溶液,溶液呈红色,随后溶液迅速褪色,说明漂白粉溶液呈粉溶液呈 性,并具有性,并具有 性14、电解饱和食盐水可产生氯气、氢气和氢、电解饱和食盐水可产生氯气、氢气和氢氧化钠,氢气与石灰乳反应可制得漂白粉氧化钠,氢气与石灰乳反应可制得漂白粉请写出上述过程中发生反应的化学方程式请写出上述过程中发生反应的化学方程式 若电解饱和食盐水时消耗若电解饱和食盐水时消耗NaCl 117g,试,试计算理论上最多可得到氯气的体积(标准状计算理论上最多可得到氯气的体积(标准状况)况)若将若将2mol氯气通入足量石灰乳中,理论上氯气通入足量石灰乳中,理论上可得到次氯酸钙多少克?可得到次氯酸钙多少克?。

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