高一化学苏教版必修一2-1-1氯气的生产原理

自主探究精要解读实验探究第一单元氯、溴、碘及其化合物自主探究精要解读实验探究1．掌握氯气的工业生产原理和实验室制取原理，感悟化学实验的精妙，发展逻辑推理能力。2．学会从海水中提取溴和碘的反应原理。结合反应原理分析提取溴和碘的过程，体会实验设计的方法，提高思维的发散性。3．感悟氯原子结构与氯气化学性质的关系。掌握氯气的化学性质，提高实验的设计、操作和现象分析能力。4．联系漂白粉的工业生产，加深对氯水性质的理解。自主探究精要解读实验探究5．学会从化合价升降和电子转移的角度来分析、理解氧化还原反应。认识氧化反应和还原反应、得电子和失电子之间相互依存、相互对立的关系。6．学会用“双线桥”法分析化合价升降、电子得失，并判断反应中的氧化剂和还原剂。自主探究精要解读实验探究1．进行物质的分类时，根据反应中有无元素化合价的变化，可将反应分为哪两种类型？提示氧化还原反应和非氧化还原反应。2．从碘水中提纯碘的方法是什么？提示萃取、分液。3．分析氢气还原氧化铜的实验，从得氧、失氧对应的元素化合价的升降情况分析氧化剂和还原剂。提示此实验中，氢气发生得氧反应，是还原剂，氢元素化合价升高；氧化铜发生失氧反应，是氧化剂，铜元素化合价降低。自主探究精要解读实验探究海水中蕴含的元素有___多种，它是一个巨大的宝藏，期待着人们去开发利用。1．氯化物：主要为_______，其次是_______、_______和_______等。2．溴元素：地球上99%以上的溴蕴藏在大海中，海水中的溴总储量高达1×1014t，因此溴被称为“海洋元素”。笃学一海水中的化学资源第1课时氯气的生产原理80氯化钠氯化镁氯化钙氯化钾自主探究精要解读实验探究(2)实验现象：与电源正极相连的电极附近产生________有________气味的气体，与电源负极相连的电极附近产生_____气体，装置中的溶液变成____色。(3)产物验证氢气：收集到的气体靠近火焰，有_______________；氯气：湿润的淀粉碘化钾试纸变____。笃学二氯气的生产原理1.工业制法(1)原理：工业上利用___________的方法制取氯气，其化学方程式为2NaCl＋2H2O=====电解_____________________，该工业称为____________。2NaOH＋H2↑＋Cl2↑电解食盐水“氯碱工业”黄绿色刺激性无色轻微的爆鸣声红蓝自主探究精要解读实验探究(1)氯气的发现①1774年瑞典化学家_____发现，反应原料是软锰矿(主要成分_______)和浓盐酸。②1810年英国化学家_____确认。(2)氯气的实验室制备2．实验室制法MnO2舍勒戴维自主探究精要解读实验探究所用仪器为____________________________________________等。③收集方法：向___排空气法。④尾气吸收：用_________吸收。①反应原理：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O②反应装置：固体＋液体――→△气体分液漏斗、圆底烧瓶、石棉网、酒精灯、铁架台上强碱溶液自主探究精要解读实验探究氯气的生产原理涉及的反应是氧化还原反应吗？提示是。实验室制取氯气的反应中，如果二氧化锰足量，盐酸能否完全反应？提示不能，MnO2和稀盐酸不反应，随着反应的进行，当浓盐酸变成稀盐酸时，反应停止。(1)在U型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。接通直流电后，可以观察到U型管的两个电极上都有________，阳极放出的气体有_______气味，并且能使湿润的碘化钾淀粉试纸_______，【慎思1】【慎思2】【慎思3】自主探究精要解读实验探究说明放出的是________；阴极放出的气体是________，同时发现阴极附近溶液________，这说明溶液里有________性物质生成。电解饱和食盐水的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)实验室制备氯气的方程式为________，收集到的氯气混有________和________，分别通过________和________除去，多余的氯气用________来吸收。自主探究精要解读实验探究提示(1)气泡产生刺激性变蓝Cl2H2变红碱性2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O氯化氢水蒸气饱和食盐水浓硫酸氢氧化钠溶液自主探究精要解读实验探究电解饱和食盐水的重要提示要点一|氯气的工业生产原理1．原理：反应方程式是2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；溶液中存在四种离子：Na＋、Cl－、H＋、OH－，通电后，氯离子在阳极失电子生成氯气，氢离子在阴极得电子生成氢气，溶液中剩下氢氧化钠。自主探究精要解读实验探究2．装置自主探究精要解读实验探究3．实验现象及结论实验现象结论铁棒和碳棒上通电后有气泡产生通电后有新的气体物质生成铁棒周围的溶液变红色有碱性物质(NaOH)生成将铁棒上方收集到的气体靠近火焰，有爆鸣声有氢气生成用手轻轻扇动在石墨棒上方收集到的黄绿色气体，闻到有刺激性气味且该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝有黄绿色刺激性气味的气体(Cl2)生成自主探究精要解读实验探究某实验兴趣小组利用如下图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成产物的实验，当图中开关K闭合片刻后，试填空：【例1】►自主探究精要解读实验探究(1)电解饱和食盐水的化学方程式为____________________________________________________________________。(2)a为电源的________极(填“正”或“负”)；D中收集的气体是______________________。(3)C试管盛放____________________溶液。溶液中A电极附近的现象为__________________，__________________。解析电解饱和食盐水产生NaOH、H2和Cl2，H2的密度比空气小，只能用向下排空气法收集，所以D中收集的气体是H2，而H2是在与直流电源的负极相连的电极上产生，所以a为电源的负极，A极上除了有氢气产生外，溶液中还产生NaOH，所以酚酞试液变红。b为电源的正极，B极上产生氯气，可以用湿润的淀粉碘化钾试液检验。自主探究精要解读实验探究(2)负氢气(3)淀粉碘化钾(或淀粉碘化钠等其他合理答案均可)有气泡产生溶液由无色变为红色答案(1)2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑自主探究精要解读实验探究1．因为氯气有毒，直接排放会造成空气的污染，所以产生的氯气应该通入氢氧化钠溶液中，目的是为了吸收氯气。Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(化学实验中，凡是有毒的或易燃易爆的尾气，都要进行收集或转化处理，使之无害化，切不可随意向空气中排放)。2．滴加酚酞先在铁棒处变红：因为H＋在铁棒上得到电子变成H2逸出，铁棒处的H＋不断减少，OH－相应增多，溶液显碱性，酚酞遇碱变红。自主探究精要解读实验探究如下图所示装配仪器，接通直流电源，电解饱和食盐水，则电解一段时间后，在碳棒和铁钉表面都有气体生成，其中碳棒表面生成的气体是()。A．Cl2B．O2C．H2D．HCl解析碳棒连接电源的正极，电解时产生Cl2。答案A【体验1】►自主探究精要解读实验探究实验室制备氯气2．实验装置图：要点二|氯气的实验室制法1．实验原理：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。自主探究精要解读实验探究3．制取装置：固体与液体加热制气型，一般用圆底烧瓶和分液漏斗4．净化装置：浓盐酸易挥发出氯化氢气体，而且加热时会产生水蒸气，所以应在收集装置和发生装置之间连接一个净化装置。饱和食盐水用来除去氯化氢气体，浓硫酸用来除去水蒸气，除杂顺序为先除其他杂质气体，最后除去水蒸气。气流方向为长导管进气，短导管出气。5．收集装置：由于氯气密度大于空气，一般用向上排空气法收集，或排饱和食盐水收集。当集气瓶内的气体全部为均匀的黄绿色时，即认为容器内的氯气已经收集满。自主探究精要解读实验探究吸收装置：尾气处理装置的设计，要针对尾气的性质选择恰当的仪器和吸收剂。氯气有毒，必须吸收，防止污染环境，原理为2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。不能用澄清石灰水来吸收氯气，因其所含Ca(OH)2太少。(注意：在设计收集气体或处理尾气的实验装置和方法时，有时还必须做到防止液体倒吸现象的发生。)氯气的检验：氯气可用湿润的KI淀粉试纸检验，其原理为Cl2＋2KI===2KCl＋I2，生成的碘与淀粉在湿润条件下生成蓝色物质。6．7．自主探究精要解读实验探究某化学小组用下图所示装置制取氯气，下列说法不正确的是()。A．该装置图中至少存在两处明显错误B．该实验中收集氯气的方法不正确【例2】►自主探究精要解读实验探究C．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出解析应用酒精灯加热、尾气应处理，A正确；向上排空气法收集Cl2是正确的，B项错误；在集气瓶口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出，若有则变蓝，反之则不变色。答案B自主探究精要解读实验探究氯气的制备装置可分为以下四部分：①气体发生装置：二氧化锰与浓盐酸加热反应制取；②气体净化装置：浓盐酸易挥发出氯化氢气体，而且加热时会产生水蒸气，所以应在收集装置和发生装置之间连接一个净化装置。饱和食盐水用来除去氯化氢气体，浓硫酸用来除去水蒸气；③气体收集装置：一般用向上排空气法收集，或排饱和食盐水收集；④气体吸收装置：氯气有毒，必须吸收，防止污染环境，原理为2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。自主探究精要解读实验探究实验室用MnO2和浓盐酸来制取氯气，主要操作有：①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上；②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈的高度，固定好铁圈，放好石棉网；③用药匙向蒸馏烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中；④检查气密性；⑤在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗，连接好导管。最好的实验操作顺序是()。A②③④①⑤B．②①③⑤④C．②①⑤④③D．②①③④⑤【体验2】►自主探究精要解读实验探究解析本题考查了实验室制取Cl2方法。实验装置的安装顺序一般为“从上而下(即放铁架台→放酒精灯→根据灯焰的大致高度确定铁圈位置)，从左而右”，且制备气体时，加入药品前应检查装置的气密性，否则就要错选A、B、D。答案C自主探究精要解读实验探究某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。实验探究九氯气的制取【案例】自主探究精要解读实验探究(1)装置中有六处错误，请指出。①______________________________________________，②______________________________________________，③______________________________________________，④______________________________________________，⑤______________________________________________，⑥______________________________________________。(2)在更正后的装置图中，洗气瓶(净化气体)中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液的作用分别是：①饱和食盐水的作用______________________________；②浓硫酸的作用__________________________________；③氢氧化钠的作用________________________________。