内容正文:
2.2氯及其化合物 (第2课时)
1.了解实验室和工业上生产氯气的原理;学习目标
2.掌握实验室制备氯气的发生装置、收集装置、尾气处理装置等;
3.学会实验室制取氯气装置的设计及实验时的注意事项。
情境导入
猜谜语:
黄绿有毒密度大,性质活泼显氧化,
变价金属显高价,杀菌漂白常用它。
------------打一化学物质(氯气)
通过学习氯气我们已基本了解了氯气的化学性质,那么氯气是怎么制取的呢?
学习任务
【任务四】氯气的制备
学习活动
【任务四】氯气的制备
1.分析产生氯气的反应
【活动设计】
研究发现,舍勒发现制备氯气的反应中MnO2被还原后得到Mn2+。
根据强氧化剂制弱氧化剂的规律,除了MnO2之外,下列哪些物质可用于实验室制取氯气?
已知氧化性强弱顺序:
PbO2>KMnO4>MnO2>Cl2>Br2>Fe2O3
除了可以将Cl-氧化制取Cl2,是否能用合适的还原剂将 KClO3还原来制取Cl2?
写出制备氯气的化学方程式:
。
可用的氧化剂还有:
。
你认为可用哪种还原剂?
。
【设计意图】
应用氧化还原反应的知识对制取氯气的反应加以分析,多角度地分析化学反应,运用化学反应原理解决实际问题。
2.实验室制取氯气的装置设计
【活动设计】
实验室利用二氧化锰和浓盐酸加热制备氯气,反应产生的氯气中含有哪些杂质?如何除去?如何收集氯气?尾气如何处理?(提示:氯气在饱和食盐水中的溶解度较小)
从下列常见的气体发生装置中选择制备装置:
从下列装置中选择净化装置:
从下列装置中选择收集装置:
从下列装置中选择尾气处理装置:
氯气中的杂质: 。
如何除去杂质:
。
从左侧提供的装置中选择正确的装置,按照发生、净化、收集纯净的氯气、处理尾气的顺序将装置图画在下面,并在仪器中标出盛放的试剂。
【设计意图】
引导学生将所学的氯气的性质应用于氯气制备中的净化、尾气处理等实践活动中。复习和巩固常见气体制备的核心思路与基本方法。培养学生能够根据问题解决的需要,选择常见的实验仪器、装置和试剂,能运用适当的方法控制反应条件完成氯气的制备。学会根据实验目的设计合理的实验方案,并能够对实验方案进行评价。
3.由实验室制氯气到氯碱工业
【活动设计】
由于当时还不能够大量制得盐酸,因此舍勒发明的方法只限于实验室内制取氯气。后来法国化学家贝托雷把氯化钠、软锰矿和浓硫酸的混合物装入铅蒸馏器中,经过加热制得了氯气,因为此法原料易得,所以自1774年舍勒制得氯气到1836年止,人们一直沿用贝托雷发明的方法来生产氯气。
1836年古萨格发明了一种焦化塔,用来吸收路布兰法生产纯碱(Na2CO3)的过程中排出的氯化氢气体得到盐酸,从此盐酸才成为一种比较便宜的酸,被广为利用。至此,舍勒发明的生产氯气的方法,经过改进,成为大规模生产氯气的方法。
上述制氯气的方法虽然在历史上都起过一定的作用,但是它们与电解法生产氯气相比,无论从经济效益还是从
生产规模上,都大为逊色。当电解法在生产上付诸实践时,上述生产氯气的方法就逐渐被淘汰了。电解法的诞生要追溯到1833年,法拉第经过一系列的实验,发现当把电流作用在氯化钠的水溶液时,能够获得氯气,同时得到氢气和烧碱。到19世纪70至80年代,出现了比较好的直流发电机,电解法才得到广泛的应用。从此,氯气的工业生产跨入了一个新纪元。
为何贝托雷的方法也可以获得 Cl2?尝试写出反应的化学方程式:
。
写出电解法制备氯气的化学方程式:
。
分析电解法为何最终能成为工业生产氯气的主流方法。
。
【设计意图】
充分利用化学史进行教学,体会化学的不断发展。启发学生从多个角度辨析工业生产和实验室制备物质的区别,同时树立可持续发展和绿色化学的意识。
4.模拟电解实验,分析反应
【活动设计】
按下列装置模拟工业电解法制备氯气:
深度思考:电解的工作原理。
查阅资料,并思考假如电解氯化镁溶液将得到什么产物。
【设计意图】
从宏观上认识化学反应,并且利用所学知识加以分析,最终转化为化学语言。
5.氯气制备的明天
【活