3.1.1 氯气的发现与制备 课件-2026-2027学年高一上学期化学苏教版必修第一册

专题三第一单元 氯气及氯的化合物 01 氯气的发现及制备 学习目标 1．了解氯气的发现史，掌握实验室制取氯气的方法，通过分析、推理，设计并完成实验。 2．初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。 氯气的发现 瑞典 化学家 舍勒 英国 化学家 戴维 发现氯气； 未确定组成；未命名。 确定了氯气组成； 并命名。 自来水消毒 光导纤维 塑料 漂白粉漂白液 氯气主要用于生产塑料（如PVP）、合成纤维、染料、农药、消毒剂、漂白剂溶剂以及各种氯化物。 迪嘉特气的高纯氯气主要用于电子工业干刻、光导纤维、晶体生长和热氧化。 氯气是重要的化工原料 一、实验室制氯气 MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 原理： 能否用稀盐酸和MnO2反应制取氯气 稀盐酸不与MnO2反应。 MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2。 一、实验室制氯气 MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 原理： 那么根据氯气的制取原理，需要什么样的装置来完成氯气的制取呢？ 一、实验室制氯气 发生装置 收集装置 尾气吸收装置 由药品状态和反应条件决定 MnO2-固体 浓盐酸-液体 加热 由气体密度和溶解性等决定 Cl2密度比空气大，易溶于水，与水反应 根据气体性质选择吸收剂 Cl2有毒，能与强碱溶液反应 分液漏斗 圆底烧瓶 知识精讲 固、固加热 例如：氧气、 氨气等 固、液体不加热 例如：氢气、 二氧化碳等 固、液体加热 例如：氯气、氯化氢等 气体发生装置选择 判断下列气体制备用何发生装置 2KClO3 == 2KCl+3O2↑ Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑ CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ H2SO4(浓) + NaCl== NaHSO4 + HCl↑ 固固加热装置 固液不加热装置 固液加热装置 固液不加热装置 固固加热装置 巩固练习 知识精讲 向上：收集比空气重的气体 例如：氧气、 氯气 收集难溶或微溶于水的气体 例如：氧气、氢气、一氧化碳 向下：收集比空气轻的气体 例如：氢气、氨气 气体收集装置选择：排气法与排水法 向上 排空气法 向下 排空气法 → → 向下 排空气法 向上 排空气法 知识精讲 尾气的处理装置选择 A B C D 难以吸收的可以点燃处理，选用D。 说明：吸收溶解速度不很快，溶解度也不很大的气体用装置A； 若气体在吸收剂中溶速快且溶解度极大，易倒吸，选用B； 少量尾气可以集于气球中，选用C； 请选出Cl2 、HCl 、CO 尾气处理的装置？ 收集方法： 吸收过量的氯气，防止污染环境 一、实验室制氯气 尾气吸收原理：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O 氯气与空气不反应且密度比空气的大 （1）向上排空气法 （2）排饱和食盐水法 溶液中大量氯离子抑制氯气与水反应 用NaOH溶液 尾气吸收: 一、实验室制氯气 实验过程： 先验密，后实验； 先固体，后液体； 先撤管，后熄灯。 这样收集到的氯气纯净吗？装置还有哪些可改进的？ 杂质：HCl、水蒸气 一、实验室制氯气 常见除杂装置： 洗气瓶： 盛液体试剂 球型干燥管： 盛固体试剂 U型干燥管： 盛固体试剂 硬质玻璃管加热条件下用固体除杂 知识精讲 一、实验室制氯气 资料： Cl2 能溶于水,难溶于饱和食盐水,HCl 易溶于饱和食盐水 先除HCl气体 后除水蒸气 Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水，HCl易溶于饱和食盐水 资料： 除去HCl 除去水蒸气 恒压装置 既保障浓盐酸顺利滴下，又避免浓盐酸浪费和污染环境 一、实验室制氯气 使用恒压漏斗 一、实验室制氯气 发生装置 净化装置 收集装置 尾气处理装置 气体制备模型 一、实验室制氯气 1 用分液漏斗装浓盐酸，让浓盐酸缓慢地注入，不能一次将浓盐酸注入烧瓶里。 注意事项： 用分液漏斗可以控制液体的用量，避免生成的氯气过多。 缓慢注入可提高浓盐酸利用率。 一、实验室制氯气 2 用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，要缓缓加热，不能强热。 注意事项： 浓盐酸有很强的挥发性，强热时能挥发出大量的氯化氢气体和水蒸气，而使制得的氯气中含有大量的杂质；另一方面，又降低了HCl的利用率。 一、实验室制氯气 3 实验结束后，先将导管从吸收液中取出再熄灭酒精灯，防止倒吸。 注意事项： 4 尾气吸收时，应选用NaOH溶液，不能选用澄清石灰水，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。 1、浓硫酸能否换成碱石灰？能换成什么干燥剂？ 碱石灰能与氯气反应，不能用碱石灰； 可换成无水氯化钙。 一、实验室制氯气 2、若MnO2过量，待充分反应后，溶液中仍有盐酸剩余，为什么？ 随着反应的进行，浓盐酸的浓度逐渐减小，小到一定浓度将不再与MnO2反应。 一、实验室制氯气 如果将过量的二氧化锰与20 mL 12 mol·L－1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06 mol。其主要的原因有 ①______________________________________________________； ②___________________________。 反应中随着HCl的消耗，盐酸变稀，稀盐酸不能与MnO2反应 加热时有部分HCl挥发而损失 一、实验室制氯气 使用浓盐酸与足量的MnO2共热制Cl2，实际产生的Cl2总比理论值低。 强化巩固 例1 下列描述正确的是(　　) A．将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净干燥的Cl2 B．将浓盐酸与MnO2共热产生的气体先通过浓H2SO4，后通过饱和食盐水来制备纯净干燥Cl2 C．过量浓盐酸与一定量二氧化锰反应，MnO2能完全反应 D．除去氯气中的HCl气体，装置如图 C 2．用含0.4mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应生成Cl2的物质的量的关系为(　　) A．等于0.2 mol B．等于0.1 mol C．大于0.1 mol D．小于0.1 mol 随着反应的进行，浓盐酸浓度会变低，变成稀盐酸之后不参与反应，因此浓盐酸不能完全反应 D 例1.某学生设计如图实验装置用于制备纯净的Cl2 指出装置中有六处错误 (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，仪器中的饱和食盐水、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氢氧化钠溶液的作用：___________________________。 长颈漏斗应改成分液漏斗 稀盐酸应改为浓盐酸 烧瓶下应垫石棉网 应该用酒精灯加热 盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了 洗气瓶 D 中的进气导管应插入液面，出气导管不应插入液面 除去混在氯气中的HCl 除去混在氯气中的水蒸气 吸收多余的Cl2，防止污染环境 工业上对氯气的需求量很大。大量生产氯气不仅要求原料易得，而且价格也是必须考虑的重要因素。 二、工业制氯气 海水中蕴含丰富的氯元素，它主要以氯化钠、氯化镁等氯化物的形式存在。 氯气性质活泼，氯元素在自然界没有游离态，只以化合态形式存在。 单质 化合物 二、工业制氯气 二、工业制氯气 无色气体，靠近火焰有爆鸣声 黄绿色气体，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 溶液加入酚酞变红色 NaOH溶液 H2 Cl2 二、工业制氯气 Cl2＋2KI===I2＋2KCl 工业制取氯气的反应原理： 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 氯碱工业： 以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业。 二、工业制氯气 知识精讲 1、接通电源，观察U形管内的变化。 两极均产生气泡 通电后有新的气体物质生成 现象： 结论： a b 2、探究a管是什么气体？ 现象： 结论： 收集的气体靠近火焰，有轻微的爆鸣声 有H2生成 3、探究b管是什么气体？ 现象： 结论： 黄绿色、刺激性气味的气体产生，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 有Cl2生成 实验室模拟工业制氯气 知识精讲 a b 4、关闭电源，打开U形管两端的橡皮塞，分别向溶液中滴加1—2滴酚酞溶液，观察现象。 现象： 结论： a管周围的颜色变红 a管有碱性物质生成 5、电解氯化钠溶液制备氯气实验原理 实验室模拟工业制氯气 阴极区 阳极区 实验原理： 实验现象 结论 1 两极均产生气泡 通电后有新的气体物质生成。 2 将铁棒上方收集到的气体靠近火焰，有轻微的爆鸣声 有氢气生成 3 黄绿色、刺激性气味的气体产生，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 有氯气生成 4 铁棒周围的颜色变红 有碱性物质生成 氯碱工业产品的用途 ①Cl2：用于制取盐酸、漂白粉，饮用水消毒，有机合成(农药、药物等)。 ②H2：用于生产盐酸、金属冶炼等。 ③NaOH：工业生产中最常用的碱，主要用于有机合成、造纸、印染等 以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业称为氯碱工业。 氯碱工业 随堂检测 1．用含0.4mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应生成Cl2的物质的量的关系为(　　) A．等于0.2 mol B．等于0.1 mol C．大于0.1 mol D．小于0.1 mol 随着反应的进行，浓盐酸浓度会变低，变成稀盐酸之后不参与反应，因此浓盐酸不能完全反应 2、欲除去氯气中含有的少量氯化氢气体，可采用的方法是（ ） A、 通过活性碳 B、通过氢氧化钠溶液洗气 C、先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸洗气 D、先通过NaHCO3溶液，再通过浓硫酸洗气 C 3.某氯碱厂打算利用电解食盐水所得气体生产盐酸。若该氯碱厂日产60% NaOH溶液5 t。如果把同时生产的Cl2和H2都制成36.5%的盐酸，试计算理论上每天可生产盐酸的质量。 强化巩固 4．下列关于电解氯化钠水溶液的说法不正确的是(　　) A．电解产物为氯气和钠 B．电解过程中能产生黄绿色气体 C．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加石蕊溶液，溶液呈蓝色 D．用排水法可以收集到较纯净的氢气 A 例2.图为教科书中电解饱和食盐水的 实验装置。据此，下列叙述不正 确的是 (　　) A．装置中，a管收集的是氢气 B．b管导出的是氯气 C．以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业称为 “氯碱工业” D．在石墨棒电极区域有NaOH产物 D 课堂小结 实验室制氯气 工业制氯气 不良反应 原理 装置 注意事项 原理 现象 Lavf58.20.100 Lavf57.62.100 Lavf58.29.100 $