1、专题2 从海水中获得的化学物质第一单元 氯、溴、碘及其化合物第1课时 氯气的生产原理,一、海水中的化学资源 1氯化物：主要为_，其次是 _、_和_等。 2溴元素：被称为“_”。 3碘元素：总量可达到81010 t。,氯化钠,氯化镁,氯化钙,氯化钾,海洋元素,二、氯气的生产原理 1氯气的工业生产 (1)氯碱工业：以电解_为基础制取氯气等产品的工业。 (2)反应原理： _ (3)电解装置和现象,饱和食盐水,2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2。,2氯气的实验室制法 (1)反应原理_。 (2)教材P41所示制取氯气装置由_装置、_装置、_装置三部分组成。,发生,收集,尾气处理,1在电解饱和食盐水
2、时，两极上分别产生什么气体，其体积比是多少？ 【提示】 在电解饱和食盐水时，与电源正极相连的一极(阳极)生成黄绿色的Cl2，与电源负极相连的一极(阴极)得到H2；由反应方程式知，在两极上得到气体的体积比为11。,2实验室用MnO2与盐酸反应制Cl2的条件是怎样的？ 【提示】 MnO2与盐酸反应制Cl2的条件：盐酸是浓的，一般为12 molL1,1.19 gmL1。加热，常温下MnO2与浓盐酸几乎不反应。,1氯碱工业中，能透过阳离子交换膜的是( ) ACl BNa COH DCl2 解析：选B。阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阴离子和分子不能通过。,2实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，主要操作
3、步骤为： 将圆底烧瓶固定在铁架台上； 把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈的位置，固定铁圈后放好石棉网； 用药匙向圆底烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中； 检查装置的气密性； 在圆底烧瓶上安装好分液漏斗，连接好导气管。,该实验最好的操作顺序是( ) A B C D 解析：选B。仪器的组装一般按由下到上、从左到右的顺序，制备气体的装置在实验前必须先检查气密性。,3某同学设计了实验室制取纯净干燥Cl2的装置如下：,(1)装置中有五处错误，请指出并改正： _， _， _， _， _.,(2)写出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
4、钠溶液的作用： 饱和食盐水的作用：_； 浓硫酸的作用：_； 氢氧化钠溶液的作用：_。,解析：从实验原理上来说，氯气是用浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下制取的，不能用稀盐酸，因为稀盐酸还原性弱，与二氧化锰不反应；制得的氯气中混有HCl和水蒸气，应依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶将其除去；因氯气有毒，应用尾气吸收装置，以避免对环境的污染；因氯气比空气重，应用向上排空气法收集。,答案：(1)用长颈漏斗错误，应用分液漏斗 用稀盐酸错误，应用浓盐酸 没有用酒精灯，应用酒精灯加热 盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒，应更换位置 盛饱和食盐水的洗气瓶中进气导管未插入溶液中，出气导管不应插入溶
5、液中 (2)除去混在氯气中的HCl 除去混在氯气中的水蒸气 吸收多余的氯气，防止污染环境,1a试管中收集到的气体，其检验方法是： 用大拇指堵住试管口，试管口向下，靠近酒精灯火焰，松开大拇指，若听到尖锐的爆鸣声，说明该气体为氢气。 2b处导管口：将湿润的 淀粉碘化钾试纸靠近b处 导管口，若试纸变蓝， 说明此处气体为氯气。,课堂互动讲练,1a试管中收集到的气体，其检验方法是： 用大拇指堵住试管口，试管口向下，靠近酒精灯火焰，松开大拇指，若听到尖锐的爆鸣声，说明该气体为氢气。 2b处导管口：将湿润的 淀粉碘化钾试纸靠近b处 导管口，若试纸变蓝， 说明此处气体为氯气。,3实验完毕后，向U形管两端液体中
6、分别滴加酚酞试液，结果靠近a处的一端液体变红色，说明此处有碱生成。下列装置中能验证氯化钠溶液 (含酚酞)电解产物的装置是 (电极均为石墨)( ),【思路点拨】 本题是电解氯化钠溶液实验的综合题，以考查学生对电解原理的灵活运用以及电解氯化钠溶液产物的检验。只有认真做好了电解氯化钠溶液的实验，明白了实验装置中的每一个细节及操作，明白了实验现象与结论的关系，才能完成该题。 【解析】 首先根据电子的流向来确定外加直流电源的正、负极。再由实验室电解食盐水的原理知，所有装置的左边产生氢气，则该电极与电源的负极相连，且此电极周围显红色，因为有NaOH生成。,用向下排空气法收集得到的气体可进行点燃爆鸣实验以检
7、验H2的存在。右边产生Cl2，可使碘化钾淀粉溶液变蓝，则该电极与电源正极相连。由电学知识可知，电子流出的一极为负极(即与左边相连的一极)，电子流入的一极为正极(即与右边相连的一极)。 【答案】 D,变式训练1 关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( ) A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色 D电解一段时间后，将全部电解溶液转移到烧杯中充分搅拌，溶液呈中性,3收集方法：通常用向上排空气法，若要得到高浓度的氯气，则用排饱和食盐水法。 4净化方法：由于盐酸有挥发性，所以制得的氯气中混有氯化氢和水蒸
8、气。除去氯气中的氯化氢通常用饱和食盐水，而干燥氯气则用浓硫酸。 5尾气处理：由于氯气有毒，污染环境，所以通常用碱液(如NaOH溶液)来吸收多余的氯气。,特别提醒：(1)制备氯气必须用浓盐酸，稀盐酸与二氧化锰不反应。 (2)制备气体的类型是根据反应物的状态和反应条件来划分的。如用双氧水在催化剂作用下分解制取氧气，其制气类型就可称为：液固气体，同一类型的制气反应可用同类发生装置。如下图所示为实验室制取和收集氯气的装置图：,(1)制取Cl2的有关化学方程式为_。 (2)装置C中所装的试剂是_，作用是_；装置D中所装的试剂是_，作用是_。,(3)用_法收集氯气，原因是_。 (4)烧杯内所装试剂是_，其
9、目的是_，写出有关的化学反应方程式： _。 【解析】 本题考查了Cl2的实验室制法及原理。由于使用浓盐酸，故所得Cl2中含有HCl和水蒸气，分别用饱和食盐水和浓H2SO4除去；由于Cl2是有毒气体，不能直接排放，需用碱液吸收。,变式训练2 下图表示在没有通风橱收集纯净的氯气时设计的装置图，图中A、B是可控制的弹簧铁夹。 (1)烧杯中盛放的液体是_；其作用是_，水槽中应盛放的液体是_。,(2)简述操作过程：(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前，应_；当氯气纯度合乎要求时，应_；当氯气收集完毕时，应_。,解析：观察图示知，烧杯中的溶液应是尾气的吸收装置，水槽中应盛饱和食盐水，因为Cl2在饱和食盐水
10、中的溶解度小，可用排饱和食盐水法收集Cl2。 答案：(1)NaOH溶液 吸收多余的Cl2 饱和食盐水 (2)开B夹，关A夹 开A夹，关B夹 打开B夹，关闭A夹,氯气的制备 气体的制备及性质实验，要求在掌握制备原理的基础上，注意气体的净化、除杂和尾气处理及性质实验的设计，要综合考虑各方面因素。考查方式主要有仪器的连接、现象的描述、仪器的作用、实验的设计等。,请从下图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的氢气的体积，并检验氯气(氯气有毒，可以用NaOH溶液吸收，氯气可以和碘化钾反应生成碘单质)。,(1)设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序为：A接_、_接_；B接_、_接_
11、。 (2)证明产物中有Cl2的实验现象是_。 (3)已知电解后测得产生的H2的体积为44.8 mL(已经折算成标准状况)，电解后NaOH溶液的体积为50 mL，此时溶液中NaOH的物质的量浓度为_。,【解析】 (1)电解饱和食盐水时，阴极产生H2，为了测H2的体积，且产生H2的体积为44.8 mL，所以A连接G，F连接H，阳极产生Cl2，检验Cl2的生成用淀粉KI溶液，吸收多余的Cl2用NaOH溶液，所以B连接D，E连接C。 (2)Cl2和KI反应生成I2，遇淀粉变蓝。 (3)n(H2)0.0448 L/22.4 Lmol10.002 mol。 n(NaOH)2n(H2)0.004 mol,【答案】 (1)G F H D E C (2)淀粉碘化钾溶液变蓝 (3)0.08 molL1,