2022年高中化學(xué) 專題2第1單元 第1課時(shí) 氯氣的生產(chǎn)原理學(xué)案 蘇教版必修1

2022年高中化學(xué) 專題2第1單元 第1課時(shí) 氯氣的生產(chǎn)原理學(xué)案 蘇教版必修1 學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解從海水中獲得Cl2的基本原理和方法；2、了解氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法；調(diào)查研究浩瀚的大海，巨大的寶藏。在眾多的自然資源中，海水是十分重要的資源之一，能利用的海水中富含的化學(xué)物質(zhì)如：NaCl、MgCl2、NaBr、NaI等。椐估計(jì)：每立方千米的海水中含NaCl 4×107，查閱有關(guān)資料，了解人們是如何從海水中獲得氯化鈉和使用氯化鈉的。并將有關(guān)情況與同學(xué)們交流討論。新課導(dǎo)入從海水曬鹽得到的食鹽，除去雜質(zhì)后，不僅可以作調(diào)料，還可以作為工業(yè)原料。19世紀(jì)，科學(xué)家發(fā)明了電解飽和食鹽水制取氯氣的方法，為工業(yè)制氯氣奠定了基礎(chǔ)。知識(shí)形成1接通電源，觀察兩極現(xiàn)象；通電一段時(shí)間后，用小試管收集U形管左端產(chǎn)生的氣體，min后，提起小試管，并迅速用拇指堵住試管口，移近點(diǎn)燃的酒精燈，松開拇指，檢驗(yàn)收集到的氣體；取一只小試管，用向上排空法收集從U形管右端導(dǎo)出的氣體，觀察收集到氣體的顏色；關(guān)閉電源，打開U形管兩端的橡皮塞，分別向溶液中滴加滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象；將上述實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象和所得結(jié)論填入下表。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷，電解飽和食鹽水：化學(xué)方程式:與電源正極相連的電極（陽極）上產(chǎn)生氣；與電源負(fù)極相連的電極（陰極）上產(chǎn)生氣。問題解決1 1、端為何要通入氫氧化鈉溶液？2、兩電極產(chǎn)生的氣體體積比為；電解食鹽水除了得到氯氣以外，還能得到_ 。人們把以電解食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣、燒堿(NaOH)等產(chǎn)品的工業(yè)稱為 ，它是目前化學(xué)工業(yè)的重要支柱之一。知識(shí)形成2學(xué)習(xí)了工業(yè)制氯氣的原理，在實(shí)驗(yàn)室里氯氣可以用 和 在_條件下反應(yīng)來制取。實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的化學(xué)方程式： 。根據(jù)上述反應(yīng)原理，人們?cè)O(shè)計(jì)了如下圖實(shí)驗(yàn)裝置，用于實(shí)驗(yàn)室制備少量的Cl2 。實(shí)驗(yàn)儀器：a： ；b： ；各部分裝置所起作用A： 裝置；B： 裝置，利用Cl2密度比空氣密度 且 （填 “能”或“不能”）溶于水，難溶于飽和食鹽水，可用 排空氣法或排飽和食鹽水法。C： 裝置，因Cl2有毒污染空氣，用 吸收多余的氯氣。A B C問題解決21、如何知道Cl2是否收滿？2、使用濃鹽酸與足量的MnO2共熱制Cl2，實(shí)際產(chǎn)生的Cl2總比理論值低，其主要原因是什么？3、利用上述制Cl2的實(shí)驗(yàn)裝置圖收集到的氯氣中?；煊须s質(zhì)氣體 和 ，為此有人設(shè)計(jì)右圖，在制Cl2時(shí)常分別用 除 _ ，用 除 。對(duì)比上述實(shí)驗(yàn)室制Cl2的裝置圖，右側(cè)裝置圖的優(yōu)點(diǎn)是 。當(dāng)堂訓(xùn)練某學(xué)生設(shè)計(jì)如右下實(shí)驗(yàn)裝置用于制備干燥純凈的氯氣，裝置中有幾處錯(cuò)誤，請(qǐng)指出（可不寫滿）。 ； ； ； ； ； ；課堂小結(jié)課外練習(xí)（選擇題每題有1-2個(gè)答案）1.海水中含量最多的離子是 ( )A.鈉離子 B.氯離子 C.鈣離子 D.鎂離子2.在電解飽和食鹽水之前，需要提純食鹽水。為了除去粗鹽中的Ca2、Mg2、SO42及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行下列五項(xiàng)操作，不正確的操作順序是 ( )過濾 加稍過量的NaOH溶液 加適量的鹽酸 加稍過量的碳酸鈉溶液 加稍過量的氯化鋇溶液A. B. C.D.3.如圖所示裝配儀器，接通直流電源，電解飽和食鹽水，則電解片刻，在碳棒和鐵釘表面都有氣體生成，其中碳棒表面生成的氣體是 ( ) A. Cl2 B.O2 C.H2 D.HCl 4.若電解的是未精制的飽和食鹽水（即是粗鹽溶于水），結(jié)果很快在某一電極附近出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，造成渾濁的難溶物主要是 ( ) A.碳酸鎂B.硫酸鋇 C.氫氧化鎂 D.碳酸鋇5.下列物質(zhì)中，可以用來除去Cl2中的水蒸氣的是 ( )堿石灰 濃硫酸 無水CaCl2 固體燒堿A. B. C. D. 6.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的試管壁上粘附有MnO2，除去粘附的MnO2可用的試劑是 （ ） A. 蒸餾水 B. KOH溶液 C. 稀鹽酸 D. 熱的濃鹽酸7.用下列兩種方法制取氯氣：用含氯化氫146克的濃鹽酸與足量的二氧化錳反應(yīng)用87克二氧化錳與足量的濃鹽酸反應(yīng)，則所得氯氣 （ ）A.比多 B.比多 C.一樣多 D.無法比較8.將兩個(gè)石墨電極插入500ml食鹽水中進(jìn)行電解，通電到一定時(shí)間后，某一電極收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下224ml氣體（設(shè)電解時(shí)溶液體積無變化）。此時(shí)溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度約為 （ ）A0.2mol/L B. 0.1mol/L C. 0.04mol/L D. 0.02mol/L9在U型管里裝入飽和食鹽水，滴入幾滴酚酞試液，用一根碳棒作陽極，一根鐵棒作陰極，把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近。接通直流電后，可以觀察到U型管的兩個(gè)電極上都有，陽極放出的氣體有氣味，并且能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙，說明放出的是；陰極放出的氣體是，同時(shí)發(fā)現(xiàn)陰極附近溶液，這說明溶液里有性物質(zhì)生成。電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為。10.實(shí)驗(yàn)室制氯氣有如下操作，正確的操作順序是 緩緩加熱 ；加入MO粉末；連好裝置，檢查氣密性；從裝有濃鹽酸的分液漏斗中加濃鹽酸；將多余氯氣用NOH溶液吸收；向上排氣收集氯氣；11氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下：在電解過程中，與電源正極相連的電極上的產(chǎn)物是_；與電源負(fù)極相連的電極附近溶液中c(OH-) _（選填：“不變”、“增大”或“減小”）；工業(yè)食鹽中含Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)，精制過程分別除去Ca2+、Mg2+應(yīng)選用的試劑是：_，_；如果粗鹽中SO42-含量較高，必須添加鋇試劑除去SO42-，該鋇試劑可以是_（填a，b，c）；aBa(OH)2 bBa(NO3)2 cBaCl2 為有效除去Ca2+、Mg2+ 、SO42-，加入試劑的合理順序?yàn)開（選填a，b，c。）；a先加NaOH，再加Na2CO3，再加鋇試劑 b先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na2CO3c先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na2CO3脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過_，冷卻，_，_，（填寫操作名稱）除去NaCl。電解飽和食鹽水時(shí)，總的反應(yīng)方程式為： ； 12右圖表示在沒有通風(fēng)櫥的條件下制備氯氣時(shí)設(shè)計(jì)的裝置， 圖中a、b是可控制的彈簧鐵夾。（氯氣在飽和氯化鈉溶液中的溶解度較小。）儀器C的名稱是 ；水槽中應(yīng)盛放的是 ；燒杯中盛放的是 ；圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ；在收集氯氣時(shí)，應(yīng)打開 ,關(guān)閉_。當(dāng)氯氣收集完畢時(shí)打開 ,關(guān)閉_。（填A(yù)或B或C） 若要制得標(biāo)準(zhǔn)狀況下的Cl2 0.672L，理論上需要MnO2的物質(zhì)的量是多少？第1課時(shí)氯氣的生產(chǎn)原理一、海水中的化學(xué)資源1海水中蘊(yùn)含的元素有_多種，它是一個(gè)巨大的寶藏，期待著人們的開發(fā)和利用。2海水中的氯化物主要為_，其次是_、_和_。3地球上99%以上的溴蘊(yùn)藏在大海中，海水中_的總儲(chǔ)量高達(dá)1×1014t，_被稱為“海洋元素”。此外，海水中還含有豐富的_元素。據(jù)估計(jì)，海水中_的總量可達(dá)8×1010t。二、氯氣的生產(chǎn)原理1氯堿工業(yè)：以_為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品的工業(yè)。2氯氣生產(chǎn)的化學(xué)原理(1)電解裝置和現(xiàn)象(2)電解產(chǎn)物的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論試管移近酒精燈以后，發(fā)出_與電源負(fù)極相連的鐵棒上產(chǎn)生_濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙_與電源正極相連的石墨棒上產(chǎn)生_溶液顏色_左管溶液中有_產(chǎn)生(3)電解原理電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為_。3氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法(1)反應(yīng)原理：1774年瑞典化學(xué)家舍勒在研究軟錳礦(主要成分是_)時(shí)，把_與軟錳礦混合在一起_，發(fā)現(xiàn)有黃綠色氣體生成，反應(yīng)為4HCl(濃)MnO2MnCl2Cl22H2O。(2)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣是采用固體和液體混合加熱制氣體的裝置，主要有氣體_裝置、_裝置和_裝置三部分。(3)收集方法：向_排空氣法或排_(tái)法。(4)凈化方法：用_除去HCl，再用_除去水蒸氣。(5)尾氣吸收：用_吸收。(6)注意事項(xiàng)：必須用_，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免殘留氣體污染空氣。知識(shí)點(diǎn)1海水中的化學(xué)資源1下列說法不正確的是()A海水中蘊(yùn)含的元素有80多種，是一個(gè)巨大的寶藏B海水中氯化物的含量最高C海水中的氯化物主要是氯化鈉，其次是氯化鎂、氯化鈣、氯化鉀等D海水中含有濃度較小的碘元素和溴元素知識(shí)點(diǎn)2氯氣的生產(chǎn)原理2實(shí)驗(yàn)室用下列兩種方法制氯氣：用含HCl 146 g的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)；用87 g MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。所得的氯氣的量()A比多 B比多C一樣多 D無法比較3下列裝置用于二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取純凈、干燥的氯氣。(1)在裝置AE中，有個(gè)接口，用編號(hào)表示儀器的導(dǎo)氣管連接順序依次為_、_、_、_、_、_、_、_、_。(2)B瓶中濃H2SO4的作用是_，E瓶盛有的飽和食鹽水的作用是_。(3)C瓶中盛有NaOH溶液是為了_，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。練基礎(chǔ)落實(shí)1海水中含有大量的化學(xué)元素，自然界中的有些元素主要存在于海水中。下列元素中，被稱為“海洋元素”的是()A氮 B硫 C溴 D氯2關(guān)于電解NaCl水溶液的說法正確的是()電解產(chǎn)物為Cl2和Na電解過程中，能產(chǎn)生黃綠色氣體電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈紅色電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈無色A B C D3實(shí)驗(yàn)室制取HCl氣體的反應(yīng)原理為：NaCl(固)H2SO4(濃)NaHSO4HCl。則實(shí)驗(yàn)室制取下列各組氣體時(shí)，氣體的發(fā)生裝置與HCl氣體相同的是()AH2 BCO2 CCl2 DO24下列物質(zhì)：無水CaCl2；堿石灰；濃H2SO4；P2O5，可以用來干燥Cl2的是()A BC D5實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的試管壁上粘附有MnO2，除去MnO2可用的試劑是()A蒸餾水 BKOH溶液C稀鹽酸 D熱的濃鹽酸6檢驗(yàn)HCl氣體中是否混有Cl2，可采用的方法為()A用干燥的藍(lán)色石蕊試紙B用干燥的有色布條C將氣體通入硝酸銀溶液D用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙練方法技巧7實(shí)驗(yàn)室制取氯氣可以有以下途徑，用化學(xué)方程式表示如下。若制取等量的氯氣，消耗鹽酸最少的是()A8HClK2Cr2O7=2KClCr2O34H2O3Cl2B16HCl2KMnO4=2MnCl28H2O2KCl5Cl2C4HClMnO2MnCl22H2OCl2D6HClKClO3=KCl3H2O3Cl2練綜合拓展8某實(shí)驗(yàn)興趣小組利用如圖所示裝置進(jìn)行電解飽和食鹽水并檢驗(yàn)其生成產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)圖中開關(guān)K閉合片刻后，試填空：(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為_。(2)a為電源的_極(填“正”或“負(fù)”)；D中收集的氣體是_。(3)C試管盛放_(tái)溶液。溶液中A電極附近的現(xiàn)象為_、_。9下圖表示在通風(fēng)櫥中收集純凈氯氣的裝置圖，圖中A、B是可控制的止水夾。(1)燒杯中盛放的液體是_，其作用是_；水槽中應(yīng)盛放的液體是_。(2)簡(jiǎn)述操作過程：(從氯氣已經(jīng)產(chǎn)生開始)在收集氯氣之前，應(yīng)_；當(dāng)氯氣純度合乎要求時(shí)，應(yīng)_；當(dāng)氯氣收集完畢時(shí)，應(yīng)_。專題2從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)第一單元氯、溴、碘及其化合物第1課時(shí)氯氣的生產(chǎn)原理基礎(chǔ)落實(shí)一、1802NaClMgCl2CaCl2KCl3溴溴碘碘二、1電解食鹽水2(1)無黃綠(2)“噗”的響聲(或爆鳴聲)氫氣變藍(lán)氯氣變紅NaOH3(1)MnO2濃鹽酸加熱(2)發(fā)生收集尾氣處理(3)上飽和食鹽水(4)飽和食鹽水濃硫酸(5)強(qiáng)堿溶液(如NaOH溶液)(6)濃鹽酸對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1B海水中含量最高的是水；海水中的碘元素和溴元素濃度都不高，但由于海水量很大，所以其質(zhì)量很大。2B146 g HCl的物質(zhì)的量為4 mol,87 g MnO2的物質(zhì)的量為1 mol，由方程式：MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O，1 mol MnO2可以與4 mol HCl反應(yīng)，但是，應(yīng)注意稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)的事實(shí)，也就是說1 mol MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)生成的Cl2多。3(1)(2)吸收Cl2中的水蒸氣，制得干燥的Cl2除去Cl2中的HCl制得純凈的Cl2(3)吸收剩余Cl2，防止Cl2污染空氣Cl22NaOH=NaClNaClOH2O解析本實(shí)驗(yàn)要求制取純凈、干燥的Cl2，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：制Cl2除雜(除HCl，選用飽和食鹽水)干燥(選用濃H2SO4)收集(向上排空氣法)尾氣吸收(選用NaOH溶液)。課后作業(yè)1C2.C3C制取HCl和Cl2都屬于固體液體氣體的類型，所用氣體的發(fā)生裝置是相同的。都選用鐵架臺(tái)(含鐵圈、鐵夾)、酒精燈、燒瓶、分液漏斗等。選C項(xiàng)。4CCl2可與堿反應(yīng)，不能選用堿性干燥劑。CaCl2、濃H2SO4、P2O5都可以作為Cl2的干燥劑，選C項(xiàng)。5D6.D7.D8(1)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(2)負(fù)氫氣(3)淀粉碘化鉀(或淀粉碘化鈉等其他合理答案均可)有氣泡產(chǎn)生溶液由無色變?yōu)榧t色9(1)NaOH溶液吸收多余的Cl2飽和食鹽水(2)打開B夾，關(guān)閉A夾打開A夾，閉關(guān)B夾關(guān)閉A夾，打開B夾解析觀察圖示知，燒杯中的溶液應(yīng)是尾氣的吸收裝置，水槽中應(yīng)盛飽和食鹽水，因?yàn)镃l2不溶于飽和食鹽水，可用排飽和食鹽水法收集Cl2。