3.1 第1课时 氯气的发现与制备 【学习目标】 1.知道海水中的丰富资源和氯化钠作为重要工业原料的主要用途。 2.学会实验室制取氯气的方法,通过实验探究,理解实验室气体制备的一般流程及选用装置的依据,通过分析、推理、设计完成实验。 3.认识工业上电解氯化钠饱和溶液制取氯气的反应原理,学会通过实验判断反应产物的方法,形成运用化学实验进行探究的化学核心素养。 【合作探究】 【学习情境】 18世纪,人们致力于采矿事业,瑞典化学家舍勒也把精力放在了软锰矿(主要成分是MnO2)的研究上。1774年的一天当他把软锰矿粉末和浓盐酸混合加热时,惊奇地看到一种黄绿色的气体逸出。1810年11月英国化学家戴维正式定名上述黄绿色气体是由一种新元素组成的单质———氯气,英文定名为“Chlorine”,希腊文的意思是“绿色的”。上述反应可用于实验室制备氯气。 现代工业对氯气的需求量很大,大量生产氯气不仅要求原料易得,而且成本也是必须要考虑的重要因素,因此海水就成为制备氯气的首选原料。1833年,法拉第发现电解食盐水能产生氯气、氢氧化钠,为工业制备氯气奠定了基础。如今,工业生产氯气主要是通过海水晒盐得到粗盐,除去杂质后,电解氯化钠饱和溶液来制备的。以电解食盐水为基础制取氯气、烧碱(NaOH)等产品的工业称为“氯碱工业”。 任务1 氯气的实验室制法 【新知生成】 一、反应原理 实验室制取氯气的化学方程式: 。 二、反应装置 1.发生装置:固+ 气。 2.收集装置:向 排空气法。 3.尾气处理:用 吸收。 【答案】MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 液 上 NaOH溶液 【核心突破】 典例1 实验室制取氯气的装置如图所示。 回答下列问题: (1)实验原理: (用化学方程式表示)。 (2)实验装置:气体制备型化学实验装置的设计,要将反应原理、气体净化、收集和尾气处理等结合起来。 ①写出下列装置中所盛试剂的名称:C ;D ;F 。 ②其中C的作用是除去Cl2中的 ;D的作用是除去Cl2中的 。 ③该装置中收集Cl2的方法是 。还可用排 的方法收集,原因是 。 ④装置F的作用是 。 【答案】(1)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑ (2)①饱和食盐水 浓硫酸 氢氧化钠溶液 ②HCl气体 水蒸气 ③向上排空气法 饱和食盐水 Cl2在饱和食盐水中的溶解度比较小 ④吸收尾气,防止污染空气 归纳总结 1.实验室制备氯气的注意事项 (1)实验前,连接好装置,检查装置气密性。 (2)加热时要垫陶土网。 (3)稀盐酸与MnO2不反应,制取氯气时必须选用浓盐酸;加热温度不宜过高,以减少氯化氢的挥发。 (4)制取的氯气有毒,且在加热时容易逸出,所以应选用分液漏斗,而不用长颈漏斗。 (5)处理尾气时,不能用澄清石灰水吸收氯气,因为澄清石灰水中Ca(OH)2微溶于水,浓度小,吸收能力差。 (6)验满方法:将湿润的淀粉-KI试纸伸到集气瓶口,试纸变蓝,则已收集满。 (7)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的氯气,再拆卸装置,避免污染空气。 2.实验室制备氯气的装置 3.尾气处理的化学方程式: 2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O 训练1 某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备氯气。下列分析中不正确的是( )。 A.①中应该用分液漏斗代替长颈漏斗 B.①中缺少加热装置 C.②中盛放NaOH溶液可以净化氯气 D.④中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气 【答案】C 【解析】分液漏斗代替长颈漏斗,避免盐酸挥发及产生的气体逸出,同时便于控制反应速率,A项正确;二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气,B项正确;NaOH溶液吸收氯气,不能净化氯气,可以用饱和食盐水、浓硫酸净化氯气,C项错误;氢氧化钠溶液与氯气反应,可以吸收氯气,防止污染空气,D项正确。 任务2 氯气的工 ... ...
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