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

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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 4×107ｔ，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

2、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] ⑴接通電源，觀察兩極現(xiàn)象； ⑵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，２min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(kāi)拇指，檢驗(yàn)收集到的氣體； ⑶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； ⑷關(guān)閉電源，打開(kāi)U形管兩端的橡皮塞，分別向溶液中滴加１～２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 ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 根據(jù)實(shí)驗(yàn)

3、現(xiàn)象推斷，電解飽和食鹽水： ①化學(xué)方程式:＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ②與電源正極相連的電極（陽(yáng)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(wèn)題解決1] 1、ｂ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_________

4、_條件下反應(yīng)來(lái)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 。 ⑴實(shí)驗(yàn)儀器：a： ；b： ； ⑵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

5、 吸收多余的氯氣。 A B C [問(wèn)題解決2] 1、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

6、 。 [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(xiě)滿）。 ⑴ ； ⑵ ； ⑶ ； ⑷ ； ⑸

7、 ； ⑹ ； [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

8、 ( ) ①過(guò)濾　 ②加稍過(guò)量的NaOH溶液 　③加適量的鹽酸　 ④加稍過(guò)量的碳酸鈉溶液 　⑤加稍過(guò)量的氯化鋇溶液 A.⑤④②①③ B.④⑤②①③ C.②⑤④①③ D.⑤②④①③ 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. C

9、l2 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(lái)除去Cl2中的水蒸氣的是 ( ) ①堿石灰 ②濃硫酸

10、③無(wú)水CaCl2 ④固體燒堿 A. ①② B. ①③④ C. ②③ D. ①②③④ 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：①用含氯化氫146克的濃鹽酸與足量的二氧化錳反應(yīng)②用87克二氧化錳與足量的濃鹽酸反應(yīng)，則所得氯氣

11、 （ ） A.②比①多 B.①比②多 C.一樣多 D.無(wú)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(wú)變化）。此時(shí)溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度約為 （ ） A．0.2mol/L B. 0.1mol/L C. 0.04mol/L D. 0.02mol/L 9．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(yáng)極，一根鐵棒作陰極，把濕

12、潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在陽(yáng)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(yáng)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(shuō)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(shuō)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＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ① 緩緩加熱 ；②加入MｎO２粉末；③連好裝置，檢查氣密性；④從裝有濃鹽酸的分液漏斗中加濃鹽酸；⑤將多余氯氣用NａOH溶液吸收；⑥向上排氣收集氯氣； 11．氯堿廠電解飽和食鹽水制取

13、NaOH的工藝流程示意圖如下： ⑴在電解過(guò)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”）； ⑵工業(yè)食鹽中含Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)，精制過(guò)程分別除去Ca2+、Mg2+應(yīng)選用的試劑是：________，________； ⑶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）； a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2 ⑷為有效除去Ca2+、Mg2+ 、SO

14、42-，加入試劑的合理順序?yàn)開(kāi)_______（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Na2CO3 c．先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na2CO3 ⑸脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過(guò)________，冷卻，________，________，（填寫(xiě)操作名稱）除去NaCl。 ⑹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(méi)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。

15、（氯氣在飽和氯化鈉溶液中的溶解度較小。） ⑴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： ； ⑵在收集氯氣時(shí)，應(yīng)打開(kāi) ,關(guān)閉___。當(dāng)氯氣收集完畢時(shí)打開(kāi) ,關(guān)閉___。（填A(yù)或B或C） ⑶ 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

16、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(kāi)發(fā)和利用。 2．海水中的氯化物主要為_(kāi)_____，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

17、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_(kāi)_______________________________。 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__

18、______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)＋ MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (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)： ①必須用________，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)。 ②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止

19、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(shuō)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：①用含HCl 146 g的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)；②用87 g MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。所得的氯氣的量(　　) A．①比②多 B．②比①多 C．一樣多

20、 D．無(wú)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A～E中，有①～⑨個(gè)接口，用編號(hào)表示儀器的導(dǎo)氣管連接順序依次為_(kāi)_______、__________、________、________、________、________、________、________、________。 (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

21、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(shuō)法正確的是(　　) ①電解產(chǎn)物為Cl2和Na ②電解過(guò)程中，能產(chǎn)生黃綠色氣體 ③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 ④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

22、酚酞溶液，溶液呈無(wú)色 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 3．實(shí)驗(yàn)室制取HCl氣體的反應(yīng)原理為：NaCl(固)＋H2SO4(濃)NaHSO4＋HCl↑。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(　　) A．H2 B．CO2 C．Cl2 D．O2 4．下列物質(zhì)：①無(wú)水CaCl2；②堿石灰；③濃H2SO4；④P2O5，可以用來(lái)干燥Cl2的是(　　) A．①② B．③④ C．①③④ D．①②③④ 5．實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的試管壁上粘附有MnO2，除

23、去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 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(　　) A．8HCl＋K2Cr2O7===2KCl＋Cr2O3＋4H2O＋3Cl2↑ B．16HCl＋2KMnO4===2MnCl2＋8H2O＋2KCl

24、＋5Cl2↑ C．4HCl＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ D．6HCl＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑ 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(kāi)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_(kāi)_______________________________________ ______________________。 (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

25、現(xiàn)象為_(kāi)_____________________、____________________。 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(guò)程：(從氯氣已經(jīng)產(chǎn)生開(kāi)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)_______。

26、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、 1．80 2．NaCl　MgCl2　CaCl2　KCl 3．溴　溴　碘　碘 二、 1．電解食鹽水 2．(1)無(wú)　黃綠　(2)“噗”的響聲(或爆鳴聲)　氫氣　變藍(lán)　氯氣　變紅　NaOH 3．(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)①濃鹽酸 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 1．B　[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。] 2

27、．B　[146 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： MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，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(shuō)1 mol MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)生成的Cl2多。] 3．(1)①?、唷、帷、邸、凇、蕖、摺、堋、? (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 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 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)

28、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) 1．C　2.C 3．C　[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)。] 4．C　[Cl2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)。] 5．D　6.D　7.D 8．(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (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(wú)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(kāi)B夾，關(guān)閉A夾　打開(kāi)A夾，閉關(guān)B夾 關(guān)閉A夾，打開(kāi)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。