第1課時氯氣的生產原理知識內容必考要求加試要求1.氯氣的工業制法。2實驗室制取氯氣的反應原理及其裝置。3氯氣的凈化、收集和檢驗，尾氣的處理。aabbbb目標定位1.知道海水中的豐富資源和氯化鈉作為重要工業原料的主要用途。2初步認識工業上電解飽和食鹽水制取氯氣的反應原理。3學會實驗室制取氯氣的方法。一氯氣的工業制法1實驗過程下圖為電解飽和食鹽水的裝置圖：按上圖所示裝置進行實驗。(1)接通電源，觀察食鹽水發生的變化。通電一段時間后，將小試管套在a管上，收集U形管左端產生的氣體。2 min后，提起小試管，并迅速用拇指堵住試管口，移近點燃的酒精燈，松開拇指，檢驗收集到的氣體。(2)取一支小試管，用向上排空氣法收集從b管導出的氣體，觀察收集到的氣體的顏色。(3)關閉電源，打開U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加12滴酚酞溶液，觀察溶液的顏色。2實驗分析實驗現象結論(1)出現爆鳴聲a管中氣體為氫氣(2)產生黃綠色的氣體b管中氣體為氯氣(3)鐵棒端溶液變紅石墨棒端溶液不變色U形管左端溶液顯堿性U形管右端溶液不顯堿性3.實驗結論根據實驗推斷電解飽和食鹽水的產物是H2、Cl2、NaOH溶液。歸納總結工業制取氯氣的反應原理(1)工業制取氯氣的反應原理：2NaCl2H2O2NaOHCl2H2。(2)氯堿工業：以電解飽和食鹽水為基礎制取Cl2等產品的工業。提醒工業上電解熔融的NaCl或MgCl2獲取Na和Mg，同時得到副產物Cl2。化學方程式為2NaCl(熔融)2NaCl2，MgCl2(熔融)MgCl2。1下列關于電解飽和食鹽水過程的說法正確的是()A電解飽和食鹽水的工廠要首先將食鹽進行除雜B與電源正極相連的電極區有NaOH生成C與電源負極相連的電極上有氯氣生成D電解飽和食鹽水的過程中Na濃度減小答案A解析根據電解飽和食鹽水的裝置可知，與電源正極相連的電極區產生Cl2，而與電源負極相連的電極區產生H2和NaOH，故B、C均不正確；因為Na沒有參與反應，其物質的量不變，但電解過程中消耗了水，溶液體積減小，Na濃度增大，故D不正確。2下列關于電解NaCl水溶液的說法不正確的是()A電解產物為Cl2和NaB電解過程中，產生的氣體均為無色C電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈紅色D電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈無色答案C解析電解食鹽水可產生NaOH、H2和Cl2，其中Cl2為黃綠色氣體；電解一段時間后，溶液中有NaOH生成，滴加酚酞溶液，溶液呈紅色，故選C。二氯氣的實驗室制法實驗室制取氯氣的裝置如下圖所示：(1)反應原理：_。(2)實驗裝置：氣體制備型化學實驗裝置的設計，要將化學反應原理、氣體凈化、收集和尾氣處理等結合起來。填寫裝置中試劑名稱：C：_，D：_，F：_。其中C的作用是除去Cl2中的_；D的作用是除去Cl2中的_。該裝置中收集Cl2使用的是_法。還可用排_的方法，原因是_。其中F的作用是_。檢驗Cl2是否收集滿可用_放在集氣瓶口，若試紙_，則證明已集滿。答案(1)4HCl(濃)MnO2MnCl22H2OCl2(2)飽和食鹽水濃硫酸氫氧化鈉溶液HClH2O向上排空氣飽和食鹽水Cl2在飽和食鹽水中的溶解度比較小吸收尾氣，防止污染空氣濕潤的淀粉KI試紙變藍歸納總結1制氣裝置制取氣體的一般流程：氣體發生裝置氣體凈化裝置(除雜、干燥)氣體收集裝置尾氣處理裝置。(1)發生裝置：固體液體氣體。(2)凈化裝置：上圖中C、D裝置為洗氣瓶，組裝原則“長進短出”，除雜在前，干燥在后。2注意事項(1)加藥品之前必須檢查裝置的氣密性。(2)加藥品的順序：先固體后液體。(3)實驗結束時，應先撤裝置末端導管，后撤酒精燈，以防倒吸。(4)為防止鹽酸揮發，應緩緩加熱。提醒(1)MnO2和稀鹽酸不反應，必須用濃鹽酸，隨著反應的進行，鹽酸濃度下降，當轉變為稀鹽酸時，不再與MnO2反應。(2)MnO2和濃鹽酸反應必須加熱，因為在常溫下MnO2與濃鹽酸幾乎不反應。3下列說法正確的是()A氯氣的性質活潑，它與氫氣混合后立即發生爆炸B檢驗HCl氣體中是否混有Cl2的方法是將氣體通入硝酸銀溶液C濃鹽酸在與MnO2共熱制取Cl2的實驗中只起到還原劑的作用D實驗室制取氯氣時，為了防止環境污染，多余的氯氣可以用氫氧化鈉溶液吸收答案D解析A項，與氫氣在光照條件發生爆炸，錯誤；B項，HCl對實驗產生干擾，錯誤；C項，MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O，鹽酸還表現酸性，錯誤；D項氯氣有毒，除去尾氣用堿液吸收，正確。4下列裝置用于二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應制取純凈、干燥的氯氣。(1)在裝置AE中，有九個接口，用編號表示儀器的導氣管連接順序依次為_、_、_、_、_、_、_、_、_。(2)12 molL1的鹽酸50 mL與足量的MnO2在加熱條件下反應，可以制得的Cl2的物質的量為_(填字母)。A0.3 mol B小于0.15 molC在0.150.3 mol之間 D0.15 mol答案(1)(2)B解析(1)本實驗要求制取純凈、干燥的Cl2，設計實驗步驟如下：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)。(2)n(HCl)12 molL10.05 L0.6 mol，根據化學方程式MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O，如果完全反應將生成0.15 mol Cl2，而實際上隨著反應的進行，鹽酸的濃度越來越小，而稀鹽酸和MnO2不反應，所以得到的Cl2的物質的量必定小于0.15 mol。1下列裝置可應用于實驗室制氯氣并回收二氯化錳的實驗，能達到實驗目的的是()A用裝置甲制取氯氣B用裝置乙除去氯氣中的少量氯化氫C用裝置丙分離出MnCl2溶液中的固體MnO2D用裝置丁稱得回收的二氯化錳質量為5.36 g答案C解析二氧化錳與濃鹽酸反應需要加熱，圖中儀器沒有加熱裝置，A錯誤；氯氣、氯化氫都能與碳酸氫鈉溶液反應，都能被碳酸氫鈉溶液吸收，B錯誤；MnCl2溶液中的MnO2為固體，分離二者用過濾方法，C正確；托盤天平精確度為0.1 g，D錯誤。2實驗室用二氧化錳和濃鹽酸來制取氯氣，主要操作步驟為將圓底燒瓶固定在鐵架臺上；把酒精燈放在鐵架臺上，根據酒精燈確定鐵圈的高度、固定鐵圈放好石棉網；用藥匙向圓底燒瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加濃鹽酸，并將導管放入集氣瓶中；檢查裝置的氣密性；在圓底燒瓶上裝好分液漏斗，連接好導氣管。操作步驟排序正確的是()A BC D答案C解析裝置的安裝順序為“由下而上，由左向右”，另外需注意的是加入藥品前應先檢查裝置的氣密性，根據這兩點不難得出選項C正確。3下列關于氯氣制備原理的說法中不正確的是()A電解飽和食鹽水制氯氣時，與電源正極相連的碳棒上方充滿黃綠色氣體B工業上制取氯氣的原料是飽和食鹽水C實驗室制法和工業制法的反應實質是相同的D實驗室制取氯氣時最好大火加熱使溫度迅速升高答案D解析電解飽和食鹽水制氯氣時，Cl在與電源正極相連的碳棒上轉化為Cl2，A項正確；濃鹽酸具有揮發性，實驗室制取氯氣時應緩緩加熱以減少氯化氫的損失，D項錯誤。4下列裝置、是常見的氣體發生裝置，裝置、是氣體收集裝置。回答下列問題：(1)若用MnO2與濃鹽酸反應制取氯氣，應選用氣體發生裝置_，用化學方程式表示制取氯氣的反應原理：_。(2)若選用裝置為氯氣的收集裝置，應該在試管口放置一團棉花，該棉花團應用_溶液浸濕，用化學方程式表示其作用_。(3)若選用裝置為氯氣收集裝置，則氯氣應從_口通入。(4)若選用裝置為氯氣的收集裝置，則水槽中的溶液為_。答案(1)MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O(2)氫氧化鈉(或碳酸鈉等堿性溶液)2NaOHCl2=NaClNaClOH2O(3)A(4)飽和食鹽水解析依據反應原理，選用裝置為氯氣發生裝置，用向上排空氣法或排飽和食鹽水法收集氯氣，用NaOH溶液吸收氯氣。5下圖表示在沒有通風櫥時制取純凈的氯氣時設計的裝置圖，圖中A、B是可控制的彈簧鐵夾。(1)燒杯中盛放的液體是_，其作用是_，水槽中盛放的液體是_。(2)簡述操作過程：(從氯氣已經產生開始)在收集氯氣之前，應_；當氯氣純度合乎要求時，應_；當氯氣收集完畢時，應_。(3)將8.7 g MnO2與含HCl 14.6 g的濃鹽酸共熱制Cl2，甲同學認為可制得Cl2 7.1 g，乙同學認為制得Cl2的質量小于7.1 g，你認為_(填“甲”或“乙”)同學正確，原因是_。答案(1)NaOH溶液吸收多余的Cl2飽和食鹽水(2)打開B夾，關閉A夾打開A夾，關閉B夾關閉A夾，打開B夾(3)乙濃鹽酸易揮發；隨著反應進行，濃鹽酸濃度會降低，稀鹽酸將不再反應解析用飽和食鹽水可洗去Cl2中混有的HCl，又使Cl2損失較少，故可用排飽和食鹽水法收集Cl2。處理制Cl2的尾氣最好的試劑是強堿溶液。由于濃鹽酸會揮發，稀鹽酸不能反應，故用濃鹽酸制Cl2時，HCl不能完全反應。課時作業經典基礎題1許多國家十分重視海水資源的綜合利用。不需要化學變化就能夠從海水中獲得的物質是()A氯、溴、碘 B鈉、鎂、鋁C燒堿、氫氣 D食鹽、淡水答案D解析從海水中獲得Cl2、Br2、I2、Na、Mg、Al、H2等單質都必然要發生化學反應，故A、B、C項不合題意。海水蒸餾(物理變化)可以獲得淡水，海水蒸發(物理變化)可以獲得食鹽。2下列關于電解NaCl水溶液的說法不正確的是()A電解產物為Cl2和NaB電解過程中能產生黃綠色氣體C電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，然后滴加石蕊溶液，溶液呈藍色D用排水集氣法可以收集到較純凈的氫氣答案A解析電解NaCl水溶液的反應式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，反應過程中陽極產生了黃綠色的氣體，陰極生成了難溶于水的無色氣體(H2)，可用排水法收集；陰極生成NaOH使溶液呈現堿性，能使石蕊變藍。A項錯誤，電解熔融的NaCl(無水時)才得到Cl2和Na：2NaCl(熔融)2NaCl2(這是鈉的工業制法)。3某同學利用如圖所示裝置電解飽和食鹽水，他在導氣管b處收集到的氣體不具有的特征是()A呈黃綠色 B有毒C密度小于空氣 D刺激性氣味答案C解析電解飽和食鹽水時，Cl在與電源正極相連的碳棒上轉化為Cl2，該氣體的密度大于空氣。4下列關于實驗室制氯氣的說法中不正確的是()A該反應中氯元素的化合價升高B如果MnO2足量，濃鹽酸中的HCl一定全部轉化為Cl2CNaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2D從圓底燒瓶導出的氣體中很可能含有氯化氫答案B解析只有濃鹽酸才能和MnO2反應，隨著反應進行，濃鹽酸變為稀鹽酸，而導致一部分HCl不能轉化為Cl2，B項錯；濃鹽酸具有揮發性，會揮發出氯化氫氣體， D項對。5實驗室制取氧氣的試管壁沾附有MnO2，除去MnO2可用的試劑是()A蒸餾水 BKOH溶液C稀鹽酸 D熱的濃鹽酸答案D解析聯想實驗室制備氯氣的原理，本題實質上考查該反應的發生條件，即MnO2可以在加熱的條件下與濃鹽酸反應生成氯氣，D選項正確。6實驗室制備氯氣的裝置如下圖所示。圖中涉及氣體發生、除雜、干燥、收集、尾氣處理裝置，其中錯誤的是()A B C D答案C解析裝置的導氣管長短錯誤，應長進短出。7用惰性電極電解未精制的飽和食鹽水，食鹽水裝在U形管內。結果很快在某一電極附近出現食鹽水渾濁現象。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碳酸鋇答案C解析食鹽中含有Ca2、Mg2等離子，Mg2與電解質在陰極產生的OH作用產生Mg(OH)2沉淀。8下列關于電解NaCl水溶液的敘述中正確的是()A電解時在陽極上得到氯氣，在陰極上得到金屬鈉B若在陽極附近用濕潤的淀粉KI試紙檢驗氣體，試紙變藍C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無色D電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性答案B解析電解NaCl水溶液時，與電源負極相連的電極產生氫氣和氫氧化鈉，與電源正極相連的電極即陽極產生氯氣，在與電源正極相連的電極即陽極附近用濕潤的淀粉KI試紙檢驗氣體，試紙變藍色(2KICl2=2KClI2)。電解反應式為2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，電解后的溶液呈堿性。9將0.15 mol的MnO2與過量的 12 molL1的濃鹽酸反應，和50 mL 12 molL1的濃鹽酸與足量的MnO2反應兩者產生的Cl2相比(其他反應條件相同)()A一樣多 B前者較后者多C后者較前者多 D無法比較答案B解析注意MnO2與濃鹽酸的反應過程，當濃鹽酸少量時，隨著反應的進行，濃鹽酸變成稀鹽酸，稀鹽酸與MnO2不反應，則依據化學方程式可知，0.15 mol的MnO2與過量的12 molL1的濃鹽酸反應，可產生0.15 mol的氯氣，50 mL 12 molL1的濃鹽酸中HCl的物質的量為0.6 mol，當MnO2足量時，0.6 mol HCl不能反應完全，則產生的氯氣小于0.15 mol，B選項正確。10下列裝置應用于實驗室制氯氣并回收氯化錳的實驗，能達到實驗目的的是()A用裝置甲制取氯氣B用裝置乙除去氯氣中的少量氯化氫C用裝置丙分離二氧化錳和氯化錳溶液D用裝置丁蒸干氯化錳溶液制MnCl24H2O答案C解析A項，MnO2固體與濃HCl要在加熱條件下發生反應制取Cl2，缺少加熱裝置；B項，除去Cl2中混有的HCl氣體，應將混合氣體從長導氣管通入盛有飽和食鹽水的洗氣瓶洗氣，較純凈的氣體從短導氣管流出，選用飽和NaHCO3溶液，可使Cl2中混入CO2氣體；C項，制取Cl2實驗結束后，將剩余物過濾除去未反應的MnO2，得到MnCl2溶液，從而回收MnCl2；D項，MnCl2為強酸弱堿鹽，易發生水解反應，直接蒸發溶劑，不能得到純凈的MnCl24H2O。能力提升題11某研究性學習小組設計了用氧化濃鹽酸的方法制取氯氣的實驗，其實驗裝置如下圖：(1)寫出圓底燒瓶中發生反應的化學方程式：_。(2)如果將過量的二氧化錳與20