新蘇教版高中化學必修1PAGEPAGE1第一單元氯氣及氯的化合物第1課時氯氣的發現與制備[核心素養發展目標]1.了解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.掌握實驗室制取氯氣的方法，通過分析、推理，設計并完成實驗。3.初步認識工業上電解飽和食鹽水制取氯氣的反應原理。一、氯氣的發現1．氯元素的存在形式海水中蘊含豐富的氯元素，主要以氯化鈉、氯化鎂等氯化物的形式存在，其單質氯氣的化學性質非常活潑，在自然界中不存在游離態的氯，都以化合態的形式存在。2．氯氣的發現(1)發現：1774年，瑞典化學家舍勒將軟錳礦(主要成分是MnO2)與濃鹽酸混合加熱，意外地發現了一種具有強烈刺激性氣味的黃綠色氣體，受當時條件的限制未能確定這種氣體。(2)命名：1810年，英國化學家戴維仔細研究了這種黃綠色氣體，并將其命名為氯氣。(1)海水中蘊含大量的氯元素，全部以化合態的形式存在()(2)用物理的方法，通過特殊的分離手段可以獲取氯氣()(3)在自然界中氯元素主要以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中()(4)由于氯元素在自然界中存在很廣，因而氯氣很容易被發現()(5)氯氣是無色無味的氣體()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×二、氯氣的實驗室制法1．反應原理實驗室常用MnO2和濃鹽酸在加熱條件下制備Cl2，化學方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。2．儀器裝置(1)氣體發生裝置類型：固＋液eq\o(→,\s\up7(△))氣。(2)發生裝置所用儀器A和B的名稱分別為分液漏斗、圓底燒瓶。3．收集方法用向上排空氣法，理由是氯氣與空氣不反應且密度比空氣的大。4．尾氣處理(1)儀器裝置圖中的燒杯內盛放的液體是NaOH溶液。(2)該液體的作用是吸收過量的氯氣，防止污染環境。(1)實驗室制備氯氣的發生裝置主要有鐵架臺、酒精燈、石棉網、圓底燒瓶、長頸漏斗()(2)收集氯氣時，可通過觀察集氣瓶中是否充滿黃綠色，判斷是否收集滿()(3)Cl2尾氣可用飽和的澄清石灰水吸收處理()(4)MnO2與稀鹽酸在加熱條件下也可制取Cl2()(5)實驗室用400mL10mol·L－1的濃鹽酸與足量MnO2反應可制得的Cl2的分子數為NA()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×查閱資料知氯氣可溶于水，但在飽和食鹽水中幾乎不溶，Cl2可以與KI溶液反應置換出I2。(1)利用MnO2與濃鹽酸制取的Cl2中混有的雜質是什么？提示HCl、水蒸氣。(2)如何獲取純凈的氯氣？提示先將氣體通過飽和食鹽水除去HCl，再通過濃硫酸除去水蒸氣。(3)實驗室收集Cl2除了用向上排空氣法還可以用什么方法？提示排飽和食鹽水法。(4)實驗室收集Cl2除了觀察顏色來驗滿，也可以用濕潤的淀粉-KI試紙置于集氣瓶口驗滿。試用化學方程式和必要的文字說明原因。提示Cl2＋2KI=2KCl＋I2,淀粉遇I2變藍，若置于集氣瓶口的濕潤的淀粉-KI試紙變藍即可驗證Cl2已集滿。氯氣的實驗室制取流程及相應原理三、氯氣的工業制法1.實驗探究——模擬工業制備氯氣(1)電解裝置和現象(2)電解產物的驗證實驗操作實驗現象實驗結論試管移近酒精燈以后，發出“噗”的響聲(或爆鳴聲)與電源負極相連的鐵棒附近產生氫氣濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍與電源正極相連的石墨棒附近產生氯氣溶液顏色變紅左管溶液中有_NaOH產生(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。(4)電解原理電解飽和食鹽水的化學方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。2．氯堿工業(1)含義：以電解飽和食鹽水為基礎制取氯氣、燒堿等產品的工業。(2)氯堿工業產品的用途①Cl2：用于制取鹽酸、漂白粉、飲用水消毒、有機合成(農藥、藥物)等。②H2：用于生產鹽酸、金屬冶煉等。③NaOH：工業生產中最常用的堿，主要用于有機合成、造紙、印染等。(1)電解飽和食鹽水時，在與電源正極、負極相連的電極上得到的氣體體積比為1∶1()(2)電解飽和食鹽水的過程中Na＋濃度減小()(3)電解飽和食鹽水的工廠可以生產鹽酸()(4)與電源正極相連的電極區有NaOH生成()(5)若生成標準狀況下11.2L氯氣，則生成NaOH的質量為40g()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√1．下列有關氯堿工業的說法錯誤的是()A．氯堿工業是以電解飽和食鹽水為基礎制取氯氣等產品的工業B．根據氯堿工業原理分析，若電解氯化鉀溶液，則發生的反應為2KCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2KOH＋Cl2↑＋H2↑C．氯堿工業中產生兩種氣體，一種是無色的，一種是黃綠色的D．地球上的海水可以供人們使用，因此節約用水是沒有意義的答案D解析D項，由于海水中含有較多的鹽類，因此海水不能直接作為生活用水，而地球上淡水資源有限，因此節約用水對人類和其他生物的生存有著非常重要的意義。2．工業上電解飽和食鹽水制Cl2和實驗室用MnO2與濃鹽酸反應制Cl2相同的原理是()A．都是將負價的氯轉變為零價的氯B．都是將正價的氯轉變為零價的氯C．都是復分解反應D．都是置換反應答案A1．下列說法錯誤的是()A．電解飽和食鹽水的工廠首先要將食鹽進行除雜B．與電源負極相連的電極上有氯氣生成C．實驗室制備Cl2的方法是瑞典化學家舍勒最先發現的D．用含0.4molHCl的濃鹽酸與足量的MnO2反應生成Cl2的物質的量小于0.1mol答案B2．某化學小組用圖示裝置制取氯氣，下列說法不正確的是()A．該裝置圖中至少存在三處明顯錯誤B．為了防止氯氣污染空氣，必須進行尾氣處理C．在集氣瓶的導管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙，可以證明是否有氯氣逸出D．該實驗中收集氯氣的方法不正確答案D解析MnO2與濃鹽酸在加熱的條件下反應制備Cl2，圖中缺少加熱裝置，實驗時一般不用長頸漏斗，氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，應有尾氣處理裝置，A、B正確；氯氣可與碘化鉀發生置換反應生成單質碘，淀粉遇碘單質變藍色，C正確；氯氣的密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集，裝置中的收集方法正確，D錯誤。3．已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應能產生Cl2。若用如圖所示的實驗裝置(夾持及加熱裝置已省略)來制備純凈、干燥的氯氣，并探究它與金屬的反應。每個虛線框表示一個裝置單元，其中有錯誤的是()A．①和②處 B．②處C．②和③處 D．②③④處答案D解析①是制備氯氣的裝置，②是除去氯氣中氯化氫雜質的裝置，③是干燥裝置，④是氯氣與金屬反應的裝置。氯氣可與NaOH溶液反應，除去氯氣中的氯化氫應用飽和食鹽水，②處錯誤；干燥氣體時，應長導管進氣，短導管出氣，③處錯誤；未反應的氣體不斷增加會使容器因內部壓強過大而發生爆炸，④處錯誤。4．某實驗興趣小組利用如圖所示裝置進行電解飽和食鹽水并檢驗其生成物的實驗，當圖中開關K閉合片刻后，請回答下列問題：(1)電解飽和食鹽水的化學方程式為________________________________________________。(2)a為電源的________(填“正”或“負”)極；D中收集的氣體是______________________。(3)C試管盛放________________________溶液檢測產物。溶液中A電極附近的現象為_____________________________________________________________________________。答案(1)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)負氫氣(或H2)(3)淀粉碘化鉀(其他