2.1.1 氯气的制取原理

宜兴市东山高级中学2008级高一化学学案【课题】　2.1.1氯、溴　、碘及其化合物第一课时：氯气的制取原理【教学目标】1.能够用分离提纯的知识解释海水晒盐的原理。能够说出海水中含量较多的元素。2.能够正确说出电解饱和食盐水时两极的现象和产物，能够正确书写电解反应的方程式。3.能够熟练地用化学方程式表示出氯气的实验室制取原理。4．能够说出实验室制氯气的装置中名部分的用途，并比较几种常见气体制取装置的特点和使用条件。【教学重点】电解饱和食盐水制取氯气的原理，实验室制取氯气的原理和装置【教学难点】电解饱和食盐水的各电极现象和产物　氯气的检验『教学过程』【阅读理解】阅读P40页海水中的主要成分并指出：　1．海水中主要含有哪些重要元素？2．海水晒盐应用了什么分离提纯方法？根据学生的阅读，归纳出海水中含量较多的元素。海水中氯元素的浓度最高，其次有钠、镁、钙钾、溴、碘等，说明自然界中的溴、碘主要集中在海水中。　向学生展示几张海水晒盐的图片，启发学生运用前面所学的物质分离和提纯的原理，推断海水晒盐应该采取哪种方法。利用海水晒盐的原理：蒸发结晶【问题情境】呈现下列问题情境，让学生了解到可以从海水中制取氯及其化合物的，思考：　　(1)从化合价的变化角度分析，NaCl→Cl2的化合价变化。(2)海水中含有大量的以自由离子形式存在的重要元素，这些元素的单质和化合物都有着极其重要的作用，能否从海水中获取它们的单质和化合物呢？如每一立方千米的海水中含氯化钠４×１０９t，氯气又是重要的化工原料，那么能否从海水中提取氯化钠并生产氯气呢？【小结】一、氯气的工业制法【观察与思考】观察老师演示的电解饱和食盐水的实验，指导学生观察重点和思考下列问题。１、通电时两管内是否都有气泡冒出？观察气体的颜色？推测可能是什么气体？２、如何证明在“Ｕ”型管左管内产生的气体，为什么该气体会在与电源负极相连的电极产生？３、如何证明在“Ｕ”型管右管内产生的气体，有什么现象？为什么该气体会在与电源正极相连的电极产生？４、滴入酚酞溶液后两管分别有什么现象？为什么？５、为什么要用ＮaＯＨ溶液来吸收多余的氯气？实验操作实验现象结论１左端有无色气体产生食盐水通电发生反应4 右端有黄绿色气体产生２左端气体点燃有轻微的爆鸣声与电源负极相连的电极产物为氢气３湿润的淀粉ＫＩ试纸变蓝与电源正极相连的电极产物为氯气４与电源负极相连的一端溶液变红色电解后溶液呈碱性(红色部分为学生活动结束后所要填写的，教师在学生完成后再呈现以便于核对比较)【教师活动】演示实验：电解饱和食盐水【学生活动】观察、记录、思考【交流讨论】引导学生对上述现象展开讨论，最后由教师评价统一。在些基础上要求学生写出电解饱和食盐水的化学方程式。　【拓展视野】指导学生阅读教材工业生产氯气的装置内容，思考下列问题。以加深对工业制取氯气原理和装置的理解。仔细观察工业电解饱和食盐水的电解槽结构，回答下列问题。１、哪些离子在与电源负极相连的电极(阴极)放电？生成物是什么？２、哪些离子在与电源正极相连的电极(阳极)放电？生成物是什么？【归纳】氯气的工业制法原理：阴极：，产物；阳极：，产物；总式：。【讨论】在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。即需除去粗盐中的Ｃa2＋、Mg2＋、SO42－及泥沙，怎样操作？【阅读理解】自学教材Ｐ４1页内容思考下面几个问题。１、实验室制取氯气装置中有哪几个部分组成？作用是什么？为什么？２、想一想你学过其他制取气体的装置，并与制取氯气的制取装置进行比较。【小结】二、氯气的实验室制取方法△１、实验原理：MnO2+4HCl(浓)====MnCl2+2H2O+Cl2↑２、实验装置：发生装置、收集装置、尾气处理装置　【演示】flash【归纳整理】根据上面的几个问题提示，去阅读教材，经过思考、讨论回答问题。１、根据实验室制取氯气的化学方程式可以知道，氯元素的化合价由－１价变为０价。２、实验室制取氯气装置有３个部分组成：发生装置、收集装置、尾气处理装置。因为氯气有毒，污染空气，不能直接排空，所以要用NaOH溶液吸收。３、气体发生装置有以下几种气体Ｏ２Ｈ２Ｃl24 装置类型使用条件固－固　　加热固－液　不加热固－液　　加热△【练习】2ＮＨ4Ｃl+Ca(OH)2===2NH3↑+CaCl2＋2Ｈ２Ｏ，通过该反应来制取氨气，应该用哪套实验装置？【演示】PPT【练习】右图制备、净化、收集氯气的整套装置存在什么错误？【练习】实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是()①连接好装置，检查气密性；②缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出；③在烧瓶中加入二氧化锰粉末；④往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中；⑤用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中。A①②③④⑤B④③①②⑤C①③④②⑤D①④③②⑤【归纳】氯气的制备1.原理：4HCl(浓)＋MnO22.装置(1)发生装置：　　　　　和　　　　　　；(2)净化装置：制取的氯气中含杂质，　　　；用除去　，用　除去。(3)收集方法：向排空气法或排　　　　　　　　法。(4)尾气吸收：用吸收多余的氯气。【小结】氯气的工业制法和实验室制法1、工业制法的原理2、实验室制法的原理装置【巩固练习】　　　　4 １、如图所示装配仪器，接通直流电源，电解饱和食盐水，则电解一段时间后，在炭棒和铁钉表面都有气体生成，其中炭棒表面生成的气体是什么？(　　)Ａ、Ｃl2　　　Ｂ、Ｏ2　　　Ｃ、Ｈ2　　　Ｄ、ＨＣl　２、在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。为了出去粗盐中的Ｃa2＋、Mg2＋、SO42－及泥沙，可将粗盐溶与水，然后进行下列五项操作，正确的操作顺序是(　　)⑴过滤　⑵加过量的NaOH溶液　⑶加适量的盐酸　⑷加过量的Na2CO3溶液　⑸加过量的BaCl2溶液Ａ、⑴⑷⑵⑸⑶　　Ｂ、⑷⑴⑵⑸⑶　　Ｃ、⑵⑸⑷⑴⑶　　Ｄ、⑸⑵⑷⑶⑴加热CuCl2450℃3.下列反应都是用盐酸制Cl2，为制得等量Cl2，消耗盐酸最少的是A.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑B.4HCl(浓)+O22H2O+2Cl2↑C.2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OD.KClO3+6HCl(浓)====KCl+3Cl2↑+3H2O4.一定量的MnO2与xmL10mol/L的盐酸共热制取氯气，在标准状况下产生2.24L。则x的值应为A．x=20B．x=40C．20