氯气产生原理
氯气的生产原理
一.氯气的工业制法:(氯碱工业) 原理: 2NaCl + 2H2O =通=电== 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 现象: 与电源正极相连的电极(阳极):
黄绿色气体产生(Cl2) 与电源负极相连的电极(阴极):
有气泡生成(H2 ) 溶液使酚酞变红(氢氧化钠生成)
气体发生装置
制备O2 条件:需要加热
制备CO2
制备H2
不需要加热
2KClO3M=n=O2 2KCl+3O2↑ 固体+固体 →△ 气体
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 固体+液体 → 气体
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验室制氯气的装置
MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2 ↑+2H2O 固体+液体 →△ 气体
1、制备Cl2 的 气体发生装置
固体+液体 →△ 气体
NaOH溶液
练习
1、 验室用MnO2制取Cl2的叙述正确的是( A、MnO2与稀盐酸共热 B、可用长颈漏斗代替分液漏斗
D)
C、用向下排空气法收集Cl2 D、多余氯气常用碱液吸收
2、实验室制取氯气的试管壁上粘附有MnO2,除去
粘附的MnO2可用的试剂是( D )
A、蒸馏水
B、氢氧化钾溶液
C、稀盐酸
先除HCl再除水蒸气
3、气 体 收 集 装 置
a.向上排空气法(洗气后得到干燥的Cl2)
b.排饱和食盐水法(对气体干燥程度不做要求)
饱和食盐水
思考:4.用向上排空气法收集氯气,如何验满?
① 因为Cl2是黄绿色气体,所以可以用观察法, 黄绿色气体充满集气瓶;
② Cl2能使湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口,变蓝 说明已经充满
氯气的生产原理1
。
Cl2在饱和食盐水中的溶解度比较小 原因是________________________________ 。 吸收尾气,防止污染空气 ④其中 F 的作用是__________________________________ 。 湿润的淀粉KI试纸 ⑤检验 Cl2 是否收集满可用__________________________ 放 变蓝 在集气瓶口,若试纸________ ,则证明已集满。
7、实验室制取氯气的装置如下图所示:
△ 4HCl(浓)+MnO2=====MnCl2+2H2O+Cl2↑。 (1)实验原理:________________________________________
(2)实验装置:气体制备型化学实验装置的设计,要将化学反 应原理、气体净化、收集和尾气处理等结合起来。 ①填写装置中试剂名称。
饱和食盐水
( 除HCl )
浓硫酸
( 除H2O )
(无水CaCl2)
完整实验装置 气体发 生装置
气体除杂 干燥装置
气体收 集装置
尾气处 理装置
实验步骤
①连接好装置,检查气密性 ②在烧瓶中加入二氧化锰粉末 ③往分液漏斗中加入浓盐酸,再缓缓滴入烧瓶中 ④缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出
⑤用向上排空气法收集氯气,尾气导入吸收剂中
阴极区 阳极区 人们把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”.
通电
[科学史]
氯气的发现
1774年,瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰 矿混在一起加热时发现氯气。
1810年,英国化学家戴维将这种元素命
名为Chlorine,这个名称来自希腊文,有 “绿色”的意思。我国早年译文将其译
3、实验室制取氯气的试管壁上粘附有MnO2,除去粘附
氯气的生产原理
氯气的生产原理氯气是一种重要的化工原料,广泛应用于化工、医药、农药、塑料、橡胶、纺织、造纸等工业领域。
氯气的生产原理主要包括氯化钠电解、氯化氢氧化法和氯化铁法等多种方法。
其中,氯化钠电解是目前应用最为广泛的一种生产方法。
氯化钠电解法是指通过电解氯化钠溶液来产生氯气。
具体过程如下,首先,将氯化钠溶解在水中,形成氯化钠溶液。
然后,将氯化钠溶液导入电解槽中,通入电流进行电解。
在电解槽中,设有阳极和阴极,通入电流后,氯化钠溶液中的氯化钠分子将发生电解反应。
在阳极处,氯化钠溶液中的氯化钠分子将失去电子,生成氯气和氧气。
而在阴极处,氯化钠溶液中的氯化钠分子将获得电子,生成氢气和氢氧化钠。
最终,通过收集和分离,可以得到高纯度的氯气产品。
氯化氢氧化法是另一种常见的氯气生产方法。
该方法是以氯化钙和氢氧化钠为原料,通过化学反应产生氯气。
具体过程如下,首先,将氯化钙溶解在水中,形成氯化钙溶液。
然后,将氢氧化钠溶液缓慢地加入氯化钙溶液中,两者发生化学反应生成氯气和氢氧化钙。
最后,通过收集和分离,可以得到高纯度的氯气产品。
氯化铁法是一种较为特殊的氯气生产方法,主要用于小规模生产。
该方法是以铁和氯化铵为原料,通过化学反应产生氯气。
具体过程如下,首先,将铁粉和氯化铵混合均匀,然后在高温下进行还原反应,生成氯气和氯化铁。
最后,通过收集和分离,可以得到高纯度的氯气产品。
总的来说,氯气的生产原理主要包括氯化钠电解、氯化氢氧化法和氯化铁法等多种方法。
这些方法各有特点,可以根据生产规模和需求选择合适的生产方法。
氯气作为一种重要的化工原料,在工业生产中具有广泛的应用前景。
氯气的生产原理
从海水中获得的化学物质
常熟外国语学校 赵春艳
你知道浩瀚的大海中究竟蕴藏 着哪些物质吗?请查阅有关资料 了解海水中主要含有的物质和各 元素的含量。
含量/g
30
27.2
25
20
15
10
5 0.712
1.11
0 KCl
CaCl2
2
5.11
MgCl2
22
NaCl
每千克海水中几种氯化物的含量
元素 浓 度 / 元素 mg.L-1
• 氯碱厂的厂址应如何选择?
厂址: 靠海边 平原地区 避免人口稠密地区 避免自然生态保护和食盐水的方法 制取 Cl2 、 H2 和 NaOH 。在电源正极 上方收集到的气体能使湿润的 淀粉碘化钾试纸 变蓝色,证明是 Cl2 ;在电源负极上方 收集到的气体是 H2 ,在电极附近的水 溶液中滴几滴酚酞溶液,则溶液 变红 , 证明有NaOH 生成。若电解一段时间后, 电源正极上方收集到的气体在标准状况下 为4.48L,则在电源负极上方将收集到 0.4g g H2 气体,在溶液中产生 16g gNaOH。 停止通电后,待溶液混合均匀,溶液的pH 会 升高。
氯气
化学式:Cl2
1774年,瑞典化学家舍勒发现氯气。 1810年,英国化学家戴维将这种元素 命 名 为 Chlorine, 这 个 名 称 来 自 希 腊 文,有“绿色”的意思。我国早年译 文将其译成“绿气”,后改为氯气。
戴维
(二)氯气的实验室制法
1、主要仪器:分液漏斗、圆底 烧瓶、铁架台、石棉网、酒精 灯、集气瓶、烧杯、导管、双 孔橡皮塞等
气体
实验室制取氯气与制 取氧气、氢气的装置 相同吗?
制Cl2 主要仪器
烧瓶、分液漏斗、导管、 双孔橡皮塞、铁圈、铁夹、 铁架台、石棉网、酒精灯
氯气
2004 年 4月15 日至 16 日,位于重庆市江北区的天原化工总 厂相继发生氯气泄漏和爆炸事故。 15万群众疏散,有 9 人 在事故中失踪死亡,3人受伤。
归纳:氯气的物理性质
(1)氯气是黄绿色有强烈刺激性气味的有 毒气体 (2)氯气可溶于水,其水溶液呈浅黄绿色 (常温常压,1体积水可溶解2体积氯气) (3)密度比空气大 (4)易液化
B 与非金属的反应
一定条件(点燃或光照)下氯气能与氢气反应 ①纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧, 实验现象 发出苍白色火焰,瓶口有白雾出现,放出大 量的热;
②氢气和氯气的混合气遇强光照射会发
生爆炸。生成的气体HCl有刺激性气味,极 易溶于水,遇空气中水蒸气,呈现白雾状。 HCl的水溶液叫氢氯酸,亦称盐酸。 H2 + Cl2 === 2HCl 燃烧:任何发热发光的剧烈的化学反应叫做 燃烧,这是广义燃烧;初中学习的物质跟氧 发生的剧烈反应叫燃烧,是指狭义燃烧。
3、用自来水养金鱼,通常要将自来水晒或放置一段 时间,目的是什么? ( ) A. 利用紫外线杀死细菌 C. B.增加水中 氯气的含量 提高水温有利于金鱼生长、 ( )
D. 促使水中的次氯酸分解
4、不能由单质直接化合而成的是 A、AlCl3 B、NaCl C、FeCl2 D、CuCl2
5 、在新制的氯水中滴入紫色石蕊试液,则溶液 ( )
从上面的知识,得出氯气的物理性质: 氯气在通常情况下呈黄绿色,是一种有强烈刺激 性气味的有毒气体,能溶于水,密度比空气大。
• 氯气储运常识 • 包装标志:有毒气体。包装方法:钢瓶装。 • 储运条件:储存于阴凉、干燥、通风良好 的不燃性结构的库房,最好专库专储。
三、氯的原子结构
得到e-
+17
氯气的生产原理和氯气的性质
氯气的生产原理和氯气的性质1.电解法:通过电解食盐水或盐酸水溶液来生产氯气。
具体步骤如下:首先,将盐水或盐酸水溶液注入电解槽中,电解槽由两个电极(阴极和阳极)组成,电极之间隔有隔离膜。
盐水中的氯离子(Cl-)会向阳极移动,而水分子则在阴极上还原为氢气和氢氧根离子(OH-)。
同时,氯离子在阳极上发生氧化反应,生成氯气(Cl2)并释放出电子。
反应式可以表示为:2Cl-→Cl2+2e-由于氯气比氢气轻,因此可以将氯气从电解槽的顶部收集到储存容器中。
而剩下的溶液则可再循环使用。
2.氧化法:氧化法主要是通过将氯化铁(FeCl2)或氯化亚铁(FeCl3)与盐酸反应来制备氯气。
具体步骤如下:首先,在反应容器中加入适量的氯化铁和盐酸。
盐酸会和氯化铁发生反应,生成铁盐和氯气。
反应过程中,氯离子被还原为氯气,而铁离子则在反应中转化为铁盐。
反应式可以表示为:FeCl2/FeCl3+2HCl→FeCl2+Cl2↑+H2↑最后,通过物理方法将氯气从反应容器中收集并进行储存。
氯气的性质:1.物理性质:氯气是一种黄绿色的有刺激性气体,具有特殊的气味,类似于漂白粉。
它的密度较大,比空气重2.5倍,在常温下是一个气体,但可以通过压缩或冷却变为液体或固体。
2.化学性质:氯气是一种强氧化剂,具有强烈的活性。
它能与许多物质发生反应。
例如,氯气可以与氢气反应生成盐酸:Cl2+H2→2HCl同时,氯气还能与许多有机物反应,形成氯代烃。
这种反应被广泛应用于有机合成中。
由于氯气具有极强的毒性,对呼吸系统和眼睛都有严重的刺激作用,因此在使用和储存氯气时需要特别小心。
此外,氯气还是一种温室气体,对环境具有潜在的危害。
在工业上,氯气被广泛用于生产氯化物、有机化合物、漂白剂等。
同时,氯气也被用于水处理、游泳池消毒和制备其他化学物质等领域。
氯气的实验制取
气体抽取困难:这可能是由于反应液中 的杂质堵塞了泵或橡皮球的管道。可以 尝试更换管道或使用更清洁的反应液, 以解决这个问题
气体干燥效果不好:这可能是由于干燥 剂使用不当或干燥剂已经失效导致的。 可以尝试更换干燥剂或升高干燥剂的温 度,以增强干燥效果
气体收集不完全:这可能是由于收集气 体的方法不当或收集时间过短导致的。 可以尝试优化收集方法或延长收集时间 ,以尽可能多地收集氯气
5
在进行实验前:应仔细阅读实验步骤和安全注意事项,并 遵循正确的操作规程
Part 4
实验中的问题及 解决方案
实验中的问题及解决方案
在实验过程中,可能会遇到一些问题,如反应不剧烈、气体抽取困难等。以下是一些常见 的问题及相应的解决方案
反应不剧烈:这可能是由于试剂浓度不 足或反应温度不够高导致的。可以尝试 增加试剂浓度或升高反应温度,以促进 反应的进行
在实验过程中:应佩戴安全眼镜和手套,以防止氯气对眼 睛和皮肤的刺激
2 在抽取气体时:应确保实验室通风良好,以避免氯气积聚
3
如果不慎接触到氯气:应立即用清水冲洗眼睛和皮肤,并 寻求医疗帮助
在处理高锰酸钾和浓盐酸等强酸强碱物质时:应格外小心,
4 避免直接接触皮肤或吸入其粉尘。如果不慎接触到这些物
质,应立即用大量清水冲洗接触部位,并寻求医疗帮助
实验步骤
当产生的气体量增加时:可 以使用实验室泵或橡皮球将 气体从反应液中抽取出来
将抽取的气体通过干燥剂进 行干燥:以去除其中的水分
最后:收集产生的氯气,并 进行后续的实验或使用
Part 3
安全注意事项
安全注意事项
由于氯气是一种 有毒气体,因此 在实验过程中应 注意以下安全事
项
安全注意事项
氯气生产原理及性质
氯气生产原理及性质氯气是一种常见的化学物质,常用于工业生产和水处理等领域。
本文将详细介绍氯气的生产原理和性质。
一、氯气的生产原理:氯气的生产主要有两种方法:电解法和氯化法。
1.电解法:电解法是目前最常用的氯气生产方法。
其基本原理是利用电解池中的电解质溶液,在电解过程中,将电能转化为化学能,从而产生氯气和氢气。
电解池通常是一个具有阴阳两极的水槽,水槽中注入食盐溶液(NaCl),形成电解质溶液。
在电解过程中,阳极发生氧化反应,水分解成氧气和氢气:2Cl-→Cl2+2e-2H2O→O2+4H++4e-同时,阴极上的电子和氢离子结合,生成氢气:2H++2e-→H2从而在阳极处产生氯气,阴极处产生氢气。
2.氯化法:氯化法是氯气的另一种生产方法,它基于一些化学反应,将含氯化合物转化为氯气。
目前最常用的氯化法是氯化铁法。
在氯化铁法中,首先将铁粉与氯气反应生成氯化铁:2Fe+3Cl2→2FeCl3然后,将氯化铁与硫酸反应生成氯气:FeCl3+H2SO4→FeCl2+HCl+SO2+H2O这一方法的优点是较为简单,适用于小规模的氯气生产。
二、氯气的性质:1.外观与气味:氯气是一种淡黄色的气体,有刺激性的气味。
在高浓度下,氯气的气味非常强烈且刺激。
2.模式和密度:氯气的分子式为Cl2,由两个氯原子组成。
氯气的密度比空气大,约为2.5倍。
3.溶解性和酸碱性:氯气在水中具有一定的溶解性,可以与水反应生成盐酸(HCl)。
这也是氯气具有刺激性气味的原因之一4.化学反应:氯气具有较强的氧化性,可以与许多物质反应。
例如,氯气可以与氢气反应生成盐酸;可以与硫化氢反应生成硫黄和氯化氢;可以与有机物反应生成氯代烃等。
此外,氯气还具有消毒和漂白作用。
由于其强烈的氧化性和毒性,氯气在工业和水处理过程中需要小心处理,以避免对环境和人体造成危害。
三、氯气的应用:氯气在工业生产中有广泛的应用。
例如,氯气常用于生产塑料、橡胶、溶剂、金属和玻璃等化学产品。
氯气的生产原理
氯气的生产原理
氯气是一种重要的化工原料,在工业生产中有着广泛的应用。
氯气的生产原理
主要是通过电解食盐水溶液来实现的。
下面将详细介绍氯气的生产原理。
首先,氯气的生产是通过电解食盐水溶液来实现的。
电解是利用电能将化学能
转化为化学反应能的过程。
在电解食盐水溶液的过程中,会产生氯气、氢气和氢氧化钠。
这是因为食盐水溶液中的氯离子和水分子在电解的作用下发生了化学反应,生成了氯气和氢气。
其次,电解食盐水溶液的具体过程是在电解槽中进行的。
电解槽是由两个电极
和一个电解质组成的。
电极通常采用铁或者钛制成,电解质则是食盐水溶液。
在电解槽中,通过外加电压,使得正极上的氯离子向负极移动,而负极上的水分子则发生水解反应,生成氢气和氢氧化钠。
这样就实现了氯气的生产。
最后,氯气的生产原理是基于电解食盐水溶液的化学反应过程。
通过外加电压,使得食盐水溶液中的氯离子和水分子发生化学反应,从而产生氯气、氢气和氢氧化钠。
这种生产方法具有成本低、效率高的优点,因此在工业生产中得到了广泛的应用。
总的来说,氯气的生产原理是基于电解食盐水溶液的化学反应过程。
通过外加
电压,实现了氯气、氢气和氢氧化钠的生产。
这种生产方法具有成本低、效率高的特点,在工业生产中有着重要的应用价值。
氯气的生产原理
学以致用
1、工业上利用电解饱和食盐水的方法制
取 Cl2 、 H2 和 NaOH 。在电源正极上方收 集到的气体能使_湿__润_的__淀__粉__碘_化__钾__试__纸__变蓝色,
证明是 C;l2 在电源负极上方收集到的气体
是
,H2在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞
溶液,则溶液 变,红证明有 Na生OH成。
新闻
法拉第
1833年,法拉第发现电 解食盐水能产生氯气和氢 氧化钠。为工业制氯气奠 定了基础。
来体验一下吧!
实验小秘密: ①酚酞在电解之前滴加 ②两个电极尽可能分开 ③观察铅笔芯上的变化时, 确认对应与正极还是负极 相连。
体验一下:
①在瓶盖中加食盐水,并滴加一滴酚酞 ②导线一端夹着电池正极(或负极),另一端夹着石墨 棒(铅笔芯),插入 食盐水进行电解。观察电极上的 变化以及溶液变化。 ③用湿润的淀粉KI试纸靠近铅笔芯,观察试纸颜色变化
发生
收集 尾气吸收
装置
装置
装置
反应原理:MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑
气体净化装置
可以用碱石灰 干燥吗?
除HCl气体
除水蒸气
饱和食盐水 (无水CaCl2)
浓硫酸
除HCl 除H2O 发生装置 除杂装置 干燥装置 收集装置 尾气吸收
轻松一刻
锻炼了 种能力
合作能力 探究能力 自主学习能力
知道了
种方法
氯气的工业制法:
通电 2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑
氯气的实验室制法:
△ MnO2+4HCl(浓)== MnCl2+Cl2↑+2H2O
制备氯气的过程-概述说明以及解释
制备氯气的过程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述氯气是一种常见且重要的化工原料,在许多领域有着广泛的应用。
它不仅被用于水处理和消毒,还广泛用于制药、化肥、塑料等行业。
因此,研究制备氯气的过程以及相关方法具有重要的意义。
本文将重点探讨制备氯气的过程,并介绍不同的制备方法。
首先,我们将通过对制备氯气的背景进行概述,以加深对问题的理解。
然后,我们将详细介绍不同的制备氯气的方法,包括电解法、氯化钠法等。
每种方法都将从原理、设备和操作步骤等方面进行详细分析和说明。
值得一提的是,制备氯气的过程通常涉及到一些化学反应和物质转化过程。
因此,在使用不同的制备方法时,我们需要注意潜在的安全风险和环境影响,并采取相应的措施来确保制备过程的安全性和可持续性。
最后,我们将对制备氯气的过程进行总结,并展望其在未来的应用和发展前景。
我们相信,随着科学技术的不断进步和环保意识的增强,制备氯气的方法将进一步优化和改进,以满足不同领域的需求。
通过本文的阅读,读者将能够全面了解制备氯气的过程以及相关方法,从而更好地应用和理解这一重要化工原料的特性和应用。
接下来,我们将详细介绍制备氯气的背景知识。
1.2文章结构1. 引言1.1 概述在化学工业生产和实验室研究中,制备氯气是一项非常常见的过程。
氯气是一种具有强烈刺激性和氧化性的气体,广泛应用于水处理、消毒、制药、塑料、橡胶等工业领域。
本文将详细介绍制备氯气的过程。
1.2 文章结构本文将分为三个主要部分进行讲述。
第一部分为引言部分,介绍了本文的目的和概述制备氯气的重要性。
第二部分为正文部分,将详细介绍制备氯气的背景和方法。
首先,将介绍氯气的物理性质和化学性质,以及其在工业中的广泛应用。
然后,将介绍主要的制备氯气的方法,包括盐酸和氧化剂反应、电解氯化钠和高温氯气化等。
每种方法都将详细说明其原理、步骤和操作注意事项。
第三部分为结论部分,将对制备氯气的过程进行总结,并展望其在工业应用中的前景。
氯气产生原理范文
氯气产生原理范文氯气(Cl2)是一种常见的化学物质,具有强烈的刺激性气味和可溶于水的性质。
它的产生可以通过不同的方法实现,以下是氯气产生的几种原理。
1.电解盐水最常见的方法是通过电解氯化钠溶液(盐水)来产生氯气。
在电解槽中,将两个导电极(阴极和阳极)浸入盐水中,然后通过电源施加电压。
在阳极上发生氯离子(Cl-)的氧化反应,生成氯气:2Cl-→Cl2+2e-在阴极上则发生水分解反应,产生氢气:2H2O+2e-→H2+2OH-2.酸碱反应另一种产生氯气的方法是通过酸碱反应。
将盐酸(HCl)和高锰酸钾(KMnO4)混合时,会发生以下反应:2KMnO4+16HCl→2MnCl2+2KCl+8H2O+5Cl2其中,高锰酸钾(KMnO4)起到了氧化剂的作用,将盐酸中的氯化物(Cl-)氧化为氯气(Cl2)。
3.热氧化法氯气也可以通过热氧化法产生,其中主要用到的是氢氯酸(HCl)和氢氧化钠(NaOH)。
首先,在酸性条件下,氢氧化钠与氢氯酸反应生成氯化钠和水:HCl+NaOH→NaCl+H2O然后,加热氯化钠和硫酸(H2SO4)混合物,产生硫酸钠:2NaCl+H2SO4→Na2SO4+2HCl最后,通过加热氯化钠和硫酸钠的混合物,产生氯气:2NaCl+Na2SO4→2Na2SO4+Cl24.氯化氢氧化氯法氯化氢氧化氯法也是一种常用的氯气生产方法。
首先,将二氧化锰(MnO2)和氢氯酸(HCl)混合,生成氯化锰(MnCl2)和水:4HCl+MnO2→MnCl2+2H2O+Cl2其次,加热氯化锰,使其分解为氯化氢和氧化氯:MnCl2→MnCl+Cl2氯化氢可以继续氧化生成氯气。
5.光化学方法在光化学方法中,通过将二氧化硫(SO2)和氯气暴露在紫外光下,可以促使它们发生反应。
此过程中,二氧化硫被氯气氧化为硫酸气体:SO2+Cl2+2H2O→H2SO4+2HCl通过这个反应,产生了氯气。
这种方法适用于小规模的氯气生产。
综上所述,氯气的产生可以通过电解盐水、酸碱反应、热氧化法、氯化氢氧化氯法和光化学方法等多种方法实现。
氯气的生产原理及性质
2HClO
光 =====
2HCl+O2↑。
3.氯气的用途 (1)氯气是一种重要的化工原料,在生产和生活中应用十分广泛。
(2)自来水消毒,但因与水中的有机物反应产生有害物质,目前已试用新的 消毒剂,如二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)等。
填表完成氯水和液氯的比较
氯水 物质类 别 混合物
液氯 纯净物 Cl2 黄绿 不 导电,具 ____ 色液体,____ 有氯气的性质
二、氯气的性质
1.氯气的物理性质 Cl2在通常情况下呈 黄绿色 ,是一种有 强烈刺激性 气味的有毒气体。 在低温和加压的条件下可转变为液态(称为 液氯 )和固态。25 ℃时,1体积的水
可溶解约2体积的氯气。
2.氯气的化学性质
(1) 氯气能与金属反应 。除了像金(Au)、铂(Pt)这样的极不活泼的 金属以外,其他的金属几乎都能在常温或加热的条件下与氯气发生化合反应
验过程中挥发产生的HCl气体)。 4.尾气处理 Cl2有毒,易污染空气,需用NaOH溶液吸收。
(1)上述装置是实验室制取气体的三种典型装置之一,它适 用于固体和液体或液体和液体加热制气体的反应。一套完整的制氯气装置应该 包括4部分:
气体发生 ―→ 气体净化 ―→ 气体收集 ―→ 尾气吸收
(2)除杂装置(洗气):除去Cl2中少量HCl、水蒸气,可先通入饱和食盐水。(亦 可用水)除去HCl,再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。 (3)吸收装置:用碱液吸收多余Cl2。
请用如图所示仪器设计一个电解饱和食盐水并测定电解时产 生的H2的体积和检验Cl2的实验装置。 (提示:Cl2可与KI反应生成I2,I2使淀粉变蓝。)
(1)所选仪器连接时,各接口的顺序是(填各接口的字母代号):A接________、 C G F ;B接H E D 接________ ________ 接________ ________、________ 。 淀粉碘化钾溶液变蓝 (2)证明产物Cl2的实验现象是________ 。 (3)实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为5.60 mL,电解后溶液的体 积恰好为50.0 mL,则溶液中NaOH的物质的量浓度为________ 。 0.01 mol ·L-1
氯气的产生原理(上课用)
4.氯气的收集和尾气处理装置
Cl2 Cl2
有毒气体必需
进行尾气处理
NaOH
收集 装置
尾气处理 装置
发生
除杂
干燥
收集
尾气处理
稀盐酸与MnO2不反应,随着反应的进行, 浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小。
问题讨论
1、为什么用分液漏斗装盐酸?又让盐酸缓慢 地注入,而不是一次将浓盐酸注入烧瓶里? 2、能否用其它试剂代替二氧化锰或浓盐酸来 制取氯气? 3、为什么用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时, 要缓缓加热,不能强热? 4、如何检验氯气的生成? 5、工业上用什么方法来生产氯气?
2.现象结论
实验现象
(1) 阴阳极出现气泡 (2) 阴极变红阳极没变 (3) 试纸变蓝
结论 有化学反应产生 阴极有大量的氢氧根离子
2KI+Cl2=2KCl+I2
气体是氯气
3.实验分析——
从电子得失角度看
阳极:2Cl--2e-==Cl2↑(还原剂)
e
阳极 石墨
e
阴极 铁棒
阴极:2H++2e-==H2 ↑(氧化剂)
一、氯气的生产原理
本节内容
1.工业方法制氯气实验——电解饱和食盐水
2.实验室方法制氯气实验
工业法制氯气实验——电解饱和食盐水
(1 )实验仪器、装置、试剂 (2) 实验步骤及现象
(3)实验原理分析
1、工业制氯气—— 电解饱和NaCl溶液
正极 阳极 石墨
负极 阴极 铁棒
原料:NaCl饱和溶液 设备:电解槽、电极、直流电源、导线 试剂:KI淀粉试纸、酚酞
MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑
实验室制取氯气原理
实验室制取氯气原理
在实验室中制取氯气的原理是通过将盐酸与漂白粉反应产生氯气。
盐酸(HCl)是一种气味刺激的无色液体,漂白粉则是一种含有次氯酸钠(NaClO)的白色固体。
当盐酸与漂白粉混合时,次氯酸钠发生分解反应生成氯气(Cl2)和氢氧化钠(NaOH)。
反应方程式如下:
NaClO + 2HCl → Cl2 + NaOH + H2O
实验操作时,首先将适量的盐酸倒入一个反应瓶中。
然后,将漂白粉一点一点地加入盐酸中,并搅拌使其充分混合。
盐酸和漂白粉的反应会产生氯气,可以通过一个玻璃吸管或导管将气体收集到气体收集瓶中。
由于氯气具有剧毒性和高度刺激性,实验室中制取氯气时需采取严格的安全措施。
操作人员应佩戴防护眼镜、防护手套和防护面罩,以免皮肤和眼睛接触到氯气。
实验室应保持良好的通风,避免氯气浓度过高。
实验结束后,氯气需要妥善处理或释放到安全环境中。
氯气的生产原理
实验室用KMnO 制氧气, 实验室用KMnO4制氧气,为除去粘 附在试管壁上的MnO 附在试管壁上的MnO2,可用试剂 是 ( )D A.汽油 B.水 C.稀盐酸 D.浓盐酸
实验室制氯气时有如下操作, 实验室制氯气时有如下操作,操作顺 序正确的是 ( C )
①连接好装置,检查气密性 连接好装置, 缓缓加热,加快反应, 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 往分液漏斗中加入浓盐酸, ④往分液漏斗中加入浓盐酸,再缓缓滴入烧瓶 中 用向上排空气法收集氯气, ⑤用向上排空气法收集氯气,尾气导入吸收剂 中 A.①②③④⑤ A.①②③④⑤ C.①③④②⑤ C.①③④②⑤ B.④③①②⑤ B.④③①②⑤ D.①④③②⑤ D.①④③②⑤
4、如何检验氯气的生成? 、如何检验氯气的生成?
答:
黄绿色、 1. 黄绿色、有刺激性气味的气体 (色、态、味) 湿润的淀粉KI试纸(变蓝) KI试纸 2. 湿润的淀粉KI试纸(变蓝);
5、工业上用什么方法来生产氯气 ? 、
电解饱和食盐水。 答:电解饱和食盐水。 2NaCl + 2H2O
电解
2NaOH + Cl2↑ +H2↑
答:用分液漏斗可以控制液体的用量,避 用分液漏斗可以控制液体的用量, 免生成的氯气过多。 免生成的氯气过多。
2、能否用其它试剂代替二氧化锰 来制取氯气? 来制取氯气?
可以用KMnO 等氧化剂代替MnO 答: 可以用KMnO4、KClO3等氧化剂代替MnO2,与浓盐酸 反应(不需加热) 反应(不需加热) 2KMnO4+16HCl(浓) ===2KCl+2MnCl2+5Cl2 ↑+8H2O 16HCl(浓 ===2KCl+ HCl( HCl(浓)===KCl+ KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2 ↑+3H2O
工业制氯气的方法
工业制氯气的方法工业制氯气的方法有多种,下面将详细介绍几种常用的方法。
1. 电解氯化钠法:这是目前最主要的工业制氯气的方法。
首先将氯化钠溶解在水中形成氯化钠溶液,然后通过电解设备,将氯化钠溶液分解为氯气、氢气和氢氧化钠。
电解槽两端放置阴极和阳极,在电流的作用下,阴极产生氢气,阳极产生氯气。
氯气被收集并压缩,氢气则大部分用作能源或二次加工。
2. 氯碱法:这是另一种常用的工业制氯气的方法。
氯碱法包括氯化钠法和石膏法两种方式。
氯化钠法的原理和电解氯化钠法相同,只是使用的电解设备不同。
石膏法是将氯化钠和石膏反应生成氯化钙和硫酸钠,再用稀酸将氯化钙分解为氯气和盐酸。
氯气通过压缩收集。
3. 氯气氧化法:这种方法是通过将二氧化锰和盐酸反应,生成氯气和锰(II)氯化物。
具体反应式为:2MnO2 + 4HCl →2Cl2 + 2MnCl2 + 2H2O。
氯气通过压缩收集。
4. 热氧化法:这种方法是通过将氯化钠与含氧化合物(如硫酸铜、氧化铜等)反应,在高温下氯化钠氧化产生氯气。
具体反应式为:2NaCl + 2CuO →2CuCl + O2 + Na2O。
氯气通过压缩收集。
5. 碱液法:这种方法是通过将二氧化锰和氢氧化钠反应,生成氯气和锰(II)氢氧化物。
具体反应式为:2MnO2 + 2NaOH →2NaMnO2 + H2O + Cl2。
氯气通过压缩收集。
6. 湿法氧化法:这种方法是通过氯气在水中的溶解产生次氯酸,然后将次氯酸加热,分解产生氯气和水。
具体反应式为:2Cl2O + 2H2O →4HCl + O2。
氯气通过压缩收集。
工业制氯气的选择主要取决于制氯气的成本、效率、安全性等因素。
其中,电解氯化钠法在工业中应用最为广泛,因其具有高纯度、高效率、低能耗和环保的特点。
此外,氯碱法也是一种常用的制氯气方法,尤其在中国和美国等国家,氯碱法制氯气的产量很大。
制氯气是重要的工业过程,氯气在多个行业中有广泛的应用,如化工、食品加工、水处理、纺织等。
电解海水制氯原理
电解海水制氯原理
电解海水制氯是一种常用的方法,在此方法中,通过电解海水产生氯气。
具体的原理是利用电解质溶液中的电离现象,通过电流的作用使其发生氧化还原反应。
首先,将含有食盐(氯化钠)的海水作为电解质溶液,分别引入两个电极中,一个为阳极(正极),另一个为阴极(负极)。
当外加电流通过电解槽中的海水时,发生了以下反应:
在阳极上,发生氧化反应:
2Cl- → Cl2 + 2e-
在阴极上,发生还原反应:
2H+ + 2e- → H2
在整个电解过程中,阳极上生成了氯气(Cl2),而阴极上生
成了氢气(H2),同时伴随着海水中的其他离子也发生了相
应的氧化还原反应。
氯气是一种有毒气体,常用于消毒、漂白等工业和卫生用途。
在电解海水制氯的过程中,氢气也会被产生出来并与氯气混合,这需要通过后续的处理才能分离。
同时,在电极上也会发生其他氧化还原反应产生一些氧化物和氢氧化物,这些产物也需要被处理。
总结来说,电解海水制氯的原理是利用电解质溶液中的电离现象,在外加电流的作用下,使海水发生氧化还原反应,从而产
生氯气及其他反应产物。
这种方法在工业生产和水处理过程中具有重要的应用价值。
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思考题
用50ml12mol/L的浓盐酸与足量的二氧化锰混 合加热,并用排水法收集氯气,结果在标 准状况下收集到的氯气的体积远小于3.36L, 请分析可能的原因。
小结
(一)氯气的工业制法
通电
2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑
阴极区 阳极区
(二)氯气的实验室制法
MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+2H2O+Cl2↑
溶液颜色 变红
左管溶液中有 NaOH产生。
氯气的发现史
1774年,瑞典化学家舍勒发现氯气。
MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+2H2O+Cl2↑
1810年,英国化学家戴维研究后得出这 种气体仅由一种元素组成。我国早年译 文将其译成“绿气”,后改为氯气。
戴维
三、氯气的实验室制法
原料:二氧化锰 (固体)、浓盐酸(液体)
二、氯气的生产原理 1.氯碱工业:以 电解食盐水 为基础制取氯气等产品的工
业。 2.氯气生产的化学原理:
(1)电解装置和现象
黄绿
无
(2)电解产物的验证
实验操作
实验现象
实验结论
试管移近酒精灯以 后,发出 “噗”的 响声(或爆鸣声)
与电源负极相连的 铁棒上逸出 氢气 。
湿润的淀粉碘 化钾试纸 变蓝
与电源正极相连的 石墨棒上逸出氯气。
第一课时
专题 2 从海水中获得的化学物质
第一单元 氯、溴、碘及其化合物 第 1 课时 氯气的生产原理
一、海水中的化学资源 1.海水中蕴含的元素有83 种,它是一个巨大的宝藏,期
待着人们的开发和利用。
2.海水中的氯化物:主要为NaCl ,其次是MgCl2 、CaCl2 和 KCl 。
3.地球上 99%以上的溴 蕴藏在大海中,海水中 溴 的总储 量高达 1×1014t, 溴 被称为“海洋元素”。此外,海水 中还含有丰富的 碘 元素。据估计,海水中 碘 的总量可 达 8×1010t。
2、若电解一段时间后,电源正极上方收集到
的气体在标准状况下为4.48L,则在电源负极
上方将收集到
0.4 g气体 H2 ,在溶液
中产生 16 gNaOH。
3、下图是实验室制备氯气的装置图,请指出其中的错误。
①长颈漏斗应改成分液漏斗.②烧瓶下应垫石棉网.
③应用酒精灯加热.
④稀盐酸应改为浓盐酸.
⑤多余Cl2应通入NaOH溶液中.
仪器组装的一般原则: 先局部后整体,从下到上,从左到右
收集氯气 吸收氯气
制取氯气
干燥氯气 除去氯化氢
气体净化
MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+改C进l2后↑
随堂练习
1、电解饱和食盐水时,氯气产生 在电源(正) 极相连的(石墨 )棒,氢气产生于和电源 (负 ) 极相连的(铁)棒,碱产生( 铁 )棒的周围。
实验原理 MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
你能根据这个反应特点构建出实验室制取氯气 的实验装置吗?
MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑
气体发生装置 依据:反应物状态和反应条件 固体+液体(加热型)
固液不加热型
固固加热型
固液加热型
MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑
NaOH溶液
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO(次氯酸钠)+H2O
MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑
• 气体净化装置
思考:此法制得的氯气纯净吗?可能存在哪些杂 质气体?用哪些试剂来除杂,有没有先后顺序?
除HCl气体
除水蒸气
饱和食盐水
(无水CaCl2)
浓硫酸
连一连 制取干燥纯净的氯气
• 气体收集装置
依据:气体的密度,溶解性
提示:氯气密度比空气大,能溶于水(与水
反应)而难溶于饱和食盐水,并且有毒, 收集装置有什么特点?
进
出
气
气
饱和食 盐水
向上排空气 (长进短出)
排水法
MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑
• 尾气处理装置(吸收装置) 依据:气体对空气是否有污染