浙江专版2018版高中化学专题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

第1课时氯气的生产原理
知识内容必考要求加试要求
1.氯气的工业制法。

a b
2．实验室制取氯气的反应原理及其装置。

a b
3．氯气的净化、收集和检验，尾气的处理。

b b
1.知道海水中的丰富资源和氯化钠作为重要工业原料的主要用途。

目标
2．初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。

定位
3．学会实验室制取氯气的方法。

一氯气的工业制法
1．实验过程
下图为电解饱和食盐水的装置图：
按上图所示装置进行实验。

(1)接通电源，观察食盐水发生的变化。

通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。

2 min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松
开拇指，检验收集到的气体。

(2)取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。

(3)关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液的颜色。

2．实验分析
实验现象结论
(1) 出现爆鸣声a管中气体为氢气
(2) 产生黄绿色的气体b管中气体为氯气
铁棒端溶液变红U形管左端溶液显碱
性 (3)
石墨棒端溶液不变色U形管右端溶液不显碱性
1
3.实验结论
根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液。

归纳总结
工业制取氯气的反应原理
通电
(1)工业制取氯气的反应原理：2NaCl＋2H2O ===== 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。

(2)氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取Cl2等产品的工业。

[提醒]工业上电解熔融的NaCl或MgCl2获取Na和Mg，同时得到副产物Cl2。

化学方程式为通电通电
2NaCl(熔融) ===== 2Na＋Cl2↑，MgCl2(熔融) ===== Mg＋Cl2↑。

1．下列关于电解饱和食盐水过程的说法正确的是()
A．电解饱和食盐水的工厂要首先将食盐进行除杂
B．与电源正极相连的电极区有NaOH生成
C．与电源负极相连的电极上有氯气生成
D．电解饱和食盐水的过程中Na＋浓度减小
答案 A
解析根据电解饱和食盐水的装置可知，与电源正极相连的电极区产生Cl2，而与电源负极相
连的电极区产生H2和NaOH，故B、C均不正确；因为Na＋没有参与反应，其物质的量不变，但电解过程中消耗了水，溶液体积减小，Na＋浓度增大，故D不正确。

2．下列关于电解NaCl水溶液的说法不正确的是()
A．电解产物为Cl2和Na
B．电解过程中，产生的气体均为无色
C．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈红色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈无色
答案 C
解析电解食盐水可产生NaOH、H2和Cl2，其中Cl2为黄绿色气体；电解一段时间后，溶液中有NaOH生成，滴加酚酞溶液，溶液呈红色，故选C。

二氯气的实验室制法
实验室制取氯气的装置如下图所示：
2
(1)反应原理：___________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(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：
C：________，D：________，F：________。

②其中C的作用是除去Cl2中的________；D的作用是除去Cl2中的________。

③该装置中收集Cl2使用的是____________法。

还可用排________的方法，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

④其中F的作用是________________________________________________________
________________________________________________________________________。

⑤检验Cl2是否收集满可用________________________放在集气瓶口，若试纸________，则证
明已集满。

△
答案(1)4HCl(浓)＋MnO2 ===== MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
(2)①饱和食盐水浓硫酸氢氧化钠溶液
②HCl H2O③向上排空气饱和食盐水Cl2在饱和食盐水中的溶解度比较小④吸收尾气，防止污染空气⑤湿润的淀粉­KI试纸变蓝
归纳总结
1．制气装置
制取气体的一般流程：气体发生装置→气体净化装置(除杂、干燥)→气体收集装置→尾气处理
装置。

△
(1)发生装置：固体＋液体――→气体。

(2)净化装置：上图中C、D装置为洗气瓶，组装原则“长进短出”，除杂在前，干燥在后。

2．注意事项
(1)加药品之前必须检查装置的气密性。

(2)加药品的顺序：先固体后液体。

(3)实验结束时，应先撤装置末端导管，后撤酒精灯，以防倒吸。

3
(4)为防止盐酸挥发，应缓缓加热。

[提醒](1)MnO2和稀盐酸不反应，必须用浓盐酸，随着反应的进行，盐酸浓度下降，当转变
为稀盐酸时，不再与MnO2反应。

(2)MnO2和浓盐酸反应必须加热，因为在常温下MnO2与浓盐酸几乎不反应。

3．下列说法正确的是()
A．氯气的性质活泼，它与氢气混合后立即发生爆炸
B．检验HCl气体中是否混有Cl2的方法是将气体通入硝酸银溶液
C．浓盐酸在与MnO2共热制取Cl2的实验中只起到还原剂的作用
D．实验室制取氯气时，为了防止环境污染，多余的氯气可以用氢氧化钠溶液吸收
答案 D
解析A项，与氢气在光照条件发生爆炸，错误；B项，HCl对实验产生干扰，错误；C项，MnO2△
＋4HCl(浓) ===== MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，盐酸还表现酸性，错误；D项氯气有毒，除去尾气用
碱液吸收，正确。

4．下列装置用于二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应制取纯净、干燥的氯气。

(1)在装置A～E中，有①～⑨九个接口，用编号表示仪器的导气管连接顺序依次为____________、
____________、____________、____________、__________、__________、____________、
____________、____________。

(2)12 m ol·L－1的盐酸50mL与足量的MnO2在加热条件下反应，可以制得的Cl2的物质的量为
__________(填字母)。

A．0.3 mol B．小于0.15 mol
C．在0.15～0.3 mol之间D．0.15 mol
答案(1)①⑧⑨③②⑥⑦④⑤
(2)B
解析(1)本实验要求制取纯净、干燥的Cl2，设计实验步骤如下：制Cl2―→除杂(除HCl，选
用饱和食盐水)―→干燥(选用浓H2SO4)―→收集(向上排空气法)―→尾气吸收(选用NaOH溶液)。

4
△
(2)n(HCl)＝12 mol·L－1×0.05 L＝0.6 mol，根据化学方程式MnO2＋4HCl(浓) ===== MnCl2＋
Cl2↑＋2H2O，如果完全反应将生成0.15 m ol C l2，而实际上随着反应的进行，盐酸的浓度越来
越小，而稀盐酸和MnO2不反应，所以得到的Cl2的物质的量必定小于0.15 mol。

1．下列装置可应用于实验室制氯气并回收二氯化锰的实验，能达到实验目的的是()
A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙分离出MnCl2溶液中的固体MnO2
D．用装置丁称得回收的二氯化锰质量为5.36 g
答案 C
解析二氧化锰与浓盐酸反应需要加热，图中仪器没有加热装置，A错误；氯气、氯化氢都能
与碳酸氢钠溶液反应，都能被碳酸氢钠溶液吸收，B错误；MnCl2溶液中的MnO2为固体，分离二者用过滤方法，C正确；托盘天平精确度为0.1 g，D错误。

2．实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，主要操作步骤为①将圆底烧瓶固定在铁架台上；②
把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈的高度、固定铁圈放好石棉网；③用药匙向圆底
烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中；④检查装置的气密性；
⑤在圆底烧瓶上装好分液漏斗，连接好导气管。

操作步骤排序正确的是()
A．②③④①⑤B．②①③⑤④
C．②①⑤④③D．②①③④⑤
答案 C
解析装置的安装顺序为“由下而上，由左向右”，另外需注意的是加入药品前应先检查装置
的气密性，根据这两点不难得出选项C正确。

3．下列关于氯气制备原理的说法中不正确的是()
A．电解饱和食盐水制氯气时，与电源正极相连的碳棒上方充满黄绿色气体
B．工业上制取氯气的原料是饱和食盐水
C．实验室制法和工业制法的反应实质是相同的
5。