氯气的生产原理

氯气的生产原理

课标要求：认识氯在生产中的应用和对生态环境的影响。

教学目标：1、了解海水晒盐的过程及氯化钠的用途；

2、掌握氯气的工业制法和实验室制法，了解氯气的用途；

3、通过引导学生观察实验，分析演示实验现象，培养学

生观察和分析问题的能力。

教学的重点和难点：氯气的工业制法和实验室制法

教学重点、难点的处理：学生对于有关物质的工业制取接触不多，尽可能给学生以实际的图例，给学生直观印象。对于反应原理是学生较难理解，用实验来引导学生分析现象从而得出结论，降低对学生对于电解原理的要求。关于氯气的实验室制根据学生现有的知识，从反应原理分析引入发生装置的选择、收集装置、尾气处理。

教材分析：让学生从实际社会生活中了解海水中主要化学物质的提取过程。并且重视实验探究和比较分析。通过电解饱和食盐

水实验和物质性质的探究实验，让学生了解氯碱工业的生

产原理和研究化学物质的实验方法；

课时安排：氯气的生产原理：2课时

教学方法：借助多媒体，结合实验，讲解，讨论，探究，以归纳、总结。

教学过程：

引入：请同学们观看关于“浩瀚的大海”图片

提问：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。

教师归纳并展示海水中的资源资料：

1. 海水中蕴含的元素有80多种，它是一个巨大的宝藏，期

待着人们的开发和利用。海水中的主要元素及含量如下

表：

2. 海水中氯化物的含量相当高。海水中的氯化物主要为氯化

钠、氯化镁、氯化钙和氯化钾等。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，因而溴

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8×1010 t 。

3. 若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，地球将增高150米。学生活动：查阅有关资料，了解人们是如何从海水中获得氯化钠和使用氯化钠的。将有关的情况与同学交流讨论。

教师展示：有关人们运用“海水晒盐”的过程多媒体。

引导：人们获得氯化钠后如何利用它呢？在某些方面19世纪，科学家发明了电解食盐水制氯气的方法，为工业制氯气奠定了基础。

工业上是如何生产氯气的呢？我们先在实验室电解食盐水。

演示实验：P38电解饱和食盐水。

学生活动：1. 观察并记录实验现象。

2. 根据实验现象分析思考问题：

（1）电解过程中电极上产生的气体是什么？

（2）试管中的溶液为什么会变红？

（3）如何检验倒扣在a导管上的试管中收集的气体？

3. 对电解实验现象进行分析，写出电解过程中发生反应的化学方程式。

讨论小结：一、氯气的生产原理

1.电解饱和食盐水实验

湿润的淀粉碘化钾试纸变

蓝。

插入铁钉的溶液变红色。有碱性物质生成

讨论：引导学生书写出正确化学方程。

2.反应原理的化学方程式：

判断是否为氧化还原反应。

教师分析：这样装置有哪些不足之处？（容易混在一起，且生产出来

的NaOH不易分离。）

调查研究：根据氯碱厂原料和产品的性质，你认为在生产过程中和贮运时应注意哪些问题？氯碱厂的厂址应如何选择？

第二课时

教学过程：

在工业上，氯气的生产是通过电解饱和氯化钠溶液实现的，而电解饱

和氯化钠溶液是在什么样的设备中进行的

呢？

学生带着问题阅读课本，并联系氯气的生产原理进行讨论。

阅读材料：请同学观看“离子交换膜电解槽”图片

讲解：在工业生产中，电解食盐水常在电解槽中进行。为避免电解产物之间发生反应，常用石棉隔膜或离子交换膜将电解槽

分隔成两部分。阳离子交换膜具有很好的选择性，它只

允许阳离子（Na+、H+）通过，不允许阴离子（Cl-、OH

－）及分子（H2、Cl2）通过。

调查研究：根据氯碱厂原料和产品的性质，你认为在生产过程中和贮运时应注意哪些问题？氯碱厂的厂址应如何选择？学生活动：学生通过查阅资料了解上述问题，并将获取的信息与同学交流讨论。

教师活动：1.教师对学生讨论的结果作出评价。

2.教师对上述问题进行归纳总结：厂址的选择：现代化工

生产要求有较大的生产规模；厂址选择涉及原料、水源、

能源、土地供应、市场需求、交通运输、环境保护等因素，

应对这些因素综合考虑，作出合理的抉择。由于氯气有毒，

不便贮存和运输，因此要求厂址应避开人口稠密的居民区

和环境保护要求高的地区，厂区必须与居民区有一定距离

的安全隔离带。

引入：工业上采用制取大量的氯气，那如果实验室要制取少量的氯气

时应怎样？

阅读材料：P40化学史话

展示实验室制氯气的装置。

提问：为何采用图2-4的装置制备氯气？（为何没有采用电解食盐

水？，对比有何不同。）

分析：实验装置分成几部分：发生装置，收集装置，尾气的处理。

讨论：发生装置的选择：

学生思考:

为何选择这样的装置?

反应原理：MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O

分析反应原理：是否为氧化还原反应？

发生装置：固体＋液体△气体，因要加热，需要酒精灯，有液体参加，试管向上，有气体生成，得有导管导气。

收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法(因氯气的密度大于空气，在饱和食盐水中的溶解度很小)

尾气除理：氯气有毒不能直接排放到空气中，属酸性气体，不会燃烧

展示组装的仪器：指出如何联结。

板书氯气的实验室制法：

（1）实验原理：MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O

（2）发生装置：固体＋液体△气体

（3）收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法

（4）尾气处理：用氢氧化钠溶液吸收

某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。