高中氯气的生产原理学案教案

氯气的生产原理

编写：胡冰审核：陈日义

【学习目标】

1．了解从海水中提取食盐的基本原理和方法。

2．掌握电解饱和食盐水的原理，了解工业上阳离子交换膜法电解食盐水的装置。

3．掌握实验室制备氯气的原料和原理、发生装置、净化装置等，并能从氧化还原反应角度分析反应。

【交流讨论1】

怎样以海水为原料制取纯净的食盐？

【观察与思考1】有如图所示装置

（1）接通电源，观察U形管内的变化。

（2）通电一段时间后，用小试管套住a管，收集U形管

左端产生的气体。2min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，观察现象。

（3）取一只小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，并将湿润的淀粉碘化钾试纸放在试管口，观察现象。

结论：电解饱和食盐水化学方程式：。【观察与思考2】实验室制氯气的装置如图所示：

①发生装置的主要仪器：、、

（带、）、、

、

②反应原料：（液体）、（固体）

③反应原理：

④发生装置：加热制气体装置

⑤收集方法：向排空气法或排饱和食盐水法

⑥尾气吸收：

⑦除杂干燥：制得的气体中含有和，

气体先通入中，除去；再通入中，除去；最后收集。【交流讨论2】(选学内容)

氯气的工业制法——电解饱和食盐水（以此为基础的工业称为氯碱工业）

装置设备：阳离子交换膜电解槽

溶液

溶液

离子交换膜的作用：。

阴极的产物为：；阳极的产物为：。

【课堂练习】

1.用下列两种方法制取氯气：①用含氯化氢4mol的浓盐酸与足量的二氧化锰反应；②用1mol二氧化锰与足量的浓盐酸反应，则所得氯气（）

A.②比①多

B.①比②多

C.一样多

D.无法比较

2.要除去氯气中少量的HCl和H2O杂质，应使气体依次通过（）

A.浓硫酸、饱和食盐水溶液、浓硫酸

溶液、碱石灰 D.饱和食盐水、浓硫酸

3.实验室制取氯气时有如下操作，操作顺序正确的是（）

①连接好仪器，检查气密性②缓缓加热，加速反应，使气体均匀逸出③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末④从装有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中⑤多余的氯气用NaOH溶液吸收⑥用向上排空气法收集氯气

A.①②③④⑤⑥

B.①③④②⑥⑤

C.①③④⑥②⑤

D.③④②①⑥⑤

4．（1）饱和食盐水中有哪些离子？

（2）阴极产物为氢气，阳极产物为氯气，由此说明溶液中的离子是如何移动的？

5．（1）使用浓盐酸与足量的MnO2共热制氯气，实际产生的氯气总比理论值低，其主要原因什么？

（2）实验室用高锰酸钾制氧气，可采用什么试剂除去粘附在试管壁上的MnO2？

【课后练习】下列说法正确的是

（）

A．Cl－和Cl2都是氯元素组成的

B．Cl2有毒，Cl－也有毒

C．Cl－离子和Cl原子中所含的质子数和电子数都相等

D．Cl2和Cl原子都呈黄绿色

2.实验室制下列各组气体，所用气体发生装置相同的是（）和CO2和2 C和CO2和H2

3．关于电解氯化钠溶液,下列叙述正确的是（） A．电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属纳

B．在阳极附近有黄绿色的气体产生

C．在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色

D．电解一段时间后,将电解液全部转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性

4．实验室用下列两种方法制取氯气：①用含HCl 146g的浓盐酸与足量的MnO2反应，②用87g MnO2与足量的浓盐酸反应，则所得Cl2质量（）

A．①比②多 B．②比①多 C．一样多 D．无法比较

5．在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，正确的操作顺序是 ( )

①过滤②加过量的NaOH溶液③加适量的盐酸

④加过量的碳酸钠溶液⑤加过量的氯化钡溶液

A.①④②⑤③

B.④①②⑤③

C.②⑤④①③

D.⑤②④③①

6．实验室制取氯气可以有以下途径，用化学方程式表示如下。若制取等质量的氯气，消耗盐酸最少的是（）

+K2Cr2O7==2KCl+Cr2O3+4H2O+3Cl2↑

+2KMnO4==2MnCl2+8H2O+2KCl+5Cl2↑

+MnO2 △MnCl2+2H2O+Cl2↑

+KClO3==KCl+3H2O+3Cl2↑

7．如图所示装配仪器，接通直流电源，电解饱和食盐水，题中

电解的是未精制的饱和食盐水，结果很快在某一电极附近出现浑

浊现象。造成浑浊的难溶物主要是（）

A.碳酸镁

B.硫酸钡

C.氢氧化镁

D.碳酸钡

8．8.70g MnO2与100mL %密度为1.19g/cm3的浓盐酸共热（假设HCl没有损失），反应结束后，将剩余的溶液加水稀释至100mL。取出10mL溶液加入足量AgNO3溶液，有白色沉淀生成。求:

（1）反应中生成的Cl2在标准状况下的体积。

（2）溶液加入AgNO3溶液后生成沉淀的质量。

9．某氯碱厂打算利用电解食盐水所得气体生产盐酸。

⑴写出电解食盐水制取H2、Cl2的化学方程式：。

⑵若该氯碱厂日产50% NaOH溶液3000 kg。如果把同时生产的Cl2和H2都制成38%的盐酸，试计算理论上每天可生产盐酸的质量。