《氯气的制备》ppt课件

1、制作： 孙秀民,氯气的制备,高三化学实验复习,教学目标 1、掌握氯气的工业制法和实验室制法。 2、通过引导学生观察、分析演示实验的现象，培养学生的观察和分析问题的能力。 3、培养学生热爱科学的思想，对学生进行环境保护教育。 重点、难点 氯气的实验室制法。,1、工业制备 (1)电解饱和食盐水（氯碱工业）： 电解的化学方程式为： 2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2 +H2 电解的离子方程式为： 2Cl-+2H2O=2OH-+Cl2 +H2 (2)电解熔融的氯化钠： 电解的化学方程式为：2NaCl=2Na+Cl2 2、实验室制备 (1)反应原理:,通电,通电,通电,氯气的实验室制法,(讨论),实现Cl Cl Cl的转化,分别需加入氧化剂还是还原剂?,-1 0 +1,实验室制取氯气常用MnO2和浓盐酸为原料(反应需加热),MnO2+4HCl = MnCl2+2H2O+Cl2,MnO2+4H+2Cl-=Mn2+2H2O+Cl2 ,用氧化剂在适当的条件下将负一价氯氧化成为零价氯。,MnO2+4HCl = MnCl2+2H2O+Cl2,MnO2+4H+2Cl-=Mn2+2H2O+Cl2 ,讨论

2、,（1） 指出氧化剂、还原剂及电子转移情况,氧化剂,还原剂,得到2e-,失去2e-,（2） 装置的先择如何呢？,固液不加热,排水法（或向下排空集气法,固液加热,向上排空集气法或排饱和食盐水法,固固加热,排水法（或向上排空集气法,（3） 用什么样的方法收集氯气呢？,选择气体发生装置的原则：反应物的状态和反应条件,（4） 多余的Cl2如何处理？,（5） Cl2中混有哪些杂质，怎样提纯、干燥？,（6） 实验步骤如何？,通入NaOH溶液中吸收。,HCl、H2O,将其先通入饱和食盐水中除HCl气体， 再通入浓硫酸中除去H2O。,连接好装置，检查气密性,在烧瓶中加入二氧化锰粉末,往分液漏斗中加入浓盐酸， 再缓缓滴入烧瓶中,缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出,用向上排空气法收集氯气， 尾气导入吸收剂中,实验步骤,Cl2的制备,Cl2中混有HCl和H2O（g）,Cl2的制备、提纯、吸收,小结,因浓盐酸有挥发性，制氯气装置应使用分液漏斗（仪器）. 滴加浓盐酸不能过快，加热方式为微热。 氯气中含有HCl、水气，先通过盛饱和食盐水的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶。 多余的氯气应使用NaOH溶液吸收，反应的

3、离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 为确保实验过程中分液漏斗里的液体顺利流下，可采取的方法有：一是把分液漏斗和圆底烧瓶用橡皮管相连通、二是在分液漏斗下端套一个小试管。,1、使浓盐酸与足量的MnO2共热制Cl2、实际产生的Cl2总比理论值低，其主要原因是什么？,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。,讨论,2、下图是实验室用来制取干燥、纯净氯气的装置；由于装置和使用药品有错误而未能在D瓶中收集到Cl2；请指出装置中的错误,长颈漏斗应改成分液漏斗 烧杯下应填石棉网 应用酒精灯加热 稀盐酸应改为浓盐酸 多余Cl2应通入NaOH溶液中,3、实验室还可用KMnO4或KClO3代替MnO2与浓盐酸反应制氯气,2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 ,KClO3+6HCl=KCl+3H2O+3Cl2 ,思考,上述反应的氧化剂、还原剂、 分别是何物质？电子转移的方向 和数目能标出吗？,得10e-,失10e-,氧化剂 KMnO4 还原剂 HCl,2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2 + 8H2O,4

4、、想一想：能不能设计一实验证明起漂白 性作用的是HClO而不是Cl2？,提示：实验室制得的Cl2中含有水蒸汽，同学们能不能根据课本HClO的漂白实验得到启发，将Cl2的制取装置与HClO的漂白实验装置组合成一套实验装置？,课堂练习,1.实验室制取下列气体的反应既是分解反 应,又是氧化还原反应的是 ( ) A .NO2 B. O2 C. Cl2 D. CO2 2. 用二氧化锰和浓盐酸制取氯气,当有0.4 L 10 mol/L HCl被氧化时,生成的氯气在标准状况下的体积为 ( ) A. 22.4L B. 44.8L C. 67.2L D. 89.6L,B,B,3. 将0.15 mol的MnO2与过量的 12 mol/L的浓盐酸反应,和50 mL 12 mol/L的浓盐酸与足量的MnO2反应两者产生的Cl2相比(其他反应条件相同) ( ) A. 一样多 B.前者较后者多 C. 后者较前者多 D.无法比较,B,4. 有人设计了以下六步操作制备氯气，其操作顺序为： 向分液漏斗中加入浓盐酸,并将导气管插入集气瓶 检查装置的气密性 把酒精灯放在铁架台上,根据酒精灯火焰确定铁圈高度,固定铁圈,放上石

5、棉网 在烧瓶上装好分液漏斗,安装好导气管 向烧瓶中装入二氧化锰固体 将烧瓶固定在铁架台上,5.在氯酸钾的分解反应里，二氧化锰的催化问题，到目前还没有肯定的解释。鉴于制得的氧气中有氯气的气味，生成的氯化钾又略带紫红色，认为反应过程如下（已配平）： ：2KClO3+2MnO2=2A+B+C ：2A = D+MnO2+ C ：B+D = 2KCl+ C （1）反应中氧化产物是 （填化学式） （2）反应化学方程式为 （3）按上述反应过程，若制取1.5 mol O2，总共有 mol电子发生转移。,【解析】 抓住题中的信息：有Cl2生成，有紫红色物质（为KMnO4），及A受热分解，推得A为KMnO4，C为O2，则B为Cl2；再根据MnO2作催化剂，推断出中物质为MnO2。 由2KClO3+2MnO2=2KMnO4+Cl2+O2 2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2 Cl2+K2MnO4=2KCl+MnO2+O2 推测：每步反应均得到0.5 mol O2，其中反应和分别转移2 mol e-，而反应中Cl从+50价，转移电子5 mol，共计2+2+5=9,：2KClO3+2MnO2=2A+B+C

6、 ：2A = D+MnO2+ C ：B+D = 2KCl+ C （1）反应中氧化产物是 （填化学式） （2）反应化学方程式为 （3）按上述反应过程，若制取1.5 mol O2，总共有 mol电子发生转移。,KMnO4、Cl2、O2,9,【解题回顾】 一是根据反应现象推测产物，二是明确催化剂参与反应，最后还原生成催化剂。 不能根据总反应式：2KClO32KCl+3O2来推出转移电子数为6。,6. 2000年全国高考题)实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁,该化合物呈棕红色,易潮解,100左右时升华,下图是两个学生设计的实验装置,左边的反应装置相同,而右边的产物收集装置则不同,分别如() ()所示:,(1)B中反应的化学方程式为： 。 (2)D中的反应开始前,需排除装置中的空气,应采取的方法是 (3)D中反应的化学方程式为： 。 (4)装置()的主要缺点是： 。 (5)装置()的主要缺点是： 如果选用此装置来完成实验,则必须采取的改进措施是：,B中的反应进行一段时间后，看到黄色气体充满装置，再开始加热D,导管易被产品堵塞；尾气排入空气中，易造成环境污染。,产品易受潮解。,在瓶E和F之

7、间连接装有干燥剂的装置。(或其它合理答案)。,【小结】此题综合了氯气的性质、制法，三氯化铁的性质和制取，化学实验操作及实验装置等问题。此题中涉及的制取氯气和三氯化铁的原理比较简单，排除装置中空气的方法属常识性操作，（1）、（2）、（3）问容易作答。只要根据题给信息，对装置（）、（）的不同部分进行对比分析，答案就在（）、（）两图中，（4）、（5）问即可得解。,1.装置（）中三氯化铁由D进入E是通过细玻璃管，而装置（）D直接插入E中，此二法那一种更好呢？根据题给信息，三氯化铁在100左右升华，D管生成的三氯化铁已是蒸气，温度降低即凝结成固体颗粒，细玻璃管就会被堵塞，此为装置（）的缺点之一。,2.装置（）中E下边有一盛有NaOH溶液的洗气瓶。NaOH溶液的作用是什么呢？联想到氯气是有毒气体，实验时的尾气排入空气前必须用NaOH溶液来吸收，而装置（）中没有，此为装置（）的缺点之二。 3.装置（）中E右边连有盛浓H2SO4的洗气瓶，而装置（）中没有。浓H2SO4在此起什么作用呢？根据题目所给信息，三氯化铁易潮解，要制得无水三氯化铁，必须在制取三氯化铁装置前后都要设计干燥装置（这点原题D管前已经设

8、计出此信息）。装置（）未这样设计即为缺点，需在E、F之间连接干燥装置,延伸 拓展,7. 现用浓盐酸、MnO2共热制Cl2，并用Cl2和Ca(OH)2反应制少量漂白精，现已知反应Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O H0，若温度稍高即发生副反应6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O。甲、乙、丙三人分别设计三个装置，如下图所示。,石灰,（1）请从：a不容易控制反应速率，b容易控制反应速率，c有副反应发生，d可防止副反应发生，e污染环境，f可防止污染环境，几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作出评析，并选择符合题目要求的选项填在空格内。,（2）上图中甲由a、b两部分组成，乙由c、d、e三部分组成，丙由f、g组成，从上述甲、乙、丙三套装置中选出合理的部分（按气流从左到右的方向）组装一套较为完善的实验装置 （填所选部分的编号）,（3）实验中若用12 mol/L的浓盐酸100mL与足量的MnO2反应，最终生成Ca(ClO)2的物质的量小于0.15 mol，其可能的主要原因是 。（假定各步反应均无反应损耗且无副反应发生）。,【解析】 根

9、据题给药品，制取氯气应用装置c或f，依据题给信息氯气与Ca(OH)2的反应是放热反应，且温度高时易发生副反应，所以制漂白精时应采取降温措施。氯气有毒，需进行尾气处理。,石灰,（1）,d,a e,b f,c,b,c e,a不容易控制反应速率，b容易控制反应速率，c有副反应发生，d可防止副反应发生，e污染环境，f可防止污染环境.,石灰,（2）上图中甲由a、b两部分组成，乙由c、d、e三部分组成，丙由f、g组成，从上述甲、乙、丙三套装置中选出合理的部分（按气流从左到右的方向）组装一套较为完善的实验装置 （填所选部分的编号）,c或（f）、b、e,（3）实验中若用12 mol/L的浓盐酸100mL与足量的MnO2反应，最终生成Ca(ClO)2的物质的量小于0.15 mol，其可能的主要原因是 。（假定各步反应均无反应损耗且无副反应发生）。,MnO2只能氧化浓盐酸，随着反应进行，c(Cl-)减小，还原性减弱，反应不能继续进行。,【解题回顾】 本题综合性较强，既要熟悉氯气的制备，又要抓住题给信息应用理论知识采取相应的实验措施。,随堂检测,1、下列气体发生装置相同的是 A 氯气和氢气 B氯气和氧气 C氢气和二氧化碳 D氧气和二氧化碳 2实验室制氯气时,二氧化锰的作用是 A 催化剂 B 氧化剂 C 还原剂 D 反应物 3实验室用KMnO4制氧气，为除去粘附在试管壁上的MnO2，可用试剂是 A 汽油 B 水 C 稀盐酸 D 浓盐酸,C,BD,D,4、实验室制氯

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