浙江專(zhuān)版2018版高中化學(xué)專(zhuān)題2從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)第一單元氯溴碘及其化合物第1課時(shí)氯氣的生產(chǎn)原理學(xué)案蘇教版必修120180427117.doc

第1課時(shí)氯氣的生產(chǎn)原理知識(shí)內(nèi)容必考要求加試要求1.氯氣的工業(yè)制法。2實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)原理及其裝置。3氯氣的凈化、收集和檢驗(yàn)，尾氣的處理。aabbbb目標(biāo)定位1.知道海水中的豐富資源和氯化鈉作為重要工業(yè)原料的主要用途。2初步認(rèn)識(shí)工業(yè)上電解飽和食鹽水制取氯氣的反應(yīng)原理。3學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的方法。一氯氣的工業(yè)制法1實(shí)驗(yàn)過(guò)程下圖為電解飽和食鹽水的裝置圖：按上圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)接通電源，觀察食鹽水發(fā)生的變化。通電一段時(shí)間后，將小試管套在a管上，收集U形管左端產(chǎn)生的氣體。2 min后，提起小試管，并迅速用拇指堵住試管口，移近點(diǎn)燃的酒精燈，松開(kāi)拇指，檢驗(yàn)收集到的氣體。(2)取一支小試管，用向上排空氣法收集從b管導(dǎo)出的氣體，觀察收集到的氣體的顏色。(3)關(guān)閉電源，打開(kāi)U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加12滴酚酞溶液，觀察溶液的顏色。2實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論(1)出現(xiàn)爆鳴聲a管中氣體為氫氣(2)產(chǎn)生黃綠色的氣體b管中氣體為氯氣(3)鐵棒端溶液變紅石墨棒端溶液不變色U形管左端溶液顯堿性U形管右端溶液不顯堿性3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)推斷電解飽和食鹽水的產(chǎn)物是H2、Cl2、NaOH溶液。歸納總結(jié)工業(yè)制取氯氣的反應(yīng)原理(1)工業(yè)制取氯氣的反應(yīng)原理：2NaCl2H2O2NaOHCl2H2。(2)氯堿工業(yè)：以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取Cl2等產(chǎn)品的工業(yè)。提醒工業(yè)上電解熔融的NaCl或MgCl2獲取Na和Mg，同時(shí)得到副產(chǎn)物Cl2?；瘜W(xué)方程式為2NaCl(熔融)2NaCl2，MgCl2(熔融)MgCl2。1下列關(guān)于電解飽和食鹽水過(guò)程的說(shuō)法正確的是()A電解飽和食鹽水的工廠要首先將食鹽進(jìn)行除雜B與電源正極相連的電極區(qū)有NaOH生成C與電源負(fù)極相連的電極上有氯氣生成D電解飽和食鹽水的過(guò)程中Na濃度減小答案A解析根據(jù)電解飽和食鹽水的裝置可知，與電源正極相連的電極區(qū)產(chǎn)生Cl2，而與電源負(fù)極相連的電極區(qū)產(chǎn)生H2和NaOH，故B、C均不正確；因?yàn)镹a沒(méi)有參與反應(yīng)，其物質(zhì)的量不變，但電解過(guò)程中消耗了水，溶液體積減小，Na濃度增大，故D不正確。2下列關(guān)于電解NaCl水溶液的說(shuō)法不正確的是()A電解產(chǎn)物為Cl2和NaB電解過(guò)程中，產(chǎn)生的氣體均為無(wú)色C電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈紅色D電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈無(wú)色答案C解析電解食鹽水可產(chǎn)生NaOH、H2和Cl2，其中Cl2為黃綠色氣體；電解一段時(shí)間后，溶液中有NaOH生成，滴加酚酞溶液，溶液呈紅色，故選C。二氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的裝置如下圖所示：(1)反應(yīng)原理：_。(2)實(shí)驗(yàn)裝置：氣體制備型化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，要將化學(xué)反應(yīng)原理、氣體凈化、收集和尾氣處理等結(jié)合起來(lái)。填寫(xiě)裝置中試劑名稱(chēng)：C：_，D：_，F(xiàn)：_。其中C的作用是除去Cl2中的_；D的作用是除去Cl2中的_。該裝置中收集Cl2使用的是_法。還可用排_(tái)的方法，原因是_。其中F的作用是_。檢驗(yàn)Cl2是否收集滿可用_放在集氣瓶口，若試紙_，則證明已集滿。答案(1)4HCl(濃)MnO2MnCl22H2OCl2(2)飽和食鹽水濃硫酸氫氧化鈉溶液HClH2O向上排空氣飽和食鹽水Cl2在飽和食鹽水中的溶解度比較小吸收尾氣，防止污染空氣濕潤(rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)歸納總結(jié)1制氣裝置制取氣體的一般流程：氣體發(fā)生裝置氣體凈化裝置(除雜、干燥)氣體收集裝置尾氣處理裝置。(1)發(fā)生裝置：固體液體氣體。(2)凈化裝置：上圖中C、D裝置為洗氣瓶，組裝原則“長(zhǎng)進(jìn)短出”，除雜在前，干燥在后。2注意事項(xiàng)(1)加藥品之前必須檢查裝置的氣密性。(2)加藥品的順序：先固體后液體。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先撤裝置末端導(dǎo)管，后撤酒精燈，以防倒吸。(4)為防止鹽酸揮發(fā)，應(yīng)緩緩加熱。提醒(1)MnO2和稀鹽酸不反應(yīng)，必須用濃鹽酸，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸濃度下降，當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)橄←}酸時(shí)，不再與MnO2反應(yīng)。(2)MnO2和濃鹽酸反應(yīng)必須加熱，因?yàn)樵诔叵翸nO2與濃鹽酸幾乎不反應(yīng)。3下列說(shuō)法正確的是()A氯氣的性質(zhì)活潑，它與氫氣混合后立即發(fā)生爆炸B檢驗(yàn)HCl氣體中是否混有Cl2的方法是將氣體通入硝酸銀溶液C濃鹽酸在與MnO2共熱制取Cl2的實(shí)驗(yàn)中只起到還原劑的作用D實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)，為了防止環(huán)境污染，多余的氯氣可以用氫氧化鈉溶液吸收答案D解析A項(xiàng)，與氫氣在光照條件發(fā)生爆炸，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，HCl對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O，鹽酸還表現(xiàn)酸性，錯(cuò)誤；D項(xiàng)氯氣有毒，除去尾氣用堿液吸收，正確。4下列裝置用于二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取純凈、干燥的氯氣。(1)在裝置AE中，有九個(gè)接口，用編號(hào)表示儀器的導(dǎo)氣管連接順序依次為_(kāi)、_、_、_、_、_、_、_、_。(2)12 molL1的鹽酸50 mL與足量的MnO2在加熱條件下反應(yīng)，可以制得的Cl2的物質(zhì)的量為_(kāi)(填字母)。A0.3 mol B小于0.15 molC在0.150.3 mol之間 D0.15 mol答案(1)(2)B解析(1)本實(shí)驗(yàn)要求制取純凈、干燥的Cl2，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：制Cl2除雜(除HCl，選用飽和食鹽水)干燥(選用濃H2SO4)收集(向上排空氣法)尾氣吸收(選用NaOH溶液)。(2)n(HCl)12 molL10.05 L0.6 mol，根據(jù)化學(xué)方程式MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O，如果完全反應(yīng)將生成0.15 mol Cl2，而實(shí)際上隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度越來(lái)越小，而稀鹽酸和MnO2不反應(yīng)，所以得到的Cl2的物質(zhì)的量必定小于0.15 mol。1下列裝置可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室制氯氣并回收二氯化錳的實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A用裝置甲制取氯氣B用裝置乙除去氯氣中的少量氯化氫C用裝置丙分離出MnCl2溶液中的固體MnO2D用裝置丁稱(chēng)得回收的二氯化錳質(zhì)量為5.36 g答案C解析二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)需要加熱，圖中儀器沒(méi)有加熱裝置，A錯(cuò)誤；氯氣、氯化氫都能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，都能被碳酸氫鈉溶液吸收，B錯(cuò)誤；MnCl2溶液中的MnO2為固體，分離二者用過(guò)濾方法，C正確；托盤(pán)天平精確度為0.1 g，D錯(cuò)誤。2實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸來(lái)制取氯氣，主要操作步驟為將圓底燒瓶固定在鐵架臺(tái)上；把酒精燈放在鐵架臺(tái)上，根據(jù)酒精燈確定鐵圈的高度、固定鐵圈放好石棉網(wǎng)；用藥匙向圓底燒瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加濃鹽酸，并將導(dǎo)管放入集氣瓶中；檢查裝置的氣密性；在圓底燒瓶上裝好分液漏斗，連接好導(dǎo)氣管。操作步驟排序正確的是()A BC D答案C解析裝置的安裝順序?yàn)椤坝上露?，由左向右”，另外需注意的是加入藥品前?yīng)先檢查裝置的氣密性，根據(jù)這兩點(diǎn)不難得出選項(xiàng)C正確。3下列關(guān)于氯氣制備原理的說(shuō)法中不正確的是()A電解飽和食鹽水制氯氣時(shí)，與電源正極相連的碳棒上方充滿黃綠色氣體B工業(yè)上制取氯氣的原料是飽和食鹽水C實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是相同的D實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)最好大火加熱使溫度迅速升高答案D解析電解飽和食鹽水制氯氣時(shí)，Cl在與電源正極相連的碳棒上轉(zhuǎn)化為Cl2，A項(xiàng)正確；濃鹽酸具有揮發(fā)性，實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)應(yīng)緩緩加熱以減少氯化氫的損失，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4下列裝置、是常見(jiàn)的氣體發(fā)生裝置，裝置、是氣體收集裝置。回答下列問(wèn)題：(1)若用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，應(yīng)選用氣體發(fā)生裝置_，用化學(xué)方程式表示制取氯氣的反應(yīng)原理：_。(2)若選用裝置為氯氣的收集裝置，應(yīng)該在試管口放置一團(tuán)棉花，該棉花團(tuán)應(yīng)用_溶液浸濕，用化學(xué)方程式表示其作用_。(3)若選用裝置為氯氣收集裝置，則氯氣應(yīng)從_口通入。(4)若選用裝置為氯氣的收集裝置，則水槽中的溶液為_(kāi)。答案(1)MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O(2)氫氧化鈉(或碳酸鈉等堿性溶液)2NaOHCl2=NaClNaClOH2O(3)A(4)飽和食鹽水解析依據(jù)反應(yīng)原理，選用裝置為氯氣發(fā)生裝置，用向上排空氣法或排飽和食鹽水法收集氯氣，用NaOH溶液吸收氯氣。5下圖表示在沒(méi)有通風(fēng)櫥時(shí)制取純凈的氯氣時(shí)設(shè)計(jì)的裝置圖，圖中A、B是可控制的彈簧鐵夾。(1)燒杯中盛放的液體是_，其作用是_，水槽中盛放的液體是_。(2)簡(jiǎn)述操作過(guò)程：(從氯氣已經(jīng)產(chǎn)生開(kāi)始)在收集氯氣之前，應(yīng)_；當(dāng)氯氣純度合乎要求時(shí)，應(yīng)_；當(dāng)氯氣收集完畢時(shí)，應(yīng)_。(3)將8.7 g MnO2與含HCl 14.6 g的濃鹽酸共熱制Cl2，甲同學(xué)認(rèn)為可制得Cl2 7.1 g，乙同學(xué)認(rèn)為制得Cl2的質(zhì)量小于7.1 g，你認(rèn)為_(kāi)(填“甲”或“乙”)同學(xué)正確，原因是_。答案(1)NaOH溶液吸收多余的Cl2飽和食鹽水(2)打開(kāi)B夾，關(guān)閉A夾打開(kāi)A夾，關(guān)閉B夾關(guān)閉A夾，打開(kāi)B夾(3)乙濃鹽酸易揮發(fā)；隨著反應(yīng)進(jìn)行，濃鹽酸濃度會(huì)降低，稀鹽酸將不再反應(yīng)解析用飽和食鹽水可洗去Cl2中混有的HCl，又使Cl2損失較少，故可用排飽和食鹽水法收集Cl2。處理制Cl2的尾氣最好的試劑是強(qiáng)堿溶液。由于濃鹽酸會(huì)揮發(fā)，稀鹽酸不能反應(yīng)，故用濃鹽酸制Cl2時(shí)，HCl不能完全反應(yīng)。課時(shí)作業(yè)經(jīng)典基礎(chǔ)題1許多國(guó)家十分重視海水資源的綜合利用。不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是()A氯、溴、碘 B鈉、鎂、鋁C燒堿、氫氣 D食鹽、淡水答案D解析從海水中獲得Cl2、Br2、I2、Na、Mg、Al、H2等單質(zhì)都必然要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故A、B、C項(xiàng)不合題意。海水蒸餾(物理變化)可以獲得淡水，海水蒸發(fā)(物理變化)可以獲得食鹽。2下列關(guān)于電解NaCl水溶液的說(shuō)法不正確的是()A電解產(chǎn)物為Cl2和NaB電解過(guò)程中能產(chǎn)生黃綠色氣體C電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，然后滴加石蕊溶液，溶液呈藍(lán)色D用排水集氣法可以收集到較純凈的氫氣答案A解析電解NaCl水溶液的反應(yīng)式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，反應(yīng)過(guò)程中陽(yáng)極產(chǎn)生了黃綠色的氣體，陰極生成了難溶于水的無(wú)色氣體(H2)，可用排水法收集；陰極生成NaOH使溶液呈現(xiàn)堿性，能使石蕊變藍(lán)。A項(xiàng)錯(cuò)誤，電解熔融的NaCl(無(wú)水時(shí))才得到Cl2和Na：2NaCl(熔融)2NaCl2(這是鈉的工業(yè)制法)。3某同學(xué)利用如圖所示裝置電解飽和食鹽水，他在導(dǎo)氣管b處收集到的氣體不具有的特征是()A呈黃綠色 B有毒C密度小于空氣 D刺激性氣味答案C解析電解飽和食鹽水時(shí)，Cl在與電源正極相連的碳棒上轉(zhuǎn)化為Cl2，該氣體的密度大于空氣。4下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制氯氣的說(shuō)法中不正確的是()A該反應(yīng)中氯元素的化合價(jià)升高B如果MnO2足量，濃鹽酸中的HCl一定全部轉(zhuǎn)化為Cl2CNaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2D從圓底燒瓶導(dǎo)出的氣體中很可能含有氯化氫答案B解析只有濃鹽酸才能和MnO2反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸，而導(dǎo)致一部分HCl不能轉(zhuǎn)化為Cl2，B項(xiàng)錯(cuò)；濃鹽酸具有揮發(fā)性，會(huì)揮發(fā)出氯化氫氣體， D項(xiàng)對(duì)。5實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的試管壁沾附有MnO2，除去MnO2可用的試劑是()A蒸餾水 BKOH溶液C稀鹽酸 D熱的濃鹽酸答案D解析聯(lián)想實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的原理，本題實(shí)質(zhì)上考查該反應(yīng)的發(fā)生條件，即MnO2可以在加熱的條件下與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣，D選項(xiàng)正確。6實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置如下圖所示。圖中涉及氣體發(fā)生、除雜、干燥、收集、尾氣處理裝置，其中錯(cuò)誤的是()A B C D答案C解析裝置的導(dǎo)氣管長(zhǎng)短錯(cuò)誤，應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出。7用惰性電極電解未精制的飽和食鹽水，食鹽水裝在U形管內(nèi)。結(jié)果很快在某一電極附近出現(xiàn)食鹽水渾濁現(xiàn)象。造成渾濁的難溶物主要是()A碳酸鎂 B硫酸鋇C氫氧化鎂 D碳酸鋇答案C解析食鹽中含有Ca2、Mg2等離子，Mg2與電解質(zhì)在陰極產(chǎn)生的OH作用產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀。8下列關(guān)于電解NaCl水溶液的敘述中正確的是()A電解時(shí)在陽(yáng)極上得到氯氣，在陰極上得到金屬鈉B若在陽(yáng)極附近用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙檢驗(yàn)氣體，試紙變藍(lán)C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無(wú)色D電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行源鸢窧解析電解NaCl水溶液時(shí)，與電源負(fù)極相連的電極產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉，與電源正極相連的電極即陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣，在與電源正極相連的電極即陽(yáng)極附近用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙檢驗(yàn)氣體，試紙變藍(lán)色(2KICl2=2KClI2)。電解反應(yīng)式為2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，電解后的溶液呈堿性。9將0.15 mol的MnO2與過(guò)量的 12 molL1的濃鹽酸反應(yīng)，和50 mL 12 molL1的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)兩者產(chǎn)生的Cl2相比(其他反應(yīng)條件相同)()A一樣多 B前者較后者多C后者較前者多 D無(wú)法比較答案B解析注意MnO2與濃鹽酸的反應(yīng)過(guò)程，當(dāng)濃鹽酸少量時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變成稀鹽酸，稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，則依據(jù)化學(xué)方程式可知，0.15 mol的MnO2與過(guò)量的12 molL1的濃鹽酸反應(yīng)，可產(chǎn)生0.15 mol的氯氣，50 mL 12 molL1的濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量為0.6 mol，當(dāng)MnO2足量時(shí)，0.6 mol HCl不能反應(yīng)完全，則產(chǎn)生的氯氣小于0.15 mol，B選項(xiàng)正確。10下列裝置應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室制氯氣并回收氯化錳的實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A用裝置甲制取氯氣B用裝置乙除去氯氣中的少量氯化氫C用裝置丙分離二氧化錳和氯化錳溶液D用裝置丁蒸干氯化錳溶液制MnCl24H2O答案C解析A項(xiàng)，MnO2固體與濃HCl要在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)制取Cl2，缺少加熱裝置；B項(xiàng)，除去Cl2中混有的HCl氣體，應(yīng)將混合氣體從長(zhǎng)導(dǎo)氣管通入盛有飽和食鹽水的洗氣瓶洗氣，較純凈的氣體從短導(dǎo)氣管流出，選用飽和NaHCO3溶液，可使Cl2中混入CO2氣體；C項(xiàng)，制取Cl2實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將剩余物過(guò)濾除去未反應(yīng)的MnO2，得到MnCl2溶液，從而回收MnCl2；D項(xiàng)，MnCl2為強(qiáng)酸弱堿鹽，易發(fā)生水解反應(yīng)，直接蒸發(fā)溶劑，不能得到純凈的MnCl24H2O。能力提升題11某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了用氧化濃鹽酸的方法制取氯氣的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置如下圖：(1)寫(xiě)出圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)如果將過(guò)量的二氧化錳與20