高中化學(xué) 第一單元 從實(shí)驗(yàn)走進(jìn)化學(xué) 1.2.2 氯氣的生成及其性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)污水處理——電浮選凝聚法課件 新人教版選修6.ppt

第2課時(shí)氯氣的生成及其性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)污水處理 電浮選凝聚法 1 通過(guò)微型實(shí)驗(yàn)制取氯氣并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其性質(zhì) 2 通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力 觀察 分析問(wèn)題的能力和自主創(chuàng)新能力 3 培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí) 倡導(dǎo)對(duì)環(huán)境危害小 節(jié)約實(shí)驗(yàn)試劑用量的微型實(shí)驗(yàn) 4 了解電浮選凝聚法處理污水的原理及裝置 復(fù)習(xí)膠體的性質(zhì) 5 學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)化學(xué)在解決污染問(wèn)題中的作用 進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的意識(shí) 一 二 一 氯氣的生成及其性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)1 制取氯氣制取氯氣的反應(yīng)原理為kclo3 6hcl 濃 kcl 3cl2 3h2o 2 氯氣的化學(xué)性質(zhì)氯氣化學(xué)性質(zhì)很活潑 具有強(qiáng)氧化性 能將fe2 br i 氧化成fe3 br2 i2 能與大部分金屬反應(yīng)生成金屬氯化物 如氯氣與鐵 銅 鈉等金屬反應(yīng)分別生成氯化鐵 氯化銅 氯化鈉等 能與很多非金屬反應(yīng) 如與氫氣反應(yīng)生成氯化氫 與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸 與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉 氯化鈉和水 3 研究氯氣性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)利用表面皿與玻璃片之間形成的一個(gè)相對(duì)密閉的小氣室 使生成的少量氯氣在密閉空間擴(kuò)散 與各試劑液滴迅速反應(yīng) 現(xiàn)象明顯 并可防止氯氣污染空氣 一 二 1 氯氣與kbr溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 cl2 2kbr2kcl br2 現(xiàn)象 液滴由無(wú)色變?yōu)槌赛S色 氯氣與ki溶液 含淀粉溶液 反應(yīng)的化學(xué)方程式 cl2 2ki2kcl i2 現(xiàn)象 液滴由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色 2 氯氣與feso4 含kscn 溶液反應(yīng)的離子方程式 2fe2 cl22fe3 2cl 現(xiàn)象 液滴由淺綠色變?yōu)檠t色 3 氯氣與naoh 含酚酞 溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 2naoh cl2naclo nacl h2o 現(xiàn)象 液滴由紅色變?yōu)闊o(wú)色 一 二 利用這套簡(jiǎn)易裝置 你還能進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn) 它們之間有什么共同的特點(diǎn) 提示 這套簡(jiǎn)易裝置可以用來(lái)制備氣體并試驗(yàn)氣體的性質(zhì) 而且這些反應(yīng)不需要加熱進(jìn)行 此裝置適宜的實(shí)驗(yàn)還有 caco3與鹽酸反應(yīng)制co2 co2與na2o2反應(yīng)制o2 na2so3與硫酸反應(yīng)制so2 so2與品紅溶液的褪色反應(yīng)等 一 二 二 污水處理 電浮選凝聚法1 實(shí)驗(yàn)原理利用電解原理對(duì)污水進(jìn)行處理 非惰性電極fe作陽(yáng)極 電極自身發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞鐵離子 fe 2e fe2 另外水中 2價(jià)氧也發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣 2h2o 4e 4h o2 陰極上水電離產(chǎn)生的氫離子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣 2h 2e h2 實(shí)驗(yàn)從兩方面來(lái)達(dá)到凈化水的目的 第一是電凝聚 在陽(yáng)極除了電極發(fā)生的氧化反應(yīng)外 還發(fā)生反應(yīng) 4fe2 10h2o o24fe oh 3 8h 由于fe oh 3具有吸附性 可將水中的污染物小顆粒吸附而沉積下來(lái) 從而達(dá)到凈化水的目的 第二是電浮選 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 陰極生成的氫氣氣泡將污水中的懸浮物帶到水的表面 在水面上形成浮渣層 易與水體分離 從而達(dá)到凈化水的目的 一 二 2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果在100ml燒杯中加入80ml污水 調(diào)節(jié)ph至5 6 平行懸置兩個(gè)電極 鋁片作陰極 鐵片作陽(yáng)極 接通直流電源 電極上有氣泡生成 電解一段時(shí)間后 污水的上層形成一層浮渣 污水的底層積聚一層沉渣 中間的水層則變澄清 若采用惰性電極作陽(yáng)極能否起到電浮選凝聚的目的 提示 不能 只能起到電浮選效果 因?yàn)殛?yáng)極產(chǎn)生o2 陰極產(chǎn)生h2 它們?cè)谏仙^(guò)程中 使雜質(zhì)浮到水面被分離 但無(wú)fe oh 3生成 故雜質(zhì)無(wú)法凝聚 一 二 三 一 cl2的生成及其性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 實(shí)驗(yàn)時(shí) 可以先在白色的紙上寫好化學(xué)試劑的化學(xué)式或名稱以及標(biāo)號(hào) 再壓上玻璃板 根據(jù)白紙上的化學(xué)試劑的名稱來(lái)滴放試劑 以避免將試劑的位置記錯(cuò) 2 微型實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)藥品的用量一定要少 本實(shí)驗(yàn)中氯酸鉀的用量就是芝麻大小的兩粒 而其他液體試劑均只取一滴 在使用一支滴管時(shí) 每次都要清洗滴管 避免不同試劑的交叉污染 3 氯氣與kbr溶液的反應(yīng) 溶液顯現(xiàn)橙黃色的時(shí)間略長(zhǎng) 需要耐心等一會(huì)兒才能觀察到 4 naoh溶液的濃度可以高一些 且應(yīng)多滴一滴 以便將多余的氯氣吸收 防止對(duì)環(huán)境的污染 本實(shí)驗(yàn)只要嚴(yán)格控制藥品的用量 實(shí)驗(yàn)時(shí)幾乎聞不到氯氣的刺激性氣味 一 二 三 5 氯氣能與naoh溶液反應(yīng) 生成的次氯酸鈉和氯化鈉均是無(wú)色溶液 為了觀察到現(xiàn)象 在naoh溶液中滴加了酚酞 反應(yīng)時(shí)溶液的紅色逐漸褪去 滴有酚酞的naoh溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色 是由于中和褪色還是漂白褪色 這也是一個(gè)很好的探究課題 可以繼續(xù)探討 通過(guò)提出假設(shè) 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 得出結(jié)論 如可向褪色后的溶液中再滴入naoh溶液 若是中和褪色 則觀察到的現(xiàn)象是溶液又變?yōu)榧t色 若是漂白褪色 則溶液不會(huì)變?yōu)榧t色 6 氯氣與水反應(yīng)能生成次氯酸 次氯酸具有強(qiáng)氧化性 能使有色物質(zhì)漂白 利用此裝置還可以進(jìn)行氯氣與濕潤(rùn)的有色布條作用 有色布條被漂白成白色 與濕潤(rùn)的ph試紙作用 試紙先變紅后變白等實(shí)驗(yàn) 一 二 三 二 污水處理 電浮選凝聚法實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟中的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 必須使用直流電源 在使用電源時(shí)應(yīng)該小心 防止觸電 為了加快實(shí)驗(yàn)的速率 可適當(dāng)增大直流電源的電壓和電極金屬板的面積 2 溶液的ph需要調(diào)到5 6 調(diào)節(jié)溶液的ph時(shí)需要使用ph試紙 試紙放在潔凈干燥的表面皿中 用潔凈干燥的玻璃棒蘸取溶液 滴在ph試紙上 待液體散開(kāi)后 與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比 讀取溶液的ph 若ph沒(méi)有達(dá)到5 6的要求 再次使用玻璃棒和表面皿時(shí)必須清洗干燥后才能使用 當(dāng)溶液的ph大于6時(shí) 可以用稀硫酸來(lái)降低溶液的ph 若溶液ph小于5 我們可以通過(guò)加入naoh溶液來(lái)調(diào)節(jié)ph 建議用硫酸不用鹽酸來(lái)調(diào)節(jié)溶液的ph 否則cl 也可能在陽(yáng)極放電生成氯氣 造成環(huán)境污染 一 二 三 3 污水中還需加入少量的na2so4溶液 以增大溶液中的離子濃度 從而增大溶液的導(dǎo)電性 加快電解速率 達(dá)到快速凈化的目的 為了便于觀察到污水變清的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 還可以在水中加入少量的有機(jī)染料 通過(guò)觀察溶液的顏色變化來(lái)判斷污水是否被凈化 但是使中間水層徹底變澄清需要很長(zhǎng)的時(shí)間 只要觀察到溶液的顏色變淺即可說(shuō)明問(wèn)題 4 本實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室模擬用電浮選凝聚法凈化水 在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中由于此方法的耗電量較高 所以其成本較高 一 二 三 三 幾種試紙的用途及使用方法試紙的種類很多 中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的有紅色石蕊試紙 藍(lán)色石蕊試紙 ph試紙 淀粉碘化鉀試紙和醋酸鉛試紙等 1 各種試紙的用途 1 紅色石蕊試紙遇到堿性溶液變藍(lán) 藍(lán)色石蕊試紙遇到酸性溶液變紅 它們可以定性地判斷氣體或溶液的酸堿性 2 淀粉碘化鉀試紙中的碘離子 當(dāng)遇到氧化性物質(zhì)時(shí)被氧化為碘 淀粉遇碘顯示藍(lán)色 它可以定性地檢驗(yàn)氧化性物質(zhì)的存在 如氯氣 溴蒸氣 或其溶液 no2等 3 醋酸鉛試紙遇到硫化氫或硫離子時(shí) 生成黑色的硫化鉛 它可以定性地檢驗(yàn)硫化氫和含硫離子的溶液 4 ph試紙遇到酸堿性強(qiáng)弱不同的溶液時(shí) 顯示不同的顏色 可與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照確定溶液的ph 可粗略地檢驗(yàn)溶液酸堿性的強(qiáng)弱 一 二 三 2 使用方法 1 用試紙檢驗(yàn)氣體的性質(zhì)時(shí) 一般先用蒸餾水把試紙潤(rùn)濕 粘在玻璃棒一端 用玻璃棒把試紙放在盛待測(cè)氣體的容器口或?qū)夤芸诟浇?不得接觸溶液 觀察試紙是否改變顏色 從而判斷氣體性質(zhì) 2 用試紙檢驗(yàn)溶液性質(zhì)時(shí) 一般先把一塊試紙放在表面皿或玻璃片上 用沾有待測(cè)溶液的玻璃棒點(diǎn)在試紙的中部 觀察是否改變顏色 從而判斷溶液性質(zhì) 3 在使用ph試紙時(shí) 玻璃棒要潔凈 ph試紙?jiān)跍y(cè)ph前 不可用蒸餾水濕潤(rùn) 否則會(huì)使被測(cè)溶液稀釋 即測(cè)得的是稀釋后溶液的ph 根據(jù)溶液酸堿性不同 數(shù)值可能偏大或偏小 ph 7的溶液無(wú)影響 4 取出試紙后 應(yīng)將盛放試紙的容器蓋嚴(yán) 以免試紙被實(shí)驗(yàn)室中的一些氣體污染 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 知識(shí)點(diǎn)3 知識(shí)點(diǎn)1cl2的生成及性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn) 例題1 化學(xué)研究小組通過(guò)網(wǎng)上查找資料發(fā)現(xiàn) cl2的制取有下列不同方案 a方案 加熱條件下二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制得cl2 b方案 濃鹽酸與氯酸鉀固體反應(yīng)制得cl2 c方案 電解飽和食鹽水法制得cl2 現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室有供選擇的如下幾種儀器來(lái)制取cl2 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 知識(shí)點(diǎn)3 1 用上述儀器不能實(shí)現(xiàn)的方案為 2 若按b方案制取cl2 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 要制取并收集純凈的cl2 允許含有少量水蒸氣或空氣 須使用上述儀器中的 按氣流從左到右的流向順序列出 填a b c 3 若要設(shè)計(jì)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)探究氯氣的漂白原理 從制備裝置中產(chǎn)生氯氣后應(yīng)連接的裝置是什么 畫(huà)出裝置圖并注明所使用的試劑或用品 解析 1 a方案用裝置b或e作發(fā)生裝置 缺少酒精燈和石棉網(wǎng) c方案利用電解飽和食鹽水法制氯氣時(shí)需要電源和電解裝置 2 利用排飽和食鹽水法收集 3 氯氣的漂白 實(shí)際是hclo的漂白 先證明氯氣本身無(wú)漂白性 所以先用干的紅布條 再用濕潤(rùn)的紅布條 最后除去尾氣 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 知識(shí)點(diǎn)3 答案 1 ac 3 點(diǎn)撥cl2無(wú)漂白性 cl2與水反應(yīng)生成的hclo有漂白性 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 知識(shí)點(diǎn)3 知識(shí)點(diǎn)2污水處理 電浮選凝聚法 例題2 電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法 右圖是電解污水實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 知識(shí)點(diǎn)3 1 根據(jù)其凈化原理寫出陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)上各自發(fā)生的電極反應(yīng)式 陽(yáng)極 陰極 2 試分析最后污水底層積聚的一層沉渣是如何沉淀的 3 一些懸浮物為什么會(huì)形成浮渣 4 某同學(xué)甲模擬該原理進(jìn)行污水處理實(shí)驗(yàn) 在電壓符合要求情況下 發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣泡緩慢 無(wú)法使懸浮物形成浮渣 其原因是 乙同學(xué)為甲同學(xué)提出一種切實(shí)可行的解決措施是向污水中加入適量的溶液 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 知識(shí)點(diǎn)3 解析 接通直流電源后 與直流電源正極相連的陽(yáng)極鐵失去電子生成fe2 進(jìn)一步被氧化 并生成fe oh 3沉淀 fe oh 3有吸附性 可吸附污染物而沉積下來(lái) 具有凈化的作用 與直流電源負(fù)極相連的陰極產(chǎn)生h2 氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層 積累到一定厚度時(shí)刮去 或撇掉 浮渣層 即起到了浮選凈化的作用 答案 2 fe作為陽(yáng)極 電解時(shí)生成fe2 fe2 再被氧化生成fe3 fe3 水解生成fe oh 3 fe oh 3具有吸附性 可將污染物吸附而沉淀下來(lái) 3 陰極產(chǎn)生h2氣泡 氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層 4 污水中離子濃度較小 導(dǎo)電能力較差na2so4 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 知識(shí)點(diǎn)3 點(diǎn)撥由于溶液導(dǎo)電的過(guò)程就是電解質(zhì)被電解的過(guò)程 因此凡是電解 當(dāng)溶液 或熔液 導(dǎo)電性差 則電解的速率就小 加大電解速率的方法常用增大溶液 或熔液 中離子濃度的方法 例如 以mgcl2為原料用熔融鹽電解法制備mg時(shí) 常加入nacl kcl或cacl2等金屬氯化物 其主要作用除了降低熔點(diǎn)之外就是增大離子濃度 從而增大熔融鹽的導(dǎo)電性 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 知識(shí)點(diǎn)3 知識(shí)點(diǎn)3試紙的使用方法 例題3 用ph試紙測(cè)定溶液ph的操作正確的是 a 將一小塊試紙放在表面皿上 用玻璃棒蘸取少量待測(cè)液點(diǎn)在試紙上 再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照b 將一小塊試紙用蒸餾水潤(rùn)濕后放在表面皿上 用玻璃棒蘸取少量待測(cè)液點(diǎn)在試紙上 再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照c 將一小條試紙?jiān)诖郎y(cè)液中蘸一下 取出后放在表面皿上 與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照d 將一小條試紙用蒸餾水潤(rùn)濕后 在待測(cè)液中蘸一下 取出后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照解析 ph試紙?jiān)谑褂们安荒軡?rùn)濕 也不能直接伸入待測(cè)液中 答案 a 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 知識(shí)點(diǎn)3 點(diǎn)撥ph試紙的使用是化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作之一 ph試紙使用前不能潤(rùn)濕 但潤(rùn)濕后測(cè)定值不一定有誤差 如用潤(rùn)濕后的ph試紙測(cè)nacl溶液的ph 無(wú)誤差 1234 1下列實(shí)驗(yàn)基本操作正確的是 a 當(dāng)某些實(shí)驗(yàn)沒(méi)有明確說(shuō)明藥品的用量時(shí) 為看到明顯現(xiàn)象 取用藥品越多越好b 取用細(xì)口瓶中的試液時(shí) 先拿下瓶塞 倒放在桌面上 然后標(biāo)簽朝外拿起瓶子 瓶口要緊接著試管口 使液體緩緩地倒入試管中c 膠頭滴管取用完一種試液后 可直接取用另一種不與其反應(yīng)的試液d 取用粉末狀固體或固體小顆粒時(shí) 應(yīng)用藥匙或紙槽 取用塊狀固體時(shí) 應(yīng)用鑷子夾取 1234 解析 本題考查實(shí)驗(yàn)基本操作中藥品的取用 本著節(jié)約藥品的原則 應(yīng)嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)規(guī)定的用量取用藥品 如果沒(méi)有說(shuō)明用量 一般按最小量取用 即液體1 2ml 固體只需蓋滿試管底部 a錯(cuò) 取用細(xì)口瓶中的液體試劑時(shí)標(biāo)簽應(yīng)對(duì)著手心 以免藥液腐蝕標(biāo)簽 b錯(cuò) 不可用膠頭滴管同時(shí)連續(xù)取多種試劑 c錯(cuò) 答案 d 1234 2在氯氣的制備實(shí)驗(yàn)中 有位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的制備裝置 其中分液漏斗與燒瓶瓶塞之間連接一段橡膠管和玻璃管 下列對(duì)其作用的敘述中正確的是 a 防止氯氣造成大氣污染b 使反應(yīng)的氯氣循環(huán)使用c 使燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)與大氣壓保持一致d 使分液漏斗中的液體更容易流入燒瓶解析 橡膠管連接的是燒瓶?jī)?nèi)體系與分液漏斗溶液以上體系 所以保證了這兩個(gè)體系的壓強(qiáng)相同 從而使分液漏斗中的液體更容易流入燒瓶 答案 d 1234 3能驗(yàn)證氯化鈉溶液 含酚酞 電解產(chǎn)物的裝置是 1234 解析 電解nacl溶液時(shí)的產(chǎn)物是naoh h2 cl2 naoh生成后存在于氯化鈉溶液中 可用酚酞檢驗(yàn) cl2在流出電子的陽(yáng)極上生成并在陽(yáng)極上逸出 可用碘化鉀淀粉溶液檢驗(yàn) h2在電子流入的陰極上生成并在陰極上逸出 可用小試管收集后根據(jù)有無(wú)爆鳴聲檢驗(yàn) 答案 d 1234 4為了減少污染 使實(shí)驗(yàn)綠色化 學(xué)生按下列操作做一個(gè)微