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1、18世纪，世界上许多大城市的污水未经处理就直接排入河流，同时河流还用作饮用水。泰唔士河畔的人们将大部分的污水排入了泰唔士河，这使泰唔士河发出难闻的气味。1848年伦敦发生了大规模的霍乱，这提醒了人们要对饮用水进行消毒。在接下来的十年中，霍乱造成了25000人死亡。因为没有污水处理系统，人们对此无能为力。1855年，伦敦成为世界上最早拥有污水处理的城市，它使用的是什么消毒剂呢？含氯消毒剂泰唔士河畔的霍乱2021/8/9 星期一1从海水中获得的化学物质从海水中获得的化学物质专题专题 2氯气的生气的生产原理原理2021/8/9 星期一2化学史化学史实舍勒舍勒 【瑞典】【瑞典】1742 1742一一1
2、786 1786 18 18世纪，人们致力于采矿事业，世纪，人们致力于采矿事业，瑞典瑞典化学家舍勒化学家舍勒 也把精力放在了也把精力放在了软锰矿软锰矿（主要主要成分是成分是MnOMnO2 2）的研究上。）的研究上。1774 1774年的一天当他把年的一天当他把软锰矿粉末软锰矿粉末和和浓盐浓盐酸酸混合混合加热加热时，惊奇的看到一种时，惊奇的看到一种黄绿色的黄绿色的气体气体冒出。冒出。这种这种呛人呛人的气体不但能使染料的气体不但能使染料褪色，还有许多奇特的性质。褪色，还有许多奇特的性质。直到直到18071807年，年，英国化学家戴维英国化学家戴维对这种气体对这种气体进行了细致的研究，并于进行了细致
3、的研究，并于18101810年年1111月在英国月在英国皇家学会上正式定名确认上述黄绿色气体是皇家学会上正式定名确认上述黄绿色气体是由一种新元素组成，英文定名为由一种新元素组成，英文定名为“Chlorine”“Chlorine”，希腊文的意思是，希腊文的意思是“绿色的绿色的”。2021/8/9 星期一3根据氯气的实验室制备原理选择合适的仪器并根据氯气的实验室制备原理选择合适的仪器并描述装置描述装置搭建搭建可根据反可根据反应物状态应物状态和和反应条件反应条件选择气体选择气体发生装置发生装置发生装置发生装置交流与讨论交流与讨论1固固+液液气气H2 CO2 固固 +液液 气气固固+固固气气O2202
4、1/8/9 星期一42021/8/9 星期一5下面有四种常见的气体收集装置，请根据下列提示的下面有四种常见的气体收集装置，请根据下列提示的Cl2的性质选择合适的装置（的性质选择合适的装置（）信信信信息息息息1、Cl2 有毒，且密度比空气大有毒，且密度比空气大2、Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水能溶于水，难溶于饱和食盐水AB可根据气体的密度和溶解度选择气体收集装置可根据气体的密度和溶解度选择气体收集装置B C收集装置收集装置饱和食盐水C交流与讨论交流与讨论22021/8/9 星期一6气体从长导管进入气体从长导管进入讨论如何用该装置来收集讨论如何用该装置来收集CO2和和 H2?CO2:气体从气体从
5、长导管长导管进入进入H2:气体从气体从短导管短导管进入进入2021/8/9 星期一72021/8/9 星期一8实验室制得的多余氯气可以直接排到空气中去吗？如果实验室制得的多余氯气可以直接排到空气中去吗？如果不可以，应如何处理？请选择合适的装置（不可以，应如何处理？请选择合适的装置（）可根据气体的性质选择尾气吸收装置可根据气体的性质选择尾气吸收装置D1 D2信信信信息息息息1、Cl2有毒。有毒。2、Cl2能与能与NaOH溶液反应，生成能溶于水的物质溶液反应，生成能溶于水的物质3、Cl2不能燃烧不能燃烧尾气处理装置尾气处理装置交流与讨论交流与讨论32021/8/9 星期一9发生装置发生装置收集装置
6、收集装置尾气吸收装置尾气吸收装置这样收集到的氯气纯净吗？这样收集到的氯气纯净吗？请你评价、大胆质疑并且请你评价、大胆质疑并且提出合理的实验解决方案。提出合理的实验解决方案。2021/8/9 星期一10Cl2HCl气体气体水蒸气水蒸气可根据可根据杂质的性质杂质的性质选择气体选择气体净化装置净化装置.（C C2 2 ）（C C C C5 5）信信信信息息息息1、Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水，能溶于水，难溶于饱和食盐水，HCl易溶于饱和食盐水易溶于饱和食盐水2、Cl2能与能与NaOH反应，生成能溶于水的物质反应，生成能溶于水的物质若想制得若想制得纯净、干燥纯净、干燥的氯气，请根据提示信息选择合适
7、的氯气，请根据提示信息选择合适的装置。的装置。净化装置净化装置交流与讨论交流与讨论4无水无水CaCl2C52021/8/9 星期一11发生装置发生装置收集装置收集装置尾气吸收尾气吸收装置装置净化装置净化装置除去HCl除去水除去水蒸气蒸气实验室制备氯气的改进装置图实验室制备氯气的改进装置图启示：启示：根据反应反应物的状态、反应条件、根据反应反应物的状态、反应条件、生成气体的性质等因素综合考虑而决定生成气体的性质等因素综合考虑而决定实验室制气装置的选取需要考虑哪些因素？实验室制气装置的选取需要考虑哪些因素？2021/8/9 星期一12问题问题问题问题2 2：您知道两支试管中产生的您知道两支试管中产
8、生的您知道两支试管中产生的您知道两支试管中产生的气泡是什么物质吗？气泡是什么物质吗？气泡是什么物质吗？气泡是什么物质吗？问题问题问题问题1 1：通电后，我们能看到什么现通电后，我们能看到什么现通电后，我们能看到什么现通电后，我们能看到什么现象呢？象呢？象呢？象呢？两极上都产生气泡，并体两极上都产生气泡，并体两极上都产生气泡，并体两极上都产生气泡，并体 积积积积上维持上维持上维持上维持1 1：2 2知识回顾：知识回顾：水的电解水的电解氢气氢气氧气氧气2021/8/9 星期一13观察与思考：观察与思考：问题问题3：将水换成饱和食盐水后再通直流电会有什将水换成饱和食盐水后再通直流电会有什么现象呢？么
9、现象呢？肥皂液肥皂液NaOH溶液溶液 1 1、接通电源，观察、接通电源，观察U U型管内的变化型管内的变化 2 2、探究、探究a a管是什么气体（阴极）管是什么气体（阴极）3 3、探究、探究b b管是什么气体？（阳极）管是什么气体？（阳极）4 4、滴加酚酞观察、滴加酚酞观察电极电极附近的溶液附近的溶液现象？现象？信息提示：信息提示：氢气：氢气：点燃肥皂泡有爆鸣声点燃肥皂泡有爆鸣声氧气：带火星的小木条复燃氧气：带火星的小木条复燃氯气：使湿润的氯气：使湿润的KI 淀粉试纸变蓝淀粉试纸变蓝2021/8/9 星期一14实验现象实验现象结论结论a棒和棒和b棒上通电后棒上通电后有气泡产生有气泡产生通电后有
10、新的气通电后有新的气通电后有新的气通电后有新的气体物质生成体物质生成体物质生成体物质生成通电源验证气体点燃火柴靠近肥点燃火柴靠近肥皂泡，有爆鸣声皂泡，有爆鸣声有有有有H H2 2生成生成生成生成b b棒气体使湿润淀粉碘化棒气体使湿润淀粉碘化棒气体使湿润淀粉碘化棒气体使湿润淀粉碘化钾试纸变钾试纸变钾试纸变钾试纸变蓝蓝蓝蓝，黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色气气气气体，闻到有刺激性气味体，闻到有刺激性气味体，闻到有刺激性气味体，闻到有刺激性气味有有有有ClCl2 2生成生成生成生成a管和b管加酚酞1-2滴a棒周围的颜色变棒周围的颜色变红红红红有碱性物质有碱性物质有碱性物质有碱性物质(NaOH)(NaOH)生
11、成生成生成生成操作操作2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2通电通电通电以电解食盐水为基础制取以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为氯气等产品的工业称为“氯碱工业氯碱工业”。2021/8/9 星期一15氯碱工业产品用途氯碱工业产品用途电电解解饱饱和和食食盐盐水水NaOHCl2H2有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染有机合成、氯化物合成、农药有机合成、金属冶炼HCl盐酸2021/8/9 星期一16 若将海水中若将海水中的盐结晶后平铺的盐结晶后平铺于陆地上，地球于陆地上，地球将增高将增高150150米。米。问题问题4：氯碱工业的原料氯化钠主要来源于哪里？：氯碱工业的原料氯化钠主要来源
12、于哪里？每千克海水几种氯化物的含量每千克海水几种氯化物的含量27.22021/8/9 星期一17 人们是如何从海水中获得氯化钠的？人们是如何从海水中获得氯化钠的？海水晒盐过程海水晒盐过程 海水海水 蒸发池蒸发池 粗盐粗盐母液母液 纯净的纯净的NaClNaCl过滤过滤提纯提纯蒸发蒸发,结晶结晶2021/8/9 星期一18 1 1、工业上利用电解饱和食盐水的方法制、工业上利用电解饱和食盐水的方法制取取 、和和 。在电源正极上方收。在电源正极上方收集到的气体能使湿润的集到的气体能使湿润的 变蓝色，证变蓝色，证明是明是 ；在电源负极上方收集到的气体是；在电源负极上方收集到的气体是 ，在电极附近的水溶液
13、中滴几滴酚酞溶液，则，在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞溶液，则溶液溶液 ，证明有，证明有 生成。生成。练一练练一练NaOHH2淀粉碘化钾试纸淀粉碘化钾试纸Cl2Cl2H2变红变红NaOH知识应用知识应用2021/8/9 星期一19 2 2、某学生设计如下实验装置用于制备纯、某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。装置中有六处错误，请指出。净的氯气。装置中有六处错误，请指出。知识应用知识应用2021/8/9 星期一203、使用浓盐酸与足量的、使用浓盐酸与足量的MnO2共热制共热制Cl2，实际产生的，实际产生的Cl2总比理论值低，其总比理论值低，其主要原因是什主要原因是什么？么？稀盐酸与稀盐酸与M
14、nO2不反应，随着反应的进行，不反应，随着反应的进行，浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小。浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小。知识应用知识应用2021/8/9 星期一21C4、实验室制氯气时有如下操作，操作顺序实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是正确的是 （）连接好装置，检查气密性连接好装置，检查气密性缓缓加热缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出，加快反应，使气体均匀逸出在烧瓶中加入二氧化锰粉末在烧瓶中加入二氧化锰粉末往分液漏斗中加入浓盐酸，再往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入缓缓滴入烧烧 瓶中瓶中用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中剂中 A B C D 知识应
15、用知识应用2021/8/9 星期一22课堂延伸课堂延伸 19世纪初，伏打创造电池后，不少化学家利用它世纪初，伏打创造电池后，不少化学家利用它电解食盐水，试图制取氢氧化钠都未获得成功。电解食盐水，试图制取氢氧化钠都未获得成功。课后请自己查阅相关资料：课后请自己查阅相关资料：氯碱工业的工业改进装置。氯碱工业的工业改进装置。2021/8/9 星期一23二、二、知道了知道了2种制法种制法 MnO2+4HCl(浓浓)=MnCl2+Cl2+2H2O 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2通电通电发生装置发生装置净化装置净化装置收集装置收集装置尾气吸收装置尾气吸收装置一、总结了一、总结了1种思路种思
16、路一套完整的制取气体的实验装置一套完整的制取气体的实验装置我们的收获三、三、锻炼了锻炼了3种能力种能力观察分析能力观察分析能力 推理归纳能力推理归纳能力 信息应用能信息应用能力力一、总结了一、总结了1种思路种思路发生装置发生装置净化装置净化装置收集装置收集装置尾气吸收装置尾气吸收装置一套完整的制取气体的实验装置一套完整的制取气体的实验装置我们的收获2021/8/9 星期一24谢谢2021/8/9 星期一25小结：小结：1 1、本节课我们主要学习讨论了氯气在工业和实验室本节课我们主要学习讨论了氯气在工业和实验室的制备原理以及对电解饱和食盐水电极产物和实验的制备原理以及对电解饱和食盐水电极产物和实
17、验室制氯气装置进行了分析。室制氯气装置进行了分析。2、启示：启示：（1 1）判断电解产物的一般规律：）判断电解产物的一般规律：思考与猜想思考与猜想实验验证实验验证得出结论得出结论（2 2）实验制气装置的选取要根据反应的原理及反）实验制气装置的选取要根据反应的原理及反应物的状态及其他因素综合考虑而决定应物的状态及其他因素综合考虑而决定人类对自然界的索取是要有限度的，人类对自然界的索取是要有限度的，超过了限度就必然会遭到自然界的报复。超过了限度就必然会遭到自然界的报复。2021/8/9 星期一26操作过程操作过程:连接连接装置装置检查检查气密气密性性加加药药品品后期处后期处理理(先停先停止加热止加
18、热)加热加热制气制气如何如何连连?检查检查方法方法?先加先加?后加后加?2021/8/9 星期一271、为为什什么么用用分分液液漏漏斗斗装装盐盐酸酸？又又让让盐盐酸酸缓缓慢慢地地注注入入，而而不不是是一一次次将浓盐酸注入烧瓶里？将浓盐酸注入烧瓶里？答答:用分液漏斗可以控制液体的用量，避用分液漏斗可以控制液体的用量，避 免生成的氯气过多。免生成的氯气过多。问题讨论问题讨论 2021/8/9 星期一283、为什么用浓盐酸和二氧化锰制取、为什么用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，要缓缓加热，不能强热氯气时，要缓缓加热，不能强热？答：答：浓盐酸有很强的挥发性，强热时能挥浓盐酸有很强的挥发性，强热时能挥发出大
19、量的氯化氢气体和水蒸气，而使制发出大量的氯化氢气体和水蒸气，而使制得的氯气中含有大量的杂质；另一方面，得的氯气中含有大量的杂质；另一方面，又降低了又降低了HClHCl的利用率。的利用率。问题讨论问题讨论 2021/8/9 星期一295 5、某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。、某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。（1）装置中有六处错误，请指出。）装置中有六处错误，请指出。，。烧瓶下面缺石棉网烧瓶下面缺石棉网 铁圈下面缺酒精灯铁圈下面缺酒精灯 原料使用了稀盐酸原料使用了稀盐酸 不应使用长颈漏斗不应使用长颈漏斗 盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食
20、盐水的洗气瓶位置颠倒了 洗气瓶洗气瓶D的气体入口导管应深插在液面下，而出的气体入口导管应深插在液面下，而出口导管应靠近瓶塞口导管应靠近瓶塞 2021/8/9 星期一302 2、阳离子交换膜电解槽、阳离子交换膜电解槽2021/8/9 星期一31（2 2）阳离子交换膜的作用）阳离子交换膜的作用 ：能防止阴极产生的能防止阴极产生的H2和阳极产和阳极产 生的生的Cl2相混合而引起爆炸相混合而引起爆炸 能避免能避免Cl2和和NaOH溶液作用生溶液作用生成成NaClO而影响烧碱的质量而影响烧碱的质量 2021/8/9 星期一32介绍阳离子交换膜电解槽的简单构造：由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜（或石棉隔膜）、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。2021/8/9 星期一33氯气用途1、制氯化物。、制氯化物。2、制漂白剂：氯水、漂白粉、二氧化氯、制漂白剂：氯水、漂白粉、二氧化氯3、冶炼金属、冶炼金属4、制药物、染料、制药物、染料5、制塑料：聚氯乙烯、氯丁橡胶、制塑料：聚氯乙烯、氯丁橡胶思考：工业盐酸如何制取？思考：如何制取大量氯气？资料卡2021/8/9 星期一34