氯气产生原理
氯气的生产原理
一．氯气的工业制法：（氯碱工业） 原理： 2NaCl + 2H2O =通=电== 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 现象： 与电源正极相连的电极（阳极）：
黄绿色气体产生(Cl2) 与电源负极相连的电极（阴极）：
有气泡生成(H2 ) 溶液使酚酞变红（氢氧化钠生成）
气体发生装置
制备O2 条件：需要加热
制备CO2
制备H2
不需要加热
2KClO3M=n=O2 2KCl+3O2↑ 固体＋固体 →△ 气体
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 固体＋液体 → 气体
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验室制氯气的装置
MnO2+4HCl(浓）==MnCl2+Cl2 ↑+2H2O 固体＋液体 →△ 气体
1、制备Cl2 的 气体发生装置
固体＋液体 →△ 气体
NaOH溶液
练习
1、 验室用MnO2制取Cl2的叙述正确的是（ A、MnO2与稀盐酸共热 B、可用长颈漏斗代替分液漏斗
D）
C、用向下排空气法收集Cl2 D、多余氯气常用碱液吸收
2、实验室制取氯气的试管壁上粘附有MnO2，除去
粘附的MnO2可用的试剂是（ D ）
A、蒸馏水
B、氢氧化钾溶液
C、稀盐酸
先除HCl再除水蒸气
3、气 体 收 集 装 置
a.向上排空气法（洗气后得到干燥的Cl2）
b.排饱和食盐水法（对气体干燥程度不做要求）
饱和食盐水
思考：4.用向上排空气法收集氯气，如何验满？
① 因为Cl2是黄绿色气体，所以可以用观察法， 黄绿色气体充满集气瓶；
② Cl2能使湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口，变蓝 说明已经充满
氯气的生产原理1
。
Cl2在饱和食盐水中的溶解度比较小 原因是________________________________ 。 吸收尾气，防止污染空气 ④其中 F 的作用是__________________________________ 。 湿润的淀粉KI试纸 ⑤检验 Cl2 是否收集满可用__________________________ 放 变蓝 在集气瓶口，若试纸________ ，则证明已集满。
7、实验室制取氯气的装置如下图所示：
△ 4HCl(浓)＋MnO2=====MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。 (1)实验原理:________________________________________
(2)实验装置：气体制备型化学实验装置的设计，要将化学反 应原理、气体净化、收集和尾气处理等结合起来。 ①填写装置中试剂名称。
饱和食盐水
( 除HCl )
浓硫酸
( 除H2O )
(无水CaCl2)
完整实验装置 气体发 生装置
气体除杂 干燥装置
气体收 集装置
尾气处 理装置
实验步骤
①连接好装置，检查气密性 ②在烧瓶中加入二氧化锰粉末 ③往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中 ④缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出
⑤用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中
阴极区 阳极区 人们把以电解食盐水为基础制取氯气、烧 碱(NaOH)等产品的工业称为“氯碱工 业”.
通电
[科学史]
氯气的发现
1774年,瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰 矿混在一起加热时发现氯气。
1810年，英国化学家戴维将这种元素命
名为Chlorine,这个名称来自希腊文，有 “绿色”的意思。我国早年译文将其译
3、实验室制取氯气的试管壁上粘附有MnO2，除去粘附
氯气的生产原理
氯气的生产原理氯气是一种重要的化工原料，广泛应用于化工、医药、农药、塑料、橡胶、纺织、造纸等工业领域。
氯气的生产原理主要包括氯化钠电解、氯化氢氧化法和氯化铁法等多种方法。
其中，氯化钠电解是目前应用最为广泛的一种生产方法。
氯化钠电解法是指通过电解氯化钠溶液来产生氯气。
具体过程如下，首先，将氯化钠溶解在水中，形成氯化钠溶液。
然后，将氯化钠溶液导入电解槽中，通入电流进行电解。
在电解槽中，设有阳极和阴极，通入电流后，氯化钠溶液中的氯化钠分子将发生电解反应。
在阳极处，氯化钠溶液中的氯化钠分子将失去电子，生成氯气和氧气。
而在阴极处，氯化钠溶液中的氯化钠分子将获得电子，生成氢气和氢氧化钠。
最终，通过收集和分离，可以得到高纯度的氯气产品。
氯化氢氧化法是另一种常见的氯气生产方法。
该方法是以氯化钙和氢氧化钠为原料，通过化学反应产生氯气。
具体过程如下，首先，将氯化钙溶解在水中，形成氯化钙溶液。
然后，将氢氧化钠溶液缓慢地加入氯化钙溶液中，两者发生化学反应生成氯气和氢氧化钙。
最后，通过收集和分离，可以得到高纯度的氯气产品。
氯化铁法是一种较为特殊的氯气生产方法，主要用于小规模生产。
该方法是以铁和氯化铵为原料，通过化学反应产生氯气。
具体过程如下，首先，将铁粉和氯化铵混合均匀，然后在高温下进行还原反应，生成氯气和氯化铁。
最后，通过收集和分离，可以得到高纯度的氯气产品。
总的来说，氯气的生产原理主要包括氯化钠电解、氯化氢氧化法和氯化铁法等多种方法。
这些方法各有特点，可以根据生产规模和需求选择合适的生产方法。
氯气作为一种重要的化工原料，在工业生产中具有广泛的应用前景。
氯气的生产原理
从海水中获得的化学物质
常熟外国语学校 赵春艳
你知道浩瀚的大海中究竟蕴藏 着哪些物质吗？请查阅有关资料 了解海水中主要含有的物质和各 元素的含量。
含量/g
30
27.2
25
20
15
10
5 0.712
1.11
0 KCl
CaCl2
2
5.11
MgCl2
22
NaCl
每千克海水中几种氯化物的含量
元素 浓 度 ／ 元素 mg.L-1
• 氯碱厂的厂址应如何选择？
厂址: 靠海边 平原地区 避免人口稠密地区 避免自然生态保护和食盐水的方法 制取 Cl2 、 H2 和 NaOH 。在电源正极 上方收集到的气体能使湿润的 淀粉碘化钾试纸 变蓝色，证明是 Cl2 ；在电源负极上方 收集到的气体是 H2 ，在电极附近的水 溶液中滴几滴酚酞溶液，则溶液 变红 ， 证明有NaOH 生成。若电解一段时间后， 电源正极上方收集到的气体在标准状况下 为4.48L，则在电源负极上方将收集到 0.4g g H2 气体，在溶液中产生 16g gNaOH。 停止通电后，待溶液混合均匀，溶液的pH 会 升高。
氯气
化学式：Cl2
1774年,瑞典化学家舍勒发现氯气。 1810年，英国化学家戴维将这种元素 命 名 为 Chlorine, 这 个 名 称 来 自 希 腊 文，有“绿色”的意思。我国早年译 文将其译成“绿气”，后改为氯气。
戴维
（二）氯气的实验室制法
1、主要仪器：分液漏斗、圆底 烧瓶、铁架台、石棉网、酒精 灯、集气瓶、烧杯、导管、双 孔橡皮塞等
气体
实验室制取氯气与制 取氧气、氢气的装置 相同吗？
制Cl2 主要仪器
烧瓶、分液漏斗、导管、 双孔橡皮塞、铁圈、铁夹、 铁架台、石棉网、酒精灯
氯气
2004 年 4月15 日至 16 日，位于重庆市江北区的天原化工总 厂相继发生氯气泄漏和爆炸事故。 15万群众疏散，有 9 人 在事故中失踪死亡，3人受伤。
归纳：氯气的物理性质
（1）氯气是黄绿色有强烈刺激性气味的有 毒气体 （2）氯气可溶于水，其水溶液呈浅黄绿色 （常温常压，1体积水可溶解2体积氯气） （3）密度比空气大 （4）易液化
B 与非金属的反应
一定条件（点燃或光照）下氯气能与氢气反应 ①纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧， 实验现象 发出苍白色火焰，瓶口有白雾出现,放出大 量的热；
②氢气和氯气的混合气遇强光照射会发
生爆炸。生成的气体HCl有刺激性气味，极 易溶于水，遇空气中水蒸气，呈现白雾状。 HCl的水溶液叫氢氯酸，亦称盐酸。 H2 + Cl2 === 2HCl 燃烧：任何发热发光的剧烈的化学反应叫做 燃烧，这是广义燃烧；初中学习的物质跟氧 发生的剧烈反应叫燃烧，是指狭义燃烧。
3、用自来水养金鱼，通常要将自来水晒或放置一段 时间，目的是什么？ ( ) A. 利用紫外线杀死细菌 C. B.增加水中 氯气的含量 提高水温有利于金鱼生长、 ( )
D. 促使水中的次氯酸分解
4、不能由单质直接化合而成的是 A、AlCl3 B、NaCl C、FeCl2 D、CuCl2
5 、在新制的氯水中滴入紫色石蕊试液，则溶液 ( )
从上面的知识，得出氯气的物理性质: 氯气在通常情况下呈黄绿色，是一种有强烈刺激 性气味的有毒气体，能溶于水，密度比空气大。
• 氯气储运常识 • 包装标志：有毒气体。包装方法：钢瓶装。 • 储运条件：储存于阴凉、干燥、通风良好 的不燃性结构的库房，最好专库专储。
三、氯的原子结构
得到e－
+17
氯气的生产原理和氯气的性质
氯气的生产原理和氯气的性质1.电解法：通过电解食盐水或盐酸水溶液来生产氯气。
具体步骤如下：首先，将盐水或盐酸水溶液注入电解槽中，电解槽由两个电极（阴极和阳极）组成，电极之间隔有隔离膜。
盐水中的氯离子（Cl-）会向阳极移动，而水分子则在阴极上还原为氢气和氢氧根离子（OH-）。
同时，氯离子在阳极上发生氧化反应，生成氯气（Cl2）并释放出电子。
反应式可以表示为：2Cl-→Cl2+2e-由于氯气比氢气轻，因此可以将氯气从电解槽的顶部收集到储存容器中。
而剩下的溶液则可再循环使用。
2.氧化法：氧化法主要是通过将氯化铁（FeCl2）或氯化亚铁（FeCl3）与盐酸反应来制备氯气。
具体步骤如下：首先，在反应容器中加入适量的氯化铁和盐酸。
盐酸会和氯化铁发生反应，生成铁盐和氯气。
反应过程中，氯离子被还原为氯气，而铁离子则在反应中转化为铁盐。
反应式可以表示为：FeCl2/FeCl3+2HCl→FeCl2+Cl2↑+H2↑最后，通过物理方法将氯气从反应容器中收集并进行储存。
氯气的性质：1.物理性质：氯气是一种黄绿色的有刺激性气体，具有特殊的气味，类似于漂白粉。
它的密度较大，比空气重2.5倍，在常温下是一个气体，但可以通过压缩或冷却变为液体或固体。
2.化学性质：氯气是一种强氧化剂，具有强烈的活性。
它能与许多物质发生反应。
例如，氯气可以与氢气反应生成盐酸：Cl2+H2→2HCl同时，氯气还能与许多有机物反应，形成氯代烃。
这种反应被广泛应用于有机合成中。
由于氯气具有极强的毒性，对呼吸系统和眼睛都有严重的刺激作用，因此在使用和储存氯气时需要特别小心。
此外，氯气还是一种温室气体，对环境具有潜在的危害。
在工业上，氯气被广泛用于生产氯化物、有机化合物、漂白剂等。
同时，氯气也被用于水处理、游泳池消毒和制备其他化学物质等领域。
氯气的实验制取
气体抽取困难：这可能是由于反应液中 的杂质堵塞了泵或橡皮球的管道。可以 尝试更换管道或使用更清洁的反应液， 以解决这个问题
气体干燥效果不好：这可能是由于干燥 剂使用不当或干燥剂已经失效导致的。 可以尝试更换干燥剂或升高干燥剂的温 度，以增强干燥效果
气体收集不完全：这可能是由于收集气 体的方法不当或收集时间过短导致的。 可以尝试优化收集方法或延长收集时间 ，以尽可能多地收集氯气
5
在进行实验前：应仔细阅读实验步骤和安全注意事项，并 遵循正确的操作规程
Part 4
实验中的问题及 解决方案
实验中的问题及解决方案
在实验过程中，可能会遇到一些问题，如反应不剧烈、气体抽取困难等。以下是一些常见 的问题及相应的解决方案
反应不剧烈：这可能是由于试剂浓度不 足或反应温度不够高导致的。可以尝试 增加试剂浓度或升高反应温度，以促进 反应的进行
在实验过程中：应佩戴安全眼镜和手套，以防止氯气对眼 睛和皮肤的刺激
2 在抽取气体时：应确保实验室通风良好，以避免氯气积聚
3
如果不慎接触到氯气：应立即用清水冲洗眼睛和皮肤，并 寻求医疗帮助
在处理高锰酸钾和浓盐酸等强酸强碱物质时：应格外小心，
4 避免直接接触皮肤或吸入其粉尘。如果不慎接触到这些物
质，应立即用大量清水冲洗接触部位，并寻求医疗帮助
实验步骤
当产生的气体量增加时：可 以使用实验室泵或橡皮球将 气体从反应液中抽取出来
将抽取的气体通过干燥剂进 行干燥：以去除其中的水分
最后：收集产生的氯气，并 进行后续的实验或使用
Part 3
安全注意事项
安全注意事项
由于氯气是一种 有毒气体，因此 在实验过程中应 注意以下安全事
项
安全注意事项
氯气生产原理及性质
氯气生产原理及性质氯气是一种常见的化学物质，常用于工业生产和水处理等领域。
本文将详细介绍氯气的生产原理和性质。
一、氯气的生产原理：氯气的生产主要有两种方法：电解法和氯化法。
1.电解法：电解法是目前最常用的氯气生产方法。
其基本原理是利用电解池中的电解质溶液，在电解过程中，将电能转化为化学能，从而产生氯气和氢气。
电解池通常是一个具有阴阳两极的水槽，水槽中注入食盐溶液（NaCl），形成电解质溶液。
在电解过程中，阳极发生氧化反应，水分解成氧气和氢气：2Cl-→Cl2+2e-2H2O→O2+4H++4e-同时，阴极上的电子和氢离子结合，生成氢气：2H++2e-→H2从而在阳极处产生氯气，阴极处产生氢气。
2.氯化法：氯化法是氯气的另一种生产方法，它基于一些化学反应，将含氯化合物转化为氯气。
目前最常用的氯化法是氯化铁法。
在氯化铁法中，首先将铁粉与氯气反应生成氯化铁：2Fe+3Cl2→2FeCl3然后，将氯化铁与硫酸反应生成氯气：FeCl3+H2SO4→FeCl2+HCl+SO2+H2O这一方法的优点是较为简单，适用于小规模的氯气生产。
二、氯气的性质：1.外观与气味：氯气是一种淡黄色的气体，有刺激性的气味。
在高浓度下，氯气的气味非常强烈且刺激。
2.模式和密度：氯气的分子式为Cl2，由两个氯原子组成。
氯气的密度比空气大，约为2.5倍。
3.溶解性和酸碱性：氯气在水中具有一定的溶解性，可以与水反应生成盐酸（HCl）。
这也是氯气具有刺激性气味的原因之一4.化学反应：氯气具有较强的氧化性，可以与许多物质反应。
例如，氯气可以与氢气反应生成盐酸；可以与硫化氢反应生成硫黄和氯化氢；可以与有机物反应生成氯代烃等。
此外，氯气还具有消毒和漂白作用。
由于其强烈的氧化性和毒性，氯气在工业和水处理过程中需要小心处理，以避免对环境和人体造成危害。
三、氯气的应用：氯气在工业生产中有广泛的应用。
例如，氯气常用于生产塑料、橡胶、溶剂、金属和玻璃等化学产品。
氯气的生产原理
氯气的生产原理
氯气是一种重要的化工原料，在工业生产中有着广泛的应用。
氯气的生产原理
主要是通过电解食盐水溶液来实现的。
下面将详细介绍氯气的生产原理。
首先，氯气的生产是通过电解食盐水溶液来实现的。
电解是利用电能将化学能
转化为化学反应能的过程。
在电解食盐水溶液的过程中，会产生氯气、氢气和氢氧化钠。
这是因为食盐水溶液中的氯离子和水分子在电解的作用下发生了化学反应，生成了氯气和氢气。
其次，电解食盐水溶液的具体过程是在电解槽中进行的。
电解槽是由两个电极
和一个电解质组成的。
电极通常采用铁或者钛制成，电解质则是食盐水溶液。
在电解槽中，通过外加电压，使得正极上的氯离子向负极移动，而负极上的水分子则发生水解反应，生成氢气和氢氧化钠。
这样就实现了氯气的生产。
最后，氯气的生产原理是基于电解食盐水溶液的化学反应过程。
通过外加电压，使得食盐水溶液中的氯离子和水分子发生化学反应，从而产生氯气、氢气和氢氧化钠。
这种生产方法具有成本低、效率高的优点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
总的来说，氯气的生产原理是基于电解食盐水溶液的化学反应过程。
通过外加
电压，实现了氯气、氢气和氢氧化钠的生产。
这种生产方法具有成本低、效率高的特点，在工业生产中有着重要的应用价值。
氯气的生产原理
学以致用
1、工业上利用电解饱和食盐水的方法制
取 Cl2 、 H2 和 NaOH 。在电源正极上方收 集到的气体能使_湿__润_的__淀__粉__碘_化__钾__试__纸__变蓝色，
证明是 C；l2 在电源负极上方收集到的气体
是
，H2在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞
溶液，则溶液 变，红证明有 Na生OH成。
新闻
法拉第
1833年，法拉第发现电 解食盐水能产生氯气和氢 氧化钠。为工业制氯气奠 定了基础。
来体验一下吧！
实验小秘密： ①酚酞在电解之前滴加 ②两个电极尽可能分开 ③观察铅笔芯上的变化时， 确认对应与正极还是负极 相连。
体验一下：
①在瓶盖中加食盐水，并滴加一滴酚酞 ②导线一端夹着电池正极（或负极），另一端夹着石墨 棒（铅笔芯），插入 食盐水进行电解。观察电极上的 变化以及溶液变化。 ③用湿润的淀粉KI试纸靠近铅笔芯，观察试纸颜色变化
发生
收集 尾气吸收
装置
装置
装置
反应原理：MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑
气体净化装置
可以用碱石灰 干燥吗？
除HCl气体
除水蒸气
饱和食盐水 (无水CaCl2)
浓硫酸
除HCl 除H2O 发生装置 除杂装置 干燥装置 收集装置 尾气吸收
轻松一刻
锻炼了 种能力
合作能力 探究能力 自主学习能力
知道了
种方法
氯气的工业制法：
通电 2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑
氯气的实验室制法：
△ MnO2+4HCl(浓)== MnCl2+Cl2↑+2H2O
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思考题
用50ml12mol/L的浓盐酸与足量的二氧化锰混 合加热，并用排水法收集氯气，结果在标 准状况下收集到的氯气的体积远小于3.36L， 请分析可能的原因。
小结
（一）氯气的工业制法
通电
2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑
阴极区 阳极区
（二）氯气的实验室制法
MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+2H2O+Cl2↑
溶液颜色 变红
左管溶液中有 NaOH产生。
氯气的发现史
1774年,瑞典化学家舍勒发现氯气。
MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+2H2O+Cl2↑
1810年，英国化学家戴维研究后得出这 种气体仅由一种元素组成。我国早年译 文将其译成“绿气”，后改为氯气。
戴维
三、氯气的实验室制法
原料：二氧化锰 （固体）、浓盐酸（液体）
二、氯气的生产原理 1．氯碱工业：以 电解食盐水 为基础制取氯气等产品的工
业。 2．氯气生产的化学原理：
(1)电解装置和现象
黄绿
无
(2)电解产物的验证
实验操作
实验现象
实验结论
试管移近酒精灯以 后，发出 “噗”的 响声(或爆鸣声)
与电源负极相连的 铁棒上逸出 氢气 。
湿润的淀粉碘 化钾试纸 变蓝
与电源正极相连的 石墨棒上逸出氯气。
第一课时
专题 2 从海水中获得的化学物质
第一单元 氯、溴、碘及其化合物 第 1 课时 氯气的生产原理
一、海水中的化学资源 1．海水中蕴含的元素有83 种，它是一个巨大的宝藏，期
待着人们的开发和利用。
2．海水中的氯化物：主要为NaCl ，其次是MgCl2 、CaCl2 和 KCl 。
3．地球上 99%以上的溴 蕴藏在大海中，海水中 溴 的总储 量高达 1×1014t， 溴 被称为“海洋元素”。此外，海水 中还含有丰富的 碘 元素。据估计，海水中 碘 的总量可 达 8×1010t。
2、若电解一段时间后，电源正极上方收集到
的气体在标准状况下为4.48L，则在电源负极
上方将收集到
0.4 g气体 H2 ，在溶液
中产生 16 gNaOH。
3、下图是实验室制备氯气的装置图，请指出其中的错误。
①长颈漏斗应改成分液漏斗．②烧瓶下应垫石棉网．
③应用酒精灯加热．
④稀盐酸应改为浓盐酸．
⑤多余Cl2应通入NaOH溶液中.
仪器组装的一般原则： 先局部后整体，从下到上，从左到右
收集氯气 吸收氯气
制取氯气
干燥氯气 除去氯化氢
气体净化
MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+改C进l2后↑
随堂练习
１、电解饱和食盐水时，氯气产生 在电源（正） 极相连的（石墨 ）棒，氢气产生于和电源 （负 ） 极相连的（铁）棒，碱产生（ 铁 ）棒的周围。
实验原理 MnO2 + 4HCl(浓) ＝ MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
你能根据这个反应特点构建出实验室制取氯气 的实验装置吗？
MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑
气体发生装置 依据：反应物状态和反应条件 固体+液体（加热型）
固液不加热型
固固加热型
固液加热型
MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑
NaOH溶液
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO(次氯酸钠)+H2O
MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑
• 气体净化装置
思考：此法制得的氯气纯净吗?可能存在哪些杂 质气体?用哪些试剂来除杂，有没有先后顺序？
除HCl气体
除水蒸气
饱和食盐水
(无水CaCl2)
浓硫酸
连一连 制取干燥纯净的氯气
• 气体收集装置
依据：气体的密度，溶解性
提示：氯气密度比空气大，能溶于水（与水
反应）而难溶于饱和食盐水，并且有毒， 收集装置有什么特点？
进
出
气
气
饱和食 盐水
向上排空气 （长进短出）
排水法
MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑
• 尾气处理装置(吸收装置) 依据：气体对空气是否有污染