氯气的生产原理
氯气的生产原理syp
实验室制备干燥纯净氯气的装置图
发生装置
净化装置
收集装置
尾气处 理装置
讨论:
1、使用浓盐酸与足量的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。
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。
1、实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是
①连接好装置，检查气密性
②缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出
C
③在烧瓶中加入二氧化锰粉末
④往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中
⑤用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中
A.①②③④⑤ B.④③①②⑤
C.①③④②⑤
D.①④③②⑤
2、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
无色气体， 靠近火焰有 爆鸣声
电解饱和食盐水
+
黄绿色气体，遇湿 润的淀粉碘化钾试 纸变蓝
遇酚酞 变红色
2NaCl + 2H2O === Cl2↑ + H2↑ + 2NaOH
阳极产物 阴极产物
通电
课堂练习:
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 淀粉碘化钾试纸 变蓝色，证明是 Cl2 润的 ；在 电源负极上方收集到的气体是 ，在电极附近 H2 的水溶液中滴几滴酚酞溶液，则溶液 ，证 变红 明有 NaOH 生成。
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
氯气生产原理.
2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成 Cl2，稀盐酸不与MnO2反应。
◆◆◆ §2-1-1.氯气的生产原理◆◆◆
一.氯气的生产原理
2.氯气的实验室制法
④.装置
固-液加热型
◆◆◆ §2-1-1.氯气的生产原理◆◆◆
◆◆◆ §2-1-1.氯气的生产原理◆◆◆
实验现象
1
结论
通电后有新的气体物 质生成
两极均产生气泡
将铁棒上方收集到的气体靠 2 近火焰，有轻微的爆鸣声 3
黄绿色、刺激性气味的气体 产生，湿润的淀粉碘化钾试 纸变蓝
有氢气生成
有氯气生成 有碱性物质生成
4
铁棒周围的颜色变红
◆◆◆ §2-1-1.氯气的生产原理◆◆◆
一.氯气的生产原理
１.氯气的工业制法 原理：
阴极 产物
NaOH+H2
阳极产 物
电解
2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑
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”.
◆◆◆ §2-1-1.氯气的生产原理◆◆◆
你知道吗 氯碱工业所制Cl2用途广泛，当初是谁发现了它
NaOH溶液
◆◆◆ §2-1-1.氯气的生产原理◆◆◆
小结：氯气的实验室制法
氯 气 的 实 验 室 制 法
原理: MnO2+4HCl(浓)=MnCl2＋Cl2＋2H2O
装置:发生装置 净化（干燥）装置 收集装置 尾气吸收装置
2．实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气， 主要操作步骤为： ①将圆底烧瓶固定在铁架台上； ②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度 确定铁圈的位置，固定铁圈后放好石棉网； ③用药匙向圆底烧瓶中加入MnO2，再向分液 漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中； ④检查装置的气密性； ⑤在圆底烧瓶上安装好分液漏斗，连接好导 气管。
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
除杂
干燥
收集
尾气处理
完整实验装置
发生装置 净化装置 收集装置 尾气处理 装置
氯气收集：向上排空气法或排饱和食盐水法。
பைடு நூலகம்
从海水中获取氯化钠
1.原理：蒸发、结晶
2.过程：
海水 引入 日晒风吹 H2O挥发 日晒风吹 析出粗盐 H2O挥发 盐田
饱和食盐水
一、氯气的生产原理
（一）氯气的工业制法
实验现象
1
结论 通电后有新的气体物质 生成
两级均产生气泡
将铁棒上方收集到的 气体靠近火焰，有轻 微的爆鸣声 黄绿色、刺激性气味 的气体产生，湿润的 淀粉碘化钾试纸变蓝 铁棒的周围颜色变红
2
有氢气生成
3
有氯气生成
4
有碱性物质生成
氯化钠和水发生点解反应，在 阳极生成氯气，在阴极生成氢气和 氢氧化钠。
电解NaCl溶液的化学方程式： 2 NaCl + 2 H2O
通电
2 NaOH + H2 + Cl2
氯气的工业生产
氯气的发现应归功于瑞典化学家舍勒。 舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在 研究软锰矿(二氧化锰)，当他使软锰矿与浓 盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气 体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感 到极为难受，但是当他确信自己制得了一种 新气体后,他又感到一种由衷的快乐。 他将这种元素命名为chlorine，这个名 称来自希腊文，有"绿色"的意思。我国早年 的译文将其译作"绿气",后改为氯气。
3. 反应原理：
写一写化学方程式？
(1) 中间空瓶的作用？ (2) 烧杯中能不能用水，或
者澄清石灰水？
1.通过简易装置得到的氯气否纯净？ NO ！ 2.含有哪些杂质?
高一化学氯气生产原理
1、电解熔融氯化钠制取氯气和金属钠。
2NaCl
2Na＋Cl2↑
2、电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气。
2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
氯气的生产原理
（一）氯气的工业制法 （二）氯气的实验室制法
一、氯气的工业制法
无色气体， 靠近火焰有
爆鸣声
黄绿色气体，遇湿 润的淀粉碘化钾试
纸变蓝
遇酚酞 变红色
2、欲除去氯气中含有的少量氯化氢气体，可采用的方法是
A、 通过活性碳
C
B、通过氢氧化钠溶液洗气
C、先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸洗气
D、先通过NaHCO3溶液，再通过浓硫酸洗气
（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↑
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
H2 气体，在溶液中产生 16 gNaOH
二、氯气的实验室制法
原 料：二氧化锰（固体）、浓盐酸 （液体） 反应原理：MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+2H2O+Cl2↑
交流与讨论
１．根据制取氯气原料的状态和反应条件，制取装置 有什么特点？
气体发生装置
反应原理： MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑
２．根据氯气密度比空气大，能溶于水而难溶 于饱和食盐水，收集装置有什么特点？
气体收集装置
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。
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氯气的生产原理
课标要求：认识氯在生产中的应用和对生态环境的影响。
教学目标：1、了解海水晒盐的过程及氯化钠的用途；
2、掌握氯气的工业制法和实验室制法，了解氯气的用途；
3、通过引导学生观察实验，分析演示实验现象，培养学
生观察和分析问题的能力。
教学的重点和难点：氯气的工业制法和实验室制法
教学重点、难点的处理：学生对于有关物质的工业制取接触不多，尽可能给学生以实际的图例，给学生直观印象。
对于反应原理是学生较难理解，用实验来引导学生分析现象从而得出结论，降低对学生对于电解原理的要求。
关于氯气的实验室制根据学生现有的知识，从反应原理分析引入发生装置的选择、收集装置、尾气处理。
教材分析：让学生从实际社会生活中了解海水中主要化学物质的提取过程。
并且重视实验探究和比较分析。
通过电解饱和食盐
水实验和物质性质的探究实验，让学生了解氯碱工业的生
产原理和研究化学物质的实验方法；
课时安排：氯气的生产原理：2课时
教学方法：借助多媒体，结合实验，讲解，讨论，探究，以归纳、总结。
教学过程：
引入：请同学们观看关于“浩瀚的大海”图片
提问：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。
教师归纳并展示海水中的资源资料：
1. 海水中蕴含的元素有80多种，它是一个巨大的宝藏，期
待着人们的开发和利用。
海水中的主要元素及含量如下
表：
2. 海水中氯化物的含量相当高。
海水中的氯化物主要为氯化
钠、氯化镁、氯化钙和氯化钾等。
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，因而溴
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8×1010 t 。
3. 若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，地球将增高150米。
学生活动：查阅有关资料，了解人们是如何从海水中获得氯化钠和使用氯化钠的。
将有关的情况与同学交流讨论。
教师展示：有关人们运用“海水晒盐”的过程多媒体。
引导：人们获得氯化钠后如何利用它呢？在某些方面19世纪，科学家发明了电解食盐水制氯气的方法，为工业制氯气奠定了基础。
工业上是如何生产氯气的呢？我们先在实验室电解食盐水。
演示实验：P38电解饱和食盐水。
学生活动：1. 观察并记录实验现象。
2. 根据实验现象分析思考问题：
（1）电解过程中电极上产生的气体是什么？
（2）试管中的溶液为什么会变红？
（3）如何检验倒扣在a导管上的试管中收集的气体？
3. 对电解实验现象进行分析，写出电解过程中发生反应的化学方程式。
讨论小结：一、氯气的生产原理
1.电解饱和食盐水实验
湿润的淀粉碘化钾试纸变
蓝。
插入铁钉的溶液变红色。
有碱性物质生成
讨论：引导学生书写出正确化学方程。
2.反应原理的化学方程式：
判断是否为氧化还原反应。
教师分析：这样装置有哪些不足之处？（容易混在一起，且生产出来
的NaOH不易分离。
）
调查研究：根据氯碱厂原料和产品的性质，你认为在生产过程中和贮运时应注意哪些问题？氯碱厂的厂址应如何选择？
第二课时
教学过程：
在工业上，氯气的生产是通过电解饱和氯化钠溶液实现的，而电解饱
和氯化钠溶液是在什么样的设备中进行的
呢？
学生带着问题阅读课本，并联系氯气的生产原理进行讨论。
阅读材料：请同学观看“离子交换膜电解槽”图片
讲解：在工业生产中，电解食盐水常在电解槽中进行。
为避免电解产物之间发生反应，常用石棉隔膜或离子交换膜将电解槽
分隔成两部分。
阳离子交换膜具有很好的选择性，它只
允许阳离子（Na+、H+）通过，不允许阴离子（Cl-、OH
－）及分子（H2、Cl2）通过。
调查研究：根据氯碱厂原料和产品的性质，你认为在生产过程中和贮运时应注意哪些问题？氯碱厂的厂址应如何选择？学生活动：学生通过查阅资料了解上述问题，并将获取的信息与同学交流讨论。
教师活动：1.教师对学生讨论的结果作出评价。
2.教师对上述问题进行归纳总结：厂址的选择：现代化工
生产要求有较大的生产规模；厂址选择涉及原料、水源、
能源、土地供应、市场需求、交通运输、环境保护等因素，
应对这些因素综合考虑，作出合理的抉择。
由于氯气有毒，
不便贮存和运输，因此要求厂址应避开人口稠密的居民区
和环境保护要求高的地区，厂区必须与居民区有一定距离
的安全隔离带。
引入：工业上采用制取大量的氯气，那如果实验室要制取少量的氯气
时应怎样？
阅读材料：P40化学史话
展示实验室制氯气的装置。
提问：为何采用图2-4的装置制备氯气？（为何没有采用电解食盐
水？，对比有何不同。
）
分析：实验装置分成几部分：发生装置，收集装置，尾气的处理。
讨论：发生装置的选择：
学生思考:
为何选择这样的装置?
反应原理：MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
分析反应原理：是否为氧化还原反应？
发生装置：固体＋液体△气体，因要加热，需要酒精灯，有液体参加，试管向上，有气体生成，得有导管导气。
收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法(因氯气的密度大于空气，在饱和食盐水中的溶解度很小)
尾气除理：氯气有毒不能直接排放到空气中，属酸性气体，不会燃烧
展示组装的仪器：指出如何联结。
板书氯气的实验室制法：
（1）实验原理：MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
（2）发生装置：固体＋液体△气体
（3）收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法
（4）尾气处理：用氢氧化钠溶液吸收
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。
（1），
（2），
（3），
（4），
（5），
(6) 。
2. 在更正后的装置图中：
（1）饱和食盐水的作用；
（2）浓硫酸的作用；
（3）氢氧化钠的作用。
（参考答案：1.（1）铁架台上未加点燃的酒精灯；（2）铁圈上未放石棉网；
（3）不应用稀盐酸；（4）盛浓硫酸和盛饱和食盐水的两个洗气瓶位置错误；
（5）盛浓硫酸的洗气瓶中的进气导管和出气导管连接错误；
（6）不应使用长颈漏斗。
2.（1）洗去氯气中所含的少量氯化氢气体；
（2）可以除去氯气中的水蒸气；
（3）吸收多余的氯气，防止污染空气。