氯气的生产原理
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
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?
氯气的生产原理
（二）氯气的实验室制法
一:实验装置、仪器、药品 实验装置、仪器、
药品： HCl、NaOH溶液 药品：MnO2、浓HCl、NaOH溶液 仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、分液漏斗、 仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、分液漏斗、集 气瓶、 烧杯、橡皮塞、 气瓶、烧瓶 、烧杯、橡皮塞、导管
二.实验步骤 ①如图装配好装置 组装原则: 组装原则:由下至 上,由左至右 ②检查装置的气 密性 微热酒精灯，导管口有气泡冒出， 微热酒精灯，导管口有气泡冒出，撤走酒精 灯，导管中形成一段水柱 加入药品, ③ 加入药品,从分液漏斗中慢慢向烧瓶中注入浓盐 酸，缓缓加热 ④观察颜色变化停止加热 ⑤实验结束应先撤导管后撤酒精灯
实验室制氯气时有如下操作， 实验室制氯气时有如下操作，操作顺 序正确的是 ( C )
①连接好装置，检查气密性 连接好装置， 缓缓加热，加快反应， ②缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出 ③在烧瓶中加入二氧化锰粉末 往分液漏斗中加入浓盐酸， ④往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶 中 用向上排空气法收集氯气， ⑤用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂 中 A.①②③④⑤ A.①②③④⑤ C.①③④②⑤ C.①③④②⑤ B.④③①②⑤ B.④③①②⑤ D.①④③②⑤ D.①④③②⑤
3 、为什么用浓盐酸和二氧化锰制取 氯气时，要缓缓加热， 氯气时，要缓缓加热，不能强热 ？
浓盐酸有很强的挥发性， 浓盐酸有很强的挥发性，强热时能挥 发出大量的氯化氢气体和水蒸气， 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HCl的利用率。 HCl的利用率 又降低了HCl的利用率。
4、如何检验氯气的生成？ 、如何检验氯气的生成？
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常见的化学气体，广泛应用于工业生产和日常生活中。
它的生产原理主要是通过电解食盐水或氯化钠溶液来实现的。
下面我们将详细介绍氯气的生产原理及其过程。
首先，氯气的生产通常是在电解槽中进行的。
电解槽是一个封闭的容器，内部装有电极和电解质溶液。
在电解槽中，电极通常由铅制成，而电解质溶液则是食盐水或氯化钠溶液。
当通电时，电解质溶液中的氯离子会向阳极移动，而水分子会在阳极上发生氧化反应，产生氧气和氢离子。
同时，氯离子在阴极上接受电子，从而生成氯气。
其次，氯气的生产过程需要严格控制电解槽中的温度、电流密度和电解质浓度等参数。
这是因为这些参数会直接影响氯气的产量和纯度。
一般来说，较高的温度和电流密度会提高氯气的产量，但可能会降低氯气的纯度。
而较低的电解质浓度则会减少氯气的产量。
因此，生产过程中需要根据实际情况进行合理的参数调节，以确保氯气的产量和纯度达到要求。
最后，氯气的生产还需要考虑对环境的影响和安全性。
氯气是一种有毒气体，对人体和环境都具有一定的危害。
因此，在生产过程中需要采取有效的措施，如加强通风设备、严格监测气体浓度、做好应急预案等，以确保生产过程安全可靠。
同时，还需要对废水和废气进行处理，以减少对环境的影响。
综上所述，氯气的生产原理主要是通过电解食盐水或氯化钠溶液来实现的。
在生产过程中，需要严格控制各项参数，确保氯气的产量和纯度达到要求。
同时，还需要考虑对环境的影响和安全性，采取相应的措施保障生产过程的安全可靠。
希望本文能对大家了解氯气的生产原理有所帮助。
氯气产生的原理
从海水中获得的化学物质
第一单元
氯、溴、碘及其化合物
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 1、电解饱和食盐水 、 2、阳离子交换膜电解槽 、
1、电解饱和食盐水 、
〖实验〗
接通电源，观察两个管内的变化。 接通电源，观察两个管内的变化。
（浓）
2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 ↑
KClO3+6HCl
=KCl+3H2O+3Cl2 ↑
思考
上述反应的氧化剂、 上述反应的氧化剂、还原剂分别 是何物质？ 是何物质？电子转移的方向和数 目能标出吗？ 目能标出吗？
1、实验室制氯气时,二氧化锰的作用 实验室制氯气时, 是 （BD ） A.催化剂 A.催化剂 C.还原剂 C.还原剂 B.氧化剂 B.氧化剂 D.反应物 D.反应物
实验室制取氯气的装置
发生 装置
收集
装置
尾气吸收
装置
【氯气制备过程 氯气制备过程】 氯气制备过程
1、用单双线桥标明电子得失情况 、
得2e△ MnO2 + 4HCl（浓）== MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O 失2e-
2e△ MnO2 + 4HCl（浓）== MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
（氧化剂） （还原剂） 氧化剂） 还原剂）
2、在该反应中，所用的浓HCl是 、在该反应中，所用的浓 是 否全部被氧化，如果没有， 否全部被氧化，如果没有，被氧 化的HCl和参加反应的 和参加反应的HCl的物 化的 和参加反应的 的物 质的量之比是 1 : 2 ， 氧化剂和还原剂的物质的量比为 1 : 2 。
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知识应用
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 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。
化学史实
舍勒 【瑞典】 1742一1786
于哪里？
若将海水中
30
27.2
的盐结晶后平铺
25
于陆地上，地球
将增高150米。
20
15
氯化物含量/g
10
5
0 氯化钾 氯化钙 氯化镁 氯化钠
每千克海水几种氯化物的含量
人们是如何从海水中获得氯化钠的？
海水
过滤
蒸发结晶
蒸发池
提纯
粗盐
纯净的NaCl
母液
海水晒盐过程
一、氯气的生产原理
知识回顾：水的电解 氢气
小测
1、氯气与钠，写出现象 2、氯气与铁，写出现象 3、氯气与铜，写出现象 4、氯气与氢气，条件点燃，写出现象 5、氯气与水 6、氯气与氢氧化钠 7、氯气与氢氧化钙 8、漂白粉工作原理
化学必修1（苏教版） 专题二
从海水中获得的化学物质
第一单元
氯、溴、碘及其化合物
பைடு நூலகம்
问题1：氯碱工业的原料氯化钠主要来源
信 1、Cl2有毒，且密度比空气大 息 2、Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐
水
A
B
水
饱和食盐水
C
D
交流与讨论3 尾气处理装置
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
（D1 D2）可根据气体的性质选择尾气吸收装置 信 1、Cl2有毒
2、Cl2能与NaOH溶液反应，生成能溶于水的物质
答:不能，因为稀盐酸的还原性弱，与二氧化锰不反应。 2、为什么用分液漏斗装盐酸？又让盐酸缓慢地注 入，而不是一次将浓盐酸注入烧瓶里？ 答:用分液漏斗可以控制液体的用量，避免生成的氯气过多
3、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？
答： 浓盐酸有很强的挥发性，强热时能挥发出大量 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，又降低了HCl的利用率。
息 3、Cl2不能燃烧
氯气的实验室制法
MnO2 + 4HCl(浓) ＝ 请M你nC评l2 价+ C、l2大↑胆+ 质2疑H2O 并且提出合理的实验 解决方案。
发生装置
收集装置
尾气吸收
这样收集到的氯气纯净吗？ 装置
交流与讨论4 净化装置
若想制得纯净的氯气，请根据提示信息选择 合适的装置。
可根据杂质的性质选择气体净化装置。
信
1、Cl2能溶于水，难溶于饱和食盐水， HCl易溶于饱和食盐水
息 2、Cl2能与NaOH反应，生成能溶于水的物质
Cl2
HCl气体 （ C2 ） 水蒸气 （ C４ C5）
C5
无水CaCl2
除去HCl
除去水 蒸气
发生装置 净化装置 收集装置 尾气吸收装置
问题讨论
1、能不能用稀盐酸与二氧化锰反应制备氯气？
NaOH溶液
氧气：带火星的小木条复燃 氯气：使湿润的KI淀粉试纸变蓝
操作
实验现象
结论
通电源
验证气体
a管和b管加 酚酞1～2滴
a棒和b棒上通电后 有气泡产生
通电后有新的气 体物质生成
点燃火柴靠近肥皂 泡，有爆鸣声
有H2生成
b钾棒试气纸体变使以蓝湿电，润黄解淀绿食粉色盐碘气水化为基础有制Cl2取生氯成气等
知识应用
2、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。
① 烧瓶下面缺石棉网
，
② 铁圈下面缺酒精灯
，
③ 原料使用了稀盐酸
，
④ 不应使用长颈漏斗
，
⑤ 盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了，
⑥ 洗气瓶D的气体入口导管应深插在液面下，而出口导管应靠近瓶塞。
3、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？
1774年，瑞典化学家舍勒也把软锰矿 （MnO2）粉末和浓盐酸混合加热时，惊 奇的看到一种黄绿色的气体冒出。这种呛 人的气体不但能使染料褪色，还有许多奇 特的性质。 1807年，英国化学家戴维对这种气体进 行了细致的研究，并于1810年在英国皇 家学会上确定上述黄绿色气体是由一种新 元素组成，英文定名为“Chlorine”， 希腊文的意思是“绿色的”。
A、①②③④⑤
B、④③①②⑤
C、①③④②⑤
D、①④③②⑤
小结
一、总结了1种思路 一套完整的制取气体的实验装置
发生装置→净化装置→收集装置→尾气吸收装置 二、知道了2种制法 通电 2NaCl+2H2O ====2NaOH+H2↑+Cl2↑ MnO2 + 4HCl(浓) ==== MnCl2 +Cl2↑+2H2O
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。
4、实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是( C )
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
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
氧气
问题2：通电后，我们能 看到什么现象呢？
两极上都产生气泡，并体 积上维持1：2
问题3：您知道两支试管 中产生的气泡是什么物质 吗？
问题4：将水换成饱和食盐水后再通直 流电会有什么现象呢？
肥皂液
1、接通电源，观察U型管内的变化
2、探究a管是什么气体（阴极）
3、探究b管是什么气体？（阳极） 4、滴加酚酞观察电极附近的溶液现象？ 信息提示： 氢气：点燃肥皂泡有爆鸣声
体，闻到产有品刺激的性工气业味称为“氯碱工业”。
a棒周围的颜色变红
有碱性物质(NaOH) 生成
通电 2NaCl+2H2O==== 2NaOH +H2↑+ Cl2↑
氯碱工业产品用途
电 解 NaOH 饱
有机合成、造纸、玻璃、肥皂、 纺织、印染
和 Cl2 有机合成、氯化物合成、农药
食
盐 水
H2
HCl 盐酸 有机合成、金属冶炼
一、氯气的生产原理
交流与讨论1 发生装置
根据氯气的实验室制备原理选择合适的仪器并描述装置搭建
可根据反应物状态和反应条件选择气体发 生装置
固+固 △ 气O2
固+液→气 H2、CO2
△
固+液
气
交流与讨论2 收集装置
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（ B D） 可根据气体的密度和溶解度选择气体收集装置