示范教案(氯气的生产原理 第二课时)

第二课时
从容说课
本节课的重、难点是氯气的实验室制法，针对本节课的重、难点，采用历史故事引入，激发学生学习化学的兴趣，充分利用化学是实验科学这一特点，引导学生设计在实验室用哪些仪器和药品来制取氯气，同时思考，制取气体的一套完整装置主要应包括哪几个环节？须注意哪些问题？同时学会分析实验室制取气体的基本步骤：选择原料实现反应原理，能够总结根据原料的状态和反应条件选择实验室制气装置，还需要考虑在实验过程中可能产生的杂质，思考应怎样进行净化、干燥；最后考虑气体的收集。

使学生对氯气的认识从感性到理性，同时还提高了学生分析问题、解决问题及观察实验的能力。

通过对实验室制取氯气的方法、原理的思考，培养学生用辩证唯物主义观点分析问题和解决问题。

培养学生严谨的治学态度，培养客观分析问题的良好的实验习惯，为性质实验方案的设计作好准备。

教学重点实验室制取氯气的方法和原理。

教学难点制取气体的一套完整装置的选择和安装。

教具准备多媒体辅助设备、实物投影仪、相关图片、录像资料、相关实验仪器、药品。

三维目标
1.探究氯气的实验室制备方法。

2.使学生掌握在实验室中制取氯气的基本原理和方法。

3.讨论氯碱厂的厂址的选择。

4.认识卤素及其化合物在生产和生活中的重要应用。

5.通过探究实验，了解实验探究的过程和一般方法。

6.形成化学实验操作的基本技能，知道化学实验是研究和认识化学物质的重要途径。

7.通过观察、分析实验现象，增强发现问题和解决问题的能力。

8.培养学生严谨的治学态度，培养客观分析问题的良好的实验习惯，为性质实验方案的设计作好准备。

教学过程
导入新课
多媒体课件引入
首先回顾一个著名的历史事件。

1915年，德国军队在比利时战场第一次大规模使用了一种黄绿色的气体，导致英、法联军1.5万人中毒，其中5 000人中毒死亡。

这种气体就是我们今天要研究的氯气。

推进新课
氯气最早是怎样被发现的呢？
师氯气的生产方法经历了漫长的发展过程。

1774年瑞典化学家舍勒用软锰矿(含有二氧化
锰)和盐酸作用，首先制得了氯气：4HCl(浓)+MnO2△
MnCl2+2H2O+Cl2↑
由于当时还不能够大量制得盐酸，故这种方法只限于实验室内制取氯气。

所以一直沿用至今，在实验室仍然用此法来制取氯气。

板书：
二、氯气的实验室制法
师根据上述的反应原理，请同学们来设计在实验室用哪些仪器和药品来制取氯气，同时思考，制取气体的一套完整装置主要应包括哪几个环节？须注意哪些问题？
（学生活动）同学思考，首先提出方案，进行小组讨论。

［学生］制取气体的一套完整装置主要应包括四个环节：
板书：
1.制气四环节：
师气体的发生装置应怎样选择装置呢？
［展示］常见的制取气体的装置有以下三种：
师这三种装置怎样应用呢？
（学生活动）装置(1)“固+固”加热型制气体。

可制取O2。

装置(2)“(块状)固+液”不加热型制气体。

可制取H2、CO2。

装置(3)“固+液”或“液+液”加热型制气体。

可制取Cl2。

师制取氯气可选择第（3）套装置。

怎样选择净化装置呢？
［展示］常见的净化装置有，如下图：
师利用上述原理制取的氯气是纯净的氯气吗？若不是可能含有哪些杂质呢？
（学生活动）浓盐酸易挥发，产生的杂质气体有氯化氢气体和水蒸气，需要选择净化装置除去这些杂质。

通常选择第（4）套装置完成。

师怎样来收集氯气呢？常见的收集装置有，如下图：
（学生活动）氯气是有刺激性气味的气体，而且有毒，需要密闭收集，所以应该选择第（9）套装置完成。

师应当怎样进行尾气处理呢？常见的尾气处理装置有，如下图：
生因为氯气有毒，必须进行尾气处理，可选择第（11）套装置完成。

师根据以上的选择和制取氯气的反应原理，请设计制取干燥、纯净的氯气的实验装置。

请同学们进行分组讨论。

画出制取氯气的整套装置图。

（学生活动）小组讨论，选择装置，画出装置图。

实物投影仪，展示学生的装置图
（学生活动）由学生讲述所画出的装置图。

第一个净化装置中装有饱和食盐水，可吸收氯化氢气体；第二个净化装置装有浓硫酸，可干燥氯气，这样在收集装置中就可以收集到干燥、纯净的氯气；最后为尾气吸收装置，可选用NaOH溶液。

师同学们在专题1学习了实验方案设计后，掌握得较好，这套装置较完美，提供给大家，请同学们继续努力，一定会把化学这门功课学好。

板书：
2.反应原理：
4HCl(浓)+MnO2△2+2H2O+Cl2↑
师在工业上通过电解食盐水也可以制得氢氧化钠和氯气。

下面我们重点来讨论氯碱工业中的常见问题。

[交流与讨论]氯碱厂的主要原料是食盐，产品为烧碱、氯气和氢气。

因为氢气易燃、易爆，氯气有毒，因此生产中要防止氯气泄漏、氢气爆炸，对含碱废水要进行处理后才能排放，并要考虑产品贮运方便。

请你根据上述信息，说明氯碱厂的厂址应如何选择以及生产中需要注意哪些问题，将你的想法与同学交流讨论。

如果有兴趣还可以通过中国氯碱网向专家请教。

（学生活动）学生思考后与小组同学讨论。

生1 因为电解产物之间能够发生化学反应，如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO，H2和Cl2混合遇火能发生爆炸，为避免这几种产物混合，需要在特殊的电解槽中进行。

用阳离子交换膜法，它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，即只允许钠离子通过，而氯离子、氢氧根和气体则不能通过。

生2 用精制的饱和食盐水进入阳极室，纯水（或NaOH的稀溶液）加入阴极室。

生3 精制食盐水时经常加入BaCl2、Na2CO3、NaOH等，使杂质成为沉淀过滤除去，然后加入盐酸调节盐水的pH。

生 4 选择厂址时应考虑：具备道路、供电、供水、供热、供气（天然气）、排污雨水、通讯、场地平整等“七通一平”条件，地表水、地下水资源充沛，供电能力充足。

师同学们的思考非常好，有兴趣的同学课后还可去查阅其他相关资料，这里给同学提供一个网址，可上网去查阅更多内容。

中国氯碱网网址是：http：///index.asp 课堂小结
这节课我们主要讨论了氯气的实验室制法，并探究了制备气体的整套实验装置，还从工业生产的角度探讨出了一些实际应用问题。

布置作业
1.实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，主要操作有：①将烧瓶固定在铁架台上②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈放好石棉网③用药匙向烧瓶中加二氧化锰，再向分液漏斗中加入浓盐酸，并将导气管放入集气瓶中④检查装置的气密性
⑤在烧瓶上装好分液漏斗，连接好导气管。

则最好的实验操作顺序是（）
A.②③④①⑤
B.②①④③⑤
C.②①⑤④③
D.②①③④⑤
2.用1 mol MnO2和含HCl为4 mol的浓盐酸充分反应（共热），在不考虑HCl挥发的情况下，得到的氯气的物质的量（）
A.等于2 mol
B.等于1 mol
C.小于1 mol
D.大于2 mol
3.实验室制取氧气的试管壁上沾附有MnO2，除去沾附的MnO2可用的试剂是（）
A.蒸馏水
B.氢氧化钾溶液
C.稀盐酸
D.热的浓盐酸
4.下图是某学生设计的实验室制备干燥Cl2及吸收多余Cl2的装置图，根据图中装置和有关试剂回答下列各问题。

(1)指出上述图中的各处错误。

①__________________________________________________________________，
②__________________________________________________________________，
③__________________________________________________________________，
④__________________________________________________________________。

(2)在改正后的装置中，洗气瓶中的饱和食盐水、浓硫酸及广口瓶的氢氧化钠溶液的作用是：
①饱和食盐水的作用__________________________________________________。

②浓H2SO4的作用_____________________________________________________。

③氢氧化钠的作用____________________________________________________。

［作业习题答案］
1.C
2.C（提示：生成水后盐酸变稀，不能与二氧化锰反应）
3.D
4.(1)①没用浓盐酸②没用酒精灯③盛浓H2SO4和盛食盐水的洗气瓶位置颠倒④两洗
气瓶中进气管和出气管的长度不对
(2)①吸收Cl2中的HCl ②吸收H2O(g) ③吸收多余的Cl2
板书设计
二、氯气的实验室制法
1.制气四环节：
2.反应原理：
4HCl(浓)+MnO2△2+2H2O+Cl2↑。