高中化学 氯气的工业制法原理
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
氯气的制取
(2)递变性：随着原子序数的递增，获得电子的能力 逐渐 减弱 ，非金属性逐渐 减弱 。
3．单质的物理性质(从 F2―→I2) (1)颜色由 浅 到 深 。 (2)状态：F2、Cl2 呈 气 态，Br2 为 液 态(易挥发)， I2 为 固 态(易升华)。 (3)熔、沸点：依次 升高 。 (4)密度：依次 增大 。 (5)溶解性：在水中的溶解度逐渐 减小 ，在有机溶 剂中的溶解性 大于 (填“大于”或“小于”)在水
（1）实验①得出的结论是＿＿＿＿＿＿。 （2）指出实验②和实验④中的“实验现象”： ②＿＿＿＿＿＿，④＿＿＿＿＿＿。 (3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是：＿_。 （4）通过实验②的“实验现象”，同学们得出两个不 同的结论。这两个结论可能是：a.＿＿,b.＿＿＿。 请设计简单的实验证明哪一个是正确的＿＿＿＿。 【自主解答】氯水中存在：Cl2+H2O ==== H++Cl+HClO, 通过AgNO3溶液检验Cl-的存在。通过淀粉KI试纸检验氯 水中存在Cl2,发生的反应为：Cl2+2KI ==== I2+2KCl。
氯气的密度比空气 大，所以气体流向 是长进短出。
Cl2在饱和食盐水 中的溶解度小
返回
.
氯 难氯
气 溶气
可 于是
以 饱黄
和 和绿
水 的色
可 食有
以 盐毒
和 水的
,
.
氢气
氧体
化 钠
密 度
反 应
比 空
气
大
,
可 溶 于 水
,
尾气处理装置
氯气的制备方法和氯气的性质1
CaCl2 + Ca(ClO)2+2H2O
工业上用于制造漂白粉
漂白粉主要成分：
CaCl2和Ca(ClO)2 漂白粉的有效成分：
Ca(ClO)2
Hale Waihona Puke 漂白粉的漂白原理是什么？为什么要密封保存？
工业上常用氯气和石灰乳制取漂白粉，漂白粉 的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是 Ca(ClO)2
• 漂白原理？： • Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3 ↓ +2HClO • 漂白粉失效的原因？：
氧化剂
MnO2、KMnO4、KClO3、NaClO、K2Cr2O7、电解
加热
MnO2+4HCl(浓）=== MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓）==2MnCl2+5Cl2↑+2KCl+8H2O
K2Cr2O7+14HCl(浓）==2CrCl3 +3Cl2↑+2KCl+7H2O
(4)杀菌漂白性：
HClO能使有色布条、品红、酸碱指示剂等有色物 质褪色。
思考1：氯水滴到pH试纸上的现象并分析其原 因？
pH试纸先变红后褪色
思考2：氯气分别通入干燥的有色布条和湿润 的有色布条中的现象并分析其原因？
氯气能使湿润的有色布条褪色， 不能使干燥的有色布条褪色
思考3：在滴有酚酞的NaOH溶液中,逐滴加入氯水,结果
⑵跟非金属反应：
H2＋Cl2
2HCl
点燃现象：
发出苍白色火焰，瓶口有白雾(?)（工业制盐酸）
光照：会发生爆炸（故不能用于工业制盐酸）
⑶跟水反应：
高中化学苏教版必修1课件：专题2 第一单元 第一课时 氯气的生产原理及其性质
5．漂白粉 (1)漂白粉的成分为 CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。 (2)漂白粉长期露置于空气中，最终会生成 CaCl2，其反应原 理为 Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO、
光照 2HClO=====2HCl＋O2↑、 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 6．漂白液 漂白液的有效成分为次氯酸钠(NaClO)。
第一单元 氯、溴、碘及其化合物
第一课时 氯气的生产原理及其性质
[课标要求] 1．了解氯气的工业制法。 2．掌握氯气的实验室制法。 3．了解氯元素的存在、氯气的物理性质及应用。 4．了解氯气及其重要化合物以及氯水的主要性质及应用。
1．工业上采取电解饱和食盐水的方法制取 Cl2，反应的化学方 通电
程式为 2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。与电源 正极相连的石墨棒上产生 Cl2，与电源负极相连的铁棒上产 生 H2 和 NaOH。 2．实验室制取 Cl2 反应的化学方程式为 MnO2＋4HCl(浓)
HCl＋HClO。
2．次氯酸(HClO)的性质与应用 (1)次氯酸的三大性质
(2)次氯酸的漂白作用
[特别提醒] 干燥的 Cl2 没有漂白性，但湿润的 Cl2 由 于生成了 HClO 而具有漂白性。
3．氯气与 NaOH 反应 化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 。 工业生产和实验室常用氢氧化钠溶液吸收 氯气 尾气。 4．氯气与 Ca(OH)2 反应 化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O 。
点燃 H2＋Cl2=====
H2 和 Cl2 的 混 合气体光照
发生_爆__炸__
氯气的工业制法
确的是
（）
A．17gOH-与19gH3O+所含电子数相等 B．10克氖气所含原子数约为6.02×1023
C．标准状况下，11.2LH2O与常温常压下8.5gNH3 所含分子数相等
D．常温常压下，32 g O2和O3的混合气体所含原
子数为2NA
3.下列不存在丁达尔效应的分散系是
（）
A．有尘埃的空气
B．纯水
方法及现象
CO32－
SO42－ Cl－
NH4+ Na+ K+ I2 蛋白质
与含Ba2+的溶液反应，生成白色沉淀，该沉淀 溶于硝酸（或盐酸），生成无色无气味、能使 澄清石灰水变浑浊的气体（CO2）。 先加稀盐酸无明显现象,再加入Ba2+的溶液反应， 生成白色沉淀，。
与硝酸银溶液反应，生成不溶于稀硝酸的白色 沉淀。
A、烧杯 B、量筒 C、玻璃棒
D、1000mL容量瓶
E、漏斗
F、胶头滴管
G、 500mL试剂瓶
根据实验需要和（2）所列仪器判断，完成
实验还缺少的仪器是_____________
在容量瓶中确定溶液体积的过程中，最后
加入少量水的做法是___________________
9.配制100mL、1.0mol·L-1的NaOH溶液，下 列情况会导致溶液浓度偏高的是（ ） A．容量瓶使用前经蒸馏水清洗后没有干燥 B．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻
蒸馏（分馏） ②互溶液体沸点有明显差异 CCl4(沸点76.75℃)和 甲苯（沸点110.6℃
）混合物的分离
层析 分液
被吸附能力不同的物质的分 红、蓝墨水混合物中
离
的不同色的分离
两种互不混溶的液体混合物 CCl4和水的分离
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 。
高一知识点氯气的工业生产
高一知识点氯气的工业生产高一知识点：氯气的工业生产氯气（Cl2）是一种常见的化学元素，有着广泛的应用。
它在工业生产中起着重要的作用，包括用于制造化肥、漂白剂、塑料等。
本文将详细探讨氯气的工业生产过程。
一、工业生产的原理与方法氯气的工业生产主要通过电解盐水的方式进行。
该过程称为氯碱法电解。
盐水中的氯离子（Cl-）在电解过程中被氧化成氯气，同时还有水分子被还原成氢气。
具体来说，氯碱法电解是通过电流通过铁网（阳极）和镍网（阴极）之间的盐水溶液来实现的。
这个装置称为电解槽，是氯气工业生产的核心设备。
二、电解槽的结构电解槽一般由钢制成，具有良好的耐腐蚀性和导电性。
它包括阳极和阴极的公私两端电极，并有一定的隔膜将阳极和阴极区分开来。
在电解槽中，阳极处的盐水溶液中的氯离子被氧化成氯气，同时在阴极处的溶液中的水分子发生还原反应，生成氢气。
氯气和氢气分别在阳极和阴极集中收集后被用于后续的工业生产过程。
三、电解槽操作条件的控制在氯碱法电解过程中，控制一些操作条件对于提高氯气的生产效率和质量至关重要。
1. 温度控制：较高的温度有利于盐水溶解度的提高，从而增加电解槽中的电解物质的浓度。
一般来说，温度控制在35-40摄氏度之间是较为合适的。
2. 电流密度：电流密度决定了电解反应速率。
较高的电流密度可提高氯气的生产速率，但同时也会增加电极的磨损。
因此，需要根据具体情况选择适当的电流密度。
3. 盐水浓度：盐水中的溶质浓度影响着电解槽的工作效果。
较高的盐水浓度可提高氯气的产量和纯度。
因此，需要控制盐水的浓度在适当的范围内。
四、安全措施与环境保护氯气的工业生产涉及到有害气体的生成和处理，因此需要采取相应的安全措施和环境保护措施。
1. 氯气的收集和储存：氯气是一种有毒气体，对人体有害。
在工业生产过程中，需要进行有效的氯气收集和储存，以防止泄露和误伤。
2. 废气处理：在氯气工业生产过程中，会产生一些有害废气，例如氯化氢（HCl）。
这些废气需要经过处理后才能排放到大气中，以保护环境和人类的健康。
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
氯气的6种制法
氯气是一种常见的化学物质，用于许多工业和实验室应用。
以下是氯气的几种制法：
1. 直接电解：这是最常见的制备氯气的方法。
在电解槽中，将食盐水（氯化钠溶液）作为电解质，通过电流分解水中的氯离子和水分子，产生氯气和氢气。
氯气会在正极（阳极）上生成，而氢气则在负极（阴极）上生成。
需要注意的是，直接电解需要小心操作，以避免有害气体泄漏。
2. 直接氧化：将氢气和氯气在高温下混合，通常在触媒的存在下进行，可以实现氯气的直接氧化制备。
3. 碱性氯化物与酸性氯化物反应：将含氯离子的碱性氯化物（例如氢氧化钠）和含氯离子的酸性氯化物（例如盐酸）混合时，会发生化学反应，生成氯气。
4. 热分解：某些化合物，例如四氯化碳（CCl4），当受热分解时会释放氯气。
5. 光解：某些化合物在光照下会分解产生氯气。
例如，二氧化锰（MnO2）在紫外光照射下可以释放氯气。
6. 氯化物的酸化：将氯化钠等氯化物与浓硫酸等强酸反应，可以释放出氯气。
需要注意的是，氯气是一种危险的气体，具有刺激性和有毒性。
制备和处理氯气时，需要遵循严格的安全操作规程，例如在通风良好的地方工作，并戴上适当的防护设备。
高中化学备课参考 氯气的制法
氯气的制法一、氯气的工业制法反应原理：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑二、氯气的实验室制法1．反应原理MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2.反应装置固＋液气（1）气体发生装置使用的主要仪器有铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管（2）一套完整的制气装置应包括四个部分3．净化和干燥用饱和食盐水吸收Cl2中的HCl，用浓H2SO4吸收Cl2中的H2O(g)，且吸收HCl在前，吸收 H2O(g)在后.4．收集方法（1）向上排空气法（2）排饱和食盐水法（Cl2在饱和食盐水中溶解度较小）5．验满（1）湿润的 KI 淀粉试纸（若变蓝，则收集满了）（2）湿润的蓝色石蕊试纸（若先变红，后褪色，则收集满了）6．尾气吸收用NaOH溶液吸收多余的Cl2：Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O例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缓慢加热，加快反应使气体均匀逸出；③在烧瓶中加入MnO2粉末；④往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓慢滴入烧瓶中；⑤用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收试剂中.A．①②③④⑤ B．④③①②⑤C．①③④②⑤ D．①④③②⑤答案：C例2. 较低温度下，氯气通入石灰乳中可制得漂白粉，该反应为放热反应.某校甲、乙两化学研究性学习小组均用200 mL 12 mol/L盐酸与17.4 g MnO2在加热条件下反应制备氯气，并将制备的氯气与过量的石灰乳反应制取漂白粉，用稀NaOH溶液吸收残余的氯气.分析实验结果发现：①甲、乙两组制得的漂白粉中Ca (ClO)2的质量明显小于理论值②甲组在较高温度下将氯气与过量的石灰乳反应，所制得的产品中Ca (ClO3)2的含量较高.试回答下列问题：⑴上述实验中理论上最多可制得Ca (ClO)2多少克? ⑵实验中所得到的Ca(ClO)2的质量明显小于理论值，试简要分析其可能原因，并写出可能涉及到的化学方程式.解析：⑴据题意：n (HCl) = 12 mol/L×0.2 L = 2.4 mol n(MnO2) = 17.4 g÷87 g/mol = 0.2 molMnO2 + 4 HCl(浓) △MnCl2 + Cl2↑+ 2H2On(MnO2)∶n (HCl) = 2.4 mol∶0.2 mol = 12∶1 ＞ 4所以浓HCl过量，应根据MnO2计算.根据制备氯气的化学方程式 n (Cl 2) = n (MnO2)= 0.2 mol又因为：2Cl2 + 2Ca (OH)2= Ca (ClO)2 + CaCl2 + 2H2On[Ca(ClO)2] = 1/2 n (Cl2) = 1/2×0.2 mol = 0.1 molm[Ca(ClO)2] = 143 g/mol× 0.1mol = 14.3 g⑵①随着反应进行，温度升高，会产生副产物Ca (ClO3)2；6Cl2 + 6Ca(OH)2△ 5CaCl2+ Ca(ClO3)2 + 6H2O②Cl2未与石灰乳完全反应，残余Cl2被NaOH溶液吸收Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O答案：⑴上述实验中理论上最多可制得Ca(ClO)2的质量为14.3 g，⑵略.例3.家用消毒液的发生器是以精盐和自来水为反应物，通电时，发生器的电解槽的极板上产生大量气泡，切断电源后，生成液具有强烈的杀菌消毒能力.与该反应器工作原理直接有关的化学方程式是（）A、2NaOH +Cl2 == NaCl + NaClO + H2OB、H2 + Cl2 == 2HCl通电C、2NaCl + 2H2O == 2NaOH + H2↑ + Cl2↑D、2HClO == 2HCl + O2↑解析：根据发生器的反应物和反应条件，可以推测在发生器中电解食盐水， C中反应会发生.再根据生成液具有强烈的杀菌消毒能力，结合电解食盐水后的产物可以推断Cl2和NaOH发生作用生成了NaClO，A中反应也会发生.答案：A、C。