专题2 从海水中获得的化学物质
专题2 第1单元 氯、溴、碘及其化合物
第1单元 课时1
认识海水资源 氯气的生产原理
一、学习目标
1.了解海水中的丰富资源,体验收集资料、自主学习的乐趣。
2.了解氯化钠作为重要工业原料的主要用途,初步感悟工业生产的原理。
3.知道海水晒盐的方法,在资料分析过程中发展解决问题的能力和发散性思维。
4.掌握电解饱和食盐水和电解熔融氯化钠的反应原理。
5.初步了解电解反应,感悟化学实验的精妙。
6.描述、分析电解饱和氯化钠溶液的现象,发展逻辑推理能力。
二、教学重点及难点
电解饱和氯化钠溶液的原理。
三、设计思路
以海水图片引入本节课的研究主题,通过资料分析海水中的丰富资源,进而围绕海水中储量丰富且价廉的氯化钠展开教学线索,探究从海水中提取氯化钠的方法以及氯化钠的主要工业用途。
四、教学过程
1.氯气的工业制法
工业上制取氯气大多采用电解食盐水(一般为净化后的饱和食盐水)的方法,人们把以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”。
实验现象 结论
铁棒和碳棒上通电后有气泡产生
通电后有新的气体物质生成
铁棒周围的溶液变红色
有碱性物质(NaOH)生成
将铁棒上方收集到的气体靠近火焰,有爆鸣声 有氢气生成
用手轻轻扇动在碳棒上方收集到的黄绿色气体,闻到有刺激性气味且该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 有黄色刺激性气味的气体(Cl2)生成
要点提示:①电解饱和食盐水的原理:
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溶液中存在四种离子:Na+、 Cl-、H+、OH-,通电后,氯离子在正极失电子生成氯气,氢离子在负极得电子生成氢气,溶液中剩下氢氧化钠。
②实验现象及结论:
③与电源正极相连的电极称之为阳极,产生氯气,发生的反应:2Cl--2e Cl2↑;
与电源负极相连的电极称之为阴极,产生氢气,发生的反应:2H++2e H2↑。
④a口收集的气体是氢气,b口收集的气体是氯气。因为氯气有毒,直接排放会造成空气的污染,所以b口排出的气体应该通入氢氧化钠溶液中,目的是为了吸收氯气。 Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O(化学实验中,凡是有毒的或易燃易爆的尾气,都要进行收集或转化处理,使之无害化,切不可随意向空气中排放)。
⑤滴加酚酞先在铁棒(负极)处变红:因为H+在负极得到电子变成H2跑出,负极处的H+不断减少,OH-相应增多,溶液显碱性,酚酞遇碱变红。
注意:⑴反应物除了NaCl之外还有H2O;
⑵在电源的正极得到黄绿色的氯气,在电源的负极得到无色氢气,在溶液中得到了氢氧化钠,所以该反应的方程式为2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH。由方程式可知在两电极上方得到气体的体积比为1:1。
电解产物探 究,分析过程如下:
(1)从气体的颜色和气味可知在电极上产生了两种不同的气体。
(2)从滴有酚酞的氯化钠溶液变红可知电解过程中有氢氧化钠生成。
(3)从反应物为H2O和NaCl,可分析产生的气体为O2、C12和H2中的两种。[来源:学|科|网]
(4)从一支试管中产生的气体为黄绿色、有刺激性气味,可知该气体不可能是氢气或氧气。
(5)检验生成的气体,仔细分析现象,可知一个电极上生成了氢气。
(6)综合归纳上述分析,可写出电解饱和氯化钠溶液的化学方程式。
2.氯气的实验室制法
实验室常用二氧化锰(MnO2)、KMnO4等氧化剂和浓盐酸共热来制取氯气。
要点提示:
①实验原理:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑;
2KMnO4+16HCl 2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 ↑;
KClO3+6HCl KCl+3H2O+3Cl2 ↑
②MnO2和稀盐酸不反应,所以必须用浓盐酸,而且此反应必须加热,因为在常温下二氧化锰与盐酸几乎不反应。
③实验装置图: