氯氣的生產(chǎn)原理

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高一 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


班級(jí):高一( )班 姓名:  學(xué)號(hào):   成績(jī):
專(zhuān)題2   從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)
氯氣的生產(chǎn)原理
【學(xué)海導(dǎo)航】1.人類(lèi)如何從海水中提取氯化鈉并生產(chǎn)氯氣的?
2.電解食鹽水時(shí)可以觀察到什么現(xiàn)象,得出什么結(jié)論?
3.氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
【主干知識(shí)】一.氯氣的生產(chǎn)原理
1.海水中氯化物的含量非常高,主要為_____,其次是____________。
2.氯堿工業(yè)
工業(yè)上制取氯氣大多采用__________的方法,以此為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品的工業(yè)稱(chēng)為_____工業(yè)。我國(guó)主要以____為原料,海鹽中含硫酸鈣、硫酸鎂、氯化鎂等雜質(zhì),要凈化后制成飽和食鹽水再電解。
3.電解飽和食鹽水裝置 原料:____ 陽(yáng)極:__ 陰極:__
(1)接通電,觀察陰陽(yáng)兩極現(xiàn)象
(2)通電一段時(shí)間后,用小試管收集U形管左端產(chǎn)生的氣體,2min后,提起小試管,并迅速用拇指堵住試管口,移近點(diǎn)燃的酒精燈,松開(kāi)拇指,觀察現(xiàn)象
(3)取一只小試管,用向上排空法收集從U形管右端收集到的氣體,并用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在試管口,觀察現(xiàn)象
(4)關(guān)閉電,打開(kāi)U形管兩端的橡皮塞,分別向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,觀察現(xiàn)象
將上述實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象和所得結(jié)論填入下表
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論
(1)
(2)
(3)
(4)
化學(xué)方程式:________________
與電正極相連的電極上產(chǎn)生__氣。
與電負(fù)極相連的電極上產(chǎn)生__氣。
問(wèn)題: (1)b端為何要通入氫氧化鈉溶液?
(2)兩電極產(chǎn)生的氣體體積比為_______。
(3)電解食鹽水除了得到氯氣以外,還能得到___________。
【例題1】目前我國(guó)工業(yè)上大多采用離子交換膜法電解食鹽水制燒堿和氯氣。如圖:電解槽中用石墨或鈦?zhàn)麝?yáng)極與電正極相接,用鐵網(wǎng)作陰極與電負(fù)極相接,中間設(shè)特殊的離子交換膜。

試分析:從a進(jìn)入的液體是 ,從b流出的液體是 ;圖中的離子交換膜只允許_____離子通過(guò),該離子交換膜的作用是
。
【思考】 你認(rèn)為這種制堿的方法存在的缺點(diǎn)是________(填序號(hào))
A、消耗大量的電能 B、產(chǎn)品中氫氣和氯氣用途不大,造成浪費(fèi)
C、食鹽不易獲取 D、生產(chǎn)過(guò)程中若處理不當(dāng)易造成環(huán)境污染
二.氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1.原理:在實(shí)驗(yàn)室里,氯氣可以用____和____在__________條下反應(yīng)制取。
實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的化學(xué)方程式: 。
2.裝置及主要儀器:

①a、b、d中所裝試劑分別為________ _______。撸撸撸撸撸撸
洗氣瓶(__進(jìn)__出)。
②本氣體發(fā)生裝置為三大發(fā)生裝置之一,適用于固體(或液體)與液體在加熱條下制氣體的實(shí)驗(yàn)。
3.凈化方法:因濃HCl有揮發(fā)性,制的Cl2中;煊 和 雜質(zhì),常用飽和食鹽水除 ___,用 除水蒸氣,其順序是先通過(guò)__________,再通過(guò)__________。
4.收集方法:利用Cl2密度比空氣密度 且 (填 “能”或“不能”)溶于水,難溶于飽和食鹽水,可用 排空氣法或排飽和食鹽水法。
5.尾氣吸收裝置:因Cl2有毒污染空氣,用 吸收多余的氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
6.檢驗(yàn):用濕潤(rùn)的I淀粉試紙,現(xiàn)象是試紙變_______,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________________.

【鞏固練習(xí)】
題號(hào)123456789
答案

1、海水中含量最多的離子是
A、鈉離子 B、氯離子 C、鈣離子 D、鎂離子
2、氯在自然界以化合物形態(tài)存在,18世紀(jì)70年代,首先發(fā)現(xiàn)并制得氯氣的化學(xué)家是
A、漢弗萊•戴維 B、舍勒 C、阿伏加德羅 D、侯德榜
3、如圖所示裝配儀器,接通直流電,電解飽和食鹽水,則電解片刻,在碳棒和鐵釘表面都有氣體生成,其中碳棒表面生成的氣體是
A、Cl2 B、O2
C、H2 D、HCl
4、若上題中電解的是未精制的飽和食鹽水(即是粗鹽溶于水),結(jié)果很快在某一電極附近出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。造成渾濁的難溶物主要是
A、碳酸鎂B、硫酸鋇
C、氫氧化鎂D、碳酸鋇
5、在電解食鹽水之前,需要提純食鹽水。為了除去粗鹽中的Ca2+、g2+、SO42-及泥沙,可將粗鹽溶于水,然后進(jìn)行下列五項(xiàng)操作,正確的操作順序是
①過(guò)濾  ②加過(guò)量的NaOH溶液 、奂舆m量的鹽酸 
④加過(guò)量的碳酸鈉溶液 、菁舆^(guò)量的氯化鋇溶液
A、①④②⑤③ B、④①②⑤③
C、②⑤④①③D、⑤②④③①
6、實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和足量的nO2共熱制氯氣時(shí),若實(shí)際參加反應(yīng)的HCl為0.2mol,理論上可收集到的氯氣的質(zhì)量
(A)約等于3.55g         。˙)小于3.55g
(C)大于3.55g          。―)約等于7.1g
7、用下列兩種方法制取氯氣:①用含氯化氫146克的濃鹽酸與足量的二氧化錳反應(yīng)②用87克二氧化錳與足量的濃鹽酸反應(yīng),則所得氯氣 (提示:稀鹽酸與nO2不發(fā)生反應(yīng))
A、②比①多 B、①比②多 C、一樣多 D、無(wú)法比較
8、為了在實(shí)驗(yàn)室制得不含氯化氫的干燥的氯氣,正確的凈化順序是
A、第一步通過(guò)濃硫酸,第二步通過(guò)無(wú)水氯化鈣
B、第一步通過(guò)濃硫酸,第二步通過(guò)飽和食鹽水
C、第一步通過(guò)飽和食鹽水, 第二步通過(guò)無(wú)水氯化鈣
D、第一步通過(guò)堿石灰,第二步通過(guò)濃硫酸
9、實(shí)驗(yàn)室制取氯氣可以有以下途徑,用化學(xué)方程式表示如下。若制取等質(zhì)量的氯氣,消耗鹽酸最少的是
A、8HCl+2Cr2O7==2Cl+Cr2O3+4H2O+3Cl2↑
B、16HCl+2nO4==2nCl2+8H2O+2Cl+5Cl2↑
C、4HCl+nO2 △nCl2+2H2O+Cl2↑
D、6HCl+ClO3==Cl+3H2O+3Cl2↑
10、實(shí)驗(yàn)室制氯氣有如下操作,正確的操作順序是_________
①緩緩加熱
②加入nO2粉末
③連好裝置,檢查氣密性
④從裝有濃鹽酸的分液漏斗中加濃鹽酸
⑤將多余氯氣用NaOH溶液吸收
⑥向上排氣收集氯氣
11、右圖表示在沒(méi)有通風(fēng)櫥的條下制備氯氣時(shí)設(shè)計(jì)的裝置, 圖中a、b是可控制的彈簧鐵夾。(氯氣在飽和氯化鈉溶液中的溶解度較小。)
⑴儀器A的名稱(chēng)是 ;水槽中應(yīng)盛放的
是 ;燒杯中盛放的是 ;
燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式 ;
⑵在收集氯氣時(shí),應(yīng)打開(kāi) ,關(guān)閉___。當(dāng)氯氣收集完畢時(shí)打開(kāi) ,關(guān)閉___。(填a,b)
⑶ 若要制得標(biāo)準(zhǔn)狀況下的Cl2 0.672L,理論上需要nO2的物質(zhì)的量是多少?
解:

12、某氯堿廠打算利用電解食鹽水所得氣體生產(chǎn)鹽酸。
⑴寫(xiě)出電解食鹽水制取H2、Cl2的化學(xué)方程式: 。
⑵若該氯堿廠日產(chǎn)50% NaOH溶液3000 kg。如果把同時(shí)生產(chǎn)的Cl2和H2都制成38%的鹽酸,試計(jì)算理論上每天可生產(chǎn)鹽酸的質(zhì)量。
解:


【登高眺望】
13.足量的濃鹽酸與4.35gnO2混合加熱,向反應(yīng)后的溶液中加入10.6g10%的Na2CO3溶液,恰好不再產(chǎn)生氣體,再向溶液中加入過(guò)量的AgNO3溶液求:
①標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生Cl2的體積
②生成AgCl沉淀的質(zhì)量
解:




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