蘇教版 (2019)必修第一冊第一單元氯氣及氯的化合物學(xué)案及答案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

?專題3 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)
第一單元氯氣及氯的化合物
第1課時(shí) 氯氣的發(fā)現(xiàn)與制備
目標(biāo)導(dǎo)航

課程標(biāo)準(zhǔn)
課標(biāo)解讀
1．知道海水中的豐富資源和氯化鈉作為重要工業(yè)原料的主要用途。
2．初步認(rèn)識工業(yè)上電解飽和食鹽水制取氯氣的反應(yīng)原理。
3．學(xué)會實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的方法，通過分析、推理，設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)。
1．通過氯氣的制備的學(xué)習(xí)，體會化學(xué)與生活、環(huán)境保護(hù)的重要意義，增強(qiáng)社會責(zé)任感。（科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任）
2．通過實(shí)驗(yàn)探究氯氣的制備，能提出問題和假設(shè)。根據(jù)假設(shè)提出具體的實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。（科學(xué)探究與創(chuàng)新意識）

知識點(diǎn)01 氯氣的發(fā)現(xiàn)
1．元素的存在形態(tài)
游離態(tài)：元素以________形式存在的狀態(tài)。
化合態(tài)：元素以________形式存在的狀態(tài)。
2．氯元素在自然界中的存在
在自然界中，氯元素全部以________的形式存在。
海水中蘊(yùn)含豐富的氯元素，它主要以________、________等氯化物的形式存在。
3．氯氣的發(fā)現(xiàn)
1774年，瑞典化學(xué)家舍勒將________與________混合加熱，意外的產(chǎn)生一種具有強(qiáng)烈________氣味的________氣體。
1810年，英國化學(xué)家戴維仔細(xì)研究了這種氣體，并將其命名為氯氣。
【即學(xué)即練1】判斷正誤：
(1)海水中蘊(yùn)含大量的氯元素，全部以化合態(tài)的形式存在(　　)
(2)用物理的方法，通過特殊的分離手段可以獲取氯氣(　　)
(3)在自然界氯元素主要以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中(　　)
(4)由于氯元素在自然界中存在很廣，因而它很容易被發(fā)現(xiàn)(　　)
(5)氯氣是無色無味的氣體(　　)

知識點(diǎn)02 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1．反應(yīng)原理
實(shí)驗(yàn)室常用MnO2將濃鹽酸中化合態(tài)的氯元素氧化為游離態(tài)的氯氣，化學(xué)方程式：
MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
2．儀器裝置

(1)氣體發(fā)生裝置類型：________________________________。
(2)發(fā)生裝置所用儀器的名稱為________________________。
3．收集方法
用________排空氣法，理由是________________________________________。
4．尾氣處理
燒杯內(nèi)盛放的液體是________，其作用是________________________________。
【即學(xué)即練2】有關(guān)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的說法中，正確的是（）
A．能用排水法收集氯氣
B．如果加入足量的MnO2，鹽酸將會完全反應(yīng)
C．可以用澄清石灰水來吸收氯氣
D．如果加入足量的濃鹽酸，MnO2將會完全反應(yīng)

知識點(diǎn)03 氯氣的工業(yè)制法
1．實(shí)驗(yàn)探究——模擬工業(yè)制備氯氣
(1)實(shí)驗(yàn)過程
按下圖所示電解飽和食鹽水的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①接通電源，觀察鐵棒和石墨棒上發(fā)生的現(xiàn)象。通電一段時(shí)間后，將小試管套在a管上，收集U形管左端產(chǎn)生的氣體。2 min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，松開拇指，檢驗(yàn)收集到的氣體。
②取一支小試管，用向上排空氣法收集從b管導(dǎo)出的氣體，觀察收集到的氣體的顏色。
③關(guān)閉電源，打開U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，觀察溶液的顏色。
(2)現(xiàn)象與推理

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論
①

②

③

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
根據(jù)實(shí)驗(yàn)推斷電解飽和食鹽水的產(chǎn)物是________________________。
2．氯堿工業(yè)
(1)工業(yè)制取氯氣的反應(yīng)原理：________________________________________。
(2)氯堿工業(yè)：以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取________________等產(chǎn)品的工業(yè)。
【即學(xué)即練3】下列關(guān)于電解飽和食鹽水過程的說法正確的是(　　)
A．電解飽和食鹽水的工廠要首先將食鹽進(jìn)行除雜
B．與電源正極相連的電極區(qū)有NaOH生成
C．與電源負(fù)極相連的電極上有氯氣生成
D．電解飽和食鹽水的過程中Na＋的濃度減小

能力拓展

考法01 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1．化學(xué)原理：
MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
也可以用高錳酸鉀、重鉻酸鉀、氯酸鉀等氧化劑代替二氧化錳。如2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
2．實(shí)驗(yàn)裝置：
(1)制備裝置：粉末狀固體＋液體氣體。
(2)除雜裝置：除去Cl2中少量HCl、水蒸氣，可先通入飽和食鹽水除去HCl，再通過濃H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。
(3)收集裝置
驗(yàn)滿：①觀察法：集氣瓶中充滿黃綠色氣體
②濕潤的淀粉碘化鉀試紙(變藍(lán))或品紅試紙(先變紅后褪色)
(4)吸收裝置：
燒杯中盛有NaOH溶液(不能用水代替)。氯氣有毒，有毒氣體必須加以吸收，防止污染空氣。一般用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
3．實(shí)驗(yàn)步驟：
實(shí)驗(yàn)室制取干燥純凈的氯氣可按如下思路設(shè)計(jì)：
①發(fā)生裝置―→②凈化裝置―→③收集裝置―→④尾氣吸收裝置。
固＋液氣除去HCl除去H2O―→向上排空氣集氣法―→NaOH溶液吸收。
實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示：

【典例1】某?；瘜W(xué)興趣小組擬用濃鹽酸與二氧化錳加熱反應(yīng)，制取并收集2瓶干燥、純凈的氯氣。為防止換集氣瓶時(shí)生成的氯氣污染空氣，設(shè)計(jì)了如下裝置：

(1)寫出Ⅰ裝置燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________。
(2)裝置Ⅱ中盛放的藥品是飽和氯化鈉溶液，其作用是__________________；裝置Ⅲ的作用是干燥氯氣，應(yīng)盛放________。
(3)實(shí)驗(yàn)開始后，先________a________b(填“關(guān)閉”或“打開”，下同)；當(dāng)集滿一瓶氯氣時(shí)，為減少換集氣瓶時(shí)氯氣的外逸，再________a________b，換好集氣瓶后，繼續(xù)收集氯氣。
(4)興趣小組的某些同學(xué)準(zhǔn)備在燒杯中加入下列溶液中的一種來吸收殘余氯氣，你認(rèn)為其中不恰當(dāng)?shù)氖莀_______(填序號)。
A．氫氧化鈉溶液　　B．濃硫酸　　 C．水

考法02 氯氣的工業(yè)制法——電解飽和食鹽水
1．反應(yīng)原理：
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2．產(chǎn)物的檢驗(yàn)：
H2：快速收集一試管生成的氣體，用拇指堵住試管口，移近酒精燈，松開拇指，可聽到爆鳴聲。
Cl2：使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)。
NaOH：滴入酚酞試液，溶液變紅。
3．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論
鐵棒和石墨棒上通電后有氣泡產(chǎn)生
通電后有新的氣體物質(zhì)生成
鐵棒周圍的溶液滴加酚酞變紅色
有堿性物質(zhì)(NaOH)生成
將鐵棒上方收集到的氣體靠近火焰，有爆鳴聲
有氫氣生成
用手輕輕扇動(dòng)在石墨棒上方收集到的黃綠色氣體，聞到有刺激性氣味且該氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)
有黃綠色刺激性氣味的氣體(Cl2)生成
【典例2】某實(shí)驗(yàn)興趣小組利用如下圖所示裝置進(jìn)行電解飽和食鹽水并檢驗(yàn)其生成產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)圖中開關(guān)K閉合片刻后，試填空：

(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為__________________________。
(2)a為電源的________極(填“正”或“負(fù)”)；D中收集的氣體是___________。
(3)C試管盛放________溶液。溶液中A電極附近的現(xiàn)象為_______________________________。

分層提分

題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
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．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的說法正確的是(　　)
A．盛濃鹽酸的分液漏斗可用長頸漏斗代替
B．為了便于學(xué)生觀察氯氣的制備實(shí)驗(yàn)，可在講臺上直接做氯氣的制備實(shí)驗(yàn)
C．可用飽和食鹽水吸收尾氣
D．可在集氣瓶口放一張濕潤的淀粉－碘化鉀試紙，觀察氯氣是否收集滿
3．電解飽和食鹽水時(shí)，與電源負(fù)極相連的電極上得到的氣態(tài)物質(zhì)是(　　)
A．氯氣 B．氫氣 C．燒堿 D．氯化氫
4．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳制取氯氣的敘述不正確的是(　　)
A．二氧化錳與濃鹽酸共熱
B．緩慢加熱反應(yīng)
C．用向下排空氣法收集氯氣
D．多余的氯氣常用較濃的堿液吸收
5．某化學(xué)小組用如圖所示的裝置制取氯氣，下列說法正確的是(　　)
A．該裝置圖中只存在兩處錯(cuò)誤
B．該實(shí)驗(yàn)中收集氯氣的方法正確
C．為了防止氯氣污染空氣，必須用飽和食鹽水進(jìn)行尾氣處理
D．在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙可以驗(yàn)證是否有氯氣逸出
6．下列關(guān)于氯的說法不正確的是(　　)
A．氯元素在自然界中存在游離態(tài)，只是量極少
B．實(shí)驗(yàn)室制備Cl2可用排飽和食鹽水法收集
C．氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體
D．氯是重要的“成鹽元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陸地的鹽礦中
7．下列關(guān)于氯氣制備原理的說法中不正確的是(　　)
A．電解飽和食鹽水制氯氣時(shí)，與電源正極相連的碳棒上方充滿黃綠色氣體
B．工業(yè)上制取氯氣的原料是飽和食鹽水
C．實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是相同的
D．實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)最好大火加熱使溫度迅速升高
8．工業(yè)上電解飽和食鹽水制Cl2和實(shí)驗(yàn)室用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2相同的原理是(　　)
A．都是將負(fù)價(jià)的氯轉(zhuǎn)變?yōu)榱銉r(jià)的氯
B．都是將正價(jià)的氯轉(zhuǎn)變?yōu)榱銉r(jià)的氯
C．都是復(fù)分解反應(yīng)
D．都是置換反應(yīng)
9．下列關(guān)于電解飽和食鹽水過程的說法正確的是(　　)
A．電解飽和食鹽水的工廠要首先將食鹽進(jìn)行除雜
B．與電源正極相連的電極區(qū)有NaOH生成
C．與電源負(fù)極相連的電極上有氯氣生成
D．電解飽和食鹽水的過程中Na＋的濃度減小
10．某化學(xué)小組用圖示裝置制取氯氣，下列說法不正確的是(　　)

A．該裝置圖中至少存在兩處明顯錯(cuò)誤
B．為了防止氯氣污染空氣，必須進(jìn)行尾氣處理
C．在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙，可以證明是否有氯氣逸出
D．該實(shí)驗(yàn)中收集氯氣的方法不正確
11．如圖所示是某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中制取干燥純凈的氯氣及吸收多余氯氣的裝置圖。

(1)這個(gè)裝置圖中有哪些錯(cuò)誤？請分別指出：
①____________________________________，②____________________________________，
③____________________________________，④____________________________________。
(2)在改正的裝置中，洗氣瓶中各溶液起什么作用？
①飽和食鹽水起的作用是__________________________________。
②濃硫酸起的作用是_________________________。
③氫氧化鈉溶液起的作用是_______________________________。
(3)寫出氣體發(fā)生裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________，寫出氯氣通入氫氧化鈉溶液中的化學(xué)方程式：_________________________。

題組B 能力提升練
1．實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和足量的MnO2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3.55 g　　　　　B．小于3.55 g C．大于3.55 g　　　D．約等于7.1 g
2．已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(夾持及加熱裝置已省略)來制備純凈、干燥的氯氣，并探究它與金屬的反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)裝置單元，其中有錯(cuò)誤的是(　　)

A．①和②處 B．②處 C．②和③處 D．②③④處
3．下列裝置中驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是(電極均為石墨，Cl2能使淀粉-KI溶液變藍(lán))(　　)

4．用惰性電極電解未精制的飽和食鹽水，食鹽水裝在U形管內(nèi)。結(jié)果很快在某一電極附近出現(xiàn)食鹽水渾濁現(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．下圖表示在沒有通風(fēng)櫥時(shí)制取純凈的氯氣設(shè)計(jì)的裝置圖，圖中A、B是可控制的彈簧鐵夾。

(1)燒杯中盛放的液體是________，其作用是________________________，水槽中盛放的液體是________。
(2)簡述操作過程：(從氯氣已經(jīng)產(chǎn)生開始)在收集氯氣之前，應(yīng)__________________________；當(dāng)氯氣純度合乎要求時(shí)，應(yīng)_______________________；當(dāng)氯氣收集完畢時(shí)，應(yīng)__________________________。

題組C 培優(yōu)拔尖練
1．將0.2 mol MnO2和50 mL 12 mol·L－1的鹽酸混合后緩緩加熱，向反應(yīng)完全后的溶液中加入足量AgNO3溶液，則生成的AgCl沉淀的物質(zhì)的量(不考慮鹽酸的揮發(fā))(　　)
A．等于0.3 mol B．小于0.3 mol
C．在0.3～0.6 mol之間 D．以上結(jié)論均不正確
2．某研究性學(xué)生小組設(shè)計(jì)了用氧化濃鹽酸的方法制取氯氣的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置如下圖：

(1)寫出圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________。
(2)如果將過量的二氧化錳與20 mL 12 mol·L－1的鹽酸混合加熱，充分反應(yīng)后生成的氯氣明顯少于0.06 mol。其主要的原因有
①_______________________________；②______________________________。
(3)L的作用是____________________________；B的作用是___________________________。
(4)為了提高濃鹽酸的利用率，你對實(shí)驗(yàn)的建議是_________________________________________。
3．請用如圖所示儀器，設(shè)計(jì)一個(gè)電解飽和食鹽水并測定電解時(shí)產(chǎn)生的H2的體積和檢驗(yàn)Cl2的實(shí)驗(yàn)裝置(提示：Cl2可與KI反應(yīng)生成I2，淀粉遇I2變藍(lán))。

(1)所選儀器連接時(shí)，各接口的順序是(填各接口的字母代號)：A接________、________接________；B接________、________接________。
(2)證明產(chǎn)物Cl2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)測得產(chǎn)生的氫氣體積(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)為5.60 mL，電解后溶液的體積恰好為50.0 mL，則溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為________。

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