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專題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)稱為＿＿＿＿＿工業(yè)。我國主要以＿＿＿＿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：＿＿＿＿ 陽極：＿＿ 陰極：＿＿
（1）接通電，觀察陰陽兩極現(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)麝枠O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，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__________,再通過__________。
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___________________________________________________.
【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過濾 ②加過量的NaOH溶液 �、奂舆m量的鹽酸
④加過量的碳酸鈉溶液 �、菁舆^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 （D）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、第一步通過濃硫酸，第二步通過無水氯化鈣
B、第一步通過濃硫酸，第二步通過飽和食鹽水
C、第一步通過飽和食鹽水， 第二步通過無水氯化鈣
D、第一步通過堿石灰，第二步通過濃硫酸
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 ,關(guān)閉___。當(dāng)氯氣收集完畢時(shí)打開 ,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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