氯气的实验室制法——公开课

氯气的实验室制法（公开课）
——主讲人wuyuzhang
一教学目标：
1.知识与技能：
○1使学生了解工业制取氯气的方法——电解饱和食盐水法。

○2使学生理解掌握实验室制备氯气的原理和方法。

○3增强学生的实验探究能力和对各装置的理解使用。

2.过程与方法目标：
○1通过创设情景复习回顾氯气的化学性质，达到激发兴趣和考察的目的。

○2通过对氯气制备过程的分析，让学生领悟实验室制备气体的原则方法。

○3在进行实验探究的过程中,培养了学生的分析能力、操作能力以及用科学的研究方法解决实际问题的能力。

3.情感态度和价值观目标：
通过这样一节实验探究课，不仅让学生更加深刻的认识了氯气，还学会了如何制取氯气，特别是懂得了对氯气的净化、尾气处理等相关知识，为在生活中面对氯气泄露避免中毒打下了良好的基础。

同时，培养了学生的环保意识、产品质量意识。

二教学重点、难点：
重点：氯气实验室制法原理、装置的选择确定
难点：对实验装置的改进和创新
三学情分析：
1．学生已基本掌握了氯气的性质，为氯气的收集、尾气的处理打下基础。

2．同学们在此之前已经学习了O2、H2、CO2等气体的制备，有助于学生对氯气的制取实验进行探究。

3．学生做实验的机会较少、基础知识不够扎实，所以在整个探究过程中仍然还需要教师引导。

四教法、学法：
1．教法：情境引入→实验探究→归纳总结→习题巩固（开放式教学）
2．学法：自主学习、合作学习、探究学习→思维发散、能力提高、意识创新。

五教学用具：教学用PPT、教学用视频
六板书设计：
4.2.4氯气的实验室制法
1工业制取：电解饱和食盐水法（氯碱工业）：
电解的化学方程式为：2NaCl+2H2O通电2NaOH+Cl2↑+H2↑
电解的离子方程式为：2Cl—+2H2O通电2OH—+ Cl2↑+ H2↑
2实验室制取：
药品选择→发生装置→收集装置→尾气处理装置
(1) 药品选择
原理：浓盐酸、二氧化锰混合加热
化学方程式：MnO2 +4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O
离子方程式：MnO2 +4H++2Cl—(浓)Mn2++Cl2↑+2H2O
（2）发生装置：固-液加热型
（3）收集装置：向上排空法
（4）尾气吸收装置：NaOH溶液
吸收原理：Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+ H2O
（5）装置改进—除杂：洗气瓶
（6）实验步骤：
六教学过程：
[投影] 猜谜语：
黄绿有毒密度大, 性质活泼显氧化,
变价金属显高价, 溶水溶碱要歧化,
杀菌漂白常用它------------打一化学物质(氯气)
通过学习氯气我们已基本了解了氯气的化学性质，那么氯气是怎么制取的呢？
通过第一节课的学习同学们已经知道了氯元素在自然界中以化合态存在。

无论在工业上还是在实验室里最常见、最经济的含氯化合物是HCl、NaCl，因此常用这些作为反应物。

1工业制取：电解饱和食盐水法（氯碱工业）：
电解的化学方程式为：2NaCl+2H2O通电2NaOH+Cl2↑+H2↑
电解的离子方程式为：2Cl—+2H2O通电2OH—+ Cl2↑+ H2↑
（其中的—1价的Cl转化为Cl2是一个被氧化的过程，因为通电的缘故，氯离子可以被氧化为氯气，但在实验室中制备Cl2通常用化学试剂，因此还需使用氧化剂。

所以下面我们大家就先一起来探究实验室制取氯气的原理。

）
2实验室制取：
药品选择→发生装置→收集装置→尾气处理装置
（1）药品选择
【提问】如果提供浓盐酸、二氧化锰、稀盐酸、NaCl固体、NaCl溶液等试剂，请学生自己设计实验方案，并确定反应原理？
【设计方案】：浓盐酸、二氧化锰（学生口述）
【化学方程式】：MnO2 +4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O （学生板书）
【评析】：其实在第一节课我们已经知道了,氯气是由舍勒第一开始在实验室制得的，而且这是实验室制取的常用方法。

用到的就是浓盐酸、二氧化锰。

在选用试剂的时候，大家容易误认为只要氯离子多就行了，其实氯离子在酸性大的时候还原性会更强，即还与氢离子的浓度有关,所以用浓盐酸。

【指出】：氧化剂是——MnO2，还原剂是——浓HCl，氧化产物——Cl2，还原产物——MnCl2，浓盐酸在这一部分被氧化,一部分与Mn2+ 形成盐，因此既表现了还原性又表现了酸性。

而且根据电子转移情况知还原剂：酸=1：1。

【离子方程式】：MnO2+4H++2Cl—(浓)Mn2++Cl2↑+2H2O（学生板书）（浓硫酸、浓磷酸不拆）
【强调】：浓盐酸的“浓”，随着反应的进行，盐酸的深度会逐渐减小，当降低到一定浓度，反应就不能再进行。

练习：投影（用投影仪）
1.在含4molHCl的浓盐酸中加入足量MnO2，加热至反应结束，在标准状况下制得氯气的体积可能为（A）
A、16.2 L
B、22.4 L
C、28.6 L
D、33.6 L
（2）发生装置确定
【提问】以前我们都学过哪些气体的制备实验，分别是怎样实验的？
O2：固+固加热制气体
H2、CO2：固液不加热制气体
点评：选择气体的发生装置是依据制备气体、所用试剂的状态和反应条件（加热与否）。

【投影】
【提问】1.在氯气的发生装置中用到的装置是什么？
2.分液漏斗与长颈漏斗有什么不同？多了个活塞
3.活塞的作用：分液漏斗的下端管口不用伸入液面以下
4.加热要用到的仪器：石棉网、酒精灯
（3）收集装置
依据气体密度与空气的相对大小及在水中的溶解性；密度大于空气的用向上排空气法收集，密度小于空气的用向下排空气法收集，难溶于水的还可用排水法收集。

因为氯气的密度大于空气，且能溶于水；所以用向上排空气法收集
讨论：依据氯气的物理性质来分析直接收集不再连接其他装置了是否完善？
归纳：由于氯气有毒，不能逸散到空气中，所以要对以往的向上排空气法收集装置进行改进，而且还必须要注意尾气的处理。

（4）尾气吸收装置
【设问】根据学过的氯气的性质，应该选用什么溶液来吸收？
【答】易溶于水的NaOH溶液
吸收原理：Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+ H2O
【论述】根据以上分析综合起来我们可以得到这样一个装置图：
【思考与交流】以上装置图制取得到的氯气是否纯净？如果不纯净可能会掺杂哪些杂质？（学生回答：水蒸气和HCl ）
因为发生装置中加热的是液体浓盐酸，只要是从溶液中逸出来的气体都会有水蒸气，且浓盐酸具有挥发性，所以收集到的一定是混合气体。

若要除去杂质得到干净的氯气一定再对装置进行改进。

（5）装置改进—除杂
【讲述】除去气体中的杂质的装置我们叫做洗气瓶，特点“长进短处”。

根据杂质气体性质：水蒸气—浓硫酸和HCl （极易溶于水）。

除杂遵循不能除去欲得气体，因此不能简单用水除HCl ，而应该用饱和食盐水，此时氯气不溶于水。

顺序为：饱和食盐水→浓H 2SO 4 →收集→吸收 改进后的装置：
A
发生装置 B 除杂装置 C 收集装置 D 吸收装置 （6）实验步骤
○
1 按设计图依次连接好仪器，遵循“先下后上，先左后右”的顺序,并检查装置气密性。

②在烧瓶中加入二氧化锰粉末
③往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中 ④缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出
⑤用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中
2. 用二氧化锰和浓盐酸制取氯气,当有0.4 L 10 mol/L HCl 被氧化时,生成的氯气在
标准状况下的体积为 ( )
A. 22.4L
B. 44.8L
C. 67.2L
D. 89.6L
实验室制取氯气
小结：
本节课我们主要讲了氯气的制备，重点讲的是氯气实验室制法。

氯气的实验室制法一直是高考的热点内容之一，希望同学们通过本节的讲解，能够熟练掌握氯气的制备方法并用此探究方法和原理解决今后遇到的其它的相关实验问题。