氯及其化合物 课时1 王平
P1：同学们大家好，我是。本节课我们一起来学习必修一第二章第二节《氯及其化合物》第一部分。
P2：我们先来看一段视频来认识“氯及其化合物”。 P3：播放视频
P4：大家都知道，海洋是一个巨大的资源宝库。海洋约占地球表面积的71%。资料表明：如果将海洋中的盐全部提取出来，铺在地球的陆地上，可使陆地平均升高约150米。
P5：人类已经对海洋中的这些资源进行了开发和利用，如建立海水淡化工厂生产淡水，建立盐场，分离出不同的盐分并加以利用。
P6：海洋资源中可被利用的盐大多数都含有氯元素。氯元素是一种重要的成盐元素。自然界中的氯元素主要以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式存在于海水、陆地的盐湖或盐矿中。
P7：在化学上，常见的含氯化合物有用做生活调味品或生理盐水的NaCl，有用做干燥剂的氯化钙。除此之外，还有ZnCl2、KClO3、NaClO、Ca(ClO)2等，这些含氯化合物在生产生活中都有着广泛的应用。
P8：除了上述的含氯化合物之外，氯气也是一种重要的化工原料，可大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等。
P9：接下来，我们来研究氯气的物理性质。通过前面的学习我们知道氯气有着广泛的用途，根据物质的性质决定物质的用途这一化学基本原理，请同学们思考，氯气都有哪些物理性质呢？
P10：请大家仔细观察两张收集有氯气的装置图片，然后我们一起来归纳总结氯气的物理性质。 P11：结合图片并查阅相关资料，可将氯气的物理性质归纳如下。特别需要同学们注意的是：常温下氯气是一种有刺激性气味的黄绿色气体，氯气的密度大于空气的密度。氯气能溶于水，常温下1体积水可溶解约2体积氯气。
P12： 通过前面的学习，大家都知道了到海水是十分重要的资源。海水中含有大量的NaCl等含氯化合物。同时氯气也是很重要的化工原料，那么如何将这些含氯元素的化合物转化为单质氯气呢？
P13：带着这个疑问，我们一起来研究本节课的第二个问题，氯气的发现和实验室制法。 P14：1.氯气的发现。18世纪70年代，瑞典化学家舍勒将软锰矿和浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色有刺激性气味的气体。受当时流行学说的影响，舍勒未能确认这种气体。
直到1810年，英国化学家戴维才确认这种气体是一种新元素组成的单质——Cl2。这一名称来自希腊文，有“绿色”的意思，中文译名曾为“绿气”，后改为“氯气”。 P15：2.氯气的实验室制法。从氯气的发现到氯元素被确认为一种新的元素，时间长达30多年，其间经历了数位科学家的不懈探索。由此可见，科学研究不仅需要勤于钻研，严谨求实的科学态度，更需要勇于探索、执着追求的精神。而舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热制备氯气的方法一直沿用至今。由此可知：实验室制备氯气时所需的(1)反应原料反应原料为二氧化锰和浓盐酸。
P16：(2)反应原理 制备氯气的反应原理为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水。我们先从氧化还原的角度分析该反应：
可以得知：反应物二氧化锰中的锰元素由+4价降至+2价，产物为氯化锰。 同时浓盐酸中的氯元素由-1价升高至产物中的0价，产物为氯气。二氧化锰为该反应的氧化剂，浓盐酸为还原剂。
我们也可以从离子反应的角度分析该反应，该反应的离子方程式为二氧化锰与氢离子、氯离子在加热条件下反应生成锰离子、氯气和水。需要说明的是，反应物浓盐酸随着反应的消耗会逐
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渐变稀，当其成为稀盐酸后该反应就会停止。这也就说明了二氧化锰只与浓盐酸反应，而不与稀盐酸反应。
P17：接下来，我们一起来研究实验室制备氯气的装置。首先请同学们思考：实验室制取气体时应如何选择适宜的装置？ P18：下面我们观看一段视频。
P19：看完了视频，请同学们回顾学过的气备的相关知识。我们知道：实验室制取气体时的装置主要包括四个部分：发生装置、除杂装置、收集装置和尾气处理装置。下面我们分项来研究：
P20：首先我们研究气体发生装置。在初中的化学学习中，我们已经初步掌握了如何选择气体的发生装置，选择发生装置的依据是反应物的状态和反应条件。例如在实验室制备氧气时，如果选用加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物的方法制备氧气，则可选用固、固加热制备气体的装置，装置如图所示。 如果选用常温下过氧化氢与二氧化锰反应制备氧气，则应选取固、液不加热制备气体的装置，装置如图所示。 还有在实验室用锌粒和稀硫酸反应制备氢气时，我们仍然可以选择固、液不加热制备气体的装置。当然同学们也可以选用原理相似，但是实验装置和制备更为简易的固、液不加热的装置来制备气体。装置如图所示。
P21：接下来，我们依据上面所讲的选择依据，结合实验室制氯气的反应原理来选择制备氯气的发生装置。从实验室制备氯气的化学方程式中可以看出，制备氯气的原料物质为固体二氧化锰和液体状态的浓盐酸，且反应条件为加热，因此实验室制备氯气的发生装置应确定为固、液加热装置，装置如图所示。
P22：选择好发生装置后，还要选择合适的气体收集装置。选择收集装置的依据是气体的密度，气体在水中的溶解性以及是否与水反应。通常有排空气法和排水法两种。从制备气体的密度考虑，气体的收集方法可选择排空气法。如果气体密度大于空气密度，则选用向上排空气法收集。如果气体密度小于空气密度，则选用向下排空气法；装置示意图如图所示。 从气体的溶解性考虑，如果收集的气体不溶于水，且不与水反应，我们还可以选择排水法收集。请大家复习初中已经学习过的氧气和氢气的收集方法。
P23：知道了如何选择收集装置，我们来思考收集Cl2时应选用什么方法，我们知道，Cl2的密度大于空气的密度，能溶于水，且已知Cl2可与水发生反应，故而应该选用向上排空气法作为氯气的收集方法。而不能使用排水法。收集氯气的装置如图所示。
P24：接下来，我们将Cl2的发生装置和收集装置连接在一起，就得到了制取和收集Cl2的主要装置。 P25：下面请同学们思考，通过下列装置制备的Cl2是否纯净？若不纯净，可能含有哪些杂质？应该如何除去呢？ 请大家思考，通过回顾制备Cl2的原理和反应原料的性质，可以得知：反应物浓盐酸易挥发，因此生成的Cl2中必然混有HCl，而且还会有少量水蒸气。
P26：下面我们介绍几种常见的除杂装置。如图所示的装置甲，习惯上我们将其称为洗气装置，一般只能盛装液体试剂。如果盛装除杂试剂，可用于除去混合气体中的杂质气体。 如果该装置盛装浓硫酸，则可用于除去某些气体中的水蒸气，也就是我们常说的干燥气体。提醒同学们选用洗气装置甲时：一是要注意气流方向，二是要注意洗气瓶中导管应长进短出。
装置乙称为U型管，装置丙称为干燥管，这两个装置的作用与装置甲类似，通常盛装固体试剂，如碱石灰、无水氯化钙和五氧化二磷等，也可以起到净化或干燥某些气体的作用。通常我们可根据气体及其所含杂质的性质，选择适宜的除杂装置。
P27：下面我们来完成课堂练习。利用下图洗气装置进行实验，除去CO2中混有的HCl，应选用的除杂试剂是什么？ 请同学们思考。 我们知道，选择除杂试剂时，选择的试剂只能与杂质反应，而不与主要物质反应，并且不会生成新的杂质。因此我们选择的除杂试剂为饱和碳酸氢钠溶液。反应原理为碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。二氧化碳不与饱和碳
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酸氢钠反应，达到了除杂的目的。以此类推，除去SO2中混有的HCl，应选用饱和亚硫酸氢钠溶液，其原理为亚硫酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化硫和水，而二氧化硫不与饱和亚硫酸氢钠反应，达到了除杂的目的。有关二氧化硫的相关知识，我们将在后续的化学学习中会进一步讲解。
P28：接下来我们观看一段有关除杂装置及试剂选择的视频。
P29：观看视频后，我们就进一步明确了除去氯气中氯化氢和水蒸气的方法。
除去氯气中混有的HCl气体，可选用饱和食盐水，也就是饱和NaCl溶液，其原因是：氯气在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，而HCl的溶解度却很大。可以除去氯化氢而不损失氯气。 除去氯气中的水蒸气，可选用浓硫酸。
P30：提醒同学们一定要注意除杂的先后顺序，一定要先除去氯化氢，再除去水蒸气，这样才能得到干燥的氯气。
P31：两者选用的装置都是洗气装置，注意气体除杂时洗气瓶中的导管是长进短出。
P32：最后，我们研究实验室制备氯气时的尾气处理装置。根据气体的性质，选择尾气处理装置。因为氯气有毒，人吸入少量会使鼻和喉头的粘膜受到刺激，引起咳嗽和胸部疼痛，吸入大量会中毒。也会污染空气，因此在制备氯气过程中应避免其逸散到空气中。在实验室通常选用碱液，如NaOH溶液来吸收多余的氯气。 实验装置如图所示。
P33：因为氯气有毒，所以：保存、运输和使用氯气时一定要严格遵守相关的操作程序，确保安全。如果遇到氯气泄漏，一定要科学妥善处理。自救时应注意：1.逆风撤离，人员及时转移到高处。2.必要时可用湿毛巾捂住口鼻迅速撤离。
P34：综上所述，我们将制备氯气时的发生装置、除杂装置、收集装置和尾气处理装置连接在一起，就组成了一套完整的制备氯气的装置。利用这一套装置制备氯气，就可以得到纯净、干燥的氯气。
P35：掌握了实验室制备氯气的完整装置后，同学们还要了解仪器的组装顺序和实验操作的主要步骤：① 连接仪器：连接仪器时的正确顺序是从下到上，从左到右。 ② 检查装置气密性：将装置末端的导管浸入水中，关闭分液漏斗的 活塞， 用酒精灯微热圆底烧瓶，可观察到有气泡生成，冷却后导管中能形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好。 ③ 加药品：固体药品(MnO2)加入到圆底烧瓶中，液体药品(浓HCl)装入分液漏斗中。
P36：④ 打开开关，让液体试剂与固体接触。 ⑤ 点燃酒精灯，加热制备气体。 ⑥ 实验结束后，要拆卸装置，清洗仪器。
P37：接下来请大家思考，收集氯气时应如何验满？
常用的方法是： 将湿润的淀粉-碘化钾试纸蘸在玻璃棒上，并将试纸靠近氯气的集气瓶口，观察实验现象。可观察到试纸变蓝。相关解释为氯气与KI发生置换反应，生成I2单质。碘遇淀粉溶液变蓝。
P38：下面我们完成课堂练习
【读题】 某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备氯气。下列分析中不正确的是（ ）请同学们思考：
A项，制备氯气的发生装置中若用分液漏斗代替长颈漏斗，便于加入浓盐酸，避免浓盐酸的挥发，同时便于控制生成气体的速率。而且二氧化锰和浓盐酸的反应需要加热才能反应。，故A正确 B项，②中盛放的NaOH溶液吸收氯气，不能净化氯气，应改用饱和食盐水。B项错误 C项，③为氯气的收集装置，因此可以看到充满黄绿色气体。C正确 D项，氢氧化钠溶液可与氯气反应，用于吸收氯气，防止污染空气。D正确。 因此这道题我们选择B P39：下面我们来完成课堂练习
【读题】实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是哪一项？
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请同学们思考：
实验室用二氧化锰和浓盐酸加热反应制备氯气，制备氯气的正确操作为，先连接好装置，检查装置气密性，然后装入药品，装药品时首先要向圆底烧瓶中装入固体药品二氧化锰，再向分液漏斗中装入浓盐酸，最后加热制取、收集氯气并吸收尾气。因此正确的操作顺序是1 3 4 2 5 。我们选择C
P40：下面我们来完成课堂练习：
将足量的二氧化锰与40g 36.5%的浓盐酸反应产生的氯气同8.7 g二氧化锰与足量的浓盐酸反应产生的氯气质量相比，哪一个更多？ 请同学们思考
P41：解答这道题目，我们可以用假设法：假设两种情况下所给的物质都恰好完全反应，根据实验室制备氯气的化学方程式，计算可产生氯气7.1g。但是题目中的第一种情况是反应物二氧化锰足量，浓盐酸不足量，随着反应的进行，浓盐酸会逐渐变成稀盐酸，而稀盐酸不再与二氧化锰反应，故产生的氯气质量小于7.1g。
第二种情况是反应物二氧化锰不足量，而浓盐酸足量，二氧化锰可以完全反应，故而产生的氯气质量等于7.1g。所以后者产生的氯气多。所以选C。 P 42：下面我们来完成课堂练习。
下列方法适合大量制备Cl2（ 要求原料丰富，价格便宜 ）的是哪一项？ 请同学们思考
题目中的A、B选项一般是实验室制备少量氯气通常采用的方法，故而不适用大量生产。同学们都知道，自然界中的海水是丰富的资源宝库，含有大量的NaCl，
C、D两项都选择NaCl为原料制取氯气，满足原料丰富，价格便宜。但D选项电解熔融氯化钠制备氯气，能耗很大，故而成本很高，所以满足题目要求原料丰富，价格便宜的只能选择C项。
P43 【课堂小结】读ppt
P44 【课后作业】读ppt P45 本节课到此结束，同学们再见。
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