1、人民教育出版社高中化学选修六课题二 化学实验的绿色追求 第2课时 氯气的生成及其性质的微型实验 污水处理 电浮选凝聚法 第2课时 学习目标定位学习目标定位学习重难点：微型实验制取氯气并验证其性质。1.学会通过微型实验制取氯气并验证其性质。2.熟知电浮选凝聚法处理污水的原理及装置，复习胶体的性质。3.增强环保意识和实验创新设计的能力。1氯气的生成及其性质：(1)实验室制取氯气的原理是用 MnO2、KClO3、KMnO4等氧化剂氧化浓盐酸，其化学方程式分别为、。MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2OKClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2O 2KMnO416HCl(浓)=2KCl2
2、MnCl25Cl28H2O 知识回顾区 第2课时 知识回顾知识回顾(2)氯气化学性质很，具有，能将 Fe2、Br、I氧化成 Fe3、Br2、I2；能与大部分金属反应生成金属氯化物，如氯气与铁、铜、钠等金属反应分别生成、等；能与很多非金属反应，如与氢气反应生成；与水反应生成；与氢氧化钠溶液反应生成。活泼 强氧化性 氯化铁 氯化铜 氯化钠 氯化氢 盐酸和次氯酸 次氯酸钠、氯化钠和水 知识回顾区 第2课时 本课栏目开关 2电解法精炼粗铜，用粗铜板作极，精铜片作极；电解时，阳极发生反应；阴极发生反应，电极反应式。3明矾可以作净水剂，其原理是 KAl(SO4)2 溶于水并水解，水解的离子方程式，水解的产
3、物可以吸附水中悬浮物使其沉积下来，从而起到净水的作用。氧化 阳 阴 还原 Al(OH)3 Cu22e=Cu Al33H2OAl(OH)33H知识回顾区 第2课时 探究点一 氯气的生成及其性质实验1如图所示，在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为 0.1 molL1 的 KBr、KI(含淀粉)、NaOH(含酚酞)、FeSO4(含 KSCN)溶液各 1 滴，每种液滴彼此分开，围成半径小于表面皿的圆形(如下图所示)，在圆心处放置2 粒芝麻大小的 KClO3 晶体，盖好表面皿。打开表面皿，向 KClO3 晶体滴加一滴浓盐酸，再立即将表面皿盖好。学习探究区 第2课时 氯气的生成及其性质实验 回答
4、下列问题：(1)e 处的反应现象是_,化学反应方程式是_。(2)氯气与 KBr 溶液反应的化学方程式：_，现象：液滴由_色变为_色；氯气与 KI(含淀粉)溶液反应的化学方程式：_，现象：液滴由_色变为_色。(3)氯气与 FeSO4(含 KSCN)溶液反应的离子方程式：_，现象：液滴由_色变为_色。(4)氯气与 NaOH(含酚酞)溶液反应的化学方程式：_，现象：液滴由_色变为_色。学习探究区 第2课时 KClO36HCl=KCl3Cl23H2O氯酸钾与浓盐酸反应产生黄绿色气体Cl22KI=2KClI2 棕黄蓝Cl22KBr=2KClBr2 无 无 2Fe2Cl2=2Fe32Cl 血红浅绿2NaO
5、HCl2=NaClONaClH2O 无红2上述实验的特点是利用表面皿与玻璃片之间形成的一个的小气室，使生成的在密闭空间扩散，与各试剂液滴，现象明显，并可防止氯气空气。3氯气与水反应能生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性，能使有色物质褪色，利用此装置还可以进行氯气与湿润的有色布条作用，有色布条；与湿润的 pH 试纸作用，试纸等实验。相对密闭 少量氯气 迅速反应 污染 被漂白成白色 先变红后褪色 学习探究区 第2课时 归纳总结(1)氯气的生成及其性质微型实验装置还能进行的实验有。它们之间具有的共同特点是。(2)实验时，可以先在白色的纸上写好化学试剂的 ，再压上玻璃板，根据白纸上的化学试 剂的名称来 ，以
6、避免将试剂的位置记错。CaCO3与盐酸反应制CO2，CO2与Na2O2反应制O2；Na2SO3与浓硫酸反应制SO2，SO2与品红溶液褪色反应；酸性KMnO4溶液与H2S溶液的反应等 都是用来制备气体并试验气体的性质，而 且这些反应不需要加热就可以进行 化学式 或名称以及标号 滴放试剂 学习探究区 第2课时 归纳总结归纳总结(3)微型实验，实验药品的用量一定 ，本实验中氯酸钾的用量就是 大小的两粒，可以用药匙柄的后端 来取用，而其他液体试剂均只取 。在使用一支滴管时，每次取完试剂后都要清洗滴管，避免不同试剂的交叉污染。要少 芝麻 小药匙 一滴 学习探究区 第2课时 活学活用1微型实验因其装置简单
7、、操作简便、药品用量少、减轻污染等优点而得以大量的应用，请回答下列问题。(1)二氧化硫性质检验的微型实验。实验步骤：将小培养皿放在白纸上，如图所示(为简化后的俯视图)，在 A、B、C、D 处分别各滴 1 滴硫化氢溶液、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液、氢氧化钠(含酚酞)溶液，接着在培养皿中央(E 处)滴加浓硫酸(11)和亚硫酸钠溶液各 1滴，并立即盖上大培养皿。通过观察 A、B、C、D 处的现象，可以验证二氧化硫的化学性质分别为_、_、_、_。学习探究区 第2课时 活学活用活学活用漂白性 溶于水显酸性氧化性 还原性(2)下图为氢气还原氧化铜的微型快速实验装置。实验前先将铜丝 1 处理成下端弯曲的一小
8、圆环，并用铁锤锤击成带小孔的燃烧匙，可上下拉动控制反应；将铜丝 2 一端弯曲成螺旋状(如图)。请回答下列问题：在中生成的氢气速率比较快的原因是_；学习探究区 第2课时 铜和锌可形成原电池，锌作负极，反应速率加快操作铜丝 2 的方法是检验产生氢气的纯度后，将铜丝 2 加热至红热后伸入中。问题一：如何检验氢气的纯度_。问题二：中的反应的化学方程式为_。解析 根据培养皿上的试剂：H2S 溶液、酸性 KMnO4 溶液、品红溶液、NaOH(含酚酞)溶液，可以推知分别验证SO2 的氧化性、还原性、漂白性、溶于水显酸性。原电池原理的应用之一是加快反应速率。H2 的验纯用点燃法，H2具有还原性，可还原 CuO
9、。学习探究区 第2课时 CuOH2=CuH2O将收集到氢气的试管用大拇指堵住，对着酒精灯火焰，松开拇指，若听到“噗”的响声较小，则证明氢气已纯净 探究点二 污水处理电浮选凝聚法1实验原理如下图所示，接通电源后，非惰性电极铁作极，(填“失去”或“得到”)电子生成，进一步被氧化，并生成沉淀。其有吸附性，可吸附污物沉积下来，具有净化的作用；铝片作极产生，气泡把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，起到浮选净化作用。阳 失 去 Fe2Fe(OH)3 阴 H2学习探究区 第2课时 污水处理电浮选凝聚法2实验过程与结果在 100 mL 烧杯中加入 80 mL 污水，调节 pH 至，平行悬置两个电极(铝片作极，
10、铁片作极)，接通直流电源，电极上有生成。电解一段时间后，污水的上层，污水的底层，中间的水层则变。3问题讨论若采用惰性电极作阳极能否起到电浮选凝聚的目的？为什么？56 阴 阳 气泡 形成一 层浮渣 积聚一层沉渣 澄清 答案 不能；只能起到电浮选效果。因为阳极产生 O2，阴极产生 H2，它们在上升过程中，使杂质浮到水面被分离，但无 Fe(OH)3 生成，故杂质无法凝聚。学习探究区 第2课时 归纳总结电浮选的实质是将含有电解质的污水作为可电解的介质，通过正负电极导以电流进行电解，其结果可同时或分别产生下述三种效应：(1)电解氧化或还原，其反应可表示为阳极：，阴极：。(2)电解凝聚在阳极上生成的 Fe
11、(OH)3 起着的作用，可，具有净化作用。Fe2e=Fe22H2O4e=4HO2 4Fe210H2OO2=4Fe(OH)38H2H2e=H2 混凝剂吸附污物而沉积下来学习探究区 第2课时 归纳总结归纳总结(3)电浮选电浮选法是对污水进行电解时，在阴极产生大量氢气气泡，气泡直径很小，仅有 520 m，它们起着的作用。污水中的粘附在气泡上，随其，从而达到了净化污水的目的。浮选剂悬浮颗粒上浮学习探究区 第2课时 活学活用2两位同学根据电解原理，利用塑料瓶、9 V 电池、大头针进行电解污水的微型实验。实验装置如下图。根据上图回答下列问题：(1)根据电浮选凝聚法污水处理的净化原理写出阳极区和阴极区上各自
12、的电极反应式：阳极：_阴极：_。学习探究区 第2课时 活学活用活学活用Fe2e=Fe2、2H2O4e=4HO2、4Fe210H2OO2=4Fe(OH)38H 2H2e=H2(2)试分析不能参加反应的污物是如何沉淀的：_。(3)最后悬浮物为什么会形成浮渣：_。(4)甲同学模拟该原理进行污水处理实验，在电压符合要求的情况下，发现产生气泡速度缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。其原因是_。乙同学为甲同学提出一种切实可行的解决措施是向污水中加入适量的_溶液。学习探究区 第2课时 阴极产生 H2 气泡，的大头针(Fe)作为阳极，电解时生成Fe2，Fe2再被氧化生成Fe3，与电源正极相连Fe3水解生成Fe(OH)
13、3，Fe(OH)3具有吸附性，可将污染物吸附而沉淀下来气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层Na2SO4污水中离子浓度较小，导电能力较差 解析 本题是对污水处理实验的缩小化微型实验。其原理是与电源正极相连的大头针(Fe)失去电子生成 Fe2，进一步氧化，并生成 Fe(OH)3 沉淀，Fe(OH)3 有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化作用；与电源负极相连的阴极产生 H2，气泡把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣。溶液导电性强弱与气泡产生的速度即电解的快慢有关，电解质溶液导电性差，电解速度慢，则产生气泡速度慢。电解质溶液导电性与自由移动的阴、阳离子浓度有关，离子浓度低，导电性差，电解时产生的气泡慢
14、。所以应增加电解质溶液中的离子浓度，如加 Na2SO4溶液。学习探究区 第2课时 学习探究区 第2课时 学习小结1工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法类别都正确的是()选项污染物处理措施方法类别A废酸加生石灰中和物理法BCu2等重金属离子加硫酸盐沉降化学法C含苯废水用活性炭吸附物理法D含纯碱的废水加石灰水反应化学法自我检测区 第2课时 自我检测自我检测C解析 本题考查运用化学知识处理污染物的常用方法。用生石灰中和废酸，是化学方法，A 错；CuSO4 不是沉淀，故处理措施错误，B 错；活性炭能吸附某些有气味的气体和有色、有毒物质，是物理方法，C 正确；Na2
15、CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，溶液碱性更强，污染更严重，D 错。自我检测区 第2课时 2某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为使 Cl2 被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()Aa 为正极，b 为负极；NaClO 和 NaClBa 为负极，b 为正极；NaClO 和 NaClCa 为阳极，b 为阴极；HClO 和 NaClDa 为阴极，b 为阳极；HClO 和 NaClB 自我检测区 第2课时 3化学研究小组通过网上查找资料发现，Cl2 的制取有下列不同方案：a 方案：加
16、热条件下二氧化锰与浓盐酸反应制得 Cl2。b 方案：浓盐酸与氯酸钾固体反应制得 Cl2。c 方案：电解饱和食盐水法制得 Cl2。现实验室有供选择的如下几种仪器来制取 Cl2。自我检测区 第2课时(1)用上述仪器不能实现的方案为_。不考虑固定装置的仪器，可行但缺仪器的方案是_，所缺的仪器是_。(2)若 按 b 方 案 制 Cl2 时 发 生 的 化 学 反 应 方 程 式 为_，要制取并收集纯净的 Cl2(允许含有少量水蒸气或空气)，须使用上述仪器中的(按气流从左到右的流向顺序列出)_(填 A、B、C)。(3)若要设计联合实验探究氯气的漂白原理，从制备装置中产生氯气后应连接的装置是什么？(画出装置图并注明所使用的试剂或用品)自我检测区 第2课时 酒精灯acaKClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2O ED本课栏目开关 知识回顾区 自我检测区 学习探究区 解析(1)a 方案用装置 B 或 E 作发生装置，缺少酒精灯作热源，c 方案电解饱和食盐水法制氯气时需要电源。(2)利用排饱和食盐水法收集。(3)氯气的漂白，实际是 HClO 的漂白，先证明氯气本身无漂白性，所以先用干的红布条，再用湿润的红布条，最后除去尾气。自我检测区 第2课时 再见！第2课时