袁海雪 陳迪妹 朱俊燕 林曉暢
根據(jù)蘇教版高中化學(xué)教材必修1中氯氣的制取與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,雖然能很好地讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)室制取氯氣和氯氣性質(zhì)的原理,但也存在以下缺點(diǎn):(1)制取裝置用分液漏斗和圓底燒瓶等儀器,裝搭顯得較繁瑣且氣密性欠佳;(2)制得的氯氣往往量大難以控制,造成藥品的浪費(fèi)和環(huán)境的污染;(3)在藥品原料選擇方面,因?yàn)槎趸i與濃鹽酸反應(yīng)的條件需要加熱,較為麻煩,而高錳酸鉀與濃鹽酸中的高錳酸鉀的顏色會給實(shí)驗(yàn)帶來很大的干擾;(4)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中沒有考慮到在檢驗(yàn)酸性時(shí)濃鹽酸中揮發(fā)出來的HCl雜質(zhì)的影響;(5)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)基本上都是連續(xù)的,不利于教師上課時(shí)調(diào)控。為此,我們通過多次的實(shí)驗(yàn)與探究對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下的微量化設(shè)計(jì)。
一、氯氣的制取
圖1如圖1所示,氯氣的制取藥品原料選擇氯酸鉀與濃鹽酸,實(shí)驗(yàn)裝置相當(dāng)簡單,僅僅是一個(gè)大針筒。針筒里面裝了一個(gè)包著適量氯酸鉀的脫脂棉,如果需要氯氣,只需從針筒尖頭吸入濃鹽酸,浸沒脫脂棉,立刻將針尖插入木塞上,氯氣就會慢慢充滿針筒。待針筒的活塞不再上升,反應(yīng)結(jié)束后,氣體制備完成。
二、氯氣的性質(zhì)
1.酸性:如圖2所示,在下端穿好洞的一次性離心管(1.5mL)中放入一小團(tuán)沾滿了NaCl的脫脂棉;將一次性離心管和小試管(13×100)連接好,中間夾住一張pH試紙;將針筒緩慢小心地從木塞上面拔出,迅速插入一次性離心管上部,緩慢注入氯氣;觀察pH試紙的變化情況,待觀察到現(xiàn)象后再用另一針筒注入NaOH溶液,振蕩以吸收多余的尾氣。
圖2注意:對應(yīng)的一次性離心管與小號試管口要?jiǎng)偤媚ズ希灰淮涡噪x心管底部有孔可透入;飽和NaCl的脫脂棉可除去HCl雜質(zhì)氣體,排除干擾。
2.漂白性:如圖3所示,取兩支一次性離心管,一支裝入沾滿水的脫脂棉,一支裝入CaCl2固體顆粒,上下用脫脂棉固定;在一次性離心管和試管中都夾上干燥的品紅試紙;將針筒緩慢小心地從木塞上面拔出,迅速插入一次性離心管上部,緩慢注入氯氣;觀察品紅試紙的變化情況,待觀察到現(xiàn)象后再用另一針筒注入NaOH溶液,振蕩以吸收多余的尾氣。
圖3圖4
3.氧化性:如圖4所示,在下端穿好洞的一次性離心管中放入一小團(tuán)沾滿水的脫脂棉;將一次性離心管和試管連接好,中間夾住一張淀粉KI試紙;將針筒緩慢小心地從木塞上面拔出,迅速插入一次性離心管上部,緩慢注入氯氣;觀察淀粉KI試紙的變化情況,待觀察到現(xiàn)象后再用另一針筒注入NaOH溶液,振蕩以吸收多余的尾氣。
三、實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵及操作注意點(diǎn)
1.本實(shí)驗(yàn)是微量實(shí)驗(yàn),制取的氯氣足夠性質(zhì)實(shí)驗(yàn)使用,取用藥品的量不能過多,否則會產(chǎn)生過多的氣體,將活塞推出針筒,導(dǎo)致氯氣泄漏。
2.本實(shí)驗(yàn)力求清潔環(huán)保,為防止氯氣外泄,在制取氯氣或不用氯氣時(shí)必須將針筒插到木塞上面,防止氯氣泄漏。
3.在用針筒制備氯氣時(shí),吸取的濃鹽酸的量不能過多,只需剛好浸沒脫脂棉。待反應(yīng)結(jié)束后,為防止取用氯氣時(shí)液體噴濺而出,應(yīng)先將針筒內(nèi)反應(yīng)后的廢液注入NaOH溶液中,保留氯氣以待用。
4.在進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗(yàn)用針筒注射完氯氣之后,立即將針尖插入木塞以堵住針口,防止展示或反應(yīng)過程中氯氣外泄。
5.本實(shí)驗(yàn)中所用的試紙最好是干燥的,因?yàn)樾轮坡葰馐菨駶櫟模瑤е魵?,這樣可以減緩實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生,方便觀察。
6.氯氣具有強(qiáng)氧化性,在進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,每個(gè)試管只需注入少量的氯氣,并且緩慢地注射,不要一下子注射太多,造成浪費(fèi)。
四、實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)
1.用針筒作為反應(yīng)裝置,適用于制取少量氯氣的實(shí)驗(yàn)。
2.性質(zhì)實(shí)驗(yàn)在試管和一次性離心管中進(jìn)行,解決了濃鹽酸揮發(fā)產(chǎn)生HCl的干擾。
3.在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中,每種性質(zhì)實(shí)驗(yàn)分不同的試管進(jìn)行,利于老師上課的時(shí)候調(diào)控。
4.整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作簡單,裝置易于搭配,節(jié)約藥品,實(shí)現(xiàn)了綠色化學(xué)。
(責(zé)任編輯羅艷)endprint