許丹萍 衷明華
【中圖分類號】G64.26 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)13-0-01
氯氣的制備及其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)課程中重要的實(shí)驗(yàn)之一,由于氯氣的毒性比較大,用高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣的反應(yīng)速率快,很難控制并且具有較大的危險性,所以在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中,多采用教師演示實(shí)驗(yàn),很少讓學(xué)生動手實(shí)踐。
本實(shí)驗(yàn)秉承綠色化學(xué)以及微型實(shí)驗(yàn)的理念,對氯氣的制備及其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為微型實(shí)驗(yàn)。提高了該實(shí)驗(yàn)的安全性和成功率,使學(xué)生能參與到實(shí)驗(yàn)中來;且微型儀器成本低,能夠滿足普通學(xué)校對實(shí)驗(yàn)操作的需求。
一、實(shí)驗(yàn)原理
制取氯氣:2KMnO4+16HCl=2MnCl+2KCl+5Cl2↑+8H2O
Cl2+H2O=HCl+HClO HClO+品紅溶液→品紅褪色(漂白作用)
2KI+Cl2=2KCl+I2
AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
(一)實(shí)驗(yàn)用品
1.實(shí)驗(yàn)儀器:微型氣體發(fā)生器(無內(nèi)嵌管)、V形側(cè)泡反應(yīng)管、通氣管、燒杯、3ml注射器、脫脂棉等
2.實(shí)驗(yàn)試劑:濃鹽酸、高錳酸鉀(固體)、品紅溶液、碘化鉀溶液、硫酸銀溶液、氫氧化鈉溶液
(二)實(shí)驗(yàn)裝置
(三)實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象
1.按上圖連接好裝置,并檢驗(yàn)裝置的氣密性:先用止水夾夾住U形管支管的橡皮筋,在U形管里加入適量的自來水,右端用一橡膠塞塞住,左端連接一個帶有注射器的橡膠塞,推動注射器,觀察U形管中水的高度變化,如果裝置氣密性良好,U形管中的水會隨著注射器的拉動而產(chǎn)生左右液面高度差。
2.往U形管中加入0.4g左右的高錳酸鉀,在注射器內(nèi)加入適量濃鹽酸,插入U形管左端的橡膠塞中,并在U形管的右端口塞上橡膠塞。在U形側(cè)管用橡皮管連接V形側(cè)泡反應(yīng)管,管中依次加入蘸有品紅溶液的棉花、蘸有碘化鉀溶液的棉花、硫酸銀溶液。最后,將產(chǎn)生的氣體通入到氫氧化鈉中,吸收多余的氯氣,防止污染空氣。
3.實(shí)驗(yàn)開始,逐滴加入濃鹽酸,反應(yīng)開始,觀察反應(yīng)的現(xiàn)象??梢杂^察到:有黃綠色的氣體產(chǎn)生,蘸有品紅溶液的棉花顏色逐漸變淺,蘸有碘化鉀溶液的棉花變成黑色,硫酸銀溶液出現(xiàn)白色沉淀。
三、注意事項(xiàng)
該反應(yīng)不需要加熱,但由于反應(yīng)迅速,在短時間內(nèi)能得到大量的氯氣,所以要靠鹽酸的滴入量來調(diào)節(jié)。反應(yīng)很劇烈時應(yīng)停止加入濃鹽酸,否則會生成七氧化二猛,這種氧化物易發(fā)生爆炸。
四、改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)
1.氯氣的制備和性質(zhì)檢驗(yàn)同時進(jìn)行,簡化了實(shí)驗(yàn)裝置,節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的時間,微型裝置大大的降低了實(shí)驗(yàn)的成本,能夠滿足大多數(shù)學(xué)校對實(shí)驗(yàn)操作的需求。
2.通過注射器控制實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率,非常簡單方便,中學(xué)生更加容易接受掌握;也提高了實(shí)驗(yàn)的安全性。
3.用氫氧化鈉吸收氯氣,防止污染環(huán)境,增強(qiáng)了中學(xué)生的環(huán)保意識。
參考文獻(xiàn):
[1]衷明華.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[M].廣州:暨南大學(xué)出版社,2010.123-125