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氯化氫制備和性質(zhì)一體化實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

2016-10-31 13:22李粉敏紀(jì)淡意衷明華
關(guān)鍵詞:通氣管燒瓶氣瓶

李粉敏 紀(jì)淡意 衷明華

【中圖分類號】G643.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)22-0-01

一、教材實(shí)驗(yàn)中的缺陷

氯化氫的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn),是高中化學(xué)重要的實(shí)驗(yàn)之一,其涉及到人教版《化學(xué)》九年級下冊第十單元,課題1常見的酸和堿,以及人教版高中化學(xué)必修1第四章,第二節(jié)富集在海水中的元素——氯的相關(guān)知識,因此,教師做好氯化氫的制備和性質(zhì)的演示實(shí)驗(yàn),對學(xué)生能否掌握氯化氫相關(guān)知識,起著重要的作用。

而高中氯化氫的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)還存在著一定的不足:

1、HCl的實(shí)驗(yàn)制法:2NaCl+H2SO4(濃)=Na2SO4+2HCl↑(在500℃~600℃),制取HCl氣體,使用的是NaCl固體與濃H2SO4反應(yīng),而若反應(yīng)時(shí)給予的溫度不夠高,就可能會出現(xiàn)在NaCl固體表面形成一個(gè)NaHSO4硬殼的現(xiàn)象,阻礙了濃H2SO4進(jìn)一步與硬殼內(nèi)部的NaCl反應(yīng)。

2、HCl氣體有毒,若其制備和性質(zhì)的驗(yàn)證分開進(jìn)行的話,會使更多的HCl氣體逃逸到空氣中,污染了環(huán)境,操作也顯得更加麻煩,不利于教師進(jìn)行課堂的演示實(shí)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

針對以上的不足之處,我們對本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了以下改進(jìn):

1、實(shí)驗(yàn)原理:NH4Cl+H2SO4(濃)=(NH4)2SO4+2HCl↑

2、實(shí)驗(yàn)藥品及儀器

(1)藥品:氯化銨固體、98%濃硫酸、紫色石蕊試液、硝酸銀溶液、氫氧化鈉溶液、濃氨水。

(2)儀器:燒杯2個(gè)、注射器1個(gè)、三口燒瓶1個(gè)、圓底燒瓶1個(gè)、分液漏斗1個(gè)、洗氣瓶1個(gè)、漏斗1個(gè)、尖嘴直形通氣管1支、直角形通氣管3支、直形通氣管4支、橡膠管和橡膠塞(若干)。

3、實(shí)驗(yàn)裝置圖

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置(略去鐵架臺和鐵夾)

a、b、c、d、e—橡膠管

A—裝有滴入紫色石蕊試液的氫氧化鈉溶液的燒杯

B—吸入濃氨水的注射器

C—裝有氯化銨固體的三口燒瓶

D—裝有濃硫酸的分液漏斗

E—裝有硝酸銀溶液的洗氣瓶

F—裝有氫氧化鈉溶液的燒杯

三、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

1、檢查裝置氣密性:按以上實(shí)驗(yàn)裝置圖組裝儀器,用酒精燈微烤三口燒瓶,若燒杯A和洗氣瓶E中有氣泡冒出,說明裝置的氣密性良好。

2、裝藥品:在三口燒瓶C中加入15g氯化銨固體,在分液漏斗D中加入一定量的濃硫酸,在洗氣瓶E中加入AgNO3溶液,在燒杯A、F中加入一定量的NaOH溶液,并燒杯A中滴加紫色石蕊試液,用注射器B吸濃氨水。

3、進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(1)將分液漏斗D的活塞打開,讓濃H2SO4滴入到三口燒瓶C中,與NH4Cl固體接觸,并進(jìn)行反應(yīng)。

(2)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定的時(shí)間后,就可以觀察到裝有AgNO3溶液的洗氣瓶E中有白色的AgCl沉淀生成,檢驗(yàn)了Cl-的存在。燒杯F可進(jìn)行尾氣處理。

(3)經(jīng)過一定時(shí)間后,就有氣體會從尖嘴直形通氣管逸出,當(dāng)燒杯中藍(lán)色的溶液變淺(或變?yōu)闊o色)時(shí),圓底燒瓶中就集了較多的HCl氣體,此時(shí),將注射器中的濃氨水壓入圓底燒瓶中,HCl氣體遇到濃氨水,會發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生NH4Cl顆粒,有大量的白煙產(chǎn)生,待白煙小消失后,圓底燒瓶的瓶壁就附著有白色的NH4Cl固體顆粒。

(4)待一小段時(shí)間后,由于HCl氣體溶于水和與濃氨水反應(yīng),被大量地消耗,導(dǎo)致圓底燒瓶中的壓強(qiáng)急劇減小,大氣壓便會將燒杯A中的溶液壓入圓底燒瓶中,溶液經(jīng)過尖嘴直形通氣管,會以噴泉的形式被噴出來,溶液的顏色也會從淺藍(lán)色變?yōu)闊o色,最后變?yōu)榧t色(或從無色變?yōu)榧t色)。

(5)待反應(yīng)結(jié)束后,將裝置拆卸,清洗儀器,實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

四、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后優(yōu)點(diǎn)

1、更換實(shí)驗(yàn)所用的藥品,即將NaCl固體改為NH4Cl固體,可以使實(shí)驗(yàn)持續(xù)的進(jìn)行,也省去了加熱這一操作。

2、將制備和性質(zhì)的驗(yàn)證一體化,可以省去較多的操作步驟,操作起來更加方便,既節(jié)省了時(shí)間,也盡可能減少HCl氣體逃到空氣中污染環(huán)境,適合教師的課堂演示實(shí)驗(yàn)。

3、將HCl氣體的幾個(gè)性質(zhì)放在一個(gè)裝置中進(jìn)行驗(yàn)證,方便快捷。如在圓底燒瓶中,可以驗(yàn)證HCl氣體與濃氨水反應(yīng)時(shí),生成NH4Cl顆粒,有白煙產(chǎn)生,也可以進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證HCl氣體溶于水后的水溶液呈酸性。

4、將注射器中的溶液換成濃氨水,可以更快地消耗HCl氣體,增加噴泉實(shí)驗(yàn)成功的可能性;噴泉實(shí)驗(yàn)噴出的溶液有顏色變化,更加有趣。

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