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【中图分类号】G64.26 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)13-0-01
氯气的制备及其性质实验是中学化学课程中重要的实验之一,由于氯气的毒性比较大,用高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气的反应速率快,很难控制并且具有较大的危险性,所以在中学化学实验课程教学中,多采用教师演示实验,很少让学生动手实践。
本实验秉承绿色化学以及微型实验的理念,对氯气的制备及其性质实验改进为微型实验。提高了该实验的安全性和成功率,使学生能参与到实验中来;且微型仪器成本低,能够满足普通学校对实验操作的需求。
一、实验原理
制取氯气:2KMnO4+16HCl=2MnCl+2KCl+5Cl2↑+8H2O
Cl2+H2O=HCl+HClO HClO+品红溶液→品红褪色(漂白作用)
2KI+Cl2=2KCl+I2
AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
二、实验改进
(一)实验用品
1.实验仪器:微型气体发生器(无内嵌管)、V形侧泡反应管、通气管、烧杯、3ml注射器、脱脂棉等
2.实验试剂:浓盐酸、高锰酸钾(固体)、品红溶液、碘化钾溶液、硫酸银溶液、氢氧化钠溶液
(二)实验装置
(三)实验步骤及现象
1.按上图连接好装置,并检验装置的气密性:先用止水夹夹住U形管支管的橡皮筋,在U形管里加入适量的自来水,右端用一橡胶塞塞住,左端连接一个带有注射器的橡胶塞,推动注射器,观察U形管中水的高度变化,如果装置气密性良好,U形管中的水会随着注射器的拉动而产生左右液面高度差。
2.往U形管中加入0.4g左右的高锰酸钾,在注射器内加入适量浓盐酸,插入U形管左端的橡膠塞中,并在U形管的右端口塞上橡胶塞。在U形侧管用橡皮管连接V形侧泡反应管,管中依次加入蘸有品红溶液的棉花、蘸有碘化钾溶液的棉花、硫酸银溶液。最后,将产生的气体通入到氢氧化钠中,吸收多余的氯气,防止污染空气。
3.实验开始,逐滴加入浓盐酸,反应开始,观察反应的现象。可以观察到:有黄绿色的气体产生,蘸有品红溶液的棉花颜色逐渐变浅,蘸有碘化钾溶液的棉花变成黑色,硫酸银溶液出现白色沉淀。
三、注意事项
该反应不需要加热,但由于反应迅速,在短时间内能得到大量的氯气,所以要靠盐酸的滴入量来调节。反应很剧烈时应停止加入浓盐酸,否则会生成七氧化二猛,这种氧化物易发生爆炸。
四、改进后的优点
1.氯气的制备和性质检验同时进行,简化了实验装置,节约了实验的时间,微型装置大大的降低了实验的成本,能够满足大多数学校对实验操作的需求。
2.通过注射器控制实验的反应速率,非常简单方便,中学生更加容易接受掌握;也提高了实验的安全性。
3.用氢氧化钠吸收氯气,防止污染环境,增强了中学生的环保意识。
参考文献:
[1]衷明华.中学化学实验教学研究[M].广州:暨南大学出版社,2010.123-125
氯气的制备及其性质实验是中学化学课程中重要的实验之一,由于氯气的毒性比较大,用高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气的反应速率快,很难控制并且具有较大的危险性,所以在中学化学实验课程教学中,多采用教师演示实验,很少让学生动手实践。
本实验秉承绿色化学以及微型实验的理念,对氯气的制备及其性质实验改进为微型实验。提高了该实验的安全性和成功率,使学生能参与到实验中来;且微型仪器成本低,能够满足普通学校对实验操作的需求。
一、实验原理
制取氯气:2KMnO4+16HCl=2MnCl+2KCl+5Cl2↑+8H2O
Cl2+H2O=HCl+HClO HClO+品红溶液→品红褪色(漂白作用)
2KI+Cl2=2KCl+I2
AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
二、实验改进
(一)实验用品
1.实验仪器:微型气体发生器(无内嵌管)、V形侧泡反应管、通气管、烧杯、3ml注射器、脱脂棉等
2.实验试剂:浓盐酸、高锰酸钾(固体)、品红溶液、碘化钾溶液、硫酸银溶液、氢氧化钠溶液
(二)实验装置
(三)实验步骤及现象
1.按上图连接好装置,并检验装置的气密性:先用止水夹夹住U形管支管的橡皮筋,在U形管里加入适量的自来水,右端用一橡胶塞塞住,左端连接一个带有注射器的橡胶塞,推动注射器,观察U形管中水的高度变化,如果装置气密性良好,U形管中的水会随着注射器的拉动而产生左右液面高度差。
2.往U形管中加入0.4g左右的高锰酸钾,在注射器内加入适量浓盐酸,插入U形管左端的橡膠塞中,并在U形管的右端口塞上橡胶塞。在U形侧管用橡皮管连接V形侧泡反应管,管中依次加入蘸有品红溶液的棉花、蘸有碘化钾溶液的棉花、硫酸银溶液。最后,将产生的气体通入到氢氧化钠中,吸收多余的氯气,防止污染空气。
3.实验开始,逐滴加入浓盐酸,反应开始,观察反应的现象。可以观察到:有黄绿色的气体产生,蘸有品红溶液的棉花颜色逐渐变浅,蘸有碘化钾溶液的棉花变成黑色,硫酸银溶液出现白色沉淀。
三、注意事项
该反应不需要加热,但由于反应迅速,在短时间内能得到大量的氯气,所以要靠盐酸的滴入量来调节。反应很剧烈时应停止加入浓盐酸,否则会生成七氧化二猛,这种氧化物易发生爆炸。
四、改进后的优点
1.氯气的制备和性质检验同时进行,简化了实验装置,节约了实验的时间,微型装置大大的降低了实验的成本,能够满足大多数学校对实验操作的需求。
2.通过注射器控制实验的反应速率,非常简单方便,中学生更加容易接受掌握;也提高了实验的安全性。
3.用氢氧化钠吸收氯气,防止污染环境,增强了中学生的环保意识。
参考文献:
[1]衷明华.中学化学实验教学研究[M].广州:暨南大学出版社,2010.123-125