用實驗檢驗氯水性質的兩點理論推測

文章編號:1005-6629(2010)01-0014-02 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B

在關于氯水性質的教學中，有兩點關注較多，一是氯水的存放時間問題，二是檢驗氯水的酸性和氧化性的方法問題。基于氯水的不穩定性，理論認為用氯水做實驗必須是新制的，久置的氯水不行;氯水既顯酸性又顯氧化性，于是理論認為向氯水里滴加紫色石蕊溶液會有明顯的“先變紅后褪色”的過程，并可以用此方法來演示驗證氯水的酸性和氧化性。下面用實驗來檢驗這兩種理論推測的正確性。

1氯水能放置多久

氯水中存在如下平衡:

Cl2+H2O HCl+HClO①

而HClO不穩定，見光易分解:

2HClO=2HCl+O2↑②

若長時間放置氯水，其中的HClO勢必完全分解，致使反應①向右移動，溶于水中的Cl2完全反應掉，最終使氯水失效。所以但凡提到氯水，總會強調“新制”兩個字，意思非常明顯，若用氯水做相關實驗，久置的氯水是不行的。那么氯水放置多長時間算“久置”呢?筆者對此專門進行了長達一年的觀察實驗。

將新制的飽和氯水密封盛裝在棕色試劑瓶中，放在藥品柜內，遮光保存。

一個星期后，取出適量氯水做相關實驗，其表現出來的性質與新制氯水相同。

三個月后，取出適量氯水進行性質研究。當打開試劑瓶塞時，有強烈的刺激性氣味，倒出少許，能觀察到象新制氯水那樣的黃綠色，其置換KI溶液和NaBr溶液中的碘和溴的能力與新制氯水無明顯區別。用紅墨水染過的紙條檢驗其漂白性，3~5 min內，能使1 cm×1 cm規格的紅色紙條完全褪色。

六個月后，再取適量的氯水進行性質研究。打開試劑瓶塞后稍振蕩，用手在試劑瓶口扇動，能聞到明顯的刺激性氣味，倒出少許觀察顏色，尚能看到極淺的黃綠色，用此氯水分別與KI溶液和NaBr溶液反應，能置換出其中的碘和溴，用30 mL此氯水漂白1 cm×1 cm規格的紅墨水染過的紙條，10 min后紙條完全褪色。

一年以后，再進行剩余氯水的性質研究。將剩余氯水倒在燒杯中觀察，此時溶液顏色與蒸餾水的顏色無異，嗅之，有不易察覺的刺激性氣味。分別取10 mL此溶液注入試管，再分別向其中滴加5滴KI溶液和NaBr溶液，振蕩，可看見滴加KI溶液的試管內呈淺棕黃色，滴加NaBr溶液的試管內呈淺橙色。然后再分別向兩支試管中各加入5 mL CCl4，振蕩，靜置，CCl4層分別呈淺紫色和橙色。最后仍然用1 cm×1 cm規格的紅色墨水染過的紙條檢驗溶液的漂白性，20 min后紙條能完全褪色。可見，放置一年之久的氯水仍然能表現出新制氯水的特性。

綜上所述，如果三個月至一年的時間能算久的話，那么氯水是可以久置的。

2 氯水的酸性和氧化性的檢驗

我們知道，氯水中存在Cl2、H+、HClO等粒子，所以氯水既顯酸性又顯氧化性。于是有人根據氯水的這一性質想當然地認為:向新制的飽和氯水中滴加紫色石蕊溶液，必然出現“先變紅后褪色”的現象，由此檢驗出氯水的酸性和氧化性。

事實是否如此呢?

筆者用以下系列實驗得出了不同的結論。

實驗1. 向新制的飽和氯水中滴加紫色石蕊溶液，紫色立即褪去，看不到“變紅”這一現象。

實驗2. 取1 mL新制的飽和氯水，向其中加入1 mL蒸餾水稀釋，然后滴加紫色石蕊溶液，紫色立即褪去，看不到“變紅”這一現象。

接著，依次用新制飽和氯水與蒸餾水配成的體積比為1∶2，1∶3……1∶10的溶液做相同的實驗，做到體積比為1∶3的溶液時，仍然看不到變紅，而是石蕊溶液的紫色直接褪去。做體積比為1∶4、1∶5、1∶6、1∶7幾組溶液時，能看到“變紅”這一現象，但紅色只能保持不到兩秒鐘的時間，轉瞬間褪為無色。做體積比為1∶8、1∶9、1∶10三組溶液時，紅色現象能保持兩秒鐘左右，但是稍一振蕩，紅色立即消失。

再進一步稀釋氯水，會導致氯水中酸的濃度太低，滴入紫色石蕊溶液亦不能顯示紅色。

通過上述實驗，可得出這樣的結論:用向新制的飽和氯水里滴加紫色石蕊溶液的方法來演示驗證氯水的酸性和氧化性的做法不可取。

原因:一是新制飽和氯水的氧化性很強，紫色石蕊溶液在其中變紅后瞬間即被氧化褪色，肉眼辨別不出紅色;二是酸使石蕊溶液變紅不象堿使酚酞溶液變紅那樣醒目，不易辨別;三是就算將新制飽和氯水稀釋10倍后能看到“變紅”這一現象，但是兩秒鐘左右的時間太短，紅色稍縱即逝，不宜用于演示。

其實，要檢驗氯水的酸性和氧化性，可用兩個簡單的實驗分步進行:取適量氯水，向其中加入NaHCO3粉末，能收集到使澄清石灰水變渾濁的氣體，即可證明氯水具有酸性;另取適量氯水，向其中滴加品紅溶液(或紫色石蕊溶液)，紅色(或紫色)消失，即可證明氯水具有氧化性。