氯化氫制備和性質(zhì)一體化實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

羅志枚 衷明華

一、教材中實(shí)驗(yàn)的缺陷

氯化氫的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)行人教版高中化學(xué)教科書中的一個(gè)比較重要的實(shí)驗(yàn)，能否做好該實(shí)驗(yàn)直接影響到學(xué)生對(duì)氯化氫知識(shí)的掌握。而教材中的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)無論是讓教師演示或是讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，都存在以下不妥之處：

1.實(shí)驗(yàn)比較危險(xiǎn)。①傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在收集氣體的時(shí)候要更換一般集氣瓶和圓底燒瓶（用于進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)），而一般集氣瓶和圓底燒瓶的口徑大小不一樣，所以在更換之時(shí)還要更換橡膠塞和導(dǎo)管；②實(shí)驗(yàn)過程反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生的氯化氫量比較多而且快速，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中用圓底燒瓶作為發(fā)生裝置，由于口徑大小的限制，使用的氣體導(dǎo)管也比較小，未能及時(shí)導(dǎo)出氣體，從而在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)會(huì)導(dǎo)致氯化氫從發(fā)生裝置的圓底燒瓶口冒出。以上過程中會(huì)有不少氯化氫泄漏，存在較大危險(xiǎn)性，這不僅會(huì)給實(shí)驗(yàn)者帶來傷害，還給環(huán)境帶來污染。

2.實(shí)驗(yàn)操作不方便。實(shí)驗(yàn)者既要更換兩個(gè)集氣瓶之間的橡膠塞，又要更換導(dǎo)氣管，還要蓋住集氣瓶口以防氯化氫泄漏，整個(gè)過程如果只由一個(gè)人來完成是比較匆忙的。這樣會(huì)大大影響教學(xué)效果和教學(xué)進(jìn)度。

二、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

針對(duì)以上問題，筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作安全化和簡(jiǎn)易化。具體改進(jìn)方案如下。

1.實(shí)驗(yàn)用品

三口燒瓶、分液漏斗、酒精燈、石棉網(wǎng)、玻璃導(dǎo)管和橡膠導(dǎo)管、平底燒瓶、尖嘴玻璃管、集氣瓶、橡膠塞、鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、小漏斗、燒杯、注射器、小試管。

98%濃硫酸、氯化鈉固體、紫色石蕊試劑、硝酸銀溶液、濃氨水、蒸餾水。

2.實(shí)驗(yàn)裝置圖（裝置略去鐵架臺(tái)和夾子）

a、b、c、d、e、f—橡膠管；A—裝有滴入紫色石蕊試劑的蒸餾水的燒杯；

B—平底燒瓶；C—裝有氯化鈉固體的三口燒瓶；

D—裝有濃硫酸的分液漏斗；E—集氣瓶；

F—裝入蒸餾水的燒杯；G—吸入蒸餾水的注射器；

H—吸入濃氨水的注射器；I—裝有滴入紫色石蕊試劑的蒸餾水的燒杯

3.實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

（1）制備

①查：先檢查分液漏斗是否可用，保證導(dǎo)管和集氣瓶（包括平底燒瓶）干燥，再按照?qǐng)D1所示連接好裝置，并檢驗(yàn)其氣密性。

②裝：往三口燒瓶中加入7g氯化鈉固體，在分液漏斗中加入8mL濃硫酸。

③放：先夾住e橡膠管，然后放開分液漏斗開關(guān)，最后留少量濃硫酸液封。

④移：待A中溶液由紫色變?yōu)槌燃t色或紅色即說明B中已充滿氯化氫，則把e中夾子轉(zhuǎn)移到d中夾住。同時(shí)，另取兩個(gè)夾子夾住a和c處，然后用G注射器往B中注入幾滴水，并把B轉(zhuǎn)移到另一鐵架臺(tái)，如圖1中右圖所示。

⑤點(diǎn)：由于反應(yīng)物被反應(yīng)了一部分，可點(diǎn)燃酒精燈加熱使反應(yīng)速率加快。（該步驟看實(shí)際情況，如有需要?jiǎng)t加熱。因?yàn)楣P者在讓其自然反應(yīng)的同時(shí)去做噴泉實(shí)驗(yàn)，有充分的時(shí)間讓其反應(yīng)。如需加熱，注意在反應(yīng)尾聲熄滅酒精燈）

（2）噴泉實(shí)驗(yàn)和酸的通性（H⁺）：打開夾住b橡膠管的夾子，并瞬時(shí)把b導(dǎo)管插進(jìn)水中。此時(shí)可看到平底燒瓶?jī)?nèi)有噴泉現(xiàn)象，且溶液顏色顯橙紅色或紅色，此現(xiàn)象也證明了氯化氫溶于水形成鹽酸顯酸性。

（3）HCl的檢驗(yàn)：用H注射器往E中注入幾滴濃氨水，可觀察到白煙充滿整個(gè)集氣瓶。

（4）鹽酸的通性（Cl^-）：取適量F中的溶液于一小試管中，滴入2-3滴硝酸銀溶液，震蕩，觀察到有白色沉淀產(chǎn)生。（實(shí)驗(yàn)反應(yīng)物的用量保證了生成物氯化氫充滿兩個(gè)收集氣體的容器的同時(shí)，有多余氣體被F中的水吸收）

四、改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

1.無論是在氯化氫的制備，還是在進(jìn)行氯化氫的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，整個(gè)過程中都不需要更換橡膠塞或?qū)Ч埽@很好地保證了實(shí)驗(yàn)的安全性和杜絕氯化氫泄漏而造成環(huán)境污染。

2.在三口燒瓶?jī)蛇叺钠靠谥锌山尤牍軓捷^大的導(dǎo)管，可使氣體快速疏導(dǎo)，從而降低三口燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)，防止壓強(qiáng)過大而使氣體從橡膠塞泄漏，實(shí)驗(yàn)更安全。

3.在HCl的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，直接用注射器注入濃氨水，也杜絕了HCl的泄漏，實(shí)驗(yàn)更安全。

4.整個(gè)制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)過程可由一位實(shí)驗(yàn)者輕松、安全地進(jìn)行。

（責(zé)任編輯 羅 艷）