氯氣制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新

周曉麗　衷明華

【摘 要】 通過分析人教版高中化學(xué)必修一氯氣的制備及其系列性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的不足，設(shè)計(jì)出一款集制備性質(zhì)檢測一體化、微型實(shí)驗(yàn)裝置。能有效達(dá)到藥品用量少、易操作、實(shí)驗(yàn)教學(xué)耗時(shí)較少的目的，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)符合綠色化學(xué)的理念：節(jié)約、環(huán)保。

【關(guān)鍵詞】 氯氣制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)；一體化微型實(shí)驗(yàn)

【中圖分類號】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）18-00-01

1.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)原因

在人教版化學(xué)必修一課本中，關(guān)于氯氣的漂白性、氧化性、還原性等性質(zhì)的檢驗(yàn)是將二氧化錳與濃鹽酸在加熱情況下產(chǎn)生氯氣，將氯氣通入濕潤的有色花瓣中，觀察氯氣的漂白性，雖現(xiàn)象明顯，但是實(shí)驗(yàn)過程中卻存在很大的問題：氯氣單獨(dú)制備，易泄露、污染空氣、并且過量的氯氣對師生的身心健康有害。對于氯氣性質(zhì)如氧化性、還原性等知識幾乎沒有提及到，但這一知識點(diǎn)卻是高考的考察點(diǎn)，因此教師上課需要知識拓展才能完成考綱的要求。因此，設(shè)計(jì)高效、簡潔、環(huán)保、易操作、現(xiàn)象明顯且能將氯氣制備、性質(zhì)檢驗(yàn)以及氯離子的檢驗(yàn)眾多實(shí)驗(yàn)集一體的實(shí)驗(yàn)裝置顯然更加有意義。

2.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置圖：

3.實(shí)驗(yàn)原理

改進(jìn)成該裝置的原因如下：

3.1因?qū)嶒?yàn)室制取氯氣的原理是在酸性介質(zhì)中，用二氧化錳、高錳酸鉀、氯酸鉀等氧化劑將氯離子氧化成氯氣。而濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)、氯酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)都需要在加熱條件下進(jìn)行。因此我將采用高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，此反應(yīng)不需要加熱。

3.2 Cl2+H2O=HCl+HClO

HClO+有色花瓣→花瓣褪色（漂白作用）

3.3 KI+Cl2=2KCl+I2

3.4 AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3

3.5 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O+

4.實(shí)驗(yàn)儀器

2個(gè)U型試管、兩個(gè)小試管、橡膠管、兩支注射器、棉花

5.實(shí)驗(yàn)藥品

濃鹽酸溶液、高錳酸鉀、碘化鉀溶液、NaOH溶液、硝酸銀溶液、濕潤有色花瓣、棉花

6.實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

6.1組裝儀器：按照實(shí)驗(yàn)裝置圖組裝實(shí)驗(yàn)儀器，用酒精燈在U型管下緩緩加熱，若兩只注射筒往上升，則氣密性良好。

6.2加藥品：拔下橡膠塞，取少量（約2g）高錳酸鉀粉末于第一個(gè)U型試管的小試管中，U型試管底部放置三朵濕潤的有色花瓣，第一只注射器取少量濃鹽酸溶液。取少量碘化鉀溶液于第二個(gè)U型管中，第二個(gè)U型管底部加入少量硝酸銀溶液，第二只注射器中塞滿浸有氫氧化鈉的棉花。

6.3加完藥品：按裝置圖固定儀器

6.4反應(yīng)過程：將濃鹽酸通過注射器加入第一個(gè)小試管中，濃鹽酸與高錳酸鉀開始反應(yīng)，立即有黃綠色的氣體產(chǎn)生。氯氣充滿第一個(gè)U型管和第二個(gè)U型管，發(fā)現(xiàn)濕潤的有色花瓣褪色，碘化鉀溶液從無色變?yōu)樽丶t色又轉(zhuǎn)為黑色沉淀，硝酸銀溶液出現(xiàn)白色沉淀。浸有氫氧化鈉的棉花能夠吸收多余的氯氣，能防止氯氣擴(kuò)散到空氣中污染環(huán)境。

7.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)說明

裝置簡單、方便、環(huán)保：采用微型實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置簡單、方便、藥品用量大幅度減少，成本降低。氯氣制備與性質(zhì)、氯離子檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)合為一體，簡化了實(shí)驗(yàn)操作過程；能夠逐一觀察氯氣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，判斷氯氣的性質(zhì)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)都在密閉的環(huán)境中完成反應(yīng)，將污染環(huán)境的氣體與注射器中NaOH溶液反應(yīng)，進(jìn)行尾氣處理。體現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念。