氯氣的制備及性質(zhì)驗(yàn)證的一體化改進(jìn)設(shè)計(jì)

石明梅

摘要： 氯氣的制備和性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中很重要，是高考的高頻考點(diǎn)，但學(xué)習(xí)過程中由于氯氣具有毒性，教學(xué)過程中都回避實(shí)驗(yàn)操作，或是用視頻代替或是口述方式，學(xué)生沒能身臨其境，直接感受。氯氣的制備及性質(zhì)的一體化設(shè)計(jì)，量少，污染小，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直接感受，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯。一體化設(shè)計(jì)涉及氣體的制備、除雜、性質(zhì)驗(yàn)證、尾氣處理等連續(xù)性問題，能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S邏輯、實(shí)驗(yàn)、觀察等能力及綠色化學(xué)思想，為高考題中“以氣體制備為主線的物質(zhì)制備和驗(yàn)證”題打下牢固思維基礎(chǔ)。對(duì)后續(xù)第三節(jié)第四節(jié)中SO2、NH3、NO2等氣體的制備和驗(yàn)證有指導(dǎo)作用，

關(guān)鍵字：實(shí)驗(yàn);制備;性質(zhì);創(chuàng)新改進(jìn)

中圖分類號(hào)：A ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：（2021）-25-313

一、原實(shí)驗(yàn)裝置的不足

實(shí)驗(yàn)氣體有毒，影響師生健康，污染空氣，不能直接觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。課本上關(guān)于氯氣的制取是以“科學(xué)史話”和“思考與交流”的形式呈現(xiàn)，但其中沒有涉及到該有的裝置圖和方程式，現(xiàn)目前學(xué)生對(duì)這類實(shí)驗(yàn)見的還比較少，提取和加工信息能力還比較弱，這樣學(xué)生對(duì)氯氣的制取會(huì)認(rèn)識(shí)不到位。同時(shí)對(duì)于氯氣的性質(zhì)課本上只涉及到實(shí)驗(yàn)【4-3】與H2反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)【4-4】和【4-5】氯氣漂白性的探究，而且這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的研究需要事先制備收集干燥，操作很不方便。而對(duì)氯氣與金屬反應(yīng)、氧化性、氯氣溶于水后的酸堿性，制取及制取過程中除雜、干燥，尾氣處理都沒有涉及到。而這些都是氯氣的重要性質(zhì)和重要考點(diǎn)，是高考實(shí)驗(yàn)題設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)典范。

二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)要點(diǎn)

針對(duì)以上情況，現(xiàn)對(duì)課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如圖1的改進(jìn)。

1.改進(jìn)后，實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，反應(yīng)速率很好控制;

2.改進(jìn)后，試劑和藥品用量大大減小，也不會(huì)將有毒有強(qiáng)烈刺激性氣味的氯氣釋放到空氣中，造成教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境的緊張;

3.改進(jìn)后，氯氣的制備和性質(zhì)的驗(yàn)證可以一條線探究結(jié)束;

4.改進(jìn)后，裝置增加一個(gè)空的注射器作為恒壓裝置，可以觀察活塞的位置判斷氣體產(chǎn)生速率和裝置是否安全，量大時(shí)可以在注射器尾部綁上一個(gè)氣球，以免量大速度快噴出。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理

內(nèi)容：氯氣的制取及其性質(zhì)的檢驗(yàn)。（物理性質(zhì)：顏色、氣味、狀態(tài)、溶解性;化學(xué)性質(zhì)：與水反應(yīng)，與非金屬反應(yīng)、與金屬反應(yīng)、氧化性、漂白性等）

原理：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl+5Cl2+8H2O

四、實(shí)驗(yàn)器材及試劑

器材：注射器3支（2支10mL，1支20mL）、保鮮膜、棉花、紗布、具支試管2支、硬質(zhì)玻璃管、橡膠塞、酒精燈、火柴。

試劑：KMnO4、濃HCl、飽和NaCl溶液、NaOH溶液、酚酞、KI-淀粉溶液、有色紙條、無水氯化鈣。

五、實(shí)驗(yàn)方法

1.將細(xì)銅絲折疊穿過橡膠塞，下端卷曲，備用。另一只大注射器裝滿NaOH溶液，插入橡膠塞，待實(shí)驗(yàn)結(jié)束，備用。替換銅絲，塞在末端具支試管上。

2.組裝儀器并檢查裝置氣密性

按圖1組裝好裝置，拉動(dòng)其中一個(gè)注射器活塞，若活塞能往回移動(dòng)，則說明氣密性良好。

3.裝液

按圖1位置依次裝好藥品或試劑，待用。

4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（按順序記錄于表1的表格中）

裝置或試劑現(xiàn)象解釋或結(jié)論涉及到的化學(xué)方程式KMnO4與濃鹽酸沾有酚酞的NaOH溶液棉團(tuán)沾有KI-淀粉溶液的棉團(tuán)濕潤(rùn)的有色紙條干燥的有色紙條紅熱的銅絲觀察具支試管1中氣體顏色輕輕松動(dòng)活塞 ?5.實(shí)驗(yàn)結(jié)束，將裝滿NaOH溶液的大注射器替換銅絲，塞在末端具支試管上，吸收未使用完的尾氣。

參考文獻(xiàn)

[1]李猛， 王世存. 氯氣制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的一體化設(shè)計(jì)[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2016， 000（008）：60-63.

[2]田益民， 陳凱. 氯氣制備和性質(zhì)的微型家庭實(shí)驗(yàn)[J]. 化學(xué)教與學(xué)， 2010.