实验室制备氯气和性质实验的改进

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1、实验室制备氯气及其性质实验的改进摘　要：氯气是一种有毒气体，教科书中没有安排氯气的制取方法，只安排了部分性质实验。实验时若采用教科书中的实验方法，需事先制备氯气，而制备氯气所需药品的用量大，在实际操作中的效果并不理想：有些实验现象不明显，有些操作方法不合理、不简便，有些实验氯气易外逸污染空气。为了解决上述问题，我们结合多年的对“氯气的制备和性质实验”研究，形成了对“氯气的制备和性质实验”的绿色化改进方案。关键词：氯气的性质　实验绿色化　绿色化学实验改进一、氯气的制备1.对装置的认识教材中对氯气的制备常采用MnO2和浓HCl来制备制备，其装置图如下：浓盐酸

2、MnO2NaOH溶液该装置中有以下几个缺陷：（1）盐酸的用量不好控制，开始加盐酸，气体会从分液漏斗中出来（压强问题没有解决）；（2）收集到的氯气含有水和氯化氢气体等杂质；（3）尾气的处理没有缓冲安全保护措施；（4）收集满氯气的集气瓶在盖玻璃片时，氯气会溢出来；（5）药品浪费较大。2.绿色化的改进2．1实验装置图⑤③①带开关的输液袋②广口瓶③注射器④带有夹子的排水导管⑤排气的导管⑥平底试管（经处理的注射器）⑦广口瓶①②⑥⑤①④第5页,共5页2.2实验步骤1.检查装置气密性。按图所示组装好装置，关闭④处的夹子和①处的夹子，向外拉注射器，若不能拉动，说明装置气

3、密性好。2．在广口瓶中装满饱和的氯化钠溶液，向⑥中加入约0.5克高锰酸钾，在输液袋中加含FeSO4的30mL浓盐酸，并将橡皮塞塞在广口瓶上。4.用20mL注射器吸取约15mL氢氧化钠饱和溶液；然后将注射器插在橡皮塞上。5.打开④处的夹子和①处的夹子，向⑥中加含FeSO4的30mL浓盐酸，此时浓盐酸与高锰酸钾立即反应，并很快可以看到有黄绿色的气体产生。产生的氯气通过排饱和氯化钠溶液，充满广口瓶。6.收集满氯气关闭④处的夹子，在④处换上其他集气瓶再打开④处的夹子进行收集。7．最后用注射器向广口瓶中注入氢氧化钠溶液，以吸收尾气。2.3改进后优点1、由半封闭装置

4、改进为全封闭装置，完全消除了氯气对环境的污染。2、所用的仪器简单易得，装置连接容易，操作方便。3、便于控制氮气的产生和停止，现象明显，成功率高，安全可靠。4、设计精巧，能激发学生学习兴趣，培养了学生的创新思维。5、本装置还适用于氯化氢、硫化氢、二氧化硫等气体的制备。二、氯气的性质实验的绿色化改进Cl2水或碱1、氯气和水、碱的实验§1.1对氯气与水、碱反应的常用装置认识该装置存在以下缺陷：（1）氯气在水或碱中的反应程度较小，通入氯气的速度不好控制；（2）反应后溶液中仍有剩余氯气，撤出装置时氯气会泄露。第5页,共5页§1.2氯气与水、碱反应装置的绿色化为了防

5、止Cl2和水、碱反应时气体外逸，对环境造成污染，我们对实验进行了如下改进：I、实验仪器医用注射器（50ml）、矿泉水瓶(550ml)、橡皮塞。II、操作步骤①收集一矿泉水瓶Cl2，用橡皮塞塞紧。②用注射器吸取50ml左右的水从橡皮塞处注入瓶中，振荡瓶子。③用注射器吸取少量紫色石蕊溶液从橡皮塞处注入该瓶中。④最后用注射器吸取10ml左右的NaOH溶液也从橡皮塞处注入该瓶中，振荡瓶子。III、实验现象①用注射器吸取50ml左右的水注入瓶中，振荡瓶子时，瓶子迅速变瘪，且所得溶液为黄绿色。②用注射器吸取少量紫色石蕊溶液注入瓶中，先变红，振荡后褪色。③用注射器吸取

6、10ml左右的NaOH溶液注入瓶中，振荡瓶子时，瓶子完全变瘪，黄绿色褪去变成无色溶液。IV、结论①由现象1可知Cl2为黄绿色。Cl2能溶于水，且新制的氯水中含有Cl2。②由现象2可知Cl2不但能溶于水，而且和水反应生成了H+和漂白性的HClO分子。③由现象3可知Cl2和碱反应。V、优点①安全可靠，无污染。②取材方便，做到了废物利用，节省了资金。③装置简单，操作方便，现象明显，易激发学生的兴趣。④本实验不仅可以验证Cl2与水、碱的反应，也能确定氯水的成分和物理性质，一举多得，节约了原料。VI、注意事项：收集时要使Cl2浓度大些。Cl2H2盖玻片2、氢气在氯

7、气中燃烧§2.1对氢气在氯气中燃烧的常用装置认识第5页,共5页装置如下图：2海绵Zn1稀硫酸图2　氢气在氯气中燃烧该装置的缺陷：揭开盖玻片的瞬间氯气会泄露出来，底部的氯气和氢气不能完全反应。空气中的氧气会参与反应，存在安全隐患。§2.2氢气在氯气中燃烧的绿色化改进I、实验用品及装置图盛满Cl2的单球干燥管、30mL广口瓶、带有多用滴管和直角玻璃导管的橡皮塞、带有橡皮塞的尖嘴玻璃导管、玻璃水槽(高50mm、Φ90mm)、试管(10×75mm)、海绵Zn、稀H2SO4、NaOH溶液、水。II、实验步骤(1)把多用滴管内的稀H2SO4注入盛有海绵Zn的广口瓶中

8、，检验H2的纯度。(2)点燃H2后，插入盛满Cl2的干燥管中，使干燥管竖直向上，