實(shí)驗(yàn)室制備氯氣和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

1、實(shí)驗(yàn)室制備氯氣及其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)摘要：氯氣是一種有毒氣體，教科書中沒有安排氯氣的制取方法，只安排了部分性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)若采用教科書中的實(shí)驗(yàn)方法，需事先制備氯氣，而制備氯氣所需藥品的用量大，在實(shí)際操作中的效果并不理想：有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，有些操作方法不合理、不簡(jiǎn)便，有些實(shí)驗(yàn)氯氣易外逸污染空氣。為了解決上述問題，我們結(jié)合多年的對(duì)“氯氣的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”研究，形成了對(duì)“氯氣的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”的綠色化改進(jìn)方案。關(guān)鍵詞：氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)綠色化綠色化學(xué) 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)一、氯氣的制備1.對(duì)裝置的認(rèn)識(shí)教材中對(duì)氯氣的制備常采用mno2和濃hcl來制備制備，其裝置圖如下：濃鹽酸mno2naoh溶液該裝置中有以下幾個(gè)缺陷：

2、（1）鹽酸的用量不好控制，開始加鹽酸，氣體會(huì)從分液漏斗中出來（壓強(qiáng)問題沒有 解決）；（2）收集到的氯氣含有水和氯化氫氣體等雜質(zhì)；（3）尾氣的處理沒有緩沖安全保護(hù)措施；（4）收集滿氯氣的集氣瓶在蓋玻璃片時(shí)，氯氣會(huì)溢出來；（5）藥品浪費(fèi)較大。2.綠色化的改進(jìn)21實(shí)驗(yàn)裝置圖帶開關(guān)的輸液袋廣口瓶注射器帶有夾子的排水導(dǎo)管排氣的導(dǎo)管平底試管（經(jīng)處理的注射器）廣口瓶2.2實(shí)驗(yàn)步驟1.檢查裝置氣密性。按圖所示組裝好裝置，關(guān)閉處的夾子和處的夾子，向外拉注射器，若不能拉動(dòng)，說明裝置氣密性好。2在廣口瓶中裝滿飽和的氯化鈉溶液，向中加入約0.5克高錳酸鉀，在輸液袋中加含feso4的30ml濃鹽酸，并將橡皮塞塞在廣口瓶

3、上。4.用20ml注射器吸取約15ml氫氧化鈉飽和溶液；然后將注射器插在橡皮塞上。5.打開處的夾子和處的夾子，向中加含feso4的30ml濃鹽酸，此時(shí)濃鹽酸與高錳酸鉀立即反應(yīng)，并很快可以看到有黃綠色的氣體產(chǎn)生。產(chǎn)生的氯氣通過排飽和氯化鈉溶液，充滿廣口瓶。6.收集滿氯氣關(guān)閉處的夾子，在處換上其他集氣瓶再打開處的夾子進(jìn)行收集。7最后用注射器向廣口瓶中注入氫氧化鈉溶液，以吸收尾氣。2.3改進(jìn)后優(yōu)點(diǎn)1、由半封閉裝置改進(jìn)為全封閉裝置，完全消除了氯氣對(duì)環(huán)境的污染。2、所用的儀器簡(jiǎn)單易得，裝置連接容易，操作方便。3、便于控制氮?dú)獾漠a(chǎn)生和停止，現(xiàn)象明顯，成功率高，安全可靠。4、設(shè)計(jì)精巧，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培

4、養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。5、本裝置還適用于氯化氫、硫化氫、二氧化硫等氣體的制備。二、氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的綠色化改進(jìn)cl2水或堿1、氯氣和水、堿的實(shí)驗(yàn)1.1對(duì)氯氣與水、堿反應(yīng)的常用裝置認(rèn)識(shí)該裝置存在以下缺陷：（1） 氯氣在水或堿中的反應(yīng)程度較小，通入氯氣的速度不好控制；（2） 反應(yīng)后溶液中仍有剩余氯氣，撤出裝置時(shí)氯氣會(huì)泄露。1.2氯氣與水、堿反應(yīng)裝置的綠色化為了防止cl2和水、堿反應(yīng)時(shí)氣體外逸，對(duì)環(huán)境造成污染，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下改進(jìn)：i、實(shí)驗(yàn)儀器醫(yī)用注射器（50ml）、礦泉水瓶(550ml)、橡皮塞。ii、操作步驟收集一礦泉水瓶cl2，用橡皮塞塞緊。用注射器吸取50ml左右的水從橡皮塞處注入瓶中，振蕩

5、瓶子。用注射器吸取少量紫色石蕊溶液從橡皮塞處注入該瓶中。最后用注射器吸取10ml左右的naoh溶液也從橡皮塞處注入該瓶中，振蕩瓶子。iii、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用注射器吸取50ml左右的水注入瓶中，振蕩瓶子時(shí)，瓶子迅速變癟，且所得溶液為黃綠色。用注射器吸取少量紫色石蕊溶液注入瓶中，先變紅，振蕩后褪色。用注射器吸取10ml左右的naoh溶液注入瓶中，振蕩瓶子時(shí)，瓶子完全變癟，黃綠色褪去變成無色溶液。iv、結(jié)論由現(xiàn)象1可知cl2為黃綠色。cl2能溶于水，且新制的氯水中含有cl2。由現(xiàn)象2可知cl2不但能溶于水，而且和水反應(yīng)生成了h+和漂白性的hclo分子。由現(xiàn)象3可知cl2和堿反應(yīng)。v、優(yōu)點(diǎn)安全可靠，無污染。

6、取材方便，做到了廢物利用，節(jié)省了資金。裝置簡(jiǎn)單，操作方便，現(xiàn)象明顯，易激發(fā)學(xué)生的興趣。本實(shí)驗(yàn)不僅可以驗(yàn)證cl2與水、堿的反應(yīng)，也能確定氯水的成分和物理性質(zhì)，一舉多得，節(jié)約了原料。vi、注意事項(xiàng)：收集時(shí)要使cl2濃度大些。cl2h2蓋玻片2、氫氣在氯氣中燃燒2.1對(duì)氫氣在氯氣中燃燒的常用裝置認(rèn)識(shí)裝置如下圖：2 海綿zn1 稀硫酸圖2氫氣在氯氣中燃燒該裝置的缺陷：揭開蓋玻片的瞬間氯氣會(huì)泄露出來，底部的氯氣和氫氣不能完全反應(yīng)。空氣中的氧氣會(huì)參與反應(yīng)，存在安全隱患。2.2氫氣在氯氣中燃燒的綠色化改進(jìn)i、實(shí)驗(yàn)用品及裝置圖盛滿cl2的單球干燥管、30ml廣口瓶、帶有多用滴管和直角玻璃導(dǎo)管的橡皮塞、帶有橡皮

7、塞的尖嘴玻璃導(dǎo)管、玻璃水槽(高50mm、90mm)、試管(1075mm)、海綿zn、稀h2so4、naoh溶液、水。ii、實(shí)驗(yàn)步驟(1)把多用滴管內(nèi)的稀h2so4注入盛有海綿zn的廣口瓶中，檢驗(yàn)h2的純度。(2)點(diǎn)燃h2后，插入盛滿cl2的干燥管中，使干燥管豎直向上，觀察到h2在cl2中燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，h2在cl2中燃燒生成hcl氣體，從干燥管溢出后，與空氣中的水蒸氣結(jié)合，形成白霧。(3)向干燥管中注入naoh溶液，振蕩。naoh與hcl、剩余的少量cl2反應(yīng)，生成無害的nacl、naclo和h2o。3、銅在氯氣中燃燒3.1對(duì)銅在氯氣中燃燒的常用裝置的認(rèn)識(shí)該裝置的缺陷：揭開玻璃片的瞬間氯

8、氣會(huì)泄露出來，底部的氯氣和銅不能完全反應(yīng)。生存的煙太多，嚴(yán)重帶出大量的氯氣。燃燒管圖3蒸餾水螺旋狀的銅絲3.2銅在氯氣中燃燒的綠色化i、實(shí)驗(yàn)用品及實(shí)驗(yàn)裝置(圖3) 盛滿cl2的燃燒管、一個(gè)帶有多用滴管的橡皮塞、螺旋狀cu絲、酒精燈、蒸餾水。ii、實(shí)驗(yàn)步驟 (1)把附在橡皮塞上的螺旋狀cu絲加熱至紅熱，迅速插入盛滿cl2的燃燒管中，會(huì)觀察到cu絲燃燒，生成棕色的煙。 (2)將多用滴管內(nèi)的蒸餾水注入干燥管中，振蕩，使棕色的煙cucl2小顆粒溶于水中后溶液呈藍(lán)綠色。iii、注意事項(xiàng) (1)在使用時(shí)要輕輕振蕩試管，讓氯氣充分反應(yīng)完。 (2)若實(shí)驗(yàn)后剩余有少量cl2，也會(huì)溶于水中，生成無害的hclo和hcl。結(jié)束語： 綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)在于它是在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放或零污染?；谶@點(diǎn)，我們有效地進(jìn)行了氯氣制備和性質(zhì)實(shí)