有關(guān)氯水的幾個(gè)問題

1、. .6/6關(guān)于氯水的幾個(gè)問題1.怎樣配備高濃度(飽和)的氯水 Cl2溶于水有兩個(gè)特點(diǎn)：一是在常溫下溶解度不大，1丑體積水約溶解2體積Cl2。二是溶解的速度并不快。 如果把Cl2，通人盛有500mL水的玻璃容器中，僅有3min5 min 是達(dá)不到飽和的。建議在水吸收裝置上，采用有較深水位的玻璃筒或把水裝入500mL的細(xì)口瓶中，讓水充分吸收Cl2，時(shí)間不得少于20min。這樣制得的氯水方可接近飽和。 實(shí)驗(yàn)者注意，實(shí)驗(yàn)室制Cl，特別是用固體KMn04與濃HCl反應(yīng)產(chǎn)生的Cl2中含有較多的HCl。所以圖丑中洗氣瓶A的氯水(吸收了HCl)的酸度，比B瓶中氯水的酸度要大。2 飽和氯水中。移(卿2)e(H

2、Cll穢(砬C9有多大 C12溶于水，粗約計(jì)算丑L水溶解2L的Cl2(31 7 9)達(dá)到飽和，Cl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是3。丑11 0。1，C12的濃度(溶解度)是0。089mo l。L。但是Cl2溶于水會(huì)跟水發(fā)生反應(yīng)，并很快達(dá)到平衡： C2+H2 0： HCl+HCIO 反應(yīng)的平衡常數(shù)和各物質(zhì)的平衡濃度可以從文獻(xiàn)中查得： K=4。2丑04 c(C丑2)=0。062mol。L。1 c(HCIO)=0。030tool。L叫 e(HCI)=0。030mo l。L。 可見，在飽和氯水中HCl0和HCl的濃度不大。具體說，飽和氯水中鹽酸的濃度，僅相當(dāng)于1J水中溶解2。5 mL濃鹽酸后的稀鹽酸的濃度。 讀者注意

3、，Cl7溶于水需要較長的時(shí)間才能達(dá)到飽和，而且濃度越大的氯水，C，的擴(kuò)散越慢，C17的溶解能力越差。因此通常所用的氯水實(shí)際上是不飽和的，各成分的實(shí)際濃度遠(yuǎn)比前面所提供的理論值要低許多。在使用氯水時(shí)實(shí)驗(yàn)者一定要心中有這個(gè)“數(shù)”。 73 關(guān)于C2和HCIl氧化性強(qiáng)弱比較 C17溶于水并與水發(fā)生(歧化)反應(yīng)： 。 H2 0+C121HCl +HCIO 此時(shí)Cl，氧化性HCl0氧化性。 濃鹽酸與次氯酸反應(yīng)制Cl7： HCI+HCIO=H2 0+C12個(gè) HCl0氧化性HCl氧化性。 Cl?與HCl0的氧化性究竟哪個(gè)強(qiáng)? 文獻(xiàn)顯示，鹵素的歧化反應(yīng)與溶液的pH有關(guān)：只有當(dāng)pH4時(shí)，Cl?的歧化反應(yīng)才能順利

4、進(jìn)行；當(dāng)pH4時(shí)，上述反應(yīng)則向左(生成Cl2)進(jìn)行。所以必須用次氯酸(或次氯酸鹽)與濃鹽酸反應(yīng)制C17?？梢娬勁cCl7與HCl0的氧化性強(qiáng)弱，是以溶液的pH值為前提的。通常情況下C，與水的反應(yīng)的起初，Cl7的濃度大，HCl、HCl0的濃度極小，純水的pH-7，顯然是Cl，的氧化性比HCl0要HCl，所以氯水中有Cl2、HCl、HCl0、H2 0等4種成分。從原理上講，這4種成分都能跟M9發(fā)生反應(yīng)。M9跟氯水反應(yīng)的真實(shí)性可作如下分析： 首先，人們普遍認(rèn)為M9跟氯水中的HCl反應(yīng)產(chǎn)生H2(Mg+2HCl=MgCl2+H2個(gè))。但是人們又普遍忽略了M9還能跟氯水中的H2 0反應(yīng)產(chǎn)生嶼。 。 ， +

5、Mg+2 H2 0=Mg(OH)2+吼2個(gè) 在通常情況下，M9跟冷水反應(yīng)產(chǎn)生H2，的速度很緩慢，那是因?yàn)镸9跟水反應(yīng)生成有難溶于水的Mg(OH)2附著在M9的表面，使反應(yīng)難于持續(xù)下去。如果把M9條放入氯水中就有了新的情況：氯水中的HCl能溶解Mg(OH)2，使Mg(OH)2不可能在氯水中生成，可以讓M9不斷向水提供新鮮的金屬表面，這就大大改善了M9跟H，0反應(yīng)的條件，從而加快了M9跟H2 0反應(yīng)產(chǎn)生H2的速度。支撐這種認(rèn)識(shí)的事實(shí)是：把MgCl2與NaOH反應(yīng)生成的沉淀Mg(OH)2，經(jīng)反復(fù)多次用水洗滌，用吸管取出Mg(OH)2沉淀(濁液)，注入氯水中，沉淀會(huì)迅速溶解。 一 一 1隱?lg(OH

6、)2+2HCl=MgCl2+2H2 0 4 其次，有人認(rèn)為氯水中的q；很活潑，能跟M9直接反應(yīng)：Mg+C12=MgCl2 0弋支撐這種認(rèn)識(shí)的事實(shí)是：M9能使氯水的淺黃綠色慢慢減褪直至褪成無色呂筆者曾經(jīng)做過如圖2所示的實(shí)驗(yàn)：試管里先注入23試管體積的飽和氯水，然后加入4mL。5 mL苯，用力振蕩、靜置，Cl，被苯萃取到液面上方呈色澤鮮艷的黃綠色苯層。再在萃取出C2的苯層中插入一段M9條，發(fā)現(xiàn)M9條使苯層褪色的速度非常緩慢。 2 可見，M9跟氯水中C12直接反應(yīng)的情況是存在的，甚至還不能排除有HCl0直接氧化M9的情況(M9十H(IO+HCl=MgCl2+2 0)，但是從現(xiàn)象和數(shù)量上看，它絕對(duì)是次

7、要的副反應(yīng)。 一定要用船新制的鯽郇飽和的如氯水嗎 在中學(xué)化學(xué)里，使用氯水的場合主要有：觀察氯水的顏色；觀察氯對(duì)Br一、一的氧化；氯水的光分解實(shí)驗(yàn)。筆者通過多年的實(shí)驗(yàn)證實(shí)：!： (丑)把盛滿飽和氯水的無色試劑瓶放置在有散射光照射的實(shí)驗(yàn)室(或教室)，十天半月后，把這種氯水用于實(shí)驗(yàn)觀察對(duì)Br一、一的氧化，現(xiàn)象都十分明顯。即使把這種氯水再稀釋23倍，也不失有滿意的實(shí)驗(yàn)效果。倘若把飽和氯水盛放在棕色瓶中，在半年以后取用，這種長期存放后的氯水對(duì)Br_、一的氧化，也都有滿意的實(shí)驗(yàn)效果。 (2)新制備的氯水恰恰不適合做氯水的光分解實(shí)驗(yàn)。原因是新制氯水中，Cl?與心0的反應(yīng)并不充分，HCl0的數(shù)量小，濃度低。就

8、筆者的長期觀察，實(shí)際能成功做好氯水光分解實(shí)驗(yàn)的人并不多。談與失敗的原因主要?dú)w于是用了“新配制”的氯水?！惫P者總是把新制的飽和氯水，在暗處置放它丑2周(衛(wèi)天左右)之后，再把它用來作氯水的光分解實(shí)驗(yàn)，如果用_個(gè)裝滿250mL氯水的燒瓶，可在0。5h光解出l 5 mL20mL的07。 筆者曾就讀的高中化學(xué)教材是1 952年前東北人民政府編譯|，由人民教育出版的“高中化學(xué)”。這里引用第一冊33頁上關(guān)于氯水光分解實(shí)驗(yàn)的一段文字：“實(shí)驗(yàn)。， ，可利用如圖3所示的儀器，在圓底燒瓶中裝滿氯的水溶液，并將燒瓶倒放在裝有水的燒杯中，要經(jīng)過數(shù)十天之后，用光線照射，在燒瓶中收集到0，這個(gè)0，我們可以設(shè)法實(shí)驗(yàn)?？梢?，我

9、們后來教材的編著者和廣大的教學(xué)，還沒有把“數(shù)十天”這點(diǎn)寶貴經(jīng)驗(yàn)繼承下來。 綜上可見，在我們通常的教學(xué)實(shí)驗(yàn)所要用到的氯水中，除了觀察氯水的顏色和氯水的光分解實(shí)驗(yàn)外，沒有必要一定要用飽和的，更沒有必要一定要用新制備的。有不少的教輔讀物，練習(xí)題，考試題，不切實(shí)際地死摳新制的”，飽和的，有的甚至把它強(qiáng)化上升到作為知識(shí)的重點(diǎn)，并且作為考試的考點(diǎn)，得分點(diǎn)，這是很不恰當(dāng)，而且是十分有害的作繭自縛和庸人自擾。6 C2(氯水)能氯化酚酞鷗、 一 氯水能使石蕊褪色，褪色后的石蕊不再跟酸、堿發(fā)生顯色反應(yīng)。這可以證明氯水使石蕊發(fā)生了氧化性破壞。據(jù)此，有教師在課堂教學(xué)中設(shè)計(jì)了如下的問題情景：把足量的氯水滴人紅色的酚酞溶

10、液中，紅色會(huì)緩慢消失。怎樣證明氯水對(duì)酚酞是否也發(fā)生了氧化性破壞反應(yīng)?k 氯水中的C?和HCl能中和紅色酚酞中的堿而使紅色酚酞褪色，與此同時(shí)氯水中的C2和HCl0是否也對(duì)酚酞發(fā)生了氧化性破壞導(dǎo)致酚酞褪色呢?為了論證并回答這個(gè)問題，這位教師設(shè)計(jì)了如下的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)： 。 ， ； 把酚酞用氯水配成酚酞的氯水溶液(盡管溶解度很小)，把這種溶液滴入堿溶液中，只要堿液是過量的，溶液會(huì)顯紅色川 一 一? 。 在一個(gè)細(xì)口瓶裝約12體積新制的飽和氯水，剩下的空間會(huì)充滿C，。把一片浸漬 ：有紅色酚酞溶液的濾紙粘貼、在玻璃棒的一端，如圖4。實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)；紅色濾紙迅速褪色；把它放置二段時(shí)間(比如隔幾小時(shí)、隔日、或隔幾日)

11、，取出玻璃棒，在濾紙上滴加NaH溶液，濾紙還會(huì)變紅n 以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以證明，氯水中的Cl，和HCl0是無力氧化酚酞的。 1 。 i ， ： h +寥 石灰石N鹋C3N,aHC3麓跟氯水中的皿C 廈應(yīng)生成C，嗎 ， _ t 這是一個(gè)極為普通的常見的化學(xué)練習(xí)題(；：例如，在氯水中加入Na2 C03產(chǎn)生氣體；向Na2 C03溶液中滴加氯水，有大量氣體產(chǎn)生；用CaC03檢驗(yàn)氯水成分中含有H+等占我認(rèn)為答案的真實(shí)性還得用事實(shí)來回答。 。 ； 如2中所述，在新制的飽和氯水中HCl的濃度很小，它的極限濃度約是c(蛐C丑)=(HCIO)=。03reel。L?，F(xiàn)用2 0 50mL濃鹽酸(12。0 tool。L。

12、)一用水稀釋成lJ，即得0。03 tool。J一稀鹽酸。然后把少量用石灰石磨成的細(xì)粉放入試管中，加幾滴水潤濕后，注滿一試管新制的飽和氯水。如圖5靜置觀察，既不見有C07氣泡產(chǎn)生，也不見試管底有CO?氣體聚集。但是，這并不能說明CaC03沒有跟氯水中的HCl發(fā)生反應(yīng)。一個(gè)極有價(jià)值的情況是：經(jīng)過一段時(shí)間(約1 0rain)之后，傾出溶液經(jīng)澄清、過濾，在濾液中滴入Ca(OH)7溶液，會(huì)有大量白色CaC0，沉淀析出。據(jù)此不難判斷，CaC03跟氯水中的HCl發(fā)生反應(yīng)，生成了水溶性的Ca(HC03)2 0， ； t r ，。2 CaC03+2HCl=Ca(HC03)2+CaCl2 Ca(瑚C03)2+Ca(OH)2=2CaC03專+2H2j 既然石灰石的粉末跟極稀的HCl反應(yīng)，觀察不到有氣泡產(chǎn)生，這種稀鹽酸跟顆粒狀的CaC03反應(yīng)，更不可能有C07氣體產(chǎn)生。CaC03如此，事實(shí)上Nae C0氣也是如此。 Ha，C01+HCl(稀)=NaHC03+NaCl 用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸配制的0。03 tool。L。1的稀鹽酸與CaC03、Na2 C03的反應(yīng)是如此，用新制的氯水與CaC03、Na2 C03的反應(yīng)更是如此。實(shí)驗(yàn)表明，只有NaHC0氣，無論是粉末，抑或是濃溶液跟氯水反應(yīng)，才