氯氣制備與性質實驗改進與創新

周曉麗　衷明華

【摘 要】 通過分析人教版高中化學必修一氯氣的制備及其系列性質的實驗的不足，設計出一款集制備性質檢測一體化、微型實驗裝置。能有效達到藥品用量少、易操作、實驗教學耗時較少的目的，改進后的實驗符合綠色化學的理念：節約、環保。

【關鍵詞】 氯氣制備與性質實驗；實驗裝置改進；一體化微型實驗

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

1.實驗改進原因

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

2.實驗改進裝置

改進后的實驗裝置圖：

3.實驗原理

改進成該裝置的原因如下：

3.1因實驗室制取氯氣的原理是在酸性介質中，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、氯酸鉀與濃鹽酸反應都需要在加熱條件下進行。因此我將采用高錳酸鉀與濃鹽酸反應制取氯氣，此反應不需要加熱。

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.實驗儀器

2個U型試管、兩個小試管、橡膠管、兩支注射器、棉花

5.實驗藥品

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.實驗步驟及現象

6.1組裝儀器：按照實驗裝置圖組裝實驗儀器，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U型管中，第二個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反應過程：將濃鹽酸通過注射器加入第一個小試管中，濃鹽酸與高錳酸鉀開始反應，立即有黃綠色的氣體產生。氯氣充滿第一個U型管和第二個U型管，發現濕潤的有色花瓣褪色，碘化鉀溶液從無色變為棕紅色又轉為黑色沉淀，硝酸銀溶液出現白色沉淀。浸有氫氧化鈉的棉花能夠吸收多余的氯氣，能防止氯氣擴散到空氣中污染環境。

7.實驗改進說明

裝置簡單、方便、環保：采用微型實驗裝置進行實驗，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、氯離子檢驗實驗合為一體，簡化了實驗操作過程；能夠逐一觀察氯氣的實驗現象，判斷氯氣的性質。整個實驗都在密閉的環境中完成反應，將污染環境的氣體與注射器中NaOH溶液反應，進行尾氣處理。體現了綠色化學的理念。