氯氣的生成及性質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)微型化探究

邱進(jìn)錄

（甘肅省蘭州市第七十一中學(xué)）

摘 要：傳統(tǒng)的氯氣制備及性質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的裝置龐雜，步驟繁瑣，易發(fā)生氯氣泄漏，不利于師生操作，對(duì)氯氣制備及性質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn)，基于實(shí)驗(yàn)微型化思想，開發(fā)出了一套研究氯氣的微型實(shí)驗(yàn)，克服了原實(shí)驗(yàn)方案的不足，裝置易于組裝操作，實(shí)驗(yàn)快速便捷，所需藥品大大減少，現(xiàn)象明顯，且不易污染空氣，更減少了對(duì)實(shí)驗(yàn)者的毒害。

關(guān)鍵詞：微型實(shí)驗(yàn)；氯氣；有毒；化學(xué)性質(zhì)

一、研究的背景和意義

化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)是開展實(shí)驗(yàn)探究，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的基本理念也要求，通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)外學(xué)校采用微型實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)成本僅是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的1/10左右。根據(jù)“綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的要求，中學(xué)微型化實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)具有規(guī)格小、功能多、易封閉、易操作、因地制宜選用代用品等基本特點(diǎn)。在進(jìn)行涉及有毒氣體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求在封閉的系統(tǒng)中進(jìn)行，還要求裝置簡單易于操作。

氯氣制備及性質(zhì)檢驗(yàn)歷來是高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，傳統(tǒng)的氯氣制備及其性質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)集氣體的制備、除雜、收集及尾氣的吸收為一體，發(fā)生裝置、凈化裝置和尾氣處理裝置俱全，考慮全面，便于觀察現(xiàn)象。不足之處在于裝置所用儀器較多，比較龐雜，移動(dòng)、攜帶很不方便，銜接處太多，在實(shí)驗(yàn)中易發(fā)生氣體泄漏，可能對(duì)人身和環(huán)境造成危害。既不利于學(xué)生獨(dú)立操作，也不利于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全。在現(xiàn)行各個(gè)版本的高中《化學(xué)》教材中，關(guān)于氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法，都采用了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

二、研究設(shè)想和過程

本著實(shí)驗(yàn)方案要遵循科學(xué)性、可行性、安全性、簡約性的基本原則，發(fā)現(xiàn)并抓住該傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在實(shí)用性、簡易性、環(huán)保性、微型化、高效性方面有很大改進(jìn)空間的基礎(chǔ)上，我利用實(shí)驗(yàn)微型化的思想，設(shè)計(jì)出了一套研究氯氣的微型實(shí)驗(yàn)，它不但能夠很好地完成氯氣的制備及其性質(zhì)檢驗(yàn)的一系列實(shí)驗(yàn)，而且實(shí)驗(yàn)裝置簡單易操作，實(shí)驗(yàn)快速簡便，現(xiàn)象明顯易觀察，實(shí)驗(yàn)中藥品的用量大大減少，不易發(fā)生氣體泄漏，避免污染空氣，更減少了對(duì)實(shí)驗(yàn)者的毒害。

改進(jìn)后的微型實(shí)驗(yàn)具體實(shí)驗(yàn)過程如下：

儀器：圓形水槽，玻璃培養(yǎng)皿，陶瓷點(diǎn)滴板，膠頭滴管

藥品：KMnO4固體、濃鹽酸、NaBr溶液、NaI溶液、NaOH溶液、FeSO4溶液、淀粉溶液、酚酞溶液、KSCN溶液

操作步驟：

1.把嵌有至少5個(gè)凹穴的白色陶瓷點(diǎn)滴板放在無水的塑料水槽中作為反應(yīng)容器，用直徑略大于點(diǎn)滴板的透明玻璃培養(yǎng)皿作蓋子。實(shí)驗(yàn)裝置側(cè)視圖如圖2。

2.實(shí)驗(yàn)時(shí)，在點(diǎn)滴板的凹穴中順次滴入NaBr溶液、NaI溶液、NaOH溶液和FeSO4溶液，可觀察到除FeSO4溶液為淺綠色外，其他均為無色。

3.然后在點(diǎn)有NaI溶液、NaOH溶液和FeSO4溶液的凹穴中依次滴入淀粉溶液、酚酞溶液和KSCN溶液。可觀察到點(diǎn)有NaOH溶液的凹穴瞬間變?yōu)樽霞t色，其他均無變化。

4.再用鑰匙給另一空白凹穴中加入少量KMnO4固體，用膠頭滴管吸少量濃鹽酸滴到KMnO4固體上，迅速蓋上培養(yǎng)皿。1分鐘后，可以觀察到點(diǎn)滴板中各液滴的顏色發(fā)生了變化：NaBr溶液中出現(xiàn)了橙黃色的物質(zhì)，NaI溶液由無色變成了深藍(lán)色，滴入酚酞的NaOH溶液由紫紅色逐漸褪為無色，而滴加KSCN溶液的FeSO4溶液變?yōu)檠t色。

三、研究成果的推廣應(yīng)用

借此實(shí)驗(yàn)的思路，我們可以舉一反三，用于高中階段其他有毒污染性氣體的制備及其性質(zhì)檢驗(yàn)，如SO2氣體的制備和性質(zhì)檢驗(yàn)。

總之，改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)其實(shí)還有許多可挖掘的方面。適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)改進(jìn)，既能方便教師或?qū)W生組裝操作，大大節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高課堂效率，更能貼合學(xué)生實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。同時(shí)，通過積極倡導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的不足并加以研究改進(jìn)，更能培養(yǎng)學(xué)生的問題導(dǎo)向意識(shí)和合作創(chuàng)新能力，在實(shí)踐中提高，在提高中實(shí)踐，真正做到理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用。

參考文獻(xiàn)：

王震宇.例談改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)體會(huì)[J].化學(xué)教學(xué)，2008（3）.

編輯 趙 紅