氯气实验室制取及其性质实验的绿色改进.doc

氯气实验室制取及其性质实验的绿色改进摘 要 从绿色化学实验角度出发，设计了氯气的制取、收集、性质验证的实验组合装置，操作简单，现象明显，无氯气泄露，提高了课堂实验的安全性。关键词 氯气；性质；绿色改进 氯是比较典型的非金属元素，氯及氯的化合物在日常生活、工农业生产中的应用非常广泛。氯气作为卤素性质学习的代表，根据“实验是学化学、体验化学和探究化学过程的重要途径”的理念，氯气性质实验的演示地位十分重要。但氯气有毒，有强烈的刺激性气味，少量氯气逸出就能使人感到呼吸困难。1l空气里最多可以允许含氯气0.001mg，超过这个含量就会引起。根据教材上1的实验设计进行演示，不仅加重了老师的课业负担，又浪费了药品，更造成了环境污染，而且不利于学生开展该实验。因此，笔者对氯气的实验室制取及其性质演示实验进行了改进，实现了零排放、现象明显、操作简单的目的。一、实验材料150 ml广口瓶1个， 三孔橡胶塞1个，单孔橡胶塞2个，玻璃管，橡胶管，u形管1个，60 ml注射器1支，止水夹2个，电烙铁一个，铁丝或铜丝、镊子1把，100 ml烧杯2个、高锰酸钾固体，cacl2固体，浓盐酸，naoh溶液（质量分数为5%），红纸。二、实验改进过程1. 氯气制取和收集、氯气的漂白实验装置的改进要做氯气的性质实验，必然要先进行氯气的制取、收集。制取和收集氯气装置如图所示，在集气瓶中加入高锰酸钾约2 g，注射器中加入约13 ml浓盐酸，电烙铁尖端缠上铁丝或铜丝，塞紧胶塞。在u形干燥管（内装cacl2固体）的左边放湿的红纸，右边放干的红纸，在100 ml烧杯中加入30 ml质量分数为5%的naoh溶液，按图所示连接好装置并检查气密性，关闭止水夹1，打开止水夹2，推入注射器中的浓盐酸，当右侧烧杯中导管无气泡冒出时关闭止水夹2，引导学生观察集气瓶氯气的颜色和u形干燥管干湿红纸的现象。2. 氯气与铁或铜反应实验的改进关闭止水夹1和2，接通电烙铁的电源，两分钟左右会集气瓶中就会有棕色烟产生，断开电源，反应继续进行。当反应结束后，打开止水夹1，由于氯气与铜或铁反应生成固体，集气瓶内气体减小，压强降低，左侧烧杯中naoh溶液会自动倒吸进入集气瓶，振动，静止片刻，打开胶塞，无任何气味。同时，在集气瓶底部有红褐色氢氧化铁或蓝色氢氧化铜沉淀。教材上2氯气与铁或铜反应的性质实验是通过加热铁或铜，伸入氯气的集气瓶，这样会有氯气和产物cucl2、fecl3烟尘泄露，对教师和学生极大伤害，不便于课堂演示实验。本实验改进后反应和产物均在密闭体系中，增加了课堂实验的可操作性。3. u形干燥管残留氯气处理实验结束后，可用注射器推入空气，以空气为动力把u形干燥管残留氯气带入naoh溶液中，除去氯气，而传统的尾气处理是在整套装置的最后面，可能会有少量氯气来不及与naoh溶液反应而释放到空气中。本实验改进后的装置实在发生装置除去氯气，从根本上避免了氯气空气污染。四、改进实验的优点本实验中，氯气的制取、收集、漂白性性质验证和氯气与铜或铁反应实验一次性完成，操作简单，提高了氯气的利用率，缩短了实验时间，现象对比明显，整个过程无氯气泄露，增加了实验的安全性。可分解装置同时方便学生观察，实现教学互动。参考文献 1王祖浩主编. 普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）m. 南京: 江苏教育出版社, 2009: 41. 2王祖浩主编. 普通高中课程标准实验教科书化学1（