氯气的制备及性质.doc

化学实验教学研究课程学习要求实验目的：1) 了解微型化学实验产生以及推广的意义。2) 设计“氯气制备及其性质的微型实验庄主及实验方案”3) 探索用微型化学实验仪器进行“氯气制备及性质”实验成功的条件、关键及注意事项。4) 培养创新意识和绿色环保意识。实验教学目标：知识与技能：1.掌握高锰酸钾制氯气的原理。2加深对氯气化学性质的理解；3. 能够用微型实验装置制取氯气，并验证其性质。过程与方法：1. 学习物质性质检验的基本方法和基本原理；2. 通过亲自动手实验培养学生的动手能力、观察分析能力和自主创新能力。情感态度与价值观：1. 通过微型实验装置培养学生对化学实验创新设计的意识2. 使学生形成环保、节约意识。【实验原理】：1. 氯气的制备：MnO2+4HCl= MnCl2+Cl2+H2O2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O2. 氯气的性质（1）物理性质常温下为黄绿色，有刺激性气味，密度：3.170g/L，易溶于水（2）化学性质有毒气体，因此实验应在通风橱中进行，且要用NaOH溶液进行吸收。与水反应：Cl2+H2O = HCl + HClO。可以用紫色石蕊检验其酸性，但因为同时具有漂白性，所以应该看到紫色石蕊先变红，后被漂白呈无色。氧化性：2I-+Cl2=I2+2Cl-。氯气具有氧化性，可以把I-氧化为I2，I2遇淀粉变蓝，因此可以用淀粉碘化钾溶液来检验氯气。漂白性：氯气溶于水生成的次氯酸可以使有色物质褪色（实验中采用的是在红墨水中浸泡后风干的滤纸）。【实验设计思路】一、 实验原理的选择：由于二氧化锰和浓盐酸的反应需要加热，对实验装置有更高的要求，且操作复杂，所以本实验中采取高锰酸钾和浓盐酸进行反应来制取氯气，使实验装置变为简单的固-液不加热型发生装置。二、 实验方案的设计：本实验采用微型实验装置制备氯气并对性质进行检验，分别用紫色石蕊溶液（检验其酸性），淀粉碘化钾溶液(检验氧化性)，漂白性（用经过干燥的沾有红墨水的滤纸和不干燥的石蕊试纸对比试验，让学生明白氯气能够漂白的原理），最后补充实验，用水浴加热被漂白的蓝墨水滤纸，证明氯气漂白的不还原性。三、装置材料的选择及装置图因为实验需要学生观察到黄绿色氯气生成，所以实验选用透明的玻璃瓶（藿香蒸汽液废旧瓶）作为发生装置，用较大一点的泡泡水瓶封闭整个装置，同时在泡泡水瓶盖（瓶盖是双层）的第二层上打几个小孔，用来放置沾有NaOH溶液的棉花，以此用来吸收尾气。实验中的颜色变化依托装置本身的优势，将沾有试剂的棉花（紫色的石蕊溶液和淀粉碘化钾溶液）固定在吹泡泡的柄上。而漂白性的实验由于需用做对比，实验中则将生活中的吸管一端用胶枪封好，制作成两个简易试管，一个里边下端放干燥的石蕊试纸，中间固定棉花，上层放无水氯化钙干燥剂；另一个吸管底端放石蕊试纸，上层放一团棉花。将材料进行组装，装置图如下：沾有NaOH溶液的棉花沾有淀粉-KI溶液的棉花沾有紫色石蕊溶液的棉花装有干燥剂和干燥红墨水滤纸的软胶管装高锰酸钾的透明玻璃瓶装有湿润的红墨水滤纸的软胶管四、实验试剂实验所需药品：高锰酸钾固体、浓盐酸（12mol/L）、碘化钾溶液、淀粉溶液、氢氧化钠溶液、紫色石蕊溶液、红墨水、滤纸。五、实验步骤及现象记录【实验步骤】1.计算浓盐酸的用量。测出微型装置的总体积约为为25ml，利用反应方程式计算实验中给出浓盐酸（12mol/L）的理论用量大约为0.27ml。考虑到浓盐酸的挥发性在实验中有可能会有残留，所以设计浓盐酸0.5ml的用量水平进行实验。2. 按照图1装置图，做好实验准备，固定石蕊溶液的用量（1d），淀粉碘化钾溶液（1d），实验中采用大小相同的小片干燥红墨水滤纸，进行实验。【现象记录】实验中用0.5ml浓盐酸进行实验时，实验反应3min后的现象如图。（1）实验结束后石蕊变红有轻微褪色，淀粉碘化钾试变蓝且有轻微的漂白变成了黄色，而两个吸管中的干燥的蓝墨水试纸均没有变色，推测有可能是因为实验过程中氯气产生的量不够。（2）接着实验用1ml盐酸进行实验，同样反应3min后，看到石蕊溶液先变红后变为无色，淀粉碘化钾试变蓝漂白较.5ml时更明显，而有干燥剂的干燥的蓝墨水试纸没有变化，但是未经干燥的干燥蓝墨水试纸褪色，说明了氯气的漂白是因为和水发生了化学反应，固用量合适。【实验结论】采用此微型实验装置进行实验的时候，可以选择固定石蕊溶液的用量（1d），淀粉碘化钾溶液（1d），然后根据实验装置（25cm3）算出高锰酸钾的用量约为0.08g，浓盐酸12 mol/L用量为1.0ml，就可以看到明显的实验现象。【注意事项】1.实验为微型实验装置，所用药品的量应该符合微型实验要求。 2.实验制备氯气为