有关氯水的几个问题

1、. .6/6关于氯水的几个问题1.怎样配备高浓度(饱和)的氯水 Cl2溶于水有两个特点：一是在常温下溶解度不大，1丑体积水约溶解2体积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，仅有3min5 min 是达不到饱和的。建议在水吸收装置上，采用有较深水位的玻璃筒或把水装入500mL的细口瓶中，让水充分吸收Cl2，时间不得少于20min。这样制得的氯水方可接近饱和。 实验者注意，实验室制Cl，特别是用固体KMn04与浓HCl反应产生的Cl2中含有较多的HCl。所以图丑中洗气瓶A的氯水(吸收了HCl)的酸度，比B瓶中氯水的酸度要大。2 饱和氯水中。移(卿2)e(H

2、Cll秽(砬C9有多大 C12溶于水，粗约计算丑L水溶解2L的Cl2(31 7 9)达到饱和，Cl2的质量分数是3。丑11 0。1，C12的浓度(溶解度)是0。089mo l。L。但是Cl2溶于水会跟水发生反应，并很快达到平衡： C2+H2 0： HCl+HCIO 反应的平衡常数和各物质的平衡浓度可以从文献中查得： 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。 可见，在饱和氯水中HCl0和HCl的浓度不大。具体说，饱和氯水中盐酸的浓度，仅相当于1J水中溶解2。5 mL浓盐酸后的稀盐酸的浓度。 读者注意

3、，Cl7溶于水需要较长的时间才能达到饱和，而且浓度越大的氯水，C，的扩散越慢，C17的溶解能力越差。因此通常所用的氯水实际上是不饱和的，各成分的实际浓度远比前面所提供的理论值要低许多。在使用氯水时实验者一定要心中有这个“数”。 73 关于C2和HCIl氧化性强弱比较 C17溶于水并与水发生(歧化)反应： 。 H2 0+C121HCl +HCIO 此时Cl，氧化性HCl0氧化性。 浓盐酸与次氯酸反应制Cl7： HCI+HCIO=H2 0+C12个 HCl0氧化性HCl氧化性。 Cl?与HCl0的氧化性究竟哪个强? 文献显示，卤素的歧化反应与溶液的pH有关：只有当pH4时，Cl?的歧化反应才能顺利

4、进行；当pH4时，上述反应则向左(生成Cl2)进行。所以必须用次氯酸(或次氯酸盐)与浓盐酸反应制C17。可见谈与Cl7与HCl0的氧化性强弱，是以溶液的pH值为前提的。通常情况下C，与水的反应的起初，Cl7的浓度大，HCl、HCl0的浓度极小，纯水的pH-7，显然是Cl，的氧化性比HCl0要HCl，所以氯水中有Cl2、HCl、HCl0、H2 0等4种成分。从原理上讲，这4种成分都能跟M9发生反应。M9跟氯水反应的真实性可作如下分析： 首先，人们普遍认为M9跟氯水中的HCl反应产生H2(Mg+2HCl=MgCl2+H2个)。但是人们又普遍忽略了M9还能跟氯水中的H2 0反应产生屿。 。 ， +

5、Mg+2 H2 0=Mg(OH)2+吼2个 在通常情况下，M9跟冷水反应产生H2，的速度很缓慢，那是因为M9跟水反应生成有难溶于水的Mg(OH)2附着在M9的表面，使反应难于持续下去。如果把M9条放入氯水中就有了新的情况：氯水中的HCl能溶解Mg(OH)2，使Mg(OH)2不可能在氯水中生成，可以让M9不断向水提供新鲜的金属表面，这就大大改善了M9跟H，0反应的条件，从而加快了M9跟H2 0反应产生H2的速度。支撑这种认识的事实是：把MgCl2与NaOH反应生成的沉淀Mg(OH)2，经反复多次用水洗涤，用吸管取出Mg(OH)2沉淀(浊液)，注入氯水中，沉淀会迅速溶解。 一 一 1隐?lg(OH

6、)2+2HCl=MgCl2+2H2 0 4 其次，有人认为氯水中的q；很活泼，能跟M9直接反应：Mg+C12=MgCl2 0弋支撑这种认识的事实是：M9能使氯水的浅黄绿色慢慢减褪直至褪成无色吕笔者曾经做过如图2所示的实验：试管里先注入23试管体积的饱和氯水，然后加入4mL。5 mL苯，用力振荡、静置，Cl，被苯萃取到液面上方呈色泽鲜艳的黄绿色苯层。再在萃取出C2的苯层中插入一段M9条，发现M9条使苯层褪色的速度非常缓慢。 2 可见，M9跟氯水中C12直接反应的情况是存在的，甚至还不能排除有HCl0直接氧化M9的情况(M9十H(IO+HCl=MgCl2+2 0)，但是从现象和数量上看，它绝对是次

7、要的副反应。 一定要用船新制的鲫郇饱和的如氯水吗 在中学化学里，使用氯水的场合主要有：观察氯水的颜色；观察氯对Br一、一的氧化；氯水的光分解实验。笔者通过多年的实验证实：!： (丑)把盛满饱和氯水的无色试剂瓶放置在有散射光照射的实验室(或教室)，十天半月后，把这种氯水用于实验观察对Br一、一的氧化，现象都十分明显。即使把这种氯水再稀释23倍，也不失有满意的实验效果。倘若把饱和氯水盛放在棕色瓶中，在半年以后取用，这种长期存放后的氯水对Br_、一的氧化，也都有满意的实验效果。 (2)新制备的氯水恰恰不适合做氯水的光分解实验。原因是新制氯水中，Cl?与心0的反应并不充分，HCl0的数量小，浓度低。就

8、笔者的长期观察，实际能成功做好氯水光分解实验的人并不多。谈与失败的原因主要归于是用了“新配制”的氯水。”笔者总是把新制的饱和氯水，在暗处置放它丑2周(卫天左右)之后，再把它用来作氯水的光分解实验，如果用_个装满250mL氯水的烧瓶，可在0。5h光解出l 5 mL20mL的07。 笔者曾就读的高中化学教材是1 952年前东北人民政府编译|，由人民教育出版的“高中化学”。这里引用第一册33页上关于氯水光分解实验的一段文字：“实验。， ，可利用如图3所示的仪器，在圆底烧瓶中装满氯的水溶液，并将烧瓶倒放在装有水的烧杯中，要经过数十天之后，用光线照射，在烧瓶中收集到0，这个0，我们可以设法实验。可见，我

9、们后来教材的编著者和广大的教学，还没有把“数十天”这点宝贵经验继承下来。 综上可见，在我们通常的教学实验所要用到的氯水中，除了观察氯水的颜色和氯水的光分解实验外，没有必要一定要用饱和的，更没有必要一定要用新制备的。有不少的教辅读物，练习题，考试题，不切实际地死抠新制的”，饱和的，有的甚至把它强化上升到作为知识的重点，并且作为考试的考点，得分点，这是很不恰当，而且是十分有害的作茧自缚和庸人自扰。6 C2(氯水)能氯化酚酞鸥、 一 氯水能使石蕊褪色，褪色后的石蕊不再跟酸、碱发生显色反应。这可以证明氯水使石蕊发生了氧化性破坏。据此，有教师在课堂教学中设计了如下的问题情景：把足量的氯水滴人红色的酚酞溶

10、液中，红色会缓慢消失。怎样证明氯水对酚酞是否也发生了氧化性破坏反应?k 氯水中的C?和HCl能中和红色酚酞中的碱而使红色酚酞褪色，与此同时氯水中的C2和HCl0是否也对酚酞发生了氧化性破坏导致酚酞褪色呢?为了论证并回答这个问题，这位教师设计了如下的两个实验： 。 ， ； 把酚酞用氯水配成酚酞的氯水溶液(尽管溶解度很小)，把这种溶液滴入碱溶液中，只要碱液是过量的，溶液会显红色川 一 一? 。 在一个细口瓶装约12体积新制的饱和氯水，剩下的空间会充满C，。把一片浸渍 ：有红色酚酞溶液的滤纸粘贴、在玻璃棒的一端，如图4。实验观察发现；红色滤纸迅速褪色；把它放置二段时间(比如隔几小时、隔日、或隔几日)

11、，取出玻璃棒，在滤纸上滴加NaH溶液，滤纸还会变红n 以上两个实验可以证明，氯水中的Cl，和HCl0是无力氧化酚酞的。 1 。 i ， ： h +寥 石灰石N鹋C3N,aHC3麓跟氯水中的皿C 厦应生成C，吗 ， _ t 这是一个极为普通的常见的化学练习题(；：例如，在氯水中加入Na2 C03产生气体；向Na2 C03溶液中滴加氯水，有大量气体产生；用CaC03检验氯水成分中含有H+等占我认为答案的真实性还得用事实来回答。 。 ； 如2中所述，在新制的饱和氯水中HCl的浓度很小，它的极限浓度约是c(蛐C丑)=(HCIO)=。03reel。L。现用2 0 50mL浓盐酸(12。0 tool。L。

12、)一用水稀释成lJ，即得0。03 tool。J一稀盐酸。然后把少量用石灰石磨成的细粉放入试管中，加几滴水润湿后，注满一试管新制的饱和氯水。如图5静置观察，既不见有C07气泡产生，也不见试管底有CO?气体聚集。但是，这并不能说明CaC03没有跟氯水中的HCl发生反应。一个极有价值的情况是：经过一段时间(约1 0rain)之后，倾出溶液经澄清、过滤，在滤液中滴入Ca(OH)7溶液，会有大量白色CaC0，沉淀析出。据此不难判断，CaC03跟氯水中的HCl发生反应，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专+2H2j 既然石灰石的粉末跟极稀的HCl反应，观察不到有气泡产生，这种稀盐酸跟颗粒状的CaC03反应，更不可能有C07气体产生。CaC03如此，事实上Nae C0气也是如此。 Ha，C01+HCl(稀)=NaHC03+NaCl 用标准盐酸配制的0。03 tool。L。1的稀盐酸与CaC03、Na2 C03的反应是如此，用新制的氯水与CaC03、Na2 C03的反应更是如此。实验表明，只有NaHC0气，无论是粉末，抑或是浓溶液跟氯水反应，才