氯气制备及其性质微型实验装置的改进

2010级本科生：马琼勉

指导教师：衷明华

氯气的制备及其性质实验是中学化学课程中十分重要的实验。氯气的毒性比较大，用高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气，该反应速率快，很难控制反应的速率而且也有较大的危险性，所以在中学化学实验课程教学中，多采用教师演示实验的方式，很少让学生动手实践。为了让学生能自己动手做氯气的制备及其性质实验，本文根据绿色化学和微型实验的发展理念，对氯气的制备及其性质实验的微型实验装置做了改进，旨在减少实验用剂量，降低尾气毒害性，提高实验安全性。

一 实验原理

2KMnO4+16HCl═══2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

二 实验仪器和药品

（1）仪器：具支试管、直形通气管、V形侧泡反应管、直角形通气管、小试管、乳胶管、注射器、橡胶管、棉花。

（2）药品：KMnO4固体、浓盐酸、紫色石蕊试剂、NaOH溶液、KI-淀粉溶液。

三 实验装置

四 实验步骤及其现象

（1）检查装置的气密性。

（2）具支试管中加入KMnO4固体，在V形侧泡反应管左侧的V形处加入紫色石蕊试剂，在中间的凹槽中塞入蘸有KI-淀粉溶液的棉花，在试管中加入NaOH溶液，注射器吸取浓盐酸，按照实验图所示装置装配好实验仪器。

（3）将注射器内的浓盐酸慢慢注射入具支试管，浓盐酸与KMnO4固体反应，产生黄绿色的气体，V形侧泡反应管中的紫色石蕊试剂先变红后褪色，而其中的棉花由无色变成蓝紫色，小试管中不断有气泡冒出说明有未反应的氯气尾气排出，气泡逐渐消失说明氯气被NaOH溶液吸收掉。

五 实验现象的解释

（1）将浓盐酸注射入具支试管，浓盐酸与KMnO4固体反应，产生黄绿色的气体是氯气，反应式为：

2KMnO4+16HCl═══2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

（2）紫色石蕊试剂先变红后褪色，说明氯气与石蕊试剂中的H2O反应生成了HCl和HClO，生成的HCl和HClO具有酸性，此外HClO具有漂白性，反应式为：

Cl2+H2O═══HCl+HClO

（3）蘸有KI-淀粉溶液的棉花由无色变成蓝紫色，说明Cl2置换出KI中的I2，淀粉遇碘变成蓝紫色，反应式为：

2KI+Cl2═══2KCl+I2

（4）小试管中不断有气泡冒出，气泡又逐渐消失，说明氯气被NaOH溶液吸收掉了，反应式为：

Cl2+2NaOH═══NaCl+NaClO+H2O

六 实验结果与讨论

本文改进的这套微型实验装置，药品用量少，尾气排放少，实验现象明显，便于控制实验速率，提高实验的安全性；在制取氯气的同时进行氯气的性质实验，产生的氯气可以得到充分利用；在尾气处理时，用NaOH溶液吸收氯气，防止环境污染。整个实验装置简单，操作容易又省时，便于学生自己操作，提高学生的实验动手能力。而且，实验后无污染，符合绿色化学和微型实验的实验理念。