氯气的制备及性质

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↑+H2O

2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

2.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

①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。

②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。

③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。

④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：

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

装有干燥剂和干燥红墨水滤纸的软胶管 装有湿润的红墨水

滤纸的软胶管 沾有淀粉-KI 溶液的棉花 沾有NaOH 溶液的棉花 装高锰酸钾的透明玻璃瓶 沾有紫色石蕊溶液的棉花

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.实验制备氯气为有毒气体，一定要保证实验装置气密性良好，且要设计为其吸收装置。

3.实验在探索过程中应该保证石蕊试剂，淀粉碘化钾，蓝墨水试纸用量一致，进而探究出高锰酸钾和盐酸的最佳用量。

【参考文献】