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        無Cl2泄漏制氯水的新實驗方法

        2014-11-06 05:38:54劉丹
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2014年10期

        劉丹

        摘 要:氯氣的水溶液叫氯水,飽和氯水呈現(xiàn)淺黃綠色,具有刺激性氣味。擴散到空氣中,對人體健康有很大的危害。新制氯水主要成分:HCl、HClO、Cl2、H2O。新實驗設(shè)計可使制氯水的過程完全處于一種封閉狀態(tài),實驗安全、可靠。

        關(guān)鍵詞:Cl2無泄漏 尾氣吸收 密閉狀態(tài)

        中圖分類號:G633 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(a)-0045-01

        大學(xué)化學(xué)實驗“鹵族元素”中鹵素的氧化性比較和中學(xué)化學(xué)實驗氯水的漂白性和鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)都要用到氯水。氯水按現(xiàn)行課本的方法操作都有Cl2外逸,我們知道氯氣有毒,這樣不但對環(huán)境造成污染,而且對實驗人員的健康也不利。

        現(xiàn)在,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們的環(huán)境保護的意識也日益增強。這樣,實驗既要效果良好,又要體現(xiàn)“綠色”,這是提出這一方法的主導(dǎo)思想。

        經(jīng)過反復(fù)實踐,本文為實驗室制取氯水提供了一種安全方便、快捷的方法。

        1 實驗原理

        1.1 Cl2的實驗室制法

        2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑

        1.2 Cl2制氯水

        Cl2+H2O===HCl+HClO

        1.3 尾氣吸收

        2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O

        2 儀器和藥品

        2.1 儀器

        100 ml球形分液漏斗、250 ml抽濾瓶(增加裝置的穩(wěn)定性免去用鐵架臺)、雙孔塞、單孔塞、玻璃導(dǎo)管、止水夾、乳膠管、小試劑瓶、尖嘴玻璃導(dǎo)管、1000 ml大試劑瓶兩個、長×寬×高為25×18×10的塑料水槽

        2.2 藥品

        KMnO4(s)、濃HCl、NaOH(s)

        3 反應(yīng)裝置示意圖

        見圖1。

        4 實驗步驟

        (1)向抽濾瓶中加入KMnO4(s)8g(注意不要將固體藥品殘留在抽濾瓶瓶口,防止裝置漏氣)。

        (2)檢查分液漏斗是否漏液,向球形分液漏斗中加入濃HCl約20 ml(注意裝藥品后立刻塞緊分液漏斗上部的單孔塞)。

        (3)將大試劑瓶A裝上水(注意水不能裝的太滿,約五分之四體積)。

        (4)大試劑瓶B裝水并倒扣在水槽中,在水中打開瓶塞(注意不能裝的太滿,約五分之四體積);塑料水槽中裝2/3體積水,向水槽的水中加入固體NaOH使之成為稀NaOH溶液。再在發(fā)生裝置中連接的小試劑瓶C裝入4/5體積濃NaOH溶液。

        (5)連接裝置,檢查裝置的氣密性;發(fā)生裝置a處止水夾是關(guān)閉的,收集裝置和尾氣吸收裝置的b、c處止水夾是打開的。

        (6)旋分液漏斗的旋塞,使?jié)釮Cl緩慢滴到抽濾瓶中,反應(yīng)開始。發(fā)生裝置中球形分液漏斗和抽濾瓶中有黃綠色的氣體產(chǎn)生。收集裝置的大試劑瓶里玻璃尖嘴導(dǎo)管有連續(xù)不斷的氣泡冒出,水由無色逐漸變成淺黃綠色;尾氣吸收裝置的大試劑瓶里的玻璃導(dǎo)管有氣泡冒出,NaOH溶液液面不斷下降。并隨時調(diào)節(jié)旋塞,使?jié)釮Cl逐滴滴下來。這時A和B兩個試劑瓶里中都有黃綠色的氣體。

        (7)反應(yīng)中要用燒杯把水槽中的稀NaOH溶液取出,始終保持尾氣吸收裝置的大試劑瓶的液面要高于水槽中液面1.5cm左右。

        (8)反應(yīng)結(jié)束后,次日關(guān)閉收集裝置和尾氣吸收裝置b、c處的止水夾。移走大試劑瓶A(蓋上瓶塞,備用),將b、c處用玻璃導(dǎo)管直接相連(使尾氣充分被吸收)。將發(fā)生裝置部分連接的小試劑瓶C倒置過來,注意保持玻璃管口和小試劑瓶高度相等(且兩者均高于抽濾瓶瓶口),打開a處止水夾,由于重力作用,小試劑瓶中的NaOH溶液流到反應(yīng)發(fā)生裝置中來,吸收多余的Cl2和HCl。小試劑瓶C連接的玻璃彎管兩側(cè)液面高度始終一致,整個裝置處于一種密閉狀態(tài),不會有尾氣外逸。

        5 實驗改進后的優(yōu)點

        (1)發(fā)生裝置的球形分液漏斗和抽濾瓶由導(dǎo)氣管相連,便于濃HCl順利滴下,使反應(yīng)順利進行,避免產(chǎn)生的Cl2由分液漏斗口處外逸。

        (2)收集裝置中的玻璃尖嘴導(dǎo)氣管的連入,使產(chǎn)生的氯氣小氣泡與水充分接觸,反應(yīng)進行的較為徹底。

        (3)尾氣吸收裝置的設(shè)計,利用壓差,保證多余氣體被NaOH堿液吸收,保護環(huán)境,防止污染。同時,這套裝置的好處在于兩次尾氣吸收處理,一次是尾氣吸收裝置,另一個是在發(fā)生裝置那側(cè),同理也是利用壓差把NaOH溶液打進發(fā)生裝置中,去吸收發(fā)生裝置中的剩余氯氣和反應(yīng)物揮發(fā)的HCl。

        經(jīng)過反復(fù)實驗,效果是很好的。

        參考文獻

        [1] 南京大學(xué)編.無機及分析化學(xué)實驗[M].高等教育出版社,2006.

        [2] 宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書化學(xué)必修1[M].3版.人民教育出版社出版,2007.

        [3] 宋心琦.普通高中課程標準實驗教科書化學(xué)必修2[M].3版.人民教育出版社出版,2007.endprint

        摘 要:氯氣的水溶液叫氯水,飽和氯水呈現(xiàn)淺黃綠色,具有刺激性氣味。擴散到空氣中,對人體健康有很大的危害。新制氯水主要成分:HCl、HClO、Cl2、H2O。新實驗設(shè)計可使制氯水的過程完全處于一種封閉狀態(tài),實驗安全、可靠。

        關(guān)鍵詞:Cl2無泄漏 尾氣吸收 密閉狀態(tài)

        中圖分類號:G633 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(a)-0045-01

        大學(xué)化學(xué)實驗“鹵族元素”中鹵素的氧化性比較和中學(xué)化學(xué)實驗氯水的漂白性和鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)都要用到氯水。氯水按現(xiàn)行課本的方法操作都有Cl2外逸,我們知道氯氣有毒,這樣不但對環(huán)境造成污染,而且對實驗人員的健康也不利。

        現(xiàn)在,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們的環(huán)境保護的意識也日益增強。這樣,實驗既要效果良好,又要體現(xiàn)“綠色”,這是提出這一方法的主導(dǎo)思想。

        經(jīng)過反復(fù)實踐,本文為實驗室制取氯水提供了一種安全方便、快捷的方法。

        1 實驗原理

        1.1 Cl2的實驗室制法

        2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑

        1.2 Cl2制氯水

        Cl2+H2O===HCl+HClO

        1.3 尾氣吸收

        2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O

        2 儀器和藥品

        2.1 儀器

        100 ml球形分液漏斗、250 ml抽濾瓶(增加裝置的穩(wěn)定性免去用鐵架臺)、雙孔塞、單孔塞、玻璃導(dǎo)管、止水夾、乳膠管、小試劑瓶、尖嘴玻璃導(dǎo)管、1000 ml大試劑瓶兩個、長×寬×高為25×18×10的塑料水槽

        2.2 藥品

        KMnO4(s)、濃HCl、NaOH(s)

        3 反應(yīng)裝置示意圖

        見圖1。

        4 實驗步驟

        (1)向抽濾瓶中加入KMnO4(s)8g(注意不要將固體藥品殘留在抽濾瓶瓶口,防止裝置漏氣)。

        (2)檢查分液漏斗是否漏液,向球形分液漏斗中加入濃HCl約20 ml(注意裝藥品后立刻塞緊分液漏斗上部的單孔塞)。

        (3)將大試劑瓶A裝上水(注意水不能裝的太滿,約五分之四體積)。

        (4)大試劑瓶B裝水并倒扣在水槽中,在水中打開瓶塞(注意不能裝的太滿,約五分之四體積);塑料水槽中裝2/3體積水,向水槽的水中加入固體NaOH使之成為稀NaOH溶液。再在發(fā)生裝置中連接的小試劑瓶C裝入4/5體積濃NaOH溶液。

        (5)連接裝置,檢查裝置的氣密性;發(fā)生裝置a處止水夾是關(guān)閉的,收集裝置和尾氣吸收裝置的b、c處止水夾是打開的。

        (6)旋分液漏斗的旋塞,使?jié)釮Cl緩慢滴到抽濾瓶中,反應(yīng)開始。發(fā)生裝置中球形分液漏斗和抽濾瓶中有黃綠色的氣體產(chǎn)生。收集裝置的大試劑瓶里玻璃尖嘴導(dǎo)管有連續(xù)不斷的氣泡冒出,水由無色逐漸變成淺黃綠色;尾氣吸收裝置的大試劑瓶里的玻璃導(dǎo)管有氣泡冒出,NaOH溶液液面不斷下降。并隨時調(diào)節(jié)旋塞,使?jié)釮Cl逐滴滴下來。這時A和B兩個試劑瓶里中都有黃綠色的氣體。

        (7)反應(yīng)中要用燒杯把水槽中的稀NaOH溶液取出,始終保持尾氣吸收裝置的大試劑瓶的液面要高于水槽中液面1.5cm左右。

        (8)反應(yīng)結(jié)束后,次日關(guān)閉收集裝置和尾氣吸收裝置b、c處的止水夾。移走大試劑瓶A(蓋上瓶塞,備用),將b、c處用玻璃導(dǎo)管直接相連(使尾氣充分被吸收)。將發(fā)生裝置部分連接的小試劑瓶C倒置過來,注意保持玻璃管口和小試劑瓶高度相等(且兩者均高于抽濾瓶瓶口),打開a處止水夾,由于重力作用,小試劑瓶中的NaOH溶液流到反應(yīng)發(fā)生裝置中來,吸收多余的Cl2和HCl。小試劑瓶C連接的玻璃彎管兩側(cè)液面高度始終一致,整個裝置處于一種密閉狀態(tài),不會有尾氣外逸。

        5 實驗改進后的優(yōu)點

        (1)發(fā)生裝置的球形分液漏斗和抽濾瓶由導(dǎo)氣管相連,便于濃HCl順利滴下,使反應(yīng)順利進行,避免產(chǎn)生的Cl2由分液漏斗口處外逸。

        (2)收集裝置中的玻璃尖嘴導(dǎo)氣管的連入,使產(chǎn)生的氯氣小氣泡與水充分接觸,反應(yīng)進行的較為徹底。

        (3)尾氣吸收裝置的設(shè)計,利用壓差,保證多余氣體被NaOH堿液吸收,保護環(huán)境,防止污染。同時,這套裝置的好處在于兩次尾氣吸收處理,一次是尾氣吸收裝置,另一個是在發(fā)生裝置那側(cè),同理也是利用壓差把NaOH溶液打進發(fā)生裝置中,去吸收發(fā)生裝置中的剩余氯氣和反應(yīng)物揮發(fā)的HCl。

        經(jīng)過反復(fù)實驗,效果是很好的。

        參考文獻

        [1] 南京大學(xué)編.無機及分析化學(xué)實驗[M].高等教育出版社,2006.

        [2] 宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書化學(xué)必修1[M].3版.人民教育出版社出版,2007.

        [3] 宋心琦.普通高中課程標準實驗教科書化學(xué)必修2[M].3版.人民教育出版社出版,2007.endprint

        摘 要:氯氣的水溶液叫氯水,飽和氯水呈現(xiàn)淺黃綠色,具有刺激性氣味。擴散到空氣中,對人體健康有很大的危害。新制氯水主要成分:HCl、HClO、Cl2、H2O。新實驗設(shè)計可使制氯水的過程完全處于一種封閉狀態(tài),實驗安全、可靠。

        關(guān)鍵詞:Cl2無泄漏 尾氣吸收 密閉狀態(tài)

        中圖分類號:G633 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(a)-0045-01

        大學(xué)化學(xué)實驗“鹵族元素”中鹵素的氧化性比較和中學(xué)化學(xué)實驗氯水的漂白性和鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)都要用到氯水。氯水按現(xiàn)行課本的方法操作都有Cl2外逸,我們知道氯氣有毒,這樣不但對環(huán)境造成污染,而且對實驗人員的健康也不利。

        現(xiàn)在,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們的環(huán)境保護的意識也日益增強。這樣,實驗既要效果良好,又要體現(xiàn)“綠色”,這是提出這一方法的主導(dǎo)思想。

        經(jīng)過反復(fù)實踐,本文為實驗室制取氯水提供了一種安全方便、快捷的方法。

        1 實驗原理

        1.1 Cl2的實驗室制法

        2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑

        1.2 Cl2制氯水

        Cl2+H2O===HCl+HClO

        1.3 尾氣吸收

        2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O

        2 儀器和藥品

        2.1 儀器

        100 ml球形分液漏斗、250 ml抽濾瓶(增加裝置的穩(wěn)定性免去用鐵架臺)、雙孔塞、單孔塞、玻璃導(dǎo)管、止水夾、乳膠管、小試劑瓶、尖嘴玻璃導(dǎo)管、1000 ml大試劑瓶兩個、長×寬×高為25×18×10的塑料水槽

        2.2 藥品

        KMnO4(s)、濃HCl、NaOH(s)

        3 反應(yīng)裝置示意圖

        見圖1。

        4 實驗步驟

        (1)向抽濾瓶中加入KMnO4(s)8g(注意不要將固體藥品殘留在抽濾瓶瓶口,防止裝置漏氣)。

        (2)檢查分液漏斗是否漏液,向球形分液漏斗中加入濃HCl約20 ml(注意裝藥品后立刻塞緊分液漏斗上部的單孔塞)。

        (3)將大試劑瓶A裝上水(注意水不能裝的太滿,約五分之四體積)。

        (4)大試劑瓶B裝水并倒扣在水槽中,在水中打開瓶塞(注意不能裝的太滿,約五分之四體積);塑料水槽中裝2/3體積水,向水槽的水中加入固體NaOH使之成為稀NaOH溶液。再在發(fā)生裝置中連接的小試劑瓶C裝入4/5體積濃NaOH溶液。

        (5)連接裝置,檢查裝置的氣密性;發(fā)生裝置a處止水夾是關(guān)閉的,收集裝置和尾氣吸收裝置的b、c處止水夾是打開的。

        (6)旋分液漏斗的旋塞,使?jié)釮Cl緩慢滴到抽濾瓶中,反應(yīng)開始。發(fā)生裝置中球形分液漏斗和抽濾瓶中有黃綠色的氣體產(chǎn)生。收集裝置的大試劑瓶里玻璃尖嘴導(dǎo)管有連續(xù)不斷的氣泡冒出,水由無色逐漸變成淺黃綠色;尾氣吸收裝置的大試劑瓶里的玻璃導(dǎo)管有氣泡冒出,NaOH溶液液面不斷下降。并隨時調(diào)節(jié)旋塞,使?jié)釮Cl逐滴滴下來。這時A和B兩個試劑瓶里中都有黃綠色的氣體。

        (7)反應(yīng)中要用燒杯把水槽中的稀NaOH溶液取出,始終保持尾氣吸收裝置的大試劑瓶的液面要高于水槽中液面1.5cm左右。

        (8)反應(yīng)結(jié)束后,次日關(guān)閉收集裝置和尾氣吸收裝置b、c處的止水夾。移走大試劑瓶A(蓋上瓶塞,備用),將b、c處用玻璃導(dǎo)管直接相連(使尾氣充分被吸收)。將發(fā)生裝置部分連接的小試劑瓶C倒置過來,注意保持玻璃管口和小試劑瓶高度相等(且兩者均高于抽濾瓶瓶口),打開a處止水夾,由于重力作用,小試劑瓶中的NaOH溶液流到反應(yīng)發(fā)生裝置中來,吸收多余的Cl2和HCl。小試劑瓶C連接的玻璃彎管兩側(cè)液面高度始終一致,整個裝置處于一種密閉狀態(tài),不會有尾氣外逸。

        5 實驗改進后的優(yōu)點

        (1)發(fā)生裝置的球形分液漏斗和抽濾瓶由導(dǎo)氣管相連,便于濃HCl順利滴下,使反應(yīng)順利進行,避免產(chǎn)生的Cl2由分液漏斗口處外逸。

        (2)收集裝置中的玻璃尖嘴導(dǎo)氣管的連入,使產(chǎn)生的氯氣小氣泡與水充分接觸,反應(yīng)進行的較為徹底。

        (3)尾氣吸收裝置的設(shè)計,利用壓差,保證多余氣體被NaOH堿液吸收,保護環(huán)境,防止污染。同時,這套裝置的好處在于兩次尾氣吸收處理,一次是尾氣吸收裝置,另一個是在發(fā)生裝置那側(cè),同理也是利用壓差把NaOH溶液打進發(fā)生裝置中,去吸收發(fā)生裝置中的剩余氯氣和反應(yīng)物揮發(fā)的HCl。

        經(jīng)過反復(fù)實驗,效果是很好的。

        參考文獻

        [1] 南京大學(xué)編.無機及分析化學(xué)實驗[M].高等教育出版社,2006.

        [2] 宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書化學(xué)必修1[M].3版.人民教育出版社出版,2007.

        [3] 宋心琦.普通高中課程標準實驗教科書化學(xué)必修2[M].3版.人民教育出版社出版,2007.endprint

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