氯化氫的制備與性質(zhì)微型探究實(shí)驗(yàn)

吳少璇衷明華

(韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東 潮州 521041)

摘要：利用微型實(shí)驗(yàn)具有的實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單便捷、試劑用量少、安全性高、成本低等特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氯化氫的制備以及對(duì)其性質(zhì)的探究的一體化改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：氯化氫制備性質(zhì)微型實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

一、教材中實(shí)驗(yàn)的缺陷

在現(xiàn)行的高中化學(xué)教科書(shū)中，有關(guān)氯化氫的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)采用了如下圖1、圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

1、實(shí)驗(yàn)原理

氯化氫的實(shí)驗(yàn)室制法：鹽酸屬于揮發(fā)性酸，利用難揮發(fā)性酸濃H2SO4與其鹽反應(yīng)來(lái)制取。

NaCl+H2SO4(濃)=NaHSO4+HCl↑

圖1　氯化氫的制備

圖2　噴泉實(shí)驗(yàn)

2、以上的關(guān)于氯化氫的制備及噴泉實(shí)驗(yàn)存在著以下的不足：

(1)氯化氫是無(wú)色的氣體，在收集氯化氫時(shí)，沒(méi)有直觀的現(xiàn)象來(lái)判斷氣體是否收集滿(mǎn)[2]；

(2)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)在收集好氯化氫氣體后，需要把裝滿(mǎn)氯化氫氣體的集氣瓶換成圓底燒瓶來(lái)探究氯化氫易溶于水的性質(zhì)，在更換儀器的過(guò)程中不能保證氯化氫100%全部集中于圓底燒瓶中，氯化氫氣體容易溢出來(lái)，從而污染空氣，危害實(shí)驗(yàn)者的身體健康；

(3)教材中制取氯化氫氣體使用的是氯化鈉固體與濃硫酸反應(yīng)，在反應(yīng)時(shí)會(huì)在氯化鈉顆粒表面或整個(gè)氯化鈉表層形成一個(gè)NaHSO4硬殼，阻礙了濃硫酸進(jìn)一步與硬殼內(nèi)部的氯化鈉反應(yīng)[3]。

針對(duì)以上的不足之處，我對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了以下改進(jìn)：

二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1、實(shí)驗(yàn)藥品及儀器

藥品：氯化銨固體、98%濃硫酸、紫色石蕊試液、蒸餾水、硝酸銀溶液、氫氧化鈉溶液。

微型儀器：側(cè)泡具支試管2支，直角形通氣管1支，直形通氣管1支，小燒杯1個(gè)，橡皮塞2個(gè)，活塞3個(gè)，橡膠管2根，針筒2根。

2、實(shí)驗(yàn)原理

常溫下，氯化銨固體與濃硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制取氯化氫氣體，反應(yīng)方程式如下：

2NH4Cl+H2SO4(濃)=(NH4)2SO4+2HCl↑

3、實(shí)驗(yàn)裝置圖(略去鐵架臺(tái)和鐵夾)

圖3　實(shí)驗(yàn)裝置(略去鐵架臺(tái)和鐵夾) 注：1，2—針筒；3，4，5—玻璃活塞；a—蘸有紫色石蕊試劑的濕潤(rùn)的棉花；b—蒸餾水；c—紫色石蕊試劑；d—氯化銨固體；e—濃硫酸。

4、實(shí)驗(yàn)步驟

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖組裝儀器，檢驗(yàn)裝置的氣密性；

(2)加入藥品：往側(cè)泡具支試管a中放入蘸有紫色石蕊試劑的濕潤(rùn)的棉花，燒杯c中加入紫色石蕊試劑，側(cè)泡具支試管d中加入氯化銨固體，用針筒1抽取適量的濃硫酸，針筒2抽取適量的蒸餾水；

(3)關(guān)閉活塞3和活塞4，打開(kāi)活塞5，將注射器1里面的濃硫酸注射到側(cè)泡具支試管d中去與氯化銨固體反應(yīng)，待a處的蘸有紫色石蕊試劑的濕潤(rùn)的棉花變成紅色時(shí)，證明f中已收集滿(mǎn)氯化氫氣體，且證明氯化氫溶于水顯酸性；

(4)關(guān)閉活塞5，打開(kāi)活塞3和活塞4，將注射器2里面的蒸餾水注射進(jìn)側(cè)泡具支試管f中，可觀察到圓底燒瓶?jī)?nèi)有噴泉現(xiàn)象，且溶液顏色顯橙紅色或紅色，證明了氯化氫溶于水形成鹽酸顯酸性；

(5)關(guān)閉活塞3和活塞4，將針筒2里面的蒸餾水換成硝酸銀溶液，并把硝酸銀溶液注射入側(cè)泡具支試管f中去，可觀察到溶液有白色沉淀產(chǎn)生，驗(yàn)證了氯化氫氣體溶于水后生成的鹽酸有氯離子生成；

(6)待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，分別往具支試管d和f中注射氫氧化鈉溶液以此來(lái)吸收剩余的物質(zhì)。最后，拆撤裝置，清洗儀器，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

5、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

(1)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置和試劑價(jià)格昂貴，有些成本較高的實(shí)驗(yàn)各個(gè)學(xué)校通常只是通過(guò)教師演示來(lái)進(jìn)行，學(xué)生根本沒(méi)有動(dòng)手的機(jī)會(huì)[4]。而教科書(shū)上的常規(guī)實(shí)驗(yàn)所要用到的試劑量大，實(shí)驗(yàn)成本高，本實(shí)驗(yàn)采用微型實(shí)驗(yàn)在一定程度上節(jié)省了實(shí)驗(yàn)試劑的用量，減少了對(duì)空氣的污染。同時(shí)現(xiàn)象較為明顯，趣味性較強(qiáng)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。

(2)通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟和操作大大簡(jiǎn)化，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)微型化的特點(diǎn)。另外，它巧妙利用生活中的一些醫(yī)療廢棄物，如注射器等，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不僅能夠控制反應(yīng)的速率，也能夠知道反應(yīng)的濃硫酸的量，同時(shí)也達(dá)到了變廢為寶、節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本的目的，培養(yǎng)了學(xué)生綠色環(huán)保的意識(shí)。

(3)實(shí)驗(yàn)中將氯化鈉固體與濃硫酸的反應(yīng)改成用氯化銨固體和濃硫酸反應(yīng)制取氯化氫，這不僅可以制取較高純度的氯化氫氣體，同時(shí)也避免了雜質(zhì)氣體如二氧化硫的生成，避免了“結(jié)塊”現(xiàn)象。

(4)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)無(wú)論是在氯化氫的制備還是在進(jìn)行氯化氫的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)上，都不需要更換儀器，這不僅能夠防止氣體的泄露而污染空氣，也能夠保證實(shí)驗(yàn)的安全。

化學(xué)是科學(xué)的一個(gè)重要的組成部分，而實(shí)驗(yàn)是探索化學(xué)奧秘的關(guān)鍵，在教學(xué)活動(dòng)中占據(jù)著不可或缺的地位。因此，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要摒棄一些不合理的傳統(tǒng)教學(xué)方法，不斷進(jìn)行創(chuàng)新，摸索出一套新的、可行的教學(xué)模式，使學(xué)生終身受益[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]羅志枚，衷明華.氯化氫制備和性質(zhì)一體化實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2009.23：103.

[2]劉丹.氯化氫氣體制備實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].廣東化工，2014.41(8)：63.

[3]化學(xué)系，中間體組.一種改進(jìn)的氯化氫發(fā)生裝置[J].遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)，1982.2.31.

[4]馬穎麗.化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)好處多[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2014.7.37.

[5]蔡亞初.初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問(wèn)題與改進(jìn)[J].中學(xué)教學(xué)參考，2013.9.170.