无Cl2泄漏制氯水的新实验方法
2014-11-06 05:38刘丹
科技创新导报 2014年10期
刘丹
摘 要：氯气的水溶液叫氯水，饱和氯水呈现浅黄绿色，具有刺激性气味。扩散到空气中，对人体健康有很大的危害。新制氯水主要成分：HCl、HClO、Cl2、H2O。新实验设计可使制氯水的过程完全处于一种封闭状态，实验安全、可靠。
关键词：Cl2无泄漏 尾气吸收 密闭状态
中图分类号：G633 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0045-01
大学化学实验“卤族元素”中卤素的氧化性比较和中学化学实验氯水的漂白性和卤素单质间的置换反应都要用到氯水。氯水按现行课本的方法操作都有Cl2外逸，我们知道氯气有毒，这样不但对环境造成污染，而且对实验人员的健康也不利。
现在，随着科学技术的飞速发展，人们的环境保护的意识也日益增强。这样，实验既要效果良好，又要体现“绿色”，这是提出这一方法的主导思想。
经过反复实践，本文为实验室制取氯水提供了一种安全方便、快捷的方法。
1 实验原理
1.1 Cl2的实验室制法
2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
1.2 Cl2制氯水
Cl2+H2O===HCl+HClO
1.3 尾气吸收
2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
2 仪器和药品
2.1 仪器
100 ml球形分液漏斗、250 ml抽滤瓶（增加装置的稳定性免去用铁架台）、双孔塞、单孔塞、玻璃导管、止水夹、乳胶管、小试剂瓶、尖嘴玻璃导管、1000 ml大试剂瓶两个、长×宽×高为25×18×10的塑料水槽
2.2 药品
KMnO4（s）、浓HCl、NaOH（s）
3 反应装置示意图
见图1。
4 实验步骤
（1）向抽滤瓶中加入KMnO4（s）8g（注意不要将固体药品残留在抽滤瓶瓶口，防止装置漏气）。
（2）检查分液漏斗是否漏液，向球形分液漏斗中加入浓HCl约20 ml（注意装药品后立刻塞紧分液漏斗上部的单孔塞）。
（3）将大试剂瓶A装上水（注意水不能装的太满，约五分之四体积）。
（4）大试剂瓶B装水并倒扣在水槽中，在水中打开瓶塞（注意不能装的太满，约五分之四体积）；塑料水槽中装2/3体积水，向水槽的水中加入固体NaOH使之成为稀NaOH溶液。再在发生装置中连接的小试剂瓶C装入4/5体积浓NaOH溶液。
（5）连接装置，检查装置的气密性；发生装置a处止水夹是关闭的，收集装置和尾气吸收装置的b、c处止水夹是打开的。
（6）旋分液漏斗的旋塞，使浓HCl缓慢滴到抽滤瓶中，反应开始。发生装置中球形分液漏斗和抽滤瓶中有黄绿色的气体产生。收集装置的大试剂瓶里玻璃尖嘴导管有连续不断的气泡冒出，水由无色逐渐变成浅黄绿色；尾气吸收装置的大试剂瓶里的玻璃导管有气泡冒出，NaOH溶液液面不断下降。并随时调节旋塞，使浓HCl逐滴滴下来。这时A和B两个试剂瓶里中都有黄绿色的气体。
（7）反应中要用烧杯把水槽中的稀NaOH溶液取出，始终保持尾气吸收装置的大试剂瓶的液面要高于水槽中液面1.5cm左右。
（8）反应结束后，次日关闭收集装置和尾气吸收装置b、c处的止水夹。移走大试剂瓶A（盖上瓶塞，备用），将b、c处用玻璃导管直接相连（使尾气充分被吸收）。将发生装置部分连接的小试剂瓶C倒置过来，注意保持玻璃管口和小试剂瓶高度相等（且两者均高于抽滤瓶瓶口），打开a处止水夹，由于重力作用，小试剂瓶中的NaOH溶液流到反应发生装置中来，吸收多余的Cl2和HCl。小试剂瓶C连接的玻璃弯管两侧液面高度始终一致，整个装置处于一种密闭状态，不会有尾气外逸。
5 实验改进后的优点
（1）发生装置的球形分液漏斗和抽滤瓶由导气管相连，便于浓HCl顺利滴下，使反应顺利进行，避免产生的Cl2由分液漏斗口处外逸。
（2）收集装置中的玻璃尖嘴导气管的连入，使产生的氯气小气泡与水充分接触，反应进行的较为彻底。
（3）尾气吸收装置的设计，利用压差，保证多余气体被NaOH碱液吸收，保护环境，防止污染。同时，这套装置的好处在于两次尾气吸收处理，一次是尾气吸收装置，另一个是在发生装置那侧，同理也是利用压差把NaOH溶液打进发生装置中，去吸收发生装置中的剩余氯气和反应物挥发的HCl。
经过反复实验，效果是很好的。
参考文献
[1] 南京大学编.无机及分析化学实验[M].高等教育出版社，2006.
[2] 宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书化学必修1[M].3版.人民教育出版社出版，2007.
[3] 宋心琦.普通高中课程标准实验教科书化学必修2[M].3版.人民教育出版社出版，2007.endprint
摘 要：氯气的水溶液叫氯水，饱和氯水呈现浅黄绿色，具有刺激性气味。扩散到空气中，对人体健康有很大的危害。新制氯水主要成分：HCl、HClO、Cl2、H2O。新实验设计可使制氯水的过程完全处于一种封闭状态，实验安全、可靠。
关键词：Cl2无泄漏 尾气吸收 密闭状态
中图分类号：G633 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0045-01
大学化学实验“卤族元素”中卤素的氧化性比较和中学化学实验氯水的漂白性和卤素单质间的置换反应都要用到氯水。氯水按现行课本的方法操作都有Cl2外逸，我们知道氯气有毒，这样不但对环境造成污染，而且对实验人员的健康也不利。
现在，随着科学技术的飞速发展，人们的环境保护的意识也日益增强。这样，实验既要效果良好，又要体现“绿色”，这是提出这一方法的主导思想。
经过反复实践，本文为实验室制取氯水提供了一种安全方便、快捷的方法。
1 实验原理
1.1 Cl2的实验室制法
2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
1.2 Cl2制氯水
Cl2+H2O===HCl+HClO
1.3 尾气吸收
2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
2 仪器和药品
2.1 仪器
100 ml球形分液漏斗、250 ml抽滤瓶（增加装置的稳定性免去用铁架台）、双孔塞、单孔塞、玻璃导管、止水夹、乳胶管、小试剂瓶、尖嘴玻璃导管、1000 ml大试剂瓶两个、长×宽×高为25×18×10的塑料水槽
2.2 药品
KMnO4（s）、浓HCl、NaOH（s）
3 反应装置示意图
见图1。
4 实验步骤
（1）向抽滤瓶中加入KMnO4（s）8g（注意不要将固体药品残留在抽滤瓶瓶口，防止装置漏气）。
（2）检查分液漏斗是否漏液，向球形分液漏斗中加入浓HCl约20 ml（注意装药品后立刻塞紧分液漏斗上部的单孔塞）。
（3）将大试剂瓶A装上水（注意水不能装的太满，约五分之四体积）。
（4）大试剂瓶B装水并倒扣在水槽中，在水中打开瓶塞（注意不能装的太满，约五分之四体积）；塑料水槽中装2/3体积水，向水槽的水中加入固体NaOH使之成为稀NaOH溶液。再在发生装置中连接的小试剂瓶C装入4/5体积浓NaOH溶液。
（5）连接装置，检查装置的气密性；发生装置a处止水夹是关闭的，收集装置和尾气吸收装置的b、c处止水夹是打开的。
（6）旋分液漏斗的旋塞，使浓HCl缓慢滴到抽滤瓶中，反应开始。发生装置中球形分液漏斗和抽滤瓶中有黄绿色的气体产生。收集装置的大试剂瓶里玻璃尖嘴导管有连续不断的气泡冒出，水由无色逐渐变成浅黄绿色；尾气吸收装置的大试剂瓶里的玻璃导管有气泡冒出，NaOH溶液液面不断下降。并随时调节旋塞，使浓HCl逐滴滴下来。这时A和B两个试剂瓶里中都有黄绿色的气体。
（7）反应中要用烧杯把水槽中的稀NaOH溶液取出，始终保持尾气吸收装置的大试剂瓶的液面要高于水槽中液面1.5cm左右。
（8）反应结束后，次日关闭收集装置和尾气吸收装置b、c处的止水夹。移走大试剂瓶A（盖上瓶塞，备用），将b、c处用玻璃导管直接相连（使尾气充分被吸收）。将发生装置部分连接的小试剂瓶C倒置过来，注意保持玻璃管口和小试剂瓶高度相等（且两者均高于抽滤瓶瓶口），打开a处止水夹，由于重力作用，小试剂瓶中的NaOH溶液流到反应发生装置中来，吸收多余的Cl2和HCl。小试剂瓶C连接的玻璃弯管两侧液面高度始终一致，整个装置处于一种密闭状态，不会有尾气外逸。
5 实验改进后的优点
（1）发生装置的球形分液漏斗和抽滤瓶由导气管相连，便于浓HCl顺利滴下，使反应顺利进行，避免产生的Cl2由分液漏斗口处外逸。
（2）收集装置中的玻璃尖嘴导气管的连入，使产生的氯气小气泡与水充分接触，反应进行的较为彻底。
（3）尾气吸收装置的设计，利用压差，保证多余气体被NaOH碱液吸收，保护环境，防止污染。同时，这套装置的好处在于两次尾气吸收处理，一次是尾气吸收装置，另一个是在发生装置那侧，同理也是利用压差把NaOH溶液打进发生装置中，去吸收发生装置中的剩余氯气和反应物挥发的HCl。
经过反复实验，效果是很好的。
参考文献
[1] 南京大学编.无机及分析化学实验[M].高等教育出版社，2006.
[2] 宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书化学必修1[M].3版.人民教育出版社出版，2007.
[3] 宋心琦.普通高中课程标准实验教科书化学必修2[M].3版.人民教育出版社出版，2007.endprint
摘 要：氯气的水溶液叫氯水，饱和氯水呈现浅黄绿色，具有刺激性气味。扩散到空气中，对人体健康有很大的危害。新制氯水主要成分：HCl、HClO、Cl2、H2O。新实验设计可使制氯水的过程完全处于一种封闭状态，实验安全、可靠。
关键词：Cl2无泄漏 尾气吸收 密闭状态
中图分类号：G633 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0045-01
大学化学实验“卤族元素”中卤素的氧化性比较和中学化学实验氯水的漂白性和卤素单质间的置换反应都要用到氯水。氯水按现行课本的方法操作都有Cl2外逸，我们知道氯气有毒，这样不但对环境造成污染，而且对实验人员的健康也不利。
现在，随着科学技术的飞速发展，人们的环境保护的意识也日益增强。这样，实验既要效果良好，又要体现“绿色”，这是提出这一方法的主导思想。
经过反复实践，本文为实验室制取氯水提供了一种安全方便、快捷的方法。
1 实验原理
1.1 Cl2的实验室制法
2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
1.2 Cl2制氯水
Cl2+H2O===HCl+HClO
1.3 尾气吸收
2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
2 仪器和药品
2.1 仪器
100 ml球形分液漏斗、250 ml抽滤瓶（增加装置的稳定性免去用铁架台）、双孔塞、单孔塞、玻璃导管、止水夹、乳胶管、小试剂瓶、尖嘴玻璃导管、1000 ml大试剂瓶两个、长×宽×高为25×18×10的塑料水槽
2.2 药品
KMnO4（s）、浓HCl、NaOH（s）
3 反应装置示意图
见图1。
4 实验步骤
（1）向抽滤瓶中加入KMnO4（s）8g（注意不要将固体药品残留在抽滤瓶瓶口，防止装置漏气）。
（2）检查分液漏斗是否漏液，向球形分液漏斗中加入浓HCl约20 ml（注意装药品后立刻塞紧分液漏斗上部的单孔塞）。
（3）将大试剂瓶A装上水（注意水不能装的太满，约五分之四体积）。
（4）大试剂瓶B装水并倒扣在水槽中，在水中打开瓶塞（注意不能装的太满，约五分之四体积）；塑料水槽中装2/3体积水，向水槽的水中加入固体NaOH使之成为稀NaOH溶液。再在发生装置中连接的小试剂瓶C装入4/5体积浓NaOH溶液。
（5）连接装置，检查装置的气密性；发生装置a处止水夹是关闭的，收集装置和尾气吸收装置的b、c处止水夹是打开的。
（6）旋分液漏斗的旋塞，使浓HCl缓慢滴到抽滤瓶中，反应开始。发生装置中球形分液漏斗和抽滤瓶中有黄绿色的气体产生。收集装置的大试剂瓶里玻璃尖嘴导管有连续不断的气泡冒出，水由无色逐渐变成浅黄绿色；尾气吸收装置的大试剂瓶里的玻璃导管有气泡冒出，NaOH溶液液面不断下降。并随时调节旋塞，使浓HCl逐滴滴下来。这时A和B两个试剂瓶里中都有黄绿色的气体。
（7）反应中要用烧杯把水槽中的稀NaOH溶液取出，始终保持尾气吸收装置的大试剂瓶的液面要高于水槽中液面1.5cm左右。
（8）反应结束后，次日关闭收集装置和尾气吸收装置b、c处的止水夹。移走大试剂瓶A（盖上瓶塞，备用），将b、c处用玻璃导管直接相连（使尾气充分被吸收）。将发生装置部分连接的小试剂瓶C倒置过来，注意保持玻璃管口和小试剂瓶高度相等（且两者均高于抽滤瓶瓶口），打开a处止水夹，由于重力作用，小试剂瓶中的NaOH溶液流到反应发生装置中来，吸收多余的Cl2和HCl。小试剂瓶C连接的玻璃弯管两侧液面高度始终一致，整个装置处于一种密闭状态，不会有尾气外逸。
5 实验改进后的优点
（1）发生装置的球形分液漏斗和抽滤瓶由导气管相连，便于浓HCl顺利滴下，使反应顺利进行，避免产生的Cl2由分液漏斗口处外逸。
（2）收集装置中的玻璃尖嘴导气管的连入，使产生的氯气小气泡与水充分接触，反应进行的较为彻底。
（3）尾气吸收装置的设计，利用压差，保证多余气体被NaOH碱液吸收，保护环境，防止污染。同时，这套装置的好处在于两次尾气吸收处理，一次是尾气吸收装置，另一个是在发生装置那侧，同理也是利用压差把NaOH溶液打进发生装置中，去吸收发生装置中的剩余氯气和反应物挥发的HCl。
经过反复实验，效果是很好的。
参考文献
[1] 南京大学编.无机及分析化学实验[M].高等教育出版社，2006.
[2] 宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书化学必修1[M].3版.人民教育出版社出版，2007.
[3] 宋心琦.普通高中课程标准实验教科书化学必修2[M].3版.人民教育出版社出版，2007.endprint
