氯气的制备及性质验证的一体化改进设计

石明梅

摘要： 氯气的制备和性质的实验在化学教学中很重要，是高考的高频考点，但学习过程中由于氯气具有毒性，教学过程中都回避实验操作，或是用视频代替或是口述方式，学生没能身临其境，直接感受。氯气的制备及性质的一体化设计，量少，污染小，实验现象直接感受，设计简单，现象明显。一体化设计涉及气体的制备、除杂、性质验证、尾气处理等连续性问题，能培养学生严谨的思维逻辑、实验、观察等能力及绿色化学思想，为高考题中“以气体制备为主线的物质制备和验证”题打下牢固思维基础。对后续第三节第四节中SO2、NH3、NO2等气体的制备和验证有指导作用，

关键字：实验;制备;性质;创新改进

中图分类号：A  文献标识码：A  文章编号：（2021）-25-313

一、原实验装置的不足

实验气体有毒，影响师生健康，污染空气，不能直接观察实验现象。课本上关于氯气的制取是以“科学史话”和“思考与交流”的形式呈现，但其中没有涉及到该有的装置图和方程式，现目前学生对这类实验见的还比较少，提取和加工信息能力还比较弱，这样学生对氯气的制取会认识不到位。同时对于氯气的性质课本上只涉及到实验【4-3】与H2反应、实验【4-4】和【4-5】氯气漂白性的探究，而且这几个实验的研究需要事先制备收集干燥，操作很不方便。而对氯气与金属反应、氧化性、氯气溶于水后的酸碱性，制取及制取过程中除杂、干燥，尾氣处理都没有涉及到。而这些都是氯气的重要性质和重要考点，是高考实验题设计的基础典范。

二、实验改进要点

针对以上情况，现对课本实验进行如图1的改进。

1.改进后，实验装置简单，反应速率很好控制;

2.改进后，试剂和药品用量大大减小，也不会将有毒有强烈刺激性气味的氯气释放到空气中，造成教学和学习环境的紧张;

3.改进后，氯气的制备和性质的验证可以一条线探究结束;

4.改进后，装置增加一个空的注射器作为恒压装置，可以观察活塞的位置判断气体产生速率和装置是否安全，量大时可以在注射器尾部绑上一个气球，以免量大速度快喷出。

三、实验内容及原理

内容：氯气的制取及其性质的检验。（物理性质：颜色、气味、状态、溶解性;化学性质：与水反应，与非金属反应、与金属反应、氧化性、漂白性等）

原理：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl+5Cl2+8H2O

四、实验器材及试剂

器材：注射器3支（2支10mL，1支20mL）、保鲜膜、棉花、纱布、具支试管2支、硬质玻璃管、橡胶塞、酒精灯、火柴。

试剂：KMnO4、浓HCl、饱和NaCl溶液、NaOH溶液、酚酞、KI-淀粉溶液、有色纸条、无水氯化钙。

五、实验方法

1.将细铜丝折叠穿过橡胶塞，下端卷曲，备用。另一只大注射器装满NaOH溶液，插入橡胶塞，待实验结束，备用。替换铜丝，塞在末端具支试管上。

2.组装仪器并检查装置气密性

按图1组装好装置，拉动其中一个注射器活塞，若活塞能往回移动，则说明气密性良好。

3.装液

按图1位置依次装好药品或试剂，待用。

4.进行实验并将实验现象（按顺序记录于表1的表格中）

装置或试剂现象解释或结论涉及到的化学方程式KMnO4与浓盐酸沾有酚酞的NaOH溶液棉团沾有KI-淀粉溶液的棉团湿润的有色纸条干燥的有色纸条红热的铜丝观察具支试管1中气体颜色轻轻松动活塞  5.实验结束，将装满NaOH溶液的大注射器替换铜丝，塞在末端具支试管上，吸收未使用完的尾气。

参考文献

[1]李猛， 王世存. 氯气制备及性质实验的一体化设计[J]. 化学教学， 2016， 000（008）：60-63.

[2]田益民， 陈凯. 氯气制备和性质的微型家庭实验[J]. 化学教与学， 2010.