氯气的制取及其性质的改进实验

氯气的制取及其性质的改进实验

一 实验目标：

1.知识与技能目标：

（1）掌握氯气的制备及其性质实验的基本原理。

（2）熟练掌握氯气的制备及其性质实验的安全操作。

（3）通过实验大件使学生掌握实验室制取气体的四大组成部分——反应发生装置、除杂装置、性质检验装置、尾气处理装置。

2.能力目标：

（1）通过对氯气的制备及其性质实验的改进研究，培养学生动手利用简易材料来设计有毒气体及其性质实验的技能与能力。

（2）通过对氯气的制备及其性质实验的研究，培养学生的动手能力，操作能力和协作能力。

（3）通过实验设计和分析讨论，提高学生的语言表达能力，培养学生设计饰演的能力。

3.情感态度与价值目标：

通过对氯气的制备及其性质实验的改进研究与实践，培养学生严禁的科学态度和正确的价值观，增强学生的环保意识，注重培养学生的团队精神。

二 实验原理：

氯气的制取：

KClO3+6HCl＝＝3Cl2↑+KCl+3H2O 湿润的品红试纸颜色褪去：（次氯酸的漂白性）

Cl2+H2O＝＝HClO+HCl

氯气与金属反应：（氯气的氧化性）

Cl2+2Na＝＝2NaCl

氯气与非金属反应：（氯气的还原性）

3Cl2+2P＝＝2P Cl3

Cl2+2KI= =2KCl+I2

(I2使湿润的碘化钾试纸变蓝色)

三 实验装置图：

四 实验内容：

由于氯气有毒，再加上有些实验的反应速率较慢等多种原因，氯气及其性质实验在化学教学中的地位被不断削弱，因而我们在氯气的一些传统实验中寻求突破，凸显实验的教学功能，在设计氯气的制备及其性质实验方案是我们主要体现下列实验设计思想:

1、努力将化学实验绿色化，将缓解保护意识体现在具体行动中；

2、精心设计慢速实验、对比实验，开发慢速实验的演示功能；

3、合理使用教学仪器，让现代教学仪器进入常态课堂；

4、有效控制下实验条件，了解对物质进行定性研究和定量分析的基本方法。

根据实验原理，并完成以上实验设计思想的同时，认真查阅相关资料晚餐以下实验内容：

1设计1个制取氯气的实验装置改进方案。

2设计1个氯气与金属反应实验的改进方案。

3设计1个氢气与非金属反应实验的改进方案。

整个方案内容包括具体的实验原理，实验用品，实验装置，操作步骤，和改进后的优点。在老师的指导下进一步完善设计方案，并按完善后的方案完成相关实验。

五 实验用品：

仪器：圆底烧瓶1个、注射器1个、酒精灯1个、具支试

管3个、铁架台1个、橡皮管若干、三通管3个、大烧杯1个、橡皮塞若干、玻璃管若干、止水夹3个、漏斗1个

试剂：浓硫酸、氯酸钾（固体）、浓盐酸、食盐、金属钠、

白磷、氢氧化钠溶液、蒸馏水、PH试纸、滤纸、淀粉碘化钾溶液

六 实验步骤：

１．按图组装好实验装置；

２．检查装置的气密性：

检查制取装置的气密性：打开所有止水夹，用注射器将空气鼓入反应瓶中，当我们发现装有浓硫酸、饱和食盐水的瓶中有气泡冒出，并且最后尾气处理装置中的水面上升，说明这个装置的气密性是比较良好的。

3．（1）在1号、2号、3号具支试管中依次装入金属钠、湿润的品红试纸和干燥的品红试纸和湿润的淀粉碘化钾试纸、白磷。

（2）称取适量的氯酸钾粉末倒入与反应瓶中，关闭止水

夹2和3。

（3）用针筒吸取2/3针筒的浓盐酸，将浓盐酸慢慢的注

入到反应瓶中，此时我们可以看到有大量的黄绿色气体生成。当尾气处理的烧杯中有气泡冒出时，点燃酒精灯

给1号具支试管加热，我们可以观察到金属钠激烈的燃烧，并放出大量的白烟。

（4）打开止水夹2、3，关闭止水夹1，此时，我们会看

到2号具支试管中的干燥的品红试纸不变色，湿润的品红试纸褪色和湿润的碘化钾试纸变成蓝色。以及3号具支试管中的白磷与氯气激烈反应，并放出大量白烟。

七 实验现象总结：

浓盐酸注入到反应瓶后，立即产生大量的黄绿色气体，除杂装置中均有大量气泡产生。

关闭止水夹2、3，打开止水夹1，点燃酒精灯加热支口试管C，金属钠与氯气剧烈反应，放出大量的白烟。

打开止水夹2、3号后，具支试管2中干燥的品红试纸不变色，湿润的试纸褪色，湿润的淀粉碘化钾变蓝色，具支试管3中，白磷与氯气剧烈反应，产生大量的白烟，实验现象非常明显。

八 实验注意事项：

１）因为氯气本身是有毒的气体，因此在实验室只适合做微型实验，且装置的气密性要很好。

２）白磷在常温下很容易自然，需在冷水浴的条件下才能进行反应。

３）因为金属钠和白磷反应都很剧烈，在取样品时量一定要控制好，以防发生试管爆破发生危险。

４）为保证实验现象明显，在控制止水夹时顺序操作要准确。 ５）在实验操作过程中尽量远离浓硫酸，以防反应太过剧烈浓硫酸迸出，打开门窗，时常走动。若发现有氯气泄漏应立即停止反应并走向通风口。

6）取氯酸钾和浓盐酸之前要计算好用量，有利于实验完的处理。

7）注入浓盐酸的速度不能太快，以防在尾气处理处有氯气溢出。

九 实验方案设计评价：

１）改进后的实验装置很适合做微型实验，即能观察到明显的实验现象，又节省了药品，减少了对大气的污染，适合中学实验室操作。

２）本试验装置制取与性质检验同时进行，且氯气的制取速率可控制，无需收集氯气，减少对大气的污染，实验现象也很明显，尾气处理完全。

３）实验反应原理简单易操作。

４）巧妙的设计了3个止水夹，很好的控制了反应过程，使得实验现象更为明显。