1. 實驗室製取氯氣的裝置
氯氣是一種氣體單質,化學式為Cl2。常溫常壓下為黃綠色,有強烈刺激性氣味的劇毒氣體,具有窒息性 ,密度比空氣大,可溶於水和鹼溶液,易溶於有機溶劑(如二硫化碳和四氯化碳),易壓縮,可液化為黃綠色的油狀液氯,是氯鹼工業的主要產品之一,可用作為強氧化劑。
氯氣中混和體積分數為5%以上的氫氣時遇強光可能會有爆炸的危險。氯氣具有毒性,主要通過呼吸道侵入人體並溶解在黏膜所含的水分里,會對上呼吸道黏膜造成損害。氯氣能與有機物和無機物進行取代反應和加成反應生成多種氯化物。主要用於生產塑料(如PVP)、合成纖維、染料、農葯、消毒劑、漂白劑溶劑以及各種氯化物。
實驗室製法
實驗室通常用氧化濃鹽酸的方法來製取氯氣:
實驗室製法
常見的氧化劑有:MnO2、KMnO4、Ca(ClO)2、Co2O3
發生的反應分別是:
4HCl(濃)+MnO2 =加熱=MnCl2+Cl2↑+2H2O
16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
(這兩個反應用的鹽酸比較稀的話,反應將不再進行,沒有鹽酸可用一種非還原性酸和氯化鈉的混合物代替,也可產生氯氣。)
4HCl+Ca(ClO)2=CaCl2+2H2O+2Cl2↑ (此反應需要的鹽酸很稀,1mol/L便可以劇烈反應。)
2H++ClO-+Cl-=H2O+Cl2↑
【只要能電離出H+的酸即可參加並且發生此歸中反應;如:草酸。但由於參加反應的酸電離出的H+能力的不同,反應的速率也會不同。如果此酸為有機酸,且易揮發,那麼要注意不能在強光照的照射下反應,不然氯氣可能會和揮發出來的有機酸發生取代反應發生爆炸或生成有毒物質,如:冰醋酸會和氯氣發生取代反應生成氯醋酸(劇毒固體)、二氯醋酸(固體)、三氯醋酸(固體)】
如不用濃鹽酸,亦可用NaCl(固體)跟濃硫酸來代替。如:
2NaCl+3H2SO4(濃)+MnO2=加熱=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Cl2↑
總之,實驗室制氯氣的辦法都圍繞著一個核心:氯離子+氧化劑+酸性環境,氧化劑的氧化性不強的話還需不同程度加熱。
收集方法:用向上排空氣法或者排飽和食鹽水法
凈化方法:用飽和食鹽水除去HCl氣體,用濃硫酸除去水蒸氣。
尾氣吸收:用強鹼溶液(如NaOH溶液)吸收。
驗滿方法:⑴ 將濕潤的澱粉-KI試紙靠近盛Cl2瓶口,觀察到試紙立即變藍,則證明已集滿。
⑵ 將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2瓶口,觀察到試紙先變紅後褪色,則證明已集滿。
⑶ 實驗室制備氯氣時,常常根據氯氣的顏色判斷是否收集滿。
注意:切勿被網路上的無知言論欺騙,氯酸鹽絕對不能用來制備氯氣,因為會生成大量難以分離且易爆炸的ClO2。
2. 實驗室製取氯氣的實驗裝置分為幾部分
實驗室一般用濃鹽酸和二氧化錳制氯氣
首先是發生裝置,需要鐵架台,酒精燈,圓底燒專瓶,分液漏屬斗
然後要除去揮發出來的氯化氫
所以就要一個洗瓶,安全起見可以加一個防倒吸的裝置
洗瓶裡面是飽和的食鹽水
然後除去水,通過裝有濃硫酸的洗瓶
最後一個收集裝置
3. 實驗室製取Cl2通常利用下面的反應原理A是Cl氣發生裝置…(2,3題怎麼做)
雜質氣體為HCll
通過C裝置除去HCl
用D裝置乾燥氣體
乾燥是反應前的一般標准操作
4. 如圖是實驗室制備氯氣並進行一系列相關實驗的裝置(夾持設備己略).(1)裝置A是氯氣的發生裝置,請寫出
(1)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,具有強氧化性,和濃鹽酸反應的方程式為:Ca(ClO)2+4HCl(濃)═CaCl2+2Cl2↑+2H2O;
故答案為:Ca(ClO)2+4HCl(濃)═CaCl2+2Cl2↑+2H2O;
(2)由於濃鹽酸具有揮發性,從A裝置出來的氯氣中含有氯化氫氣體,可以通過飽和食鹽水除去;若C中堵塞,則B中壓強會增大,將水向上壓,從而形成一段水柱;
故答案為:除去Cl2中的HCl;B中長頸漏斗中液面上升,形成水柱;
(3)要驗證氯氣是否有漂白性,可以利用有色布條,因為製取的氯氣含有水蒸氣;生成的HClO有漂白性,先驗證氯氣是否能夠使濕潤的有色布條褪色,然後用乾燥氯氣通過乾燥的有色布條檢驗氯氣的漂白性.乾燥氯氣不能選用與氯氣反應的鹼石灰,U形管一般盛裝固體乾燥劑,濃硫酸不能盛裝在U形管中,無水硫酸銅可以檢驗水的存在,不能用於氯氣乾燥,此題可選用無水氯化鈣,所以正確的選項是d;
故答案為:d;
(4)讀圖可知,D中通入氯氣後生成單質溴,加入E中後又生成了單質碘,故E中現象是溶液分層,且上層即苯層顯紫紅色,但是由於D中可能有過量的氯氣,故E中生成的單質碘不一定是溴與KI反應置換出來的,也可能是過量的Cl2也可將I-氧化為I2,故不能說明溴單質的氧化性一定比碘強;
故答案為:E中溶液分為兩層,上層(苯層)為紫紅色;不能;過量的Cl2也可將I-氧化為I2;
(5)氯氣有毒會污染環境,所以F裝置的作用是吸收多餘的氯氣,F中不可以盛裝飽和Ca(OH)2溶液,因為Ca(OH)2溶解度太小,吸收不徹底,
故答案為:吸收多餘的氯氣,防止污染大氣;b.
5. 圖是一個實驗室製取氯氣並以氯氣為原料進行特定反應的裝置:(1)A是氯氣發生裝置,其中反應的化學方程為
(1)濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下能發生氧化還原反應生成氯化錳、氯氣、水,
故答案為:4HCl(濃鹽酸)+MnO2
|