A. 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。
B. 實驗室制氯氣 實驗結束時,應該先停止加熱使反應停止並等待氯氣被氫氧化鈉溶液完全吸收再拆開裝置避免
應該先停止加熱使反應停止並等待氯氣被氫氧化鈉溶液完全吸收再拆開裝置避免污染空氣。
【制Cl2時混有的HCl和水蒸氣,可用H2O和濃硫酸洗氣而除去,但要注意先後順序,若先乾燥後除HCl,則又會使Cl2中混有水蒸氣。吸收多餘Cl2防止污染空氣,應使用NaOH溶液,使Cl2變為NaCl、NaClO而完全進入溶液。因Cl2在水中溶解度不大,以純水吸收往往不完全,不能充分起到防污染空氣的作用。】
C. 實驗室制氯氣裝置原理——
因為氯氣能溶於水,但難溶於飽和食鹽水,HCL大量溶於飽和食鹽水,所以用飽和食鹽水除HCL
D. 實驗室制氯氣的實驗裝置有哪些
實驗室制氯氣的實驗裝置包含實驗器材和實驗葯品:
實驗器材:鐵架台、石棉網、酒精燈、圓底燒瓶、長頸漏斗、集氣瓶、燒杯、導氣管。
實驗葯品:濃鹽酸、二氧化錳、飽和食鹽水、濃硫酸凈化、氫氧化鈉溶液。
一、反應的化學方程式:
四、氯氣的相關性質:
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,密度比空氣大。可溶於水和鹼溶液,易溶於有機溶劑(如四氯化碳),難溶於飽和食鹽水,可用作為強氧化劑。具劇毒和窒息性,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。
以上內容參考:網路-氯氣
E. 實驗室制氯氣裝置
除去HCl雜質
因為Cl2在飽和食鹽水中的溶解度非常小,不能通過水
再通過濃H2SO4乾燥,再用向上排空氣法收集Cl2,最後用NaOH溶液進行尾氣處理
F. 實驗室制氯氣的實驗裝置圖如下所示:(1)連接好裝置後,實驗前必須進行的操作是______;(2)甲中盛有__
(1)該實驗裝置中連接了多個儀器,且氯氣是一種有毒氣體,不避免氯氣泄漏,會污版染空權氣且浪費試劑,所以在實驗前需要檢驗裝置氣密性,
故答案為:檢查裝置氣密性;
(2)根據裝置可知甲、乙為凈化和乾燥氯氣的裝置,氯氣因為混有揮發出的HCl氣體,可用飽和食鹽水除去HCl氣體,
故答案為:飽和食鹽水;除去氯氣中的氯化氫;
(3)實驗室中,利用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下製取氯氣,所以製取的氯氣中含有雜質水蒸氣,氯氣為酸性氣體,可通過濃硫酸吸收水蒸氣得到乾燥純凈的氯氣;
故答案為:濃硫酸;乾燥氯氣;
(4)氯氣密度大於空氣,所以採用向上排空氣法收集,導管插入管底有利於排凈空氣,
故答案為:氯氣的密度比空氣的密度大,導管插入管底有利於排凈空氣;
(5)氯氣有毒,需要進行尾氣吸收,氯氣與氫氧化鈉溶液反應,所以尾氣吸收可以用氫氧化鈉溶液,反應的方程式為,2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,
故答案為:氫氧化鈉溶液(鹼液);2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O.
G. 如圖是實驗室制備氯氣並進行一系列相關實驗的裝置(夾持及加熱儀器已略).(1)制備氯氣選用的葯品為固
(1)制備氯氣選用的葯品為固體二氧化錳和濃鹽酸,加熱反應的化學反應方程式為:MnO2+4HCl(濃)
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