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高一化学氯气的实验室制法

目

录

CONTENCT

氯气概述

实验室制法原理

实验操作步骤

氯气收集与检验方法

实验结果分析与讨论

实验安全注意事项

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氯气概述

物理性质

化学性质

氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，可溶于水。

氯气是一种强氧化剂，具有活泼的化学性质，能与许多金属和非金属直接化合。

氯气在工业生产中应用广泛，可用于制造漂白粉、消毒剂、塑料、合成纤维等。

工业用途

在实验室中，氯气常用于制备其他氯化物、进行氧化反应等。

实验室用途

氯气具有强烈的刺激性，吸入后会引起呼吸道和眼部不适，严重时可能导致中毒。

氯气泄漏会对环境造成污染，破坏生态平衡。

对环境的危害

对人体的危害

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实验室制法原理

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MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O

2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O

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45%

50%

75%

85%

95%

反应条件：加热，使用浓盐酸，MnO2或KMnO4作催化剂

注意事项

盐酸要浓，否则反应难以进行。

反应过程中会产生大量热量，需控制反应温度，防止盐酸挥发。

制得的氯气中可能混有HCl和水蒸气，需通过除杂装置。

选择合适的反应容器，如圆底烧瓶、锥形瓶等，并配备好加热装置。

准备好收集氯气的装置，如集气瓶、导管等。

根据需要，准备好除杂装置，如饱和食盐水、浓硫酸等。

原料：浓盐酸、MnO2或KMnO4、KClO3等

准备

将MnO2或KMnO4研成粉末，以便与浓盐酸充分接触。

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实验操作步骤

铁架台

圆底烧瓶

分液漏斗

石棉网

酒精灯

集气瓶

橡胶管

氢氧化钠溶液

二氧化锰

浓盐酸

导管

3.气体收集

2.开始反应

1.实验装置搭建

4.结束反应

5.尾气处理

将导管一端插入集气瓶中，另一端连接到烧瓶上。当生成的气体将集气瓶中的空气排出后，关闭导管上的夹子，收集氯气。

打开分液漏斗的活塞，使浓盐酸缓慢滴入烧瓶中。可以观察到有黄绿色气体生成。

将圆底烧瓶固定在铁架台上，并放置石棉网。在烧瓶中加入少量二氧化锰。将分液漏斗装满浓盐酸，并连接到圆底烧瓶上。

当氯气收集完毕后，关闭分液漏斗的活塞，停止滴加浓盐酸。然后熄灭酒精灯，停止加热。

将导管连接到装有氢氧化钠溶液的容器中，以吸收剩余的氯气，防止污染空气。

实验环境

个人防护

紧急处理

确保实验室通风良好，以减少有害气体的积聚。

实验人员应佩戴防毒面具和橡胶手套，以防止氯气对皮肤和呼吸道的伤害。

在实验室备有清水和肥皂，以便在接触到氯气后能立即清洗皮肤和眼睛。如有不适，应立即就医。

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氯气收集与检验方法

向上排空气法

利用氯气的密度比空气大，将氯气通过导管引入集气瓶底部，逐渐将空气排出，收集满氯气。

排水法

将集气瓶装满水，倒立在水槽中，然后通过导管将氯气引入集气瓶，氯气难溶于水且不与水反应，因此可以将水排出，收集满氯气。

80%

80%

100%

氯气是黄绿色气体，可以通过观察气体颜色判断是否收集满。

将湿润的淀粉-KI试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则说明集气瓶中收集满氯气。

将少量硝酸银溶液滴入集气瓶中，若出现白色沉淀，则说明集气瓶中收集满氯气。

观察法

湿润的淀粉-KI试纸

硝酸银溶液

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收集时间

收集量

检验结果

数据处理

记录检验结果，如试纸颜色变化、沉淀生成等，判断氯气的纯度和收集效果。

记录收集到的氯气体积或质量，计算收集效率。

记录开始收集和结束收集的时间，计算收集所需时间。

对收集到的数据进行整理、分析和比较，评估实验效果和改进实验方法。

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实验结果分析与讨论

氯气制备成功

气体性质验证

化学反应方程式

氯气呈现黄绿色，具有强烈的刺激性气味，能够溶于水并与水反应生成次氯酸和盐酸。

MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O，该反应在加热条件下进行。

通过加热二氧化锰和浓盐酸的混合物，成功制备出氯气。

加热温度、浓盐酸的浓度以及二氧化锰的纯度等因素对氯气的制备速度和纯度有一定影响。

实验条件影响

安全注意事项

误差来源分析

氯气具有毒性，实验过程中需佩戴防毒面具和橡胶手套，确保实验安全。

可能由于称量误差、加热不均匀或气体泄漏等原因导致实验结果存在误差。

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通过调整加热温度、浓盐酸的浓度以及二氧化锰的用量等条件，优化氯气的制备过程。

优化实验条件

在实验过程中加强通风，使用密封性更好的实验装置，减少氯气泄漏的可能性。

加强安全防护

采用更精确的称量工具，确保实验数据的准确性；同时加强实验技能的培