回收四氯化碳的實驗探究

王 睿

（大連教育學(xué)院 成功學(xué)習(xí)者輔導(dǎo)中心，遼寧 大連116021）

在人教版高中化學(xué)必修一第一章實驗1－4中，采用四氯化碳為萃取劑來萃取碘水中的碘。實驗結(jié)束時只是將溶有碘的四氯化碳和失去碘的水通過分液操作加以分離，但如何將碘和四氯化碳進(jìn)行分離以及四氯化碳又如何回收等問題，教材中沒有提及。如果在中學(xué)化學(xué)知識范疇內(nèi)，師生一起收集資料，設(shè)計方案并解決問題，對拓展學(xué)生的思維、提高學(xué)生解決問題的能力，都具有重要意義。本文將探究如何通過人員、知識、設(shè)備準(zhǔn)備和方法設(shè)計、現(xiàn)象觀察、結(jié)果分析、得出結(jié)論等諸環(huán)節(jié)設(shè)計從碘的四氯化碳溶液中回收四氯化碳的實驗實施方案。并通過本課題設(shè)計讓學(xué)生學(xué)會分類、觀察、實驗、比較、歸納等實驗研究的科學(xué)方法；學(xué)會運(yùn)用化學(xué)理論知識對實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析、解釋，概括得出結(jié)論；學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題，體會合作學(xué)習(xí)的樂趣。

實驗前期準(zhǔn)備階段。首先成立課題探究小組。每個探究小組3～5人，其中1人為組長，負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)工作。其次是確定實驗方法。小組成員分工協(xié)作，在圖書館、互聯(lián)網(wǎng)上查閱資料，設(shè)計詳細(xì)的實驗方案，并明確該方案的實驗原理以及所需要的儀器和藥品。然后小組間進(jìn)行交流，在教師的指導(dǎo)下，從操作簡便、安全性等多方面因素考慮，確定采用蒸餾法、氫氧化鈉法、木炭吸附法開展對四氯化碳進(jìn)行回收利用的實驗探究。

實驗設(shè)備準(zhǔn)備階段。準(zhǔn)備實驗所需藥品，包括：碘水經(jīng)四氯化碳萃取后得到的碘的四氯化碳溶液、冰、活性炭（顆粒狀）、1mol／L NaOH 溶液。準(zhǔn)備實驗所需儀器，包括：50ml蒸餾燒瓶、橡皮塞、100℃溫度計、冷凝管（帶彎管）、鐵架臺（帶鐵圈）、燒杯、錐形瓶、沸石、漏斗、石棉網(wǎng)、酒精燈。

實驗方法和步驟。（1）木炭吸附法。取10ml碘的四氯化碳溶液于50ml燒杯中，加入適量顆粒狀活性炭，靜置，必要時可稍稍加熱。約5分鐘后，溶液的顏色逐漸變淺直至變?yōu)闊o色，冷卻至室溫后用漏斗過濾，無色的液體即為回收的四氯化碳。將過濾后的活性炭放在一個100ml燒杯中，再在燒杯口處放置一個50ml盛滿冷水的燒瓶，然后加熱燒杯，在燒杯的底部有紫黑色固體附著，即為吸附在活性炭上的碘。（2）氫氧化鈉法。取10ml碘的四氯化碳溶液于分液漏斗中，加入1mol／L NaOH溶液4ml，振蕩、靜置分層后，下層的無色液體即為四氯化碳。（3）蒸餾法。連接好蒸餾裝置，并檢查裝置氣密性。錐形瓶浸在冰水中，冷凝管中通入冷凝水。取6ml碘的四氯化碳溶液于50ml蒸餾燒瓶中，加入沸石，用80℃水加熱，片刻后燒瓶內(nèi)壁開始出現(xiàn)回流，溶液開始沸騰，尾接管口處流出的第一滴液體呈現(xiàn)淡淡的紫色。之后蒸餾出的液體顏色不斷加深，當(dāng)停止加熱時，錐形瓶中的液體為淡紫色。各組對實驗結(jié)果進(jìn)行匯總，得出相應(yīng)的結(jié)論，形成書面材料，并將各自在實驗過程中遇到的問題在組內(nèi)進(jìn)行交流。達(dá)成共識后，每一小組選出一名代表在全班進(jìn)行交流，在交流過程中另兩人做補(bǔ)充。

實驗結(jié)論。從實驗中可以得出以下結(jié)論：（1）采用木炭吸附法回收四氯化碳具有耗時短、操作簡單、成本低、分離充分、木炭可循環(huán)使用的優(yōu)點(diǎn)，而且還可以采用加熱木炭的方法使碘升華再度回收利用。因此，木炭吸附法是一種很好的回收四氯化碳和碘的方法。（2）氫氧化鈉法具有操作簡單、方便快捷的特點(diǎn)，是一種行之有效的回收四氯化碳的方法。缺點(diǎn)是消耗了氫氧化鈉，而且不能回收碘。（3）蒸餾法不能將碘和四氯化碳很好的分離，因此，該方法不能用于四氯化碳的回收。

實驗結(jié)果分析?；钚蕴恐杏性S多微孔，其比表面積較大，因此具有很強(qiáng)的吸附能力，能夠?qū)⒌馕皆谄浔砻?。但該過程是一個物理過程，碘的性質(zhì)并沒有發(fā)生任何變化，因此又可以通過加熱活性炭使吸附在其表面的碘先升華后冷凝重新回收碘。氫氧化鈉溶液常溫下可以與碘發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：I2＋2NaOH＝NaI＋NaIO＋H2O，而四氯化碳與水溶液又互不相溶且四氯化碳的密度比水溶液的密度大，故二者分層，下層為四氯化碳。碘的沸點(diǎn)（184.35℃）比四氯化碳的沸點(diǎn)（76.8℃）[1]高出107.55℃，在理論上完全可以通過蒸餾的方法將二者分開，但是碘有一個很特殊的性質(zhì)，那就是易升華，因此蒸餾出來的四氯化碳中必然會含有一定量的碘，從而使其顯紫色，所以不能用蒸餾的方法將碘和四氯化碳分開。

[1]唐宗薰.世界最新英漢雙解無機(jī)化學(xué)詞典[M].西安：世界圖書出版公司西安公司，2008：302.