氯氣制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的綠色化設(shè)計(jì)

吳雪梅，王妍茹，蔡潤(rùn)玫，金 鑫

(西安文理學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院，陜西 西安 710065)

氯氣的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是高中階段重要的實(shí)驗(yàn)，因此關(guān)于氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究成了中學(xué)老師的研究熱點(diǎn)[1-5]。由于氯氣具有毒性，在實(shí)驗(yàn)中存在一定的安全隱患。為了減少該實(shí)驗(yàn)中污染性氣體的產(chǎn)生，同時(shí)兼顧實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，設(shè)計(jì)了一個(gè)集微型化與綠色化于一體的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，利用蒸發(fā)皿和表面皿組成的“氣室”實(shí)現(xiàn)氯氣的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，充分呈現(xiàn)了氯氣的顏色、漂白性、氧化性和酸性。實(shí)驗(yàn)方法具有裝置簡(jiǎn)單、試劑量少、污染小的特點(diǎn)。對(duì)于需要進(jìn)行加熱的實(shí)驗(yàn)也可以完成。這恰好解決了許多微型實(shí)驗(yàn)裝置不能進(jìn)行加熱的問(wèn)題。

1 教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，探究氯氣的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和環(huán)保意識(shí)。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及器材

實(shí)驗(yàn)藥品：二氧化錳固體、濃鹽酸、淀粉碘化鉀試紙、溴化鈉溶液、氯化亞鐵和硫氰化鉀混合溶液、氫氧化鈉和酚酞混合溶液、品紅溶液。

實(shí)驗(yàn)器材：酒精燈、蒸發(fā)皿、表面皿。

2.2 實(shí)驗(yàn)裝置

將一個(gè)直徑小于蒸發(fā)皿的表面皿倒扣在蒸發(fā)皿上方，形成一個(gè)封閉的“氣室”。蒸發(fā)皿作為氯氣產(chǎn)生的反應(yīng)容器，表面皿作為氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的載體。實(shí)驗(yàn)需要加熱，可在蒸發(fā)皿下方墊上石棉網(wǎng)點(diǎn)燃酒精燈。裝置示意圖如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置圖Fig.1 Experimental device

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

(1)在蒸發(fā)皿中間放入少量的二氧化錳固體。

(2)將潤(rùn)濕的淀粉碘化鉀試紙、沾有溴化鈉溶液的濾紙、沾有氯化亞鐵溶液和硫氰化鉀混合溶液的濾紙、沾有氫氧化鈉和酚酞混合溶液的濾紙、沾有品紅溶液的濾紙分別貼在表面皿的內(nèi)側(cè)不同位置，做好標(biāo)記。

(3)在二氧化錳固體上滴加幾滴濃鹽酸，迅速用貼有試紙的表面皿蓋上，在蒸發(fā)皿下方墊上石棉網(wǎng)并點(diǎn)燃酒精燈，待反應(yīng)一段時(shí)間后，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

(4)實(shí)驗(yàn)完畢，取少量堿液加入蒸發(fā)皿中處理廢液和廢氣。

2.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象如表1所示。

表1 氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象Table 1 Experimental phenomenon of properties of chlorine

3 結(jié)論

“氣室”法用于氯氣的制備及性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)，既能顯著呈現(xiàn)氯氣的性質(zhì)，又能減小污染、節(jié)省藥品。該實(shí)驗(yàn)裝置既可用于不需要加熱的實(shí)驗(yàn)，又可用于需要加熱的實(shí)驗(yàn)。裝置簡(jiǎn)單，課堂搭建容易，現(xiàn)象明顯。裝置充分融入了綠色化和微型化的思想，可培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。