氯气的实验室制法问题探究

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一、为什么你的氯气制备总出问题?
“加热半天没黄绿色气体,一拆装置就呛到流泪”—— 这是无数化学党做氯气实验的噩梦。作为高中化学的 “高危网红实验”,氯气制备涉及 4 大核心环节,任何一步出错都会导致 “实验报废 + 安全隐患” 双重暴击。
二、核心原理先吃透
1. 试剂选择的 3 个致命误区
错用稀盐酸:MnO₂是 “傲娇氧化剂”,只和浓盐酸反应(浓度≥12mol/L)。有同学用稀盐酸凑数,结果烧瓶里只冒气泡不出氯气,白白浪费加热时间。
MnO₂过量≠反应完全:随着反应进行,浓盐酸会变稀(生成水 + 挥发),即使 MnO₂剩再多也会停反应。正确做法是盐酸过量 30%,保证反应持续进行。
替代试剂没选对:想用 KMnO₄省加热?记住它反应极快,必须用分液漏斗控速,直接倒浓盐酸会瞬间冲料!
2. 反应方程式的隐藏考点
MnO₂ + 4HCl(浓) △ MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O
这里的浓盐酸 “身兼两职”:一半当还原剂(生成 Cl₂),一半当酸(生成 MnCl₂)。计算产率时别漏了这个比例,否则会严重偏离理论值。

三、装置搭建1. 发生装置的关键细节长颈漏斗 = 慢性中毒:氯气会从漏斗口逃逸!必须用分液漏斗,既能控速又能密封。有博主试过用橡皮塞堵长颈漏斗,结果压力过大冲开塞子,实验室飘起 “黄绿烟雾”。加热温度控不住:温度超过 100℃会导致盐酸剧烈挥发,生成的氯气混大量 HCl。正确操作是垫石棉网小火加热,烧瓶内保持微沸即可。2. 净化装置的 “顺序陷阱”正确流程:饱和食盐水→浓 H₂SO₄(先除 HCl 再除水)反序操作的后果:先过浓硫酸,HCl 会溶解在水里,导致后续饱和食盐水除杂效果暴跌,收集的氯气带白雾。饱和食盐水的妙用:不仅除 HCl,还能减少 Cl₂溶解(同离子效应),实测比水除杂效率高 3 倍。3. 收集与验满排空气法别搞反:Cl₂密度是空气的 2.9 倍,必须 “长进短出”。有同学插反导管,结果集气瓶里全是空气,验满时试纸根本不变蓝。验满选对 “探测器”:湿润淀粉 - KI 试纸最灵敏(Cl₂氧化 I⁻变蓝),但要注意:试纸靠近瓶口 1cm 即可,伸入瓶内会消耗氯气。

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