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第2课时氯气的生成及其性质的微型实验污水处理——电浮选凝聚法
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,观察、分析问题的能力和自主创新能力。
,倡导对环境危害小,节约实验试剂用量的微型实验。
,复习胶体的性质。
,进而培养学生保护环境的意识。
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一、氯气的生成及其性质的微型实验

制取氯气的反应原理为KClO3+6HCl(浓) KCl+3Cl2↑+3H2O。

氯气化学性质很活泼,具有强氧化性,能将Fe2+、Br-、I-氧化成Fe3+、Br2、I2;能与大部分金属反应生成金属氯化物,如氯气与铁、铜、钠等金属反应分别生成氯化铁、氯化铜、氯化钠等;能与很多非金属反应,如与氢气反应生成氯化氢;与水反应生成盐酸和次氯酸;与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠、氯化钠和水。

利用表面皿与玻璃片之间形成的一个相对密闭的小气室,使生成的少量氯气在密闭空间扩散,与各试剂液滴迅速反应,现象明显,并可防止氯气污染空气。
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(1)氯气与KBr溶液反应的化学方程式:Cl2+2KBr 2KCl+Br2,现象:液滴由无色变为橙黄色;氯气与KI溶液(含淀粉溶液)反应的化学方程式:Cl2+2KI 2KCl+I2,现象:液滴由无色变为蓝色。
(2)氯气与FeSO4()溶液反应的离子方程式:2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,现象:液滴由浅绿色变为血红色。
(3)氯气与NaOH(含酚酞)溶液反应的化学方程式:2NaOH+Cl2 NaClO+NaCl+H2O,现象:液滴由红色变为无色。
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利用这套简易装置,你还能进行哪些实验?它们之间有什么共同的特点?
提示:这套简易装置可以用来制备气体并试验气体的性质,而且这些反应不需要加热进行。此装置适宜的实验还有:CaCO3与盐酸反应制CO2,CO2与Na2O2反应制O2;Na2SO3与硫酸反应制SO2,SO2与品红溶液的褪色反应等。
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二、污水处理——电浮选凝聚法

利用电解原理对污水进行处理,非惰性电极Fe作阳极,电极自身发生氧化反应生成亚铁离子:Fe-2e- Fe2+ ,另外水中-2价氧也发生氧化反应生成氧气:2H2O-4e- 4H++O2↑;阴极上水电离产生的氢离子发生还原反应生成氢气:2H++2e- H2↑。实验从两方面来达到净化水的目的:第一是电凝聚,在阳极除了电极发生的氧化反应外,还发生反应:4Fe2++10H2O+O2 4Fe(OH)3↓+8H+ ,由于Fe(OH)3具有吸附性,可将水中的污染物小颗粒吸附而沉积下来,从而达到净化水的目的。第二是电浮选,在实验过程中,阴极生成的氢气气泡将污水中的悬浮物带到水的表面,在水面上形成浮渣层,易与水体分离,从而达到净化水的目的。
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在100 mL烧杯中加入80 mL污水,调节pH至5~6,平行悬置两个电极(铝片作阴极,铁片作阳极),接通直流电源,电极上有气泡生成。电解一段时间后,污水的上层形成一层浮渣,污水的底层积聚一层沉渣,中间的水层则变澄清。
若采用惰性电极作阳极能否起到电浮选凝聚的目的?
提示:不能,只能起到电浮选效果。因为阳极产生O2,阴极产生H2,它们在上升过程中,使杂质浮到水面被分离,但无Fe(OH)3生成,故杂质无法凝聚。
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一、Cl2的生成及其性质的微型实验注意事项
,可以先在白色的纸上写好化学试剂的化学式或名称以及标号,再压上玻璃板,根据白纸上的化学试剂的名称来滴放试剂,以避免将试剂的位置记错。
,本实验中氯酸钾的用量就是芝麻大小的两粒,而其他液体试剂均只取一滴。在使用一支滴管时,每次都要清洗滴管,避免不同试剂的交叉污染。
,溶液显现橙黄色的时间略长,需要耐心等一会儿才能观察到。
,且应多滴一滴,以便将多余的氯气吸收,防止对环境的污染。本实验只要严格控制药品的用量,实验时几乎闻不到氯气的刺激性气味。
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,生成的次氯酸钠和氯化钠均是无色溶液,为了观察到现象,在NaOH溶液中滴加了酚酞,反应时溶液的红色逐渐褪去。
滴有酚酞的NaOH溶液由红色变为无色,是由于中和褪色还是漂白褪色,这也是一个很好的探究课题。可以继续探讨,通过提出假设,实验验证,得出结论。如可向褪色后的溶液中再滴入NaOH溶液,若是中和褪色,则观察到的现象是溶液又变为红色;若是漂白褪色,则溶液不会变为红色。