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创新实验——氯气的制备及性质检测
氯气的制取及系列性质整合实验
湘乡市东山学校陈思丽
一、实验在教材中所处地位与作用
氯气是一种比较典型的、重要的非金属单质,高中化学必修一第四章第二节将氯气的性质进行了比较全面的学习和研究,其中包括:与金属单质的反应;与非金属单质氢气的反应;与水反应,氯水的漂白性;与碱的反应,制漂白液的原理。不仅让学生了解典型的非金属单质及其化合物的性质,而且对学生全面认识化学元素,尤其是了解其他非金属元素的性质,形成正确的学习方法等具有重要的作用。
在教材中,有关氯气与非金属单质氢气的燃烧反应,氯气和氯水是否具有漂白性分别设置了演示实验。氯气的性质及实验一直是高考的重要考点之一。所以做好成功的演示实验显得尤为重要。
二、实验原型及不足之处
下图是[普通高中课程标准实验教科书化学1 必修,人教版,2007年3月]教材上[实验4—3氢气在氯气中燃烧]的实验装置图以及[实验4-4 氯水的漂白作用] [实验4-5干燥的氯气能否漂白物质]实验操作图。
不足之处:
1、这些性质实验过程都在开放环境中进行,都有大量的氯气扩散到教室里,会污染教室空气,对教师和学生的身体健康有较大影响,甚至引起中毒。
2、这些实验看似简单,但储备工作极其复杂繁琐。该实验都是建立在上课前就要收集好氯气的基础上。而氯气是一种有强烈刺激性气味的有毒气体,在收集过程中不管是采用排饱和食盐水的办法还是向上排空气法,都会有大量氯气扩散到空气当中,污染环境。制取氯气后的尾气以及反应器中的残留物不好处理。
3、氢气在氯气中燃烧实验,点燃前要进行氢气验纯,麻烦而且危险性较大,容易爆炸,不好操,并且在燃烧的过程中会有大量氯气泄露。
三、对该实验的研究现状
实验装置繁琐。制得的氯气不经过洗气会含有较多氯化氢气体。浓盐酸的浓度在10mol/L以上,故利用率大大降低。多余的氯气不能充分利用,只能被氢氧化钠溶液吸收。
2、河北武邑中学贾俊起老师对《氯气的实验室制法》进行了改进
(4)改进后优点
①提高了盐酸的利用率
②实验装置简单
3、云南省昭通市昭阳区一中王熙文老师对实验进行了改进
改进实验的优点:
①氯气的漂白性实验和与卤化合物的置换反应实验一次性完成
②提高了氯气的利用率,缩短了实验时间,现象对比明显。
③用注射器推入氯气便于氯气量的控制,最后用空气带动氯气进入氢氧化钠溶液中,消除了残留物在装置中的氯气的污染。
4、河南省新乡市第一卫生学校刘宇生自制微型化学实验装置
改进后的优点:
①制作简单,操作方便,现象明显,效果独特。
②微型化学实验,节约药品,节约时间。
四、实验的创新与改进之处
大多数人是对氯气的制备以及漂白性实验进行了比较多的改进,而有关氢气在氯气中的燃烧实验很少有人设计创新实验。所以针对这点本套装置重点是针对氢气在氯气中的燃烧实验进行改进,结合实际,精心设计,它的特点有:
1、将氯气的制备、性质实验、废弃液处理一并完成,既节约时间,现象又明显。
2、操作非常简单,而且尽可能地避免了氯气溢出造成环境污染。
3、设计了氢气燃烧的安全防爆燃烧器装置,既使实验操作更简单又增加实验的安全性,而且让学生看到明显的苍白色火焰。
4、通过该实验可以将课堂设置为探