氯气的制备PPT

实验目的掌握用浓盐酸与二氧化锰反应制备氯气的原理和方法学会氯气的收集和尾气处理方法了解氯气的物理和化学性质实验原理氯气是一种黄绿色、具有刺激性气味的气体，...

实验目的掌握用浓盐酸与二氧化锰反应制备氯气的原理和方法学会氯气的收集和尾气处理方法了解氯气的物理和化学性质实验原理氯气是一种黄绿色、具有刺激性气味的气体，密度比空气大，能溶于水，易溶于有机溶剂。在实验室中，常用浓盐酸与二氧化锰反应制备氯气，反应方程式为：$4HCl($浓$) + MnO_2 \frac{\overset{\bigtriangleup}{-}}{} MnCl_2 + Cl_2 \uparrow + 2H_2O$该反应为放热反应，加热可促进反应的进行。由于生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气等杂质，因此需要通过净化装置去除杂质。实验步骤准备仪器和药品铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、导管、集气瓶、广口瓶、浓盐酸、二氧化锰、氢氧化钠溶液、饱和食盐水、棉花等检查装置气密性连接好装置后，向分液漏斗中注入适量水，打开活塞，若导管口有气泡冒出，则说明装置气密性良好加药品向圆底烧瓶中加入适量二氧化锰粉末，然后通过分液漏斗向烧瓶中注入适量浓盐酸开始反应点燃酒精灯，加热圆底烧瓶。观察反应现象，当有大量气泡产生时，说明反应已经开始收集气体将导管伸入集气瓶中，用向上排空气法收集氯气。当集气瓶充满氯气时，用玻璃片盖住瓶口，取出集气瓶并正放在桌面上尾气处理将导管伸入盛有氢氧化钠溶液的广口瓶中，吸收未收集到的氯气，防止污染空气停止反应待反应完毕后，熄灭酒精灯，待装置冷却后再拆除装置实验结果与讨论实验结果成功制备出氯气，并收集到一定量的氯气实验讨论氯气的性质实验5.1 氯气的物理性质颜色与气味纯净的氯气呈黄绿色，具有刺激性气味密度氯气的密度比空气大，因此可以使用向上排空气法收集溶解性氯气能溶于水，1体积水可溶解2体积氯气。此外，氯气还易溶于有机溶剂如四氯化碳5.2 氯气的化学性质与钠的反应钠在氯气中燃烧，生成氯化钠固体与铁的反应加热时，铁与氯气反应生成氯化铁与氢气的反应在光照条件下，氢气和氯气发生爆炸性反应，生成氯化氢与磷的反应磷在氯气中燃烧，生成五氯化磷氯气与水反应生成盐酸和次氯酸：$Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$与氢氧化钠的反应氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水与氢氧化钙的反应氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水。这是漂白粉的生产原理5.3 氯气的实验演示湿润的蓝色石蕊试纸将湿润的蓝色石蕊试纸放入盛有氯气的集气瓶中，试纸先变红后褪色，证明氯气与水反应生成了酸（盐酸）和具有漂白性的物质（次氯酸）铁丝在氯气中燃烧将铁丝点燃后放入盛有氯气的集气瓶中，铁丝剧烈燃烧，生成大量棕红色烟雾，生成氯化铁氢气与氯气的反应在光照条件下，将氢气和氯气混合，观察到发生爆炸性反应，生成氯化氢实验安全与注意事项氯气是有毒气体实验过程中应在通风良好的环境下进行，并佩戴适当的防护装备实验中使用的浓盐酸具有腐蚀性应小心操作，避免溅到皮肤或眼睛实验结束后应及时关闭实验装置，妥善处理废弃物，确保环境安全若发生氯气泄漏或其他紧急情况应立即停止实验，并采取相应的紧急措施，如开启排风系统、撤离实验室等实验总结与反思通过本次实验，我们成功制备了氯气，并观察了氯气的物理和化学性质。在实验过程中，我们加深了对氯气性质的理解，同时也提高了实验操作能力和安全意识。在实验过程中，我们也发现了一些可以改进的地方，如在尾气处理方面可以进一步优化，减少环境污染。通过反思和总结实验经验，我们可以不断提高自己的实验技能和科学素养。（注：由于篇幅限制，以上内容仅为氯气制备实验的一个简要概述。在实际教学或学习过程中，可以根据需要补充更多细节和扩展内容。）八、氯气的实验室应用与拓展8.1 实验室应用制备氯化物氯气可以与多种金属或非金属反应，制备相应的氯化物。例如，与钠反应制备氯化钠，与铁反应制备氯化铁等制备次氯酸盐氯气与氢氧化钠溶液反应，可以制备次氯酸钠（漂白粉的有效成分），用于水的消毒和漂白湿润的淀粉-碘化钾试纸将湿润的淀粉-碘化钾试纸放入盛有氯气的集气瓶中，试纸变蓝，证明氯气存在。这是因为氯气将碘化钾氧化为碘，碘与淀粉反应呈现蓝色8.2 拓展应用制备漂白粉工业上利用氯气与氢氧化钙反应制备漂白粉，用于水的消毒和纺织品的漂白制备有机氯化合物氯气在有机合成中有广泛应用，可以用于制备多种有机氯化合物，如氯乙烯、氯苯等污水处理利用氯气的强氧化性，可以处理含有有机污染物的污水，使其氧化分解为无害物质空气净化氯气可以用于空气净化，去除空气中的有害物质，如硫化氢、氨气等实验拓展与改进9.1 实验拓展通过滴定法或重量法等方法，可以定量测定生成的氯气量，从而更精确地了解反应的产率和效率。除了本实验所涉及的性质外，还可以进一步探究氯气的其他性质，如与不同金属的反应速率、与有机物的反应等。9.2 实验改进为了减少对环境的污染，可以对尾气处理装置进行优化，如增加尾气吸收液的量或改进尾气吸收方式，提高尾气处理的效率。为了提高实验操作的安全性，可以采取措施如使用密闭式实验装置、加强通风换气等，确保实验过程中不会对人员和环境造成危害。结语通过本次氯气制备实验的学习和实践，我们不仅对氯气的性质有了更深入的了解，还掌握了一种制备氯气的方法。同时，我们也认识到氯气在实验室和工业生产中的广泛应用以及潜在的安全风险。在未来的学习和工作中，我们应该继续探索氯气的更多应用，并不断提高实验技能和安全意识，为科学研究和工业生产做出更大的贡献。