范文一：中学化学实验室制氯气方法的改进

中学化学实验室制氯气方法的改进

摘要:制氯气的传统方法存在着诸如杂质干扰大、浪费酸等缺点。本文介绍了以NaClO(aq)、H2SO4(稀);漂粉精片、稀HCl 等为材料寻找制氯气新方法的实验过程，最终推出了一项制氯气的新方法，并对其与传统方法相比所具有的诸如杂质少、可定量等绝对性优势作了详细阐述。

关键词:制氯气;新方法;实验过程

1. 问题的提出

氯气的制取是中学化学实验室必做的实验。按照传统的方法，一般采用浓盐酸与MnO2或KMnO4共热来制备氯气。该反应原理，即MnO2+4HCl(浓) Cl2 +MnCl2+H2O或2KMnO4+16HCl(浓) 5Cl2 +3KCl +2MnCl2+8H2O为舍勒最初发现氯气时的理论依据，已有数百年的历史。但是这种方法制得的氯气不经过洗气就会含有较多氯化氢气体;并且由于要求浓盐酸的浓度在10mol/L以上，故其利用率就大大降低;其他还有诸如生成的氯气无法定量、实验装置比较繁琐等缺点。

随着科学的不断发展，整个世界也始终在经历一个简便取代繁琐的优化过程。为了克服传统制氯实验的缺点，以另一种更好的方法取代它，本人选择了这一课题，并对照传统实验，提出了以下几点新实验应该具有的优点:

1)制取氯气的同时不能或仅有极少量的杂质气体生成;

2)药品的利用率要高;

3)要能够定量制取氯气;

4)实验装置要尽可能简便。

为了达到以上的目的，本人进行了一系列实验。

2(实验方案的设计和实施及结果分析

实验 I

1)原理:NaClO+NaCl+H2SO4 Cl2 +Na2SO4 +H2O

2)实验器材

a( 实验材料:次氯酸钠溶液(C.P)、氯化钠固体、40%硫酸、氢氧化钠溶液

b( 实验仪器:125ml蒸馏烧瓶 *1

60ml 分液漏斗 *1

100ml烧杯 *1

125ml集气瓶若干;铁架台、烧瓶夹、十字夹各一;导管、乳胶管、单孔和双孔橡胶塞若干

3) 实验方法:

(1)将次氯酸钠溶液30ml和氯化钠10克加入蒸馏烧瓶中;

(2)将40%硫酸加入分液漏斗;

(3)在烧杯中加入一定量的氢氧化钠溶液;

(4)按制取CO2方法连接仪器(见图);

(5)检查装置的气密性;

(6)将硫酸溶液逐滴加入次氯酸钠溶液和氯化钠的混合物中;

(7)在集气瓶中收集氯气。

4)实验结果和分析

硫酸溶液滴入混合液中反应程度较小，速度慢，氯气产量少，集气瓶中很难收满 氯气，实验改进效果不理想。造成这种情况的原因应该有三:其一，次氯酸钠溶液的浓度太低(活性氯>=5%);其二，次氯酸钠水解使溶液呈强碱性，其中的氢氧根离子抢先与氢离子反应，浪费了部分硫酸，故当硫酸刚开始加入到混合物中时无明显现象;其三，此反应系溶液与溶液反应，不经搅拌反应难以彻底。要达到更佳的效果，就要在药品上下工夫，寻找一种水解后溶液呈弱碱性的固体药品来代替次氯酸钠溶液。

实验II

1)原理:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4 2CaSO4+2Cl2+2H2O

2)实验器材

a. 实验材料:漂粉精片(每片含0.2克有效氯)、40%硫酸、氢氧化钠溶液

b. 实验仪器:同实验I

3)实验方法:

(1)将漂粉精片10片放入蒸馏烧瓶中;

(2)--(5)同实验I方法

(6)将硫酸溶液逐滴加入蒸馏烧瓶中使之与漂粉精片反应;

(7)同实验I。

4)实验结果和分析

硫酸溶液滴入烧瓶与漂粉精片接触后，固体表面产生大量气泡，有黄绿色气体产生。但随着时间的推移，反应逐渐趋于缓慢，无论是再加入硫酸还是氯化钠溶液，反应速度都未就此加快。说明其速度的减缓并非因为氢离子浓度或氯离子浓度的减小。反观此反应的方程式，联系到硫酸与块状碳酸钙作用时生成的硫酸钙会包被在碳酸钙表面阻碍反应的深入进行这一事实，推断这一反应速度的减缓亦系生成的硫酸钙包覆在漂粉精片表面所致。要解决这个问题就要用其他的酸代替硫酸。

实验III

1)原理:Ca(ClO)2+4HCl 2Cl2+CaCl2+2H2O

2)实验器材

a. 实验药品: 漂粉精片、1mol/L盐酸

b. 实验仪器:同实验I

3) 实验方法: (1)将漂粉精片10片放入蒸馏烧瓶中;

(2)在分液漏斗中加入1mol/L盐酸;

(3)---(5)同实验I;

(6)将盐酸逐滴滴入烧瓶中;

(7)同实验I。

4)实验结果和分析

盐酸滴入烧瓶与漂粉精片接触反应后，即产生大量黄绿色气体，气泡较为稳定、持续地从固体表面产生，在集气瓶中可得较纯净的氯气。反应趋于停止时再加入盐酸能继续生成氯气。

实验III的方法较为成功地克服了实验II中生成硫酸钙阻碍反应进行的缺点，实验?为固体与液体反应，也克服了实验?中液体与液体反应不彻底、产量小的缺点。其产气量大，可做氯气的稳定气源。

由于其反应只需1mol/L的稀盐酸于常温下就可发生，与传统方法须用浓盐酸在加热条件下制氯气相比，不仅避免了大量氯化氢气的杂质性干扰，而且大大提高了盐酸的利用率;另外，由于该反应是较为彻底进行的，因而只需通过对化学方程式各物质的摩尔数做简单的计算即能使反应产生的氯气定量;加上该反应所需装置简单，因而该方法不论是在氯气的制备和系列实验还是在有机物的卤代反应中都显而易见地具有实用价值，较全面地克服了传统方法的缺点，较之传统方法有较大的优势性，可以说是代替它的制氯新途径。

3. 课题研究后记

在进行以上一系列实验的过程中，我深刻体会到了科学探索所必须具备的严谨作风、认真态度的重要性，体会到了科学研究的乐趣，也体会到了科学发现的成就感。通过这次实验，我学会了科学实验的方法，更进一步学会了尊重科学、敬仰科学，更清楚地认识到一个人若能为科学献身将是何等的伟大和幸福。今天我进行的只是肤浅的小小的探索，但我希望能为我们的中学化学的发展出一份力，也希望能有别的更好的方法被发现、采用。

(参考文献:1.《中学化学教师手册》 2.《中学化学实验大全》)

范文二：实验室制氯气

第三节 《化学反应的利用》学案导学

[目标要求]

1、知道人们主要利用化学反应来制备新物质和提供能源。

2、了解实验室制备氯气的原理、装置、收集方法和尾气处理方法。 3、总结常见气体的制备装置及收集方法。 4、掌握原电池的工作原理；

5、 通过“活动探究”培养观察能力和分析能力；

6、多个角度体会化学科学与人类文明发展的密切关系。

[知识导学]

随着人类生产实践活动的深入以及科学技术的发展，人类对化学反应的利用更加深刻与广泛。为新物质的合成，新材料的研制及新能源的开发和合理利用奠定了基础。

对复杂的化学反应为了研究方便，我们从不同的角度进行了分类： 如：从基本反应类型可分为 、 、 、 ；从有无电子的转移可分为 、 ；从能量变化可分为、；从是否有离子参与可分为 、 等。 一、利用化学反应制备新物质

电解饱和食盐水可制备 、 、 ；利用 和 反应制备消毒剂二氧化氯??统计表明目前合成的物质已超 过 种，且以每年合成 种的速度继续增长。

1、氯气的实验室制法

最早发现氯气的化学家是 ，他把 和 混合加热意外的发现了氯气。

（1） 实验室制氯气的反应的原理：________________________

该反应的氧化剂是 ，还原剂是 。浓盐酸在该反应显示

了 _______性和 ___________性。反应中，被氧化的氯化氢占参加反应的氯化氢的比例是_________ 。（注意：稀盐酸与MnO2难以发生反应）。

（2）发生装置：(仪器名称)_______________________________ 实验步骤：

① 组装成套装置：按照从下到上、从左到右的顺序。 ② 检验装置的气密性。（如何检验？）__________ ③向有关仪器中加入化学药品，重新连接各仪器。

④通过分液漏斗向烧瓶中加入适量密度为1.19g/cm3的浓盐酸，缓缓加热，

使反应进行。

（3）净化装置：用_______________除去______，再用_____干燥。 （4）收集装置：______________或_________________

（5）尾气处理装置：用______________吸收多余的Cl2，防止污染空气。 （6）实验装置图：

对于这套制取气体的装置，一定要认识各仪器并准确叫出名称，还要明确各装置的作用、原理及注意事项。

2、氯气的工业制法 工业上制备氯气化学方程式：

_____________________________________

3、实验室制备气体综述 （1）气体发生装置的类型

设计原则：根据________、_________等因素来选择反应装置

①气体净化剂的选择

选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下：a.易溶于水的气体杂体可用水来吸收；b.酸性杂质可用碱性物质吸收；c.碱性杂质可用酸性物质吸收；d.水分可用干燥剂来吸收；e.能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。

②气体干燥剂的类型及选择

选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水份，而不能与气体发生反应。

气体净化与干燥注意事项：一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。

对于有毒、有害的气体必须用适当的溶液加以吸收（或点燃），使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、SO2、Br2（蒸气）、H2S等可用_________吸收；尾气CO气体可用__________将它转化为_______气体;HCl、NH3可用 吸收，吸收装置应该注意 。

（5）气体实验装置的设计 ①装置顺序：

____________→__________→_________________→____________

②安装顺序：________________________________________

③操作顺序：______________→______________→_________________

利用化学反应还可以制备自然界中并不存在的有重要性能的一些新物质。如： 能减少疟疾和其他虫源性疾病的困扰， 可以防止皮肤被日光灼伤， 可使爱滋病患者得到有效的治疗。化学科学中最有创造性的工作就是设计和制备新物质，为人类造福。

二、化学反应为人类提供能源

[交流研讨]课本P50

1.“即热饭盒”涉及的反应原理： ； 2.写出铝热反应的化学方程式并标出电子转移、指出氧化剂和还原剂： 。 [活动探究] 课本P50-51 实验现象

Zn极： Cu极： 电流表： 1、原电池的定义：

______________________________________________________________。

4、构成原电池的（一般）条件：

（1）__________________________________________________________

（2）__________________________________________________________ （3）__________________________________________________________ （4）__________________________________________________________ 5、原电池正负极判定方法

（1）依据原电池两极材料：____________作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）；________________________________________________作正极。

（2）根据电流方向或电子流向：电流（外电路）由_______流向_______；电子则由________经外电路流向原电池的________。

（3）根据内电路离子迁移方向：___________流向正极，_________流向负极。

（4）根据原电池中反应类型：

正极：____电子，发生___________，现象是伴随金属的析出或H2的放出。 负极：____电子，发生____________，现象是电极本身的消耗，质量减小。

6、原电池原理的应用 （1）加快氧化还原反应的速率

①实验室用粗锌和稀盐酸或稀硫酸反应制H2，加快反应速率； ②如果用纯锌和和稀盐酸或稀硫酸反应制H2，可加入少量的CuSO4溶液加快反应速率。

（2）比较金属的活动性强弱]

设计原电池，负极的金属活动性 〉正极的金属活动性，请举例： 。 理论上说，所有的氧化还原反应都可设计成原电池。 8、化学能与各种形式的能的转化（分别举例说明） ① 化学能与热能的转化

； ② 化学能与电能间的转化

； ③化学能与光能之间的相互转化

；

人们不仅利用化学反应制造丰富多彩的物质、提供赖以生存的能量，还利用化学反应开发出各种分析技术来确定 、 以及 测定 等。例如，在农业生产和研究中，人们可以利用化学反应了解 ，以做到合理施肥，达到提高农业生产的目的；在病理诊断化验、药品质量鉴定、环境监测等领域，则需要利用化学反应对 。其实人们在利用化学反应的同时，也加深了对化学反应规律及其实质的认识。

[练习]

1、已知漂白粉与浓盐酸反应可产生氯气

Ca(ClO)2+4HCl====CaCl2+2Cl2↑+2H2O

某同学试图测定氯气的体积并验证干燥纯净的氯气无漂白性，现有如下装置，请回答：

（1）请用字母填写装置的连接顺序：a接( )，( )接( )，( )接( )，( )接( )，( )接( )，( )接( )。

（2）洗气瓶中所装液体是_______________________。

（3）在制氯气前，必须进行的一项操作步骤是_______________。 （4）某同学在实验中，发现量筒中未收集到液体，则失败的原因可能是__________________________________________________________。 2、如图所示装置可用于（ ）

A．加热NaHCO3制CO2

B．用Cu和稀HNO3反应制NO

C．用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3 D．用NaCl与浓H2SO4反应制HCl 3、如图在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊一根绝缘的细丝，使之平

衡，小心地从烧杯中央滴入硫酸铜溶液，片刻，可观察的现象是（指悬吊的金

属圈）（ ）

A．铁圈与银圈左右摇摆不定 B．保持平衡状态不变

C．铁圈向下倾斜 D．银圈向下倾斜

4、利用氧化还原反应Cu＋2FeCl3＝2FeCl2＋CuCl2设计一个原电池，画出装置图，注明电极名称、反应类型，写出电极反应式。

范文三：实验室制氯气

一、氯气的性质

1、物理性质 通常情况下为有强烈刺激性气味的黄绿色的有毒气体，氯气密度是空气密度的2.5

倍，标况下ρ=3.21kg/m3。熔沸点较低，常温常压下，熔点为-101.00℃，沸点-34.05℃，常温下把氯气加压至600～700kPa或在常压下冷却到-34℃都可以使其变成液氯，液氯即Cl?，液氯是一种油状的液体，其与氯气物理性质不同，但化学性质基本相同。可溶于水，且易溶于有机溶剂 氯原子结构示意图 (例如：四氯化碳），难溶于饱和食盐水。1体积水在常温下可溶解2体积氯气，形成黄绿色氯水，密度为 3.170g/L，比空气密度大。

2、化学性质

氯气是一种有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成损伤：次氯酸使组织受到强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。症状重时，会发生肺水肿，使循环作用困难而致死亡。由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻。1L空气中最多可允许含氯气0.001mg，超过这个量就会引起人体中毒。

二、实验室制氯气

1、反应原理： 2KMnO4+16HCl（浓）＝2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O

MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O；

KClO3+6HCl（浓）＝KCl+3Cl2↑+3H2O；

2、实验装置：铁架台、分液漏斗、石棉网、导气管、广口瓶、烧杯、烧瓶、酒精灯

3、净化方法（1）用饱和食盐水出去HCl气体：2NaCl + 2H2SO4（浓）+MnO2= MnSO4 + Na2SO4 + 2H2O+ Cl2↑

（2）用浓硫酸除去水蒸气

4、收集装置 ⑴ 向上排空气法（如图） ⑵ 排饱和食盐水法

5、尾气吸收 用强碱溶液（如NaOH溶液）吸收

6、验满：⑴ 将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满 ⑵ 将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则…… ⑶ 实验室制备氯气时，根据氯气的颜色判断是否收集满

7、注意事项⑴必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应

⑵为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发

⑶实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆缷装置，避免污染空气 ⑷尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完

（5） 两个洗气瓶中气体入口导管应插入液面 以下，而出口导管应靠近瓶塞

范文四：中学化学实验室制氯气方法的改进_化学论文

中学化学实验室制氯气方法的改进_化学论文

摘要:制氯气的传统方法存在着诸如杂质干扰大、浪费酸等缺点。本文介绍了以Nal(aq)、H2S4(稀);漂粉精片、稀Hl 等为材料寻找制氯气新方法的实验过程，最终推出了一项制氯气的新方法，并对其与传统方法相比所具有的诸如杂质少、可定量等绝对性优势作了详细阐述。 关键词:制氯气;新方法;实验过程 1. 问题的提出 氯气的制取是中学化学实验室必做的实验。按照传统的方法，一般采用浓盐酸与n2或Kn4共热来制备氯气。该反应原理，即n2+4Hl(浓) l2 +nl2+H2或2Kn4+16Hl(浓) 5l2 +3Kl +2nl2+8H2

为舍勒最初发现氯气时的理论依据，已有数百年的历史。但是这种方法制得的氯气不经过洗气就会含有较多氯化氢气体;并且由于要求浓盐酸的浓度在10l/L以上，故其利用率就大大降低;其他还有诸如生成的氯气无法定量、实验装置比较繁琐等缺点。 随着科学的不断发展，整个世界也始终在经历一个简便取代繁琐的优化过程。为了克服传统制氯实验的缺点，以另一种更好的方法取代它，本人选择了这一课题，并对照传统实验，提出了以下几点新实验应该具有的优点: 1)制取氯气的同时不能或仅有极少量的杂质气体生成; 2)药品的利用率要高; 3)要能够定量制取氯气; 4)实验装置要尽可能简便。 为了达到以上的目的，本人进行了一系列实验。 2(实验方案的设计和实施及结果分析 实验 I 1)原理:Nal+Nal+H2S4 l2 +Na2S4 +H2 2)实验器材 a( 实验材料:次氯酸钠溶液(.P)、氯化钠固体、40%硫酸、氢氧化钠溶液 b( 实验仪器:125l蒸馏烧瓶 *1 60l 分液漏斗 *1 100l烧杯 *1 125l集气瓶若干;铁架台、烧瓶夹、十字夹各一;导管、乳胶管、单孔和双孔橡胶塞若干 3) 实验方法: (1)将次氯酸钠溶液30l和氯化钠10克加入蒸馏烧瓶中; (2)将40%硫酸加入分液漏斗; (3)在烧杯中加入一定量的氢氧化钠溶液; (4)按制取2方法连接仪器(见

(5)检查装置的气密性; (6)将硫酸溶液逐滴加入次氯酸钠溶液和氯化钠的混合图);

物中; (7)在集气瓶中收集氯气。 4)实验结果和分析 硫酸溶液滴入混合液中反应程度较小，速度慢，氯气产量少，集气瓶中很难收满 氯气，实验改进效果不理想。造成这种情况的原因应该有三:其一，次氯酸钠溶液的浓度太低(活性氯=5%);其二，次氯酸钠水解使溶液呈强碱性，其中的氢氧根离子抢先与氢离子反应，浪费了部分硫酸，故当硫酸刚开始加入到混合物中时无明显现象;其三，此反应系溶液与溶液反应，不经搅拌反应难以彻底。要达到更佳的效果，就要在药品上下工夫，寻找一种水解后溶液呈弱碱性的固体药品来代替次氯酸钠溶液。 实验II 1)原理:a(l)2+al2+2H2S4 2aS4+2l2+2H2 2)实验器材 a. 实验材料:漂粉精片(每片含0.2克有效氯)、40%硫酸、氢氧化钠溶液 b. 实验仪器:同实验I 3)实验方法: (1)将漂粉精片10片放入蒸馏烧瓶中; (2)--(5)同实验I方法 (6)将硫酸溶液逐滴加入蒸馏烧瓶中使之与漂粉精片反应; (7)同实验I。 4)实验结果和分析 硫酸溶液滴入烧瓶与漂粉精片接触后，固体表面产生大量气泡，有黄绿色气体产生。但随着时间的推移，反应逐渐趋于缓慢，无论是再加入硫酸还是氯化钠溶液，反应速度都未就此加快。说明其速度的减缓并非因为氢离子浓度或氯离子浓度的减小。反观此反应的方程式，联系到硫酸与块状碳酸钙作用时生成的硫酸钙会包被在碳酸钙表面阻碍反应的深入进行这一事实，推断这一反应速度的减缓亦系生成的硫酸钙包覆在漂粉精片表面所致。要解决这个问题就要用其他的酸代替硫酸。 实验III 1)原理:a(l)2+4Hl 2l2+al2+2H2 2)实验器材 a. 实验药品: 漂粉精片、1l/L盐酸 b. 实验仪器:同实验I 3) 实验方法: (1)将漂粉精片10片放入蒸馏烧瓶中; (2)在分液漏斗中加入1l/L盐酸; (3)---(5)同实验I; (6)将盐酸逐滴滴入烧瓶中; (7)同实验I。 4)实验结果和分析 盐酸滴入烧瓶与漂粉精片接触反应后，即产生大量黄绿色气体，气泡较为稳定、持续地从固体表面产生，在集气瓶中可得较纯净的氯气。反应趋于停止时再加入盐酸能继续生成氯气。 实验III的方法较为成功地克服了实验II中生成硫酸钙阻碍反应进行的缺点，实验?为固体与液体反应，也克服了实验?中液体与液体反应不彻底、产量小的缺点。其产气量大，可做氯气的稳定气源。 由于其反应只需1l/L的稀盐酸于常温下就可发

生，与传统方法须用浓盐酸在加热条件下制氯气相比，不仅避免了大量氯化氢气的杂质性干扰，而且大大提高了盐酸的利用率;另外，由于该反应是较为彻底进行的，因而只需通过对化学方程式各物质的摩尔数做简单的计算即能使反应产生的氯气定量;加上该反应所需装置简单，因而该方法不论是在氯气的制备和系列实验还是在有机物的卤代反应中都显而易见地具有实用价值，较全面地克服了传统方法的缺点，较之传统方法有较大的优势性，可以说是代替它的制氯新途径。 3. 课题研究后记 在进行以上一系列实验的过程中，我深刻体会到了科学探索所必须具备的严谨作风、认真态度的重要性，体会到了科学研究的乐趣，也体会到了科学发现的成就感。通过这次实验，我学会了科学实验的方法，更进一步学会了尊重科学、敬仰科学，更清楚地认识到一个人若能为科学献身将是何等的伟大和幸福。今天我进行的只是肤浅的小小的探索，但我希望能为我们的中学化学的发展出一份力，也希望能有别的更好的方法被发现、采用。 (参考文献:1.《中学化学教师手册》 2.《中学化学实验大全》)

范文五：实验室制取氯气的新方法

·创新设计·

实验研究

实验室制取氯气的新方法

皮振雷1，2

(1.玉林市福绵区新桥镇初级中学，广西玉林 537000；2.广西师范大学化学与药学学院，广西桂林 541004)

摘要：介绍了一种新的实验室制取氯气的方法。该方法利用高锰酸钾分解制取氧气后的剩余物与浓盐酸反应制取氯气。所用实验装置几乎是全封闭的，可防止氯气逸散到大气中，实验药品用量微型化，反应后的最终剩余物二氧化锰和氯化钾也可分别回收利用。此方法经济环保，产气量大，尤其适用于中学化学实验教学。

关键词：实验设计；氯气制备；实验探究

文章编号：1005–6629(2014)10–0051–02

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