分解为
,
,
及
,
或
的
二二
制 碱 常 识 二 二 二 二 二二 二 二 二二二二 二二 二
研究工作
近 几 十 年来
世 界 一 些 国 家先 我 国 有关 单 位 如
后 进 行 过 研 究工 作
有 的进行 了工 业 性试
。
氯 化 按 的分解
二二
二二
。
验
,
并 取 得 一 定 的成 果
、
青 岛化肥厂 究 所 等单 位
天 津 碱 厂 及 大 连 制碱 工 业 研 也作过
,
。
,
分 解方 法 的 研 但 都处 于 室 内
二 二 二 二二 索
二 二 张 洪 如 二二
究工 作
,
取 得 了一 些 数 据
,
小试 验 状 态
?
现 将 所 了 解 到 的 几 种方 法 作 一 简 单 的介 绍
、
供 参考
。
氧化镁法
和
固体
作用
,
,
生成
和
。
或 个
,
竺 些 燮
户 全二 竺 里
,
竺
泞二 哩 竺
个
?
?
?
?
?
?
?
? ?
?
? ?
?
?
?
?
? ?
……
将
热 分解为 活 性
要 注 意 选 择 合 适 的 分 解 温度
。
如果制取
时
,
则反 应是
‘
?
汽卜
‘
固
?
卜
音
,
瞥
为
。
‘ ,
。
反应 母 液加 进
进 行 时 要 加 入 水 蒸汽 使 其 反 应不 生 成
,
产物
。,
而 国 内作 试 验 时
?
’
,
用 滤过
。
悬浊液
,
分 解其 中的 和
, 、
,
蒸 氨 后 的母 液 为
一
经 于 燥 脱 水得
一
夕系统
?
,
经 蒸 发 析 出并 分 离
,
母 液 继 续 蒸 发析 出
夕
,
再经 热 分解得 到
‘。
,
,
、
,
。
、
、
,
,
,
。
、
液
液
一 生 兰览 土 迄
,
、丫 , 丁
么
,
、 、
。
个
。,
‘
豆 二些 竺 竺
言
,
氧化锰法
、 ‘
户
,
。 卜 、 固或 溶 液
,
、
,
,
。
竺 二 二丫 兰
。
一
℃
,
。
、
,
‘
、 二
。
个
。
二
。
℃
。
今
。
。
,
洗卤
。
即 固体 盐 从 前 洗 向 后 洗 移 动
。
,
而 新 鲜 卤水 则 从 后 洗 向前 洗 逐 段 推 进
,
、
,
形成 固液相
,
的逆 流
夹带 的
。
这 一 方 面 保 证 了 进 离 心 机 的 盐 浆 中 卤水 所 含 的 杂质 较 低
。
减 少 洗盐 所 含 杂 质 的
以提高
一方 面 在 最 后 一 道 工序 为 硫酸 钙 司时 在 洗 盐 机 加 大 洗 卤量
,
硫 酸 镁 等 杂质 提 供 了 较 好 的 溶 解 条 件
,
洗 涤效 率
提 高在 洗 盐 机 这 一 工 序 的洗 涤 效 率 也 是 很 必 要
以减轻后
。
再者
,
做 好 各工 序 盐 浆 的脱 水
。
,
减 少 前 一工 序 较脏 的 卤水 带 入 后 一 工 序
一 工 序 的洗 涤 负 荷
这 些 基 本 原 则 是 镁 量 法 平 衡所 必 须 的
一
一
汉
‘
,
合
过程
,
一
而
。
?
生成的
一部分返 回 、
也送 到
过 程 中供 反 应 时 应 用
。
或 而 生 成物
应
,
一
使 热 分 解生 成 硝酸 则 要 在 尽 可 能 低 的 温 度 下 进 行 反
。
若 受 到 高 温 时 间要 尽 可
能 的 短
国 内作 过 利 用
‘
?
溶 液 来 分 解 滤 过 母 液 中的
,
得
?
。
和
溶液
将
工
,
经 蒸发析 出
。
分 离 后在
和
℃下 脱 水 得
在
。
℃下脱 水 得
,
然 后 在 空 气 中氧 化 得 到
四 价 和 二 价 锰 的混 合物
再用
还原 为
液卜 固
二
液
些 、, 贷
一 一
二
液 固
个
,
氧 化铁 法
固
。
一
‘
瞥
固
一
》
个
一 —
。
℃
》
……
避免
的挥 发
,
哩 氯化物 加入
金属
、 了
,
个
到
中
,
而加入
可加 速 氧 化 反
应
。
硫 酸氢钠熔 融 物法 将 氢盐 中
含量为 。 一
,
加 到 硫 酸 氢钠 熔 融 物 中
最 好 是 硫 酸 氢钠 及 硫 酸 氢 钱 的 混 合 物
,
,
使硫 酸
克 分 子 克 分 子 硫 酸 氢盐 将 游 离态 的
‘
温度 为 个
,
℃
,
将 一种 稳
定 的有 机 流 体 通过 熔 融物
将 熔 融物 继 续升 高 温 度 到
带出
一
‘
。
一
‘
℃
,
再 通 入 相 同 的有 机 流 体
则
被 吹 出来
。
、
个
,
‘
为 了保 持 熔 融 物 的 流 化 点 低 于 流体重 量 的
解 吸 时 的温 度
则 每 个 循 环 中要 加 入 相 当 于 有 机
的水
。
高 温 络 合 物 法“ 使 来
。
与 熔 融 的氯 化 锌 混 合
‘
,
在 高温下生成
?
络 合物
。
,
就被 放 出
,
燮 竺些
。
?
,
再 将 熔 融 物 的温度 升 高 到
‘
。℃,
络 合物分 解放 出
?
。
一
蒸汽
,
个
并 通 电流
,
熔 融 盐 电解 法
熔 融 态 的金 属
氯 化 物 中导入
在 阳极 上 获 得 氯 气
,
在阴
一
一
极 上 获 得 氢 气和 氨 气
。
,
、
,
个
华 艺
,
理
?
。
组 成 的 熔 融 的共 熔 物 较 好
,
因 为熔 点低
、
腐 蚀轻
、
成本 低
、
蒸汽 压 及
重 度 也小
。
氧化铅法
利用 滤过母 液为 原 料
十
,
为 分解剂来分解
,
‘
。
‘
。
一
、
杏 儿 同 分离
个
十
。
分 离 蒸 氨 后 的母 液 得 固体 该 法 既 能分 解
因为
,
。
儿 然后在 空气 下氧 化
又 能 不 用 蒸 发 就 使 滤 过 母 液 中的
,
得
时生 成
为
为 沉 淀物
,
,
出来 循 环 使 用 卡 克 分子 有 毒物
,
同时设 备 腐 蚀 大 大 减 轻
。
但是
的氧 化反
千
应 要 在 相 当 高 的温 度 下才 能进 行
,
我 们 曾计 算 过 在
, ,
℃下 反 应 的 自 由能 △
△
所 以 反 应不 能 进 行
另 外 虽 然 通 过 计算 母 液 中 含 有 微 量 的
不影 响产 品质量
。 。
在盐 水 除 钙 时 已 将铅基 本 除去
但此 法在 工 业 生 产上 仍无 使
用价 值
。
我 国只 作 了 该 法 的探 索 试 验
分解方 法
,
上 面介绍 的
归 结 起 来 可表示
。
二
,
乙主
。 七 十
,
八
。
,
,
,
,
。
,
—
七肠 十
口
从 化 学 热 力 学观 点 看
,
反 应 所 需 要
的 能 量为 状 态 函 数
,
、
,
在任 何 一 定 的温 度 及 压 力 下
,
,
反
则
应 物 和 生 成 物 的相 态 一 定 法不 同
,
无 论 采 用 哪 种方 法 及 任 何循 环 过 程
,
如果制取
。 。
和
所 需 能量 不 能 小 于 指定条 件下 发 生 反 应 即反 应 温度
,
、
理 论 所 需 要 的能 量
,
但是 由 于 分 解 方
,
压 力 及 相态 有 差 异
则 能 量 的 消 耗不 一 致
在 实 际 循 环 过 程 中有
能 量 的损失
然
,
所 以能耗 远 远 超 过理 论 能量
,
。
因此
不 管采 用 哪 种 分 解方 法
,
在 过 程 中如
。
何 作 到 能 量 的合 理 利 用 及 降低能 量 的 损 失
,
是 评价
分 解 方法优 劣 的 标 志
当
在选 择 方 法 中
,
过 程 的 复杂 程 度
。
,
设 备 与材质 的 利用 和 腐 蚀
反 应 条 件 的难 易程 度
等等
也是 必 须 考 虑 的 问题
参
、 从 滤 碱 液 中的 氯 化 钱 回 收 氨及 氯 的 探 索试 验之 一 、 四 大 连制碱 工 业 研 究所
”
。
考
文
献
,
“
蕊
邵
,
五
,
“
主 丈
,
”,
滩
、
、
日本特 许 日本 特 许
士
,
昭 昭
一 一
高 温 下生 成 氨络 合 物 动 力 学的 研究 碱》
, , ,
‘国外制
“
,
卜 ‘
叨
用 氧化镁 分 解氯 化氨 回 收氨及 氯 化 氢 津 碱厂 化 工 研 究 听
”
天
一
一
氯化铵分解制盐酸工艺
氯化铵分解
一、 氯化铵分解机制
氯化铵加热后分解出氯化氢和氨两种气体,在N2 环境下DSC 测试表明180 ℃吸热峰,是氯化铵晶型由NaCl 型转化为CsCl 型吸热峰,230 ℃吸热峰是氯化铵热分解,没有氯化铵熔化峰,显微镜观察分解过程看到氯化铵晶体没有融化,只是体积不断缩小,说明氯化铵分解前并没有融化。
通过热分解反应动力学的研究得出热分解反应是在晶体表面进行,反应是一层一层地向内部收缩,反应速率仅与表面质点数有关,受一维相边界反应机理控制,热分解过程由三步完成,
第一步是表面质点振动能增加过程;
第二步是表面(氢离子和氯离子) 反应过程;
第三步NH3 和HCl 从表面脱附过程。
反应活化能E = 84. 67 kJ / mol。在空气环境下,DTA 测试表明晶型转化吸热峰温度188 ℃,分解吸热峰温度295 ℃(起始196 ℃,终止310 ℃) ,DTG结果为分解温度292 ℃(起始167 ℃,终止307 ℃) 。
直接分离热分解产生的氯化氢和氨这两种气体是难以做到的,温度稍低这两种气体即反应生成氯化铵,从外表上看好象是升华过程。
二、 氯化铵的分解制氯化氢和氨气
目前,NH4C1分解技术在世界上还没有大规模工业化应用,只有
少量专利和文献对分解NH4C1的工艺提出了一些设想并进行了初步探索,Kessler早在1929年就提出将NH4C1气体通过熔融态的NH4HSO4,分步得到HC1和NH3的方法;还有一些专利对NH4HSO4,(NH4)2SO4和NH4CI共混熔融后分步反应的方法进行了初步实验研究;Fuchsman等和张智新均提出利用MgO分解NH4C1的方法;Coenen等提出利用有机胺在有机溶剂中分解NH4 Cl。这些方法可按照采用反应物的不同分为两类,即硫酸氢铵法和镁氧化物法。
1、硫酸氢铵法
在NH4Cl中混入酸性物质NH4HSO4,加热并控制温度在
220-270℃,释放出HCl气体;继续升温至330℃以上,(NH4)2SO4分解成NH4HSO4和NH3,NH4HSO4循环使用.化学反应式为
NH4HSO4+ NH4(NH4)2SO4+HCl(g) (1)
(NH4)2SO4 NH4HSO4 + NH3 (2)
2、镁氧化物法
采用镁氧化物[MgO,Mg(OH)2和Mg(OH)Cl]的NH4C1分解工艺有2个主要阶段:蒸氨过程和水解、分解过程.蒸氨过程有NH3放出,水解、分解过程有HCl放出,它们的化学反应式如下:
(1) 蒸氨过程
Mg(OH)Cl(s) + NH4Cl(aq) 3(g) + H2O(l) + MgCl2(aq) Mg(OH)2(s)+2NH4Cl(aq) 2 NH3(g) +2H2O(1)+MgCl2(aq) MgO(s)+ 2NH4Cl(aq) 2 NH3(g) +H2O(1)+ MgCl2 (aq)
(2)水解、分解过程
MgCl2·6H2O(s) 350℃Mg(OH)Cl(s)+HCl(g) +5H2O(g)
Mg(OH)Cl(s) 600℃MgO(s)+HCl(g)
2 Mg(OH)Cl(s) Aqueoes Mg(OH)2(s)+ MgCl2 (aq)
3、几种工艺路线比较
(1)从最大收率、生产周期、流程复杂度、能耗方面比较评价,氧化镁法是最优工艺路线。
(2)硫酸氢铵工艺在理论上是可行的,但转化率很低,工业应用价值不大。
(3)氧化镁、氢氧化镁和碱式氯化镁工艺路线在适当的工艺条件下,均可达到90%以上的氨产率。
(4)氧化镁工艺的蒸氨过程的最佳工艺条件为:MgO:NH4Cl (摩尔比)=0.76:1,H2O:NH4CI(摩尔比)= 8.3:1,反应温度110℃,反应时间4 h,在此条件下,氨产率可达95%。
三、氯化铵制氯气
1、电化学反应制备氯气和氨气
1.1、直接电解法
用25 %~40 %的氯化铵溶液在2. 5~3 V 的直流电源下进行电解,在阳极产生氯气,阴极产生氢气,这两种气体经干燥,压缩冷却得到液氯和液氢,电解完成后的电解液经加热于85~100 ℃蒸出氨,经冷却、气液分离、压缩冷却后得到液氨。
1.2、间接电解法
将氯化铵在高于330 ℃低于365 ℃范围内加热分解,产生的氨和
氯化氢混合气体与熔融的金属锡(或锌) 接触,生成氢气和氯化锡(或氯化锌),回收氨气和氢气。氯化锡(或氯化锌) 再用电解方法制成金属锡(或锌) 和氯气,得到金属锡(或锌) 再与氯化铵反应循环使用。整个过程只消耗氯化铵,得到氨气、氢气和氯气。
2HN4Cl + Sn 330~365 ℃ NH3 + H2 + SnCl2
2、化学氧化反应制备氯气和氨气
氧化镁-羟基氯化镁法、氧化锰-氯化锰法、氧化铁-氯化铁法等 其具体反应过程见相关论文所述
四、小结
4.1、氯化铵分解制盐酸
采用羟基氯化镁或其水解后的氧化镁与氯化铵作用,制备氨气和氯化氢的技术目前在江西南昌至新化工技术有限公司中试成功(2013年7月),该技术是由以上理论技术的基础上进行了系列改进,具体信息未见报道。
另外采用硫酸转化氯化铵,生成硫酸铵和氯化氢气体的实验也由甘肃新川化工集团于09年进行初步中试,该技术由四川大学化工学院开发,该公司已于2012年5月因发生安全事故被责令停产。
4.2、氯化铵分解制氯气
目前,由氯化铵电解或通过化学反应制备氯气,虽然具有较好的理论基础,但是还未进入具体的实施和工业化阶段,在前面所提到的工艺方法中,只有索尔维公司和ICI公司(英国卜内门化学工业有限公司)对氧化铁-氯化铁法进行了一定尝试和改进研究。
另外,有相关专利(宁波万华、巴斯夫、德国拜尔等)中也提到了氯气的制备技术,大多是采用气相氧化氯化氢气体的方式进行,原料选用方面还可采用氯化铵,这也要求必须解决氯化氢分解制氯化氢的技术问题。
氯化铵分解实验的创新
?64?
化学教育
2008年第11期
氯化铵分解实验的创新
吴子由
(四川达州市高级中学635000)
对于氯化铵的分解实验,我设计的实验方法,创新使用了中间封闭的大试管这种仪器,使氯化氢和氨
气同时从试管两端排出,同时分别检验,且装置简单,构思巧妙。革新了吸收分离手段,使氯化铵分解生成的氯化氢和氨气,在排出的最短时间内,就被吸收分
离。采用了无机有机分层检验观察的新方法,既观察到了氯化氢和氨气的气泡,又检验出了氯化氢和氨气,还吸收了有毒的尾气。不但克服了实验的难点,还使实验具有多种功能;能分离出生成的氯化氢和氨气;能观察到无色的氯化氢和氨气的气泡;能检
验出氯化氢和氨气。弥补了高中化学教科书之不
足。
l实验原理
^
NH4C1二==HCl千+NH3千2实验装置图
水、石蕊
水、酚酞四氯化碳
四氯化碳
3实验创意
氯化铵分解实验的难点,是生成的氯化氢和氨气,又极易化合成氯化铵,不容易观察到生成的氯化
氢和氨气,更不容易将生成的氯化氢和氨气分离出来。用高中化学教科书第二册第12页演示氯化铵
分解的实验方法,根本观察不到实验的分解过程和分解产物。演示出的氯化铵分解的实验现象,与碘的升华现象倒很相似。要说明氯化铵的分解原理,
必须靠教师的解释,有时还要写上氯化铵的分解和化合的2个化学方程式,学生才能明白。历年(各种
版本)的化学教科书,都没能解决这个问题。一些报
刊上刊登的改进方法,也不令人满意。
笔者设计的氯化铵分解实验,具有多种功能:能
分离出生成的氯化氢和氨气;能观察到无色的氯化氢和氨气的气泡;能用化学方法检验生成的氯化氢和氨气。不但能直观地从本质上演示出氯化铵的分解过程,还能演示出将生成的氯化氢和氨气再化合
万
方数据生成氯化铵的过程,弥补了高中化学教科书之不足。也比以前一些报刊上刊登的改进方法,更科学,更进步。
笔者设想,加热时,让氯化氢和氨气分别从试管
两端飘逸出来。加入某种试剂,一端只吸收氨气,放出氯化氢。将放出的氯化氢通入滴有石蕊的蒸馏水
中,使石蕊从浅紫色逐渐变成红色。另一端只吸收
氯化氢,放出氨气。将放出的氨气通人滴有酚酞的
蒸馏水中,使酚酞从无色逐渐变成红色。再将氨气和氯化氢分别通入下层的四氯化碳,四氯化碳是非
极性分子,氯化氢和氨气都是极性分子,根据相似相溶规则,氯化氢和氨气都不溶于四氯化碳,会成气泡冒出来,这就观察到了生成的无色的氯化氢和氨气
的气泡。氯化氢和氨气的气泡再冒入滴有酚酞和石蕊的蒸馏水中,这就既检验出了氯化氢和氨气,又吸‘
收了有害的尾气。
吸收氯化氢容易,用实验室常用试剂碱石灰或生石灰。用什么物质吸收氨气,却遇到了困难,选择了很久。用实验室常用试剂无水氯化钙,效果不佳;用无水硫酸铜,效果也不佳。笔者思考氯化钙、硫酸
铜等是中性干燥剂,虽然可以吸收氨气,但如果用酸性的干燥剂吸收碱性的氨气,效果应该更好。酸性
干燥剂既是同体的,酸性还要强的,查《中学教师化学手册》得知,五氧化二磷吸水性好,是固体,酸性较强,效果应该好。笔者试验过草酸、五氧化二磷等,最后选择了五氧化二磷。
分别将沾有五氧化二磷和碱石灰的石棉绒,放
到两端氯化铵固体的上面,即试管的偏中部,而不仅是试管口,使氯化铵分解生成的氯化氢和氨气,在逸出的最短时间内,就被吸收分离,这就大大减少了氯化氢和氨气化合生成氯化铵的机率,就能更好地更多地生成氯化氢和氨气。4实验用品
氯化铵,碱石灰,五氧化二磷,四氯化碳,石蕊,酚酞,蒸馏水,石棉绒。
铁架台,酒精灯,中部封闭的大试管,玻璃棒,小烧杯,火柴,药匙,镊子。5实验操作
《下转第73页)
2008年第11期化学教育
?73?
氢离子氧化了钠单质,而苯酚同体是分子晶体,在用3几点感想
乙醚作溶剂或熔融时电离出的氢离子的浓度(准确编者引入该实验,本意是什么?是用来说明分
地说,应是活度)比相同条件下的乙醇小。这正如盐
子中基团之间相互影响?还是用来说明非氧化性羟酸呈强酸性,但氯化氢气体与钠反应困难一样。若
基都能与金属钠发生置换反应?还是要求学生,通是在水溶液中,苯酚的电离度比乙醇在水溶液中大,过实验认识到客观事物的复杂性,理论预测不一定这一点可用测相等物质的量浓度的苯酚溶液和乙醇
正确的哲学命题?我们不得而知。如果是作为前溶液的pH来验证。
者,本实验的结论是适得其反。当然,若作为探究苯那么为什么在乙醚中或熔融时,苯酚难电离出酚和乙醇分子中羟基上氢原子活泼性的一个实验设
其中的H+呢?这需要考虑到氢键的影响。
计方案(不一定可行)可以提出来交南学生去验证,我们可以先回顾一道2004年的初r,El。.
并在此基础上请学生设计出更多更好的方案,以下
赛题:请解释氯仿在苯中的溶解度明显\(∥~
是笔者的学生设计的一些方案,提出来以供大家讨
CHCI。的氢原子与苯环的共轭电子形.彩;泰.
比1,1,1一三氯乙烷的大。原因是
HI论:
(1)取适量的乙醇和苯酚,分别配制成同物质的
成氧键。其氢键如图2所示。苯酚中飞==夕
量浓度的溶液,测定两溶液的pH,pH小的对应分子苯环上的电子云密度比苯中苯环电子卢2
中羟基上的氢原子活泼。
云密度高,苯酚羟基氢核的裸露比氯仿中氢核更明
(2)取2支试管,分别加入1g无水乙醇和苯酚
显,因此,苯酚之间可以形成图3所示氢键:
晶体,分别注入3mL蒸馏水,振荡,得到乙醇溶液和姘两j.矿酗?眵洲…-.
苯酚溶液,再向试管中逐滴滴入5mI。混有酚酞的Na()H溶液,若苯酚中红色褪去,而乙醇中红色不褪
去,则可说明苯酚中的氢较为活泼。
图3
(3)取2支试管,加入2mLNaOH溶液,加入形成环状、链状的双聚或多聚式。苯酚羟基氢与1"--2滴酚酞,取0.46g乙醇和0.94g苯酚放人试酚环共轭Ⅱ键之间形成的氢键比CHCl3的氢原子与管中。加入苯酚的试管红色变浅明显,因此苯酚上的苯环的共轭电子形成的氢键强,比乙醇分子问氢键也羟基氢更活泼。
要强。正是这种强的氢键约束了羟基氢,破坏这类氢
(4)取适量的乙醇和苯酚,分别配制成同物质的键需要较多的能量。另外,从分子结构出发,不难想
量浓度的溶液,分别滴加到NaAl0。溶液中,能产生象。苯酚中羟基氢与苯环之间形成H避H
浑浊的是苯酚溶液:C6H5()H
4-NaAl02
4-H20—
氢键,羟基氢被Ⅱ键电子云所笼H
C6H5()Na4-Al(OH)3’},则苯酚上的羟基氢更活罩,紧扣其中(如图4所示)。金属泼。
钠首先接触的是Ⅱ键电子云,电子H(5)取适量的乙醇和苯酚,分别配制成同物质的传人,必然受到Ⅱ键电子云的排图4
量浓度的溶液,分别滴加到Na:CO。溶液中,能产生
斥。所以苯酚与金属钠的反应活化
浑浊的是苯酚溶液:C6H5()H4-Na2C(瑰一C6HsONa4-
能比乙醇与金属钠反应的活化能大,反应速率慢应NaHC()3+,则苯酚上的羟基氢更活泼。
在预料之中。
将以上方案付诸实践,可得知苯酚中的羟基氢
较为活泼。
(上接第“页)●●●●●‘●●●●々●●●●●●々●々●々●●●●●●●●々●●●●●●●●●●
(1)Ii中部封闭的大试管或在硬质大试管中部放氯化铵同体分解,生成氯化氢和氨气。氯化氢
人小纸块封闭,连接好实验装置,检查装置的气密性。
使滴有石蕊的蒸馏水逐渐变红色,氨气使滴有酚酞
(2)两边分别加入氯化铵。
的蒸馏水逐渐变红色。(3)14五氧化二磷和碱石灰分别混入石棉绒,再7实验评价
分别加入到两边氯化铵固体上面。
(1)科学新颖,操作简便,现象明显,安全快捷。(4)将两边导管插入烧杯中,烧杯下面盛四氯化(2)适用于中学化学教学关于卤化铵分解、碳酸碳,上面分别盛滴有酚酞和石蕊的蒸馏水。
氢铵分解等一类演示实验,适用于发展学生创新能(5)缓缓加热。
力的分组实验。
(6)观察四氯化碳层中的气泡,观察蒸馏水层中参考文献
颜色的变化。[13高巾化学教科书(第二册).北京:人民教育出版社,20036实验结论
[2]中学教师化学手册.北京:科学普及出版社,1981
万
方数据
氯化铵分解实验的创新
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
吴子由
四川达州市高级中学,635000
化学教育
CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION2008,29(11)
参考文献(2条)
1.中学教师化学手册 19812.高中化学教科书 2003
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hxjy200811022.aspx
氯化铵分解实验的创新
氯化铵分解实验的创新
对于氯化铵的分解实验,我设计的实验方法,创新使用了中间封闭的大试管这种仪器,使氯化氢和氨气同时从试管两端排出,同时分别检验,且装置简单,构思巧妙。革新了吸收分离手段,使氯化铵分解生成的氯化氢和氨气,在排出的最短时间内,就被吸收分离。采用了无机有机分层检验观察的新方法,既观察到了氯化氢和氨气的气泡,又检验出了氯化氢和氨气,还吸收了有毒的尾气。不但克服了实验的难点,还使实验具有多种功能;能分离出生成的氯化氢和氨气;能观察到无色的氯化氢和氨气的气泡;能检验出氯化氢和氨气。弥补了高中化学教科书之不足。
1 实验原理
NH 4C1ΔHC1?+NH 3?
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2 实验装置图
3 实验创意
氯化铵分解实验的难点,是生成的氯化氢和氨气,又极易化合成氯化铵,不容易观察到生成的氯化氢和氨气,更不容易将生成的氯化氢和氨气分离出来。用高中化学教科书第二册第12页演示氯化铵分解的实验方法,根本观察不到实验的分解过程和分解产物。演示出的氯化铵分解的实验现象,与碘的升华现象倒很相似。要说明氯化铵的分解原理,必须靠教师的解释,有时还要写上氯化铵的分解和化合的2个化学方程式,学生才能明白。历年(各种版本)的化学教科书,都没能解决这个问题。一些报刊上刊登的改进方法,也不令人满意。
笔者设计的氯化铵分解实验,具有多种功能:能分离出生成的氯化氢和氨气;能观察到无色的氯化氢和氨气的气泡;能用化学方法检验生成的氯化氢和氨气。不但能直观地从本质上演示出氯化铵的分解过程,还能演示出将生成的氯化氢和氨气再化合生成氯化铵的过程,弥补了高中化学教科书之不足。也比以前一些报刊上刊登的改进方法,更科学,更进步。
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笔者设想,加热时,让氯化氢和氨气分别从试管两端飘逸出来。加入某种试剂,一端只吸收氨气,放出氯化氢。将放出的氯化氢通入滴有石蕊的蒸馏水中,使石蕊从浅紫色逐渐变成红色。另一端只吸收氯化氢,放出氨气。将放出的氨气通入滴有酚酞的蒸馏水中,使酚酞从无色逐渐变成红色。再将氨气和氯化氢分别通入下层的四氯化碳,四氯化碳是非极性分子,氯化氢和氨气都是极性分子,根
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氯化铵受热分解的实验探究
氯化铵受热分解的实验探究
冯丽红
化学是一门自然科学,是以实验为基础的科学。进行试验探究是培养学生探究能力的
一种好方法,也是一种重要的方法。俗话说三个臭皮匠,顶个诸葛亮。学生通过自主学习、
合作学习,探究性学习,可以探知自己的未知领域;并且能起到加深理解、巩固记忆、拓宽知识面、激发学习兴趣;更能培养和提高观察能力、思维能力、动手能力、创新能力,培养正确的科学态度,学会科学探究的基本方法。 一.发现问题
现行苏教版教材,专题4第二单元《生产生活中的含氮化合物》中涉及到氯化铵的分解,试验是这样设计的:取少量氯化铵晶体于试管中,置酒精灯上加热,观察试验现象。此实验现象类似于碘的升华。而正确的结论应该是氯化铵受热分解,分解后的氨气和氯化氢气体相遇反应,并且附在试管的中部。因此此实验无法证实这一点。课后,我们的化学兴趣小组设计了几个方案来证实这一结果。 二.设计方案
由于氯化铵分解生成的是氨气和氯化氢气体,氨气是碱性气体,遇湿润的蓝色石蕊试纸显红色;氯化氢气体是酸性气体,遇湿润的红色石蕊试纸显蓝色。
方案:
1. 取少量氯化铵晶体与试管中,置酒精灯上加热,在试管口放一张湿润的蓝
色石蕊试纸,观察试验现象。 2. 取少量氯化铵晶体与试管中,置酒精灯上加热,在试管口放一张湿润的红
色石蕊试纸,观察试验现象。
3. 先用红色和蓝色的石蕊试制测一下氯化铵溶液的酸碱性,然后取少量氯化
铵晶体与试管中,置酒精灯上加热,在试管口有选择的放一张湿润的石蕊
试纸,观察试验现象。
三.准备器材
试管、试管夹、酒精灯、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、蒸馏水、镊子、氯化铵晶体 四.实验探究
部位,此时学生想到气体是否有可能根本没跑到试管口。我们把石蕊试纸放到试管中部做试
这时学生中有人提出这样做试验好象不规范,能否找一个短一点的试管,最后找来微型小试管做实验,现象非常明显。这时我就问学生,你们三组实验到底哪一组可以作为结论来用呢?刚开始学生们各持己见,有人认为第一、二组实验都可以,比较简单。第三组的同学提出反对意见。如果氯化铵是受热升华,那么氯化铵气体遇到遇湿润的红色石蕊试纸显蓝色,因为氯化铵是一种酸性物质,应该是他们第三组的实验比较确切一点。 五.结论
次此试验结论:先用红色和蓝色的石蕊试制测一下氯化铵溶液的酸碱性,观察试验现象:氯化铵遇湿润的红色石蕊试纸显蓝色,遇湿润的蓝色石蕊试纸无现象。然后取少量氯化铵晶体与试管中,置酒精灯上加热,在试管口放一张湿润的蓝色石蕊试纸,观察试验现象。观察试验现象:湿润的蓝色石蕊试纸红色。 六.体会
在这次试验探究活动中,学生通过发现问题、设计方案、实验探究、分析现象、得出结论。尽管结论可能不是很确切,设计不是很完美,但是却充分体现了学生的自主学习、合作学习,激发了学生的学习热情。
本此实验探究也让学生体验了科学探究的艰辛与乐趣,初步掌握了一中科学探究的方法,并且培养了学生的观察与思考的能力,运用已有知识解决实际问题的能力。
参考文献 .刘积福 . 改进试验体验探究 . 中学化学教参 . 2005.3