氯气制备与性质实验的绿色化设计
2019-06-26吴雪梅王妍茹蔡润玫
吴雪梅,王妍茹,蔡润玫,金 鑫
(西安文理学院 化学工程学院,陕西 西安 710065)
氯气的制备和性质实验是高中阶段重要的实验,因此关于氯气的性质实验研究成了中学老师的研究热点[1-5]。由于氯气具有毒性,在实验中存在一定的安全隐患。为了减少该实验中污染性气体的产生,同时兼顾实验现象的观察,设计了一个集微型化与绿色化于一体的实验。实验中,利用蒸发皿和表面皿组成的“气室”实现氯气的制备及性质实验,充分呈现了氯气的颜色、漂白性、氧化性和酸性。实验方法具有装置简单、试剂量少、污染小的特点。对于需要进行加热的实验也可以完成。这恰好解决了许多微型实验装置不能进行加热的问题。
1 教学目标
通过微型实验设计,探究氯气的性质,培养学生的实验探究能力和环保意识。
2 实验
2.1 实验药品及器材
实验药品:二氧化锰固体、浓盐酸、淀粉碘化钾试纸、溴化钠溶液、氯化亚铁和硫氰化钾混合溶液、氢氧化钠和酚酞混合溶液、品红溶液。
实验器材:酒精灯、蒸发皿、表面皿。
2.2 实验装置
将一个直径小于蒸发皿的表面皿倒扣在蒸发皿上方,形成一个封闭的“气室”。蒸发皿作为氯气产生的反应容器,表面皿作为氯气性质实验的载体。实验需要加热,可在蒸发皿下方垫上石棉网点燃酒精灯。装置示意图如图1所示。
图1 实验装置图Fig.1 Experimental device
2.3 实验步骤
(1)在蒸发皿中间放入少量的二氧化锰固体。
(2)将润湿的淀粉碘化钾试纸、沾有溴化钠溶液的滤纸、沾有氯化亚铁溶液和硫氰化钾混合溶液的滤纸、沾有氢氧化钠和酚酞混合溶液的滤纸、沾有品红溶液的滤纸分别贴在表面皿的内侧不同位置,做好标记。
(3)在二氧化锰固体上滴加几滴浓盐酸,迅速用贴有试纸的表面皿盖上,在蒸发皿下方垫上石棉网并点燃酒精灯,待反应一段时间后,观察实验现象,记录实验结果。
(4)实验完毕,取少量碱液加入蒸发皿中处理废液和废气。
2.4 实验现象
实现现象如表1所示。
表1 氯气的性质实验现象Table 1 Experimental phenomenon of properties of chlorine
3 结论
“气室”法用于氯气的制备及性质的微型实验,既能显著呈现氯气的性质,又能减小污染、节省药品。该实验装置既可用于不需要加热的实验,又可用于需要加热的实验。装置简单,课堂搭建容易,现象明显。装置充分融入了绿色化和微型化的思想,可培养学生的环保意识。