第六部分 气体的制备与性质实验.docx
- 文档编号:26769441
- 上传时间:2023-06-22
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:284.61KB
第六部分 气体的制备与性质实验.docx
《第六部分 气体的制备与性质实验.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第六部分 气体的制备与性质实验.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第六部分气体的制备与性质实验
第六部分气体的制备与性质实验
探究一:
氧气的实验室制取和性质
一、背景知识
一般是用含氧较多的化合物受热后分解释出氧气,常用的有氯酸钾(二氧化锰作催化剂)、高锰酸钾、氧化汞和过氧化氢(二氧化锰作催化剂)等。
2KClO3
2KCl+3O2↑
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
2HgO
2Hg+O2↑
2H2O2
2H2O+O2↑
二、探究目的
1.了解二氧化锰对氯酸钾分解的催化作用并了解它的原理。
2.掌握实验室制取氧气和氧气性质实验的基本操作技能。
3.认识氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它能跟许多物质发生化学反应,同时放出热量。
三、用品准备
铁架台、酒精灯、研钵及杵、蒸发皿、水槽、集气瓶、烧杯、锥形瓶、分液漏斗、橡皮管、燃烧匙、镊子、药匙、毛玻璃片、玻璃导管。
氯酸钾、二氧化锰、高锰酸钾、氧化汞、过氧化氢、木炭、硫粉、红磷、细铁丝、蜡烛、清石灰水、石蕊试液、木条。
四、探究过程
1.二氧化锰对氯酸钾分解的催化作用
(1)在一只干燥和洁净的试管里,加入研细的氯酸钾0.5克,如图12.6-1装置。
先缓缓加热,受热均匀后再在氯酸钾下面加以强热,约3~4分钟后,氯酸钾即熔化(熔点365℃)。
用带火星的木条在试管口检验,发现放出氧气不多。
氯酸钾加热到395℃时照下式分解:
4KClO3
3KClO4+KCl同时有少量氧气产生:
2KClO3
2KCl+3O2↑
(2)在另一试管内加入二氧化锰4.5克,同法加热,并用带火星的木条检验,不见有氧气逸出。
二氧化锰必须加热到800℃才会分解:
3MnO2=Mn3O4+O2↑
用酒精灯加热达不到这个温度。
(3)重新加热第一试管里的氯酸钾到熔化,移去酒精灯,迅速撒入二氧化锰约0.2克,立即用带火星的木条放在管口上,木条发火燃烧。
表明二氧化锰能使氯酸钾在较低的温度下迅速放出氧气。
2.氧气的实验室制法
(1)加热分解氯酸钾制取氧气。
取氯酸钾晶体6克,在研钵内压碎后和干燥的二氧化锰1克放在洁净的瓷蒸发皿里或玻璃片上,用玻璃棒轻轻搅和均匀,然后装入已检查好气密性的大试管中,配上带导气管的塞子及气体收集装置(如图12.6-2),先缓缓预热,然后集中在药品的部位强热。
先加热试管的中下部,使这一部分的氯酸钾分解,再将火焰逐渐移向试管底部。
收集氧气可用排空气法,也可以用排水法收集,装置如图12.6-3所示,中间的空瓶是为了防止水槽内的水倒流入试管用的,一般不用。
检验氧气是否收满可用带有火星的木条放在瓶口检验。
(2)加热分解高锰酸钾制取氧气。
在干燥试管里装入高锰酸钾15克,用一小团疏松的棉花放在试管口,再塞上带有导管的塞子(装置与图12.6-2相同)。
棉花团用来防止加热时微小的高锰酸钾颗粒可能随着氧气流扩散到集气瓶中。
照上法加热,当温度高于200℃时,高锰酸钾即分解出氧气来。
(3)加热分解氧化汞制氧气。
在硬质试管内盛干燥的红色氧化汞0.5克,均匀平铺在试管的底部,要铺得薄而面较宽。
如图12.6-4加热,氧化汞在500℃以上分解成汞和氧气。
(4)过氧化氢的分解。
用过氧化氢制取氧气无须加热。
在锥形瓶里盛二氧化锰1克,塞上配有分液漏斗和导管的橡皮塞。
在小烧杯中加水40毫升,加入30%的浓过氧化氢10毫升,用玻璃棒缓缓搅和后注入分液漏斗内,(图12.6-5)。
从分液漏斗慢慢注入稀释的过氧化氢溶液,受二氧化锰的催化作用,即有氧气放出。
3.氧气的化学性质
(1)木炭的燃烧。
取片状的木炭一小块,用镊子夹住后放在酒精灯上加热到发红,观察在空气里燃烧的情况。
趁木炭红热时放入燃烧匙内伸入盛有氧气的集气瓶中,即见木炭燃烧得很剧烈并发出白光(图12.6-6A)。
待瓶里的氧气基本上耗尽,木炭熄灭后,取出燃烧匙,立即往瓶里倒入一些清石灰水,振荡。
澄清的石灰水变成浑浊,证明木炭跟氧气化合后生成了二氧化碳。
如果缺少木炭,可以用细木条代替。
(2)硫粉的燃烧。
在洁净的燃烧匙里盛两粒黄豆般大的硫粉一小撮,用酒精灯点燃后,先观察它在空气里燃烧的情况,这时只有微弱的淡蓝色火焰。
然后伸入氧气瓶里,从瓶口慢慢地伸到瓶底。
硫在氧气里燃烧时发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的二氧化硫气体(图12.6-6B)。
待火焰熄灭,取出燃烧匙,注入少量蒸馏水后,振荡,再用蓝色石蕊试液检验,石蕊变成红色。
(3)红磷的燃烧。
可用燃烧硫粉同样的方法燃烧红磷,但只能使用一粒黄豆般大小的一小撮。
磷燃烧时,生成的五氧化二磷白烟弥漫全瓶,加水振荡后,白烟即溶解,生成的溶液也能使蓝色石蕊试液变成红色(图12.6-6C)。
(4)铁丝的燃烧。
在细铁丝螺旋形的末端系上一根火柴。
先点燃火柴,待它大部分将烧完,趁铁丝热时,伸入氧气瓶里。
这时铁丝跟氧气发生剧烈反应,火星四射,生成黑色的四氧化三铁(图12.6-6D)。
为了避免落下的熔渣炸裂瓶底,在集气瓶里要预先注入少量水或在瓶底上铺一层细沙。
(5)蜡烛的燃烧。
取一小段蜡烛竖直在燃烧匙里,在火焰上微微加热,待底部的蜡熔化后,立即取出冷却,使它固定在燃烧匙上。
点燃蜡烛后伸入盛有氧气的瓶里,蜡烛燃烧得更旺,发出明亮的白光(图12.6-6E)。
当瓶里的氧气耗尽,烛火渐渐发暗而熄灭,这时有黑烟产生。
如果集气瓶里的氧气是用排空气法收集的,在干燥的瓶壁上可以看到有水雾出现。
取出燃烧匙,注入少量澄清的石灰水,振荡变浑浊。
这说明主要成分为碳和氢的石蜡在燃烧时跟氧气起发应,生成了二氧化碳和水。
黑烟是石蜡分解出来还未燃烧的炭粒。
五、思考与交流
1.关于二氧化锰的催化
(1)二氧化锰对氯酸钾分解的催化作用是由于产生了容易分解的中间产物的缘故。
有两种解释,一种是:
2KClO3+2MnO2=2KMnO4+Cl2+O2↑
4KMnO4=2K2MnO4+2MnO2+2O2↑
K2MnO4+Cl2=2KCl+MnO2+O2↑
另一种是:
2KClO3+4MnO2=2KCl+2Mn2O7
2Mn2O7=4MnO2+3O2↑
(2)市售二氧化锰中混有有机物和炭屑等杂质,可能引起爆炸。
处理方法是将二氧化锰粉末放在铁盘内加以强热,使这些可燃物在空气里烧尽。
(3)研细氯酸钾晶体时,要用杵慢慢压碎,不可研磨,以防其中混有还原性物质时会引起爆炸。
(4)二氧化锰不能使冷却的氯酸钾分解,所以操作时手法要迅速。
2.关于氧气的制取
(1)用排水法收集氧气,在实验结束时应先把导管从水槽中取出,然后移去灯火。
(2)氯酸钾和二氧化锰的混和物加热到240℃即分解出氧气来,而且速度很快。
如果要收集好几瓶氧气,应把所有的集气瓶都预先充满水,倒立在集气瓶座上。
加热分解氯酸钾放出的氧气中,常含有少量氯气和微量的二氧化氯以及臭氧等,通入水中时往往会产生白雾。
(3)6克氯酸钾约可收集氧气1600毫升。
氯酸钾和二氧化锰的质量比可以用3∶1、6∶1或10∶1。
用3∶1时分解速度最快,教师在准备实验时常用这个比;演示实验常用6∶1;学生实验则用10∶1,这时分解速度较慢,便于收集气体。
(4)可以用氧化铜、氧化铁、三氧化二铬、褐色砂土、玻璃粉或粗食盐等代替二氧化锰。
(5)高锰酸钾,俗名“灰锰氧”,市售高锰酸钾有暗紫色略带光泽的小颗粒晶体,也有成黑色粉末的,本实验都可以应用。
高锰酸钾15克约可制得氧气1000毫升。
高锰酸钾加热时分解出氧气的速度较氯酸钾慢,适宜于学生实验用。
(6)氧化汞又名三仙丹,市售氧化汞有黄色和红色两种,都可以用。
黄色的颗粒较细,较易分解。
氧化汞分解所需的温度较高,加热时最好用三芯灯。
汞呈液态,故本装置采用试管上斜的形式。
为了防止汞蒸气污染空气,在试管口上可装一个盛少量硫粉或碘粉的玻璃管,使它生成HgS或HgI2。
(7)过氧化氢在酸性和中性介质中比较稳定,在碱性介质中容易分解。
40毫升稀释的过氧化氢可分解出约1000毫升氧气。
3.关于氧气的性质
在燃烧硫粉和红磷时,一定要把瓶口盖好。
操作时要把燃烧匙从集气瓶口慢慢向下移动,接近瓶底,让物质充分燃烧。
4.本探究实验速记:
实验先查气密性,受热均匀试管倾;收集常用排水法,先撤导管后移灯。
探究二:
氢气的实验室制取和性质
一、背景知识
1.活泼金属跟稀酸反应能置换出酸中的氢。
2.氢气的质量特别轻,约为同体积空气质量的1/14,它有可燃性和还原性。
这些性质可以通过吹肥皂泡、点燃纯净的氢气和还原氧化铜等实验表现出来。
二、探究目的
1.了解实验室里制取和收集氢气的方法。
2.掌握实验室制取氢气及性质实验的操作技能。
3.通过实验认识氢气的一些物理性质,掌握氢气的化学性质。
三、用品准备
启普发生器、烧杯、橡皮管、玻璃导管、集气瓶、干燥管、尖嘴管、毛玻璃片、铁皮罐(塑料瓶)、水槽。
锌粒、稀硫酸、木条。
肥皂液、碱石灰、氯气、氧化铜。
四、探究过程
1.氢气的制取
(1)组装启普发生器。
按图12.6-7组装。
锌粒不要用纯的。
新装的启普发生器有时反应很剧烈,很快就会把容器内的酸液压上球形漏斗。
如果加入的酸量过多,可能溢出漏斗口。
为了安全起见,可在漏斗口上装一个安全漏斗作为缓冲器。
也可在双球瓶的底座里装一些洁净的碎玻璃或碎瓷片,以减少加酸量。
(2)让锌和稀硫酸接触,发生反应,开启导气管活塞上的阀门,让氢气经导气管逸出,待氢气收满后,关闭阀门,酸液从底座压入球形漏斗,待锌跟稀硫酸脱离接触,反应即停止。
(3)收集氢气可用排水法或向下排空气法,装置如图12.6-8所示。
收集氢气前,应检验氢气的纯度。
先用排水法将氢气收集在小试管里,倒移试管到离发生器较远处,用燃着的小木条在试管口点燃,如有尖锐的声音发生,说明试管里的气体中混有氧气,直到只发生轻微的“卟”声为止。
如果用排空气法收集氢气,检验氢气的纯度时,当第一个试管检验后,再要收第二管时必须要另换一个试管。
因为在第一个试管检验后,试管口可能仍存在氢气燃烧的火焰。
2.氢气的性质
(1)氢气流肥吹皂泡。
检验氢气的纯度后,把肥皂泡吹管的管口伸入盛肥皂液的器皿中,调节氢气流速度使皿中泛起的肥皂泡不过急。
然后把管口提出液面后,先使管口向下,让肥皂泡逐渐胀大到桂圆大小时,迅速将管口转向上方。
待肥皂泡继续长大到乒乓球大小时,急速抖动手腕或用嘴轻轻地吹一下,肥皂泡即脱离管口迅速上升(图12.6-9)。
实验时可取另一支吹管用嘴吹成肥皂泡,作比较。
用氢气吹成的肥皂泡在空气里迅速直线上升,而用嘴吹成的肥皂泡则缓慢下降。
这就表明氢气质量比空气轻得多。
(2)纯净氢气的燃烧。
在导管口装一支尖嘴管,在检验氢气纯净后,在管口上点燃,纯净的氢气在空气里能安静地燃烧。
氢气燃烧时应产生淡蓝色火焰,但它在玻璃导管口燃烧时的火焰却略带黄色。
如果在管口套上一段铝皮卷的尖嘴管,可以看到淡紫蓝色的火焰。
取一只干燥而洁净的冷烧杯,罩在氢气火焰的上方(图12.6-10),稍待一会儿,即见有微细的水珠凝聚,执持烧杯的手感到有微热。
这表明氢气燃烧时跟空气里的氧气发生反应,生成水并放出大量的热。
(3)氢气和空气混和气体的爆炸。
纯净的氢气在空气、氧气或氯气里能安静地燃烧,但它跟这些气体混和后再点燃就会发生爆炸。
用排水法在集气瓶里收集一瓶氢气,用毛玻璃片盖好后取出水面,正立桌上。
拿一只空的集气瓶口对口地对合在上面。
抽去玻璃片,将两个瓶子合在一起颠倒几次,使两种气体充分混和。
在两只瓶口之间插入毛玻璃两片,把两只集气瓶连同玻璃片分开后倒立桌上。
用布把瓶底和2/3的瓶身包裹起来,拿去玻璃片后,迅即把瓶口移到火焰上,发出“呯”一声巨响,再拿另一瓶混和气体试验,获得相同的结果。
这个实验也可以用铁罐头、塑料杯等进行。
取一个一端开口、一端在底上钻有小孔的塑料瓶,将棉花条或火柴梗堵住小孔后,用排水集气法在其中收满氢气,倒立桌上。
注意瓶口和桌面接触处不要被水封闭,必要时可垫一根火柴梗或小木片以便空气能流入。
拔去小孔上的棉花条或火柴梗,用燃着的细木条在小孔处点燃。
开始时,筒上部的氢气较纯,火焰尚属平稳。
当氢气逐渐从小孔逸出,空气就从瓶底流入,当达到爆炸极限时,即听到“呯”然巨响,把塑料瓶冲向空中(图12.6-11)。
氢气和空气混和物的爆炸极限为4~74.2%。
当氢气和空气的混和体积比为2∶5或氢气和氧气混和体积比为2∶1时爆炸力最强。
(4)氢气在氯气里燃烧将收集好的氯气一瓶正立桌上。
先在空气里点燃经过检验纯度后的氢气,使它发生安静地燃烧。
然后把导管伸进盛有氯气的瓶里,瓶口用硬纸片或塑料片盖住,氢气在氯气里能继续燃烧,发出苍白色的火焰,并有大量的热产生(图12.6-12)。
生成的氯化氢在空气里很易跟水蒸气化合,因此有白雾出现。
(5)氢气还原氧化铜如图12.6-13装置先通入氢气将试管内的空气排出,注意流速不要过快,微热后,集中火力在氧化铜下加热,即见黑色氧化铜受热后开始象着火似地发红,慢慢由土红色变成紫红色,同时试管口有水滴凝聚并有水蒸气逸出。
生成的土红色物质是氧化亚铜,紫红色的是金属铜。
2CuO+H2
Cu2O+H2O
Cu2O+H2
2CU+H2O
移去灯火后,继续通入氢气直到试管冷却。
如果缺少氧化铜粉末,也可以将废导线里的细铜丝绕成一个小团,在酒精灯火焰上灼烧,使它的表面生成一层黑色的氧化铜进行实验。
五、思考与交流
1.配制稀硫酸溶液。
稀硫酸的浓度以1∶4为宜。
在大烧杯内盛4体积水,慢慢注入1体积98%的浓硫酸,边注入边用玻璃棒搅拌均匀。
2.如果要给启普发生器中添加锌粒,可以用橡皮塞塞紧球形漏斗的口,使酸液维持不动,拔去导气管上的橡皮塞,从这里加入锌粒。
如果硫酸浓度降低,可将启普发生器侧转,拔去底座上的塞子,让酸液倒出一部分,然后再添加新酸。
3.氢气发生器的几种简易装置如图12.6-14所示。
图A在长颈漏斗的下部装一个橡皮或塑料制的多孔垫片,锌粒放在垫片上,稀酸从漏斗管注入,由导管上的弹簧夹控制反应的发生和停止。
图B是由底上有破碎小孔的试管和锥形烧瓶组装的。
试管底部放几块碎玻璃片以堵住上面的锌粒漏下。
锥形烧瓶内盛稀硫酸。
使用时将试管插入酸中,使用完毕,将试管提起跟酸液脱离接触,反应即停止。
图C是用U形管装配的,原理同图A相似,只是稀酸从左管加入。
图D是由球形干燥管和漏斗用橡皮管连接起来的。
球形干燥管的底部装一些玻璃纤维,上面盛锌粒,稀硫酸由漏斗注入,反应除由弹簧夹控制外,还可以用漏斗的升降来控制。
4.制备肥皂溶液。
将上等肥皂片或肥皂粉1克溶于40毫升水中,制成粘稠的溶液。
如果用普通的钠肥皂配制,要在肥皂溶液内加稀氨水1毫升以中和氢气中带来的酸雾,因钠肥皂溶液遇酸雾会分解出脂肪酸,妨碍肥皂泡的形成。
市上出售的某些粘稠液体状合成洗涤剂可直接用来吹肥皂泡。
5.装置肥皂泡吹管。
用玻璃管吹肥皂泡常会滑到管侧,当抖动手腕使它起飞时容易破碎。
如将玻璃管在肥皂上摩擦一下,粘上一些肥皂,能防止滑动。
最好在氢气的出口导管上装一个干燥管,里面装盛碱石灰作为干燥剂,以除去水蒸气和酸雾,这样容易吹成较大的肥皂泡。
6.氢气还原氧化铜的实验也可以用图12.6-15的装置进行。
出口导管的下端插入一浸在冷水中的干燥试管里,试管口上装一带有放空管的双孔塞。
硬质玻璃管的下部铺一薄层氧化铜。
氢气经干燥管后由上端通入。
操作方法同前。
这一方法的优点是可以使生成的水凝聚在试管内,还原出来的铜则留在玻璃管里,使反应后的两种生成物能看得更清楚。
7.本探究实验速记:
球斗容器导气管,酸中常加硫酸铜;关闭活塞查密性,检纯谛听爆鸣声。
氢气检纯试管倾,先通氢气后点灯;黑色变红水珠出,熄灭灯后再停氢。
探究三:
二氧化碳的制取和性质
一、背景知识
实验室里常用盐酸和大理石的反应制取二氧化碳。
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
二氧化碳是一种不能燃烧也不助燃的气体,比空气重1.53倍。
二氧化碳在20℃、56.5大气压时即能液化,在常压下于-78℃升华,同时吸取大量的热使另一部分液态二氧化碳结成“干冰”。
二氧化碳的化学性质不活泼,但与活泼金属如钾、镁等在高温时能发生反应。
二氧化碳是碳酸的酸酐,跟强碱作用能生成碳酸盐。
二、探究目的
认识二氧化碳的实验室制法和它的一些重要性质。
三、用品准备
锥形瓶、分液漏斗、玻璃导管、双孔橡皮塞、集气瓶、玻璃片、天平、砝码、贮液态二氧化碳的钢筒、绒布袋、白铁皮条、蜡烛、烧杯、坩埚钳。
大理石、稀盐酸、细木条、镁条、氨水、酚酞试剂。
四、探究过程
1.二氧化碳的制取
在锥形烧瓶里盛大理石20克,如图12.6-20装置。
将15毫升稀盐酸分次加入锥形瓶里跟大理石反应,即有气体产生,用向上排空气法收集。
用点燃的木条放在集气瓶口,如果火焰熄灭,表示二氧化碳已满。
2.二氧化碳的性质
(1)二氧化碳比空气重。
在托盘天平的一边放一个空的集气瓶,用砝码平衡后,把一瓶二氧化碳象倒水一样地倒入空瓶里,排出里面的空气。
可见天平倾斜。
(2)干冰的制取。
用绳子把绒布袋缚在贮液态二氧化碳钢筒的排气管上,小心旋开阀门(图12.6-21)。
待一些液态二氧化碳流入绒布袋后,关闭阀门,解开布袋,可以看到有雪花状的固体二氧化碳。
(3)二氧化碳的灭火性:
将一条白铁皮弯成梯形,在每一阶层上固定一支小蜡烛,点燃后放入一只高形烧杯内。
另取一只盛满二氧化碳的烧杯,沿着烧杯壁靠小梯子最低层慢慢地倾倒。
即见烛火由低处向高处逐渐熄灭(图12.6-22)。
(4)镁在二氧化碳里燃烧:
取长约15厘米的镁条一根,用砂纸擦去外层的氧化膜后,夹持在坩埚钳上,在酒精灯上点燃后,立即伸入充满二氧化碳气体的烧杯里,镁条能继续燃烧,同时烧到有白色的氧化镁和黑色的炭粒飞溅在烧杯壁上(图12.6-23)。
(5)二氧化碳跟水的反应。
在试管里盛水半管,加入一滴稀氨水和一滴酚酞试液,溶液呈浅红色,显碱性。
通入二氧化碳气体,红色逐渐褪去,表明溶液已被酸(碳酸)中和了。
(6)二氧化碳跟碱的反应。
在试管里盛澄清的石灰水半管,通入二氧化碳气体,澄清的石灰水立即变成浑浊,有白色的碳酸钙沉淀生成。
二氧化碳不要过量。
五、思考与交流
1.制取二氧化碳应用大理石或石灰石,不要用白云石,也不要用稀硫酸。
因白云石中含有碳酸镁,反应较慢。
2.使用液态二氧化碳时慎勿使它跟皮肤接触,以防冻伤。
3.镁在二氧化碳里燃烧生成的炭粒很小,如在燃烧后加入一些稀盐酸,把氧化镁溶解掉,黑色的炭粒可以看得更清楚些。
4.本探究实验速记:
二氧二碳易制取,大理石与稀盐酸;两种苏打皆不用,速度太快控制难;不用硫酸代盐酸,镁盐不如钙盐廉;硝酸见光易分解,鉴别火柴不能燃。
探究四:
氯气的实验室制法
一、背景知识
1.氧化剂常用二氧化锰、高锰酸钾、重铬酸钾、漂白粉等。
从它们的标准电极电位可知,用漂白粉和高锰酸钾作氧化剂时可以不必加热,用二氧化锰和重铬酸钾作氧化剂时必须用很浓的盐酸,还需要加热。
2.氯原子最外层有7个电子,在化学反应中很容易得到电子,具有强非金属性。
氯气是一种强氧化剂,它跟一些金属元素、非金属元素、氢气、水、氢氧化物等发生反应,生成氯化物和次氯酸。
二、探究目的
1.了解实验室里制取氯气的原理和方法。
2.掌握实验室制取氯气及性质实验的操作技能。
3.通过实验掌握氯气的化学性质。
三、用品准备
圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、双孔塞、石棉铁丝网、集气瓶、玻璃片、烧杯。
氢气发生器、贮气瓶、水槽、引爆装置、集气瓶、玻璃片、镊子、小刀、燃烧匙、导管、单孔塞、胶囊、坩埚钳、圆底烧瓶、水槽。
浓盐酸、二氧化锰、氢氧化钠。
饱和食盐水、金属钠、锑粉、铜丝、镁条、红磷。
四、探究过程
1.氯气的制取
(1)装置氯气发生器:
如图12.6-24所示。
(2)在250毫升圆底烧瓶里盛二氧化锰5克,分液漏斗里盛比重1.19、38%的浓盐酸约20毫升。
将仪器装置好后,逐渐将浓盐酸加入圆底烧瓶里,并用酒精灯微微加热。
当有黄绿色的气体逸出时就可开始收集。
在集气瓶后衬一白纸,以便观察氯气是否收满。
2.氯气的性质
(1)氯气的颜色和气味。
在瓶后衬一块白纸板可以清楚地看出氯气是一种黄绿色的气体。
把盖着的玻璃片略向前推移,露出一些瓶口,用手轻轻扇动,使极少量氯气飘近鼻孔,可闻到有一股强烈的刺激性气味。
(2)氯气跟金属的反应
①跟钠的反应。
用镊子从煤油里取出一小块钠,放在玻璃片上,用纸拭干煤油,切去外层的硬壳,切取黄豆大的一小块钠,放玻璃燃烧匙上,移到酒精灯火焰上加热。
将燃着的钠连同燃烧匙一起伸入氯气瓶里,钠在氯气里发出黄色的火焰并继续燃烧。
燃尽后取出观察,燃烧匙上生成氯化钠白色固体。
(如果用铜制燃烧匙进行实验,为了防止铜跟氯气发生反应,可以在燃烧匙内先铺上一层细砂或石棉纸,即使用粉笔的粉末也可以。
)
②跟锑的反应。
氯气跟锑反应很剧烈,生成的白烟是三氯化锑和五氯化锑的混和物,有毒。
为了防止它们逸出瓶外,可在盛氯气的集气瓶上装一个带胶囊的单孔塞,瓶底铺一层细砂。
先在玻璃管外将锑粉预热一下,然后把胶囊一捏,锑粉即落入瓶中,发生剧烈的反应(图12.6-25A)。
也可以使用图12.6-25B简易装置。
③跟铜的反应。
从电线中取出细铜丝一束,在酒精灯上灼热后,立即伸入盛满氯气的集气瓶里。
红热的铜丝在氯气里燃烧,瓶里充满棕色的烟(图12.6-26)。
把少量水注入瓶里,振荡,氯化铜溶于水生成绿色溶液。
(3)氯气跟非金属的反应
①跟氢气的反应:
见氢气性质的实验。
除用点燃火焰作氯气、氢气的引爆实验以外,还可用紫外光引爆。
在集气瓶里准备好氯、氢混和气体,用塑料片盖好,把点燃的镁条放在离瓶约2厘米外(图12.6-27)。
②跟磷的反应:
把干燥的红磷放在燃烧匙里,点燃后伸入盛有干燥氯气的集气瓶里。
红磷在氯气中仍继续燃烧产生白色的烟雾,这是三氯化磷和五氯化磷的混和物(图12.6-28)。
三氯化磷是无色液体,五氯化磷是白色固体。
后者在高温时不稳定,300℃时能分解成三氯化磷和氯气。
(4)跟水的反应
将氯气通入水里使它达到饱和。
在常温下,1体积水能溶解2.5体积的氯气。
把刚制备好的氯水装满圆底烧瓶后,倒立在盛有饱和食盐水的水槽里,放在日光下照射(图12.6-29),不久就可以看到有气泡上升,这是分解出来的氧气,要3~4天才能收集到一定体积,可用带火星的木条检验。
(5)次氯酸的漂白作用
把干燥的和潮湿的有色布条各一条分别放在两个集气瓶里,用导管通入干燥的氯气(图12.6-30)。
干燥布条不褪色,潮湿布条上的颜色不久即褪去。
(上述氯气性质的探究实验参看普通高中课程标准实验教科书《化学》
(1)必修教材实验4-3、实验4-4、实验4-5、实验4-6.P72-74页)
五、思考与交流
1.氯气的发生装置中如果用长颈漏斗,长颈漏斗应插入液面下(如图12.6-31A)。
由于盐酸跟二氧化锰反应时会产生大量泡沫,可在漏斗下端装一支试管,使盐酸溢出试管后再跟二氧化锰反应,还可以起密封作用(如图12.6-31B)。
2.组装集气装置:
氯气除用排饱和食盐水收集外,通常用向上排空气法收集,尾气用氢氧化钠吸收。
为便于换集气瓶,一般可用穿孔或开有缺口的硬纸片代替双孔橡皮塞。
如果在发生器和集气瓶间装一贮气装置(图12.6-32),则在换瓶时也可以把氯气贮存起来。
贮气瓶里盛饱和食盐水,当集气瓶收满氯气后即将活塞关闭,由于氯气在饱和食盐水里的溶解度很小,瓶内压强增大,将食盐水压入高位槽内。
集气时,开启活塞,高位槽内的食盐水利用虹吸原理,将贮气瓶里的氯气压出。
3.焙烧软锰矿:
二氧化锰常用天然的软锰矿,为了减少与盐酸反应时发生泡沫,要放在铁盘内焙烧。
实验中如果用粒状二氧化锰,可以避免反应时产生大量泡沫。
粒状二氧化锰是人工制备的,价格较贵,反应较慢,所需浓盐酸的量也较多些。
制取过程中加热的温度不应超过90℃,加热时要经常移动火焰。
4.用高锰酸钾和盐酸反应:
用上述相同的装置,不需加热,高锰酸钾晶体用量5克。
控制浓盐酸加入,不要让反应过于猛烈。
用重铬酸钾或漂白
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第六部分 气体的制备与性质实验 第六 部分 气体 制备 性质 实验