氯气溴气碘的氧化性 实验室制氯气以及氯\溴\碘的氧化性实验的改进

  摘 要: 氯是比较典型的非金属元素,对学生全面认识化学元素、形成正确观点、掌握正确学习方法等也具有重要的作用。但是,氯气具有很强的毒性。针对以上缺陷,作者将实验室制氯气,以及氯、溴、碘氧化性的两个实验合二为一,做了些改进。
  关键词: 实验室制氯气 氯气的毒性 实验的改进
  
  氯是比较典型的非金属元素,氯及氯的化合物在日常生活、工农业生产中的应用非常广泛。对氯气的性质、制法等进行比较全面、细致的学习和研究,不仅是以后进一步学习、研究卤素性质相似性及其变化规律的需要,而且是以后学习和研究同族元素性质变化规律,以及介绍氯碱工业等联系实际知识的需要。同时由于在高中阶段对氯气的性质、用途等介绍较为全面、细致,且探讨和应用较多,对学生全面认识化学元素、形成正确观点、掌握正确学习方法等也具有重要的作用。但是,氯气具有很强的毒性。它主要通过呼吸道浸入人体,对上呼吸道黏膜会造成有害的影响,它会溶解在黏膜所含的水分里,生成次氯酸和盐酸,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,使呼吸道黏膜水肿,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强烈咳嗽。症状严重时,会发生肺水肿,使循环作用困难而致死亡。有食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻。1L空气里最多可以允许含氯气0.001mg,超过这个含量就会引起人体中毒。
  传统的实验室制氯气原理:
  实验仪器:铁架台(带铁夹、铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、集气瓶、烧杯、橡胶塞、导管、橡胶管。
  实验药品:二氧化锰(S)、浓盐酸、饱和氯化钠溶液、浓硫酸、氢氧化钠溶液。
  传统的实验室制氯气的方法存在以下几个方面的缺点:
  1.所需仪器多,设计复杂;
  2.所需药品的量大,不符合节约要求;
  3.实验完成后不能立即停止,对环境污染大,不符合环保要求;
  4.实验要在通风橱中进行,不利于课堂演示的教学要求;
  5.不能让学生动手做实验,不符合“学生亲历性”的新课程标准的要求。
  在《普通高中课程标准实验教科书〈化学必修1〉》中,氯气的教学要求为让学生观察氯气的颜色,不要求制法。老师在实验室制的氯气,如果集气瓶密封不好,拿到教室演示时,学生就很难看到氯气的颜色。而且,老师不会只上一节课,可能在几个班,可能2―3天的时间内上同一节内容,就要在实验室制取多次氯气,既加重了老师的课业负担,又浪费了药品,更造成了环境污染等。针对以上缺陷,我将实验室制氯气,以及氯、溴、碘氧化性的两个实验合二为一,做了如下改进。如果只观察氯气的颜色和闻气味,把铜丝去掉就可以了。
  实验原理:
  实验仪器:废注射器(去掉针头)2个、废输液管的细小部分(去掉针头)、集气瓶、铜丝、棉花、橡胶塞。
  实验药品:高锰酸钾(S)、浓盐酸、溴化钠溶液、碘化钾淀粉溶液、氢氧化钠溶液。
  实验步骤:
  1.在橡胶塞上打三个孔,一个插入铜丝,在铜丝上拴两个棉花团,将两个棉花团分别用溴化钠溶液和碘化钾淀粉溶液浸透;另两个孔中插入输液管的细小部分(去掉针头),一根长,几乎接近集气瓶底部;另一根短,稍稍露出橡胶塞即可。
  2.取一个干净的集气瓶,在瓶底加入少量的高锰酸钾,然后将步骤1中的橡胶塞塞紧在集气瓶上。
  3.用注射器吸取1mL浓盐酸,插在长的输液管上,将另一个注射器插在短的输液管上,并抽出一部分空气,然后将浓盐酸挤入到集气瓶中,观察实验现象。
  4.反应结束后,取下长输液管上的注射器,用另一个注射器吸取2mL10%氢氧化钠溶液插上,将氢氧化钠溶液注入集气瓶中,将多余的氯气反应掉。
  实验现象:高锰酸钾(S)与浓盐酸剧烈反应,有黄绿色气体产生,且黄绿色气体由瓶底向上蔓延;浸透溴化钠溶液的棉花团变红棕色;浸透碘化钾淀粉溶液的棉花团变蓝色。
  改进以后的实验的优点:
  1.取材简单,对废弃物再利用。
  2.同一装置可以做不同的实验。根据需要,两个实验可以和在一起做,也可以分开做。而且,将棉花团用红墨水染色后一个干燥,一个润湿,即可改为次氯酸漂白性实验装置。
  3.药品用量少,减少药品浪费,培养学生的节约意识。
  4.反应在密闭环境中进行,而且在最后用氢氧化钠溶液将多余的氯气除掉,对环境无污染,培养了学生的环保意识。
  5.实验现象明显,趣味性强,有助于激发学生学习化学的兴趣。
  6.实验装置简单,容易操作,节约时间,提高课堂教学效率。
  7.实验在密闭环境中进行,无需在通风橱中进行,既可以教师课堂演示,又可以让学生分组进行实验,贯彻了新课程标准“学生亲历性”的要求,培养了学生科学探究的意识。
  
  参考文献:
  [1]化学课程标准(实验稿).北京师范大学出版社,2003.
  [2]普通高中课程标准实验教科书化学1(必修).人民教育出版社,2004.
  [3]普通高中课程标准实验教科书化学1(必修)教学参考.人民教育出版社,2004.
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