氯气中氢燃烧实验绿色化的改进_氯气论文

氢气在氯气中燃烧实验的绿色化改进,本文主要内容关键词为:氯气论文,氢气论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

做氢气在氯气中燃烧的实验时,感到实验装置存在以下不足:其一、实验对环境造成较大的污染;其二,氢气在氯气中燃烧的持续时间较短;其三,燃烧产生的苍白色火焰不易被学生观察到。本文对该实验进行了改进,改进后的装置不仅实验现象好,弥补了原装置对环境造成污染的不足,实现了实验过程的绿色化,而且实验现象明显,并能同时进行氯气和氯化氢的相关性质的实验。

1.实验准备

①收集满氯气于烧瓶中,用胶塞塞紧,倒放在铁架台的铁圈上。将一小段蜡烛在酒精灯上加热,部分融化后,将其固定在烧瓶的外壁上备用。

②在盛水的烧杯中,滴入紫色石蕊试液。滴入量以颜色变为紫色为宜。

③将带有玻璃短弯管、玻璃尖嘴导气管的双孔胶塞安装在烧瓶上,短弯管伸出胶塞约0.5cm长;尖嘴导管伸进烧瓶的长度由烧瓶的容积来确定,尖嘴位置高度在倒放的烧瓶容积的1/4~1/3处。用橡皮筋将气球系在短玻璃导管上,再用胶头滴管滴入1~2mL水于气球中。最后用乳胶管将尖嘴导管与制氢简易装置相连(图1)。

2.实验过程

a.用简易装置制取氢气,验纯后点燃。在左手取下装氯气烧瓶的胶塞时,用右手迅速将点燃氢气的尖嘴导管伸进烧瓶内,同时塞紧双孔胶塞,如图1所示。此时,可看到氢气在氯气中平静地燃烧,产生苍白色火焰,燃烧火焰与氢气在空气中的燃烧明显不同,现象明显。燃烧持续一段时间后,由于燃烧产生的热使烧瓶内气体膨胀,气球逐渐胀大;同时由于烧瓶受热,温度升高,固定在上方的蜡烛掉了下来。待氯气的黄氯色逐渐变淡后,用弹簧夹夹住乳胶管,停止通氢,燃烧终止。

b.撤去制氢装置,将烧瓶取下,倒转使气球内的水进入烧瓶中,此时,可看到烧瓶内产生大量白雾(由氯化氢溶于水产生)。

c.将烧瓶倒放在铁圈上,与尖嘴管、导气管相连后,再将导管放入烧杯中,如图2所示。打开弹簧夹,可看到烧瓶内形成美丽的喷泉,逐渐上升的液面上白雾茫茫,烧杯中紫色的水到达烧瓶后变为红色,过一段时间,烧瓶内的水变成了无色(这是由于未完全燃烧的氯气溶于水产生的次氯酸的漂白作用)。当喷泉实验进行一半时间左右,关闭导气管的止水夹,停止实验,将导气管插入另一个盛2%的氢氧化钠溶液的烧杯中(烧杯内先滴1-2滴酚酞),打开止水夹,继续喷泉实验,直到喷泉不再产生,说明瓶内的氯气完全被中和。

3.注意事项

①装置的气密性要好,否则不仅达不到环保和绿色化学的要求,还影响喷泉实验的效果。②产生的氢气要平稳,点燃时火焰高度以1~1.5cm为宜。③为了进一步做氯气的性质,实验在燃烧的过程中要特别注意,当火焰快要熄灭时,立即停止通入氢气,确保氯气过量。④连结烧瓶和制氢装置的乳胶管长度以点燃氢气伸进烧瓶时弯曲不堵为宜。

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