氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
2025-04-28 12:20:29文/吳杰在實(shí)驗(yàn)室中,制取氯氣通常采用氧化濃鹽酸的方法。收集時(shí),則可使用向上排空氣法或排飽和食鹽水法。

實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的常用氧化劑包括MnO?、KMnO?、Ca(ClO)?和Co2O3,這些氧化劑與濃鹽酸反應(yīng)可生成氯氣。
以下是具體的化學(xué)反應(yīng)方程式:
4HCl(濃)+MnO?=加熱=MnCl?+Cl?↑+2H?O
16HCl+2KMnO?=2KCl+2MnCl?+8H?O+5Cl?↑
(若使用的鹽酸濃度較低,則反應(yīng)可能無(wú)法進(jìn)行。此時(shí),可用一種非還原性酸和氯化鈉的混合物替代鹽酸,同樣可生成氯氣。)
4HCl+Ca(ClO)?=CaCl?+2H?O+2Cl?↑(此反應(yīng)只需1mol/L的稀鹽酸便可劇烈進(jìn)行。)
2H++ClO-+Cl-=H2O+Cl2↑
(任何能電離出H+的酸都可參與此歸中反應(yīng),如草酸。但反應(yīng)速率會(huì)受酸電離H+能力的影響。若使用易揮發(fā)的有機(jī)酸,應(yīng)避免在強(qiáng)光下反應(yīng),以防氯氣與揮發(fā)的有機(jī)酸發(fā)生取代反應(yīng),導(dǎo)致爆炸或生成有毒物質(zhì),如冰醋酸與氯氣反應(yīng)會(huì)生成劇毒的氯醋酸、二氯醋酸和三氯醋酸。)
若無(wú)濃鹽酸,也可用NaCl(固體)和濃硫酸替代,如:
2NaCl+3H?SO?(濃)+MnO?=加熱=2NaHSO?+MnSO?+2H?O+Cl?↑
綜上所述,實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的關(guān)鍵在于:氯離子、氧化劑和酸性環(huán)境。若氧化劑的氧化性不強(qiáng),還需不同程度地加熱。
收集氯氣時(shí),可采用向上排空氣法或排飽和食鹽水法。
凈化氯氣時(shí),可用飽和食鹽水去除HCl氣體,用濃硫酸去除水蒸氣。
尾氣處理時(shí),需用強(qiáng)堿溶液(如NaOH溶液)進(jìn)行吸收。
驗(yàn)滿方法有三種:
1. 將濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙靠近盛Cl2瓶口,若試紙立即變藍(lán),則證明已集滿。
2. 將濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2瓶口,若試紙先變紅后褪色,則證明已集滿。
3. 實(shí)驗(yàn)室制備氯氣時(shí),也可直接根據(jù)氯氣的顏色判斷是否收集滿。
注意:切勿輕信網(wǎng)絡(luò)上的錯(cuò)誤言論,氯酸鹽絕不能用于制備氯氣,否則會(huì)生成大量難以分離且易爆炸的ClO2。
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