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氯化氢制备和性质一体化实验改进

发布时间:2016-11-06  点击量:

一、教材实验中的缺陷 
  氯化氢的制备和性质实验,是高中化学重要的实验之一,其涉及到人教版《化学》九年级下册第十单元,课题1常见的酸和碱,以及人教版高中化学必修1第四章,第二节富集在海水中的元素——氯的相关知识,因此,教师做好氯化氢的制备和性质的演示实验,对学生能否掌握氯化氢相关知识,起着重要的作用。 
  而高中氯化氢的制备和性质实验还存在着一定的不足: 
  1、HCl的实验制法:2NaCl+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCl↑(在500℃~600℃),制取HCl气体,使用的是NaCl固体与浓H2SO4反应,而若反应时给予的温度不够高,就可能会出现在NaCl固体表面形成一个NaHSO4硬壳的现象,阻碍了浓H2SO4进一步与硬壳内部的NaCl反应。 
  2、HCl气体有毒,若其制备和性质的验证分开进行的话,会使更多的HCl气体逃逸到空气中,污染了环境,操作也显得更加麻烦,不利于教师进行课堂的演示实验。 
  二、实验改进 
  针对以上的不足之处,我们对本实验进行了以下改进: 
  1、实验原理:NH4Cl+H2SO4(浓)=(NH4)2SO4+2HCl↑ 
  2、实验药品及仪器 
  (1)药品:氯化铵固体、98%浓硫酸、紫色石蕊试液、硝酸银溶液、氢氧化钠溶液、浓氨水。 
  (2)仪器:烧杯2个、注射器1个、三口烧瓶1个、圆底烧瓶1个、分液漏斗1个、洗气瓶1个、漏斗1个、尖嘴直形通气管1支、直角形通气管3支、直形通气管4支、橡胶管和橡胶塞(若干)。 
  3、实验装置图 
  图1 实验装置(略去铁架台和铁夹) 
  a、b、c、d、e—橡胶管 
  A—装有滴入紫色石蕊试液的氢氧化钠溶液的烧杯 
  B—吸入浓氨水的注射器 
  C—装有氯化铵固体的三口烧瓶 
  D—装有浓硫酸的分液漏斗 
  E—装有硝酸银溶液的洗气瓶 
  F—装有氢氧化钠溶液的烧杯 
  三、实验步骤及现象 
  1、检查装置气密性:按以上实验装置图组装仪器,用酒精灯微烤三口烧瓶,若烧杯A和洗气瓶E中有气泡冒出,说明装置的气密性良好。 
  2、装药品:在三口烧瓶C中加入15g氯化铵固体,在分液漏斗D中加入一定量的浓硫酸,在洗气瓶E中加入AgNO3溶液,在烧杯A、F中加入一定量的NaOH溶液,并烧杯A中滴加紫色石蕊试液,用注射器B吸浓氨水。 
  3、进行实验:(1)将分液漏斗D的活塞打开,让浓H2SO4滴入到三口烧瓶C中,与NH4Cl固体接触,并进行反应。 
  (2)当反应进行到一定的时间后,就可以观察到装有AgNO3溶液的洗气瓶E中有白色的AgCl沉淀生成,检验了Cl-的存在。烧杯F可进行尾气处理。 
  (3)经过一定时间后,就有气体会从尖嘴直形通气管逸出,当烧杯中蓝色的溶液变浅(或变为无色)时,圆底烧瓶中就集了较多的HCl气体,此时,将注射器中的浓氨水压入圆底烧瓶中,HCl气体遇到浓氨水,会发生反应,产生NH4Cl颗粒,有大量的白烟产生,待白烟小消失后,圆底烧瓶的瓶壁就附着有白色的NH4Cl固体颗粒。 
  (4)待一小段时间后,由于HCl气体溶于水和与浓氨水反应,被大量地消耗,导致圆底烧瓶中的压强急剧减小,,大气压便会将烧杯A中的溶液压入圆底烧瓶中,溶液经过尖嘴直形通气管,会以喷泉的形式被喷出来,溶液的颜色也会从浅蓝色变为无色,最后变为红色(或从无色变为红色)。 
  (5)待反应结束后,将装置拆卸,清洗仪器,实验结束。 
  四、实验改进后优点 
  1、更换实验所用的药品,即将NaCl固体改为NH4Cl固体,可以使实验持续的进行,也省去了加热这一操作。 
  2、将制备和性质的验证一体化,可以省去较多的操作步骤,操作起来更加方便,既节省了时间,也尽可能减少HCl气体逃到空气中污染环境,适合教师的课堂演示实验。 
  3、将HCl气体的几个性质放在一个装置中进行验证,方便快捷。如在圆底烧瓶中,可以验证HCl气体与浓氨水反应时,生成NH4Cl颗粒,有白烟产生,也可以进行喷泉实验,验证HCl气体溶于水后的水溶液呈酸性。 
  4、将注射器中的溶液换成浓氨水,可以更快地消耗HCl气体,增加喷泉实验成功的可能性;喷泉实验喷出的溶液有颜色变化,更加有趣。


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