化学自习室移动版

一、实验室制备氯气

能观察到有黄绿色气体产生时，所需盐酸的最低浓度约为6 mol /L。用湿润的淀粉碘化钾检测到有氯气产生时，所需盐酸的最低浓度约为0.74 mol /L。若用1至2 mol/L HCl和MnO₂一起加热，逸出的气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸显色，表示有Cl₂产生，表明HCl浓度＜6 mol/ L 时，仍能和MnO₂反应生成Cl₂，只是没有实际意义。实验一般取大于7 mol/L HCl和MnO₂反应制备Cl₂。

二氧化锰与浓盐酸反应的实验室制取氯气方法反应装置较复杂，污染大，杂质多。通过实验发现漂粉精Ca(ClO)₂是比较理想的氧化剂，反应快慢适中，较为匀速，不需加热，且价格便宜，易于得到。所以Ca(ClO)₂与浓度较低的盐酸也能反应，且速度较适中，易于观察，挥发的HCl杂质也少，对于课堂演示或学生实验是比较理想的。以漂粉精和稀盐酸不加热的条件下反应制得氯气更为快速，易于掌控，也不需加热。而如果在针筒中进行，则可减少污染，也可以作为学生实验。

具体操作是:

①大量制取氯气可用漂粉精Ca(ClO)₂和较浓的酸为原料，在圆底烧瓶中进行反应。

②少量制取或学生实验则可进行针筒实验。如选用20 mL 注射器制取氯气时，应取1粒漂粉精片( 0.5克一粒，每粒含有效氯0.2克)，再抽取约2 mL， mol/ L 稀盐酸注入针筒内，室温大约20℃，1分30秒左右后，即可制得约5 mL 氯气。

二、氯气的检验

KI淀粉试纸只适合于检验极为稀薄的Cl₂，即检验Cl₂的存在，而不适合检验浓度较大的。

试纸很快变成蓝色，不到近1 min，蓝色消失，被漂白变成了白色。用滴管吸取一管Cl₂，注入一只125 mL 的集气瓶(氯气浓度很稀)，伸进一片湿润的KI淀粉试纸，试纸变成稳定的蓝色；如果再补充一滴管c¹²(氯气浓度变大)，瞬间，蓝色消失又被“漂白”了。

氯气通入KI溶液中时要考虑氯气过量的情况。反应过程先是2KI＋Cl₂=2KCl＋I₂后是I₂＋5Cl₂十6H₂O=2HIO₃＋10HCl。

三、氯水

关于饱和氯水的浓度，在室温条件下有说1体积水可溶解2体积的Cl₂的，有文献说1体积水可溶解2. 15个体积Cl₂的；有说饱和氯水的浓度是0.0921 mol/L 的；也有说饱和氯水的浓度是0. 089 mol/L 的。其实这些数值都是一种大概数值。20℃时，Cl₂在3. 6 mol/I. NaCI溶液中的溶解度为0.032 mol/L，约是Cl₂在水中饱和浓度的1/3。

这是因为Cl₂与水会渐渐反应形成次氯酸和盐酸，以及HClO的分解。因此实验难以测得Cl₂在水中的真实精确的溶解度。其次，Cl₂溶于水还会与水形成氯的水合物。有文献指出，六水合物Cl₂·6H₂O(淡绿色的晶体)和八水合物Cl₂·8H₂O都曾经从氯水中分离出来。

刻意用饱和氯水和刻意用新制备的氯水，多数情况下是不必要的能用吗?其实，在中学化学教学实验中，几乎不存在一定(必须)要用新制氯水。刘怀乐老师曾经把新制的饱和氯水在暗处置放了一个月之后，发现这种氯水仍明显呈黄绿色，有浓浓的刺鼻的气味，即使是把它稀释8倍、10倍，它对NaI， NaBr溶液的置换反应也都是相当灵敏的。

四、氯气与金属反应

实验证明，向氯水中加入位于氢之前的较活泼金属(除K，Ca， Na等活泼金属)是不会有氢气产生的。溶液中的HCl只能作为“配角”参与HClO与金属的氧化还原反应。比如Zn粒投入氯水主要是生成氯化锌。由于HClO具有很强的氧化性，许多位于氢之后的金属投入氯水中均可被氧化。

有人认为Cl₂是很活泼的非金属单质，在通常情况下可直接与许多金属作用。事实并如此，工业上贮存和运输液氯的容器是钢瓶。Cl₂在通常情况下只能与极少数金属(如Sb)直接反应。但若有水蒸气存在时，则Cl₂可与许多金属剧烈反应。盛装液氯的钢瓶和液氯必须通过严格的干燥处理，否则钢瓶内壁及其附件均易被氯气氧化而引发事故。卤素单质中除F₂外，Br₂， I₂也具有类似性质。如将干燥的锌粉和碘的晶体混合在一起，是根本观察不到反应的，但若在混合物中滴几滴水、马上发生剧烈反应，放出的热可使未反应的碘升华而产生紫色的烟，F₂与金属作用则不需要水作催化剂，但有些金属(如Pb ， Cu ，Ni等)与凡作用时表面生成一层保护性氧化膜，阻止反应的继续进行，所以可用这些金属的器皿作F₂的反应器或盛放容器。