氯气(Chlorine),是氯元素形成的一种单质,化学式为Cl2,是一种有强烈刺激性的有毒黄绿色气体,有窒息性臭味,对呼吸器官有强烈的刺激性。
制氯气的三种方法
实验室制氯气的三种方法为:
第一种方法是,高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,方程式为:
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2
第二种方法是,高氯酸钾和浓盐酸反应制取氯气,方程式为:
KClO4+8HCl=KCl+4H2O+4Cl2
第三种方法是,氯酸钾和浓盐酸反应制取氯气,方程式为:
KClO3+6HCl=KCl+3H2O+3Cl2
制氯气的原理及装置
原理:
分析其得失电子的情况可知:在酸性条件下,用强氧化剂氧化Cl-得到Cl2,氧化剂可以换成高锰酸钾、氯酸钾、重铬酸钾、次氯酸钙等,如果氧化剂的氧化性强,可以不加热。
装置:
①发生装置:
从反应原理看,反应物二氧化锰是固体,浓盐酸是液体,反应需要加热,所以选择“固体+液体→(加热)气体”的装置。选择依据是反应物的状态和反应条件。
②净化装置:
从反应化学方程式分析,制取的氯气中的杂质主要有氯化氢和水蒸气。HCl易溶于饱和食盐水,而Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小,所以可以通过饱和食盐水洗气,除去HCl。
氯气是酸性气体,可用酸性干燥剂或中性干燥剂干燥氯气,如浓硫酸、硅胶、五氧化二磷,无水氯化钙等,不能用碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰等。
装置可用洗气瓶(装液体试剂)、球形干燥管或U形管(装固体试剂)。
一般先除HCl再干燥。
依据气体和杂质的性质来选择净化试剂,再根据试剂的状态选择装置。
③收集装置:
Cl2能溶于水并和水反应,所以不能用排水法收集,在饱和食盐水中溶解度小,可用排饱和食盐水的方法收集。
Cl2密度比空气大,可用瓶口向上的排空气法收集。为防止Cl2泄漏污染环境,可以用集气瓶组装成洗气瓶收集,气体“长进短出”。
根据气体密度、溶解性、以及是否与水和O2反应来选择气体的收集方法和收集装置。
④尾气处理装置:
Cl2有毒,会污染环境,所以多余的Cl2必须除掉。
Cl2能被碱性物质吸收,实验室一般用NaOH溶液或Na2CO3溶液吸收。
只要是会污染环境的气体都需要尾气处理。
氯离子的检验方法
1、实验操作:向未知溶液中先加硝酸银溶液,再加稀硝酸。
2、实验现象:产生白色沉淀,加稀硝酸时,沉淀不溶解。
3、原理:银离子和氯离子反应生成氯化银。
4、加入稀硝酸的目的:排除碳酸根等离子的干扰。
氯气和水反应成什么
氯气与水反应是:Cl₂+H₂O=HCl+HClO。
在该反应中,氧化剂是Cl₂,还原剂也是Cl₂,本反应是歧化反应。氯气遇水会产生次氯酸,次氯酸具有净化(漂白)作用,用于消毒——溶于水生成的HClO具有强氧化性。现象:水变黄绿色,气泡在水里又冒出来,有刺激性气味。