氯气的制备

研究人：李玛丽、胡绍青

1、疑难之处：

（1）由于氯气的密度较大，实验室内的氯气总是排不进，因此制备时易中毒

（2）浓盐酸易挥发，导致制备的氯气不纯

（3）药品消耗较多

2、实验原理：

实验室通常用氧化剂将浓盐酸中的Cl-氧化为Cl2。常见的氧化剂有：MnO2、K2Cr2O7（重铬酸钾）、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2 。其反应原理分别为：

（1）4HCl(浓)+MnO2 =加热=MnCl2+Cl2↑+2H2O [课本上的制法，比较浪费盐酸，家庭实验推荐用次氯酸钙[漂白粉]与稀盐酸反应，注意最好用稀盐酸，浓盐酸会造成浪费，且反应速率过快。]

（2）14HCl+K2Cr2O7=2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑[此反应用的盐酸比较稀的话，微热即可反应，没有盐酸可用一种非还原性酸和氯化钠的混合物代替，也可产生氯气。

（3）16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑[此反应用的盐酸比较稀的话，

微热即可反应，没有盐酸可用一种非还原性酸和氯化钠的混合物代替，也可产生氯气。

（4）2KClO3+4HCl[稀]===2KCl+Cl2↑+2H2O+2ClO2↑，因此制的的Cl2不纯]

（5）4HCl+Ca(ClO)2=CaCl2+2H2O+2Cl2↑{此反应需要的盐酸很稀，1mol/L便可以剧烈反应} 上述反应有利有弊，教材中常用浓盐酸和二氧化锰加热条件反应制得氯气，实验装置繁琐，而制得的氯气不经过洗气会含有较多的氯化氢气体、水蒸气等杂质，多的气体不能充分利用，只能被氢氧化钠吸收；用浓盐酸直接滴加到其他如KMnO4等物质上制氯气时，由于KMnO4、KClO3、K2Cr2O7氧化性较强，反应时温度不宜过高，否则会产生爆炸性物质，如七氧化二氯、二氧化氯等，存在着严重的不安全隐患。而通过Ca(ClO)2与HCl反应制取氯气时，该反应只需要1mol/L的稀盐酸常温反应即可，与其他方法相比，不仅避免了大量的氯化氢气体杂质的干扰，而且大大提高了盐酸的利用率，实验安全、简便、快捷。

3、实验药品：

常用药品：二氧化锰、浓盐酸、高锰酸钾

改进后的药品：次氯酸钙、稀盐酸、二氧化锰

从药品的价格来看，次氯酸钙最便宜且可以用市场上的漂白精代替实验，同时用盐酸滴入烧瓶与漂白精接触反应制备氯气，盐酸的浓度在1mol/L以上，不仅降低了成本，而且还可以避免浓盐酸的挥发，提高了原料的利用率。

4、实验装置

用二氧化锰和浓盐酸作反应物时，反应需

加热

改进后的装置：

比较两种装置，很显然用图2装置简单易行。实验表明，

用盐酸缓缓滴入烧瓶与漂白精片接触反应制氯气，其产气量大，反应较彻底。

5、实验步骤：（A）把装置连接好，检查气密性

6、（B）在锥形瓶中加入漂白精，从分液漏头里慢慢地滴加浓度为1mol/L的稀盐酸

7、（C）用向上排空气法收集

8、（D）多余氮气用氢氧化钠吸收。

9、实验讨论

化学实验过程中可能引起环境污染的主要是反应产物的有毒气体，它不仅危害师生的健康，而且会使学生产生畏惧心理，因此，化学实验应尽量减少可能导致的环境污染。针对氯气典型的有毒气体，采用全封闭实验装置进行实验，有效的防止氯气的泄露，通过实验，发现这种改进措施，效果比较好，有如下优点：

（1）控制了氯气扩散对空气造成的污染

（2）制取的氯气较纯，没有其他气体混合

（3）药品的消耗量少

（4）不用担心气体的泄露和保存问题

（5）减少实验的危害系数

综上所述，为了较好的提高实验教学质量及提高学生对实验的兴趣，并体现不污染环境，实验室中制取氯气时，用浓度不低于1mol/L的盐酸逐滴加到烧瓶中的漂白精上，配上封闭装置，效果会更好。