氯气的实验室制法

实验目的

掌握实验室制取氯气的原理、装置，以及净化、收集和尾气处理方法。

实验原理

二氧化锰与浓盐酸在加热时反应：MnO₂ + 4HCl(浓) =△= MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O。气体中混有 HCl 和水蒸气，依次通过饱和食盐水、浓硫酸除去。氯气密度比空气大，用向上排空气法收集；尾气用 NaOH 溶液吸收：Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O。

实验器材

• 二氧化锰
• 浓盐酸
• 圆底烧瓶
• 分液漏斗
• 酒精灯
• 饱和食盐水
• 浓硫酸
• 集气瓶
• 氢氧化钠溶液
• 湿润的淀粉碘化钾试纸

实验步骤

1. 按从下到上、从左到右的顺序组装装置，检查气密性。
2. 烧瓶中加入二氧化锰，分液漏斗中盛放浓盐酸。
3. 缓慢滴入浓盐酸并加热，使反应发生。
4. 气体依次通过饱和食盐水、浓硫酸，用向上排空气法收集。
5. 用湿润的淀粉碘化钾试纸验满，尾气通入 NaOH 溶液吸收。

实验现象与结论

烧瓶内有黄绿色气体产生，集气瓶中逐渐充满黄绿色气体；湿润的淀粉碘化钾试纸遇氯气变蓝（Cl₂ + 2KI = 2KCl + I₂）。说明二氧化锰与浓盐酸加热可制得氯气。

注意事项

• 氯气有毒，实验应在通风橱中进行。
• 二氧化锰与稀盐酸不反应，必须用浓盐酸并加热。
• 尾气一定要用 NaOH 溶液吸收。
• 浓盐酸和浓硫酸有腐蚀性，防止溅到皮肤。

常见问题

为什么先通过饱和食盐水再通过浓硫酸？

饱和食盐水除去 HCl，同时带出水蒸气，再用浓硫酸干燥，次序反了会重新带入水蒸气。

稀盐酸能制氯气吗？

不能。MnO₂ 与稀盐酸不反应，反应需要浓盐酸并加热；随着反应进行盐酸变稀，反应也会停止。