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、净化收集方法和尾气处理。

实验原理

二氧化锰将浓盐酸中的氯离子氧化为氯气：MnO₂ + 4HCl(浓) =△= MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O。气体中混有HCl和水蒸气，须依次通过饱和食盐水和浓硫酸。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。

实验器材

• 圆底烧瓶
• 分液漏斗
• 酒精灯和石棉网
• 二氧化锰
• 浓盐酸
• 饱和食盐水
• 浓硫酸
• 集气瓶
• 氢氧化钠溶液

实验步骤

1. 按发生、净化、干燥、收集、尾气处理的顺序连接装置，检查气密性。
2. 烧瓶中加入二氧化锰，分液漏斗中加入浓盐酸。
3. 缓慢滴入浓盐酸，同时加热烧瓶。
4. 气体先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸。
5. 用向上排空气法收集，观察瓶内黄绿色气体。
6. 用NaOH溶液吸收尾气，实验结束后熄灭酒精灯。

实验现象与结论

烧瓶内产生黄绿色气体，集气瓶由下而上逐渐充满黄绿色。可在瓶口放湿润的淀粉碘化钾试纸验满，试纸变蓝说明已收集满。结论：二氧化锰与浓盐酸共热可制得氯气，其中MnO₂作氧化剂。

注意事项

• 须在通风橱中进行，氯气有毒。
• 浓盐酸有腐蚀性和挥发性，避免接触皮肤。
• 加热要均匀，不要使反应过于剧烈。
• 尾气必须用氢氧化钠溶液吸收。

常见问题

为什么先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸？

食盐水除去HCl，并减少Cl₂溶解；浓硫酸最后除水蒸气。顺序颠倒会重新带出水蒸气。

为什么不能用稀盐酸制氯气？

稀盐酸还原性弱，不能被二氧化锰氧化。反应中盐酸变稀后，反应也会逐渐停止。