氯化氫的制備與性質(zhì)微型探究實驗

氯化氫的制備與性質(zhì)微型探究實驗

吳少璇衷明華

(韓山師范學院化學系，廣東 潮州 521041)

摘要：利用微型實驗具有的實驗裝置簡單便捷、試劑用量少、安全性高、成本低等特點，從而實現(xiàn)對氯化氫的制備以及對其性質(zhì)的探究的一體化改進。

關(guān)鍵詞：氯化氫制備性質(zhì)微型實驗改進

一、教材中實驗的缺陷

在現(xiàn)行的高中化學教科書中，有關(guān)氯化氫的制備和性質(zhì)實驗采用了如下圖1、圖2所示的實驗裝置。

1、實驗原理

氯化氫的實驗室制法：鹽酸屬于揮發(fā)性酸，利用難揮發(fā)性酸濃H2SO4與其鹽反應來制取。

NaCl+H2SO4(濃)=NaHSO4+HCl↑

圖1　氯化氫的制備

圖2　噴泉實驗

2、以上的關(guān)于氯化氫的制備及噴泉實驗存在著以下的不足：

(1)氯化氫是無色的氣體，在收集氯化氫時，沒有直觀的現(xiàn)象來判斷氣體是否收集滿[2]；

(2)傳統(tǒng)的實驗在收集好氯化氫氣體后，需要把裝滿氯化氫氣體的集氣瓶換成圓底燒瓶來探究氯化氫易溶于水的性質(zhì)，在更換儀器的過程中不能保證氯化氫100%全部集中于圓底燒瓶中，氯化氫氣體容易溢出來，從而污染空氣，危害實驗者的身體健康；

(3)教材中制取氯化氫氣體使用的是氯化鈉固體與濃硫酸反應，在反應時會在氯化鈉顆粒表面或整個氯化鈉表層形成一個NaHSO4硬殼，阻礙了濃硫酸進一步與硬殼內(nèi)部的氯化鈉反應[3]。

針對以上的不足之處，我對本實驗進行了以下改進：

二、實驗改進

1、實驗藥品及儀器

藥品：氯化銨固體、98%濃硫酸、紫色石蕊試液、蒸餾水、硝酸銀溶液、氫氧化鈉溶液。

微型儀器：側(cè)泡具支試管2支，直角形通氣管1支，直形通氣管1支，小燒杯1個，橡皮塞2個，活塞3個，橡膠管2根，針筒2根。

2、實驗原理

常溫下，氯化銨固體與濃硫酸發(fā)生復分解反應制取氯化氫氣體，反應方程式如下：

2NH4Cl+H2SO4(濃)=(NH4)2SO4+2HCl↑

3、實驗裝置圖(略去鐵架臺和鐵夾)

圖3　實驗裝置(略去鐵架臺和鐵夾) 注：1，2—針筒；3，4，5—玻璃活塞；a—蘸有紫色石蕊試劑的濕潤的棉花；b—蒸餾水；c—紫色石蕊試劑；d—氯化銨固體；e—濃硫酸。

4、實驗步驟

(1)根據(jù)實驗裝置圖組裝儀器，檢驗裝置的氣密性；

(2)加入藥品：往側(cè)泡具支試管a中放入蘸有紫色石蕊試劑的濕潤的棉花，燒杯c中加入紫色石蕊試劑，側(cè)泡具支試管d中加入氯化銨固體，用針筒1抽取適量的濃硫酸，針筒2抽取適量的蒸餾水；

(3)關(guān)閉活塞3和活塞4，打開活塞5，將注射器1里面的濃硫酸注射到側(cè)泡具支試管d中去與氯化銨固體反應，待a處的蘸有紫色石蕊試劑的濕潤的棉花變成紅色時，證明f中已收集滿氯化氫氣體，且證明氯化氫溶于水顯酸性；

(4)關(guān)閉活塞5，打開活塞3和活塞4，將注射器2里面的蒸餾水注射進側(cè)泡具支試管f中，可觀察到圓底燒瓶內(nèi)有噴泉現(xiàn)象，且溶液顏色顯橙紅色或紅色，證明了氯化氫溶于水形成鹽酸顯酸性；

(5)關(guān)閉活塞3和活塞4，將針筒2里面的蒸餾水換成硝酸銀溶液，并把硝酸銀溶液注射入側(cè)泡具支試管f中去，可觀察到溶液有白色沉淀產(chǎn)生，驗證了氯化氫氣體溶于水后生成的鹽酸有氯離子生成；

(6)待實驗結(jié)束后，分別往具支試管d和f中注射氫氧化鈉溶液以此來吸收剩余的物質(zhì)。最后，拆撤裝置，清洗儀器，實驗結(jié)束。

5、實驗創(chuàng)新

(1)化學實驗裝置和試劑價格昂貴，有些成本較高的實驗各個學校通常只是通過教師演示來進行，學生根本沒有動手的機會[4]。而教科書上的常規(guī)實驗所要用到的試劑量大，實驗成本高，本實驗采用微型實驗在一定程度上節(jié)省了實驗試劑的用量，減少了對空氣的污染。同時現(xiàn)象較為明顯，趣味性較強，充分調(diào)動了學生的實驗積極性。

(2)通過以上的實驗改進，整個實驗步驟和操作大大簡化，達到了實驗微型化的特點。另外，它巧妙利用生活中的一些醫(yī)療廢棄物，如注射器等，在實驗過程中不僅能夠控制反應的速率，也能夠知道反應的濃硫酸的量，同時也達到了變廢為寶、節(jié)約實驗成本的目的，培養(yǎng)了學生綠色環(huán)保的意識。

(3)實驗中將氯化鈉固體與濃硫酸的反應改成用氯化銨固體和濃硫酸反應制取氯化氫，這不僅可以制取較高純度的氯化氫氣體，同時也避免了雜質(zhì)氣體如二氧化硫的生成，避免了“結(jié)塊”現(xiàn)象。

(4)改進后的實驗無論是在氯化氫的制備還是在進行氯化氫的性質(zhì)實驗上，都不需要更換儀器，這不僅能夠防止氣體的泄露而污染空氣，也能夠保證實驗的安全。

化學是科學的一個重要的組成部分，而實驗是探索化學奧秘的關(guān)鍵，在教學活動中占據(jù)著不可或缺的地位。因此，在化學實驗教學中教師要摒棄一些不合理的傳統(tǒng)教學方法，不斷進行創(chuàng)新，摸索出一套新的、可行的教學模式，使學生終身受益[5]。

參考文獻

[1]羅志枚，衷明華.氯化氫制備和性質(zhì)一體化實驗改進[J].中學化學教學參考，2009.23：103.

[2]劉丹.氯化氫氣體制備實驗的改進[J].廣東化工，2014.41(8)：63.

[3]化學系，中間體組.一種改進的氯化氫發(fā)生裝置[J].遼寧大學學報，1982.2.31.

[4]馬穎麗.化學微型實驗好處多[J].中學化學教學參考，2014.7.37.

[5]蔡亞初.初中化學實驗教學的問題與改進[J].中學教學參考，2013.9.170.