儀器和材料 ?
儀器:啟普發生器、鐵架臺(含鐵夾)、燒杯、大試管、橡皮塞、止水夾、電子打火機、毛細鋼管、膠皮導線、醫用塑料註射器、輸液器等。
藥品:高錳酸鉀、濃鹽酸、鋅粒、稀鹽酸、飽和食鹽水、紫色石蕊試液、NaOH溶液等。
實驗前,壹定要檢查裝置的氣密性,後裝藥品。
實驗原理
H2+Cl2==2HCl(條件是點燃)
實驗裝置及組裝說明
實驗裝置如圖2所示。
組裝說明:?
(1)選取壹個與30×200 mm規格的大試管管口相匹配的橡皮塞,在其上面打出三個大小合適小孔,然後按圖2所示依次安裝直徑1 mm長約12 cm
左右的毛細鋼管、長約14 cm 左右的細膠皮導線及壹個三通輸液器接口。用壹小塊硬質塑料板將膠皮導
線固定在距離毛細鋼管壹側約0.5 cm 處,使導線末端位於毛細鋼管末端向上傾斜30°角距離約0.4 cm
處。
(2)三通輸液器接口的壹端連接大試管。其他兩個端口,壹個通過輸液管連接註射器,另壹個連接帶有止水夾的輸液管和細玻璃導管,玻璃導管插入盛有紫色石蕊試液的小燒杯中。
(3)用鋼鋸條將已無燃料的塑料外殼電子打火機的下半部分鋸掉,設法拆下打火機上控制氣體流速的閥門下側的小金屬部件及其包裹的白色導管,將白色導管露出金屬外殼的部分剪去,剩余部分用大頭針紮壹小孔,然後將包裹該白色導管的小金屬部件細的壹端與細輸液管連接起來,重新安裝在打火機上的相應部位,註意應使細輸液管與打火機底部的小孔密封。
(4)將電子打火機的閥門上口與橡皮塞上的毛細鋼管用細輸液管緊密相連,將打火機的導線與橡皮塞上的金屬導線連接,並用絕緣膠布密封連接處。
(5)電子打火機底部的細輸液管設法連接啟普發生器。
實驗操作
(1)按圖2連接好裝置,檢查裝置的氣密性。
(2)向小塑料註射器(去掉針頭)內吸入2 mL 飽和食鹽水。
(3)用高錳酸鉀、濃鹽酸制取Cl2,將已收集滿Cl2的30×200 mm規格的大試管連接到裝置中。
(4)用稀鹽酸、鋅粒在啟普發生器中反應制取H2,驗純後讓H2出氣導管與電子打火機底部的細輸液管相連。
(5)將註射器內的飽和食鹽水註入大試管內。?
(6)輕輕按下電子打火機的打火“手柄”,即可打開控制H2氣流的閥門,遲滯片刻(2-3秒)使H2充滿毛細鋼管後,將“打火手柄”徹底按下,打出的電火花引燃H2,可觀察到H2在Cl2中燃燒產生的蒼白色火焰,隨著燃燒的進行燒瓶內氣體的黃綠色逐漸變淺,三通輸液器接口與止水夾之間的輸液導管外形變癟。通過轉動打火機上控制氣流的“手柄”可以調節火焰的大小,開始時由於Cl2濃度較大可讓火焰大壹些,反應後期由於Cl2濃度較小可讓火焰小壹些,這樣有利於耗盡燒瓶內的Cl2。當大試管內的氣體顏色近乎無色,火焰剛剛熄滅時,松開打火手柄即可關閉氣體閥門,停止通入H2。
(7)打開止水夾,可觀察到大試管內形成噴泉現象,進入大試管內的紫色石蕊試液變成紅色(放置較長時間也不褪色),該實驗現象說明H2在Cl2中燃燒生成的HCl極易溶於水且其水溶液呈酸性。
(8)實驗完成後,用NaOH溶液中和燒瓶裏的廢液。