【種花家務·化學】2-1-03氯氣的制法——『數(shù)理化自學叢書6677版』
【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學叢書6677版』,此版叢書是“數(shù)理化自學叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版,并于1977年正式再版的基礎自學教材,本系列叢書共包含17本,層次大致相當于如今的初高中水平,其最大特點就是可用于“自學”。當然由于本書是大半個世紀前的教材,很多概念已經與如今迥異,因此不建議零基礎學生直接拿來自學。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎教育但卻很不扎實的學酥重新自修以查漏補缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我寫的備注。
【山話嵓語】『數(shù)理化自學叢書』其實還有新版,即80年代的改開版,改開版內容較新而且還又增添了25本大學基礎自學內容,直接搞出了一套從初中到大學的一條龍數(shù)理化自學教材大系列。不過我依然選擇6677版,首先是因為6677版保留了很多古早知識,讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權風險極小,即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學教材,不該被埋沒在故紙堆中,是故才打算利用業(yè)余時間,將『數(shù)理化自學叢書6677版』上傳成文字版。?

第一章鹵族元素?
§1-3氯氣的制法
工業(yè)制法
【01】氯氣在工業(yè)上是用電流分解食鹽水溶液的方法來制取的。因為食鹽是一種價廉易得的原料,因此,只要在電力比較充裕的地方,用這個方法生產氯氣,是十分經濟的。
【02】利用這個方法生產氯氣時,同時還有氫氣和氫氧化鈉產生。氫氣和氫氧化鈉也是工業(yè)上的重要原料。
【03】這個方法的原理和過程,將在本叢書化學第三冊第二章里(§2-4)講氫氧化鈉的工業(yè)制法時詳細介紹。
實驗室制法
【04】在實驗室里,氯氣是用二氧化錳氧化鹽酸的方法制得的。加熱二氧化錳和鹽酸的混和物,就會有氯氣放出。反應的化學方程式是:
【山注,4HCl+MnO_2\mathop{=\!=}\limits^{加熱}MnCl_2+Cl_2↑+2H_2O】
【鹽酸跟二氧化錳的反應,實際分兩步進行:
第一步,鹽酸跟二氧化錳發(fā)生復分解反應,生成四氯化錳和水:
[山注,4HCl+MnO_2=MnCl_4+2H_2O]
第二步,四氯化錳很不穩(wěn)定,生成后立即分解成為二氯化錳并放出氯氣:·
[山注,MnCl_4=MnCl_2+Cl_2↑]
把這兩個化學方程式合并起來,即得總的化學方程式如上。】

【05】實驗室制取氯氣的儀器裝置如圖1-8所示。我們知道,氯氣容易溶解于水,它比空氣重,和第一冊§3-4里講過的二氧化碳相似。因此,在集取氯氣時,要采用“下方排空氣”的方法。【山注,“下方排空氣法”位置:化1-3-04第21段,傳送門CV20825280】
【06】因為氯氣是黃綠色的氣體,因此集氣瓶中氯氣是否已經集滿,可以從它的顏色看出來。如果在集氣瓶后面襯一張白紙,觀察就更清楚。當集氣瓶全部顯現(xiàn)黃綠色時,表示瓶中氯氣已經集滿。
【07】氯氣集滿后,把集氣瓶直立桌上,用毛玻片或厚紙板蓋好,就可供以后實驗之用。
【08】氯氣是有毒的氣體,因此在實驗室里制取時,必須盡可能不讓氯氣逸散到空氣中去。在收集氯氣的集氣瓶的后面,要聯(lián)接一個盛有氫氧化鈉溶液的燒杯(見圖1-8),把逸出的氯氣吸收在氫氧化鈉溶液里。【氯氣跟氫氧化鈉溶液反應,生成氯化鈉和次氯酸鈉(),反應化學方程式是:
[山注,Cl_2+2NaOH=NaCl+NaClO+H_2O]】
【09】實驗完畢后,停止加熱,移去酒精燈,把儀器裝置移放到通風櫥里,在通風櫥里拆開儀器裝置,把冷水加入燒瓶至滿,當瓶里氯氣全部逐出后,再從通風櫥里取出,把瓶里殘余物質,倒在廢液缸里。
【10】如果只要制取少量的氯氣,更簡便的方法是在試管中裝入少量的高錳酸鉀(分子式是,一種紫黑色的晶體,俗名叫做“灰錳養(yǎng)”,是很強的氧化劑,它的水溶液常用來消毒器皿),滴入濃鹽酸,不需加熱,立即就有氯氣放出?!靖咤i酸鉀跟鹽酸反應的化學方程式是:
[山注,2KMnO_4+16HCl=2KCl+2MnCl_2+5Cl2↑+8H_2O]】
習題1-3
1、為什么收集氯氣時要用下方排空氣方法?這和氯氣的性質有什么關系?
2、能不能利用啟普發(fā)生器來產生氯氣?為什么?
3、制取氯氣時,為什么要在集氣瓶后面連接一個盛有氫氧化鈉溶液的燒杯?
4、35.5%鹽酸(比重1.18)10毫升,跟足夠的二氧化錳反應后,能得氯氣多少升(假定在標準狀況下)?【0.64升】