【种花家务·化学】2-1-03氯气的制法——『数理化自学丛书6677版』
【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的备注。
【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第一章卤族元素
§1-3氯气的制法
工业制法
【01】氯气在工业上是用电流分解食盐水溶液的方法来制取的。因为食盐是一种价廉易得的原料,因此,只要在电力比较充裕的地方,用这个方法生产氯气,是十分经济的。
【02】利用这个方法生产氯气时,同时还有氢气和氢氧化钠产生。氢气和氢氧化钠也是工业上的重要原料。
【03】这个方法的原理和过程,将在本丛书化学第三册第二章里(§2-4)讲氢氧化钠的工业制法时详细介绍。
实验室制法
【04】在实验室里,氯气是用二氧化锰氧化盐酸的方法制得的。加热二氧化锰和盐酸的混和物,就会有氯气放出。反应的化学方程式是:
【山注,4HCl+MnO_2\mathop{=\!=}\limits^{加热}MnCl_2+Cl_2↑+2H_2O】
【盐酸跟二氧化锰的反应,实际分两步进行:
第一步,盐酸跟二氧化锰发生复分解反应,生成四氯化锰和水:
[山注,4HCl+MnO_2=MnCl_4+2H_2O]
第二步,四氯化锰很不稳定,生成后立即分解成为二氯化锰并放出氯气:·
[山注,MnCl_4=MnCl_2+Cl_2↑]
把这两个化学方程式合并起来,即得总的化学方程式如上。】

【05】实验室制取氯气的仪器装置如图1-8所示。我们知道,氯气容易溶解于水,它比空气重,和第一册§3-4里讲过的二氧化碳相似。因此,在集取氯气时,要采用“下方排空气”的方法。【山注,“下方排空气法”位置:化1-3-04第21段,传送门CV20825280】
【06】因为氯气是黄绿色的气体,因此集气瓶中氯气是否已经集满,可以从它的颜色看出来。如果在集气瓶后面衬一张白纸,观察就更清楚。当集气瓶全部显现黄绿色时,表示瓶中氯气已经集满。
【07】氯气集满后,把集气瓶直立桌上,用毛玻片或厚纸板盖好,就可供以后实验之用。
【08】氯气是有毒的气体,因此在实验室里制取时,必须尽可能不让氯气逸散到空气中去。在收集氯气的集气瓶的后面,要联接一个盛有氢氧化钠溶液的烧杯(见图1-8),把逸出的氯气吸收在氢氧化钠溶液里。【氯气跟氢氧化钠溶液反应,生成氯化钠和次氯酸钠(),反应化学方程式是:
[山注,Cl_2+2NaOH=NaCl+NaClO+H_2O]】
【09】实验完毕后,停止加热,移去酒精灯,把仪器装置移放到通风橱里,在通风橱里拆开仪器装置,把冷水加入烧瓶至满,当瓶里氯气全部逐出后,再从通风橱里取出,把瓶里残余物质,倒在废液缸里。
【10】如果只要制取少量的氯气,更简便的方法是在试管中装入少量的高锰酸钾(分子式是,一种紫黑色的晶体,俗名叫做“灰锰养”,是很强的氧化剂,它的水溶液常用来消毒器皿),滴入浓盐酸,不需加热,立即就有氯气放出。【高锰酸钾跟盐酸反应的化学方程式是:
[山注,2KMnO_4+16HCl=2KCl+2MnCl_2+5Cl2↑+8H_2O]】
习题1-3
1、为什么收集氯气时要用下方排空气方法?这和氯气的性质有什么关系?
2、能不能利用启普发生器来产生氯气?为什么?
3、制取氯气时,为什么要在集气瓶后面连接一个盛有氢氧化钠溶液的烧杯?
4、35.5%盐酸(比重1.18)10毫升,跟足够的二氧化锰反应后,能得氯气多少升(假定在标准状况下)?【0.64升】