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实验室制氯气的化学方程式是什么

原创 2025-03-08 17:30:30 次阅读

实验室制氯气通常使用二氧化锰和浓盐酸反应,化学方程式为:MnO2 + 4HCl(浓) → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O。这个反应中,二氧化锰作为氧化剂,浓盐酸作为还原剂,生成氯气、氯化锰和水。

实验室制氯气的方法与化学方程式解析

实验室制取氯气的过程涉及特定的化学反应,其化学方程式为:16HCl + 2KMnO₄ = 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O + 5Cl₂↑。这个反应表明,16摩尔的盐酸与2摩尔的高锰酸钾反应,生成2摩尔的氯化钾、2摩尔的二氯化锰、8摩尔的水以及5摩尔的氯气。氯气,化学式为Cl₂,是一种黄绿色的剧毒气体,具有强烈的刺激性气味和窒息性,其密度大于空气。

氯气不仅可溶于水和碱溶液,还易溶于有机溶剂,如二硫化碳和四氯化碳。它易于压缩,可以液化为黄绿色的油状液氯,是氯碱工业的主要产品之一,常用作强氧化剂。

在实验室中制取氯气,需要以下仪器设备:铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗配双孔塞、导气管、集气瓶和小烧杯。试剂包括氢氧化钠溶液、浓盐酸和二氧化锰。制取氯气的步骤如下:

  1. 连接装置并检查气密性。
  2. 在烧瓶中加入少量二氧化锰,然后缓慢注入密度为1.19的浓盐酸。
  3. 加热反应混合物,以加快反应速度,并使氯气均匀放出。
  4. 使用向上排空气法收集氯气。
  5. 用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,以防止其逸散。

在实验室制取氯气时,需要注意以下几点:

  • 使用二氧化锰和浓盐酸在烧瓶中隔石棉网加热的方法来制取氯气。
  • 通过饱和食盐水和浓硫酸去除氯气中的氯化氢和水蒸气等杂质。
  • 将多余的氯气通入火碱溶液中吸收,以确保实验安全。

这些步骤和注意事项确保了氯气的安全制备和收集,同时也保护了实验人员和环境的安全。

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