液态氯化氢是电解质

液态氯化氢是电解质

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【专家解析】液态氯化氢是电解质

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范文一:论氯化氢的气态及其水溶液是否为电解质

论氯化氢的气态及其水溶液是否为电解质

我认为氯化氢气体本身是电解质这一点毋庸置疑,根据定义:能在水溶液中或熔融状态下导电的化合物叫做电解质,所以我们认为氯化氢气体为电解质是正确的,但是氯化氢水溶液是否为电解质,我对此有不同看法,首先定义规定能在水溶液中或熔融状态下导电的化合物叫做电解质.hcl水溶液并非为化合物,而是混合物,其次电解质与非电解质都是纯净物,且都为化合物,而盐酸作为氯化氢气体的水溶液显然不属于“纯净物”范围之内,充其量盐酸只能说是一种电解质溶液。另外氯化氢是电解质,溶于水就不再是电解质了,即盐酸不是.硝酸是电解质,因为硝酸有纯液体,而盐酸通常是它与水的混合物,最高浓度38%,也就是说盐酸虽然能导电,但是盐酸并不是电解质。 下面我们再就以上问题总结一下:

HCl代表氯化氢气体。只有纯净物才有化学式,盐酸是氯化氢溶于水后的混合物,所以不能用HCl表示。但是有时候写化学方程式,比如条件是氯化氢浓溶液,可以用HCl(浓)表示,这是为了方便而表示,并不说明HCl就是盐酸。

Q2.第一个观念是正确的。物质的分类分为纯净物和混合物,混合物即是两种或两种以上的物质混合,所以盐酸不是纯净物,而是混合物。

Q3.电解质的基础是纯净物。盐酸是氯化氢的水溶液,是混合物,当然就不是电解质,只能说氯化氢是电解质。

综上所述:我认为气态氯化氢是电解质,但是氯化氢的水溶液不是电解质。 高一(班) 孔德政

范文二:能用氯化钙溶液检验氢氧化钠是否变质吗

能 用 氯 化 钙 溶 液 检 验 氢 氧 化 钠 是 否 变 质 吗

口  陈友 楼

江 苏无锡 太 湖格致 中学 氢氧 化钠 在 空 气 中 变质 问题 , 是初 中 化学 的

2 4 2  1 15

查 阅资料 :

个 重 要 知 识 点 和 考 点 。有 关 氢 氧 化 钠 为 何 变

( ) 0C部 分物 质 的溶解性 表 ( 12 ̄ 见表 1 。 )

表 1

质 , 何 检验 氢氧 化钠 已经 变质 及 变质 的程 度 , 如 如  何 除 去变 质氢 氧 化 钠 中 的杂 质 等 系列 问题 , 中  在

考 试 题 中屡见 不鲜 。尤 其是 用氯 化 钙溶 液检 验氢

氧化 钠是 否变 质 的方 法 , 乎 已成 为 一些 中 考命  似

题 者 的共 识 。例 如 ( 下划 线 上 内容 为试 卷 所 提 供  的答 案 )  : ( ) 化 钙 和 氯 化钠 溶 液 呈 中性 , 能 使 无  2 氯 不

色酚 酞变 色 。

[ 0 0年临沂 市化 学 中考题 第 1 21 8题 ] 校化  某

学 课 外兴 趣小 组 的小 刚和小 强 同学 到实 验室 去做

猜想 与假 设 :   小 刚猜想 : 氧化钠 可 能部分 变质 , 氢 生成 了碳

酸钠 。

探 究 实验 时 , 们 意 外 发 现 实 验 桌 上有 一 瓶 敞 口 他   放 置 的氢 氧化 钠 固体 。根 据 所 学 化 学 知 识 , 们  他 认 为 此瓶 氢氧 化 钠 固体 变质 了 , 着他 们 对 这 瓶  接

氢 氧 化钠 固体 变质 情况 进行 了探 究 。

小强 猜想 : 氢氧化钠 完全变质 , 生成了碳酸钠 。   实验 探究 : 刚和小 强设 计探 究实 验方案 , 小 证  明了他们 各 自的猜 想 。探 究 过程如 表 2   。

提 出问题 : 氧化钠 固体变 质程 度如 何 ? 氢

表2

得 出结论 : 刚 的猜 想 正确 。 小

表 达 与 交 流 … …

①……

②请 你另 外设 计 一 个 方 案 , 简要 说 明实 验  并

方法 和结 论 。将 试 样 溶 于水 , 入足 量 C C  或  加 a 1(

[ 0 0年 泰 州 市化 学 中考题 第 2 21 5题 , 选 ] 节   某 兴趣 小组 对 氢氧 化钠 固体 暴露 在 空气 中 的变质  情 况 进行 了研 究 。… …请 回答兴 趣 小组 产生 的下

列问题 :

C ( O ) 、 a 1、 a N 。 等 ) 液 , a N   :B C  B ( O ) 溶 过滤 ; 滤  在 液 中滴加 酚酞 试液 , 变色 , 不 则氢 氧化钠 已经 全部

变质 , 红 , 部分 变质 。 变 则

果真 能用 氯化 钙溶 液检 验氢 氧化钠 是否 变质  () 5 除加 酸 以外 , 样 用 其 他 方 法 检 验 氢 氧  怎

化 钠 固体 已经 变质 ?   吗 ?氯化 钙溶 液 与碳 酸钠溶 液反 应生 成碳 酸钙沉

淀, 这是 毫无 疑 问的 。但 是 , 氯化 钙溶 液是否 也能

取试 样

溶 于 水 , 入 C C [ a N     或  加 a1 C ( O ) B C: B ( O ) a 1 或 a N   或 B ( H) a O  或 C ( H) ] a O  等

溶 液 , 白色沉 淀生 成  有

与氢 氧化 钠 溶 液 反 应 生 成 氢 氧化 钙 的 白色 沉 淀

呢 ?我从 理论 和实 验两方 面 对此进 行 探讨 。   首先 , 理论 的角 度分 析 : 模 糊 ” 看 , 从 “ 地 因为

( ) 了检 验 氢 氧 化 钠 是 否 已经 全 部 变 质 , 6为   兴趣 小 组 中小薇 同学 设 计 了如下 实验 方案 : ……

氢 氧化 钠 和 氯 化 钙 均 易 溶 , 氢 氧 化 钙微 溶 , 而 故

有 :N O +C C,=2 a 1 a O ,l。“ 2aH a1 N C +c ( H) 定

《 学仪 器 与实验 》 2 教 第 7卷 2 1 年 第 1 期  0  1   1

・ 9    3  ・

量” 地看 , 常温 下 几 种 相 关 物 质 的溶 解 度 分 别  在

为 : a( H ) 0 1 g N O  18 、 a 1 4 g  C O 2 . 7 、 a H 0 g C C2 2 ,

质、 完全变 质 ) 呢? 方 法 是 : 试 样 溶 液 , 入 足  取 加

量 B C 或 B ( O ) 液 , 有 白色 沉 淀 , 明 a1 a N   溶 若 说

已变 质 ; 过滤 ; 在滤 液 中滴 加 酚酞试 液 , 变 色 , 不 则

C ( H)的溶 度 积 只有 4 6 X1 ~。 由此 可 知 , aO , .   0   只要 N O a H溶 液和 C C, 液 的浓 度 稍 大些 即可  a1溶

氢 氧化钠 已经 全部 变质 , 变红 , 部分变 质 。 则

根 据上述 分 析 , 们 在初 中化 学 教 学 中设 计  我 有关 氢 氧化钠 变 质 问题 的考 题 时 , 了不 能用 加  除 入 钙盐 溶液 的方 法 检 验氢 氧化 钠 是 否 变 质外 , 还  要 注 意对试 题 中 相关 问题 的 “ 限定 ”, 意 对 “ 注 开  放度” 的把握 。   如兴趣 小组 同学 为 了探 究实 验室 中久 置 的氢

得 到 c ( H) 淀 。其 次 , 实验 事实 的角度 分  a O  沉 从

析 : 常温下 配制 N O 在 a H和 C C, a 1 的饱 和溶 液 , 方  法 是在 两支 大试 管 中分别 加入 一定量 的氯化钙 和

氢 氧 化钠 固体 , 加入 一 定 量 的 水 ( 确保 固 体 不  以

能 全部 被 溶 解 为 宜 ) 塞 上 橡 皮 塞 ( 止 C  溶  , 防 O

人 ) 充分 振荡 , 置 一 夜 后 ( 配 的 氢 氧 化 钠 溶  , 放 新

液 比较浑 浊 ) 用 。将 配得 的 N O 饱 和溶 液 与  取 aH

氧化 钠 固体 的成 分 , 行 了有关 实验 , 进 实验 流程 如  下 。请你 与他 们一起 完成 以下探 究 活动 :

C C 饱 和溶液 混合 , 即产 生 大 量 白色沉

淀 , a1 立 即  使将 其稀 释至 原来 浓度 的 1 1 沉 淀现 象 仍很 清  / 0,

楚 ( 理 论上讲 , 释至 原饱 和溶 液浓 度 的 1 10 从 稀 /0  仍应 看 到 白色沉 淀 )  。 由此 可 见 , 是 在 初 中 化 学 阶 段 , 加 人  就 用 C C  C ( O ) a 1 或 a N   溶 液 判 断 氢 氧 化 钠 是 否 变 质  的方法 也是 错 误 的 !因为 即 使氢 氧 化 钠 不 变 质 ,   在其溶 液 中加人 氯化 钙溶 液也 可能 会生成 白色沉

母攀 堰

【 固体猜 想 】 对

猜 想 I: 部 是 N O 全 a H; 想 Ⅱ: 部 是  猜 全

N   O ; 想 Ⅲ: N O 和 N   O 混 合物 。 aC   猜 是 aH aC ,

淀 。而且 , 滴 加 C C 生成 沉 淀后 的 混 合 物 过  将 a1

滤后 , 向滤 液 中滴加 无色 酚酞 , 酚酞 必然变 红 。 因

【 验 和推断 】 实

( ) 现 象 a为 有气 泡 产 生 , 加 入 的 A溶  1若 则

液是 稀 盐酸 , 明氢 氧化 钠 已经 变 质 , 说 有气 泡 产  生 的 反 应 的 化 学 方 程 式 是 N,O aC  +2 C = H 1

为 C ( H) 溶 , 以即使 酚酞 变红也 不 能说 明  a O  微 所

氢氧 化钠 部分 变质 。可 见 ,0 0年 临沂 市 化 学 中  21

考题 第 1 8题 的立意 就是错 误 的 , 因为氢 氧化钠 完

全 没 变 质 也 能 出 现 题 中 步 骤 一 和 步 骤 二 所 描 述 的

2 a 1 O  N C +C 2 T+H 0 。 2

( ) A是 c ( H) 液 , 2若 a O  溶 现象 a有 白色 沉  淀 , 象 b为无 色 酚酞试 液变 红色 , 白色沉 淀为  现 则

C C   该 实验 不 能 ( “ ” “ 能 ” 说 明样  aO , 填 能 或 不 )

品 中有 N O   a H。

现象 , 就 是 说 用 “ 加 适 量 氯 化 钙 溶 液 ”的方  也 滴

法 , 不 能得 到 “ 刚 的猜 想 正 确 ” 一 结 论 的。 是 小 这

何况 题 中还 给 出了“ 0 2 ℃部 分 物 质 的溶 解 性 表 ”  , 这 就更使 我们 不 能不 考虑 “ N O 2 a H+C C = N C  a1 2 a1

+ a O , ” 一 反 应 了。 因 为 总 的 立 意 是 错  C ( H)   这

( ) A是 C C , 液 , 实 验 现 象 a为 有  3若 a1 溶 当 白色 沉 淀 , 象 b为 溶 液 不 变 红 , 猜 想 Ⅱ 现 则

成立。

的 , 中 的答 案也 就 没有 意 义 。但 是 , 其 如果 用 “ 加

入 足量 C C  C ( O ) a 1 或 a N   溶 液 , 滤 ; 滤 液 中 过 在   滴 加酚 酞试 液 ” 的方 法 , 不 变 色 , 氢 氧 化 钠 已 “ 则

( ) A是 B C  液 , 4若 a 1溶 当实验 现象 a 有

白 为   色 沉淀 , 现象 b为溶液 变红 , 则猜 想 Ⅲ成立 。

经全部 变质 ” 一 结论 是 正确 的 , 为不 变 色 , 这 因 则  样 品 中肯 定 没 有 N O a H。故 2 1 0 0年 泰 州 市 化 学  中考题 第 2 5题所 给答 案有 部分 是错 误 的。   那么 , 竟如何 检验氢氧化钠 是否变 质呢? 究   简便 的方 法是滴 加数 滴稀 盐 酸 , 有气 泡产 生 , 若 则  已 变 质 。 当 然 , 可 以 加 入 B C  溶 液 或  也 a1 B ( O )溶 液 、 a O  溶 液 , 是 否 产 生 沉淀  a N    B ( H) 看

的方 法 。如何 检验 氢 氧化 钠 变 质 的程 度 ( 分 变  部

【 思】 反 久置 的氢 氧化钠 变 质 的原 因 是 ( 用化

学 方程 式表示 )

2 OH + CO,: Na CO  十 H, 。 Na , 0

氢 氧化 钠变 质 问 题 , 是初 中化 学 一 个 重 要 知  识点 和考 点 。考 虑 到知 识 的 阶 段性 和连 续 性 , 我  们在 给学 生确定 方 法 的 同时 , 留有 知 识 发 展 的  要 空间, 但不 能 给学生 模糊 的甚 至错误 的方 案 。

( 稿 1 :0 10 - ) 收 3期 2 1-42   7

4 0 ・

E u ain lE up n  d E p r n  12 d c t a  q ime tAn   x ei o me t Vo. 7,N .  ,2 1  o1 1 0  1

范文三:电解氯化铜溶液

电解氯化铜溶液

电解氯化铜溶液之一

氯化铜在水里能电离成自由移动的Cu2+和Cl-,水能微弱电离出H+和OH-。通电前溶液中Cu2+、Cl-、H+、OH-在水里自由地移动着;通电后,这些自由移动着的离子,在电场的作用下,改作定向移动。带负电的氯离子和氢氧根离子向阳极移动,带正电的铜离子和氢离子向阴极移动。在阳极,氯离子失电子能力强于氢氧根离子,因而氯离子失去电子被氧化成氯原子,然后两两结合成氯分子,从阳极放出。在阴极,铜离子获得电子能力强于氢离子,因而铜离子获得电子被还原成铜原子,覆盖在阴极上。

电极反应为

阳极:2Cl--2e=Cl2↑(氧化反应)

阴极:Cu2++2e=Cu(还原反应

)

电解氯化铜溶液之二

(1)通电前电离(离子自由移动) CuCl2===Cu2++2Cl- H2O

(2)通电时(离子定向移动)

Cu2+、H+→阴极 Cl-、OH-→阳极

(3)两极放电(依据离子放电顺序) H++OH-

阴极:Cu2+>H+

阳极:Cl->OH-

电极反应为

阴极:Cu2++2e===Cu

阳极:2Cl--2e===Cl2↑

(4)pH变化判断

只出H2,pH升高(H+放电)如NaCl、KBr、HCl 只出O2,pH降低(OH-放电)如CuSO4、AgNO3 H2、O2同时出(H+、OH-放电,实质电解水

)

范文四:氯化氢的性质

氯化氢的性质

无色有刺激性气味的气体。标准状态下密度为1.00045克/升,熔点-114.80℃,沸点-85℃。

在空气中发白雾,溶于乙醇、乙醚,极易溶于水。实验室中用水吸收时不得把导管口伸入水

下,而要在导管口连接倒放的漏斗,使其边缘紧贴水面以利吸收并防止倒吸。因HCl的沸

点低,不易液化,若混入少量氯气可用活性炭吸附掉易液化的C12。若Cl2中混入HCl则可

用少量水或饱和食盐水洗气以除去溶解度甚大的HCl。干燥HCl气不活泼,对锌、铁均无

反应。其水溶液叫盐酸,常用的浓盐酸密度为l.18~l.19克/厘米3(含HCl36~38%的溶液)

相当于12摩/升左右。浓盐酸是挥发性强酸,加热蒸发时则HCl逸出得比水多,致使浓度下

降,至20%即不再下降,成为“恒沸点溶液”。盐酸具有酸的通性,其酸根Cl-无氧化性,为

非氧化性酸

1.氢的构成及热物理性质

氢有三种同位素:原子量为1的氕(符号H);原子量为2的氘(符号D)和原子量为

3的氚(符号T)。氕(通称氢)和氘(亦称重氢)是稳定的同位素;氚则是一种放射性同

位素,半衰期为12.26年。氚放出b射线后转变成。氚是极稀有的,在1018个氢原子中只

含有0.4~67个氚原子,所以自然氢中几乎全部是氕(H)和氘(D),它们的含量比约为6400:

1。不论是那种方法获得的氢,其中氕的含量高达99.987%,氘(D)含量的范围在

(0.013~0.016)%之间。事实上,因为氢是双原子气体,所以绝大多数的氘原子都是和氕原

子结合在一起形成氘化氢(HD)。分子状态的氘-D2在自然氢中几乎不存在。因此,普通的

氢实际上是H2和HD的混合物,HD在混合物里的数量在(0.026~0.032)%之间。

在通常状况下,氢是无色、无味无嗅的气体,极难溶解于水。氢是所有气体中最轻的,

标准状态下的密度为0.0899,只有空气密度的/14.38。在所有的气体中,氢的比热容最大、

热导率最高、粘度最低。氢分子以超过任何其它分子的速度运动,所以氢具有最高的扩散能

力;不仅能穿过极小的空隙,甚至能透过一些金属,如钯(Pd)从240开始便可以被氢渗

透。

氢的转化温度比室温低得很多,其最高转化温度约为204K。因此,必须把氢预冷到此

温度以下再节流方能产生冷效应。

众所周知,氢是一种易燃易爆物质。氢气在氧或空气中燃烧时产生几乎无色的火焰(若

氢中不含杂质),其传播速度很快,达2.7m/s;着火能很低,为0.2mJ。在大气压力及293K

时氢气与空气混合物的燃烧体积分数范围是(4~75)%(以体积计);当混合物中氢的体积

分数为(18~65)%时特别容易引起爆炸。因此进行液氢操作时需要特别小心。而且应对液

氢纯度进行严格的控制与检测。

氢不仅在低温技术中可以用作工质,或者液化之后可作为低温冷却剂,而且氢还是比较

理想的清洁能源。在火箭技术中氢被作为推进剂,同时利用氢为原料还可以产生重氢,以满

足核动力的需要。

二、氢的正仲转化

由双原子构成的氢分子H2内,由于两个氢原子核自旋方向的不同,故存在着正、仲两

种形状。正氢(o-H2)的原子核自旋方向相同,仲氢(p-H2)的原子核自旋方向相反。

正、仲态的平衡组成与温度有关。表7-3列出了不同温度下平衡状态的氢(称为平衡氢,

用符号e-H2表示)中仲氢的质量分数。

在通常温度时,平衡氢是含75%正氢和25%仲氢的混合物,称为正常氢(或标准氢),

用符号n-H2表示。高于常温时,正-仲态的平衡组成不变;低于常温时,正-仲态的平衡

组成将发生变化。温度降低,仲氢所占的百分率增加。如在液氢的标准沸点时,氢的平衡组

成为0.20%正氢和99.8%仲氢(实际应用中则可按全部为仲氢处理)。

在一定条件下,正氢可以变成为仲氢,这就是通常所说的正-仲态转化。在气态时,正

-仲态转化只能在有催化剂(触媒)的情况下发生;液态氢则在没有催化剂的情况下也会自

发地发生正-仲转化,但转化速率很缓慢。譬如液化的正常氢最初具有原来的气态氢的组成,

但仲氢的百分率xp-H2将随时间而增大,可按下式近似计算

X(P-H2) ≈ (0.25+0.00855t)/(1+0.00855t) (8-1)

式中 t-时间(h)。若时间为100h,X(P-H2)将增大到59.5%。

氢的正-仲转化是一放热反应,转化过程中放出的热量和转化时的温度有关。氢的正-

仲转化热随温度升高而减小。在低温(T

706kJ/kg。

正常氢转化成相同温度下的平衡氢所释放的热量:液态正常氢转化时放出的热量超过气

化潜热(447kJ/kg)。由于这一原因,即使在一个理想的绝热容器中,在正-仲态转化期间,

储存的液态正常氢亦会发生气化;在起始的24h内约18%的液氢要蒸发损失掉,100h后损

失将超过40%。为了减少液氢在储存中蒸发损失,通常在液氢产生过程中采用固态催化剂

来加速正-仲态转化反应。最常用的固态催化剂有活性炭、金属氧化物、氢氧化铁、镍、铬

或锰等。催化转化过程一般在几个不同的温度级进行,如(65~80)K,20K等。

如果使液态仲氢蒸发和加热,甚至当温度超过300K时,它仍将长时间地保持仲氢态。

欲使仲氢重新变回到平衡组成,在存在催化剂(可用镍、钨、铂等)的情况下,要将其加热

到1000K。在标准状态下,正常氢的沸点是20.39K,平衡氢的沸点是20.28K,前者的凝固

点为13.95K,后者为13.81K。

由于氢是以正、仲两种状态共存,故氢的物性要视其正、仲态的组成而定。正氢和仲氢

的许多物理性质稍微有所不同,尤其是密度、气化热、熔解热,液态的导热率及声速。然而,

这些差别是较小的,工程计算中可以忽略不计。但在80~250K温度区间内,仲氢的比热容

及热导率分别超过正氢将近百分之二十。

氢的构成及热物理性质

氢有三种同位素:原子量为1的氕(符号H);原子量为2的氘(符号D)和原子量为3

的氚(符号T)。氕(通称氢)和氘(亦称重氢)是稳定的同位素。

在通常状况下,氢是无色、无味无嗅的气体,极难溶解于水。氢是所有气体中最轻的,标

准状态下的密度为0.0899Kg/m3,只有空气密度的1/14.38。

氢的转化温度比室温低得很多,其最高转化温度约为204K。因此,必须把氢预冷到此温

度以下再节流方能产生冷效应。

氢在低温技术中的应用

氢不仅在低温技术中可以用作工质,液化之后可作为低温冷却剂

三氯氢硅SiHCl3

1.别名•英文名

硅氯仿、硅仿、三氯硅烷;Trichlorosilane、Silicochloroform.

2.用途

单晶硅原料、外延成长、硅液、硅油、化学气相淀积、硅酮化合物制造、

电子气。

3.制法

(1)在高温下Si和HCl反应。

(2)用氢还原四氯化硅(采用含铝化合物的催化剂)。

4.理化性质

分子量: 135.43

熔点(101.325kPa):-134℃;沸点(101.325kPa):31.8℃;液体密度(0℃):1350kg/m3;相对

密度(气体,空气=1): 4.7;蒸气压(-16.4℃):13.3kPa;(14.5℃):53.3kPa;燃点:-27.8℃;

自燃点:104.4℃;闪点:-14℃;爆炸下限:9.8%;毒性级别:3;易燃性级别:4;易爆性

级别:2

三氯硅烷在常温常压下为具有刺激性恶臭易流动易挥发的无色透明液体。在空气中极易燃

烧,在-18℃以下也有着火的危险,遇明火则强烈燃烧,燃烧时发出红色火焰和白色烟,生

成SiO2、HCl和Cl2:

SiHCl3+O2→SiO2+HCl+Cl2;三氯硅烷的蒸气能与空气形成浓度范围很宽的爆炸性

混合气,受热时引起猛烈的爆炸。它的热稳定性比二氯硅烷好,在900℃时分解产生氯化物

有毒烟雾(HCl),还生成Cl2和Si。

遇潮气时发烟,与水激烈反应:2SiHCl3+3H2O—→ (HSiO)2O+6HCl;

在碱液中分解放出氢气:SiHCl3+3NaOH+H2O—→Si (OH)4+3NaCl+H2;

与氧化性物质接触时产生爆炸性反应。与乙炔、烃等碳氢化合物反应产

生有机氯硅烷:

SiHCl3+CH≡CH一→CH2CHSiCl3 、SiHCl3+CH2=CH2—→CH3CH2SiCl3

在氢化铝锂、氢化硼锂存在条件下,SiHCl3可被还原为硅烷。容器中的液态SiHCl3当容

器受到强烈撞击时会着火。可溶解于苯、醚等。无水状态下三氯硅烷对铁和不锈钢不腐蚀,

但是在有水分存在时腐蚀大部分金属。

5.毒性

小鼠-吸入LC50:1.5~2mg/L

最高容许浓度:1mg/m3

三氯硅烷的蒸气和液体都能对眼睛和皮肤引起灼伤,吸入后刺激呼吸道粘膜引起各种症状

(参见四氯化硅)。

6.安全防护

液体用玻璃瓶或金属桶盛装,容器要存放在室外阴凉干燥通风良好之处或在易燃液体专用库

内,要与氧化剂、碱类、酸类隔开,远离火种、热源,避光,库温不宜超过25℃。可用氨

水探漏。

火灾时可用二氧化碳、干石粉、干砂,禁止用水及泡沫。废气可用水或

碱液吸收。

三氯硅烷有水分时腐蚀性极强。可用铁、镍、铜镍合金、镍钢、低合金钢,不能用铝、铝合

金。可以用聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯聚合体、氟橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯、玻璃等。

四氯化硅

1.物质的理化常数:

国标编号 81043

CAS号 10026-04-7

中文名称 四氯化硅

英文名称 Silicon tetrachloride

别 名 氯化硅;四氯化矽

分子式 SiCl4 外观与性状 无色或淡**发烟液体,有刺激性气味,易潮解

分子量 169.90 蒸汽压 55.99kPa(37.8℃)

熔 点 -70℃ 沸点:57.6℃ 溶解性 可混溶于苯、氯仿、石油醚等多数有机溶剂

密 度 相对密度(水=1)1.48;相对密度(空气=1)5.86 稳定性 稳定

危险标记 20(酸性腐蚀品) 主要用途 用于制取纯硅、硅酸乙酯等,也用于制取烟幕剂

2.对环境的影响:

一、健康危害

侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。

健康危害:对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用。高浓度可引起角膜混

浊,呼吸道炎症,甚至肺水肿。皮肤接触后可引起组织坏死。

二、毒理学资料及环境行为

急性毒性:LC508000ppm,4小时(大鼠吸入)

危险特性:受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气。

燃烧(分解)产物:氯化氢、氧化硅。

3.现场应急监测方法:

4.实验室监测方法:

气相色谱法,参照《分析化学手册》(第四分册,色谱分析),化学工业出版社

5.环境标准:

前苏联(1975) 车间卫生标准 5mg/m3

6.应急处理处置方法:

一、泄漏应急处理

疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,建议应急处理人员戴自给式呼吸

器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触,

在确保安全情况下堵漏。**雾减慢挥发(或扩散),但不要对泄漏物或泄漏点直接**。将地面

洒上苏打灰,然后用大量水冲洗,经稀释的洗水放入废水系统。如果大量泄漏,最好不用水

处理,在技术人员指导下清除。

二、防护措施

呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,必须佩戴防毒面具或供气式头盔。

紧急事态抢救或逃生时,建议佩带自给式呼吸器。

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

防护服:穿工作服(防腐材料制作)。

手防护:戴橡皮手套。

其它:工作后,淋浴**。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯。

三、急救措施

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用流动清水冲洗15分钟。若有灼伤,就医治疗。

眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,保持呼吸道通畅。必

要时进行人工呼吸。就医。

食入:患者清醒时立即漱口,给饮牛奶或蛋清。立即就医。

灭火方法:干粉、砂土。禁止用水。

二氯二氢硅SiH2Cl2

1.别名·英文名

二氯硅烷;DichIorosilane.

2.用途

电子气、外延、化学气相淀积。

3.制法

(1)硅烷或一氯硅烷在三氯化铝存在下与氯化氢反应。

(2)在高温下,硅与氢及氯化氢反应,再精馏提纯。

4.理化性质

分子量: 101.010

熔点: -122.0℃

沸点(101.325kPa):8.2℃

液体密度(25℃,101.325kPa): 1220kg/m3

气体密度(25℃,101.325kPa):4.168kg/m3

相对密度(气体,空气=1,25℃,101.325kPa):3.52·

比容(21.1℃,101.325kPa):0.2391m3/kg

气液容积比(15℃,100kPa): 290L/L

临界温度: 176.0℃

临界压力:4676kPa

临界密度:463kg/m3

压缩系数:

气化热(8.4℃,101.325kPa): 249.kJ/kg

比热容(25℃,气体): Cp=611.27J/(kg·K)

蒸气压(-20℃): 31.4kPa

(0℃): 81.1kPa

(20℃): 167.2kPa

粘度(气体,20℃,101.325kPa):0.0163mPa·s

表面张力(20℃): 11.9mN/m

空气中可燃范围(20℃,101.325kPa): 4.1%~98.8%(体积)

自燃点: 100.0℃

二氯硅烷在常温常压下为具有刺激性窒息气味和腐蚀性的无色有毒气体。空气中易燃,100℃以上能自燃,燃烧氧化后生成氯化氢和氧化硅。加热至100℃以上时会自行分解而生成盐酸、氯、氢和不定性硅。施以强烈撞击时也会自行分解。在湿空气中产生腐蚀性烟雾。遇水水解生成盐酸和聚硅氧烷(SiH2O)4。可溶于苯、醚和四氯化碳。与碱、乙醇、丙酮起反应。即使接触小量卤素或其它氧化剂也会发生激烈反应。与三烷基胺、吡啶形成加成化合物。与三氟化锑反应生成氟硅烷。

5.毒性

有毒气体范围: >0.25ppm

嗅觉浓度: ~1ppm

刺激性浓度: ~10ppm

最高容许浓度:0.5ppm(2mg/m3)

二氯硅烷的毒作用主要是由它在湿空气中的水解产物氯化氢引起的。因此,人吸入后激烈刺激呼吸道,引起呛咳、呼吸道发炎、喉痉挛和肺水肿。触到眼睛可引起流泪并导致眼灼伤。接触皮肤可引起化学烧伤。液态二氯硅烷也可引起冷烧伤。

6.安全防护

可把二氯硅烷看作火源,禁止在任何火灾危险区存放钢瓶或敷设二氯硅烷的管道。气体用钢瓶贮装,钢瓶要存放在阴凉干燥通风的室外或强制通风的室内,要远离氧化剂、

火源和热源。设备管道等使用前须脱水和密封。可用氦探漏器、氨或本身的窒息性气味来检漏。所有设备管道要接地。设备或装置暂时不用或延长停产时间时,应把二氯硅烷放出来,充入干燥的惰性气体。

有水分时二氯硅烷呈强酸性,腐蚀性极强。对无水二氯硅烷可用铁、低合金钢、镍钢、铜镍合金、镍、海帕伦、蒙乃尔、银、金、铂、钽。不能用铝、铝合金、铜硅合金、黄铜等。可以用聚四氟乙烯、聚三氟氯化乙烯聚合体、天然橡胶、玻璃、瓷料、石墨等。但是在二氯硅烷可能燃烧的地方避免使用可燃性材料。

当发生火灾时,首先要关闭气瓶阀,断绝气源。灭火时,如果用水,则产生大量氯化氢,如果用碱性粉末,则产生氢气,因此这两者都不可用。可以用二氧化碳和砂子。 废气可用水或苛性钾等碱液吸收,可以用相应的吸附剂吸附,也可以在严格控制下燃烧

范文五:电子级氯化氢

电子级氯化氢(液体)的制备与工艺

刘杨灏 权大武斌 蔡钰泓 罗玉敏 姚菓 池淑仪 林佳惠 王媚

(轻工化工学院08级化工提高班)

摘要:叙述了五种制备电子级氯化氢的方法。前三种是以往国内采用的发生法、盐酸脱析法、合成法的传统制备工艺。但随着技术的发展,为了大幅度降低动力消耗和提高产品质量,将合成法进行改进为吸附法,而目前大多数以石油化工副产氯化氢进行提纯来制备电子级氯化氢。 关键词:电子工业,电子级,氯化氢,提纯,生产工艺

前言

随着微电子工业向着大尺寸、高集成化、高均匀性和高完整性方向的飞速发展,对广泛用于单晶硅气相抛光和外延机座腐蚀的电子级氯化氢也有了新的要求。除了应具有99.999%以上的纯度,还要求氯化氢的THC、H2O和金属离子等有机杂质的含量越低越好。

电子级氯化氢主要用于外延生长前硅和砷化镓高温气相刻蚀,清除钠离子。另外高纯氯化氢也用于金属表面化学处理,激光用混合气、胶片生产及碳纤维表面处理。过去我国大多从美、日等国进口电子级氯化氢,但近年来,我国电子工业所需的化学气体的研制,在技术上已有不少突破和发展。

1 氯化氢的物化性质

无水氯化氢是无色气体,在湿空气中强烈发烟。对人体皮肤产生强烈刺激,有令人窒息的刺激性臭味。沸点-85℃,熔点-114.2℃,临界温度51.4℃,临界压力8260kPa,临界密度420kg/m3,18kPa下三相点-111℃。在沸点下蒸发潜热443.1kJ/kg,在熔点下熔化潜热54.64kJ/kg。156℃和101.3kPa下气体比热容Cp0.8118kJ/(kg·K)Cy为0.5757kJ/(kg·K)。0℃下在水中溶解度0.823(重量比),-16.7℃下液体密度1kg/L。钢瓶装氯化氢在其自身蒸气压下(21.1℃下为4226kPa)作为液化压缩气体运输。它比空气重。在无水状态下氯化氢相对来说不活泼,无腐蚀性,但是,它极易被水所吸收,生成强腐蚀性盐酸。它极易在乙醇和乙醚中分解,与许多有机物质反应迅速。在高温下(1782℃以上)氯化氢分解成成分元素。

2 电子级氯化氢(液态)的生产概况

2.1电子级氯化氢(气体)按其原料来源的不同已有三种传统制备方法。

2.1.1发生法

反应原理: H2SO4+NaCl=NaHSO4+HCl H2SO4+2NaClNa2SO4+HCl

七十年代以前,电子工业用高纯度氯化氢的制备一直是将浓硫酸滴加到浓盐酸中,将其中的水吸收掉,使得过饱和的氯化氢气体析出。到了七十年代到八十年代初期,制备方法发展到用浓硫酸与焙烘干的食盐反应,生成高纯度的氯化氢气体,再用压缩机压入钢瓶中。 2.1.2盐酸脱析法

反应原理:

HCl将浓盐酸置于脱析塔钟加热脱析制备氯化氢气体,在七十年代末期发展出来的。然后,经过一系列的常温、低温干燥、吸附除水以及二氧化碳,压缩至1.2Mpa,进行低温精馏,再经过低温吸附除去氮后压缩至4.2Mpa,然后再进行装瓶。 2.1.3合成法

反应原理: H2 + Cl2 点燃

2HCl+184219.2焦耳

用氯和氢在合成炉中进行燃烧反应生成氯化氢气体是八十年代初为适应我国电子工业的迅速发展而提出的,在技术上较为先进,由合成炉出来的氯化氢气体经常温、低温干燥和吸附净化,在低温、低压下冷凝,排除不凝气体杂质,以液态装瓶。氯、氢合成中,氢过量5%左右,氯化氢气体中含氢高,以间歇精馏装置除氢。此外,原料氢是经钯膜扩散提纯,生产规模受到一定限制。

发生法以及脱析法生产规模较大。

2.2三种生产方法技术经济优劣点比较

表3.2 三种电子级氯化氢(气体)生产方法的技术经济比较

3 研制的进展

3.1 吸附法制备电子级氯化氢气体

吸附法总结了前述三种合成方法的优点。氯化氢合成前后的净化全部采用吸附过程, 生产规

模不受限制,能大幅度降低动力消耗和提高产品质量。 3.1.1 实验试剂:氢气,氯气

3.1.2 实验装置:干燥器 沸石床 多层床 自动点火装置 石英合成炉 水冷却器 膜压机 吸氧剂床冷凝器 去汇流排

3.1.3 反应方程式: H2+CI2→2HcI+184219.2焦耳 3.1.4工艺流程简述:

工业氯经干燥器1干燥后进入化学处理的沸石床2除去痕量水、二氧化碳和烃类。工业氢在3 A、5 A、合成丝光沸石等分子筛的多层床3中脱除水、 二氧化碳、烃类、氧、氮等后. 与氯配成1.05:1的比例。由自动点火装置5点燃。在具有冷却水夹套的石英合成炉6中反应生成氯化氢气体,经水冷却器7冷却,到化学处理的沸石床8中进一步除去水和二氧化碳等杂质。然后经膜压机9升压至4 MPa左右入吸氧剂床l0中除去氧,再进冷凝器11冷凝。高纯氯化氢去汇流排12分装到产品氯化氢钢瓶中。

3.1.5工艺流程示意图: 工业氯

除水 二 化碳

图3.1.5 吸附法制备电子级氯化氢气体的工艺流程图

除去痕量

水、二氧化工业氢除水、氧、氮、烃类后进

3.2以工业氯化氢为原料的提纯路线

3.2.1 实验试剂:石油化工副产物氯化氢 3.2.2 实验设备及要求:

精馏塔填料为抗腐蚀316L双丝网高效填料,不仅效率高,而且耐腐蚀。

本装置的管道、设备和仪表均采用不锈钢材质,阀门及连接件采用抗腐蚀316L不锈钢,控制阀及截止阀均采用隔膜式结构,氦气检漏率小于2×10-10 S.C.C/S。

管路及设备均经过抛光、除油、清洗、钝化等处理,封头焊缝内侧为三角对缝焊接,保证内壁不留疤痕。 3.2.3 实验机理:

以石油化工副产物氯化氢作为原料来制备高纯度氯化氢。石油化工副产氯化氢所,其中水含量低,对不锈钢和碳钢基本无腐蚀,但其中通常会含有达1000ppm甚至更多的乙炔和乙烯杂质。对于此种气体的净化通常采用精馏或吸附的方法,但由于其中乙炔和乙烯杂技的沸点与氯化氢的沸点相近,很难采用精馏的方法脱除得较干净,而吸附方法操作过程烦琐,需要频繁的更换吸附剂,生产成本高。因此在生产工艺中应用催化剂存在的条件下,乙炔、乙烯与氯化氢反应转化为相应的相对氯化氢沸点较高的易于脱除的卤代烃,再用精馏法脱除。 3.2.4 工艺流程简述:

(1)原料气预处理:过滤、除水、压缩、蒸馏,提纯制得化学纯氯化氢。

进入低压吸附器,除去氯化氢中95%以上水分;再进人低温吸附器及中压吸附器除水,经JMT型干燥剂干燥后,氯化氢气体含水量可降到10×10-6以下。在低温吸附时,采用耐酸性好的X吸附剂低来脱除CO2,可将二氧化碳含量脱净到10×10-6以下,THC<1×10-6。

(2)进入反应罐中进行催化转化,用自制HY-01复合催化剂脱除C2H2和C2H4等不饱和烃。在P≥0.1 MPa、T≥130℃和w≤0.25 h-1的条件下,该两种不饱和烃能与HCl在催化剂上发生氢氯化反应:

C2H2 + HCl C2H3C1 C2H3CI + HCl C2H4C12 C2H4 + HCl C2H5C1

(3)再进入膜压机二段,压缩到4.2MPa以上送到冷凝器,使氯化氢液化后进入精馏塔以低温精馏法脱除C2HnClm等反应产物,再进一步脱除轻组分N2、02、Ar、CH4等低沸点杂质。

(4)经缓冲罐进入膜压机二段,压缩到4.2MPa,经冷凝器冷凝液化充瓶。系统中排出的所有废气

送至中和槽,用碱液中和,使液体排入下水道,气体放空。 3.2.5 工艺流程示意图:

图3.2.5 工业氯化氢提纯制得电子级氯化氢工艺流程图

4 质量检测方法

4.1 采用气相色谱法检测O2、N2、THC,用TCD、FID检测器检测其含量。

4.2 采用气相色谱法检测CO2,通过一个转化炉,使CO2转化为CH4,用HFD检测器检测其含量。 4.3 采用USI型微量水分析仪测H2O含量,它是根据吸湿电解原理进行的。被分解气样流经一个特殊构

造的电解池,其水份被池内作为吸湿剂的P2O5膜层吸收,同时又被电解成H2和O2排出池外,P2O5得以再生,反应过程如下:

P2O5 + H22 HPO3 (1) 2HPO3 H2 + 1/2 O2 + P2O5 (2) 合并(1)和(2)式得:

H2O H2 + 1/2 O2 (3)

当吸收和电解达到平衡后,进入电解池的水全部被吸收并全部被电解,显然电解电流正比于气样中的含水量。

5、结论

电子及氯化氢在我们生活的各个领域中具有广泛的应用前景,它不仅是电子工业中制造大规模集成电路所需的重要材料之一,而且应用于医药、化工、半导体行业,因此需求量越来越大。

目前已有研究人在研究制备过程中成功合成了电子级氯化氢,同时从这些合成方法中发现解析法和盐酸脱析法制备氯化氢工艺简单课大规模生产,但是制备的氯化氢纯度偏低,越来越不满足电子工业,尤其是集成电路的要求。合成法生产氯化氢的纯度偏高,但其中水量高,腐蚀严重,对设备要求高,生产成本高。考虑到环保以及工业副产品回收利用等多方面因素,制备高纯度氯化氢的合成是必然的发展趋势,正如石油化工副产物氯化氢提纯法。

此提纯法无需外加反应介质,因而避免了其它杂质介质的引入,而且操作简单,生产成本低,但是在我国技术还不太成熟。我国的电子级氯化氢产品大多从美,日等国进口,价格昂贵。因此我们需要进一步研究与完善电子级氯化氢的合成工艺,给我国带来一定可观的社会效应和经济效益。

6 参考文献

[1] 孔祥芝,电子级氯化氢气体研制的进展[J].化学试剂,1990,12(3):187-189

[2] 张吉瑞,电子级氯化氢产品及其生产工艺,电子专用化学品高新技术与市场研讨会论文集,北京华宇同方化工科技开发有限公司,2004

[3] 张凤林,电子级高纯氯化氢的研制[J].低温与特气,1990,2:32-38

[4] 刘启照,张国杰,张文勤等,副产氯化氢气体的精制及利用[J].氯碱工业,2000,4:1-7 [5] M.E.波任著,胡先庚译,无机盐工艺学(上册),高等教育出版社,265-268(1955) [6] 陈长聘、王启东、吴京,化学工程,5,64(1987) [7] 蔡济道、章炎生等,《稀有气体的制取》,科学出版社,1982 [8] 吴彦敏,《气体净化》,国防工业出版社,1983 [9] 浙江省缙云县科委编,《氯化氢气体干燥专辑》,1980

范文六:饱和氯化钠溶液的电解

饱和氯化钠溶液的电解

40907052

2009级化学一班 第四实验小组 电话

一、实验原理

饱和NaCl溶液的电解

阴极反应:2H++2e- →H2↑ 阳极反应:2Cl--2e- →Cl2↑

总反应:2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH

二、实验操作过程与实验现象

1.饱和氯化钠溶液的电解:如图所示,向具支U形管中滴加饱和NaCl溶液至支管以下约2cm处,并从两管口各滴加2滴酚酞试液,装上铁阴极和石墨阳极(铁电极和石墨电极使用时,要想进行预处理,用砂纸打磨铁电极,除去铁锈,用硫酸浸泡铁电极和石墨电极),接通低压直流电源(12~24V)。可以看到电极附近有大量气泡产生。在阴极区,溶液变红,说明阴极区溶液呈碱性;在阳极区上方,用润湿的KI淀粉试纸试之,变蓝,说明在阳极区有Cl2生成。

电解氯化钠溶液的装置

2.探究实验:

(1)不换溶液在上述实验的基础上反接阴极和阳极,发现在铁电极的一侧出现白色絮状沉淀,并且沉淀向下移动,在具支U型管底部慢慢变为灰绿色。取少量灰绿色的沉淀于试管中,加少量稀硫酸酸化,加硫氰化钾溶液,可观察到试管中的溶液变为血红色。可知灰绿色的沉淀是Fe(

OH)2被氧化生成的

Fe(OH)3。

(2)换新的饱和氯化钠溶液,直接反接(铁电极做阳极,石墨电极做阴极),电解时发现阴极变为红色,电极附近没有Fe(OH)2絮状沉淀生成,看见铁电极附近溶液变黄,且黄色渐渐向下移动,在具支U形管底部生成灰绿色沉淀。同样取少量灰绿色沉淀于试管中,加少量稀硫酸酸化,加硫氰化钾溶液,可观察到溶液变为血红色。该过程为:电解产生的Fe2+被向阴极移动与向阳极移动的OH-反应,生成Fe(OH)2,溶液中的氧化性物质会将Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3,所以底部有灰绿色沉淀生成。

(3)换新的饱和氯化钠溶液,正接电极(石墨电极做阳极,铁电极做阴极),但将连接石墨的铁丝也浸没在氯化钠溶液中。接通电源可观察到,两个电极上均有气泡产生,阳极产生的气体能使湿润的碘化钾试纸变蓝,阴极变红,产生能燃烧的氢气。

三、实验应注意的事项

1.电解用饱和NaCl溶液在使用前一定要精制,这样可以除去其中的Ca2+、Mg2+,以避免在阴极附近出现白色浑浊现象。方法是:给盛有36gNaCl的烧杯中加入蒸馏水,边加热边搅拌。制成饱和溶液。待稍冷却,滴加2滴酚酞试液,再注入含有NaOH和Na2CO3的混合溶液至碱性。静置数小时,待沉淀形成后过滤,将滤液加热至沸腾稍冷却后加盐酸至酚酞刚好变为无色为止。

2.电解NaCl过程中,在滴加酚酞的溶液表面有时会出现一层白色的胶体,这是因为酚酞在饱和溶液中溶解度变小。

四、相关文献与重点文献综述

电解饱和食盐水实验的改进。(1)按图1所示搭建好装置,接通电源,调节电压约为20V,反应开始。(2)观察J型管两端产生气体,J型管高端液面变成红色,说明有氢氧化钠生成。表面皿上的肥皂水有气泡吹出。待低端产生的气体,将液面压到电极末端以下时,反应自动停止,整个过程需时不到2分钟。(3)用点燃的火柴靠近表面皿上的气泡,若发出尖锐的爆鸣声,可验证为氢气。(4)用注射器抽取阳极产生的黄绿色气体,若注射器内壁湿润的淀粉碘化钾试纸从无色变为蓝色,可验证为氯气。(5)当用注射器抽气之后,J型管低端的液体又上升与石墨电极接触,反应继续进行。(6)最后,将注射器中多余的氯气缓慢注入碱液中(尾气处理)。[1] 改进后的优点:(1)实验现象明显。(2)反应时间短。(3)实验可循环进行,实验再现性好。(4)体现绿色化学的思想。[2]

五、相关文献

[1] 王良民.电解饱和食盐水的实验改进 [J].实验教学与仪器,2007,(11):23.

[2] 李静娴,陈迪妹,元立亭.电解饱和食盐水实验的优化设计 [J].化学教育,2012,(1):46.

范文七:饱和氯化钠溶液的电解

饱和氯化钠溶液的电解

(2009级化学一班 )

一、目的与要求

掌握演示电解饱和食盐水实验操作技能;初步掌握这个实验的讲解方法;探索、设计电解水器的代用装置。

二、实验原理

电解池:将电能转化为化学能的装置。

构成电解池需要具备的条件:需要有外加直流电源;具有阴阳两个电极;具有电解质溶液;形成闭合回路。

阳极:与外加直流电源正极相连的电极。

阴极:与外加直流电源负极相连的电极。

阳极反应:电解时,溶液中的阴离子向阳极移动失去电子发生氧化反应。 阴极反应:电解时,溶液中的阳离子向阴极移动得到电子发生还原反应。 饱和NaCl溶液的电解

阴极反应:2H ++2e→H2↑ 阳极反应:2Cl- -2e→Cl2↑

总反应: 2NaCl+2H2O

三、主要仪器、材料与药品

直流低压电源、具支U形管、带刻度试管、石墨电极、铁电极、导线。 酚酞试液、淀粉碘化钾试纸、饱和NaCl溶液。

四、实验操作过程与实验现象

1、饱和NaCl溶液的电解

如图所示,向具支U形管中滴加饱和NaCl溶液至支管以下约2cm处,并从两管口各滴加2滴酚酞试液,装上铁阴极和石墨阳极,接通低压直流电源(6—12V)。可看到电极附近有大量气泡。在阴极区,溶液变红,在阳极区上方,用润湿的KI淀粉试纸试之,变蓝。说明有Cl2生成。 H2↑+Cl2↑+2NaOH

2、.探究实验

(1)不换溶液在上述实验的基础上反接阴极和阳极,发现在铁电极的一侧出现白色絮状沉淀,并且沉淀向下移动,在具支U型管底部慢慢变为灰绿色,这是因为Fe(OH)2在向Fe(OH)3转变。溶液中的氧化性物质渐渐将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。

(2)直接反接(铁电极做阳极,石墨电极做阴极),电解时发现电极附近没有Fe(OH)2絮状沉淀生成,看见铁电极附近溶液变黄,且黄色渐渐向下移动,在具支U形管底部生成灰绿色沉淀。该过程为:电解产生的Fe2+被向阴极移动与向阳极移动的OH-反应,生成Fe(OH)2,溶液中的氧化性物质会将Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3,所以底部有灰绿色沉淀生成。

五、实验注意事项

①电解用饱和NaCl溶液在使用前一定要精制,这样可以除去其中的Ca2+、Mg2+,以避免在阴极附近出现白色浑浊现象。

②电解NaCl过程中,在滴入酚酞的溶液表面有时会出现一层白色胶体,这是由于酚酞在饱和溶液中溶解度变小之故。

六、相关文献与重点文献综述

学生做全日制普通高级中学教科书( 必修加选修) 《化学》第三册电解饱和食盐水分组实验的过程中发现一个有趣的意外现象: 有一实验小组连在电源负极导线上的铁钉脱落掉在U 形管底, 当时未取出铁钉而在导线上重新连接了一个铁钉, 通电时U 形管底部铁钉的一端有气泡生成。

通过一系列的探究实验,得出发生这种现象的原因:在电解池的电解质溶液中放入一根金属棒, 金属棒的两端就存在电势差, 因此就有电流通过。电子由电势低的一端( 靠近电解池阴极的一端) 流向电势高的一端( 靠近电解池阳极的一端) 。在电解池的电解质溶液中放入一根铁钉时:

电势高的一端( 阴极) : 2H+ + 2e- = H2 ↑

电势低的一端( 阳极) : Fe- 2e- = Fe2+

在电解质溶液中发生的反应有:

Fe2+ + 2OH- = Fe ( OH) 2 ↓

Fe(OH) 2 容易被溶解在溶液中的氧气氧化,由白色变为灰绿色, 最终生成红褐色Fe(OH) 3沉淀。如果用小烧杯作电解池, 则阳极生成的Cl2容易和Fe(OH) 2 发生反应:

6Fe(OH) 2 + 3Cl2 = 4Fe(OH) 3+ 2Fe3+ + 6Cl-

导致电解质溶液变黄且有红褐色沉淀生成[1]。

电解饱和食盐水的装置存在一些缺陷:1.由于该装置是一个开放体系,电解产生的氯气全部直接排人空气中, 对师生的健康造成影响, 即没有进行绿色化设计;2.实验中不能体现或无法测定生成H2和Cl2的体积关系;3.实验中无法检验H2 的生成[2]。电解装置应该换成如图三所示装置:

实验改进后的优点有:1.使电解在一个密闭体系中进行,有效防止有毒气体Cl2的排放;

2.实验中对电解产生的H2和Cl2气体体积关系一目了然;3.便于对生成的H2进行检验;4.该装置还可适用于其他许多电解实验:如电解水CuCl2、溶液等。

近年来日本和我国台湾流行电解水, 它有两种, 一种由电解池阴极出来的为碱性离子水, 作为饮用水;另一种由电解池阳极出来的为酸性离子水, 用于美容、洗浴。这两种水的特点是水分子团小、活性高、溶解性和渗透性快、导热性好,饮用和洗浴后,不但能强身健体、肌肤柔嫩,而且还可以祛病延年。经试验证明,电解还原水具有消除自由基的能力, 它可消除人体内60%~70%的自由基。由于碱性离子水分子团小、活性高、运动速度快, 饮用后会很快地透过细胞膜, 所以多喝碱性离子水没有肚子胀的感觉。血液中83%是水, 碱性离子水一旦进人血液, 能降低血液粘度, 使血液流动通畅,并能乳化、溶解而降低血脂, 有利于将“废物”排出来, 减轻心脏负荷, 水的吸收排出, 像大扫除一样清扫身体内部[3]。

七、参考文献

1. 罗畅,杜元珍,段昌平.电解饱和食盐水的意外现象及其探究 [J].化学教育,2010,06:69~70

2.顾小琴,唐生岳.电解饱和食盐水演示实验的绿色化设计 [J].实验设计,

2004,11:29

3.陶芒,电解水在医疗保健中的功能 [J].今日科技,1999,01:25

范文八:饱和氯化钠溶液的电解

饱和氯化钠溶液的电解

(2009级1班*实验小组)

一、实验原理

饱和NaCl溶液的电解

阴极反应:2H++2e→H2↑

阳极反应:2Cl--2e→Cl2↑

总反应:2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH

二、实验操作过程与实验现象

向具支U形管中滴加饱和NaCl溶液至支管以下约2cm处,

并从两管口各滴加2滴酚酞试液,装上铁阴极和石墨阳极,接通低压直流电源(6~12V)。可看到电极附近产生大量气泡,在阴极区溶液变红,在阳极区上方用润湿的淀粉KI试纸试之,试纸变蓝。右图为试验装置图。

三、实验应注意的事项

1、电解用饱和氯化钠溶液在使用之前一定要精制,这样可除去其中的Ca2+、Mg2+,以避免在阴极附近出现白色浑浊现象。方法是:给盛有36gNaCl的烧杯中加入蒸馏水,边加热边搅拌,制成饱和溶液。待稍冷却,滴入2滴酚酞试液,再注入含有NaOH和Na2CO3各2g的混合溶液至碱性。静置数小时,待沉淀形成后过滤,将滤液加热至沸腾,稍冷后滴加盐酸至酚酞刚好变为无色为止。

2、电解NaCl时,在滴入酚酞的溶液表面有时会出现一层白色胶体,这是由于酚酞在饱和溶液中溶解度变小的缘故。

四、相关文献与重点文献综述

电解饱和食盐水实验,是苏教版普通高中课程标准教科书《化学1》中的一个重要演示实验。但课本中的实验操作存在以下不足:

一、两极看到少量气泡虽然较快,但要收集一试管的氢气,需要较长一段时间。书上的2 min 会不够,既使用最小的试管(5 ml),电压20V,也至少要5 min

。二、检验氯气的过程不够简便也不环

保。由于采用一支U 型管,U 型管上端已存在部分空气,会对气体的收集有所影响,尤其氯气的黄绿色很浅,且在验证过程中难免有部分氯气泄漏。

用J 型管对电解饱和食盐水实验进行了优化设计。右图为试验优化后的装置图。它具有如下优点:(1)实验现象明显。由于J 型管低端预先是装满液体的,排尽了空气,所以产生的气体为较纯净的氯气,遇到注射器中的湿润淀粉碘化钾试纸的变色反应十分明显。(2)反应时间短。不用收集一试管的氢气来检验氢气,只要有少量就可以吹出肥皂泡,且验证氢气安全,具有趣味性。(3)实验可循环进行,实验现象再现性好。只要控制注射器对氯气的抽放就可以了,免去了很多步骤。若要反复验证实验,操作也是很方便的。(4)体现绿色化的思想。实验过程中,氯气没有与空气接触,实现零污染。

五、参考文献

[1]李静娴、陈迪妹、元立亭,《电解饱和食盐水实验的优化设计》[J].化学教学,2012, (1):45.

[2]杨峰,《电解饱和食盐水实验的改进》[J].中学化学教学参考,2002,(03).

范文九:电解饱和氯化钠溶液

电解饱和氯化钠溶液

高艳如

2009级 科学教育 40907364

一、 实验目的

1. 掌握演示电解饱和氯化钠溶液实验操作技能。

2. 以教师的身份,讲解清楚电解池的工作原理、组成、离子的放电顺序,学生能够清晰掌握。

二、 实验原理

1. 放电顺序:

阳极:活泼金属>S2->I->Br->Cl->OH->SO42->NO3->F-

+++++阴极:Ag>Hg2+>Cu2>H (酸中)>Pb2+>Sn2>Fe2+>Zn2+>H (水中)>Al3+>Mg2+>Na+

2. 阳极(C):2Cl--2e-===Cl2↑

+-阴极(Fe):2H+2e===H2↑

电解总反应式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

3. 氯气的检验:2I-+Cl2===I2+2Cl-

5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl

故氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,若时间较长,蓝

色会退去。

三、 实验药品仪器

大烧杯、具支U型管、铁架台、碳棒、粗铁钉、导线、直流低压电源。 饱和食盐水、淀粉碘化钾试纸、酚酞试液、蒸馏水。

四、 实验步骤

1. 往具支U型管中注入饱和氯化钠溶液至支管以下约2cm处。

2. 并往两管口各滴加2滴酚酞试剂。

3. 装上铁阴极和碳棒阳极。

4. 调节直流低压电源使电压为15V左右。

5. 将装好阴阳极的具支U型管与电源接通。

现象:两极附近均有大量气泡产生,在阴极区,溶液变红。 结论:阴极区产生的气体是氢气。

6. 在阳极区的支管处,用湿润的淀粉碘化钾试纸试之。

现象:湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,并一会儿蓝色退去。

结论:阳极区产生的气体是氯气。

7. 关闭电源,拆卸仪器并洗涤。

五、 注意事项

1. 粗铁钉要与直流电源的阴极相连,碳棒与阳极相连。

2. 电压不宜过低,避免产生气体的速率过慢以及量过少。

六、 实验改进

普通高中课程标准实验教科书(苏教版)化学1(必修1)的专题2的第一单元中,涉及氯气的生产原理时有一个电解饱和食盐水的实验(图2-2)。这个实验,对引导学生掌握工业上如何制取氯气的原理有着重要作用。按课本装置进行实验,需时较长,而且很难在试管里收集到氢气,实验成功率不高。分析其原因主要有下面几点:一、反应在U型管里进行,使得离子在两极之间迁移距离过长,造成整个电路的电阻较大,电源功率损耗大,使阴、阳两极产生的气泡较少,很难收集到足够的氢气。二、用铁棒作电极,电阻大,表面积太小,不利于氢气的产生,也难收集到足够的氢气进行验证实验。三、尾气没有及时处理,不符合绿色环保的新理念。

故在实验步骤上做以下改进:接通电源,发应发生,两端都有气体生成,通电一段时间后,阳极端,用淀粉KI试纸进行检验,结果发现能使淀粉KI试纸变蓝,则说明生成的是氯气;另一端则通入发泡剂,如果发现有气泡生成,用火柴点燃,能听到尖锐的爆鸣声,则说明生成的是氢气。(小窍门:保证气泡中含有一定比例的空气。)

七、 参考文献

傅献彩, 沈文霞, 姚天扬. 物理化学.北京:高等教育出版社 1990.10

范文十:氯化钠溶液的电解

氯化钠溶液的电解

一、 实验原理

水的电解

阴极反应:2H++2e→H2↑

阳极反应:4OH - 4e→2H2O +O2↑

总反应:2H2O = 2H2↑+O2↑

饱和 NaC l 溶液的电解

阴极反应:2H++2e→H2↑

阳极反应:2Cl - 2e→Cl2↑

总反应:2NaCl + 2H2O = H2↑+Cl2↑+2NaOH

二、仪器、材料与药品

直流低压电源、具支U形管、石墨电极、铁电极、导线、烧杯、玻璃棒;

酚酞试液、淀粉KI试纸、NaCl饱和溶液。

三、实验操作过程与实验现象

如图,向具支U形管中滴加饱和NaCl溶液至支管以下约2cm处,并从两管口各滴加2滴酚酞试液,装上铁阴极和石墨阳极,接通低压直流电源(6-12V)。可看到电极附近有大量气泡。

2NaCl + 2H2O = H2↑+Cl2↑+2NaOH

实验现象:

在阴极区,溶液变红,在阳极区上方,用润湿的KI淀粉试纸试之,变蓝。(本实验现象:阴极区,溶液变红,将湿润的淀粉KI试纸移至阳极区支管口,其变蓝)。

四、实验注意事项

1、电解用饱和氯化钠溶液在使用之前一定要精制,这样可除去其中的Ca2+、Mg2+,以避免在阴极附近出现白色浑浊现象。方法是:给盛有36gNaCl的烧杯中加入蒸馏水,边加热边搅拌,制成饱和溶液。待稍冷却,滴入2滴酚酞试液,再注入含有NaOH和Na2CO3各2g的混合溶液至碱性。静置数小时,待沉淀形成后过滤,将滤液加热至沸腾,稍冷后滴加盐酸至酚酞刚好变为无色为止。

2、电解NaCl时,在滴入酚酞的溶液表面有时会出现一层白色胶体,这是由于酚酞在饱和溶液中溶解度变小的缘故。

五、相关文献与重点文献综述

实验装置的改进

Cl2的检验与处理

将饱和食盐水倒入到装置3的U形管中,在阳极支口1处轻轻塞入一张湿润的KI淀粉试纸,再接一尖嘴玻璃管通入2mol.L-1氢氧化钠溶液的烧杯中。接通电源进行电解,1分钟左右湿润的KI淀粉试纸开始有少量蓝色出现,并逐渐变深,但2分钟之后颜色不在变深,再继续电解,试纸颜色反而变浅,5分钟后蓝色完全褪去。

此现象表明:电解刚开始有少量Cl2产生,Cl2先与湿润的KI淀粉试纸中的KI发生置换反应,生成I2,淀粉遇I2变蓝。

Cl2+2KI=2KCl+ I2

随着Cl2的不断产生,浓度逐渐增大,Cl2会与水反应生成HClO,HClO再将蓝色的淀粉试纸漂白。

Cl2 + H2O = HCl + HClO

此方法现象明显、易解释,且氯气的检验和吸收是在一个完全封闭的过程中同时完成,不会因氯气泄露而造成环境污染危害健康。

六、参考文献

[1] 蔡东华. 电解饱和食盐水实验装置的改进和分析[J]. 化工职业技术教育, 2008,(04) .

[2] 王良民. 电解饱和食盐水的实验改进[J]. 实验教学与仪器, 2007,(11) .

[3] 金汝来,林海斌. 苏教版“电解饱和食盐水”图示的解读与反思[J]. 中学生数理化(教

与学), 2008,(06) .

[4] 李永虹. 电解饱和食盐水及其应用[J]. 化学教学, 2007,(01) .

[5] 顾晓琴,唐生岳. 电解饱和食盐水演示实验的绿色化设计[J]. 实验教学与仪器, 2004,(11) .

[6] 陈德善. “电解饱和食盐水演示实验”奇观[J]. 化学教学, 2004,(03) .