PDF《工业制备盐酸演示装置的设计 ＂》

!" 全国教育科学规划单位资助教育部规划课题$@ _ +M 视域下中学理化项目式学习课程实践研究 ! b Q V ' ;

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5 9 C - 工业制备盐酸演示装置的设计" 叶永谦' " " !张贤金& !吴新建& ! ' 5福建省南安市侨光中学!福建南安! < * & < ' ( & & 5福建教育学院化学教育研究所!福建福州! < ) : : & ) " 摘要!在教材电解饱和食盐水实验的基础上设计氯化氢合成炉模拟装置可以成功演示盐 酸的生产过程设计巧妙现象明显安全环保 关键词!盐酸!工业制法!氯化氢合成炉!装置设计 ! " # ' :

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5 & : ' * : < : : & A !!中学化学在介绍几种重要的工业用酸的生产工 艺时#重点介绍的是硫酸和硝酸#盐酸的生产却一 笔带过%如苏教版 . 化学' /在介绍氯气的化学性 质时仅用一行字 ( 氢气在氯气中燃烧生成氯化氢# 氯化氢气体溶于水后得到盐酸) + ' , 描述%盐酸是重 要的工业原料#其生产原料氢气和氯气来自氯碱工 业产品%氯碱工业作为高中化学学习化工生产的第 一课#涉及较多化学工艺基本原理#对于学生了解 化工生产过程具有重要作用+ & , %教师在授课过程 中#如果有盐酸工业制法的演示装置#即可介绍氢 气在氯气中燃烧出现苍白色火焰等特殊的反应现 象#又可以引导学生认识氢气与氯气燃烧过程中可 能引起爆炸等安全事故是如何避免的#反应生成的 氯化氢气体是如何收集的#过量的氢气或者氯气是 如何处理的%在教会学生科学知识的同时#有利于 培养学生正确的实验观'科学本质观'化学价值观 等核心观念+ < , % 目前#工业盐酸生产一般采用石墨三合一合成 炉法%主要生产流程为$氢气经缓冲罐和阻火器# 通过止逆阀与经过氯气缓冲罐的氯气在灯头处汇合 进入合成炉燃烧#生成氯化氢气体%氯化氢气体在 炉内被稀酸吸收#生成合格浓度的盐酸#未被吸收 的气体进入尾气回收塔#用纯水喷淋吸收#形成稀 酸进入合成炉内作吸收液+ ( , %为了与中学教材中介 绍的氯碱工业演示实验相衔接#本实验采用 Z 型 管电解饱和食盐水制备氢气和氯气#然后在此基础 上设计氯化氢合成炉模拟装置%将&者有机连接在 一起#既可以演示氯碱工业电解饱和食盐水的过程 及产物的验证#又可演示工业制备盐酸的过程% $ !实验装置及设计意图 本实验装置分为

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4 1 + 图% !氯化氢合成炉模拟装置 用倒扣的广口瓶罩在杯形容器装有的蒸馏水中#用 于吸收氯化氢并防止气体外逸%广口瓶内壁用双面 胶粘有3 Q 试纸#用于检验氯化氢的生成%氢气进 入燃烧外管时#可能有少量溶液跟着进入#导致燃 烧不顺畅%为此#设计了活塞& #用于排出可能积 在外管的液体% 尾气吸收装置由&个烧杯组成#其中左侧的烧 杯中装有肥皂水#用于将可能过量的氢气通过导入 形成气泡燃烧除去&右侧的烧杯中装有氢氧化钠溶 液#用于除去可能过量的氯气% % !实验步骤及现象 本实验装置是在反复设计和实验的基础上不断 改进成型的#操作步骤中更加注重细节的说明#用 意在于确保实验取得成功% % ) $ !热的饱和食盐水的配制 热的饱和食盐水是将足量氯化钠溶解在热水中 便可得到%使用热的溶液基于&个原因$! ' "热的 溶液可加快溶解速率'提高浓度& ! & "更重要的 是#溶液温度越高#氯气在其中的溶解度越小%热 的饱和食盐水有利于较快收集到氯气#节约演示时 间#提高课堂效率% % ) % !饱和食盐水的注入 热的饱和食盐水在注入时要注意控制体积#避 免因注入的溶液过多#在橡皮塞塞入时有部分液体 进入活塞' # 期&'();