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监测二氧化碳制备中盐酸的挥发性
时间:2019-02-10 12:25:36 来源:秀城资讯网 作者:匿名


监测二氧化碳制备中盐酸的挥发性

作者:未知

摘要:利用数字实验,将大理石与不同浓度盐酸反应产生的气体分别送入蒸馏水和饱和石灰水中。将气体引入蒸馏水中,用氯离子传感器检测蒸馏水中蒸发的氯化氢浓度;将气体引入饱和石灰水中,氯离子和pH传感器检测氯离子浓度和pH值变化;基本上保持氯离子浓度值。当它没有变化时,加入几滴浓硝酸。计算机曲线表征表明,生成的碳酸钙对溶解的氯化氢溶解在溶液中的氯离子具有吸附作用。

关键词:数字实验;二氧化碳制备;盐酸挥发性监测;实验调查

文章编号:10056629(2018)8006603中图分类号:G633.8文献标识码:B

提出了一个问题

以“培养学生核心素养”为标志的课程改革,强调通过课程学习形成学生的核心能力和本质特征。在人民教育版《化学》的五年级,第六单元“碳和碳氧化物”,实验活动2“实验室制备和二氧化碳的性质”提到稀盐酸(1:2)。本文探讨了不同浓度盐酸的挥发程度以及产生的气体进入饱和石灰水对氯离子的影响,对化学中微观颗粒的变化有了更深入的了解。反应。离子和pH传感器检测,图像直观,生动,解决了实验中不同浓度的盐酸挥发性和生成的碳酸钙如何影响氯离子的问题。

2实验部分

2.1实验仪器和药物

实验设备:电脑,Vernier Lab Quest 2数据采集器,氯离子传感器,pH传感器,250mL烧杯,锥形瓶,分液漏斗,铁架等。

药物:大理石,浓盐酸,蒸馏水,饱和石灰水,浓硝酸

2.2实验装置图

2.3实验内容

室内温度为19℃,相对湿度为92%,气压为101.3kPa。浓盐酸中HCl的含量为36%~38%,因为在开瓶准备过程中有挥发现象,按37%计算,浓盐酸浓度约为12 molL,稀盐酸为根据这种浓度制备。在教科书中,稀盐酸以1:2的比例制备,物质的浓度约为4molL,制备各种浓度的盐酸以进行挥发性的比较研究。(1)氯离子传感器检测不同浓度的盐酸和大理石反应产生的蒸馏水中氯离子浓度的变化[1]。

氯离子传感器,数据采集器和计算机相连;氯离子传感器探头最初浸入75 mL蒸馏水中,数据由记录仪Pro软件收集,用软件分析,时间(t)为横轴,氯离子浓度为垂直。绘制轴,并在大理石和盐酸未反应时收集数据。然后,打开分液漏斗活塞,使不同浓度的盐酸和大理石反应,将产生的气体引入蒸馏水中,观察图像的变化。

(2)当不同浓度的盐酸和大理石反应生成气体进入饱和石灰水时,氯离子传感器和pH传感器检测氯离子浓度和pH值的变化。

氯离子传感器,pH传感器,数据采集器和计算机相连;氯离子传感器探头和pH传感器探头最初浸入75 mL饱和石灰水中,数据通过logger Pro软件收集,通过软件和时间(t)分析绘制水平轴,氯离子和pH值在垂直轴上。当大理石和盐酸没有反应时,收集数据。然后,打开分液漏斗活塞,使不同浓度的盐酸和大理石反应,产生的气体通入饱和石灰水中。图像的变化。

(3)在实验步骤(2)中,通过使用8mol盐酸制备二氧化碳,并将产生的气体通入饱和石灰水中。当氯离子浓度不再改变时,加入几滴浓硝酸直至不溶物完全溶解,并观察图像。改变。

3。结果与讨论

(1)当不同浓度的盐酸和大理石反应产生的气体流入蒸馏水时,氯离子传感器检测到氯离子浓度的变化(见图2)。

以水平轴为时间,以氯离子浓度为纵轴;分析数据表明,当引入气体时,蒸馏水吸收的氯离子浓度的数据和曲线约为600秒。见表1和图3。

从图2,图3和表1可以看出,4molL,6molL和8molL盐酸在实验室二氧化碳制备中的挥发性非常小,蒸馏水中氯离子浓度为1.1mg/L ,分别为1.4mg/L和3.7mg/L.它可以忽略不计; 9molL盐酸具有一定的挥发性,氯离子浓度为19.0mg/L;盐酸浓度为10molL,12molL,挥发性较大,氯离子浓度分别为59.8mg/L,209.2mg/L.忽视。因此,在实验室制备二氧化碳时,浓度一般低于或等于8 mol L盐酸,教材选用4 mol L盐酸,以保证反应速度适中,盐酸挥发性小。(2)当不同浓度的盐酸和大理石反应产生的气体流入饱和石灰水时,氯离子传感器和pH传感器检测氯离子浓度和pH值的变化。

从图4可以看出,当时间是横轴,氯离子浓度和pH是垂直轴时,当列出的各种浓度的盐酸刚刚开始反应时氯离子浓度增加,但是当反应达到pH下降的拐点时,氯离子浓度降低; 4mol L,6mol L和8mol L盐酸的后续反应的氯离子浓度基本保持不变,随后反应的氯离子浓度增加10mol L和12mol L盐酸。

根据分析数据,对于4molL,6molL,8molL盐酸,盐酸有一定的挥发性,氯离子浓度增加,然后生成的碳酸钙被吸附,氯离子浓度降低,但盐酸酸挥发性很小。随后生产碳酸钙基本上可以吸附挥发的氯离子,因此氯离子浓度基本保持不变。

对于10molL,12molL盐酸,为什么4molL,6molL和8molL盐酸后氯离子浓度保持不变,但进一步增加?由于此时盐酸具有高挥发性,所以生成的碳酸钙与蒸发的氯化氢反应,碳酸钙溶解,氯离子释放,氯离子浓度进一步增加。但是,无论盐酸的浓度如何,最终的pH效果都不显着。为了证明通过形成氯离子吸附氯化钙,可以通过实验(3)验证。

(3)在相同的实验步骤(2)中,通过使用8mol盐酸制备二氧化碳,并从灰水中除去所得的灰分。当氯离子浓度不再改变时,加入几滴浓硝酸直至不溶物完全溶解。消失,观察图像的变化(见图5)。

从图5中可以看出,将通过使用8mol/L盐酸和大理石制备的气体引入饱和石灰水中。当氯离子浓度稳定在21.2mg/L时,滴下几滴浓硝酸,硝酸和碳酸钙反应,碳酸钙溶解。最后,氯离子浓度稳定在58.7 mg/L,大于21.2 mg/L.结果表明,碳酸钙吸附的氯离子被释放,证实生成的碳酸钙对氯离子具有吸附作用。4。结论

当盐酸浓度低于8mol/L时,难以检测传统实验中的挥发度。通过氯离子浓度和pH传感器数字化实验的“实时监测”全过程,可以直观,生动地呈现不同浓度盐酸的挥发性。在学生面前,氯离子对氯离子的吸附在实验中被检测到,传统实验无法完成和感知。这使学生能够更深入地了解微观粒子的作用,有利于培养学生化学学科的核心素养[2]。数字实验在化学四重表征[3]中的微观表征和曲线表征方面具有独特的优势,它们在课堂上的使用是对传统实验的重要补充。

引用:

[1]马善衡,夏建华,姚汝福。用数字实验探讨氯水中化学平衡的存在[J]。化学教学,2017,(7):71~73。

[2]王云生。探索课堂学习活动设计实施核心素养培养要求[J]。化学教学,2016,(9):3~6。

[3]高淼天。基于“四重表征”和“手持技术”教学模式的实践研究[J]。化学教育,2013,(6):38~41。

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