关于氯水的几个问题

关于氯水的几个问题

1.怎样配备高浓度(饱和)的氯水

Cl2溶于水有两个特点：一是在常温下溶解度不大，1丑体积水约溶解2体积Cl2。二是溶解的速度并不快。

如果把Cl2，通人盛有500mL水的玻璃容器中，仅有3min～5 min 是达不到饱和的。建议在水吸收装置上，采用有较深水位的玻璃筒或把水装入500mL的细口瓶中，让水充分吸收Cl2，时间不得少于20min。这样制得的氯水方可接近饱和。

实验者注意，实验室制Cl，，特别是用固体

KMn04与浓HCl反应产生的Cl2中含有较多的

HCl。所以图丑中洗气瓶A内的氯水(吸收了

HCl)的酸度，比B瓶中氯水的酸度要大。

2 饱和氯水中。移(卿2)～e(HCll》～秽(砬{CⅡ⑩9有多大

C12溶于水，粗约计算丑L水溶解2L的Cl2

(3．1 7 9)达到饱和，Cl2的质量分数是3。丑×11 0。1，

C12的浓度(溶解度)是0。089mo l。L。。。但是Cl2溶

于水会跟水发生反应，并很快达到平衡：

CⅡ2+H2 0：． "HCl+HCIO

反应的平衡常数和各物质的平衡浓度可以从

文献中查得：

K=4。2×丑0—4

c(C丑2)=0。062mol。L。1

c(HCIO)=0。030tool。L叫

e(HCI)=0。030mo l。L。

可见，在饱和氯水中HCl0和HCl的浓度不

大。具体说，饱和氯水中盐酸的浓度，仅相当于

1ⅡJ水中溶解2。5 mL浓盐酸后的稀盐酸的浓度。

读者注意，Cl7溶于水需要较长的时间才能达

到饱和，而且浓度越大的氯水，CⅡ，的扩散越慢，

C17的溶解能力越差。因此通常所用的氯水实际

上是不饱和的，各成分的实际浓度远比前面所提

供的理论值要低许多。在使用氯水时实验者一定

要心中有这个“数”。· 7

3 关于CⅡ2和HCIl⑩氧化性强弱比较

C17溶于水并与水发生(歧化)反应：。

H2 0+C12-----1HCl． +HCIO

’此时Cl，氧化性>HCl0氧化性。．

浓盐酸与次氯酸反应制Cl7：

HCI+HCIO=H2 0+C12个

HCl0氧化性>HCl氧化性。

Cl?与HCl0的氧化性究竟哪个强?

文献显示，卤素的歧化反应与溶液的pH有

关：只有当pH>4时，Cl?的歧化反应才能顺利进

行；当pH<4时，上述反应则向左(生成Cl2)进行。

所以必须用次氯酸(或次氯酸盐)与浓盐酸反应制

C17。可见谈及Cl7与HCl0的氧化性强弱，是以溶

液的pH值为前提的。通常情况下CⅡ，与水的反

应的起初，Cl7的浓度大，HCl、HCl0的浓度极小，

纯水的pH--．7，显然是Cl，的氧化性比HCl0要

HCl①，所以氯水中有Cl2、HCl、HCl0、H2 0等4种成分。从原理上讲，这4种成分都能跟M9发生反

应。M9跟氯水反应的真实性可作如下分析：

首先，人们普遍认为M9跟氯水中的HCl反

应产生H2(Mg+2HCl=MgCl2+H2个)。但是人们

又普遍忽略了M9还能跟氯水中的H2 0反应产生屿。．。，+ ’

Mg+2 H2 0‘=Mg(OH)2+吼2个

在通常情况下，M9跟冷水反应产生H2，的速

度很缓慢，那是因为M9跟水反应生成有难溶于

水的Mg(OH)2附着在M9的表面，使反应难于持

续下去。如果把M9条放入氯水中就有了新的情

况：氯水中的HCl能溶解Mg(OH)2，使Mg(OH)2

不可能在氯水中生成，可以让M9不断向水提供

新鲜的金属表面，这就大大改善了M9跟H，0反

应的条件，从而加快了M9跟H2 0反应产生H2的

速度。支撑这种认识的事实是：把MgCl2与NaOH

反应生成的沉淀Mg(OH)2，经反复多次用水洗

涤，用吸管取出Mg(OH)2沉淀(浊液)，注入氯水

中，沉淀会迅速溶解。一’’ 一

1隐?lg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2 0 4

其次，有人认为氯水中的q；很活泼‘，能跟

M9直接反应：Mg+C12=MgCl2 0弋支撑这种认识的

事实是：M9能使氯水的浅黄绿色慢慢减褪直至

褪成无色吕笔者曾经做过如图2所示的实验：’试

管里先注入2／3试管体积的饱和氯水，然后加入

4mL。5 mL苯，用力振荡、静置，Cl，被苯萃取到液

面上方呈色泽鲜艳的黄绿色苯层。再在萃取出

CⅡ2的苯层中插入一段M9条，发现M9条使苯层

褪色的速度非常缓慢。 2

．可见，M9跟氯水中C12直接反应的情况是存

在的，甚至还不能排除有HCl0直接氧化M9的情

况(M9十H(]IO+HCl=MgCl2+Ⅻ2 0)，但是从现象

和数量上看，它绝对是次要的副反应。

§一定要用船新制的鲫～郇饱和的如氯水吗

’在中学化学里，使用氯水的场合主要有：观察

氯水的颜色；观察氯对Br一、Ⅱ一的氧化；氯水的光分解实验。笔者通过多年的实验证实：!：

‘(丑)把盛满饱和氯水的无色试剂瓶放置在有

散射光照射的实验室(或教室)内，十天半月后，把

这种氯水用于实验观察对Br一、Ⅱ一的氧化，现象都十分明显。即使把这种氯水再稀释2～3倍，也

不失有满意的实验效果。‘倘若把饱和氯水盛放在

棕色瓶中，在半年以后取用，这种长期存放后的氯

水对Br_、Ⅱ一的氧化，也都有满意的实验效果。

(2)新制备的氯水恰恰不适合做氯水的光分

解实验。原因是新制氯水中，Cl?与心0的反应

并不充分，HCl0的数量小，浓度低。就笔者的长

期观察，实际能成功做好氯水光分解实验的人并

不多。谈及失败的原因主要归于是用了“新配制”

的氯水。”笔者总是把新制的饱和氯水，在暗处置

放它丑～2周(卫①天左右)之后，再把它用来作氯

水的光分解实验，如果用_个装满250mL氯水的

烧瓶，可在0。5h内光解出l 5 mL～‘20mL的07。

笔者曾就读的高中化学教材是1 952年前东

北人民政府编译’|，由人民教育出版社出版的“高中化学”。这里引用第一册33页上关于氯水光分解

实验的一段文字：“实验。，‘ ，

可利用如图3所示的仪器，在圆底

烧瓶中装满氯的水溶液，，并将烧瓶

倒放在装有水的烧杯中，要经过数

十天之后，用光线照射，在烧瓶中

收集到0，，这个0，我们可以设法

实验。"可见，我们后来教材的编著

者和广大的教学同仁，还没有把

“数十天”这点宝贵经验继承下来。

综上可见，在我们通常的教学实验所要用到

的氯水中，除了观察氯水的颜色和氯水的光分解