氯气的实验室制法

在实验室中,制取氯气通常采用氧化浓盐酸的方法。收集时,则可使用向上排空气法或排饱和食盐水法。

实验室制取氯气的常用氧化剂包括MnO₂、KMnO₄、Ca（ClO）₂和Co2O3,这些氧化剂与浓盐酸反应可生成氯气。

以下是具体的化学反应方程式：

4HCl（浓）+MnO₂=加热=MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

16HCl+2KMnO₄=2KCl+2MnCl₂+8H₂O+5Cl₂↑

（若使用的盐酸浓度较低,则反应可能无法进行。此时,可用一种非还原性酸和氯化钠的混合物替代盐酸,同样可生成氯气。）

4HCl+Ca（ClO）₂=CaCl₂+2H₂O+2Cl₂↑（此反应只需1mol/L的稀盐酸便可剧烈进行。）

2H++ClO-+Cl-=H2O+Cl2↑

（任何能电离出H+的酸都可参与此归中反应,如草酸。但反应速率会受酸电离H+能力的影响。若使用易挥发的有机酸,应避免在强光下反应,以防氯气与挥发的有机酸发生取代反应,导致爆炸或生成有毒物质,如冰醋酸与氯气反应会生成剧毒的氯醋酸、二氯醋酸和三氯醋酸。）

若无浓盐酸,也可用NaCl（固体）和浓硫酸替代,如：

2NaCl+3H₂SO₄（浓）+MnO₂=加热=2NaHSO₄+MnSO₄+2H₂O+Cl₂↑

综上所述,实验室制取氯气的关键在于：氯离子、氧化剂和酸性环境。若氧化剂的氧化性不强,还需不同程度地加热。

收集氯气时,可采用向上排空气法或排饱和食盐水法。

净化氯气时,可用饱和食盐水去除HCl气体,用浓硫酸去除水蒸气。

尾气处理时,需用强碱溶液（如NaOH溶液）进行吸收。

验满方法有三种：

1. 将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2瓶口,若试纸立即变蓝,则证明已集满。

2. 将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2瓶口,若试纸先变红后褪色,则证明已集满。

3. 实验室制备氯气时,也可直接根据氯气的颜色判断是否收集满。

注意：切勿轻信网络上的错误言论,氯酸盐绝不能用于制备氯气,否则会生成大量难以分离且易爆炸的ClO2。