工业制备盐酸演示装置的设计和使用

叶永谦

研究背景

盐酸是重要工业原料，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。但实际教学中却缺少盐酸工业制法的演示装置。

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盐酸吸收，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，本实验拟采用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。将二者有机连接在一起，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。

装置设计

第1 代实验装置分为3 部分，一是电解部分，用于制备氢气和氯气;二是合成部分，用于演示氢气和氯气燃烧制备氯化氢，并收集吸收制备盐酸;三是尾气处理部分，用于处理可能过量的氢气或氯气，保证实验安全环保。具体装置示意图如图1，实物图如图2 所示。

装置图中，电解部分由大号U型管、石墨棒、三角漏斗、橡皮塞组成，电解生成的氢氣在U 型管左管中，氯气在右管中，产生的氢气、氯气将饱和食盐水压入三角漏斗中，打开活塞1、3 即可分别将氢气和氯气导入合成炉模拟装置（图3）中。……