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氯气的快捷制法
在中学教材中，氯气的实验室制法是浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下反应，生成氯气。因为反应慢，在中学实验室中通常并未采用这种方法制氯气。一般情况下，中学实验室利用浓盐酸和高锰酸钾反应制取氯气，反应不需要加热就可以进行，反应速度比第一种方法快得多。当然，在反应过程中反应速度会减慢，这时加热会提高反应速度，通常这种加热时有必要的。但是在反应过程中反应容器壁上会牢固附着上不容水的二氧化锰，一般用浓盐酸洗，这会产生有毒的氯气。我发现用浓盐酸和氯酸钾制氯气比前两种方法都好。一是这种方法根本不需要加热就能进行，并且反应速度是最快的；二是在反应过程中不会有难容产物附着在容器壁上；三是这种方法能使反应物中的所有氯元素全转化到氯气中，不仅节省原料而且提高了产率，而前两种方法中，反应物中的氯元素只有一部分转化到氯气中。但用浓盐酸和氯酸钾制得的氯气并不纯净，其中含有盐酸小液滴，后来改用浓硫酸（或用浓度在80%以上的稀硫酸）氯化钠和氯酸钾制氯气，制得的氯气较纯净。该反应的原理是氯酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可把氯化钠中的氯离子氧化成零价的氯元素。
氯水的快捷制法
实验室制氯水是把氯气通入蒸馏水中制成的，虽然通入氯气时间较长，但制得的氯水中氯分子含量少，颜色较浅。并且用高锰酸钾和浓盐酸制得的氯气通入水中制氯水时，因反应速度变慢需加热，而加热不好控制，未反应的高锰酸钾随盐酸经导管进入正在制备的氯水中，氯水就有了高锰酸钾的紫红色，影响氯水制备的成功率。我制氯水时，在烧杯内加入适量的固体氯酸钾，再加入适量的浓盐酸，待两者剧烈反应几秒钟后加入适量的蒸馏水，顷刻间蒸馏水变成了黄绿色，烧杯底部还沉有未反应的氯酸钾，迅速地把上清液倒入其他容器。这种黄绿色液体就是氯水。这样制氯水的速度相当快，整个过程不超过20秒。用此法制得的氯水比前面介绍的方法制得的氯水颜色深，浓度大，所以保存时间长。
这种方法制得的氯水显然含有杂质。氯酸钾和浓盐酸反应生成氯化钾，水和氯气，在这个反应体系中加入蒸馏水制氯水，这种氯水中除了含有氯分子，还含有未反应但溶入的氯酸钾和未反应的盐酸以及另一种产物氯化钾。这种含杂质的氯水中就含有水分子，氯分子，次氯酸分子，氯离子，次氯酸根离子，氢离子，钾离子和氯酸根离子，其中前六种是无杂质的氯水所含的微粒，但含杂质的氯水所含氯离子和氢离子比同浓度无杂质氯水所含的氯离子和氢离子多，这样，多出的氯离子和氢离子使氯分子和水反应的可逆反应向生成氯分子的方向移动，所以同浓度的含杂质的氯水比無杂质的氯水所含氯分子多，颜色也就深一些。有杂质的氯水所含杂质是钾离子和氯酸根离子。
用含杂质的氯水做中学化学教材所涉及的实验，可行性怎样呢？首先是观察氯水颜色的实验。这种含杂质的氯水和无杂质的氯水一样其中含有氯分子，并且杂质离子是无色的，所以含杂质氯水和无杂质氯水都呈黄绿色。第二，氯水的漂白性。含杂质的氯水和无杂质的氯水一样含有漂白作用的次氯酸，都可以使有色有机物褪色。而杂质离子无漂白作用，即使在氯水的酸性条件下杂质离子氯酸根离子有较强氧化性，但无漂白性。第三，氯水中氯离子的检验。因为含杂质的氯水和无杂质的氯水都含有氯离子，都能和硝酸银反应生成白色沉淀，杂质离子不影响沉淀反应，只是同浓度含杂质的氯水比无杂质的氯水和硝酸银反应产生的杂质多一些，这只是定性实验并非定量实验，况且实验用的氯水浓度可以不确定。所以具有可行性。第四，氯水酸性的检验。紫色石蕊试液和有杂质的氯水反应，紫色石蕊先褪色，这和无杂质氯水和紫色石蕊反应的现象是相同的。第三，氯水与溴化物和碘化物的反应。氯水中因含氯分子，可以置换出溴单质和碘单质。虽然含杂质的氯水中有氯酸根离子，并且在氯水的酸性环境下有氧化性，可以与溴化物和碘化物反应生成溴单质和碘单质，但氯酸根离子在有杂质氯水中的含量远低于氯分子的含量，因为这种氯水的制取速度极快并且未参加反应的固体氯酸钾及时和氯水分开，在短短的过程中只有少量的氯酸钾溶入氯水中，用块状而不是粉末状的氯酸钾制氯水，其中的氯酸根离子能减到最少。所以含杂质的氯水与溴化物和碘化物反应，起主要作用的是氯分子，而无杂质的氯水与溴化物和碘化物反应，起氧化作用的也是氯分子。第四，氯水氧化氯化亚铁。无杂质氯水中起氧化作用的是氯分子，有杂质氯水中起氧化作用的主要是氯分子，而不是氯酸根离子。总之，这种有杂质的氯水在中学阶段的实验中有可行性。
溴水的快捷制法
液溴具有强烈的刺激性，取液溴配溴水是件非常不容易的操作。我想出办法不取液溴就能制溴水。其具体过程如下，取适量固体氯酸钾和溴化钾，再加适量的浓盐酸或硫酸，目的是氯酸钾中的氯酸根离子在酸性条件下有强氧化性，从而氧化溴化钾生成溴分子。待反应进行几秒钟后，加入适量的蒸馏水，蒸馏水立即变成橙黄色液体，接着迅速弃去底部未反应的固体氯酸钾和溴化钾，剩下的橙黄色液体就是溴水，控制加水量可制得饱和溴水（溶液底部沉有液溴）。
然而这种方法制得的溴水是有杂质的。如果用浓盐酸制，所含杂质离子是氯离子，钾离子和氯酸根离子，还含有比无杂质溴水多的氢离子和溴离子；如果用硫酸制，所含杂质离子是硫酸根离子，钾离子和氯酸根离子，还含有比无杂质溴水多的氢离子和溴离子。用这种方法制得的溴水在中学阶段的实验中的可行性怎样呢？第一，有杂质溴水所含杂质离子都是无色的，不影响溴水的颜色，所以用这样含杂质的溴水做萃取实验，不影响实验现象。第二，和无杂质的饱和溴水一样，有杂质的饱和溴水和苯酚反应也生成白色沉淀，并且所含杂质离子不影响溴分子和苯酚的反应。第三，含杂质的溴水和碘化物反应现象与无杂质溴水和碘化物反应现象相同，在本质上都是溴水中的溴分子置换出碘，虽然有杂质的溴水所含的氯酸根离子在酸性环境下有氧化性，也可以氧化碘化物，但这种杂质离子含量很少，起氧化作用的主要还是溴分子。第四，把乙烯或乙炔通入有杂质的溴水中，溴水退色，这和把乙烯或乙炔通入无杂质的溴水中的现象是一致的，并且退色原因也是一致的，因为有杂质溴水所含杂质不和乙烯或乙炔反应，总之，这种有杂质的溴水在中学阶段的实验中有可行性。
在中学教材中，氯气的实验室制法是浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下反应，生成氯气。因为反应慢，在中学实验室中通常并未采用这种方法制氯气。一般情况下，中学实验室利用浓盐酸和高锰酸钾反应制取氯气，反应不需要加热就可以进行，反应速度比第一种方法快得多。当然，在反应过程中反应速度会减慢，这时加热会提高反应速度，通常这种加热时有必要的。但是在反应过程中反应容器壁上会牢固附着上不容水的二氧化锰，一般用浓盐酸洗，这会产生有毒的氯气。我发现用浓盐酸和氯酸钾制氯气比前两种方法都好。一是这种方法根本不需要加热就能进行，并且反应速度是最快的；二是在反应过程中不会有难容产物附着在容器壁上；三是这种方法能使反应物中的所有氯元素全转化到氯气中，不仅节省原料而且提高了产率，而前两种方法中，反应物中的氯元素只有一部分转化到氯气中。但用浓盐酸和氯酸钾制得的氯气并不纯净，其中含有盐酸小液滴，后来改用浓硫酸（或用浓度在80%以上的稀硫酸）氯化钠和氯酸钾制氯气，制得的氯气较纯净。该反应的原理是氯酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可把氯化钠中的氯离子氧化成零价的氯元素。
氯水的快捷制法
实验室制氯水是把氯气通入蒸馏水中制成的，虽然通入氯气时间较长，但制得的氯水中氯分子含量少，颜色较浅。并且用高锰酸钾和浓盐酸制得的氯气通入水中制氯水时，因反应速度变慢需加热，而加热不好控制，未反应的高锰酸钾随盐酸经导管进入正在制备的氯水中，氯水就有了高锰酸钾的紫红色，影响氯水制备的成功率。我制氯水时，在烧杯内加入适量的固体氯酸钾，再加入适量的浓盐酸，待两者剧烈反应几秒钟后加入适量的蒸馏水，顷刻间蒸馏水变成了黄绿色，烧杯底部还沉有未反应的氯酸钾，迅速地把上清液倒入其他容器。这种黄绿色液体就是氯水。这样制氯水的速度相当快，整个过程不超过20秒。用此法制得的氯水比前面介绍的方法制得的氯水颜色深，浓度大，所以保存时间长。
这种方法制得的氯水显然含有杂质。氯酸钾和浓盐酸反应生成氯化钾，水和氯气，在这个反应体系中加入蒸馏水制氯水，这种氯水中除了含有氯分子，还含有未反应但溶入的氯酸钾和未反应的盐酸以及另一种产物氯化钾。这种含杂质的氯水中就含有水分子，氯分子，次氯酸分子，氯离子，次氯酸根离子，氢离子，钾离子和氯酸根离子，其中前六种是无杂质的氯水所含的微粒，但含杂质的氯水所含氯离子和氢离子比同浓度无杂质氯水所含的氯离子和氢离子多，这样，多出的氯离子和氢离子使氯分子和水反应的可逆反应向生成氯分子的方向移动，所以同浓度的含杂质的氯水比無杂质的氯水所含氯分子多，颜色也就深一些。有杂质的氯水所含杂质是钾离子和氯酸根离子。
用含杂质的氯水做中学化学教材所涉及的实验，可行性怎样呢？首先是观察氯水颜色的实验。这种含杂质的氯水和无杂质的氯水一样其中含有氯分子，并且杂质离子是无色的，所以含杂质氯水和无杂质氯水都呈黄绿色。第二，氯水的漂白性。含杂质的氯水和无杂质的氯水一样含有漂白作用的次氯酸，都可以使有色有机物褪色。而杂质离子无漂白作用，即使在氯水的酸性条件下杂质离子氯酸根离子有较强氧化性，但无漂白性。第三，氯水中氯离子的检验。因为含杂质的氯水和无杂质的氯水都含有氯离子，都能和硝酸银反应生成白色沉淀，杂质离子不影响沉淀反应，只是同浓度含杂质的氯水比无杂质的氯水和硝酸银反应产生的杂质多一些，这只是定性实验并非定量实验，况且实验用的氯水浓度可以不确定。所以具有可行性。第四，氯水酸性的检验。紫色石蕊试液和有杂质的氯水反应，紫色石蕊先褪色，这和无杂质氯水和紫色石蕊反应的现象是相同的。第三，氯水与溴化物和碘化物的反应。氯水中因含氯分子，可以置换出溴单质和碘单质。虽然含杂质的氯水中有氯酸根离子，并且在氯水的酸性环境下有氧化性，可以与溴化物和碘化物反应生成溴单质和碘单质，但氯酸根离子在有杂质氯水中的含量远低于氯分子的含量，因为这种氯水的制取速度极快并且未参加反应的固体氯酸钾及时和氯水分开，在短短的过程中只有少量的氯酸钾溶入氯水中，用块状而不是粉末状的氯酸钾制氯水，其中的氯酸根离子能减到最少。所以含杂质的氯水与溴化物和碘化物反应，起主要作用的是氯分子，而无杂质的氯水与溴化物和碘化物反应，起氧化作用的也是氯分子。第四，氯水氧化氯化亚铁。无杂质氯水中起氧化作用的是氯分子，有杂质氯水中起氧化作用的主要是氯分子，而不是氯酸根离子。总之，这种有杂质的氯水在中学阶段的实验中有可行性。
溴水的快捷制法
液溴具有强烈的刺激性，取液溴配溴水是件非常不容易的操作。我想出办法不取液溴就能制溴水。其具体过程如下，取适量固体氯酸钾和溴化钾，再加适量的浓盐酸或硫酸，目的是氯酸钾中的氯酸根离子在酸性条件下有强氧化性，从而氧化溴化钾生成溴分子。待反应进行几秒钟后，加入适量的蒸馏水，蒸馏水立即变成橙黄色液体，接着迅速弃去底部未反应的固体氯酸钾和溴化钾，剩下的橙黄色液体就是溴水，控制加水量可制得饱和溴水（溶液底部沉有液溴）。
然而这种方法制得的溴水是有杂质的。如果用浓盐酸制，所含杂质离子是氯离子，钾离子和氯酸根离子，还含有比无杂质溴水多的氢离子和溴离子；如果用硫酸制，所含杂质离子是硫酸根离子，钾离子和氯酸根离子，还含有比无杂质溴水多的氢离子和溴离子。用这种方法制得的溴水在中学阶段的实验中的可行性怎样呢？第一，有杂质溴水所含杂质离子都是无色的，不影响溴水的颜色，所以用这样含杂质的溴水做萃取实验，不影响实验现象。第二，和无杂质的饱和溴水一样，有杂质的饱和溴水和苯酚反应也生成白色沉淀，并且所含杂质离子不影响溴分子和苯酚的反应。第三，含杂质的溴水和碘化物反应现象与无杂质溴水和碘化物反应现象相同，在本质上都是溴水中的溴分子置换出碘，虽然有杂质的溴水所含的氯酸根离子在酸性环境下有氧化性，也可以氧化碘化物，但这种杂质离子含量很少，起氧化作用的主要还是溴分子。第四，把乙烯或乙炔通入有杂质的溴水中，溴水退色，这和把乙烯或乙炔通入无杂质的溴水中的现象是一致的，并且退色原因也是一致的，因为有杂质溴水所含杂质不和乙烯或乙炔反应，总之，这种有杂质的溴水在中学阶段的实验中有可行性。