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        鐵與氯氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的環(huán)保型設(shè)計(jì)

        2014-03-31 23:49:51郎慶利王培明齊俊林
        化學(xué)教學(xué) 2014年2期

        郎慶利+王培明+齊俊林

        摘要:鐵在氯氣里燃燒實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)行高中化學(xué)教材中的一個(gè)重要演示實(shí)驗(yàn),但進(jìn)行演示時(shí),逸出的氯氣等有害物質(zhì),嚴(yán)重污染教學(xué)環(huán)境,影響師生健康。為此,利用蒸餾瓶作為反應(yīng)器設(shè)計(jì)出了環(huán)保型實(shí)驗(yàn)裝置,完全消除了實(shí)驗(yàn)過程中的環(huán)境污染,教學(xué)效果良好。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)目標(biāo),而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力,增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

        關(guān)鍵詞:鐵絲;氯氣;演示實(shí)驗(yàn);氯化鐵

        文章編號(hào):1005–6629(2014)2–0041–02 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

        鐵在氯氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)行化學(xué)教材[1]中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示),教材中的實(shí)驗(yàn)方法盡管能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。但有明顯的缺陷:其一,在集氣瓶中收集氯氣時(shí)需要一個(gè)較為復(fù)雜的氯氣制備系統(tǒng),在制備和收集過程中容易造成氯氣外逸,污染室內(nèi)空氣;其二,在進(jìn)行鐵與氯氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過程中瓶?jī)?nèi)未反應(yīng)的氯氣及大量的棕黃色的煙(三氯化鐵小顆粒)容易外逸,污染室內(nèi)環(huán)境,不利于師生健康。針對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)的不足,筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了認(rèn)真的研究和設(shè)計(jì),并收到了較好的教學(xué)效果,現(xiàn)介紹如下。

        1 實(shí)驗(yàn)用品

        蒸餾瓶(500 mL)1個(gè),單球干燥管1支,小試管(15 mm×100 mm)1支,分液漏斗(50 mL)1個(gè),膠頭滴管1支,2號(hào)單孔橡膠塞1個(gè),5號(hào)單孔橡膠塞1個(gè),粗銅絲(40 cm)1根,酒精燈1盞,火柴1盒,鐵架臺(tái)1個(gè),十字夾、鐵夾各1個(gè)。

        濃鹽酸,高錳酸鉀晶體,顆粒狀堿石灰,細(xì)鐵絲(φ=0.22 mm,細(xì)鐵絲網(wǎng)專用),蒸餾水,10%氫氧化鈉溶液。

        2 實(shí)驗(yàn)裝置

        如圖2所示。

        3 附件制作

        3.1 制作銅絲試管架

        取1根40 cm長(zhǎng)的粗銅絲,用鐵鉗彎成一個(gè)能固定試管的架子(如圖3所示)。

        3.2 組裝橡膠塞

        將自制銅絲試管架的柄穿入5號(hào)單孔橡膠塞的中央;在橡膠塞的小孔上安裝分液漏斗,并保證氣密性良好(如圖4所示)。

        4 實(shí)驗(yàn)方法及其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

        (1)在蒸餾瓶?jī)?nèi)加入3 g左右的細(xì)鐵絲。

        (2)在干燥管內(nèi)加入用蒸餾水潤(rùn)濕的堿石灰顆粒后固定在蒸餾瓶的支管上。

        (3)在小試管中加入1 g左右的高錳酸鉀晶體后,將小試管放在試管架上固定好;將大膠塞上的分液漏斗注入1.5 mL濃鹽酸;最后把大膠塞緊緊塞在蒸餾瓶的瓶口處,并保證氣密性良好。

        (5)用力下推試管架的銅絲柄,使小試管下移到蒸餾瓶的底部。由于氯氣的密度大于空氣的密度,空氣通過干燥管排出瓶體外。

        待細(xì)鐵絲燃燒結(jié)束、蒸餾瓶冷卻后,旋轉(zhuǎn)銅絲柄,使小試管不再對(duì)準(zhǔn)分液漏斗的下端;在分液漏斗內(nèi)加入有鹽酸的蒸餾水20 mL,旋轉(zhuǎn)分液漏斗旋塞,使蒸餾水全部注入蒸餾瓶?jī)?nèi)后關(guān)閉旋塞,可觀察到溶液呈黃色,說明生成物為氯化鐵。

        實(shí)驗(yàn)完畢后,向分液漏斗內(nèi)加入30 mL 10%的氫氧化鈉溶液,打開旋塞,當(dāng)氫氧化鈉溶液全部注入蒸餾瓶時(shí),關(guān)閉分液漏斗的旋塞。輕輕振蕩蒸餾瓶,使其內(nèi)部的剩余的氯氣全部被氫氧化鈉溶液吸收掉(Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O)。

        5 實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)及其說明

        (1)鐵與氯反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的環(huán)保型裝置,取材容易,制作簡(jiǎn)單,操作方便,現(xiàn)象明顯,無(wú)空氣污染,重復(fù)性好,是目前較為理想的一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,深受師生的好評(píng)。

        (2)在給蒸餾瓶?jī)?nèi)鐵絲加熱過程中,嚴(yán)禁液體滴入瓶?jī)?nèi),以防瓶體炸裂。

        參考文獻(xiàn):

        [1]人民教育出版社化學(xué)室編著.全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(必修加選修)化學(xué)第二冊(cè)[M].北京:人民教育出版社,2003:87.

        摘要:鐵在氯氣里燃燒實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)行高中化學(xué)教材中的一個(gè)重要演示實(shí)驗(yàn),但進(jìn)行演示時(shí),逸出的氯氣等有害物質(zhì),嚴(yán)重污染教學(xué)環(huán)境,影響師生健康。為此,利用蒸餾瓶作為反應(yīng)器設(shè)計(jì)出了環(huán)保型實(shí)驗(yàn)裝置,完全消除了實(shí)驗(yàn)過程中的環(huán)境污染,教學(xué)效果良好。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)目標(biāo),而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力,增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

        關(guān)鍵詞:鐵絲;氯氣;演示實(shí)驗(yàn);氯化鐵

        文章編號(hào):1005–6629(2014)2–0041–02 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

        鐵在氯氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)行化學(xué)教材[1]中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示),教材中的實(shí)驗(yàn)方法盡管能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。但有明顯的缺陷:其一,在集氣瓶中收集氯氣時(shí)需要一個(gè)較為復(fù)雜的氯氣制備系統(tǒng),在制備和收集過程中容易造成氯氣外逸,污染室內(nèi)空氣;其二,在進(jìn)行鐵與氯氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過程中瓶?jī)?nèi)未反應(yīng)的氯氣及大量的棕黃色的煙(三氯化鐵小顆粒)容易外逸,污染室內(nèi)環(huán)境,不利于師生健康。針對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)的不足,筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了認(rèn)真的研究和設(shè)計(jì),并收到了較好的教學(xué)效果,現(xiàn)介紹如下。

        1 實(shí)驗(yàn)用品

        蒸餾瓶(500 mL)1個(gè),單球干燥管1支,小試管(15 mm×100 mm)1支,分液漏斗(50 mL)1個(gè),膠頭滴管1支,2號(hào)單孔橡膠塞1個(gè),5號(hào)單孔橡膠塞1個(gè),粗銅絲(40 cm)1根,酒精燈1盞,火柴1盒,鐵架臺(tái)1個(gè),十字夾、鐵夾各1個(gè)。

        濃鹽酸,高錳酸鉀晶體,顆粒狀堿石灰,細(xì)鐵絲(φ=0.22 mm,細(xì)鐵絲網(wǎng)專用),蒸餾水,10%氫氧化鈉溶液。

        2 實(shí)驗(yàn)裝置

        如圖2所示。

        3 附件制作

        3.1 制作銅絲試管架

        取1根40 cm長(zhǎng)的粗銅絲,用鐵鉗彎成一個(gè)能固定試管的架子(如圖3所示)。

        3.2 組裝橡膠塞

        將自制銅絲試管架的柄穿入5號(hào)單孔橡膠塞的中央;在橡膠塞的小孔上安裝分液漏斗,并保證氣密性良好(如圖4所示)。

        4 實(shí)驗(yàn)方法及其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

        (1)在蒸餾瓶?jī)?nèi)加入3 g左右的細(xì)鐵絲。

        (2)在干燥管內(nèi)加入用蒸餾水潤(rùn)濕的堿石灰顆粒后固定在蒸餾瓶的支管上。

        (3)在小試管中加入1 g左右的高錳酸鉀晶體后,將小試管放在試管架上固定好;將大膠塞上的分液漏斗注入1.5 mL濃鹽酸;最后把大膠塞緊緊塞在蒸餾瓶的瓶口處,并保證氣密性良好。

        (5)用力下推試管架的銅絲柄,使小試管下移到蒸餾瓶的底部。由于氯氣的密度大于空氣的密度,空氣通過干燥管排出瓶體外。

        待細(xì)鐵絲燃燒結(jié)束、蒸餾瓶冷卻后,旋轉(zhuǎn)銅絲柄,使小試管不再對(duì)準(zhǔn)分液漏斗的下端;在分液漏斗內(nèi)加入有鹽酸的蒸餾水20 mL,旋轉(zhuǎn)分液漏斗旋塞,使蒸餾水全部注入蒸餾瓶?jī)?nèi)后關(guān)閉旋塞,可觀察到溶液呈黃色,說明生成物為氯化鐵。

        實(shí)驗(yàn)完畢后,向分液漏斗內(nèi)加入30 mL 10%的氫氧化鈉溶液,打開旋塞,當(dāng)氫氧化鈉溶液全部注入蒸餾瓶時(shí),關(guān)閉分液漏斗的旋塞。輕輕振蕩蒸餾瓶,使其內(nèi)部的剩余的氯氣全部被氫氧化鈉溶液吸收掉(Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O)。

        5 實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)及其說明

        (1)鐵與氯反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的環(huán)保型裝置,取材容易,制作簡(jiǎn)單,操作方便,現(xiàn)象明顯,無(wú)空氣污染,重復(fù)性好,是目前較為理想的一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,深受師生的好評(píng)。

        (2)在給蒸餾瓶?jī)?nèi)鐵絲加熱過程中,嚴(yán)禁液體滴入瓶?jī)?nèi),以防瓶體炸裂。

        參考文獻(xiàn):

        [1]人民教育出版社化學(xué)室編著.全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(必修加選修)化學(xué)第二冊(cè)[M].北京:人民教育出版社,2003:87.

        摘要:鐵在氯氣里燃燒實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)行高中化學(xué)教材中的一個(gè)重要演示實(shí)驗(yàn),但進(jìn)行演示時(shí),逸出的氯氣等有害物質(zhì),嚴(yán)重污染教學(xué)環(huán)境,影響師生健康。為此,利用蒸餾瓶作為反應(yīng)器設(shè)計(jì)出了環(huán)保型實(shí)驗(yàn)裝置,完全消除了實(shí)驗(yàn)過程中的環(huán)境污染,教學(xué)效果良好。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)目標(biāo),而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力,增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

        關(guān)鍵詞:鐵絲;氯氣;演示實(shí)驗(yàn);氯化鐵

        文章編號(hào):1005–6629(2014)2–0041–02 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

        鐵在氯氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)行化學(xué)教材[1]中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示),教材中的實(shí)驗(yàn)方法盡管能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。但有明顯的缺陷:其一,在集氣瓶中收集氯氣時(shí)需要一個(gè)較為復(fù)雜的氯氣制備系統(tǒng),在制備和收集過程中容易造成氯氣外逸,污染室內(nèi)空氣;其二,在進(jìn)行鐵與氯氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過程中瓶?jī)?nèi)未反應(yīng)的氯氣及大量的棕黃色的煙(三氯化鐵小顆粒)容易外逸,污染室內(nèi)環(huán)境,不利于師生健康。針對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)的不足,筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了認(rèn)真的研究和設(shè)計(jì),并收到了較好的教學(xué)效果,現(xiàn)介紹如下。

        1 實(shí)驗(yàn)用品

        蒸餾瓶(500 mL)1個(gè),單球干燥管1支,小試管(15 mm×100 mm)1支,分液漏斗(50 mL)1個(gè),膠頭滴管1支,2號(hào)單孔橡膠塞1個(gè),5號(hào)單孔橡膠塞1個(gè),粗銅絲(40 cm)1根,酒精燈1盞,火柴1盒,鐵架臺(tái)1個(gè),十字夾、鐵夾各1個(gè)。

        濃鹽酸,高錳酸鉀晶體,顆粒狀堿石灰,細(xì)鐵絲(φ=0.22 mm,細(xì)鐵絲網(wǎng)專用),蒸餾水,10%氫氧化鈉溶液。

        2 實(shí)驗(yàn)裝置

        如圖2所示。

        3 附件制作

        3.1 制作銅絲試管架

        取1根40 cm長(zhǎng)的粗銅絲,用鐵鉗彎成一個(gè)能固定試管的架子(如圖3所示)。

        3.2 組裝橡膠塞

        將自制銅絲試管架的柄穿入5號(hào)單孔橡膠塞的中央;在橡膠塞的小孔上安裝分液漏斗,并保證氣密性良好(如圖4所示)。

        4 實(shí)驗(yàn)方法及其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

        (1)在蒸餾瓶?jī)?nèi)加入3 g左右的細(xì)鐵絲。

        (2)在干燥管內(nèi)加入用蒸餾水潤(rùn)濕的堿石灰顆粒后固定在蒸餾瓶的支管上。

        (3)在小試管中加入1 g左右的高錳酸鉀晶體后,將小試管放在試管架上固定好;將大膠塞上的分液漏斗注入1.5 mL濃鹽酸;最后把大膠塞緊緊塞在蒸餾瓶的瓶口處,并保證氣密性良好。

        (5)用力下推試管架的銅絲柄,使小試管下移到蒸餾瓶的底部。由于氯氣的密度大于空氣的密度,空氣通過干燥管排出瓶體外。

        待細(xì)鐵絲燃燒結(jié)束、蒸餾瓶冷卻后,旋轉(zhuǎn)銅絲柄,使小試管不再對(duì)準(zhǔn)分液漏斗的下端;在分液漏斗內(nèi)加入有鹽酸的蒸餾水20 mL,旋轉(zhuǎn)分液漏斗旋塞,使蒸餾水全部注入蒸餾瓶?jī)?nèi)后關(guān)閉旋塞,可觀察到溶液呈黃色,說明生成物為氯化鐵。

        實(shí)驗(yàn)完畢后,向分液漏斗內(nèi)加入30 mL 10%的氫氧化鈉溶液,打開旋塞,當(dāng)氫氧化鈉溶液全部注入蒸餾瓶時(shí),關(guān)閉分液漏斗的旋塞。輕輕振蕩蒸餾瓶,使其內(nèi)部的剩余的氯氣全部被氫氧化鈉溶液吸收掉(Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O)。

        5 實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)及其說明

        (1)鐵與氯反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的環(huán)保型裝置,取材容易,制作簡(jiǎn)單,操作方便,現(xiàn)象明顯,無(wú)空氣污染,重復(fù)性好,是目前較為理想的一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,深受師生的好評(píng)。

        (2)在給蒸餾瓶?jī)?nèi)鐵絲加熱過程中,嚴(yán)禁液體滴入瓶?jī)?nèi),以防瓶體炸裂。

        參考文獻(xiàn):

        [1]人民教育出版社化學(xué)室編著.全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(必修加選修)化學(xué)第二冊(cè)[M].北京:人民教育出版社,2003:87.

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