王乃麒

[摘要]魯科版化學(xué)教材中，氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)存在氯氣在反應(yīng)過程中逸出產(chǎn)生污染、沒有對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行檢驗(yàn)、現(xiàn)象不明顯、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)從演示實(shí)驗(yàn)的要求出發(fā)，對(duì)氯氣的性質(zhì)演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，讓實(shí)驗(yàn)綠色化、微型化、簡(jiǎn)便化、高效化。

[關(guān)鍵詞]反應(yīng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)綠色化

[中圖分類號(hào)]G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]16746058（2015）110096

魯科版化學(xué)教材《化學(xué)1》中，關(guān)于氯氣的性質(zhì)安排有“紅熱的鐵絲在氯氣中燃燒”的演示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作的方法為：將一束鐵絲在酒精燈的火焰上灼燒至紅熱后迅速伸入到盛有氯氣的集氣瓶中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后向集氣瓶中注入少量水，蓋上玻璃片，振蕩，觀察溶液顏色。該實(shí)驗(yàn)存在以下問題：1.實(shí)驗(yàn)是在半敞口狀態(tài)下完成的，反應(yīng)放出的熱量會(huì)使氯氣膨脹而逸出，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的棕褐色的煙也會(huì)隨之一起逸出。在向集氣瓶中加入水時(shí)，也會(huì)致使有害氣體逸出，且操作中需要多次打開集氣瓶口。2.氯氣要提前制備，已制備好的氯氣放在講臺(tái)上也會(huì)有少部分逸出，不僅污染教室，還會(huì)因氯氣濃度降低使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。3.沒有對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行檢驗(yàn)。為此，筆者對(duì)氯氣與鐵反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

一、實(shí)驗(yàn)用品

集氣瓶、橡皮塞、氣球、20mL注射器、鐵絲、氯酸鉀、濃鹽酸、濃氫氧化鈉溶液、蒸餾水。

二、實(shí)驗(yàn)裝置

裝置說明：1.注射器（3個(gè)，注射器1裝入3mL的濃鹽酸；注射器2裝入10mL蒸餾水；注射器3裝入10mL濃氫氧化鈉溶液）2.集氣瓶3.氣球4.鐵絲或銅絲5.濃鹽酸6.氯酸鉀

三、實(shí)驗(yàn)原理

1.KClO3+6HCl（濃）=3Cl2↑+KCl+3H2O

2.2Fe+3Cl2點(diǎn)燃2FeCl3

3.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

四、實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象

1.將鐵絲一端彎曲成螺旋狀，另一端繞在插入橡膠塞的針尖上，按實(shí)驗(yàn)裝置圖組裝好裝置，并檢查裝置氣密性。取一藥匙氯酸鉀固體平鋪集氣瓶的底部，注射器1裝入3mL濃鹽酸。

2.將下端彎曲的細(xì)鐵絲放在酒精燈上加熱至紅熱后迅速伸入到集氣瓶中，將注射器1中的3mL濃鹽酸迅速注入到集氣瓶中，鹽酸與氯酸鉀立即反應(yīng)，此時(shí)可以看到立刻產(chǎn)生黃綠色的氣體，同時(shí)鐵絲上會(huì)產(chǎn)生明顯的棕褐色煙并充滿整個(gè)燒瓶，且能看到氣球隨著反應(yīng)的進(jìn)行出現(xiàn)體積變化。

3.當(dāng)反應(yīng)停止后，用注射器2往集氣瓶中加入10mL蒸餾水，輕輕振蕩集氣瓶，觀察到溶液呈黃色。

4.用注射器3將10mL濃氫氧化鈉溶液注入集氣瓶瓶中，燒瓶底部立刻有紅棕色沉淀生成，集氣瓶?jī)?nèi)黃綠色氣體消失。

五、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新效果

1.實(shí)驗(yàn)集氯氣的制備、氯氣的儲(chǔ)氣、氯氣與鐵反應(yīng)和驗(yàn)證產(chǎn)物氯化鐵于一體，教師展示方便，也易于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)。

2.反應(yīng)在密閉體系中完成，有效減少了因氯氣的逸散產(chǎn)生的環(huán)境污染，讓實(shí)驗(yàn)綠色化。

3.藥品使用量少，實(shí)驗(yàn)節(jié)約化。

4.裝置簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便化。

5.實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，現(xiàn)象明顯，實(shí)驗(yàn)高效化。

六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是如何使鐵絲在集氣瓶中保持較長(zhǎng)的紅熱狀態(tài)，特別是在氣溫較低時(shí)，如果采取加熱較粗的鐵絲就能很好地解決這一難題。

2.濃氫氧化鈉溶液既可用來驗(yàn)證產(chǎn)物，又可用來除去多余的氯氣，在交換濃氫氧化鈉溶液的注射器時(shí)動(dòng)作一定要迅速，以免有氣體逸出。

[參考文獻(xiàn)]

[1]宋志貴，春麗.氯氣與金屬鐵、銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué)，2011（6）.

[2]張正飛.鐵和氯氣反應(yīng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2013（12）.

（責(zé)任編輯羅艷）