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        強(qiáng)氧化劑在初中化學(xué)教學(xué)中的妙用

        2015-07-29 19:03:48畢桂潔
        亞太教育 2015年20期

        畢桂潔

        摘 要:介紹了利用高錳酸鉀.濃硫酸.過氧化鈉這三種實(shí)驗(yàn)室常見的強(qiáng)氧化劑完成的兩個趣味實(shí)驗(yàn).能夠很好的解決一些疑難實(shí)驗(yàn),充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情.

        關(guān)鍵詞:強(qiáng)氧化劑;高錳酸鉀;濃硫酸;過氧化鈉;點(diǎn)燃

        氧化劑的概念在人教版化學(xué)教材中雖然并不是重點(diǎn),但一些實(shí)驗(yàn)室中常見的強(qiáng)氧化劑卻可以在演示實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮意想不到的作用,能夠很好的解決一些疑難實(shí)驗(yàn),充分的調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情。

        以下我選取高錳酸鉀、濃硫酸、過氧化鈉這三種常見的強(qiáng)氧化劑完成兩個趣味小實(shí)驗(yàn):

        一、奇幻點(diǎn)火

        1.實(shí)驗(yàn)用品:

        高錳酸鉀、濃硫酸、藥匙、玻璃片、玻璃棒、酒精燈

        2.實(shí)驗(yàn)步驟:

        用藥匙取少量高錳酸鉀粉末,集中放在玻璃片上。用玻棒先蘸取少量濃硫酸,再蘸一下高錳酸鉀粉末,然后立即與酒精燈燈芯接觸,隨即燈芯就燃燒起來,一次可點(diǎn)燃二、三盞酒精燈。

        3.原理分析:

        高錳酸鉀又名“灰錳氧”,是一種常見的強(qiáng)氧化劑,常溫下為紫黑色暗紫色固體,受熱見光易分解:分解的化學(xué)方程式為2KMnO□=K□MnO□+MnO□+O□↑,所以需要避光保存于陰涼處,嚴(yán)格禁止與其它易燃物同時(shí)存放。高錳酸鉀在工業(yè)上有很廣泛的應(yīng)用,在工業(yè)上用作消毒粉、漂白粉等,在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,高錳酸鉀常用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣。高中化學(xué)利用高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性和水溶液鮮艷的顏色常用于物質(zhì)的鑒別。

        濃硫酸是指硫酸溶液里硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于70%的硫酸溶液。濃度很高的硫酸溶液具有很強(qiáng)的氧化性,這是高濃度硫酸和普通硫酸或一般濃度硫酸的最大區(qū)別。常用的濃硫酸中H□SO□的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%,其密度為1.84g·cm-3,其物質(zhì)的量濃度為18.4mol·L-1。硫酸是一種高沸點(diǎn)難揮發(fā)的強(qiáng)酸,易溶于水,能以任意比與水混溶。

        濃硫酸和高錳酸鉀反應(yīng)生成七氧化二錳,七氧化二錳是棕色油狀液體并且氧化性極強(qiáng)。它可與乙醇等易燃物劇烈反應(yīng)并且放出大量熱,在氧氣充足的情況下,乙醇隨即燃燒。

        涉及到的化學(xué)方程式如下:

        2KMnO4+H2SO4==K2SO4+Mn2O7+H2O

        2Mn2O7==4MnO2+3O2↑

        C2H5OH+3O2==2CO2+3H2O

        4.實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng):

        (1)高錳酸鉀與濃硫酸要臨時(shí)調(diào)混。因?yàn)槠哐趸i具有不穩(wěn)定性,在常溫下很快就能分解成二氧化錳和氧氣。所以在玻棒蘸取濃硫酸和高錳酸鉀后,要立即與酒精燈燈芯接觸,點(diǎn)燃酒精燈。否則時(shí)間一長,七氧化二錳已經(jīng)分解,熱量已經(jīng)散失,就點(diǎn)不著酒精燈了。

        (2)酒精燈芯要松散,保持蓬松狀態(tài)。

        (3)實(shí)驗(yàn)完成后殘留物要及時(shí)清理。絕對不能隨意亂放,以免引起自燃事故。

        5.引申的簡易小實(shí)驗(yàn):

        在石棉網(wǎng)上放一小片脫脂棉花,用藥匙的小端取少許研細(xì)的高錳酸鉀粉末堆放在脫脂棉上,用膠頭滴管往高錳酸鉀粉末上滴加少量濃硫酸,可以觀察到脫脂棉上先產(chǎn)生一種棕色油狀液體,隨即開始燃燒。此試驗(yàn)可以用來代替魔棒點(diǎn)火實(shí)驗(yàn),且很容易成功,可作為初中化學(xué)第一節(jié)課的引入實(shí)驗(yàn)!

        二、過氧化鈉在碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)中的妙用

        1.實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

        三腳架.濾紙.泥三角.盛有水的燒杯.鑷子.木條.火柴.酒精燈.過氧化鈉粉末.木炭粉.氧化銅粉.

        2.實(shí)驗(yàn)步驟:

        (1)把濾紙疊成漏斗形狀.將氧化銅,過氧化鈉和活性炭按質(zhì)量比約為10:2:1混合均勻.

        (2)取混合物大約10g放在架在泥三角的紙漏斗內(nèi),并把泥三角擔(dān)在盛有水的燒杯上,用燃著的木條和混合物接觸??梢杂^察到混合物在紙漏斗內(nèi)發(fā)生劇烈燃燒,紙漏斗燒破后有紅色固體熔融落入下方盛有水的燒杯中。

        (3)將紅色固體取出后觀察,呈現(xiàn)紅色具有金屬光澤的固體。該現(xiàn)象說明在高溫條件下木炭與氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生紅色的銅。

        3.原理分析:

        “木炭還原氧化銅”是九年級化學(xué)中的一個疑難實(shí)驗(yàn)。依照教科書上所說,僅用酒精燈和大試管完成這個實(shí)驗(yàn)的成功率是比較低的,主要原因是達(dá)不到所需溫度。而我們在反應(yīng)物中適量的加入過氧化鈉,并將混合后的藥品放于一紙漏斗中引燃,實(shí)驗(yàn)成功率就會提高。

        過氧化鈉是鈉在氧氣或空氣中燃燒的產(chǎn)物之一,純品過氧化鈉為白色,但一般見到的過氧化鈉呈淡黃色,原因是反應(yīng)過程中生成了少量超氧化鈉。過氧化鈉易潮解、有腐蝕性,應(yīng)密封保存。過氧化鈉具有強(qiáng)氧化性,可以用來漂白紡織類物品、麥稈、羽毛等。

        在木炭還原氧化銅的試驗(yàn)中加入一定的過氧化鈉就是利用了過氧化鈉的強(qiáng)氧化性,將加熱方式由“外部獲取能量”變成和“內(nèi)部獲取能量”。反應(yīng)物中的過氧化鈉,先與木炭劇烈反應(yīng),產(chǎn)生足夠高的高溫,在此溫度下,氧化銅迅速被木炭還原為紅色具有金屬光澤的銅單質(zhì)。這樣做簡化了實(shí)驗(yàn)操作,也使實(shí)驗(yàn)更容易成功。

        4.實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng):

        (1)氧化銅.木炭粉.過氧化鈉粉末,三者混合的質(zhì)量比約為10:2:1,木炭粉稍過量。

        (2)紙漏斗采用雙層,藥品的總量約為紙漏斗的一半。

        (3)用燃著的木條去接觸混合物粉末。反應(yīng)一旦開始,便劇烈反應(yīng),放出大量的熱,所以燒杯要盡量的大并且燒杯內(nèi)必須盛有足夠多的水,否則熔融物落下時(shí)容易炸裂燒杯。

        (作者單位:新疆兵團(tuán)第七師129團(tuán)五五中學(xué))endprint

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