郝亞杰
摘 要:高一化學氯氣性質(zhì)、次氯酸漂白性及鐵離子與亞鐵離子轉化等教學時,可應用生活中常見物質(zhì)“84”消毒液和潔廁靈開展演示實驗和學生分組實驗進行教學實踐探索,體現(xiàn)生活中處處有化學理念;且由于實驗過程中產(chǎn)生的氯氣較少可使其污染和危害最小化。
關鍵詞:“84”消毒液;潔廁靈;高中化學;教學實踐
蘇教版化學1專題2第一單元“氯氣的性質(zhì)”中提供的實驗室制備氯氣的方法是加熱濃鹽酸與二氧化錳的混合物。此法操作比較繁瑣,所需儀器較多,改用“84”消毒液與潔廁靈混合制取氯氣并將其應用于實驗教學,因其具有實用性、趣味性,取得了良好教學效果。
一、快速制取次氯酸
1.實驗原理
“84”消毒液是一種以NaClO為有效成分的高效消毒劑,呈無色或淡黃色,液體、有刺激性氣味。因1984年北京地壇醫(yī)院的前身北京第一傳染病醫(yī)院研制成功迅速殺滅各種肝炎病毒的消毒液而得名。
2.實驗操作
“84”消毒液從普通超市即可購得,每瓶價格五元左右,可提前購得并注入細口瓶中備用。實驗時用潔凈干燥的玻璃棒蘸取新開封的“84”消毒液于pH試紙上。
3.實驗結果
在數(shù)秒鐘內(nèi)pH試紙變深藍色,之后慢慢變紫紅色,約50秒后變成白色,2-3分鐘后試紙漂白明顯。學生疑惑于“84”消毒液為何顯堿性,教師可滲透鹽類水解概念。之后pH試紙變紫紅色,其pH<7,說明生成顯酸性物質(zhì)的原因是次氯酸鈉與空氣中的二氧化碳反應生成次氯酸而顯酸性,即強酸制弱酸的結論;最終pH試紙變白是生成的次氯酸的漂白性所致。此實驗操作不僅簡便易行且能夠在較短的教學時間內(nèi)驗證鹽溶液的酸堿性(圖1)、生成次氯酸(圖2)、次氯酸的漂白性(圖3)三個實驗結論。實驗現(xiàn)象輔以下圖:
4.實驗評論
每當此段教學時,教師的工作量無形中加重很多,且實驗效果不夠理想,教材中舉例的漂白粉在現(xiàn)實生活中早已罕見使用,而將現(xiàn)代生活中常用的“84”漂白液引入課堂,將其與漂白粉的工作原理對照進行類比教學,觸類旁通。
5.教學建議
選用新開瓶的“84”消毒液,測定NaClO的堿性效果更好,pH試紙的藍色可以持續(xù)15秒以上,但其與空氣中CO2的反應速率較慢;若選用比較久置的“84”消毒液,pH試紙變藍色時間較短。
二、快速制取氯氣
1.實驗原理
用“84”消毒液與潔廁靈混合反應制取氯氣。潔廁靈是酸性洗滌劑,主要成分是鹽酸,家庭清潔消毒時不能把“84”消毒液與潔廁靈混合使用,其反應原理是:NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O
2.實驗操作
在實驗教學中我們在一支試管中注入約2毫升“84”消毒液,觀察溶液變成黃綠色或無色,氯氣逸散出來,可扇聞嗅到氯氣的刺激性氣味。
3.實驗結果
用在試管口檢驗,瞬間可見濕潤的淀粉-KI試紙變成深藍色。(如果是新開瓶“84”消毒液反應速率較慢,可再向此試管中注入1~2毫升潔廁靈后輕輕震蕩試管)
4.實驗評論
此種方法不僅可以快速制取氯氣,而且用建議用量的試劑操作實驗,氯氣的刺激性氣味比較微弱,可以將其污染和毒害最小化;不能觀察到逸出氯氣的黃綠色,但可以檢驗其產(chǎn)生,恰說明物質(zhì)檢驗中化學方法比物理方法更具普適性。
5.教學建議
本實驗中潔廁靈用量不宜多,產(chǎn)生的氯氣過量時可觀察到變藍的淀粉-KI試紙又褪色變成白色。其原理是氯氣氧化碘單質(zhì)生成碘酸:5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3
此外,可以增做實驗:取久置“84”消毒液1-2ml于試管中,在管口用濕潤的淀粉-KI試紙檢驗,迅速發(fā)現(xiàn)試紙也變藍,請學生探究原因;得出“84”消毒液的主要成分NaClO具有揮發(fā)性和強氧化性,能將KI氧化成碘單質(zhì)的結論;使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍的物質(zhì)不僅僅是氯氣,而是能將KI氧化成碘單質(zhì)的具有氧化性的物質(zhì)。
三、快速制取氯水氧化亞鐵離子
1.實驗原理
蘇教版化學1專題3之鐵離子與亞鐵離子的轉化原理,輔以實驗演示鐵離子與亞鐵離子的轉化,增強學生感性認識,無疑具有直觀性。
2.實驗操作
演示實驗時,在一支大試管中加入3毫升硫酸亞鐵溶液,向其中滴加約8滴硫氰化鉀溶液(滴入較多以利于后續(xù)實驗現(xiàn)象出現(xiàn));再向此試管中依次加入潔廁靈和“84”消毒液各2毫升后震蕩試管,可見溶液變成紅色,說明潔廁靈和“84”消毒液反應制得的氯水氧化亞鐵離子生成鐵離子。
3.實驗結論
氯水中的氯氣把硫酸亞鐵溶液氧化成硫酸鐵。
4.實驗評論
轉化原理2FeCl2+Cl2=2FeCl3的教學由于傳統(tǒng)氯氣制備方法所限而為其演示實驗帶來較大困難?,F(xiàn)應用“84”消毒液與潔廁靈反應產(chǎn)生氯氣,實現(xiàn)了氯水氧化亞鐵離子的即時性和可視性。
5.教學建議
在實驗操作中先后加入潔廁靈和“84”消毒液時,對于接受能力較高的學生可以引導他們觀察試管中出現(xiàn)紅褐色沉淀,說明NaClO水解顯堿性,有自由OH-,產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀。
上述實驗可以設計成學生分組實驗,待學生實驗后完成實驗報告以及時反饋。
總之,在新課程背景下,化學學科的實驗教學特點必然會更加彰顯;教師要善于從貼近學生真實生活的情景中挖掘教學資源,凸顯學科特色,優(yōu)化教學效果。走近生活、超越傳統(tǒng)實驗設計模式,從生活實際中汲取教學靈感和學科養(yǎng)分,培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)。
編輯 張佳琪