教学目标:
[知识与技能]:
1.了解铁与水反应的反应原理
2.可以设计出简单的铁与水反应的装置图
[过程与方法]:
1.培养学生设计实验的能力
2.培养学生积极思考、独立解决问题的能力
[情感态度价值观]
1.通过实验探究提高学生学习化学的兴趣
2.通过交流与讨论培养学生的合作意识,提高团队协作的能力 教学重点难点:单质铁的化学性质、铁与水的反应
教学方法:实验探究法、实验演示法
教学用品:酒精灯、铁架台、硬质试管、棉花、导管、橡皮塞、水槽、肥皂水
还原铁粉
教学过程
【导入】:在生活中,我们经常会看到很多铁制的器皿,铁在我们生活中的应用是很广泛的。根据你的经验,铁在生活中是什么颜色的,
【生】生活中看到的铁黑色的
【问题】:初中描述铁是“银白色金属光泽”,为什么生活中看到铁不是这样的, (生活中我们看到的铁都是被氧化的,或者是合金,不是纯净的铁单质) 【问题】:初中我们学习过,铁暴露在空气中很容易生锈,Al、Mg等表面也有氧化膜,为什么铁是全部被锈蚀,而Al、Mg不是,
(Al、Mg形成的是致密的氧化膜,覆盖在金属的表面阻止金属与氧气的进一步反应,而Fe在空气中形成的氧化膜是疏松的)
【过渡】我们之前学习的金属Na能够与水反应,根据你的生活经验, 铁块、铁片能够与冷水或热水反应吗,
【生】:生活中铁不与冷水或者热水反应
【提问】:如果提高温度,能否让铁和水反应呢,(高温条件,水的状态是蒸汽) 【生】:猜测应该可以反应
【师】:那么就让我们一起来探究一下Fe和水的反应
【实验探究】Fe与HO的反应探究 2
【师】:首先,我们来探究一下反应物的状态
1.反应物的状态探究
Fe——铁片,铁块,铁粉
HO——冷水、热水、水蒸气 2
【师】然后,请大家思考一下,反应装置所需要的仪器有哪些, 2.反应装置的探究
(1)水蒸气发生装置(如何提供反应所需的水蒸气)
【生】:试管中装满水,煮沸; 用湿棉花,酒精灯加热;湿润的沙子,加热 (2)水蒸气与铁的反应装置
【生】:试管中,或者硬质玻璃管中
【师】:用固体加热的反应,有什么要注意的问题,
【生】:试管口应该向下倾斜
(3)生成气体的收集或检验装置
【师】:猜测一下,生成的气体可能是什么,
【生】:氢气
【提问】会不会是氧气呢,(从氧化还原反应角度分析只能是氢气) 【师】:如何收集反应生的气体,如何证明收集到的气体是氢气呢, 【生】:用排水法收集,点燃收集到的气体
【师】:好,分析了这么多,请同学们自己设计一下这个反应的实验装置图,可以和身边的同学一起交流讨论你的设计方案,做出一个完善的实验设计图出来 【生】:交流讨论
(5min后)
【师】:好,请两位同学来说一下你设计的装置图,画在黑板上,给同学们讲解一下你设计的思路和各部分装置的作用。
【生】:上黑板板图
【师】:对学生的实验装置图来进行点评并分析下面的装置
【师】:看完同学们设计的实验图,我们再看一看课本上的装置图,分析一下你们设计的装置图和课本上的装置图差别在哪里,课本上的装置图好在哪里。 优点:装置简洁、便于气体的检验
【演示实验】将湿润的粉笔放在硬质试管的底部,在旁边放一些还原铁粉,接好实验仪器,先给湿粉笔加热,后给还原铁粉加热,将导管放在肥皂水中,观察现象
实验过程中的问题:
【师】:实验的时候是先给棉花加热还是给铁粉加热,为什么,(回顾氢气还原氧化铜中先通氢气)
【生】:先给湿棉花加热,防止倒吸
【师】:如何验证收集到的气体是H, 2
【生】:点燃肥皂泡有爆鸣声,火焰是蓝色
【板书】:原理
高温
【师】:固体产物应该如何检验,
资料卡片:
FeO FeO FeO(有磁性) 2334黑色 红棕色 黑色 粉末 粉末 晶体 【生】:观察颜色状态;用磁铁吸引有黑色晶体 【师】:如果要收集纯净的H,应该在原有的装置上如何改进, 2
(提示:分析原有的装置,还需要除杂,除去氢气中的水蒸气) 【生】:在收集以前让气体通过浓硫酸的洗气瓶 小结与反思:
反应装置:根据反应物的状态来定
除杂装置:根据反应物的性质来定
收集装置:根据收集气体的性质
检验装置:根据收集气体的性质
尾气处理装置:根据收集气体的性质
板书设计:
Fe与HO反应的探究 2
一、实验目的:探究Fe与HO的反应 2
二、实验装置图
注意事项:1.试管口略向下倾斜
2.先加湿棉花,后加热铁
三、实验现象:
加热时铁红热,反应后固体为黑色,肥皂泡上升,点燃有尖锐的爆鸣声
四:反应原理:
高温
【word】 铁与水反应的实验改进
铁与水反应的实验改进
中学化学2(102年第4期
铁与水反应的实验改进
江苏省扬州市新华中学225OO2刘月霞沈小明
一
,原实验的不足之处
人教版的全日制普通高级中学教科书(试验
修订本必修加选修),第93页的[实验4—8]是新
增加的演示实验,以前的旧教科书只介绍此性质,
而不要求演示此实验.首次做铁与水反应的实
验.我们按照教参的实验说明和建议,以及结合教
科书,反复做,均观察不到实验现象.教科书要求
用小试管口向下排空气法收集气体,并且要求是
干燥的,然后点燃看是否有燃烧或发出爆鸣声的
现象.我们按要求多次反复做此实验,均不能得
到满意的结果.我们认为存在的不足之处在于:
不知何时能产生氢气,不知氢气何时收集满了.
二,实验改进
1.去掉球形干燥管.
一
,实验装置图
?
23?
2.改用排水法收集一小试管氢气.
3.在玻璃管中部放置约2咖左右的还原铁
粉和石棉绒的混合物(不能塞得太紧).
4.加热烧瓶时将石棉网改为铁丝网.
5.玻璃管两端不需要用细铁丝堵住.
6.加热一段时间后即有均匀气泡,此时不要
收集,一定要等到玻璃管红热时,开始收集,否则
实验不成功.
7.收集半小试管就即可,另一小半放入空
气,然后移近酒精灯,就能听见”尖锐”的爆鸣声.
三,改进后的优点
1.实验操作更方便,缩短了实验时间.
2.很直观地观察到氢气是否收集满了.
3.实验现象明显.(收稿日期:2O02一o1一o5)
一
组氯气性质的实验改进
江苏省徐州师范学校221116林青
二,操作步骤
以铜与氯气的反应为例:
1.用纸槽向U形管中加入适量高锰酸钾粉
末.带塞滴管吸满浓盐酸.
2.将细铜丝揉成小球,塞入玻璃直管中,按
实验装置图装好.
3.加热玻璃直管中有细铜丝的部分.
4.挤压滴管的胶头,向U形管中滴加浓盐
酸,浓盐酸与高锰酸钾反应产生氯气.r
5.氯气经过受热铜丝处,铜丝变红,有棕黄
色烟生成.
6.撤除酒精灯,铜丝变红现象继续出现,说
明此反应是放热反应.
7.尾部吸收用盛水的锥形瓶,锥形瓶口放一
小团蘸有碱液的脱脂棉.
三,改进后的优点
1.现象明显,简便易行.
2.采用封闭的实验系统,将环境污染降到最
低.
3.只需更换玻璃直管,即可进行钠,铁等与
氯气反应的实验,便于教师多班上课演示.
(收稿日期:2O02一O1—21)
铁与水反应实验的改进_齐俊林
铁与水反应实验的改进
齐俊林
(河北唐山师范学院玉田分校 064100)
为了增强学生 的感 性认 识 , 提高 课堂 教学 效果 , 现 行高 中化学教材 第二册 [人 民教 育出版 社化 学室 编 . 全 日制 普通 高级中学教科书 (试验修订本 ·必 修 ) . 化学 . 第二 册 . 第 2版 . 北京 :人民教育出版 社 , 2000]第 58页 增设了 [实验 3-7]铁 与水反应实验 。 但笔 者在教 学中 发现 , 该 实验 还很 不完 善 , 缺乏实用性 , 具体表现以下 3个方面 。
用酒精喷灯加热玻璃管内的铁粉 , 必须 至红热 状态时才 能跟水发生 反应 , 故玻 璃管及 其铁 粉的 温度都 在 1000℃ 以 上 , 而来自圆底烧 瓶内的水蒸气的最 高温度也只有 100℃ 左 右 , 因此 , 炽热的玻璃管 与水 蒸气 相遇 时 , 温度 突然 下降 , 造 成玻璃管炸裂 , 使实验失败 。
圆底烧 瓶内的水蒸 气通 过直角 玻璃 管进 入红 热的 玻璃 管的过程中没有用绝热材料将细直 角玻璃管包 裹好 , 水蒸气 经过时 , 热量容易损失 , 致使水蒸气容 易凝结成 水 , 难于以水 蒸气的形式进入炽热的玻璃管内 , 从而影响教 学效率 。
由于铁与水反应生成氢气的速度 较慢 , 则用向 下排空气 法收集氢气的 速度 也较慢 , 因 此 , 在较短 的时 间内 收集 满试 管的氢气是不 可能 的 , 况且 , 有氢 气生成 时用 眼睛 也是 不能 观察到的 , 更不能确定收集氢 气的量 。 如果 收集一 部分氢气 时 , 会导致试 管内 的 氢气 混 有空 气 , 检 验 时容 易 造 成危 险 。 若将试管收集 满氢 气时 , 则会 使实 验时间 过长 , 影 响教 学进 度 。
针对该实验的 不足 , 我 们进 行了 认真 地研 究和 改进 , 收 到了较好的教学效果 , 现介绍如下 。
1 实验用品
100mL 短颈圆底烧 瓶 1只 ; 橡 胶塞 4个 (其中 3个为单 孔 , 1个无孔 ) ; 试管 1支 ; 光亮铁 丝 1m ; 弯玻 璃管 2根 ; 玻璃 管 1根 ; 橡胶管 20cm ; 酒精喷灯 1盏 ; 酒精灯 1盏 ; 铁制 4分 三通管 1个 ; 4分铁管 20cm (Υ=15mm , 其中一端有螺丝扣 ) 1根 ; 石棉网 1块 ; 铁架台 1个 ; 十字夹 、 铁夹 、 铁圈各 1个 ; 三 脚支架 1个 ; 木块 2块 ; 冷水 、 火柴 、 水槽等 。
2 制作过程
(1) 将 2个带 孔橡胶 塞大 头与大 头相 对后 (中 间不 留缝 隙 ) , 用直玻璃管将两者穿起来 (如图 1所示 ) 。
图
1图 2
图 3
(2) 将铁管拧在 三通 上 (如图 2所示 ) , 并 保证 连接 处密 封 。
(3) 取一个橡胶 塞 , 将一 根光亮 的铁 丝从 橡胶 塞的 中心 穿过后 , 橡 胶 塞小 头 一 端 的铁 丝 用 手 卷 成 团状 (如 图 3所 示 ) 。(要求铁丝团的直径小于 15mm ) 。
3 实验装置 (如图 4所示 )
图 4
A . 4分三通管
B . 铁丝团
C . 4分铁管
D . 氢气
4 实验方法及现象
(1) 分别点燃酒 精灯 和酒精 喷灯 , 加 热圆 底烧 瓶内 的冷 水和铁管内 的 光亮 铁 丝团 , 当 水 蒸气 将铁 管 内的 空 气 排除 后 , 用排水集气法在试管内收集氢气 。
(2) 当氢气收集 1m L ~2m L 时用大 拇指 堵住管 口 , 并从 水槽中取出 试管 。
(3) 试管口向上 , 当试管口 靠近酒精 灯火焰 时 , 撒 开大拇 指 , 只听 “ 噗 ” 一声响 , 说明收集 到的气体 是氢气 , 由此 说明铁 与水反应生 成了氢气 。
(4) 导管从水槽 中取 出后 , 分 别移 去酒 精灯 、 酒 精喷 灯 , 取下带有铁 丝 团的 橡 胶塞 , 又 可 观察 到光 亮 的铁 丝 变 为黑 色 , 说明铁与水反应还生成了四氧化三铁 。
5 实验优点及其说明
(1) 实验优点 :取材容易 , 安装简单 , 实验速度快 (4min ~5min 即可完成整个实验 ) , 成功率高 , 无实验 干扰 , 可以弥补 原实验方法 的不足 , 适合课堂演示 实验及其学 生课外 活动实
验 。
(2) 实验说明 :① 圆底烧 瓶内的水可 以用沸 水 , 这 样可以 大大缩短 实验 时 间 , 提高 教 学效 率 。 ② 铁 管 不能 用 铝 管代 替 , 这是因为在加热的条件下金属 铝与水也可 以发生 反应生 成氢气 , 从而干扰实验结果 。 ③ 细铁 丝实验前 要用碱 液除去
表面上的油 污 , 并用蒸馏水冲洗干净 , 否则影响
()
·
53·2005年第 1期 化 学 教 育
2CaCO 3+2HCl (HCO 3) 2+CaCl 2
副反应是 :CaCO 3+2HCl 2+H 2O +CO 2↑ 遗憾的是 , 我们 的经典 , 我 们的传 统理 论竟 依据石 灰石 在氯水中生成的那么点微不足道的气 泡 (假象 — — — 副反应 ) , 竟把 (真相 — — — 主反 应 ) 长期 掩盖 起来致 使本 末倒 置了 。 达 尔文曾风趣地说 :“ 大自然是一有机会就要 说谎的 ” 。 这话是 真够深刻的了 。
6 敞口置放在空气中的石灰水会增重吗
下面这一段文字并不少见 :“ 在天平上敞口置放 一杯一定 质量的饱和石灰水 (或 Ba (OH ) 2溶液 ) , 把 天平调平 后静置 观 察 , 一段时间后石灰水因吸收空 气中的 CO 2质量会增重 ” 。 不 少人据此合情合理逼真无疑地编拟了不少的实验题 和化学计 算题 。 只有那些善于寻根究底的人才去做这种似乎 不值一做 的实验 。 实验结果 发现 , 我 们曾经长时 期的受了 那种知识 的 逻辑推理的欺骗 — — — 石灰水的质量不是增重而是减轻了 ! “ 实验是最高 法庭 ” 。 我们 应当 修正我 们认 识上 的片面 性 , 石灰水无疑会 吸收 空气中 的 CO 2进入 石灰 水 , 这是 石灰 水质量会增大的一个因 素 , 但是 , 与 此同时 石灰 水中 的水也 会挥发 , 会导致石 灰水 质量减 轻 。 再 , 空 气中 CO 2的浓 度很 小 (占体积分数的 0. 03%) , 石灰水尽管是 饱和的 , 它的浓度 也小 (约为 0. 17%) , 即 使 是完 全吸 收 , 质 量增 加 总是 有限 的 。 假如 有 100g 饱 和 石 灰 水 , 通 常 情 况 下 其 中 溶 质 Ca (OH ) 2约为 0. 17g , 它吸 收 CO 2后 最多能 生成 CaCO 3的质量 是 :100/74×0. 17g =0. 229≈ 0. 23g 。 增重约 为 0. 23g -0. 17g =0. 06g (够微量了 ) !
与此同时 , 石灰水中水的蒸发随着 时间的增 长却是相对 无 限的 。 所以 , 敞 口置放 在天平 上的石灰 水 , 一般说 来质量 是要 减轻的 。(读 者注 意 :同 样的 实 验 , 把石 灰 水改 成 饱和 N aOH 溶液 , 实验现象才 会是 NaOH 溶液质量增重 。 )
7 Zn 与稀 H 2SO 4反应制 H 2的反应也值得研究 Zn 与稀 H 2SO 4反应产生 H 2, 更是实验室制 H 2的传统方 法 。 但是 , 当你把体积 比为 1∶ 1的稀 硫 酸 (质量 分数 约 为 63 %) 与 Zn (或 A l ) 反应 时你会 发现 , 无论是 把溶液 加热 , 抑或 是把 Z n 用 CuSO 4溶液处 理 , 反应都 几乎处于停滞状态 , 收集 不到 H 2。 原来 , 这是由于 Zn 与 H 2SO 4反应生成 的 Zn SO 4极 难溶于较大浓度的 硫酸 中 , 致使反 应处 于一种 “ 停滞 ” 状 态 。 如果加水稀释 到一 定浓 度 (体 积比 为 1∶ 4, 质 量 分数 约为 30 %) , 反应才会 处于正常的产气状态 。 一位哲 人曾经这 样说 :“ 感觉到的东西并不 一定很 好地 理解它 , 只 有理 解了的 东西 才能更好地感 觉它 ” 。 看来 , 我们 的研究性学 习 , 研 究这些最 最基 础的化学问题 , 既是实际的 , 也是客观需要的 。
无数的实践告诉我们 一个真理 :理论 指导下的实践是能 动的实践 , 没有理论指导的实践是盲目的实践 ; 但是话又说回 来 , 仅仅是理论指导下的逻辑推理有时也是靠不住的 , 受逻辑 欺骗的情况 又总是时 有发生的 。 有人说 , “ 逻 辑欺骗 , 实践检 验 ” , 应当说这不 失为是一 种绝好的治 学严谨 。 写到 这里 , 笔 者记得 , 相传鲁班造屋被茅 草划破了手 指从中得 到启示发明 了 “ 锯 ” ; 有人问牛顿是怎样发现 “ 万有引力定律 ” 的 , 牛顿回答 说 :“ 我一直在想苹果落地这件事 。 ” 看来 , 把一 些习以为常 , 司 空见惯的事实和现象当作一个个问题 来思考 , 去研究 , 这是当 前开展研究性学习 一项重要 的研究方法 和研究内 容 , 这或许 就是这道发明专利给我们化学实验教学研究的启示 。
(上接第 51页
发生剧烈反应造成危险 ; 实验室电源的 安全使用 及灭火训练 等 。 可采取 学生通 过自学总 结归纳 , 或 组织讨 论 , 就 所用实 验仪器装置提出其安全 隐患 , 并提 出改 进或设 计方 案 (此法 须经教师许可方能在实验室中实施操作 ) 。
4 安全教育的内化是实验安全的最终保证
我们提出的各种措施 、 安全守则及 规章制度 是否真正奏 效 , 关 键是如 何转化 为学生 实验时的 自觉行 动 。 比如 , 做制 氢气的实验 , 一个学生点燃一次后故意 不用拇指 堵一会儿就 接着点燃第二次 , 结 果发生 爆炸 ; 还 有的学 生把 大块 的钠放 入热水中 , 结果也发生爆炸 。 问他为 什么这样 做 ? 他说想验 证课本所说的安全要求是否正确 。 认真分 析一下这种 现象 , 这决不是什么发挥学生的创造力 , 而是 安全教育 没有真正地 内化为学 生的实 际行动 。 因 此 , 强化外 在刺激 , 进行 合理的 引导 , 激发个体内在 的需求 , 使 安全 意识内 化为 学生 实验时 的自觉行为习惯 , 是保证实验安全的 第一要素 。 具体操作可 采取 :组织参观 , 可以参观工厂及高年级学 生的实验 ; 安全示 范 , 教师进行规范操作的演示 ; 反面教育 , 如有毒气 体对有机 体的 伤害 , 可作氯气对小鼠 、 虫的毒性反 应 。 重金属的 毒性 , 可做铜离子对小 金鱼 的毒性 反应 等等 。 通 过实 验增强 学生 的安 全意识 。
A nastas 和 W arner 提出 了绿色化 学的概 念 , 主要是 从环 境安全的角度 考虑 , 其目标是人的安 全 。 这也应该 成为化学 实验 的方向 。 把安全作为实验评价指标 , 充分利用 评价的导 向功能 , 使实验教学走上科学化 、 规范化的轨 道 , 从 而培养学 生科 学的治学态度 , 这样才能保证师生 能在一种安 全和谐的 氛围 中完成每一次实验操作 。
参 考 文 献
[1] 刘知新主编 . 化学教学系统论 . 桂林 :广西教育出板社 , 1996 [2] 邓琳 . 高 一化 学新 教材 实验 教学 内 容分 析 . 化学 教 学 , 2003, (4) :6-8
[3] Anastas , Paul T . , Warner , John C . Chemistry Theory and Prac -tice . New York , Oxford University Press , 1998
(上接第 53页
铁与水反应 的速度 ; ④ 得到 氢气 不需 要干燥 , 这 是因 为氢气 中混有的水蒸气通过水槽中的冷水时全部 凝结成水 , 不会干 扰氢气的检验 ; ⑤ 玻 璃管从 2个 橡胶 塞中间 穿过 , 可 以起到 给玻璃管保温的作用 , 减少 水蒸 气的 凝结率 , 保 障水 蒸气有 足够的通入量 , 进而提 高反 应速度 ; ⑥ 使用 铁管 和三通 管除 了不易炸裂 、 无干扰外 , 铁本身是热的良导体 , 用酒 精灯加热 时 , 整个铁管和三通 管都能 保持 较高的 温度 , 防 止水蒸 气在 整个 反应体系中凝结成水 , 影响反应的正常进行 。
·
56
·化 学 教 育 2005年第 1期
铁与水反应的实验设计研究
铁与水反应的实验设计研究
16化学教学2007年.第11期
铁与水反应的实验设计研究
孙卫中.王程杰
(华东师范大学,上海200062)
文章编号:1005—6629(2007)11—0016-02中图分类号:G633.8文献标识码:C
1问题缘起
铁与水的反应是高中化学教材中用以说明铁是 一
种较活泼金属的例证,该反应原理较简单: 3Fe+4H20鳗Fe30+4H:,但实验操作难度较 高,因此教材中大多
是用文字叙述的方式
来引出这个知识点.
为增强学生的感性认
识和知识的说服力,
人民教育出版社于图1【'1
2000年在其高中化学教科书(必修加选修)中率先 设计了这个实验,装置如图1.
在用这个装置进行教学的过程中,众多一线教 师发现实验的成功率不高,现象不明显,其不足之 处主要表现为:?实验中用两个铁架台来固定烧瓶 和试管,实验装置较长,操作起来较复杂;?用圆 底烧瓶作为水蒸气发生器,垫上石棉网进行加热, 温度上升较慢,实验时间长,占用课堂演示时间过 多;?酒精喷灯预热和点燃需要一段时间;?烧瓶 中的水蒸气在进人玻璃管的过程中热量容易损失,
从而会影响反应的发生;?用向下排空气法收集氢 气,难以确定收集氢气的量和确定氢气收集满的时 间,检验时容易造成危险.
2改进后的实验装置
针对以上不足,广大的教师和教育工作者进行 了不断的探索,在人教版的基础上设计和改进了该 实验,可见参考文献【1,2,3,4,5】.
分析以上文献可发现,对该实验的改进主要从 三方面着手考虑:水蒸气的发生装置,水蒸气与铁 粉的反应装置,氢气的检验和收集装置等. 上述文章从不同的方面改进了原有实验设计, 提高了实验的成功率并给其它实验的改进提供了一 些新思路和有益的借鉴.
3笔者提供的简易实验装置
3.1实验用品
仪器:大试管铁架台酒精灯丁烷灯(或
酒精喷灯)导管水槽橡皮塞洗耳球
药品:胆矾还原性铁粉无水氯化钙
(说明:实验前对大试管进行预处理,在接近 试管底部的地方吹出一个球泡;在尖嘴导管的中部 也吹一球泡)
3.2实验装置图
胆
谴圈2
3.2实验步骤
(1)按图示连接好装置.在试管底部球泡处加 7.6g胆矾,在试管中部平铺5.8g铁粉,铁粉与胆矾 之间用石棉隔断,用酒精灯对着装胆矾的球泡加 热:
(2)当观察到石棉附近试管内壁有水雾出现时, 用丁烷灯(或酒精喷灯)对着铁粉加热;
铁(高温)时CO还原出T'Fe,而在实验室里仅仅用 酒精灯加热也一定会有如此显量的Fe被还原出来. 两者反应条件如此的迥异,怎么可能有相同的结果 呢?
参考文献:
[1】北京师范大学等校,无机化学下册第四版[M】.高教出版 社.2oo3.
[2]高中化学第三册(上)[s】.人民教育出版社.1961. [3】朱洪法,实用化工辞典[M】.金盾出版社.2004,12. [4]费子文等.中国冶金百科全书[M】.冶金工业出版社.2001. [5]刘怀ft..关于"钠在空气中燃烧"实验的教学研究?】.实验 教学与仪器[M】,2005,4(4).
I6】高中化学(甲种本)第三册IS】.人教社,1981.
2007年,第11期实验与创新思维17
(3)用排水法收集气体,然后验纯;
(4)当氢气已经纯净时,用酒精灯在尖嘴导管处
点燃氢气并观察发生的现象.
3.3改进后的优点
(1)利用胆矾的受热来提供反应中需要的水蒸
气.减少了盛水烧瓶或试管的使用,极大地简化了 装置,打破了水蒸气的产生一定要用液态水加热而 得的思维定势:
(2)试管底部吹制成球形,有利于盛放较多胆
矾,增大了受热面积,保证了反应中水蒸气的充分 供应,同时试管口也不必向下倾斜,也防止了液态 水流至试管中部引起试管破裂的危险;
(3)查阅资料知胆矾受热分解过程及温度如 下[61:
96,5?102?
CuSO4?5H2O一
CuSO4?4H20——?
CuSO4.3H20CuSO.H20CuSO4?——4?—二4 通常情况下水的沸点为100~(2,胆矾后几个结 晶水逸出温度在102~(2至220%之间,确保了产生水 蒸气的温度较高,有利于反应的进行;同时分解之 后的无水硫酸铜还可循环选用:
(4)对铁粉要求不高,普通的还原性铁粉即可, 本次实验中用到的铁粉是上海青析化工科技有限公 司的产品:
(5)尖嘴导管中部
球泡内装的是无水氯
化钙.用于吸收水
份,保证了管口处氢
气的顺利燃烧,进一
步增强了实验效果:图4
(6)反应速度快.从点火到水槽中有连续气泡产 生只需1分钟,用排水法收集15mL氢气只需20秒 钟,在尖嘴导管处点火,氢气可持续燃烧达3分钟 之久(如图示),然后火焰慢慢变小,1分钟后熄灭. 整个实验用时5分半钟,完全符合演示实验要求. 3.4几点体会
(1)该实验成功的关键在于加热胆矾能产生较高 温度的水蒸气,且胆矾与铁粉距离较近,热量不易 散失:
(2)铁粉平铺在试管中部更有利于反应的发生.
笔者也曾做过对比实验,将铁粉附着在石棉上进行 加热,尽管增加了接触面积,但反应中氢气产生速 率反而较慢,燃烧火焰也较小.分析认为铁粉与水 蒸气的反应需要比较高的温度,平铺更利于铁粉的 受热.因此笔者建议教师演示时最好使用能提供较 高温度的加热仪器,如煤气灯,酒精喷灯,丁烷灯
等:
(3)要保证氢气的顺利燃烧,必须去除反应后混
合气体中较多的水蒸气.
参考文献:
[1】史松亭铁与水反应实验的改进Ln.教学仪器与实验, 2003,7:27.
[2】陆燕海.铁与水蒸气反应的装置改进和铁粉选择叨化学教 学.2006.7:9—10
p】杨长军,鲍正荣.铁粉与水蒸气反应实验的改进叨.教学仪 器与实验2006.4:46-47.
[4】胡业宏.铁与水反应实验的改进?】.化学教育,2005,1:52.
[5】陈新智.铁跟水反应的实验探究D】.化学教学,2004,12: 15-16.
[6】朱文祥.中级无机化学选论[M】.北京:高等教育出版社. 2002.
硝酸铵试剂极易结块的原因分析
李俊生
(秦皇岛市第一中学,河北秦皇岛066000) 文章编号:1005—6629(2007)11-0017—02中图分类号:G633.8文献标识码:C
硝酸铵试剂极易结块,特别是长时间存放的硝
酸铵试剂往往是一试剂瓶药品结成一体,给试剂的 取用造成了极大的困难,同时也带来了安全隐患, 因此明确硝酸铵试剂结块原因,确定硝酸铵试剂保
存方法是一个亟待解决的问题,现把硝酸铵试剂结 块的原因总结如表1.
吸湿性是硝酸铵试剂极易结块的重要原因,当 外界大气的湿度大于吸湿点时,硝酸铵试剂将吸收
铁与硝酸的反应
1、向含有0.8mol的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4g的铁粉.假设反应分为两个阶段.第一阶段为: Fe+HNO Fe(NO)+NO?+HO 3332
(1)写出这两个阶段反应的离子方程式。
(2)求这两个阶段反应中,加入铁粉的物质的量和溶液中铁元素存在的形式。
2+(3)在图中画出溶液中Fe、NO离子的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图像(纵坐标是溶液中离子的物质的量)。
2、 铁在热稀硝酸中反应,其主要产物为NO,在冷的稀硝酸中反应,其主要产物为NO,当溶液变稀时,2
其主要产物为,分析下图,回答:
(1)假设在任一气体产生的曲线段内,只有一种还原产物,配平b点到c点时反应的方程式_______Fe+_______HNO_______Fe(NO)+_______+_______HO; 3332
(2)判断由O点到a点的还原产物是_______;
(3)由a点到b点的还原产物是_______,原因是_______;
(4)已知到达d点时反应完全结束,此时溶液中的主要阳离子为_______,分析投入铁的物质的量之比n(c):n(d)=_______。
3、
某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解9.6g。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图1所示(已知硝酸只被还原为NO气体)(下列分析或结果错误的是 ( ) A(原混合酸中HNO3的物质的量为0.1mol
3+2+B(OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe,2Fe ? 3Fe ,BC段产生氢气 C(第二份溶液中最终溶质为FeSO 4-1 D(HSO的物质的浓度为2.5 mol?L24
4、实验证明:不同浓度的HNO与同一金属反应可生成不同的还原产物。例如,镁与硝酸反应实验中,测3
得其气相产物有H、N、NO、NO,液相产物有Mg(NO),NHNO和HO。生成这些产物的HNO浓223243232
+度范围为:H:c<6.6>6.6><10 mol/l;no:0.1="">10><><10 mol/l;no:c="">0.1 mol/L。2242各气相产物成分及含量随HNO浓度变化曲线如下图所示。 3
? 写出Mg与11 mol/L的HNO反应的方程式; 3
? 960 mg Mg与0.1 L 4 mol/L的HNO恰好完全反应,收集到224 mL气体(S.T.P)气体,试通过计算写3
出反应方程式。
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