标题 | 铜在氯气中燃烧实验的创新设计 |
范文 | 李耀军 摘要:以铜在氯气中的燃烧作为课堂演示实验,虽然效果很好,但污染极大。文章介绍了铜丝在氯气中燃烧实验的创新设计方案,达到了实验的微型化,真正实现了绿色、环保和零污染的目的。实验方法简单、实用,效果明显。 关键词:铜丝;氯气;燃烧;创新设计 文章编号:1008-0546(2017)06-0093-01 中图分类号:G633.8 文献标识码:B doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.06.028 一、课本实验 1. 课本实验装置:见图1。 2. 课本实验的过程及现象 用坩埚钳夹住一束铜丝,灼热后立刻放入充满氯气的集气瓶里,如图1,觀察发生的现象。可以看到,红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,使集气瓶里充满棕黄色的烟,这种烟实际上是氯化铜的微小晶体造成的[1]。 3. 课本实验的缺点 这个实验设计现象固然壮观,但课前要制备氯气费时、麻烦,实验过程中容易产生污染,不利于师生的身体健康。 二、改进后的实验 1. 实验药品及仪器 氯酸钾,浓盐酸,浓氢氧化钠,细铜丝2根(从导线中抽取并用细砂纸打磨),细铁丝2根(从纱窗中抽取并用细砂纸打磨),带“鳄嘴形”的导线2根,青霉素药瓶1个,5mL注射器2支,教学用电源1台。 2. 改进后的实验装置 3. 实验过程及步骤 (1)在青霉素瓶底部先盛放少许氯酸钾。 (2) 取2根长约50cm的细铜丝,两头均拧在一起,中间30cm绕成螺旋状,两端留出约10cm,弯曲成U型。如图2所示,穿过橡胶塞,塞住青霉素瓶口。 (3)在胶塞上,分别插入两个5mL注射器,一个注射器中盛有浓盐酸,另一个注射器中盛有氢氧化钠溶液。 (4)把教学用电源的输出电压调到直流12V(2A)处,正负极各接一根带“鳄嘴形”夹子的导线,导线上“鳄嘴形”夹子分别夹住露出胶塞铜丝的A、B两端(此时电源不能接通)。 (5)先在青霉素瓶中注入少量的浓盐酸(操作时注意浓盐酸不能滴在铜丝上),浓盐酸与氯酸钾接触立即反应,产生氯气。当看到瓶内有黄绿色气体后,接通电源,加热铜丝。大约2-5秒钟,铜丝在氯气里剧烈燃烧,青霉素瓶中立刻充满了棕黄色的烟,这时断开电源。待反应结束后,用另一支注射器注入氢氧化钠溶液,以处理多余的氯气。 4. 改进后的实验优点 (1)不需要事先制备氯气,实现了制备实验和性质实验的一体化设计。也可以把该装置稍作改动后组装在氯气性质验证的成套实验中。 (2)用直流电加热铜丝,受热均匀,整个铜丝同时与氯气反应,且氯气不断产生,反应持续进行,反应现象明显。把铜丝换成细铁丝,会取得同样的效果,真正实现了课本实验的突破(现行课本中没有铁丝和氯气反应的课堂演示实验设计)。 (3)全封闭实验,微型化设计,不污染环境,多余氯气易处理,符合环保理念。 (4)作为课堂演示实验,学生可以做到人手一套,实现了实验效益的最大化。 参考文献 [1] 宋心琦.全日制普通高级中学教科书化学(必修)第一册[M].北京:人民教育出版社,2007:60 |
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