| 标题 | 铁与氯气反应实验的环保型设计 |
| 范文 | 郎庆利+王培明+齐俊林 摘要：铁在氯气里燃烧实验是现行高中化学教材中的一个重要演示实验，但进行演示时，逸出的氯气等有害物质，严重污染教学环境，影响师生健康。为此，利用蒸馏瓶作为反应器设计出了环保型实验装置，完全消除了实验过程中的环境污染，教学效果良好。不仅能够实现教学目标，而且培养了学生的创新能力，增强了学生的环保意识。 关键词：铁丝；氯气；演示实验；氯化铁 文章编号：1005–6629（2014）2–0041–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 铁在氯气中燃烧的实验是现行化学教材[1]中的一个重要实验（实验装置如图1所示），教材中的实验方法尽管能够达到实验目的。但有明显的缺陷：其一，在集气瓶中收集氯气时需要一个较为复杂的氯气制备系统，在制备和收集过程中容易造成氯气外逸，污染室内空气；其二，在进行铁与氯气反应实验过程中瓶内未反应的氯气及大量的棕黄色的烟（三氯化铁小颗粒）容易外逸，污染室内环境，不利于师生健康。针对教材中实验的不足，笔者对该实验进行了认真的研究和设计，并收到了较好的教学效果，现介绍如下。 1 实验用品 蒸馏瓶（500 mL）1个，单球干燥管1支，小试管（15 mm×100 mm）1支，分液漏斗（50 mL）1个，胶头滴管1支，2号单孔橡胶塞1个，5号单孔橡胶塞1个，粗铜丝（40 cm）1根，酒精灯1盏，火柴1盒，铁架台1个，十字夹、铁夹各1个。 浓盐酸，高锰酸钾晶体，颗粒状碱石灰，细铁丝（φ=0.22 mm，细铁丝网专用），蒸馏水，10%氢氧化钠溶液。 2 实验装置 如图2所示。 3 附件制作 3.1 制作铜丝试管架 取1根40 cm长的粗铜丝，用铁钳弯成一个能固定试管的架子（如图3所示）。 3.2 组装橡胶塞 将自制铜丝试管架的柄穿入5号单孔橡胶塞的中央；在橡胶塞的小孔上安装分液漏斗，并保证气密性良好（如图4所示）。 4 实验方法及其实验现象 （1）在蒸馏瓶内加入3 g左右的细铁丝。 （2）在干燥管内加入用蒸馏水润湿的碱石灰颗粒后固定在蒸馏瓶的支管上。 （3）在小试管中加入1 g左右的高锰酸钾晶体后，将小试管放在试管架上固定好；将大胶塞上的分液漏斗注入1.5 mL浓盐酸；最后把大胶塞紧紧塞在蒸馏瓶的瓶口处，并保证气密性良好。 （5）用力下推试管架的铜丝柄，使小试管下移到蒸馏瓶的底部。由于氯气的密度大于空气的密度，空气通过干燥管排出瓶体外。 待细铁丝燃烧结束、蒸馏瓶冷却后，旋转铜丝柄，使小试管不再对准分液漏斗的下端；在分液漏斗内加入有盐酸的蒸馏水20 mL，旋转分液漏斗旋塞，使蒸馏水全部注入蒸馏瓶内后关闭旋塞，可观察到溶液呈黄色，说明生成物为氯化铁。 实验完毕后，向分液漏斗内加入30 mL 10%的氢氧化钠溶液，打开旋塞，当氢氧化钠溶液全部注入蒸馏瓶时，关闭分液漏斗的旋塞。轻轻振荡蒸馏瓶，使其内部的剩余的氯气全部被氢氧化钠溶液吸收掉（Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O）。 5 实验优点及其说明 （1）铁与氯反应实验的环保型装置，取材容易，制作简单，操作方便，现象明显，无空气污染，重复性好，是目前较为理想的一个实验装置，深受师生的好评。 （2）在给蒸馏瓶内铁丝加热过程中，严禁液体滴入瓶内，以防瓶体炸裂。 参考文献： [1]人民教育出版社化学室编著.全日制普通高级中学教科书（必修加选修）化学第二册[M].北京：人民教育出版社，2003：87. 摘要：铁在氯气里燃烧实验是现行高中化学教材中的一个重要演示实验，但进行演示时，逸出的氯气等有害物质，严重污染教学环境，影响师生健康。为此，利用蒸馏瓶作为反应器设计出了环保型实验装置，完全消除了实验过程中的环境污染，教学效果良好。不仅能够实现教学目标，而且培养了学生的创新能力，增强了学生的环保意识。 关键词：铁丝；氯气；演示实验；氯化铁 文章编号：1005–6629（2014）2–0041–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 铁在氯气中燃烧的实验是现行化学教材[1]中的一个重要实验（实验装置如图1所示），教材中的实验方法尽管能够达到实验目的。但有明显的缺陷：其一，在集气瓶中收集氯气时需要一个较为复杂的氯气制备系统，在制备和收集过程中容易造成氯气外逸，污染室内空气；其二，在进行铁与氯气反应实验过程中瓶内未反应的氯气及大量的棕黄色的烟（三氯化铁小颗粒）容易外逸，污染室内环境，不利于师生健康。针对教材中实验的不足，笔者对该实验进行了认真的研究和设计，并收到了较好的教学效果，现介绍如下。 1 实验用品 蒸馏瓶（500 mL）1个，单球干燥管1支，小试管（15 mm×100 mm）1支，分液漏斗（50 mL）1个，胶头滴管1支，2号单孔橡胶塞1个，5号单孔橡胶塞1个，粗铜丝（40 cm）1根，酒精灯1盏，火柴1盒，铁架台1个，十字夹、铁夹各1个。 浓盐酸，高锰酸钾晶体，颗粒状碱石灰，细铁丝（φ=0.22 mm，细铁丝网专用），蒸馏水，10%氢氧化钠溶液。 2 实验装置 如图2所示。 3 附件制作 3.1 制作铜丝试管架 取1根40 cm长的粗铜丝，用铁钳弯成一个能固定试管的架子（如图3所示）。 3.2 组装橡胶塞 将自制铜丝试管架的柄穿入5号单孔橡胶塞的中央；在橡胶塞的小孔上安装分液漏斗，并保证气密性良好（如图4所示）。 4 实验方法及其实验现象 （1）在蒸馏瓶内加入3 g左右的细铁丝。 （2）在干燥管内加入用蒸馏水润湿的碱石灰颗粒后固定在蒸馏瓶的支管上。 （3）在小试管中加入1 g左右的高锰酸钾晶体后，将小试管放在试管架上固定好；将大胶塞上的分液漏斗注入1.5 mL浓盐酸；最后把大胶塞紧紧塞在蒸馏瓶的瓶口处，并保证气密性良好。 （5）用力下推试管架的铜丝柄，使小试管下移到蒸馏瓶的底部。由于氯气的密度大于空气的密度，空气通过干燥管排出瓶体外。 待细铁丝燃烧结束、蒸馏瓶冷却后，旋转铜丝柄，使小试管不再对准分液漏斗的下端；在分液漏斗内加入有盐酸的蒸馏水20 mL，旋转分液漏斗旋塞，使蒸馏水全部注入蒸馏瓶内后关闭旋塞，可观察到溶液呈黄色，说明生成物为氯化铁。 实验完毕后，向分液漏斗内加入30 mL 10%的氢氧化钠溶液，打开旋塞，当氢氧化钠溶液全部注入蒸馏瓶时，关闭分液漏斗的旋塞。轻轻振荡蒸馏瓶，使其内部的剩余的氯气全部被氢氧化钠溶液吸收掉（Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O）。 5 实验优点及其说明 （1）铁与氯反应实验的环保型装置，取材容易，制作简单，操作方便，现象明显，无空气污染，重复性好，是目前较为理想的一个实验装置，深受师生的好评。 （2）在给蒸馏瓶内铁丝加热过程中，严禁液体滴入瓶内，以防瓶体炸裂。 参考文献： [1]人民教育出版社化学室编著.全日制普通高级中学教科书（必修加选修）化学第二册[M].北京：人民教育出版社，2003：87. 摘要：铁在氯气里燃烧实验是现行高中化学教材中的一个重要演示实验，但进行演示时，逸出的氯气等有害物质，严重污染教学环境，影响师生健康。为此，利用蒸馏瓶作为反应器设计出了环保型实验装置，完全消除了实验过程中的环境污染，教学效果良好。不仅能够实现教学目标，而且培养了学生的创新能力，增强了学生的环保意识。 关键词：铁丝；氯气；演示实验；氯化铁 文章编号：1005–6629（2014）2–0041–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 铁在氯气中燃烧的实验是现行化学教材[1]中的一个重要实验（实验装置如图1所示），教材中的实验方法尽管能够达到实验目的。但有明显的缺陷：其一，在集气瓶中收集氯气时需要一个较为复杂的氯气制备系统，在制备和收集过程中容易造成氯气外逸，污染室内空气；其二，在进行铁与氯气反应实验过程中瓶内未反应的氯气及大量的棕黄色的烟（三氯化铁小颗粒）容易外逸，污染室内环境，不利于师生健康。针对教材中实验的不足，笔者对该实验进行了认真的研究和设计，并收到了较好的教学效果，现介绍如下。 1 实验用品 蒸馏瓶（500 mL）1个，单球干燥管1支，小试管（15 mm×100 mm）1支，分液漏斗（50 mL）1个，胶头滴管1支，2号单孔橡胶塞1个，5号单孔橡胶塞1个，粗铜丝（40 cm）1根，酒精灯1盏，火柴1盒，铁架台1个，十字夹、铁夹各1个。 浓盐酸，高锰酸钾晶体，颗粒状碱石灰，细铁丝（φ=0.22 mm，细铁丝网专用），蒸馏水，10%氢氧化钠溶液。 2 实验装置 如图2所示。 3 附件制作 3.1 制作铜丝试管架 取1根40 cm长的粗铜丝，用铁钳弯成一个能固定试管的架子（如图3所示）。 3.2 组装橡胶塞 将自制铜丝试管架的柄穿入5号单孔橡胶塞的中央；在橡胶塞的小孔上安装分液漏斗，并保证气密性良好（如图4所示）。 4 实验方法及其实验现象 （1）在蒸馏瓶内加入3 g左右的细铁丝。 （2）在干燥管内加入用蒸馏水润湿的碱石灰颗粒后固定在蒸馏瓶的支管上。 （3）在小试管中加入1 g左右的高锰酸钾晶体后，将小试管放在试管架上固定好；将大胶塞上的分液漏斗注入1.5 mL浓盐酸；最后把大胶塞紧紧塞在蒸馏瓶的瓶口处，并保证气密性良好。 （5）用力下推试管架的铜丝柄，使小试管下移到蒸馏瓶的底部。由于氯气的密度大于空气的密度，空气通过干燥管排出瓶体外。 待细铁丝燃烧结束、蒸馏瓶冷却后，旋转铜丝柄，使小试管不再对准分液漏斗的下端；在分液漏斗内加入有盐酸的蒸馏水20 mL，旋转分液漏斗旋塞，使蒸馏水全部注入蒸馏瓶内后关闭旋塞，可观察到溶液呈黄色，说明生成物为氯化铁。 实验完毕后，向分液漏斗内加入30 mL 10%的氢氧化钠溶液，打开旋塞，当氢氧化钠溶液全部注入蒸馏瓶时，关闭分液漏斗的旋塞。轻轻振荡蒸馏瓶，使其内部的剩余的氯气全部被氢氧化钠溶液吸收掉（Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O）。 5 实验优点及其说明 （1）铁与氯反应实验的环保型装置，取材容易，制作简单，操作方便，现象明显，无空气污染，重复性好，是目前较为理想的一个实验装置，深受师生的好评。 （2）在给蒸馏瓶内铁丝加热过程中，严禁液体滴入瓶内，以防瓶体炸裂。 参考文献： [1]人民教育出版社化学室编著.全日制普通高级中学教科书（必修加选修）化学第二册[M].北京：人民教育出版社，2003：87. |
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