鐵和氯氣反應實驗環(huán)保型設計

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1、鐵和氯氣反應實驗環(huán)保型設計　　摘要：鐵在氯氣里燃燒實驗是現(xiàn)行高中化學教材中的一個重要演示實驗，但進行演示時，逸出的氯氣等有害物質，嚴重污染教學環(huán)境，影響師生健康。為此，利用蒸餾瓶作為反應器設計出了環(huán)保型實驗裝置，完全消除了實驗過程中的環(huán)境污染，教學效果良好。不僅能夠實現(xiàn)教學目標，而且培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力，增強了學生的環(huán)保意識。關鍵詞：鐵絲；氯氣；演示實驗；氯化鐵文章編號：1005–6629（2014）2–0041–02中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B鐵在氯氣中燃燒的實驗是現(xiàn)行化學教材[1]中的一

2、個重要實驗（實驗裝置如圖1所示），教材中的實驗方法盡管能夠達到實驗目的。但有明顯的缺陷：其一，在集氣瓶中收集氯氣時需要一個較為復雜的氯氣制備系統(tǒng)，在制備和收集過程中容易造成氯氣外逸，污染室內空氣；其二，在進行鐵與氯氣反應實驗過程中瓶內未反應的氯氣及大量的棕黃色的煙（三氯化鐵小顆粒）容易外逸，污染室內環(huán)境，不利于師生健康。針對教材中實驗的不足，筆者對該實驗進行了認真的研究和設計，并收到了較好的教學效果，現(xiàn)介紹如下。1實驗用品蒸餾瓶（500mL）1個，單球干燥管1支，小試管（154mm×100mm）1支，

3、分液漏斗（50mL）1個，膠頭滴管1支，2號單孔橡膠塞1個，5號單孔橡膠塞1個，粗銅絲（40cm）1根，酒精燈1盞，火柴1盒，鐵架臺1個，十字夾、鐵夾各1個。濃鹽酸，高錳酸鉀晶體，顆粒狀堿石灰，細鐵絲（φ=0.22mm，細鐵絲網專用），蒸餾水，10%氫氧化鈉溶液。2實驗裝置如圖2所示。3附件制作3.1制作銅絲試管架取1根40cm長的粗銅絲，用鐵鉗彎成一個能固定試管的架子（如圖3所示）。3.2組裝橡膠塞將自制銅絲試管架的柄穿入5號單孔橡膠塞的中央；在橡膠塞的小孔上安裝分液漏斗，并保證氣密性良好（如圖4所

4、示）。4實驗方法及其實驗現(xiàn)象（1）在蒸餾瓶內加入3g左右的細鐵絲。（2）在干燥管內加入用蒸餾水潤濕的堿石灰顆粒后固定在蒸餾瓶的支管上。（3）在小試管中加入14g左右的高錳酸鉀晶體后，將小試管放在試管架上固定好；將大膠塞上的分液漏斗注入1.5mL濃鹽酸；最后把大膠塞緊緊塞在蒸餾瓶的瓶口處，并保證氣密性良好。（5）用力下推試管架的銅絲柄，使小試管下移到蒸餾瓶的底部。由于氯氣的密度大于空氣的密度，空氣通過干燥管排出瓶體外。待細鐵絲燃燒結束、蒸餾瓶冷卻后，旋轉銅絲柄，使小試管不再對準分液漏斗的下端；在分液漏斗

5、內加入有鹽酸的蒸餾水20mL，旋轉分液漏斗旋塞，使蒸餾水全部注入蒸餾瓶內后關閉旋塞，可觀察到溶液呈黃色，說明生成物為氯化鐵。實驗完畢后，向分液漏斗內加入30mL10%的氫氧化鈉溶液，打開旋塞，當氫氧化鈉溶液全部注入蒸餾瓶時，關閉分液漏斗的旋塞。輕輕振蕩蒸餾瓶，使其內部的剩余的氯氣全部被氫氧化鈉溶液吸收掉（Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O）。5實驗優(yōu)點及其說明（1）鐵與氯反應實驗的環(huán)保型裝置，取材容易，制作簡單，操作方便，現(xiàn)象明顯，無空氣污染，重復性好，是目前較為理想的一個實驗裝置，深受

6、師生的好評。（2）在給蒸餾瓶內鐵絲加熱過程中，嚴禁液體滴入瓶內，以防瓶體炸裂。參考文獻：4[1]人民教育出版社化學室編著.全日制普通高級中學教科書（必修加選修）化學第二冊[M].北京：人民教育出版社，2003：87.4