氯氣與鐵反應(yīng)實驗的創(chuàng)新設(shè)計

王乃麒

[摘要]魯科版化學(xué)教材中，氯氣的性質(zhì)實驗存在氯氣在反應(yīng)過程中逸出產(chǎn)生污染、沒有對產(chǎn)物進(jìn)行檢驗、現(xiàn)象不明顯、操作復(fù)雜等缺點。本實驗從演示實驗的要求出發(fā)，對氯氣的性質(zhì)演示實驗進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，讓實驗綠色化、微型化、簡便化、高效化。

[關(guān)鍵詞]反應(yīng)實驗創(chuàng)新設(shè)計綠色化

[中圖分類號]G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]16746058（2015）110096

魯科版化學(xué)教材《化學(xué)1》中，關(guān)于氯氣的性質(zhì)安排有“紅熱的鐵絲在氯氣中燃燒”的演示實驗，實驗操作的方法為：將一束鐵絲在酒精燈的火焰上灼燒至紅熱后迅速伸入到盛有氯氣的集氣瓶中，觀察實驗現(xiàn)象，然后向集氣瓶中注入少量水，蓋上玻璃片，振蕩，觀察溶液顏色。該實驗存在以下問題：1.實驗是在半敞口狀態(tài)下完成的，反應(yīng)放出的熱量會使氯氣膨脹而逸出，實驗產(chǎn)生的棕褐色的煙也會隨之一起逸出。在向集氣瓶中加入水時，也會致使有害氣體逸出，且操作中需要多次打開集氣瓶口。2.氯氣要提前制備，已制備好的氯氣放在講臺上也會有少部分逸出，不僅污染教室，還會因氯氣濃度降低使實驗現(xiàn)象不明顯。3.沒有對產(chǎn)物進(jìn)行檢驗。為此，筆者對氯氣與鐵反應(yīng)的演示實驗進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計。

一、實驗用品

集氣瓶、橡皮塞、氣球、20mL注射器、鐵絲、氯酸鉀、濃鹽酸、濃氫氧化鈉溶液、蒸餾水。

二、實驗裝置

裝置說明：1.注射器（3個，注射器1裝入3mL的濃鹽酸；注射器2裝入10mL蒸餾水；注射器3裝入10mL濃氫氧化鈉溶液）2.集氣瓶3.氣球4.鐵絲或銅絲5.濃鹽酸6.氯酸鉀

三、實驗原理

1.KClO3+6HCl（濃）=3Cl2↑+KCl+3H2O

2.2Fe+3Cl2點燃2FeCl3

3.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

四、實驗步驟和現(xiàn)象

1.將鐵絲一端彎曲成螺旋狀，另一端繞在插入橡膠塞的針尖上，按實驗裝置圖組裝好裝置，并檢查裝置氣密性。取一藥匙氯酸鉀固體平鋪集氣瓶的底部，注射器1裝入3mL濃鹽酸。

2.將下端彎曲的細(xì)鐵絲放在酒精燈上加熱至紅熱后迅速伸入到集氣瓶中，將注射器1中的3mL濃鹽酸迅速注入到集氣瓶中，鹽酸與氯酸鉀立即反應(yīng)，此時可以看到立刻產(chǎn)生黃綠色的氣體，同時鐵絲上會產(chǎn)生明顯的棕褐色煙并充滿整個燒瓶，且能看到氣球隨著反應(yīng)的進(jìn)行出現(xiàn)體積變化。

3.當(dāng)反應(yīng)停止后，用注射器2往集氣瓶中加入10mL蒸餾水，輕輕振蕩集氣瓶，觀察到溶液呈黃色。

4.用注射器3將10mL濃氫氧化鈉溶液注入集氣瓶瓶中，燒瓶底部立刻有紅棕色沉淀生成，集氣瓶內(nèi)黃綠色氣體消失。

五、實驗創(chuàng)新效果

1.實驗集氯氣的制備、氯氣的儲氣、氯氣與鐵反應(yīng)和驗證產(chǎn)物氯化鐵于一體，教師展示方便，也易于學(xué)生觀察實驗。

2.反應(yīng)在密閉體系中完成，有效減少了因氯氣的逸散產(chǎn)生的環(huán)境污染，讓實驗綠色化。

3.藥品使用量少，實驗節(jié)約化。

4.裝置簡單，操作簡便化。

5.實驗時間短，現(xiàn)象明顯，實驗高效化。

六、實驗注意事項

1.實驗成功的關(guān)鍵是如何使鐵絲在集氣瓶中保持較長的紅熱狀態(tài)，特別是在氣溫較低時，如果采取加熱較粗的鐵絲就能很好地解決這一難題。

2.濃氫氧化鈉溶液既可用來驗證產(chǎn)物，又可用來除去多余的氯氣，在交換濃氫氧化鈉溶液的注射器時動作一定要迅速，以免有氣體逸出。

[參考文獻(xiàn)]

[1]宋志貴，春麗.氯氣與金屬鐵、銅反應(yīng)的實驗改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué)，2011（6）.

[2]張正飛.鐵和氯氣反應(yīng)的創(chuàng)新設(shè)計[J].教學(xué)儀器與實驗，2013（12）.

（責(zé)任編輯羅艷）