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1、 水蒸氣與鐵粉發(fā)生置換反應(yīng)實(shí)驗(yàn)
高中化學(xué)教材上關(guān)于水蒸氣與鐵粉發(fā)生置換反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),如果按照教材上的裝置示意圖組裝儀器,則很難做成。分析其原因是水蒸氣通過(guò)鐵粉石棉絨時(shí),把鐵粉石棉絨的溫度降低了許多,大量的水蒸氣進(jìn)入干燥球,致使干燥劑(無(wú)水氯化鈣)變成糊狀,反應(yīng)不能進(jìn)行。筆者做了如下改進(jìn)實(shí)驗(yàn)就能順利完成:
1類(lèi)教材上的裝置示意圖組裝儀器(如右圖所示)
在制取水蒸氣的燒瓶上改加一只雙孔橡膠塞,一個(gè)孔用導(dǎo)管與裝鐵粉石棉絨的玻璃管連接,另一個(gè)孔裝上玻璃導(dǎo)管,再連接5cm長(zhǎng)的乳膠管,用彈簧夾夾住乳膠管。開(kāi)始加熱燒瓶和裝鐵粉石棉絨的玻璃管時(shí),先把燒瓶上夾乳膠管的彈簧夾取下,讓水蒸氣排
2、到空氣中,當(dāng)鐵粉石棉絨被酒精噴燈燒成紅熱狀態(tài)時(shí),用彈簧夾夾住向空氣中排水蒸氣的乳膠管,大量水蒸氣和鐵粉石棉絨接觸,水蒸氣和鐵粉發(fā)生置換反應(yīng),成功地完成實(shí)驗(yàn)。
2 在教材上的裝置示意圖基礎(chǔ)上作四處改動(dòng)(如右圖所示)
①酒精噴燈使用時(shí)預(yù)熱時(shí)間太長(zhǎng),并發(fā)出呼呼的響聲,干擾課堂教學(xué),改用高溫防風(fēng)酒精燈使實(shí)驗(yàn)時(shí)間大大縮短,全實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)聲、安全。
②因?yàn)闊刻?,把水加熱沸騰需要較長(zhǎng)時(shí)間,改燒瓶為試管,試管上加雙孔膠塞,一個(gè)孔用導(dǎo)管與裝鐵粉石棉絨的玻璃管連接,另一個(gè)孔裝上玻璃導(dǎo)管,再連接5cm長(zhǎng)的乳膠管,用彈簧夾夾住乳膠管。
③原示意圖上干燥球里的干燥劑長(zhǎng)時(shí)間使用容易成糊狀,氣體不能暢通。去掉干燥球,改向下排空氣法收集氫氣為排水法收集。
④裝鐵粉的玻璃管傾斜,可以避免水流到熾熱的玻璃管上,玻璃管炸裂。
3、圖3實(shí)驗(yàn)法與圖2相似,結(jié)構(gòu)更緊湊一些。
筆者按圖1、2、3裝置做該實(shí)驗(yàn),2~3min左右即可順利快速完成。成功的關(guān)鍵是先使鐵粉獲得高溫再輸入水蒸氣,過(guò)早輸入水蒸氣會(huì)降低鐵粉溫度,致使實(shí)驗(yàn)失敗。
▲ 探究實(shí)驗(yàn)設(shè)想提示
① 3Fe + 4H2O(g) 4Fe3O4 + H2↑,如何證明有Fe3O4生成?
② 鎂在沸水中燃燒;③鎂在水蒸氣中燃燒。