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1、铁与水蒸气法应实验的改进铁粉与水蒸气反应的实验难度很大,长期以来很多人做不出这个实验。原因是这个实验用时长,成功率低,不安全(易炸裂试管)等。人民教育出版社新课标高中化学新教材必修1,把这个实验作为学生的科学探究内容,难度更大。我们经反复探索,对该实验做了一些改进,取得了很好的效果。1实验器材铁架台、烧瓶、具支试管、酒精灯(带风罩)、玻璃纤维2实验装置A:玻璃纤维B:还原铁粉3实验过程和方法3.1按图装配好仪器。3.2分别在250mL烧瓶中装入10mL水,在25mL具支试管底部加0。4g0.6g还原铁粉,然后塞入玻璃钎维(稍微塞紧),塞上橡皮塞,连接导管。(玻璃纤维应尽量靠近铁粉,通水蒸气的导
2、管应尽量接近玻璃纤维。)3.3用酒精灯给烧瓶直接加热,待水沸腾,把水蒸气通入具支试管底部,然后用带风罩的酒和精灯给还原铁粉加热。3.4约一分钟后,用15mL小试管收集氢气。3.5检验产生的氢气。试管口朝下,立即堵住管口,移近酒精灯,松开,使氢气燃烧,可听到较响的爆鸣声。4实验结果及讨论w w w.k s 5 u.c o m4.1不需喷灯及其配套仪器,降低了对实验仪器的要求也降低了实验难度。使条件差的学校也能做这个实验。w w w.k s 5 u.c o m4.2安全且成功率高。玻璃纤维可以挡住冷凝水、防倒吸,从而可避免试管破裂;提高成功率,经过上百次试验,未出现一例失败作者简介:杨长军湖南怀化
3、人,西华师范大学04级化学课程与教学论研究生。4.3反应速度快、铁粉用量少。从通入水蒸气给铁粉加热到集满15毫升氢气(含水蒸气)仅需不到两分钟。我们探索了铁粉用量与反应时间的关系,列表如下:铁粉质量(克)0.20.40.60.81.01.21.4第一次反应时间(秒)91404599686654第二次反应时间(秒)77425084605558第三次反应时间(秒)85516365727061平均反应时间(秒)84445682666458注:反应时间指加热一分钟后收集15毫升气体所需时间(水槽中开始冒气泡时取出收集试管)从表中可以看出:铁粉只要0。2克就可完成实验,铁粉0。40。6克反应速度最快。可
4、见,使用铁粉适度少量不仅节约药品而且反应速度更快。4.4用烧瓶制取水蒸气,不垫石棉网,直接加热。很多人认为而用烧瓶就必须用石棉网,其实给烧瓶加热有时也可不用石棉网。还有人认为产生的水蒸气应控制流量和流速,结果产生的水蒸气量少、温度低,必须用喷灯给反应试管加热反应才能进行。经测定,如不垫石棉网,水蒸气从烧瓶经导管到达反应试管时温度有99OC;加了石棉网后,在反应试管中,水蒸气的温度降低到45左右!实验证明,水蒸气流速快、温度高是该实验用普通酒精灯(带风罩)加热就能快速反应的关键。4.5用具支试管,使冷凝水能随时流出。可在一定程度上防止冷凝水与铁粉相遇。4.6在反应试管中塞上玻璃纤维,也可以用脱脂棉代替。玻璃纤维与试管壁应稍紧。这一反应的水蒸气不可避免地会冷凝成液态水,液态水可以冲散铁粉并降低铁粉的温度,而且与高温的试管底部相遇易使试管破裂而使实验失败。玻璃纤维最好,可有效地挡住冷凝水,使之不与铁粉相遇,并可防止水倒吸,从而可以确保实验成功。