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8005铁粉与水蒸气反应实验的改进测试题


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 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。4g~0.6g 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 m 4.1 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。 4.2 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) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 第一次反应时间(秒) 91 40 45 99 68 66 54 铁架台、烧瓶、具支试管、酒精灯(带风罩)、玻璃纤维 第二次反应时间(秒) 77 42 50 84 60 55 58 第三次反应时间(秒) 85 51 63 65 72 70 61 平均反应时间 (秒) 84 44 56 82 66 64 58 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。4——0。6 克反应速度最快。 可见,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。

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