[实用参考]高中化学创新实验.doc
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高中化学创新实验目录§1《Fe(OH)2快速转化成Fe(OH)3》的实验
高中化学教材中《Fe(OH)
2转化成Fe(OH)
3
的实验》方法是把新制出的白色Fe(OH)
2
试管振
荡,试管内的物质变成灰绿色,再振荡变成红褐色的Fe(OH)
3
。可是,直至下课了,除了在试管壁上有少量的红褐色痕迹外,试管内的物质仍为灰绿色。究其原因,是氧气在碱性介质中
氧化能力弱,同时Fe(OH)
2与氧气不能充分接触。笔者介绍一种在滤纸上完成Fe(OH)
2
快速转
化成Fe(OH)
3
的实验方法:
1实验步骤和现象
取一张滤纸,先用水湿润,再滴一些盐酸将滤纸酸化,而后
把试管里的灰绿色物质倒在滤纸上,用玻棒将其摊开,片刻
间灰绿色物质变成红褐色。向学生展示,红褐色在白色滤纸
的衬托下很清晰,可见度很大。
2原因分析
影响空气里的氧气氧化Fe(OH)
2
的能力因素有两点:
⑴介质的酸碱性根据电极电势可知,介质的酸性越强,氧气的氧化能力越强,介质的酸性越弱,氧气的氧化能力越弱。酸化滤纸的目的是为了降低PH值,增大氧气的氧化能力,从而加
快了Fe(OH)
2转化成Fe(OH)
3
的速度;
⑵氧气的浓度(氧气的分压)把Fe(OH)
2
倒在滤纸上,用玻棒将其
摊开,是为了使Fe(OH)
2
与空气(氧气)充分接触,从而加快了
Fe(OH)
2转化成Fe(OH)
3
的速度。
▲探究实验设想提示
当今许多化学教学参资料、练习题、甚至20KK年高考理科综合
试卷第33题,都十分肯定地认为:制取白色的Fe(OH)
2
成功关键
是全过程必须避免试剂与空气(氧气)接触,否则新生成的白色
Fe(OH)
2
将被氧气迅速氧化成绿色。于是设计出多种实验方法:加热法赶出试剂溶液里溶解的少量氧气,用长滴管把氢氧化钠溶液注入硫酸亚铁溶液底部,为阻断与空气接触在试剂溶液上加植物油、加石蜡油、加苯等,甚至用氢气作保护气,但实验结果常常并不理想。
笔者认为,新生成的白色Fe(OH)
2
变成绿色并非氧化所致,其理由为:
1、Fe(OH)
2
与氧气的反应属多相间的反应,反应速率必然较慢,不可能在震荡试管的1min 左右的时间里迅速氧化;
2、试管里的试剂与空气的接触面仅试管内的圆面,如此小的接触面不可能在震荡试管的1min左右的时间里迅速氧化;
3、根据氧气在酸性、中性、碱性介质里的电极电位数值可知,氧气在碱性介质里的氧化能力很弱,不可能在震荡试管的1min左右的时间里迅速氧化;
4、根据美术里合色原理可知,白色Fe(OH)
2因氧化渐变成红褐色的Fe(OH)
3
,被氧化后的
物质其过渡色只能有三种颜色:①粉红②紫色③橙色,不应经过绿色(或灰绿色)。绿色(或灰绿色)物质不是被氧化后所生成的中间产物。
5、实验验证:取新制的绿色(或灰绿色)物质加盐酸溶解,向溶液里加硫氰化钾,不变
红色,证明没有Fe3+生成,说明Fe(OH)
2没有被氧化,即白色Fe(OH)
2
变成绿色非氧气氧化所
致。
绿色(或灰绿色)物质可能是氢氧化亚铁的某种络合物,配位体是水分子或者氢氧根离子,笔者尚不能确定。
把不含Fe3+的亚铁盐浓溶液与浓热的NaOH溶液混合,就可得到Fe(OH)
2
白色沉淀,冷的NaOH
溶液稀与亚铁盐稀溶液混合可能得到绿色的Fe(OH)
2
沉淀。
可见,沉淀物呈白色、呈绿色都是氢氧化亚铁;
Fe(OH)
2
由白色变绿色与氧气没有关系;
没有必要花那么的精力研究如何制白色Fe(OH)
2
。
:§2《气密性检查》的四种方法
§2《气密性检查》
的四种方法
初中化学教材上关于《气密性检查》的方法(如图1所示),是手贴在容器(烧瓶或试管)壁上,容器内的空气受热体积膨胀,观察插在水里的导管末端有无气泡放出,手离开容器壁一会,容器内的空气受冷体积收缩,水能否进入导管末端,形成一段水柱。
1教材上的《气密性检查》方法的缺点:
1.1由于热量通过玻璃传递,太慢,手贴在容器壁上需要数分钟,插在水里的导管末端才有气泡放出,手离开容器壁,又需要数分钟,水才能进入导管末端,形成一段水柱,太费时间;当气温与手温无较大温差时,这一方法决不会成功。
1.2当制取易溶于水的气体时(制氨气、氯化氢气等),导管末端不应被水浸湿。
1.3对启普发生器、老式贮气瓶、沉浮式气体发生器、沉浮式贮气瓶等大型仪器气密性检查就很难完成。
2现在介绍另外四种气密性检查方法,供您选择:
2.1导管末端浸水法(如图2所示)把导管末端插入装满水的试管(或烧杯)里,向上提起试管,使导管插到试管底,观察导管末端。如果水没有大量进入导管,则气密性好;如果水大量进入导管,移去装水的试管,导管里的水就自动流出,则气密性不好。此法简单快速,当容器中装有试剂时也能进行检查。缺点是水会浸湿导管末端。
2.2滴定管抽气法(如图3所示)在注满水的滴定管顶部加一只单孔橡胶塞,孔里加玻璃导管,导管上连接一段乳胶管,乳胶管连接在被检查装置的导管末端。打开滴定管下部的活塞阀门,如果水流出一部分后就不再流,说明装置的气密性好;如果水外流不止,说明装置漏气。此法水不会浸湿导管末端,当容器中装有试剂时也能进行检查,简单快速。
2.3滴定管压水法(如图4所示)在注满水的滴定管下部尖嘴处连接一段长30cm的乳胶管,乳胶管连接在被检查装置的导管末端。打开滴定管下部的活塞阀门,如果滴定管里的液面下降一部分后就不再下降,说明装置的气密性好;如果液面下降不止,说明装置漏气。此法水不会浸湿导管末端,当容器中装有试剂时也能进行检查,简单快速。
2.4检查启普发生器气密性的方法
2.4.1没装试剂的启普发生器的检查方法首先关闭启普发生器上的活塞导管,向启普发生器的球形漏斗里注水,当水在容器里把漏斗下端封闭后再注水,容器里的液面不再上升,则气密性好;容器里的液面继续上升,则漏气。
2.4.2已装试剂的启普发生器的检查方法打开启普发生器上的
活塞导管,球形漏斗里的酸液下降,酸液穿过"细腰"进入容器,
和固体试剂接触发生反应,关闭活塞导管,生成的气体把酸液
压回球形漏斗,一分钟内球形漏斗里的酸液不下降,则气密性
好,酸液下降,则漏气。
▲探究实验设想提示
加热容器法。
上篇:§1《Fe(OH)
2快速转化成Fe(OH)
3
》的实验
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