1一氧化碳还原氧化铁的实验改进
一氧化碳还原氧化铁的实验改进
江苏省溧阳市别桥中学 陈军
一氧化碳还原氧化铁的演示实验是九年级化学的必做实验,沪教版义务教育课程标准教科书第五单元中,一氧化碳还原氧化铁的演示实验(图5-9)存在两处不足:
(图5-9)
一是仪器较多,装置繁琐,影响了学生对实验重点的观察;二是在加热前需要用较多的CO排除加热管中的空气,此时又不能对尾气做燃烧处理,导致有毒的CO气体排放到空气中,造成污染。
针对上述问题,我们在实际的实验教学中,进行了以下改进。
一、 改进实验目的
1.将繁琐的实验装置进行有效的简化与重组,把一套复杂的联动实验,分割成几个独立的小实验,使实验操作简便;
2.将有毒的CO始终控制在密封的集气瓶中进行实验操作,用量少,也可以提前制取,缩短了课堂演示的时间,提高了效率。便于实验操作和观察现象,而且注重环保、安全。
3.激发学生探究实验的积极性和创造性。
4.强化学生的环境保护意识和安全意识。
二、 实验仪器及用品
仪器: 集气瓶、毛玻璃片、大试管、大烧杯、橡皮塞、自制陶瓷反应容器、酒精灯、酒精喷灯、药匙、滤纸、磁铁;
药品: 氧化铁、CO、澄清的石灰水,稀盐酸。
三、改进实验装置图
图
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图2 图3 图4 图5 图6
四、实验说明
1. 事前取一只直径大小与集气瓶口径匹配的橡胶塞,将一根短粗铁丝的一端固定在橡胶塞中;另一端固定陶瓷片,小心取适量氧化铁粉末于陶瓷片上。
2.图1为CO的制备和收集,用排水的方法收集一瓶CO气体,盖上玻片备用(为了防止CO的逃逸,也可现做现用)。
★3.我们将实验所得的被磁铁吸引的“黑色粉末”加入稀盐酸后,能产生少量小气泡。
五、实验操作
1.实验时,手持橡胶塞将装有适量氧化铁粉末的陶瓷片在酒精喷灯上灼烧至红热后(如图3),迅速插入装有CO的集气瓶中(如图4),待玻璃导管冷却后取下橡皮塞,并用玻片盖住集气瓶口;为了让实验更成功可以重复图3,4的2个实验,是得到的铁更多。
2.将冷却后的黑色固体转移到滤纸上;
3.将磁铁靠近滤纸上方,有黑色粉末被磁铁吸引(图4),并将产物放入试管中滴加适量稀盐酸,有气泡出现,说明有铁生成(图);向上述集气瓶中加入少量澄清的石灰水,观察到澄清的石灰水变浑浊(图6),说明有CO生成。 2
4.点燃瓶内剩余的CO气体作尾气处理。
六、装置改进的意义
1. 改进后的实验,减少了加热前先通CO(不能点燃)的环节,既缩短了实验时间,又集中了学生的有效注意力,既减少了CO的用量,又提高了实验的安全性。现象明显,避免了室内的环境污染,;
2.简化了实验操作,在一个集气瓶中分别完成“CO还原Fe2O3” 、“检验生成气体产物”和“尾气处理”等三个化学反应 ,不仅有利于培养学生的创新思维和环保意识,还能使实验安全、更具有可操作性;
3.反应后,CO和Fe2O3都有剩余,可直观说明该反应的条件为“高温”, 强化了反应条件在化学反应中的重要性;
4.可将教师“演示实验”改为学生“探究实验”,有利于学生学习兴趣和实验能力的培养。
七.存在的问题
由于该反应中要在高温下进行,而本实验不能保持药品持续高温,实验导致反应一段时间后温度不够产生副反应,生成的铁含量有些少,在用稀盐酸验证铁单质的实验中气泡很不明显,这也有待后续的探究设计实验中解决此问题。
文献参考:
①《动手做实验丛书——初级化学实验改进设计实践》
②《九年级化学新课程标准》