铁与水蒸气反应实验的研究

时间:2022-09-14 02:15:43

铁与水蒸气反应实验的研究

摘 要:铁与水蒸气反应实验是人民教育出版社高中化学教科书中的一个演示实验,因其装置复杂,实验成功率较低,因此,选取了几个较典型的实验改进方案,分别从实验装置、药品、操作等方面对其进行分析,在此基础上,教师设计了一个装置和操作相对简单的实验方案,教学实践证明,该实验设计是合理、成功的。

关键词:铁与水反应;改进;化学实验 一、引言

铁与水蒸气反应是人民教育出版社出版的高中化学必修教材(化学Ⅰ)中添加的一个演示实验。该实验是在介绍铁的氧化还原性时安排的,意在使学生掌握铁与水反应之知识点,并理解铁的氧化还原性。教科书中该实验方案却存在成功率低、操作复杂等缺点,因此该实验亟须改进。

本文选取了刘胜强和樊小平、罗振锋、徐晓键、齐俊林、谭宗军和向雪皑等老师对该实验的改进方案,并运用中学化学实验教学论以及实验设计理论的有关知识,进行分析,学习他们的优点,并力求克服其缺点,在此基础上设计一个操作简单、成率较高的实验方案。

二、问题提出

人民教育出版社出版的高中化学必修教材(化学Ⅰ)在第三章第一节中讨论了铁的性质,其中在介绍铁的氧化还原性时安排了,“铁与水蒸气反应”的实验,实验方案如下:

在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气。用试管收集产生的经过干燥气体,并靠近火焰点火。观察实验现象。

实验装置如下:

在教学实践中发现该实验存在如下缺点:

1.烧瓶产生水蒸气的温度低,玻璃导管直角处易有冷凝水滞留,实验时间长;

2.酒精喷灯加热时,易使玻璃管因局部过热而变形;

3.干燥剂易液化,干燥作用失效;

4.玻璃管内还原铁粉与石棉绒混合,石棉绒传热较慢;

5.用向下排空气法收集氢气很难掌握气体收集的程度。

本文在分析各实验方案优缺点的基础上提出自己的实验方案,并通过实验进行检验。下面就来介绍一下本人的实验方案。

三、实验方案

1.实验装置

a.浸过水的砖粒;b光亮的铁丝圈;c自制双芯酒精灯

2.实验步骤

(1)按图装好仪器,检查装置的气密性。在试管中依次装入浸过水的砖粒、光亮的铁丝圈。

(2)点燃酒精灯,加热一段时间,浓硫酸集气瓶里不断有气泡冒出,当气泡连续冒出时,可用试管收集气体验纯。

(3)验纯后,直接在导管口点燃,会观察到氢气燃烧火焰。

实验过程中,浓硫酸集气瓶中不断有气泡冒出,光亮的铁丝圈颜色变暗。气体验纯后,在导管口点燃,会观察到蓝色火焰证明是氢气。

3.该方案设计分析

(1)本着以学生掌握铁与水反应这一知识点为目的,所以,该实验的成功率应该是设计实验方案首要考虑的一个因素。

(2)原实验方案用酒精喷灯,不但有噪音,而且易损坏试管造成浪费。而该方案由普通酒精灯加以改造,既达到了反应的温度,又减少了可能的损失。

(3)实验用一个自制的酒精灯,激发了学生兴趣,启发了学生思维。

(4)该实验方案是在分析一线教师实验改进方案的基础上,学习他们的优点,克服其缺点,分析、比较、实验验证而设计出来的,使该实验达到了最优化。

参考文献:

[1]刘胜强,樊小平.铁与水蒸气反应实验的改进.中学化学教学参考,2006(12).

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