铁丝在氧气中燃烧为何火星四射.docx

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铁丝在氧气中燃烧为何火星四射

对中学化学部分实验问题探究

杭州市西湖高级中学夏立先

特别话题：

消防与灭火

天津火灾

中日青年交流

萧山火灾

杭州公交车火灾（不能用密封玻璃、安全锤）

专业化、科学化

日本灭火、美国灭火

普通住宅等、油气、氯气、浓硫酸、钠电石镁、氰化钠、白磷、苯二甲苯。

1.铁丝在氧气中燃烧为何火星四射？

取硬度不同的铁丝分别在氧气中燃烧，观察现象。

2.制取二氧化碳新方法

用粉末状碳酸钙分别与盐酸、稀硫酸做对比实验

3.对浓盐酸与浓氨水在空气中不同现象的实验探究

浓盐酸、浓氨水、酒精、浓硝酸

4.氢氧化铁胶体制备新方法

氢氧化钠溶液与氯化铁溶液

（1）实验操作：

向150mL蒸馏水中，滴入1滴浓氯化铁溶液，搅拌均匀，然后逐滴加入0.5mol／L氢氧化钠溶液（3滴-2滴管），并不断搅拌，即可制得。

用激光笔照射该液体，从垂直于光的方向观察实验现象。

实验现象：

有明显的丁达尔现象。

氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应，向50ml蒸馏水中，滴入1滴浓氯化铁溶液，搅拌均匀，然后逐滴加入0.5mol／mL氢氧化钠溶液（3-16）滴。

（2）实验操作：

向100mL蒸馏水中加入0.5克碳酸氢钠固体，搅拌溶解。

然后滴入1滴浓氯化铁溶液，搅拌均匀，即可制得。

用激光笔照射该液体，从垂直于光的方向观察实验现象。

5.巧妙检验钠与水反应产生的氢气

6.钠与水反应的本质及钠与盐酸反应情况

钠与酒精反应、铁与高温水蒸汽反应

7.对碳酸钠、碳酸氢钠分别与同浓度盐酸反应实验研究及改进

2.全日制普通高级中学教科书（必修）化学第一册（人民教育出版社2003年6月第1版），其中第二章第二节有关内容片段：

【实验2-7】在两支试管中分别加入3mL稀盐酸，将两个各装有0.3g碳酸钠或碳酸氢钠粉末的小气球分别套在两支试管口。

将气球内的碳酸钠和碳酸氢钠同时倒入试管中（如图2-8），观察反应现象。

从上述实验可以看出，碳酸钠和碳酸氢钠都能与稀盐酸反应，但碳酸氢钠与稀盐酸反应要比碳酸钠与稀盐酸反应剧烈得多。

【实验4】向两支相同规格的大试管（直径1.8厘米，高度14.5厘米）中分别加入0.5g（0.0047mol）碳酸钠和0.4g（0.0047mol）碳酸氢钠粉末，然后直立在试管架上，同时将10mL1mol·L－1盐酸倒入上述两支试管中（或先将10mL1mol·L－1盐酸快速倒入盛碳酸钠试管中，后将10mL1mol·L－1盐酸快速倒入盛碳酸钠氢试管中），先观察比较反应瞬间产生泡沫达到的最高高度情况，再观察比较反应结束（不再产生气泡）的先后。

实验现象：

盛碳酸氢钠试管产生泡沫高，反应结束的早。

实验结论：

碳酸氢钠固体与同浓度的盐酸反应比碳酸钠固体剧烈。

8.对氯气与溴化钠反应实验的改进

9.对海带中碘的存在形式及实验探究

10.这种检验食盐中是否含碘的方法科学吗？

11.对今年高考实验题（碘的分离）的思考

江西宁都四中钟辉生

12.几个值得思考的萃取实验

1）四氯化碳能否使蓝色的淀粉碘水混合液褪色？

【实验1】取3mL饱和淀粉溶液于试管中，向其中加入2滴碘水（将碘晶体先溶于酒精，后加水至深黄色），振荡，溶液呈蓝色。

向其中加入3-4mL四氯化碳，用力振荡2-3分钟，可观察到上层溶液蓝色渐渐褪去。

向上层溶液加入1滴碘水，上层溶液又变蓝色。

分析思考：

该实验说明四氯化碳能将淀粉碘水混合液中的碘萃取出来，同时说明碘与淀粉结合力不强。

碘与淀粉的变色是否是化学反应，有必要重新审视、研究。

2）乙酸乙酯能否使红色的酚酞氢氧化钠混合液褪色？

【实验2】取3mL0.1mol／L氢氧化钠溶液于试管中，向其中加入2滴酚酞试液，振荡，溶液呈红色。

向其中加入3-4mL乙酸乙酯，用力振荡2-3分钟，可观察到上层溶液红色渐渐褪去。

分析思考：

酚酞的变色原理可表示为：

HIn（无色）H++In-（红色）.该实验说明，乙酸乙酯能萃取有机分子（HIn），使上述平衡向左移动，从而褪色。

（3）水能否萃取乙酸乙酯中溶解的酒精？

【实验3】①向10mL量筒中先加入3mL乙酸乙酯，然后加入3mL水（至6mL），振荡2-3分钟，观察乙酸乙酯层高度及混合液总高度。

②向10mL量筒中先加入2mL乙酸乙酯再加入1mL酒精，振荡均匀后，再加入3mL水（至6mL），振荡2-3分钟，观察四氯化碳层高度及混合液总高度。

实验结果：

分析思考：

从②的结果可知，约有98%的酒精被水萃取，这说明水和酒精之间的作用力大于乙酸乙酯和酒精之间的作用力。

教材给出的都是有机物萃取无机物，该实验给出的是用无机物萃取有机物，使萃取的案例更丰富，对萃取的认识更全面。

4）四氯化碳能否使紫色的苯酚氯化铁混合液褪色？

【实验4】取3mL水试管中，向其中加入2滴饱和苯酚试液和1滴浓氯化铁溶液，振荡，溶液呈紫色。

向其中加入3-4mL四氯化碳，用力振荡2-3分钟，可观察到上层溶液紫色不变。

分析思考：

该实验说明四氯化碳不能将苯酚氯化铁混合液中的紫色络合物（或其中的苯酚）萃取出来，同时说明苯酚与铁离子结合力强以及紫色络合物更易溶解于水。

5）四氯化碳能否使红色的硫氰化钾氯化铁混合液褪色？

【实验4】取3mL0.1mol／L硫氰化钾溶液于试管中，向其中加入滴浓氯化铁溶液，振荡，溶液呈血红色。

向其中加入3-4mL四氯化碳，用力振荡2-3分钟，可观察到上层溶液红色不变。

分析思考：

该实验说明四氯化碳不能将硫氰化钾氯化铁混合液中的红色络合物萃取出来，同时说明红色络合物更易溶解于水。

13.对实验改进的思考

常规实验改进的方向，应“突出主题，操作简单，现象明显”，切忌简单实验复杂化。

这次硝酸与铜，浓硫酸与铜实验的改进，明显背离主题，这几个实验的主题是“反应”而不是装置。

结果装置改的很复杂，冲淡了学生对实验现象的观察，学生的注意力被吸引到装置上了。

微型化实验适用的对象主要是学生实验及部分毒性比较大的实验。

这次有的教师，将教材中效果比较好的演示实验（火柴成分硫测定）改为微型化实验，做法欠妥，原因是不便于学生观察实验现象。

主要从3个方面改进：

实验装置、反应条件（方法）、反应物。

14.例谈谨慎使用逻辑，建立“个性观”。

硫酸根检验、钠分别与苯酚酒精、甲醛乙醛分别与新制氢氧化铜反应、苯酚分别与甲醛乙醛反应、铝分别与盐酸硫酸反应、氯化铁与甲醛反应等。

15.有关浓硫酸的几个重要问题

稀释问题、干燥二氧化氮问题

16.对铜与浓硫酸反应呈绿色的实验探究

17.对铜锌原电池实验锌表面产生气泡的实验探究

18.用甲基橙作指示剂，氢氧化钠滴定盐酸应滴至什么颜色?

最佳指示剂是溴百里酚蓝接近7时由黄变蓝。

以甲基橙作指示剂，用盐酸滴定氢氧化钠溶液时，应滴至“溶液由黄色变为橙色且半分钟内不变色”为止，对于这个结论大家没有争议。

但以甲基橙作指示剂，用氢氧化钠溶液滴定盐酸时，应滴至溶液变为黄色还是橙色，大家说法不一，没有定论。

从定性分析来看，甲基橙的变色范围是3.1-4.4，显然滴定到溶液变为黄色要比滴定到变为橙色，误差要小，对于该问题笔者又进行了定量计算，结果如下：

假定用0.1mol·L-1氢氧化钠溶液,对20mL0.1mol·L-1盐酸进行滴定。

二者恰好完全反应时，消耗氢氧化钠溶液20mL，PH=7.

若多滴1滴（1滴按0.04mL）氢氧化钠溶液：

C（OH-）=0.04×0.1∕（40+0.04）=1×10-4mol·L-1

PH=10

若少滴1滴（1滴按0.04mL）氢氧化钠溶液：

C（H+）=0.04×0.1∕（40-0.04）=1×10-4mol·L-1

PH=4

若少滴2滴（1滴按0.04mL）氢氧化钠溶液：

C（H+）=0.04×0.1×2∕（40-0.08）=2×10-4mol·L-1

PH=3.7

若少滴3滴（1滴按0.04mL）氢氧化钠溶液：

C（H+）=0.04×0.1×3∕（40-0.12）=3×10-4mol·L-1

PH=3.5

若少滴4滴（1滴按0.04mL）氢氧化钠溶液：

C（H+）=0.04×0.1×4∕（40-0.16）=4×10-4mol·L-1

PH=3.4

若少滴5滴（1滴按0.04mL）氢氧化钠溶液：

C（H+）=0.04×0.1×5∕（40-0.20）=5×10-4mol·L-1

PH=3.3

若少滴6滴（1滴按0.04mL）氢氧化钠溶液：

C（H+）=0.04×0.1×6∕（40-0.24）=6×10-4mol·L-1

PH=3.2

若少滴7滴（1滴按0.04mL）氢氧化钠溶液：

C（H+）=0.04×0.1×7∕（40-0.28）=7×10-4mol·L-1

PH=3.15

若少滴8滴（1滴按0.04mL）氢氧化钠溶液：

C（H+）=0.04×0.1×8∕（40-0.32）=8×10-4mol·L-1

PH=3.1

若以酚酞作指示剂，其变色范围8-10，应滴至最后1滴溶液刚好由无色变为粉红色，实验误差在1滴左右，即实验误差在0.2％左右。

若以甲基橙作指示剂，其变色范围3.1-4.4，如果滴至最后1滴溶液刚好由红色变为橙色，实验误差在7-8滴，即实验误差在1.4％-1.6％；如果滴至最后1滴溶液刚好由橙色变为黄色，实验误差小于1滴，即实验误差小于0.2％。

通过以上计算分析可知，以甲基橙作指示剂，用氢氧化钠溶液滴定盐酸时，应滴至最后1滴溶液刚好呈黄色，这样误差会比较小。

如果滴至最后1滴溶液刚好呈橙色，误差会比较大。

19.用饱和碳酸钠溶液与二氧化碳制取碳酸氢钠实验及思考

20.用铜铁作阳极电解碘化钾等溶液，阳极谁失电子？

21.对镁条表面形成黑色外衣的条件探究

22.由水形成的乳浊液能用过滤法分离吗？

乳浊液的分离用分液漏斗进行分液处理，这是常识。

但是，乳浊液能否用过滤法进行分离，恐怕许多人就不清楚了。

为此，我们对该问题进行了较为全面的实验研究，研究情况如下：

（1）研究过程及结果

[实验1]

组装好过滤装置（漏斗上用干燥滤纸）。

分别将苯、煤油、甲苯、四氯化碳、花生油、乙酸乙酯、乙醇、甘油倒入过滤器中（每次都更换干的滤纸），观察液体能否透过滤纸。

另组装好过滤装置（漏斗上用水湿润的滤纸）。

分别将苯、煤油、甲苯、四氯化碳、花生油、乙酸乙酯、乙醇、甘油倒入过滤器中（每次都更换用水湿润的滤纸），观察液体能否透过滤纸。

[实验2]组装好过滤装置（漏斗上用水湿润的滤纸）。

分别将苯和水、煤油和水、甲苯和水、四氯化碳和水、花生油和水、乙酸乙酯和水、苯酚和水按体积比1:

5混合、振荡形成的乳浊液，快速倒入过滤器中（每次都更换用水湿润的滤纸），观察液体能否透过滤纸。

实验结果：

见表2

混合液体（1:

5）能否透过水湿润的滤纸

苯和水只有水透过

煤油和水只有水透过

甲苯和水只有水透过

四氯化碳和水只有水透过

花生油和水只有水透过

乙酸乙酯和水只有水透过

苯酚和水苯酚和水都透过

2）结果分析及结论

①由表1可知，花生油和甘油因为自身粘稠，不能透过干燥滤纸；其余有机液体不论是否溶解于水都能透过干燥滤纸。

②由表1可知，乙醇因为自身溶解于水且不粘稠，能顺利透过水湿润的滤纸；甘油尽管溶解于水但因为自身粘稠，只能缓慢透过水湿润的滤纸；其余液体因为不溶解于水且滤纸空隙充满水，不能透过水湿润的滤纸。

③由表2可知，除苯酚和水外，其余由水形成的乳浊液可以用过滤法分离。

这大大拓展了我们的视野。

④可以预料，非粘稠有机液体中混有不溶性固体时，可以用过滤法分离。