铁和硝酸反应实验设计

崔春阳

铁在化学反应过程中,与强氧化剂和弱氧化剂反应分别表现出不同的化合价,若在溶液中反应,还受到铁的用量的影响.在讲授铁的这一性质时,为突破难点,笔者设计了以下小实验,效果很好.实验具体步骤如下:①取一支长滴管,摘下橡皮头,插入1根长5cm的细铁丝,重新安上橡皮头;②取1支试管,加入2mL稀硝酸;③将滴管插入试管中,吸进稀硝酸,使其反应,开始反应较慢,接着反应加快,反应中产生的无色气体将液体压出,液体由无色变为浅黄色,将无色气体压出滴管,无色气体迅速变成红棕色气体;④在压出的液体中滴入KSCN溶液,立即看到溶液变成血红色(不能振荡,若振荡,则血红色迅速消失,并能嗅到刺激性气味,其原因可作为研究性学习课题);⑤重复进行②、③步操作,直至溶液变成浅绿色,滴入KSCN溶液不变色.

[设计依据]

1.反应原理

Fe+4HNO₃(稀)=Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O

2Fe₃++Fe=3Fe²⁺

2.铜和硝酸实验迁移

笔者在做铜和硝酸反应实验中,曾设计过以下实验:将一根5cm长的铜丝插入一支滴管中,然后吸入2mL稀硝酸,硝酸迅速与铜丝在滴管中反应,产生无色气体,溶液变蓝色,进而溶液被压出滴管,滴管中只剩下无色气体,将无色气体压出滴管,无色气体变为红棕色气体.当时设计该实验的目的很简单——为了不产生大量NO而污染教室环境,并能够清楚地看到无色气体(而原实验并不能清楚地看到无色气体,多是红棕色气体).

[设计思路]

本实验的主要目的是为了说明铁的用量对产物中铁的化合价的影响,即在铁不过量时生成硝酸铁,而在铁过量时,生成的产物主要是硝酸亚铁;但在这里还涉及Fe²⁺及Fe³⁺的检验及SCN^-在强氧化性溶液中的稳定性,后者可以成为研究性学习的内容;同时,本实验的现象很复杂,对学生的实验观察能力的培养大有益处.本实验仪器少,药品用量少,非常容易让学生自己动手操作,采用边讲边实验的教学方法效果很好.

(责任编辑:廖银燕)