氯气与铁反应实验的创新设计

王乃麒

[摘要]鲁科版化学教材中，氯气的性质实验存在氯气在反应过程中逸出产生污染、没有对产物进行检验、现象不明显、操作复杂等缺点。本实验从演示实验的要求出发，对氯气的性质演示实验进行创新设计，让实验绿色化、微型化、简便化、高效化。

[关键词]反应实验创新设计绿色化

[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]16746058（2015）110096

鲁科版化学教材《化学1》中，关于氯气的性质安排有“红热的铁丝在氯气中燃烧”的演示实验，实验操作的方法为：将一束铁丝在酒精灯的火焰上灼烧至红热后迅速伸入到盛有氯气的集气瓶中，观察实验现象，然后向集气瓶中注入少量水，盖上玻璃片，振荡，观察溶液颜色。该实验存在以下问题：1.实验是在半敞口状态下完成的，反应放出的热量会使氯气膨胀而逸出，实验产生的棕褐色的烟也会随之一起逸出。在向集气瓶中加入水时，也会致使有害气体逸出，且操作中需要多次打开集气瓶口。2.氯气要提前制备，已制备好的氯气放在讲台上也会有少部分逸出，不仅污染教室，还会因氯气浓度降低使实验现象不明显。3.没有对产物进行检验。为此，笔者对氯气与铁反应的演示实验进行了创新设计。

一、实验用品

集气瓶、橡皮塞、气球、20mL注射器、铁丝、氯酸钾、浓盐酸、浓氢氧化钠溶液、蒸馏水。

二、实验装置

装置说明：1.注射器（3个，注射器1装入3mL的浓盐酸；注射器2装入10mL蒸馏水；注射器3装入10mL浓氢氧化钠溶液）2.集气瓶3.气球4.铁丝或铜丝5.浓盐酸6.氯酸钾

三、实验原理

1.KClO3+6HCl（浓）=3Cl2↑+KCl+3H2O

2.2Fe+3Cl2点燃2FeCl3

3.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

四、实验步骤和现象

1.将铁丝一端弯曲成螺旋状，另一端绕在插入橡胶塞的针尖上，按实验装置图组装好装置，并检查装置气密性。取一药匙氯酸钾固体平铺集气瓶的底部，注射器1装入3mL浓盐酸。

2.将下端弯曲的细铁丝放在酒精灯上加热至红热后迅速伸入到集气瓶中，将注射器1中的3mL浓盐酸迅速注入到集气瓶中，盐酸与氯酸钾立即反应，此时可以看到立刻产生黄绿色的气体，同时铁丝上会产生明显的棕褐色烟并充满整个烧瓶，且能看到气球随着反应的进行出现体积变化。

3.当反应停止后，用注射器2往集气瓶中加入10mL蒸馏水，轻轻振荡集气瓶，观察到溶液呈黄色。

4.用注射器3将10mL浓氢氧化钠溶液注入集气瓶瓶中，烧瓶底部立刻有红棕色沉淀生成，集气瓶内黄绿色气体消失。

五、实验创新效果

1.实验集氯气的制备、氯气的储气、氯气与铁反应和验证产物氯化铁于一体，教师展示方便，也易于学生观察实验。

2.反应在密闭体系中完成，有效减少了因氯气的逸散产生的环境污染，让实验绿色化。

3.药品使用量少，实验节约化。

4.装置简单，操作简便化。

5.实验时间短，现象明显，实验高效化。

六、实验注意事项

1.实验成功的关键是如何使铁丝在集气瓶中保持较长的红热状态，特别是在气温较低时，如果采取加热较粗的铁丝就能很好地解决这一难题。

2.浓氢氧化钠溶液既可用来验证产物，又可用来除去多余的氯气，在交换浓氢氧化钠溶液的注射器时动作一定要迅速，以免有气体逸出。

[参考文献]

[1]宋志贵，春丽.氯气与金属铁、铜反应的实验改进[J].化学教学，2011（6）.

[2]张正飞.铁和氯气反应的创新设计[J].教学仪器与实验，2013（12）.

（责任编辑罗艳）