铁与水蒸气反应实验创新改进

△铁与水蒸气反应实验创新改进重庆市大渡口区第37中学王辉电话：邮编400084摘要:通过药品替换反应装置和验证装置的简化，使实验操作方便安全，省时且能保证实验成功。关键词:铁硫酸铜晶体装置人教版现行人教版高中化学第二册的“铁与水蒸气反应”实验装置如下：(化学反应原理是：3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2↑)，由于装置复杂、用时较长，成功率低，据笔者了解不少同行干脆不做这个实验。因此该实验有几处值得改进:一是烧开圆底烧瓶中的水和点燃喷灯都费时，并且用酒精喷灯加热很容易使玻璃管变形，即使用硬质石英管，玻璃管的软化、变形，甚至破裂的情况很难避免；二是盛装铁粉的硬质玻璃管易炸裂,因为硬质玻璃管无论平放还是以任何角度安置,从圆底烧瓶中蒸发上来的水蒸气因反应不完而凝结成水,总要经过硬质玻璃管的受热处,从而导致硬质玻璃管炸裂；三是干燥管在这里名不符实，无论用哪种干燥剂所填装的干燥管，只能除去少量水蒸气．在本△实验条件下，如此大量的水蒸气，无论用哪种干燥剂都起不到预想的干燥效果；四是集气试管中有无H2，有多少H2更是心中无数，课堂演示这个实验完全没有绝对成功的把握。为了不损害仪器而操作又方便,同时反应又快,现象又十分明显，笔者设计了如图1的简易装置,效果十分好。图1实验（如图1）：用一长具支试管代替长硬质玻璃管，用酒精灯代替喷灯，用五水合硫酸铜晶体代替水,用橡胶管把支口和短导管相连并把导管口侵入小烧杯的水中,然后将右边导管口侵入培养皿中的洗涤剂中.实验时，先调整好试管的高度并连接好装置检查气密性，然后向试管中加入两钥匙五水合硫酸铜晶体置于试管底部，再加入一钥匙还原性铁粉于试管中部，塞紧橡皮塞，将导管口侵入培养皿中的洗涤剂中。先点燃铁粉处的酒精灯预热后对准铁粉处加热，然后点燃五水合硫酸铜晶体处的酒精灯进行加热，当右边洗涤剂中有大量气泡产生时用燃着的木条点燃，可以观察到有气体剧烈燃烧产生长长的火焰并伴有爆鸣声，现象十分明显。改进后的优点：①克服了玻璃管易被烧坏的缺点，同时大大地简化了装置，省去了制取水蒸汽的烧瓶。②加热硫酸铜晶体能在较低温度下释放出水蒸汽，反应迅速，产生量大，节省了大量的实验时间。③洗涤剂中可观察到气泡连珠似的产生，现象明显。氢气易点燃，还能多次重复点燃，实验效果更好。且能直接观察铁粉由反应前的灰色变为反应后的黑色④五水合硫酸铜晶体、具支试管都很易找到，而且试管还可以反复使用，不会损坏。⑤操作简单，试剂用量较小，节约药品。后记：教材中涉及的实验这个算是比较难做的一个，而实验论文中提供的实验装置很简单，但本实验的关键和重点应该是在氢气的检验上。通过改进反应效果非常不错，成功率很高,基本上是次次成功。参考文献：1、人教版高中化学第二册2006.4882、刘怀乐《铁与水蒸气反应装置的改进》net2007-10-313、李鹏李广《实验改进：铁与水蒸气反应的实验改进》《化学教学》2007.7