河北省饶阳市饶阳中学(053900)尚广斗
北京市二中学亦庄学校(100176)温志东
1问题的提出
铁的电化学腐蚀演示实验,是高中化学新教材人教版《化学反应原理》(选修4)课本中的一个实验(如图1所示),由于所用铁钉表面积较小、导管较粗,按照课本上的方法完成该实验,需要较长的时间才能观察到明显的实验现象,不利于课堂教学。鉴此,笔者对该实验经过认真研究,提出了新的改进方法,通过在数分钟内观察到的“喷泉”实验现象,验证了铁的吸氧腐蚀。
2实验用品
仪器:圆底烧瓶、烧杯、破损温度计、橡胶塞、胶帽、脱脂棉等。
药品:铁粉、炭粉、氯化钠饱和溶液、红墨水等。
3实验装置
铁的吸氧腐蚀实验装置如图2所示。
装置说明:
(1)选取一支破损的温度计,截弃两端,留下一段长约12 cm的“厚壁细玻璃管”做很细的导管用,以下称它为“温度计导管”。
(2)选取一个50 ml圆底烧瓶(带橡胶塞),在橡胶塞上安装好温度计导管,使橡胶塞位于温度计导管中部。
4实验步骤
具体操作步骤如下:
(1)按照图2所示连接装置,检查装置的气密性。
(2)首先将适量脱脂棉包裹在温度计导管的中上部位,用饱和食盐水润湿,在上面撒上适量铁粉和炭粉的混合物,然后将带有该温度计导管的橡皮塞在圆底烧瓶口上塞紧,随即用胶帽密封温度计导管的下端。
(3)大约5 min后将温度计导管的下端浸入烧杯中的红墨水中,拿掉温度计导管下端的胶帽,观察现象。
可以观察到连接在圆底烧瓶上的温度计导管内液面迅速上升,其上口随即喷出红色液体,形成微弱的喷泉实验现象。
5实验评价
本实验改进方法具有以下特点:通过使用破损温度计替换玻璃导管缩小导管的直径,使用铁粉、炭粉、滤纸替换铁钉等措施以增大单位时间内铁消耗氧气的速率,从而达到了在圆底烧瓶中较短时间内产生喷泉实验现象的目的。该实验方法验证铁的吸氧腐蚀具有装置简单、现象明显、生动有趣等优点。
进行本实验成功的关键在于铁粉要纯净,装置密封性能好,温度计导管不能发生堵塞。
收稿日期:2014-02-26