铁与高温水蒸汽反应的创新装置

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1、铁与高温水蒸汽反应的创新装置胡建平（南昌市第三中学，江西南昌3300660）摘要：针对人教版必修1P50页铁与水蒸汽反应演示实验的不完美之处，结合课堂教学实际，改进了反应装置，改进后的装置具有携带方便，操作简单、现象明显、成功率高的优点。关键词：铁与高温水蒸汽反应、球形干燥管、实验改进。铁与高温水蒸汽反应的演示实验是在人教版必修1P50页，这是金属与水或酸反应的重要的实验，根据本人多次按课本装置图的演示，或者用课本提示的使用三支试管组装的实验装置进行实验，发现实验装置复杂、实验操作难、所需时间长等等，特别是成功率低。其主要问题是温度与水的量不易控制，湿棉花的水量，多了则流下易使试

2、管损坏，若少了则铁粉处的温度还未达到反应所需温度水就蒸发完了，反应氢气的量少，不够检验的量。而选用三支试管做实验（一支提供水蒸汽，一支作为水蒸汽与铁的反应，一支用于检验产生的气体）装置过于复杂，点燃酒精喷灯也需要较长时间，在南昌市第七届园丁杯青年教师大赛中，高中化学十中赛区“金属的化学性质”的八个选手比赛中，多数老师都没有做这个实验，只有南昌三中使用这套装置做了铁与高温水蒸汽的实验，并获得了满意的效果。1、仪器与药品仪器：铁架台（含铁夹一个）、特制干燥管一支、酒精灯（含防风罩）两个、蒸发皿一只、垫子若干、试管一支、药棉若干、橡胶塞一个、导管及橡胶管若干、洗手液、水槽一只、镊子一只

3、、火柴一盒。药品：还原铁粉，天津恒兴化学试剂制造有限公司出品（分析纯符合HG/T3473-1977标准）、自来水、石棉绒（或碎玻璃粉末）2、实验装置实验装置如图所示(上图是在南昌市参评的装置，一次实验中细管部位水回流导致干燥管破裂。下图是再次创新对干燥管进行加工：弯曲后克服了水回流的缺点。）3、实验步骤3.1实验准备阶段将干燥管细颈部位弯曲成120度，将橡胶塞细端切去0.5cm，目的是可以多存一点水。在滤纸上加一药匙的铁粉（约1g)、一药匙的石棉绒（或细玻璃粉末）并混合均匀，然后用药匙移在干燥管球颈处。把药棉浸透水从干燥管底部塞入并立即塞上减短的橡胶塞。准备好水槽、试管，按图装配

4、好仪器。将约10mL洗手液兑入30mL自来水（用热水兑易起泡）。把Φ15×150mm装满水并倒立于水槽中。3.2反应实验阶段分别点燃两个酒精灯，加上防风罩，用排水法收集的第一试管基本上是空气，燃后收集第二试管气体点燃有爆鸣声，再将导气管移至蒸发皿插入稀释的洗手液中，产生大量气泡，用燃着的木条靠近气泡，能够引燃。冷却后观察反应器内灰黑色的铁粉变成了黑色，说明生成了四氧化三铁。从组装到完成整个实验约需4min.4、实验注意事项使用本装置需要注意的是（1）选择合适的干燥管（尽可能长，能放下两个酒精灯加热），（2）铁粉的颗粒度不一致，通过实验选择合适的铁粉与温度。（3）将铁粉与石棉绒混合

5、以防止板结，（没有石棉绒可用废旧的石棉网上的石棉,也可以用研磨的细玻璃粉）（4）一次使用1g铁粉可满足验纯（一试管气体），吹肥皂泡并点燃的实验。（5）底部的橡胶塞适当切短。完成实验约需4分钟。5、实验优点本装置解决了以下几个问题：（1）提供足够的水蒸汽，（2）将铁粉放在干燥管的球颈部可防止铁粉滑入，（3）装置简单紧凑，实验消耗的药品少，实验耗时也少，且成功率高，易于在课堂演示，也易做学生探究实验。参考文献：【1】宋心琦主编，普通高中课程标准实验教科书•化学1【M】北京：人民教育出版社，2013.5。