氢气在氯气中燃烧实验的新设计.doc

氢气在氯气中燃烧实验的新设计.doc氢气在氯气中燃烧实验的新设计摘要:针对现行高中化学教材中“氢气在氯气中燃烧”实验的不尽如人意之处( 如实验装置较复杂, 需有两个制气系统; 实验过程生成的氯化氢气体及未燃烧的氯气难免外逸,会严重污染室内空气) ,对该实验作了改进设计。利用直口三颈瓶、干燥管和一次性注射器等仪器, 设计了在一体化全封闭实验装置中, 进行氢气在氯气中燃烧的实验方法。结果表明, 实验现象和效果俱佳,且克服了教材实验方法的不足。关键词:氢气在氯气中燃烧;一体化封闭装置;实验改进文章编号: 1005?C6629 ( 2015 ) 9?C0052?C03 中图分类号: 文献标识码: B1 问题提出现行高中化学教材[1] 中“氢气在氯气中燃烧”实验(如图 1 所示) 是一个传统的经典实验。教材中的实验方法尽管现象明显, 但却存在诸多不尽如人意的地方, 其一, 在向集气瓶内收集氯气时, 需要一个复杂的氯气制备系统(如图 2 所示) ,在氯气制备过程中,氯气容易泄漏,造成室内空气污染; 其二, 燃烧的氢气通常也需要一个专门制备装置( 如图 3所示) 来提供; 其三, 氢气在氯气中燃烧时瓶内的氯气及其燃烧时生成的氯化氢气体容易从集气瓶口外逸, 污染室内空气。由于以上原因, 致使绝大多数教师嫌麻烦、怕污染, 不愿做该实验, 在教学中只是纸上谈兵, 采取讲解实验的方法来进行课堂教学, 违反教学原则和教学规律, 致使学生对该部分知识缺乏感性认识, 不利于学生对知识的理解、记忆和掌握。为此, 有些化学教师对该实验进行了大胆改进, 但收效甚微, 改进后的实验仍然存在着这样或那样的问题:有的没有从根本上解决污染问题[2] (如图 4 所示); 有的没有摆脱繁琐的氯气、氢气制备系统[3] , 整个装置及实验过程较为复杂(如图 5 所示) ;还有的实验装置难以加工(如试管上打孔), 实验可见度低, 不便于学生观察[4] ( 如图 6 所示)。针对上述情况, 笔者利用直口三颈瓶、干燥管和一次性注射器等仪器, 设计了“氢气在氯气中燃烧的一体化全封闭实验装置”, 克服了教材及其有关改进实验中的不足, 深受广大师生的欢迎。 2 实验原理 3 实验用品直口厚壁三颈瓶( 5000/24 , 40, 24)1 个、一次性注射器( 20mL )1 支、单球干燥管 1 支、 2 号单孔橡胶塞 1 个、玻璃尖嘴( 5cm )1 支、 4号橡胶塞 2个( 其中一个单孔橡胶塞)、6 号橡胶塞 1个、试管( × 10cm ) 1支、 30cm 粗铜丝 1根、火柴 1盒、铁夹、十字夹、铁架台各 1个、脱脂棉若干高锰酸钾晶体、锌粒、稀硫酸、浓盐酸、碱石灰、蒸馏水 4 仪器加工取1根 30cm 的粗铜丝,用铁钳制成一个试管挂架,挂架的上端穿过一个 6 号橡胶塞(如图 7 所示)。 6 实验方法及其现象 在空气中点燃氢气取1 支小试管( × 10cm ) ,加入 3g 左右的锌粒后,注入 4mL 左右的稀硫酸;在试管口堵上少量的脱脂棉,塞上带有玻璃尖嘴的橡胶塞,检验氢气的纯度后,用火柴点燃氢气,可观察到氢气燃烧( 2H2+O2 点燃=2H2O ) ,并发出淡蓝色火焰(如图 9 所示) ;将点燃氢气的试管小心地放在试管挂架上(如图 10 所示)。 将燃烧的氢气放入三颈瓶内将挂有试管的试管挂架放