氯酸钾制取

氯酸钾制取 122陈芳芳，陈凯，柳闽生 （1.南京第十三中学科利华分校,江苏南京210009;2.南京晓庄学院化学系,江苏南 京211171） 〔摘要〕以铁质奶粉罐盖子为媒介，以微型化学实验为手段，探究氯酸钾制取 氧气的反应。 〔关键词〕微型化学实验；氧气；绿色化学 〔中图分类号〕O6-3〔文献标识码〕A〔文章编号〕1008-5149（2009）04-0169-02 1 氧气的制备是九年级化学的重要实验教学，也是学生接触到的第一个气 体制备实验。在MnO催化分解KClO的实验中，按人教版化学九年级上册23 P.38[试验2-7]的意图，让学生分组实验时，发现O生成耗时长，由于变量2众多，值得进一步探究。为了节省药品、体现绿色化学理念，也为了促进学生 人人动手操作、反思，我们与学生一起，采用微型化学实验方法，对该实验进 行了全面探究。 2 学生活动小组提出质疑，KClO和MnO都含有氧元素，加热时，氧气是MnO322 分解还是KClO分解，或是KClO和MnO反应产生的？ 332 2.1具体探究操作 取一个铁质奶粉罐盖子，用锤子在上面打三个大小一样的凹槽（呈等边三角 形分布，越深越好），分别用药匙将三份等量的KClO粉末、MnO粉末及KClO323 和MnO的混合物粉末加入其中，给三个凹槽分别标号。将铁盖子置于三脚架上，2 用酒精灯加热，用带火星木条验证O的生成情况。 2 2.2实验现象与结论 2.3 药品的用量选择 小勺为双头药匙背面的小药匙。由上表可见在选量方面，最好选用3小勺 药品，这样现象比较明显而且不容易互相干扰，几十次实验下来基本都在1分 钟以内完成。 3 3.1仪器的维护 市场上很多商品罐的金属盖子，如蛋白粉、罐头、辣椒酱、奶粉等商品罐 的盖子几乎都为铁制品，获取比较容易。由于使用铁制品，每次用完后都要清 洗并及时擦干，避免铁盖时久生锈；如果再次使用时已经生锈，可以用稀硫酸 清洗，仍可以继续使用。也可以采用砂纸打磨掉反应剩余物的方法，这样可以 继续实验。 3.2带火星木条的选择 实验中尝试了线香（粗、细两种）、烤肉串的细竹签、一次性木筷子等作为 带火星的木条。其中细线香易断很难操作，通过对比实验发现以粗筷子效果最 好。 3.3实验干扰因素 实验中，金属盖子会消耗一定的氧气产生金属氧化物，金属在加热KClO3 氧化物的形成减少氧气产生的同时，对KClO分解也起到一定的催化作用。我3 们采用不同金属氧化物对该实验中的催化效果作出简单比较。 说明：（1）R=W（KClO）/W（催化剂）为质量比，本实验中，W（KClO）33=3.0固定不变，只改变催化剂的用量使R数值作为变量，分别研究不同催化剂 各自用量对催化效果的影响。（2）V表示产生氧气的体积，单位是mL。（3）t是氯酸钾分解时间（秒）：记录时间从开始冒气泡到无明显气泡为止。（4）测试条件：25?及常压条件下。由上表可以看出FeO催化效果更好，选择铁制金属23 盖对反应亦有催化作用。而且查阅《无机化学反应方程式手册》可知铝、锌均 能与氯酸钾反应，故本实验不采用铝、锌作为载体。 4 微型化学实验方法和仪器进入中学，成为现有仪器设备的替代物时，可以提供更加多元化的实验手段及满足使用者自主实验探究的基本条件，而不一定 需要现代化仪器和技术来完成。氯酸钾制备氧气实验，变量较多，为了控制温 度及产生氧气的时间，取用生活素材奶粉盖子进行同步实验，既做到废物利用， 减少药品用量，又可利用微型实验方法对比该化学反应在不同条件下的反应情 况，使反应体系阵列化，操作简单，可给予学生直接的视觉效果，并通过计时， 让学生初步学会用定性到定量的实验探究方法，大大提高化学教学实验的效率 和收获。