关于Fe和稀H2SO4或HCl反应的思考

关于Fe和稀H2SO4或HCl反应的思考 关于Fe和稀H2SO4或HC1反应的思考 新课 口任长乐 通过观察现象 出规律,将利于 Fe和稀H2SO?或HC1的反应,以及Fe(?)盐的性质在初高 中化学教学中经常用到,如:氢气的制备性质,铁及铁盐的性质, 弱碱Fe(OH),Fe(OH),的演示和实验室制备. Fe和稀H2SO?或盐酸的反应,在常温下进行得较快,生成亚 铁盐.但由于此反应产物的不稳定性,观察不到或不易观察到浅 绿色溶液的形成.学生能看到氢气泡的产生,看不到溶液颜色的 渐变,以及最后形成的浅绿色,大多数观察到的是浅黄绿色或浅 黄色,而使实验结论与课本结论不一致,造成学生认识上的困 惑,产生结论的偏差. 笔者曾就此实验进行了验证探讨,针对实验得到的浅黄色 溶液或浅黄绿色溶液的现象进行了分析,认为: 1.用于实验的铁是不纯的,含有Zn,Sn(镀Zn,Sn),Pb,As 等杂质.在酸性条件下,部分参与离子反应或形成原电池反应, 降低溶液中Fe2的浓度,短时间内观察不到溶液颜色的变化. 2.稀HSO.溶液或HC1溶液中氧化性杂质的作用.如:空气 中0:的溶入,使Fe变成Fe.',在验证Fe(OH)的性质时,溶氧 的作用非常明显,而使溶液的颜色显浅黄色或黄色. 3.在配制稀HSO溶液或HC1溶液时,使用的是自来水,含 有一些杂质离子.如:使用漂白剂后残留的C10一,降低了Fe的 浓度.在我们这个地区,自来水常用漂白剂消毒,残留的含氯氧 化物较多,自来水中溶解氧也较多,pH值小于7;天然水显弱碱 性,pH值大于7. 4.操作误差. (1)为了加快反应或观察颜色,频繁震荡试管或摇动试管, 增加了液面与空气的接触面,增加了溶氧量,使溶液中氧化 成Fe",而使溶液显浅黄色或黄绿色. (2)稀酸的浓度.当稀HSO?的浓度较大时(>6mol/[),溶 液中除了H的作用外,微量HzSO?分子也有促进Fe转化的作 用.当稀硫酸溶液过稀时(初中学生实验常无定量要求),反应电 进行.但生成硫酸亚铁过慢过稀,会影响正常实验现象. (3)为了快速产生大量气体,用加热的方法,加速了的 氧化作用. 上述每一种因素都可以影响对溶液颜色的观察,有时是一 种因素,有时是几种因素共同影响. 如将实验作如下改动,都能得到明显的浅绿色溶液. 验及小制作等.这将有利于提高学生的自学能力,创新 能力以及实践能力. 总之,"探究性学习"与传统的教学模式相比,无论 对于学生学习兴趣的激发,还是学生提出问题,分析问 题和解决问题能力的提高,以及使学生学会沟通与合 作等方面,都有着任何教学方式所不可替代的作用.它 充分体现了教师的"导"完全为学生的"学"服务这一现 代教学思想,激活了学生各种学习中的知识储存,是尝 1.取四支试管,在四支试管中.分 别注入6tool/L的稀HSO.溶液或1:1 ,在盛有稀HSO.的试管里 的HC1溶液 加入少量的亚硫酸钠,以除去溶液中的 溶解氧. 2.然后在四支试管里分别滴入1— 2滴植物油,在液面上形成一层薄膜,以 隔膜的形成隔离溶液和空气的接触,防止产生的硫酸亚铁又被 氧化. 3.在四支试管中分别加入适量的还原铁粉,常见的无锈铁 钉,生绣的铁钉,CuSO?溶液(浓度稍大)和面磨毛的光亮螺旋 状的铁丝. 还原铁粉的制法:(1)用玻璃制废注射器或一端拉成尖嘴的 试管,装4/5容积的铁粉,通入氢气,加热一段时间,无水气产生 时再热密封(先封大口后封尖嘴,尖嘴制成活口,以利铁粉的倒 出),自然冷却,备用;(2)取适量的铁粉置于烧杯中,注入1/3— 2/3容量的蒸馏水,加热煮沸,冷却,备用. 还原铁粉的加入方法:用洁净吸管(吸管倾斜)吸取烧杯底 部的浊液,将吸管的尖端部分伸进盛有稀HSO.或HC1的试管 液面以下释放浊液. 4.现象的观察用途. (1)在加入还原铁粉的试管中,可以看列黑色铁粉表面氢气 泡的产生和明显的溶液颜色的变化,由无色渐变成浅绿色溶 液.此反应用于氢气性质的验证和制备以及铁的性质演示. (2)在加入无锈铁钉的试管中,起初试管中无明显的变化 (反应慢时可以用加热的方法促进反应,不要暴沸,或者将铁钉 的表面磨毛),过一会,铁钉表面产生气泡,溶液由无色渐变成浅 绿色.此反应用于碱性氧化物和酸反应的验证. (3)在加入生绣的铁钉的试管中,溶液开始逐渐由无色变成 浅黄色,随后浅黄色又逐渐变淡转成浅绿色后颜色渐深,同时铁 钉表面变亮,产生气泡.此反应用于金属表面和内部的除锈,也 用于2F"+Fe=3Fe2的反应演示. (4)在加入硫酸铜溶液和光亮螺旋状的铁丝的试管中,开始 溶液的颜色由深蓝色较快地变淡转至浅绿色至绿色,螺旋状的 铁丝周围溶液的颜色变成无色.铁丝表面有红色絮状的铜生成, 由慢到快地冒出气泡,溶液的颜色又由无色变成浅绿色,试管中 溶液分层.此反应用于验证金属的相对活泼性和镀层金属的生 成(电镀). (5)反应获得的FeSO溶液可作为制备FeSO.晶体, Fe(OH)的原料.制备FeSO晶体时在自然状态下结晶,不要晃 动,效果较好,能得到大的晶体. 要注意的是:在试管中,分别注入6mol/L的稀HzSO溶液 或1:1的HC1溶液的量为1/3—3/5试管容量.溶液量太少,易 被氧化;溶液太多,会稀释所得的溶液颜色,这也是实验成功的 一 个重要因素. (责任编辑王琪) 试相关知识的综合运用和对学科教学的有益补充.它 更有助于将学生的认知活动与非智力因素紧密联系起 来,促进化学教学质量的进一步提高. 但"探究性学习"耗时多,教学进度较慢,而学生之 间能力的差异,更容易引发学生面成绩两极分化现 象日趋严重.因此如何评价学生探究学习的过程以及 由此而得来的学习成果,也将成为我们研究的重点. (责任编辑王琪) 刍蕊唷2oo5.II 圈 /,t,{ 0Z《0Z《雹UZ《_