鐵和硝酸反應實驗設計

崔春陽

鐵在化學反應過程中,與強氧化劑和弱氧化劑反應分別表現出不同的化合價,若在溶液中反應,還受到鐵的用量的影響.在講授鐵的這一性質時,為突破難點,筆者設計了以下小實驗,效果很好.實驗具體步驟如下:①取一支長滴管,摘下橡皮頭,插入1根長5cm的細鐵絲,重新安上橡皮頭;②取1支試管,加入2mL稀硝酸;③將滴管插入試管中,吸進稀硝酸,使其反應,開始反應較慢,接著反應加快,反應中產生的無色氣體將液體壓出,液體由無色變為淺黃色,將無色氣體壓出滴管,無色氣體迅速變成紅棕色氣體;④在壓出的液體中滴入KSCN溶液,立即看到溶液變成血紅色(不能振蕩,若振蕩,則血紅色迅速消失,并能嗅到刺激性氣味,其原因可作為研究性學習課題);⑤重復進行②、③步操作,直至溶液變成淺綠色,滴入KSCN溶液不變色.

[設計依據]

1.反應原理

Fe+4HNO₃(稀)=Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O

2Fe₃++Fe=3Fe²⁺

2.銅和硝酸實驗遷移

筆者在做銅和硝酸反應實驗中,曾設計過以下實驗:將一根5cm長的銅絲插入一支滴管中,然后吸入2mL稀硝酸,硝酸迅速與銅絲在滴管中反應,產生無色氣體,溶液變藍色,進而溶液被壓出滴管,滴管中只剩下無色氣體,將無色氣體壓出滴管,無色氣體變為紅棕色氣體.當時設計該實驗的目的很簡單——為了不產生大量NO而污染教室環境,并能夠清楚地看到無色氣體(而原實驗并不能清楚地看到無色氣體,多是紅棕色氣體).

[設計思路]

本實驗的主要目的是為了說明鐵的用量對產物中鐵的化合價的影響,即在鐵不過量時生成硝酸鐵,而在鐵過量時,生成的產物主要是硝酸亞鐵;但在這里還涉及Fe²⁺及Fe³⁺的檢驗及SCN^-在強氧化性溶液中的穩定性,后者可以成為研究性學習的內容;同時,本實驗的現象很復雜,對學生的實驗觀察能力的培養大有益處.本實驗儀器少,藥品用量少,非常容易讓學生自己動手操作,采用邊講邊實驗的教學方法效果很好.

(責任編輯:廖銀燕)