以超细钢丝棉替代铁改进两个化学实验-《化学教学》(2018年6期).docx

龙源版权所有 以超细钢丝棉替代铁改进两个化学实验作者：周良　魏海　王会　李德前来源：《化学教学》2018年第06期 摘要： 利用比表面积特别大的超细钢丝棉设计“铁燃烧”、“铁与硫酸铜溶液反应”两个实验，使铁在常态空气中就能剧烈燃烧、铁与硫酸铜溶液在短时间内反应就能得到浅绿色溶液。改进后的两个实验，不仅操作简便，而且现象明显、趣味性强，提高了实验的观赏性和教学效果。 关键词： 超细钢丝棉； 铁燃烧实验； 铁与硫酸铜溶液反应； 实验改进 文章编号： 1005-6629（2018）6-0076-04 中图分类号： G633.8 文献标识码： B 钢丝棉本来是用于家具打磨、抛光的一种超细铁丝，由于其极细的外形、超大的比表面积，因此用它来代替常见的铁丝进行某些化学实验，可以产生意想不到的实验效果。 在前不久举行的江苏省初中化学评优课上，周良老师在“金属的性质与利用”现场课中，利用超细钢丝棉做了“铁的燃烧”“铁与硫酸铜溶液反应”两个实验，赢得同行们的广泛赞誉，并获得显著的教学效果。 1 铁的燃烧实验 一直以来，各版本的九年级化学教科书上有关铁的燃烧实验，均是在充满氧气的集气瓶里进行的（见图1）。一般使用自行车闸线或从铁丝网上抽取细铁丝，再将细铁丝绕成螺旋状，然后在细铁丝末端系一根火柴；在火柴快要烧到铁丝时，迅速将细铁丝伸入氧气瓶中。 按照上述设计，如果一切顺利，铁丝在氧气瓶里能够剧烈燃烧，但其燃烧的时间很短，毕竟氧气的量很有限。另外，集气瓶在实验过程中常会发生炸裂。不仅如此，铁丝没能正常燃烧起来，也是教师在课堂上经常遇到的事情。我们发现，如果使用超细的钢丝棉代替常规的细铁丝，那么铁在常态空气中也能燃烧起来，实验现象妙不可言。 1.1 实验用品 0000号的超细钢丝棉、水；中号的金属文具夹、结实的细绳、打火机、烧杯、湿抹布、剪刀等 1.2 实验装置 新设计的实验装置见图2。 1.3 实验操作 （1） 找一个中号的金属文具夹，再找一根长约30cm的细绳（确保结实且没有弹性），将细绳的一端紧紧地系在金属文具夹尾部的孔中。 （2） 取一卷宽约6～7cm的超细钢丝棉，剪取长约25cm的一段，然后向上对折，再将金属文具夹夹在钢丝棉的边口重叠处（要确保夹入金属夹内的钢丝棉长约0.7cm左右，见图2）。 （3） 一只手拿着细绳的末端（拎着钢丝棉），另一只手拿着打火机，在钢丝棉下端的边角处将其引燃（只要点燃外层的钢丝棉，它就能持续燃烧）。此时钢丝棉在空气中较快地燃烧并产生火星，但火星不会溅出，只是较快地向四周扩散。 （4） 当钢丝棉燃烧3～4秒后，实验者即可在胸前的竖直方向，快速甩动燃烧的钢丝棉，使其高速旋转（做圆周运动）。此时，由于钢丝棉与空气的相对运动，使得钢丝棉接触到充足的氧气（此时氧气与铁反应放出的热量足以达到钢丝棉持续燃烧需要的温度条件[1]），因而剧烈燃烧，火花绽放，火星四溅，非常刺激，异常壮观（见图3）。 （5） 当飞溅出的火星已经很少时，说明钢丝棉即将烧尽。此时停止甩动，并立即将残留有火星的钢丝棉浸入水中，以熄灭火种。 （6） 用磁铁靠近掉落在地面上的黑色颗粒，发现黑色颗粒能被磁铁吸引，初步说明钢丝棉燃烧生成了四氧化三铁，即： 3Fe+2O2点燃Fe3O4。 （当然，若要进一步验证钢丝棉的燃烧产物，还需要使用稀硫酸、硫酸铜溶液等试剂，这一环节可以适时安排在后续的酸碱盐教学中，本节课无需拓展） （7） 实验结束，整理实验用品。 1.4 注意事项 （1） 在教室或实验室里甩动燃烧的钢丝棉时，甩动的平面要面对学生并离学生一段距离（保证火星不飞向学生），实验者一定不要穿绒毛类、化纤类外衣（最好穿白色棉质工作服），并确保实验场地没有易燃物（如扫帚、绒状的布帘、废纸篓等），以免溅出的火星引发火灾、烫伤学···试读结束