金属与水反应的实验改进两则

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摘要：对铁与水蒸气的反应及镁与水的反应这两个化学教学中重要实验进行改进，可以使金属与水的反应更加快捷方便，且实验效果显著。

关键词：铁与水反应；镁与水反应；实验改进

文章编号：1005－6629(2007)06－0007－01中图分类号：G633.8 文献标识码：C

金属与水的反应是研究金属化学性质的重要手段。新课标教材中对金属与水的反应有着详细的介绍并设计了科学探究。以人民教育出版社普通高中课程化学实验教科书为例，在化学1必修“金属及其化合物”一章[1]与化学2必修“物质结构元素周期律”一章[2]中分别设计了铁与水蒸气反应、镁与水反应的实验。我们在对两个实验进行了多次研究与改进后，取得了令人满意的效果。

1铁与水蒸气反应的实验改进

1.1原实验的缺陷

必修1课本中采用湿棉花作为水蒸气源，用酒精灯加热还原铁粉的反应，较之前人教版教材中采用加热水至沸腾与铁反应的实验，在安全性、简易性方面有了很大改进，但我们实验之后发现该反应受制于棉花性质约束的情况严重，存在以下问题。一是棉花的着火点低，有燃烧的可能；二是不能直接加热湿棉花，水蒸气产生太慢；三是若棉花含水量过多会引起水向下流动冲走铁粉，若棉花含水量过少会导致水蒸气不足无法顺利反应。因此，该实验存在持续性差，反应时间长，成功率低的缺陷。

1.2改进实验的步骤与装置

针对上述的问题，我们的改进实验采用颗粒状粉笔为载体，利用其表面积大的特征，令铁粉与水在粉笔颗粒上充分接触反应，实验步骤如下：

① 将粉笔研碎成颗粒状，用热水浸润。

② 将湿润后的粉笔颗粒与还原铁粉充分混合。

③ 按图1所示装置，加热粉笔颗粒，几分钟后可以观察到氢气肥皂泡不断冒出。

1.3改进实验的优点

此实验改进的优点在于采用粉笔颗粒为载体，摆脱了棉花易燃和无法直接加热的限制。因粉笔颗粒蓄水量多，表面积大，铁粉与水能够充分接触，氢气产生量足。且粉笔不易燃，能够直接对其加热，反应速率快，效果显著。

2 镁与水反应实验的改进

2.1原实验的缺陷

在必修2课本元素周期律的科学探究中，采用常规的加热镁与水的方法进行科学探究，虽然可以观察到沸水中的镁条表面上有气泡产生，但实验现象不明显，并不能给学生留下深刻的印象。

2.2 改进实验的步骤与现象

针对这一问题，我们对实验进行了如下改进，可以达到镁在水中燃烧的效果。

将烧杯中的水加热煮沸后，继续加热保持沸腾状态。将打磨过的镁条点燃之后，迅速插入沸水中（图2）。可以观察到原本沸腾的水更加剧烈翻滚，镁在沸水中继续燃烧，放出耀眼的白光。反应结束后水恢复原来沸腾的状态，滴入2滴酚酞溶液后，水由无色变为红色，烧杯底部有白色的氢氧化镁固体残留物出现。

2.3改进实验的优点

① 打破常规简单加热的方法，创新的采用使燃烧的镁条与沸水反应的方法，使镁在水中燃烧，实验操作简单，但现象必然会给学生留下深刻的印象。

② 由此实验可以引出温度对化学反应的影响、对燃烧的进一步认识等问题，拓展学生思维。

参考文献：

[1]人民教育出版社等．普通高中课程标准实验教科书・化学1・必修[M]．南京：江苏教育出版社，2004，42～43.

[2]人民教育出版社等．普通高中课程标准实验教科书・化学2・必修[M]．南京：江苏教育出版社，2004，14～15.