鐵與水蒸氣反應的實驗改進李磊（華東師范大學松江實驗高級中學，上海201620）摘要:鐵與水蒸氣的反應的實驗利用硫和鐵反應放出的熱量加速鐵和水蒸氣的反應，縮短反應時間，提高課堂效率。在鐵粉上放置鐵絲便于Fe3+的檢驗，避免過量鐵粉與Fe3+的反應，影響顯色反應的效果。關鍵詞：Y型管、鐵絲、水、鐵粉和硫粉化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗在化學教學中起著重要的作用，教師充分運用實驗可以使化學知識清楚明了，同時能為學生提供更加直觀的感受，能將比較抽象的知識通過感官強烈地傳遞給學生，讓學生多種途徑獲得知識，增強學生對知識的理解和記憶以及激發學生學習的主觀能動性。鐵與水蒸氣的反應來源于滬科版高二化學第八章第一節《應用廣泛的金屬材料一鋼鐵》，教材無演示實驗，學生對鐵和水反應產物認識不夠深刻，體現在鐵的氧化物是三種的哪一種辨識度不高，反應產生氫氣無直觀認識。為了增加課堂學生的參與度，使學生利用多種感官學習這部分知識，筆者查閱人民教育出版社化學1鐵與水蒸氣的反應的實驗。人教版教材中使用在大試管，在其末端放置濕棉花，中間放置鐵粉，用酒精燈加熱鐵粉，將產生的氣體通入肥皂液中，點燃肥皂泡檢驗氫氣。通過多次探究，筆者發現該實驗存在一定問題。問題的提出該實驗存在以下問題：水源問題：用濕棉花提供水源，水量較少，加熱后棉花易變黑。時間問題：酒精燈加熱，耗時長，課堂效率低。四氧化三鐵的檢驗問題：取反應后的固體于試管中，加入鹽酸和硫氤化鉀后，血紅色不明顯。究其原因是因為反應后的固體中含有大量未參加反應的鐵粉，鐵粉和四氧化三鐵無法分離，將Fe3+被還原為Fe2+。不能向學生展示Fe3+的檢驗結果，使實驗的作用沒有得到充分的發揮。為了解決上述問題，我們對此實驗進行了探究和改進。關鍵問題的解決方案提供足量水源，用Y型管代替大試管

Y型管一端放入蒸餾水，加入沸石，用酒精燈直接加熱。此方法可提供充足的水蒸氣，另外Y型管較短，避免在管口出現水蒸氣冷凝，影響實驗效果。縮短反應時間，利用反應放熱提供熱量在Y型管底部先平鋪一層鐵粉和硫粉的混合物（質量比8:5），在混合物表面再撒上鐵粉。利用鐵和硫反應放出大量的熱，可在短時間內提供高溫，引發反應，加快反應速度，提高課堂演示實驗的效率。在鐵粉上層放置一段繞成螺旋狀的鐵絲，便于Fe3+的檢驗將反應后的鐵絲在盛有稀鹽酸的燒杯中稍置片刻后取出，在溶液中滴加硫氤化鉀溶液，有血紅色現象出現。此方法將鐵絲放入鹽酸中，使表面生成的四氧化三鐵充分反應并快速取出，可實現四氧化三鐵和鐵的分離，避免Fe3+被還原。改進后的實驗能夠更加方便快捷的在課堂上演示，并獲得較好的效果，可避免教師單純講解，學生機械記憶的場面出現。3、實驗過程在Y型管的一端加入2/3蒸餾水，水平放置后在試管頸部平鋪一層鐵粉和硫粉混合物（質量比8:5），在混合物表面撒上一層鐵粉，在鐵粉上層再放置一段繞成螺旋狀的鐵絲。將Y型試管固定在鐵架臺上，連接好導管后依次通過氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液，用來吸收硫化氫和證明硫化氫已完全吸收。操作時先點燃加熱水的酒精燈，待水沸騰后再點燃Y型試管頸部的酒精燈。將產生的氣體通入肥皂液中，點燃氣泡。將反應后的鐵絲放入盛有鹽酸的燒杯中快速取出，滴加硫氤化鉀溶液，觀察現象。4、實驗效果本實驗可在短時間內生成氫氣，用火柴點燃肥皂泡，爆鳴聲明顯。在溶液中加入硫氤化鉀后立即有血紅色出現。本實驗可以重復多次進行。5、問題補充說明

Y形管管口略向上傾斜，可使泠凝產生的水倒流到支管中。鐵粉和硫粉混合物上層覆蓋的鐵粉，一方面可促進反應，另一方面還可減少硫粉的升華。檢驗氫氣時，導管需浸入肥皂液液面以下，防止點燃氫氣時發生爆炸。反應過程中，氣流不穩定時，需要防止發生倒吸。通過增加課堂演示實驗，促進學生運用多種感官學習知識，激發學習興趣。興趣能產生激情，在興趣的催化下，學生能