铁与氯气反应实验改进

中国人民大学附属中学(100080) 李 燕

铁与氯气点燃的这个反应有着非常炫丽的现象，但是在日常教学中，却往往会被教师从演示实验的名单中删去，改为播放实验视频。翻看高中化学教科书，不难发现问题的症结所在：铁丝与氯气的反应是在与空气相通的开放体系进行的，氯气与生成的氯化铁浓烟会不可避免的弥漫在空气中，不仅会引起环境污染，也会对教师和学生的身体造成伤害。

近些年，有许多教师尝试对该实验进行改进，但还是无法做到尽善尽美。大部分改进为了能够营造封闭体系，在实验装置设计上狠下功夫，与教科书上展示的实验图片相比都过于复杂；有个别教师另辟蹊径，没有改动装置，对试剂状态做出改变的，又没有做到在封闭体系内实验；有的既改变了试剂状态也重新设计了实验装置，保证了体系的封闭性，但是装置还是不可避免的复杂化了。

为了实现该实验的课堂可演示化，对其进行再改进，使实验的安全性、环保性、可观察性、操作便捷性大大提高，满足教学需求。

1 实验改进

为了方便教师课堂演示，将铁丝改为钢丝棉(见图1)。其余的，关于实验装置的部分，没有做出任何改变。

2 实验内容

2.1 实验仪器与试剂

125 mL集气瓶、毛玻璃片、坩埚钳、剪刀、火柴、酒精灯、氯气、钢丝棉(1B)、凡士林。

2.2 实验步骤及现象

(1)使用剪刀，剪出长度2～3 cm、宽约0.5 cm的钢丝棉，用手将其较为松散的结构捻实聚拢至宽度约为0.2 cm(见图2)，备用。

(2)用坩埚钳夹住钢丝棉在酒精灯上灼烧，移开玻璃片，迅速将其投入事先准备好的盛有氯气的集气瓶中，盖上玻璃片。

(3)钢丝棉与火焰接触，呈红热带火星状态，投入集气瓶，能够清晰地观察到，钢丝红热，产生红棕色浓烟，如图3所示。

3 实验注意事项

(1)本实验中，事先准备好的氯气，是由浓盐酸、二氧化锰加热制备，经向上排空气法收集得到的，为了避免气体烟尘泄露，在瓶口涂抹了凡士林。

(2)钢丝棉的用量，在实际实验时，教师可根据个人习惯取适量即可，该实验定性不定量。

(3)等待反应充分进行，集气瓶冷却后，再向其中加入适量氢氧化钠溶液，进行尾气处理。

4 改进实验的优点

(1)绿色环保。营造了封闭体系，避免了氯气与氯化铁烟尘污染环境，且未反应的钢丝棉还可以回收再次使用。

(2)操作简单。封闭体系，无需用排饱和食盐水法收集氯气，排空气法即可；无需持续夹持，灼烧后直接投入集气瓶即可。仅仅改变了试剂状态，没有改变反应装置，操作简单，耗时短，便于课堂演示。