探究现象背后成因，完善课堂演示实验-化学教学

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1、探究现象背后成因，完善课堂演示实验——浅谈两个课堂实验的操作细节和实验建议张建波(上海市位育中学，上海200231)摘要：课堂演示实验有助于学生理解化学知识，并在实验操作和观察中进一步培养学生的综合科学素养。笔者在准备高三教材山新增实验和文献⑵记载实验的过程中，发现有两个课堂实验在操作上需要有一定的注意或调整，经实验探究后，提出了相应可行的操作建议。关键词：纸上层析卤代坯消去实验探究1、两个实验的背景介绍与问题说明1.1用径向纸上层析法分离并检验Fe*、Cu2+这个实验出现在上海高三化学拓展型课程(试用木)第206页，属课堂

2、实验。教材所示实验步骤简述如下：①如图，在滤纸中央点滴FeCb和CuCb混合溶液，晾干后，再补滴一次。②将丙酮和6mol/L盐酸按体积比9:1配制成展开剂，取一定量展开剂注入培养皿中，然后将滤纸剪开的小条浸入展开剂中，待Fe*、Cf+在滤纸上展开。③当展开达滤纸直径约2/3时，取下滤纸，观察现象。④将滤纸放在盛有浓氨水的培养皿中，用氨水熏，观察现象，检出Cu2⑤然后将硫氧化钾溶液用喷雾器喷在滤纸上，观察现象，检出Fe叭在实验准备过程屮，笔者与学生一起严格按照教材所示的实验步骤进行操作，当展开达滤纸宜径约2/3时，取下滤纸，

3、可观察滤纸上星现颜色相近的两圈环形色斑。用浓氨水熏时，能观察到内圈色斑迅速形成蓝色弧圈，根据教材提示,可认为C0跟氨分子结合成绛蓝色的[Cu(NH3)4]%使C0显现出來。但再将KSCN溶液喷雾于滤纸上时，并耒见红色出现，也就是说，按照这样的操作步骤,并不能将F尹显现出來。对此，笔者认为是由于Fe*与SCN~的显色反应需在酸性条件下进行，而NH3的存在使Fe*迅速水解为Fe(OH)3而破坏了硫氟合铁(III)配合物所致。1.2卤代坯的消去反应卤代怪是中学有机化学中的一类重要物质，它的两个典型性质——水解和消去，在知识层面上起

4、到了连贯怪与姪的含氧衍生物的作用。忖前教材上有卤代坯水解反应的实验介绍，但一直没有编入有关卤代坯消去反应的实验内容。笔者在《屮学化学实验大全》(以下简称《大全》)屮查得卤代烧消去反应的实验设计，转述如下：①在洁净的试管里，加2mL蒸帼水，再滴入3〜4滴1,2—二氯乙烷，振荡。静置后滴加2〜3滴硝酸银溶液，不产生白色沉淀。②在另一支试管里放入儿块小瓷片，加入2mL饱和的氢氧化钠乙醇溶液，再加入0.5mLl,2—二氯乙烷，振荡。试管配上带导管的单孔塞，固定在铁架台上，导管的另一端插入盛有酸性高猛酸钾溶液或混水的试管中，装置如图所

5、示。①微热试管约2分钟，酸性高猛酸钾溶液或澳水褪色，说明有不饱和烧生成。文中另附说明：①在试管里放入小瓷片，为了防止混合液受热暴沸。②本实验宜用沸点较高的卤代坯，除1,2—二氯乙烷外，述可以用漠乙烷，1—氯戊烷等，效果也很好。我们知道，卤代桂在氢氧化钠醇溶液屮是否发生了消去反应，关键在于确证是否有烯坯的生成。《大全》中的方案是将实验过程中产生的气体通入酸性高镒酸钾溶液或混水中，观察溶液是否出现褪色现象。笔者照此方案及相关说明，以混乙烷为原料，按书中所配示意图，搭好装置进行试验，略加热后即有气泡从导管口逸出，加热反应3分钟左右

6、，酸性高猛酸钾溶液逐渐褪色。改用漠水也可在相同反应时间内产生褪色现象，并在底部产生橙色油状液体。但笔者仔细思考后，认为出现上述实验现象未必就是消去反应产物——乙烯所致。试想如果在加热时氢氧化钠醇溶液中的乙醇挥发蒸出，进入酸性高镒酸钾溶液中，也会导致其褪色；另外澳乙烷的沸点仅为38°C,如果加热时澳乙烷挥发逸岀，进入澡水屮，萃取溟后橙色油层沉降在试管底部，也完全是有可能的。因此笔者对《大全》屮的做法产生疑问，并通过以下空白对照实验进行对比验证o笔者分别单独加热氢氧化钠醇溶液和漠乙烷，并将各自产生的蒸汽导入相应的酸性高猛酸钾溶液

7、和澳水中，均能产生与上文中提到的完全一致的现象。由此,笔者认为，若用《人全》所示装置进行卤代坯消去反应并验证产物，缺乏必要的科学严密性。2、操作建议或实验改进2.1关于径向纸上层析法检验Fe叭Ct!?+的操作建议既然在经过氨熏后，FJ+无法与SCN-络合成血红色的配合物，于是笔者尝试将操作步骤调整为：出現Ci?愉混合液紙层析分离

8、先将KSCN溶液喷雾于滤纸上进行观察1然后再用氨熏的方法检验Ci?*的存在从具体的实验过程来看，两种离子在层析分离后的检验中均能有明显的实验现象。首先喷洒KSCN溶液后，滤纸上出现明显的血红色，然后

9、再将这张滤纸放在盛有浓氨水的培养1111中，用氨水熏，这时滤纸上立即呈现出蓝色。当然在氨熏的过程中，有一个现象比较特殊，就是原先的血红色也一并迅速被弥漫开的蓝色所替代，这个替代的过程和速度之快让笔者和一同实验的学生为之惊叹，印象深刻！然后笔者立即进行了对照实验，即直接用氨熏蘸有Fe*溶液的