碘时钟实验在中学化学教学中的应用初探

1、    “碘时钟实验”在中学化学教学中的应用初探    姜绍南耿志琴黄金兰1“浓度、温度影响反应速率"的几个实验举例目前正在教学中使用的江苏教育出版社出版的高中化学必修2讲述浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响时，所用的实验均为过氧化氢溶液的分解实验。在探究温度对化学反应速率的影响实验中，在室温和比室温高几十度的温度下，反应环境的温度对不使用催化剂的h2o2溶液的分解影响不明显，而且当加热h2o2溶液时，逸出的气泡中有水蒸气的干扰，无法通过观察气泡的产生速率来判断h2o2溶液的分解速率。在探究浓度对化学反应速率的影响实验中，浓度不同的h2o2

2、溶液中使用了fecl2溶液作为催化剂，这样同时引入了浓度和催化剂两个影响因素，增加了学生理解的难度。1991年人民教育出版社高中化学第三册讲述浓度、温度影响化学反应速率时，所用的实验为：不同条件下，na2s2o2溶液与稀硫酸反应产生硫而使溶液变浑浊的时间不同。如今，一种著名的“碘时钟实验”正在被越来越多的教师应用到这一节内容的教学中来。2“碘时钟实验”原理本文讨论的“碘时钟实验”，采用的是过量的碘酸与亚硫酸反应，在反应后期能产生碘单质，碘与淀粉液反应瞬间变蓝，给学生一种震撼的视觉冲击。实验反应原理如下：反应开始时，前两个慢反应产生的i2迅速地被第三个反应（快反应）消耗掉，一开始进行的是总反应，

3、反应式如下：直到h2so3全部反应完，第三个反应无法进行，这时的总反应如下：这个总反应是由慢反应控制的，所以用淀粉液检测i2可以看到单纯改变浓度或温度对实验的影响。3两种常见的配制及操作方法两种配液方法所用试剂均为市场上可购买的碘酸钾、无水亚硫酸钠、可溶性淀粉以及浓硫酸等试剂。3.1第一种方法配成碘酸钾溶液、亚硫酸钠溶液、淀粉酸性液。碘酸钾溶液的配制：称取0.9g碘酸钾溶于200ml蒸馏水，再稀釋至2500ml。亚硫酸钠溶液的配制：称取0.45g无水亚硫酸钠，配成2500ml溶液。淀粉酸性液的配制：称取5g可溶性淀粉，制成少量粉浆，再加入300ml沸水，搅匀后冷却至室温。将12.5ml浓硫酸配

4、成100ml的稀硫酸，冷却至室温。冷却后，将稀硫酸与淀粉液混合，将溶液稀释为500ml。验证浓度对反应速率的影响：取2只1000ml烧杯，1只烧杯中加入200ml碘酸钾溶液，另1只烧杯加入100ml碘酸钾溶液和100ml蒸馏水。再向2只烧杯中各加入50ml淀粉酸性液，搅匀后，同时加入200ml亚硫酸钠溶液并搅拌，立刻用电子秒表计下溶液变蓝的时间。验证温度对反应速率的影响：可采用2个水槽水浴3种溶液，其中1个水槽盛有冰水混合物，另1个水槽盛有30左右的温水，视实验时的室内温度可以减少一组水浴实验。加料同上述两组的某一组相同即可，计下溶液变蓝的时间。这个实验的缺点是：从配液开始到实验结束，药液保存时间在10h以上。因为亚硫酸钠会被氧化，特别是淀粉在酸的作用下会水解，中间产物为各种糊精及麦芽糖，最终生成葡萄糖，致淀粉失效，影响实验结果。3.2第二种方法配成稀的碘酸、稀的亚硫酸、淀粉液。稀碘酸可用稀碘酸钾溶液与稀硫酸混合而成，稀亚硫酸可用稀亚硫酸钠溶液与稀硫酸混合而成。反应在锥形瓶中进行，按照表1中物质排列的先后次序依次添加到锥形瓶中，倒入亚硫酸时开始计时，并不