炭还原氧化铜实验的改进

炭还原氧化铜实验的改进

木材碳还原是小学的重要实验。如果你能做好实验，你是了解“碳性质”的关键。但该实验由于受多个条件的限制,完成实验所需时间长,难度大,往往很难成功。那么如何将这个实验变成一个快捷、操作简便、现象明显的学生实验,让每一个学生都能亲自动手,体验实验的乐趣,从而达到培养学生科学素养、创新能力的目的呢?为了解决这个问题,笔者经过多次的实验和探索,终于找到了2种简便易行、现象明显的实验方法。1改进方案11.1实验设施自制胖肚管1个、胶头、酒精灯、网罩、药匙、纸漏斗、塑料吸管、自制塑料滴管、棉签、胶水、试管夹。木炭粉、氧化铜、澄清石灰水。1.2钢绞线的制作(1)胖肚管的制作:用酒精喷灯灼烧玻璃管(长约18cm)的一端,使之密封。然后将喷灯移至距玻璃管另一端约5cm处,边加热边吹气,使此处的玻璃受热产生胖肚。(2)纸漏斗的制作:将普通纸叠成圆锥状,剪掉尖端,截口处连接塑料吸管即制成了便于添加固体药品的长颈纸漏斗。(3)塑料滴管的制作:用塑料眼药瓶连接上塑料吸管,并将塑料吸管的开口处剪成斜面,以便于液体的流动。(4)在胖肚管开口的一端加装胶头(收集尾气用)。(5)拆卸报废的石棉网上的铁丝网,弯成筒状,并套在酒精灯灯头上,以使火焰积聚,提高温度。1.3活性炭与氧化铜的配比对实验结果的影响根据化学方程式计算,木炭与氧化铜完全反应的质量比约为1∶13。我们根据人教版化学九年级《教师教学用书》(上册)第165页提供的实验建议,按木炭与氧化铜的质量比1∶(9～13)进行实验,加热时间较长、很难观察到红色的铜。为了提高实验效果,我们自制了一套仪器,按照木炭与氧化铜的不同质量配比(实验所取木炭与氧化铜混合物的质量为0.3g),经过反复的试验,得到实验数据见表1。查阅资料发现由于木炭对水蒸气、空气等有较好的吸附能力,且含有无机盐等杂质,从而造成木炭不纯,同时木炭也会与空气中氧气反应而有所损失。因此,反应中木炭的实际用量应大于理论值,否则观察不到紫红色的铜被还原出来。经过反复试验,从表1的数据可以得出以下结论:在木炭还原氧化铜实验中,木炭与氧化铜的最佳质量比为1∶3。该实验为固-固反应,因此2种固体越干燥、研磨得越细、混合得越均匀、反应速率就越大。1.4x-ct-ms-b/o的克氏原螯虾凝胶的制备(1)取下胶头,用棉签蘸取薄薄的一层普通胶水,从竹签端套入塑料吸管中(防止胶水粘到其他地方),将外套塑料吸管的棉签缓慢伸入到胖肚管内,在距离尖端2cm处,伸出棉签涂抹胶水(如图1)。胶水的作用:可以使固体药品均匀地分布在玻璃仪器内壁上,便于实验后观察到光亮红色的铜镜。普通胶水的主要成分是水,还含有少量聚乙烯醇。为了确保胶水对本实验无干扰,反复多次做了单独加热等量胶水的对比实验,均未观察到石灰水变浑浊及其他的现象。(2)将质量为0.3g混合均匀并研细的木炭与氧化铜的混合物,沿着纸漏斗缓缓倒入胖肚管尖端处内,转动仪器使固体混合物能均匀的粘在内壁上(如图2)。(3)用塑料滴管吸取澄清石灰水,滴入横放的胖肚管的胖肚内2～3滴(如图3)。(4)在胖肚管的管口处装上胶头,用带有网罩的酒精灯给胖肚管左端均匀预热,再固定加热药品所在的部位。大约30s左右,即可看到有光亮红色的铜镜生成,澄清的石灰水也变浑浊了(如图4)。(5)利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2的反应原理,可将产生铜镜的胖肚管浸泡在氯化铁溶液中,铜即可去掉,清洗后胖肚管可重复使用。2改进方案22.1实验设施自制胖肚管一个、酒精灯、网罩、药匙、纸漏斗、塑料吸管、自制塑料滴管、试管夹、橡皮泥。木炭粉、铜条、澄清石灰水。2.2反氧化铜法(1)将0.2g的木炭粉沿着纸漏斗缓缓倒入胖肚管内。(2)用塑料滴管吸取澄清石灰水滴入胖肚内2～3滴。(3)加热胖肚管内的木炭粉。(4)取一根纯度较高的铜条,在酒精灯上加热,约30s(目的是为了加厚氧化铜薄膜,同时提高温度),使其前端形成黑色的氧化铜。再将有氧化铜的铜条快速伸入胖肚管内,并和炭粉充分接触,用橡皮泥封住开口(防止尾气逸散),继续加热约1min。(5)停止加热后,剥离橡皮泥,将铜片抽出到脱离木炭粉的位置,观察到黑色的氧化铜变成红色的铜,