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在鹵素單質中的氯氣,是一種活潑的非金屬單質,它具有較強的氧化性;在氧族元素中的硫,它的氫化物為硫化氫,具有較強的還原性。
在一些練習冊中經常出現這樣一道習題:向氫硫酸的溶液中緩緩通入氯氣,在氫硫酸與氯氣的反應過程中,下列敘述錯誤的是( )
①沉淀逐步增多 ②溶液的pH變大 ③溶液中的c(S2-)不變 ④溶液中c(Cl–)逐步增大
A.①③ B.②③ C.③ D.①④
很多學生在回答此題時,均選擇了B選項,認為當氯氣通入氫硫酸中發生Cl2+H2S=S↓+2HCl這個反應;因此將會觀察到溶液中有淡黃色沉淀產生,且沉淀量逐步增多,同時由于生成鹽酸,溶液中H+增多,溶液的酸性增強,所以溶液的pH變小。
那么將氯氣通入到硫化氫的水溶液中,現象如何呢?
【理論推理】
由標準電極電勢數據可以看出,無論是在酸性或堿性的介質中,S2-都可作為較強的還原劑,而且在堿性介質中還原性更強。
由于濃度的變化對電極電勢的影響不大,因此如果兩個電對的標準電極電勢相差比較大(E?廝>0.2V)時,一般仍可以用標準電極電勢來判斷氧化還原反應進行的方向,結論仍符合實際。
【實驗設計】
儀器:
鐵架臺(帶鐵圈)、燒瓶(帶雙孔塞)1只,分液漏斗(2只)、廣口瓶(配雙孔塞)4個;
具支管錐形瓶(配雙孔塞)、玻璃導管,橡皮管,止水夾(3只);
250ml燒杯(4個)、100量筒(1個)、托盤天平、藥匙、濾紙、備用小燒杯、膠頭滴管。
藥品:
KMnO4固體、FeS、
濃鹽酸、稀硫酸、0.5mol/L氫氧化鈉溶液、0.1mol/L硫酸銅溶液、飽和食鹽水、蒸餾水、氯化鋇溶液。
實驗裝置圖:
實驗現象:在裝有100ml蒸餾水的具支管錐形瓶中先產生了黃色沉淀,隨著氯氣的繼續通入,溶液逐漸變澄清(如果氯氣通入過量,溶液的顏色會帶有黃綠色;或者還有少許淡黃色沉淀)。取少量反應后的水溶液于小試管中,滴加氯化鋇溶液,立刻生成白色沉淀,從而證明氯氣可以氧化氫硫酸生成硫酸。
相關反應:Cl2+H2S=S↓+2HCl 4Cl2+H2S+4H2O=H2SO4+8HCl
實驗結論:在向氫硫酸中通入氯氣的實驗中,當通入少量氯氣時,產生淡黃色的沉淀,且隨著通入氯氣的量而逐漸增大;當通入過量的氯氣后,沉淀逐漸消失,得到澄清的溶液。
當改用硫化鈉溶液再進行實驗時,實驗效果更明顯,取少量反應后的水溶液于小試管中,滴加氯化鋇溶液,立刻生成白色沉淀,從而證明氯氣可以氧化硫化鈉生成硫酸鈉。
【綜合評價】
通過對化學知識的理解和相關化學實驗的設計,可以培養學生探究化學知識的精神,在實驗中鍛煉學生分析問題、解決問題的能力,真正體現了學生為主體的教學思想。在課堂上,學生思維活躍,對培養學生的思維能力及分析問題、探討問題、解決問題的能力都起了很大作用,提高了學生的綜合素質。更為重要的是,使學生在探究的過程中獲得了成就感,激發了他們學習化學的熱情,當然也提高了復習效率。在課堂演示實驗教學中,應當精選實驗,利用現有條件,大膽,改進小實驗,實驗設計,幫助學生在理解的基礎上生動地學習元素和化合物的知識。在實驗教學中,積極開展學生自主動手實驗,加強學生實際的動手操作能力的培養,要求學生在實驗過程中,要嚴肅、認真、規范、熟練;有一定的繪圖技能,以及書寫實驗報告的能力。在課外活動中積極培養學生的能力,努力改進實驗,創設一些簡單易行的小實驗。
在教學中要鍛煉學生解決實際問題的能力。為了激發學生學習的興趣,培養實踐能力,可以讓學生個體參與實驗的整體設計,從而讓學生們通過實驗得到新知識。學生們可以通過“方案設計──嘗試實驗──對比討論”,發現自己對相關知識的理解程度,從而實現對學習過程的主動積極參與,提高對知識的運用能力;更重要的是學生通過親自設計和實驗,體會到在科學研究中有價值的實驗、實踐的方法,為今后自主性、創造性的發展奠定基礎。采用此教學模式,教學效果如何,關鍵在于教師對問題的設置。教師應根據具體的教學目標、重點、難點,設計一些探究性實驗并提出富有啟發性的問題,引導學生積極思維。
化學是研究物質的組成、結構、性質、變化以及合成的一門科學,因此化學教學要以實驗為基礎。正如我國化學家傅鷹所說:“化學是實驗的科學,只有實驗才是高法則。”教育是為了促進人的心理發展,使受教育者的潛能得到大程度的發揮。教學是師生的雙邊活動,教師除了教學生學習外,還要教學生學會做人,結合教學進行思想品德教育,培養學生的思維能力和創造精神。在日常的學習中,學生可能會向我們提出不懂的問題,作為教師要有謙和的態度和正確的教學觀點,敢于探索,肯于鉆研,勇于改革,從而促使學生積極、健康的發展,培養他們的個性思維、創造思維,真正實現素質教育的目標!