PDF《有趣的化学实验 神奇的碘化钾》

68 - 曲线 实验三:我让铁钉生锈了

(一)实验器材 铁钉1分 5只 双氧水( 35% ) 4mL 饱和KI(aq) 3mL 试管 5只 滤纸 5张 试管夹 1只 电动天平 滴管 3只 试管架 1组 砂纸 1张

(二)实验步骤 利用砂纸将铁钉生锈地方加以磨亮并称 重. 取5只试管依次为空试管(对照组), 2mL蒸 馏水, 2mL 35% H2 O2 , 2mL 饱和 KI 溶液, 2mL 35% H2 O2 ,并各放入

1 只铁钉, 贴标签纸加以辨识. 第 5只试管(2mL 35% H2 O2 )用试管夹夹著, 滴入一滴饱和 KI 溶液,记录反应情形. 这 5只试管放置在试管架上,2日后利用滤 纸过滤、烘乾后称重,记录铁钉总重量变 化.

(三)实验结果与讨论 整个实验过程中,第5只试管的铁钉质量 增加最多,其次是对照组的铁钉,饱和碘 化钾溶液中的铁钉质量没有改变,但是双 氧水中的铁钉质量不但没有增加反而减少 (见图 3) . 铁钉生锈是因为铁与氧结合成三氧化二 铁, H+ 及H2 O 会加速铁的生锈,所以自然 状态下的铁钉生锈是一种缓和的氧化作 用. 双氧水本身是弱酸性,铁的氧化能力大於 氢,促使铁钉表面和 H+ 作用,导致表面更 光亮,而且铁钉的重量也因铁离子的形成 以致重量减轻. H2 O2 与KI(aq) 作用会产生 O2 ,并释放出大 量的热,造成生锈反应及碘化铁的加速形 成,反应式如下: (见封底图(甲)) 4Fe + 3O2 → 2Fe2 O3 ( 红褐色 ) Fe3 + + 3I- → FeI3 ( 黄褐色 ) 当H2 O2 完全作用完时,铁钉上也就锈斑点 点,前后总共花费

2 分45 秒,速度相当迅 速. 处理方式 图3.不同处理方式铁钉的质量变化(g) 实验四:运动饮料变可乐

(一)药品与器材 运动饮料 1瓶 有趣的化学实验 神奇的碘化钾 -

69 - 烧杯(250mL) 1个 双氧水(35%) 10mL 碎冰 一大匙 饱和KI(aq) 3mL 量筒(10mL) 1只 量筒(100mL) 1只 烧杯(50mL) 1个

(二)实验步骤 先量取 3mL 饱和 KI 溶液倒入 250mL 烧杯 中,并加以晃动使溶液附著在烧杯壁上. 因为 KI 溶液是透明无色,所以烧杯就像刚 洗过一般,残留有部分水份. 量取 50mL 运动饮料倒入烧杯中,摇动几 下让运动饮料和 KI 溶液混合. 事先将 10mL 35% H2 O2 和碎冰混合在 50mL 烧杯中,因碎冰温度低, H2 O2 就不易产生 气泡,只像一般熔化的冰水. 将一大匙混有 H2 O2 的碎冰倒入烧杯中,静置1分钟,会冒泡的可乐就可以形成.

(三)实验结果与讨论 本实验也是利用氧化还原反应的原理,和 本刊第 144期方金祥教授所提出的『汽水变 可乐,可乐变汽水』实验理论相近,多了 气体产生的视觉效果,气体由少而增加,更具有震撼力. 由於运动饮料大多为弱酸性, H+ 量愈多可 延缓 I3 - 被还原成 I- ,溶液便可延长深褐色 的停留时间, H2 O2 被氧化产生的 O2 ,也因 为温度下降反应速率变慢而缓缓释出. 当温度恢复至室温时,还原反应继续进 行,最后又可回复运动饮料的颜色,由於I- 仍然存在,所以可以重覆使用. 实验五:变色龙

(一)实验器材 培养皿 1个KI 少许 饱和KI溶液 5mL 饱和Pb(NO3 )2 溶液 1mL 试管 3只 微量滴管(1mL) 2只 烧杯(250mL) 1个 酒精灯 1个 三脚架 1个 陶磁纤维网 1个 研钵和杵 1组 蒸馏水 5mL 乳头滴管 1只 烘箱 电动天平

(二)实验步骤 1.荷包蛋: (1)称取 0.08g KI 晶体集中置放在培养皿的正 中间. (2)利用微量滴管量取 0.1 mL 饱和 Pb(NO3 )2 溶 液加入 9.9 mL 蒸馏水稀释. (3)用乳头滴管吸取稀释

100 倍的 Pb(NO3 )2 溶液,滴2滴Pb(NO3 )2 在培养皿的 KI 上. (4)待KI(s) 全部溶解后,然后在溶液正中间再 用乳头滴管滴