以粉笔为载体蒸发氯化铁溶液的微型实验

摘要

以粉笔为载体吸附氯化铁溶液改进高中化学氯化铁溶液蒸发实验，随着水分不断蒸发，粉笔由淡黄色逐渐出现红褐色又转变成铁锈色，蓝色的石蕊试纸变红，被透明胶覆盖的部分仍然为蓝色。改进后的实验减少了试剂的用量，具有微型化特点，缩短了溶液蒸发时间，减少污染，并能初步检验水解产物HCl，以可视化的现象助力学生证据推理与模型建构。

关键词

氯化铁溶液 / 水解平衡移动 / 粉笔 / 可视化 / 微型实验

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》提出五大核心素养，“证据推理与模型认知”这一素养要求学生能基于证据对物质变化提出可能的假设，通过分析推理证实或证伪，建立观点、结论和证据之间的逻辑关系；能通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立认知模型，并能运用模型解释化学现象，解释现象的本质和规律。建构模型的过程本身就需要证据推理的思维能力。

“盐类的水解”这一核心概念要求学生对概念本质及相关内容达到理解的程度。在引出概念和寻找概念之间的联系时，实验能提供非常直观的证据引发学生思考，把看不见的思维过程以可视化的形式清晰地呈现出来，即思维可视化^［1］。氯化铁溶液蒸干产物判断是化学平衡移动原理在盐类水解概念中的一个重要应用，若直接在实验室利用蒸发皿进行该实验，实验耗时太长，有大量的盐酸酸雾产生，污染空气，危害师生健康，不适合直接做学生分组实验或者教师演示实验。通过查阅文献^［2］，笔者利用粉笔吸附氯化铁溶液对该实验进行了改进。

1 实验用品

氯化铁溶液、蒸馏水、蓝色石蕊试纸、透明胶、酒精灯、玻璃片、镊子、打火机、烧杯、铁架台（含铁圈）、白色粉笔2支。

2 实验操作

将两支粉笔分别浸泡在盛有氯化铁溶液和蒸馏水的烧杯中；将两张蓝色石蕊试纸用透明胶固定在玻璃片上，用水润湿，将玻璃片置于铁架台的铁圈上，贴有试纸的一面朝下；将酒精灯置于铁架台上，用镊子夹取粉笔置于酒精灯火焰上加热，观察现象。

3 实验现象

加热约1 min，可以观察到水分不断蒸发，吸附氯化铁溶液的粉笔由淡黄色逐渐出现红褐色又转变成铁锈色，蓝色的石蕊试纸变红，被透明胶覆盖的部分仍然为蓝色；吸附蒸馏水的粉笔没有明显颜色变化。

4 实验说明

湿润的蓝色石蕊试纸变红说明加热过程中产生了酸性气体，结合氯化铁溶液的水解平衡，可知酸性气体是HCl；HCl离开粉笔吸附的溶液体系，促进该水解平衡正向移动，体系剩下的即为红褐色的Fe（OH）₃。证明能水解的金属阳离子挥发性酸盐溶液的蒸干产物是其对应的氢氧化物。本实验加热时间不宜过长，否则会出现乙醇将氧化铁还原产生黑色的四氧化三铁^［2］。

5 实验优点

与蒸发皿直接蒸发相比，改进实验试剂用量少、耗时短、污染少，便于应用于课堂分组实验。改进实验现象直观明显，固体颜色对比明显，且蓝色石蕊试纸能够检验产物HCl。实验现象可以作为可视化证据，引发学生思考，帮助学生理解水解平衡的移动，有效提升证据推理与模型认知这一化学核心素养。

参考文献

[1] 全芙君，孙敏，支二娟.思维可视化在高中化学课堂教学中的应用［J］.高中数理化，2018（20）：53-56.

[2] 薛桂凤.探究氯化铁溶液灼烧的变化：探究实验课的教学设计［J］.化学教学，2018（02）：50-53.