意外現(xiàn)象的意外收獲——kscn與hno3反應(yīng)奇特現(xiàn)

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1、意外現(xiàn)象的意外收獲——KSCN與HNO3反應(yīng)奇特現(xiàn)畢業(yè)1、問(wèn)題的提出化學(xué)實(shí)驗(yàn)中意外現(xiàn)象的出現(xiàn)是常有的事，意外現(xiàn)象卻能較大程度地激起學(xué)生的好奇心和求知欲，因勢(shì)利導(dǎo)利用意外現(xiàn)象帶來(lái)的意外情景能獲得意外的收獲。人民教育出版社出版的《全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書必修加選修化學(xué)》第3冊(cè)P26安排了關(guān)于HNO3氧化性的1個(gè)實(shí)驗(yàn)，在盛有新制FeSO4溶液的試管中滴入2滴KS溶液，觀察現(xiàn)象，然后再加入幾滴濃HNO3，溶液的顏色有什么變化？實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不言而喻的，但是將紅色溶液放置1會(huì)兒則發(fā)現(xiàn)溶液由紅色快速變?yōu)樗{(lán)色并產(chǎn)生紅棕色氣體。這1意外現(xiàn)象被許

2、多同學(xué)發(fā)現(xiàn)，激起了莫大的好奇心與求知欲望，對(duì)此我們?cè)O(shè)計(jì)了KS與HNO3反應(yīng)的探究性實(shí)驗(yàn)與研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)活動(dòng)。紅色絡(luò)離子的形成反應(yīng)為：。溶液紅色消失說(shuō)明了什么問(wèn)題呢？是溶液中過(guò)量的Fe2+還是其它什么離子與NO3-反應(yīng)產(chǎn)生了紅棕色的NO2除外，還有什么物質(zhì)生成呢？請(qǐng)同學(xué)們查閱資料結(jié)合已有知識(shí)設(shè)計(jì)1套實(shí)驗(yàn)方案探究其中的原因。2、實(shí)驗(yàn)方案的探究紅色消失說(shuō)明Fe(S)n(3-n+)+離子被破壞，紅棕色NO2的產(chǎn)生說(shuō)明某些離子與HNO3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。為了排除Fe2+的干擾，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了諸多方案。經(jīng)過(guò)比較、分析，我們?nèi)∑湎铝械姆?/p>

3、案。為保護(hù)環(huán)境、特準(zhǔn)備了1套尾氣吸收裝置見圖，供學(xué)生選用。方案1加過(guò)量的HNO3是為了把Fe2+完全氧化以排除其干擾，還有的方案中直接用FeCl3溶液代替溶液，以防止Fe2+干擾，在比較方案時(shí)經(jīng)理性分析，可排除Fe2+的干擾(因Fe2+與HNO3是1個(gè)快反應(yīng)，不會(huì)等到紅色溶液褪色時(shí)才產(chǎn)生NO2)。方案2、3、4直接用KS與HNO3作用，這是同學(xué)經(jīng)過(guò)分析認(rèn)定不是Fe2+而是S-與HNO3反應(yīng)的結(jié)果而直接用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。這是思維活動(dòng)的1次飛躍。方案5和方案6設(shè)計(jì)意圖是什么呢？顯然，這是用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe(S)n(3-n+)+或S-還原性

4、相對(duì)強(qiáng)弱的，這是思維活動(dòng)的更進(jìn)1步的飛躍。3、實(shí)驗(yàn)探究方案1：在含F(xiàn)eSO4、KS的溶液中滴入濃硝酸，溶液變?yōu)榧t色，產(chǎn)生少量的NO2，當(dāng)?shù)稳?定量的濃硝酸后，突然劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡(NO2氣體等)，溶液由紅色變?yōu)辄S色。繼續(xù)滴入濃硝酸，則產(chǎn)生無(wú)色氣體，氣體由上而下逐漸變?yōu)榧t棕色，說(shuō)明反應(yīng)中有NO氣體產(chǎn)生。方案2：實(shí)驗(yàn)開始時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象，1段時(shí)間后溶液慢慢變紅色至深紅色，突然激烈反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡，放出紅棕色氣體，而溶液紅色消失變?yōu)闇\綠色，溶液的溫度升高(放熱)。反應(yīng)平靜后，振蕩試管，則產(chǎn)生無(wú)色氣體并伴有白霧，再振蕩再反應(yīng)，不振

5、蕩則看不到明顯變化，若加熱則發(fā)生同樣的現(xiàn)象；若此時(shí)再滴入KS溶液，發(fā)現(xiàn)溶液立即變紅色并快速消失，同時(shí)產(chǎn)生大量氣體和白霧，溶液變?yōu)闇\藍(lán)色最后變?yōu)闊o(wú)色。將氣體通入過(guò)量的石灰水中，石灰水變渾濁，向反應(yīng)后溶液中滴入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。方案3：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與方案2略有不同的是，HNO3滴入1定量后反應(yīng)停止。方案4：在KS中滴入少量稀HNO3時(shí)，溶液中有少量氣泡產(chǎn)生，過(guò)較長(zhǎng)1段時(shí)間后可發(fā)現(xiàn)淺黃色沉淀生成。方案5：分別加入過(guò)量氯水、溴水，溶液的紅色均消失變?yōu)辄S色，而加入碘水時(shí)溶液的顏色基本不變。方案6：溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色。由于實(shí)驗(yàn)

6、現(xiàn)象多變(奇)，學(xué)生興趣盎然，強(qiáng)烈的激發(fā)了學(xué)生的求知欲望。4、結(jié)果分析，理論探究S-對(duì)高3學(xué)生來(lái)說(shuō)還是1種陌生的離子，對(duì)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)還不了解。然而根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合化合價(jià)和共價(jià)鍵理論，引導(dǎo)學(xué)生分析、探究可推出其結(jié)構(gòu)和部分性質(zhì)。首先引導(dǎo)學(xué)生回憶C、S、N的原子結(jié)構(gòu)和共價(jià)鍵的相關(guān)知識(shí)，鼓勵(lì)同學(xué)大膽推測(cè)S-的結(jié)構(gòu)，結(jié)果寫出了的兩種結(jié)構(gòu)式：-SC≡N、S＝S＝N。然后分析兩種結(jié)構(gòu)中C、S、N3種元素的化合價(jià)，推測(cè)其氧化性、還原性。在兩種結(jié)構(gòu)中碳元素均最高價(jià)正4價(jià)，故其無(wú)還原性；而硫元素、氮元素均呈最低價(jià)，它們均具有還原

7、性，都應(yīng)能被HNO3氧化，其反應(yīng)方程式為：與稀HNO3反應(yīng)為：S+2H++2NO3=2NO↑+KHSO4+H↑溶液的溫度升高，說(shuō)明上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)。隨溫度不斷升高，反應(yīng)速率加快至劇烈反應(yīng)。與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吻合。隨反應(yīng)物濃度變小，反應(yīng)速率變小至觀察不到明顯現(xiàn)象；當(dāng)振蕩或加熱給其能量，反應(yīng)加快，又看到明顯現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)方案2，HNO3過(guò)量繼續(xù)滴入KS溶液，則繼續(xù)反應(yīng)由于反應(yīng)放熱，溶液的溫度升高，反應(yīng)劇烈。實(shí)驗(yàn)方案3，由于KS已反應(yīng)完，繼續(xù)加入HNO3則不再反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)方案4，因HNO3濃度降低且量少，故反應(yīng)緩慢，且S2

8、只停留在被氧化成S階段。實(shí)驗(yàn)方案5現(xiàn)象可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析歸納。5、探究中幾個(gè)問(wèn)題的處理限于中學(xué)階段的局限性，不可能把所有問(wèn)題都11弄清楚。實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的白霧是什么？我們讓學(xué)生利用課余時(shí)間查有關(guān)資料結(jié)合已有知識(shí)解決。KS遇HNO3、氯水為什么變紅的問(wèn)題可作為后續(xù)研究的課題，以激起學(xué)生更長(zhǎng)久的求