铜在氯气中燃烧实验的创新设计

李耀军

摘要：以铜在氯气中的燃烧作为课堂演示实验，虽然效果很好，但污染极大。文章介绍了铜丝在氯气中燃烧实验的创新设计方案，达到了实验的微型化，真正实现了绿色、环保和零污染的目的。实验方法简单、实用，效果明显。

关键词：铜丝；氯气；燃烧；创新设计

文章编号：1008-0546（2017）06-0093-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.06.028

一、课本实验

1. 课本实验装置：见图1。

2. 课本实验的过程及现象

用坩埚钳夹住一束铜丝，灼热后立刻放入充满氯气的集气瓶里，如图1，觀察发生的现象。可以看到，红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，使集气瓶里充满棕黄色的烟，这种烟实际上是氯化铜的微小晶体造成的[1]。

3. 课本实验的缺点

这个实验设计现象固然壮观，但课前要制备氯气费时、麻烦，实验过程中容易产生污染，不利于师生的身体健康。

二、改进后的实验

1. 实验药品及仪器

氯酸钾，浓盐酸，浓氢氧化钠，细铜丝2根（从导线中抽取并用细砂纸打磨），细铁丝2根（从纱窗中抽取并用细砂纸打磨），带“鳄嘴形”的导线2根，青霉素药瓶1个，5mL注射器2支，教学用电源1台。

2. 改进后的实验装置

3. 实验过程及步骤

（1）在青霉素瓶底部先盛放少许氯酸钾。

（2） 取2根长约50cm的细铜丝，两头均拧在一起，中间30cm绕成螺旋状，两端留出约10cm，弯曲成U型。如图2所示，穿过橡胶塞，塞住青霉素瓶口。

（3）在胶塞上，分别插入两个5mL注射器，一个注射器中盛有浓盐酸，另一个注射器中盛有氢氧化钠溶液。

（4）把教学用电源的输出电压调到直流12V（2A）处，正负极各接一根带“鳄嘴形”夹子的导线，导线上“鳄嘴形”夹子分别夹住露出胶塞铜丝的A、B两端（此时电源不能接通）。

（5）先在青霉素瓶中注入少量的浓盐酸（操作时注意浓盐酸不能滴在铜丝上），浓盐酸与氯酸钾接触立即反应，产生氯气。当看到瓶内有黄绿色气体后，接通电源，加热铜丝。大约2-5秒钟，铜丝在氯气里剧烈燃烧，青霉素瓶中立刻充满了棕黄色的烟，这时断开电源。待反应结束后，用另一支注射器注入氢氧化钠溶液，以处理多余的氯气。

4. 改进后的实验优点

（1）不需要事先制备氯气，实现了制备实验和性质实验的一体化设计。也可以把该装置稍作改动后组装在氯气性质验证的成套实验中。

（2）用直流电加热铜丝，受热均匀，整个铜丝同时与氯气反应，且氯气不断产生，反应持续进行，反应现象明显。把铜丝换成细铁丝，会取得同样的效果，真正实现了课本实验的突破（现行课本中没有铁丝和氯气反应的课堂演示实验设计）。

（3）全封闭实验，微型化设计，不污染环境，多余氯气易处理，符合环保理念。

（4）作为课堂演示实验，学生可以做到人手一套，实现了实验效益的最大化。

参考文献

[1] 宋心琦.全日制普通高级中学教科书化学（必修）第一册[M].北京：人民教育出版社，2007：60