摘要：針對(duì)在濾紙上還原Fe3+離子的實(shí)驗(yàn)結(jié)論存在爭(zhēng)議的情況，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究和相關(guān)的理論分析。采用XRD方法對(duì)該反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，在一般實(shí)驗(yàn)條件（敞開系統(tǒng)）下，纖維素并不能將Fe3+還原為單質(zhì)鐵，而是主要還原為Fe3O4，同時(shí)有少量Fe2O3生成。

關(guān)鍵詞：在濾紙上還原Fe3+離子；實(shí)驗(yàn)探究；化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

文章編號(hào)：1005–6629（2013）12–0070–02 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 實(shí)驗(yàn)與探究

實(shí)驗(yàn)1 重復(fù)“點(diǎn)紙成金”一文中的實(shí)驗(yàn)。

（1）用氯化鐵溶液（7%）將5張相同濾紙（雙圈牌定量濾紙，型號(hào)202，φ7cm，灰率0.01%）潤濕，用酒精燈烘干后再點(diǎn)燃濾紙。可見蘸有氯化鐵溶液的濾紙不像普通濾紙那樣可以燃燒殆盡，而是很快變黑，邊緣處有紅熱現(xiàn)象，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后得到一種黑褐色產(chǎn)物。

（2）用磁鐵吸引黑褐色產(chǎn)物，大量黑褐色產(chǎn)物隨磁鐵的移動(dòng)而移動(dòng)。

結(jié)論：以上現(xiàn)象與“點(diǎn)紙成金”一文描述相似。

實(shí)驗(yàn)2 將黑褐色產(chǎn)物研成粉末狀并分為四份，標(biāo)號(hào)甲、乙、丙、丁。

（1）向甲中加入少量（約5 mL）的蒸餾水，并用玻璃棒攪拌，以趕走其中的氣泡，靜置后用膠頭滴管沿著試管壁緩緩注入濃鹽酸——讓溶液的酸度逐漸增大，發(fā)現(xiàn)黑褐色粉末在熱的酸溶液中部分溶解，溶液顯黃綠色，上層漂浮少量黑色物質(zhì)，自始至終未發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出。

（2）將乙中黑褐色粉末放入2 mL CuSO4溶液中，振蕩，靜置觀察。沒有發(fā)現(xiàn)紅色的銅被置換出來，溶液的顏色沒有明顯變化。靜置5天后再觀察，仍然如此。過濾該溶液，得到黑褐色的物質(zhì)，用磁鐵吸引仍然有被吸引的現(xiàn)象。

（3）將丙中黑褐色粉末鋪放在一條寬約1 cm，長約8～10 cm的紙槽內(nèi)（粉末不斷續(xù)），當(dāng)點(diǎn)燃紙條的一端，粉末會(huì)被明火引燃，由始端燒至末端后，會(huì)發(fā)現(xiàn)黑褐色粉末變成紅棕色物質(zhì)[4]。

結(jié)論：由實(shí)驗(yàn)（1）未發(fā)現(xiàn)氣泡（H2）逸出，實(shí)驗(yàn)（2）不能與CuSO4發(fā)生置換反應(yīng)，可初步判斷黑褐色產(chǎn)物中不含有單質(zhì)鐵；點(diǎn)燃該黑褐色產(chǎn)物，有紅棕色物質(zhì)生成。

3 XRD方法驗(yàn)證分析

由于在本實(shí)驗(yàn)條件下，產(chǎn)物的量不是很多，在探究過程中肉眼觀察現(xiàn)象也會(huì)產(chǎn)生一定誤差，使得結(jié)論不可靠。鑒于此，筆者擬用X射線衍射法對(duì)實(shí)驗(yàn)1產(chǎn)物進(jìn)行分析，確定其物質(zhì)組成。筆者采用Rigaku公司生產(chǎn)的X射線粉末衍射儀對(duì)實(shí)驗(yàn)1產(chǎn)物（即實(shí)驗(yàn)2中的丁）制作譜圖，并進(jìn)行圖譜比對(duì)分析。所得圖譜如圖1、2、3所示：

4 結(jié)論

綜上所述，筆者的結(jié)論是：“點(diǎn)紙”不一定能“成金”，并且此“金”非彼“金”。“點(diǎn)紙成金”一文所述實(shí)驗(yàn)條件（敞開系統(tǒng)）下，纖維素并不能將+3價(jià)Fe還原為單質(zhì)鐵，而是主要還原為Fe3O4，同時(shí)有少量Fe2O3生成。因此，在應(yīng)用該實(shí)驗(yàn)開展探究性教學(xué)時(shí)，不能簡(jiǎn)單地依據(jù)產(chǎn)物能被磁鐵吸引，即武斷地判定產(chǎn)物是鐵。即使學(xué)生所學(xué)知識(shí)尚不能解釋這些問題，但教師在引導(dǎo)學(xué)生開展探究時(shí)還是要將“科學(xué)性”放在第一位。在開展探究性教學(xué)時(shí)，不一定都要追求獲得確定的結(jié)論，完全可以留出疑問，激發(fā)學(xué)生去思考，引導(dǎo)他們開展進(jìn)一步的探索活動(dòng)。

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