刘柳
江西省遂川中学 江西 吉安 343900
摘要：采用改进的密封装置制备了Fe(OH)3胶体，通过蒸汽和溶液中HCl的检验，证明了Fe(OH)3胶体制备过程中产生的HCl没有从溶液中挥发；向5支各盛1 mL胶体的试管中分别加入不同浓度盐酸、饱和NaCl溶液、蒸馏水的对比实验，证明加入的电解质溶液达到一定浓度时胶体才会聚沉。
关键词：Fe(OH)3胶体；电解质溶液；胶体的聚沉。
本探究实验的设计思路来源于理论推测与实验事实的矛盾：Fe(OH)3胶体制备过程中产生的HCl作为电解质为什么没有使Fe(OH)3胶体聚沉？这与电解质会使胶体聚沉的认知相矛盾。本实验针对这一矛盾，对人教版高中化学必修1第二章实验中Fe(OH)3胶体的制备装置及操作进行了一定的改进和创新，充分挖掘了化学实验的教育功能；通过蒸汽和溶液中HCl的检验，证明了Fe(OH)3胶体制备过程中产生的HCl没有从溶液中挥发；通过探究加电解质溶液使Fe(OH)3胶体的聚沉实验， 证明了加入的电解质溶液达到一定浓度时胶体才会聚沉。
一、实验原理
1.FeCl3+3H2O＝Δ＝ Fe(OH)3(胶体)+3HCl
2.胶体的丁达尔效应
3.电解质溶液可以使胶体聚沉
二、实验试剂与仪器
1.试剂：蒸馏水、饱和FeCl3溶液、稀盐酸（1.5 mol/L）、盐酸（约6 mol/L）、浓盐酸(约12 mol/）L、饱和NaCl溶液（约5.4 mol/L）、AgNO3溶液
2.仪器：铁架台（带铁圈）、石棉网、酒精灯、100 mL圆底烧瓶（带橡胶塞）、试管架、试管7支、一次性塑料滴管、盖玻片、注射器2支，激光笔1支，50 mL量筒1个、标签纸
三、实验装置
用封闭的圆底烧瓶替换敞口烧杯，有利于蒸汽的收集及HCl气体的检测，大大缩短了蒸馏水沸腾所需时间，节约能源。装置如图1所示。
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图1 Fe(OH)3胶体制备装置
四、实验步骤及现象
1.Fe(OH)3胶体的制备：
向100 mL圆底烧瓶加入50 mL蒸馏水，加热至沸(约6 min)，用激光笔照射瓶口上方水蒸气，与光束垂直的方向可观察到光亮的通路。
向沸水中快速注入0.5 mL饱和FeCl3溶液，溶液呈现红褐色后，立即停止加热，并迅速用载玻片在瓶口上方收集蒸汽，在蒸汽中滴加2滴AgNO3溶液，无明显浑浊产生，说明胶体制备过程中产生的HCl没有从胶体中挥发。转移Fe(OH)3胶体到烧杯中，观察其丁达尔效应（见图2）。
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图2 水蒸气及Fe(OH)3胶体的丁达尔效应（1）；蒸汽的收集及其HCl的检测
2.Fe(OH)3胶体中加电解质溶液发生聚沉的探究：
2.1 向2支分别盛有1mL蒸馏水和1mL Fe(OH)3胶体的试管中各加入2滴AgNO3溶液，前者无明显现象，后者产生大量沉淀（见图3），进一步说明Fe(OH)3胶体制备过程中产生的HCl没有从胶体中挥发。
2.2 取5支试管各加入1mL Fe(OH)3胶体，再分别加入10滴蒸馏水、10滴饱和NaCl溶液、10滴稀盐酸（1.5 mol/L）、10滴盐酸（约6 mol/L）、10滴浓盐酸（12 mol/L），加10滴蒸馏水的试管无明显现象；加10滴饱和NaCl溶液的试管慢慢变浑浊；加10滴稀盐酸的试管先无明显现象后缓慢变成淡黄色溶液；加10滴盐酸的试管先无明显现象后缓慢产生浑浊，最终变成淡黄色溶液；加10滴浓盐酸的试管先立即变浑浊后又逐渐变为黄色溶液（见图4）。通过上述对比实验，证明了Fe(OH)3胶体制备过程中产生的HCl没有从溶液中挥发，且只有当电解质溶液达到一定浓度时，胶体才会聚沉。
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五、实验结论
通过本实验的探究得知，Fe(OH)3胶体制备过程中产生的HCl没有从胶体中挥发，Fe(OH)3胶体没有聚沉的原因是因为HCl 的浓度太低；当电解质达到一定浓度时，Fe(OH)3胶体才会发生聚沉。
六、小结与反思
1.本实验通过装置的改进与操作创新，补充观察了水蒸气的丁达尔效应，充分挖掘了化学实验的教育教学功能；
2.本实验采用了定量对比的实验方法，培养了学生的对比思想和科学态度；
3.本实验基于思维冲突开展探究，即提出问题与设想、设计实验方案、得出结论，培养学生严谨的科学精神与敢于质疑、勇于创新的探究精神。
七、参考文献
1.丁秀玲. 中学化学探究性实验教学分析与研究[J]. 考试周刊, 2018(86) : 159
2.王冬梅, 郑茹, 杨晓燕, 王瑞, 张晓梅. 氢氧化铁胶体制备实验的改进[J]. 考试周刊, 2019(39) : 158-159