锰复合污渍的组成及去除_高锰酸钾论文

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锰的化合物在实验过程中会形成污迹,很难清洗。如在现行人教版初中化学的学生制氧实验中(用高锰酸钾制氧),试管壁会留下紫褐色污迹;长期盛装高锰酸钾溶液的试剂瓶以及皮肤和实验台上不慎沾到高锰酸钾都会留下紫褐色或黄褐色的污迹。本文将就此种污迹的组成成分和去除方法粗浅地谈一下自己的看法。(以下将锰的化合物所形成的污迹简称为“锰迹”)

1.对“锰迹”的成分分析

有一些研究性文章认为“锰迹”的成分是二氧化锰,如《实验教学与仪器》2002年第5期“除去玻璃仪器上化学污迹的方法”、2002年第10期“玻璃仪器的洗涤方法种种”等文,均持此种观点。笔者以为,这是不正确的,具有一定的片面性。事实上,化学实验中所遇到“锰迹”并非全是二氧化锰,有时也可能是高锰酸钾或二氧化锰、锰酸钾三者混合物。如用氯酸钾和二氧化锰混合物来制取氧气时,试管壁所留下的污迹成分为二氧化锰;长期盛装高锰酸钾溶液的试剂瓶壁,以及皮肤和实验台上不慎沾到高锰酸钾都会留下的紫褐色污迹,其成分为高锰酸钾;用高锰酸钾制取氧气时,留在试管壁上的污迹一般由二氧化锰、锰酸钾、高锰酸钾的混合物组成,这可从试管壁污迹颜色辨别,污迹中有黑色MnO[,2]、紫色KMnO[,4]和深绿色K[,2]MnO[,4]。

2.去除“锰迹”的方法

去除“锰迹”通常有以下几种方法:(1)用酸液浸泡(如,用浓盐酸、草酸);(2)用亚硫酸钠酸性溶液洗涤;(3)用海波酸性溶液洗涤;(4)用硫酸亚铁酸性溶液浸泡。从洗涤效果、环保及可操作性等方面看,这几种方法各有不足之处,值得商榷。下面笔者将介绍一种较为简单有效的去除方法,即用酸性介质中的过氧化氢溶液去除“锰迹”。

a.具体实验如下。

①取3支留有“锰迹”的试管(用高锰酸钾制氧留下的)

第1支试管中加入适量的稀硫酸(1∶4),几乎没变化。

第2支试管中加入适量的3%H[,2]O[,2]溶液,这时有气泡产生,反应比较缓慢,放置一夜,“锰迹”仍未除尽。

第3支试管中加入适量的3%H[,2]O[,2]溶液,并滴入三四滴稀硫酸(1∶4),这时试管壁上的“锰迹”立刻消失,并伴有气泡发生。

②取3支留有“锰迹”的试管(用氯酸钾和二氧化锰制氧留下的污迹)做同上实验,会得到完全一致的结果。实验步骤略。

③取1个长期盛装高锰酸钾的试剂瓶,用经酸化的3%H[,2]O[,2]溶液洗涤,“锰迹”会迅速消失,可谓“立竿见影”;若用此溶液擦洗不慎碰到高锰酸钾而留在皮肤上或桌面上的“锰迹”,即擦即失,但擦过后要用清水洗涤。这里若不将过氧化氢溶液酸化,而直接用3%过氧化氢溶液,效果会差许多。

b.以上化学反应原理如下。

c.在酸性介质中用过氧化氢去除“锰迹”的优点如下。

①操作简单,无需加热。

②安全、无污染。

③迅速有效。

d.用以上方法去除“锰迹”所带来的思考。

在初中化学实验中,制氧留下的“锰迹”一直令人感到头痛,去除它较为麻烦。为什么大家没有想到运用在酸性介质中过氧化氢能使高锰酸钾褪色的性质以及二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用的原理呢?究其原因有以下几条。

①高中化学知识与初中化学实验的研究脱节。一方面制氧中的“锰迹”问题是初中化学中遇到的,在酸性介质中过氧化氢使高锰酸钾溶液褪色的性质以及二氧化锰对过氧化氢分解的催化作用属高中化学范畴。另一方面,高中化学教师一般不兼任初中化学课程,这就造成高中化学教师没有关注“锰迹”问题;反过来,初中化学教师又因较少接触过氧化氢的内容而未对其进行深入探讨。

②对“锰迹”本身认识不够。有一些人以为“锰迹”的成分为二氧化锰,只从二氧化锰的角度来考虑消除问题,忽略了运用这一性质对锰迹问题的研究。

③理论知识和实验研究的脱节。一般化学教师只做一些教学大纲中要求的实验,很少做大纲以外的研究性实验,从而束缚了我们的思维空间,影响了知识运用。因此,我们要增加探索性实验研究,提高对问题的分析能力和解决能力。

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