關(guān)注氯離子效應(yīng)在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

王程杰

摘要：中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的吸氧腐蝕要加入氯化鈉才能有效演示；用鋅粒制氫的實(shí)驗(yàn)在同等條件下選用鹽酸的反應(yīng)速度顯著高于硫酸；濃硝酸中加入氯離子后在常溫下就能溶解黃金；教材上美麗的“銅樹”實(shí)驗(yàn)的成功關(guān)鍵離不開食鹽的相助；清洗焰色反應(yīng)中的鉑絲要選用鹽酸；灼燒銅絲時(shí)蘸上一點(diǎn)鹽酸會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的綠色火焰；選用氯化鈉或氯化汞等試劑可助鋁片快速和水反應(yīng)并助發(fā)吸氧腐蝕反應(yīng)（如快速長出白毛）；添加氯離子可助鋁片快速和硫酸銅反應(yīng)并獲得明顯紅色的銅等等。關(guān)注氯離子效應(yīng)能有效提升初、高中許多教學(xué)實(shí)驗(yàn)的演示效果，并找出實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：氯離子效應(yīng)；吸氧腐蝕；析氫腐蝕；鋁長毛實(shí)驗(yàn)；配位體

文章編號：1005-6629（2015）11-0053-06 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

我們把在一些化學(xué)反應(yīng)中氯離子對金屬相所起的某些作用稱為氯離子效應(yīng)。在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及到氯離子效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)大致可分為三類，—為金屬相表面發(fā)生的置換反應(yīng)；二為金屬相表面發(fā)生的吸氧腐蝕；三為能形成以金屬離子（或原子）為中心、氯離子為配離子的配合物的相關(guān)反應(yīng)。

從金屬與酸或水發(fā)生的某些置換反應(yīng)及與鐵等金屬發(fā)生的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)來看，氯離子可起到催化劑的作用，故有人提出了研究氯離子催化作用的課題。然而教材上生成藍(lán)色[CoCl₄]^2-的實(shí)驗(yàn)（現(xiàn)行蘇教版教材《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》P55）及黃金可溶于王水之說中的氯離子所起的作用則是其配體作用，不宜再稱催化作用了，故還是以“氯離子效應(yīng)”的提法較妥。

1 金屬相表面發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)的氯離子效應(yīng)

早有人注意到，與相同pH的稀硫酸相比，用鹽酸與鋅、鋁、鐵等金屬反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多氫氣泡（反應(yīng)明顯快）。但其中氯離子所起的作用到底有多大？卻不甚了解，更談不上在實(shí)驗(yàn)中具體應(yīng)用。例如初中有個(gè)用稀硫酸與鋅反應(yīng)制備氫氣的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)常會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)速度較慢的情況，為此曾有不少文章介紹了添加硫酸銅的方法和改用含雜質(zhì)較多的粗鋅替代法。這兩種方法其實(shí)都是為了使鋅表面形成腐蝕電池，能讓Zn表面的Zn²⁺迅速轉(zhuǎn)移，使鋅能繼續(xù)與H⁺反應(yīng)。因?yàn)樵摲椒ㄉ婕暗脑碓诟咧谢瘜W(xué)知識范疇內(nèi)，中學(xué)生也都知道，所以此法成了家喻戶曉的良方妙計(jì)。但實(shí)驗(yàn)時(shí)采用此“妙計(jì)”卻增速效果平平，且有副作用，如額外消耗了銅鹽，加硫酸銅的量與制氣速度提升不成正比，加了硫酸銅后鋅粒表面會(huì)變暗、變黑失去鋅的外表形象等等。如將稀硫酸改為稀鹽酸，在氫離子濃度相近的情況下，后者反應(yīng)速度會(huì)顯著提Y+o為驗(yàn)證其顯著的變化，筆者曾多次演示過如下趣味實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)1 鋁片與稀鹽酸反應(yīng)的奇特現(xiàn)象

取一支中號試管，加入少量鋁片（約1克，為過量），再加約5mL 1：1稀鹽酸。反應(yīng)馬上開始且產(chǎn)氣多而快（開始時(shí)狀態(tài)穩(wěn)定），片刻后試管內(nèi)有黑色物質(zhì)生長，產(chǎn)氣更快，伴有沖料現(xiàn)象，再過片刻可看到明顯的熱效應(yīng)現(xiàn)象，有燙的水蒸氣沖出試管口形成白霧，試管內(nèi)黑色物質(zhì)增多，黑色物質(zhì)有部分被氣體沖出試管口呈黑乎乎的糊沫狀，從加酸時(shí)計(jì)時(shí)不足2分鐘整個(gè)反應(yīng)就突然停止了（見圖1）。

說該實(shí)驗(yàn)為趣味實(shí)驗(yàn)是因?yàn)槠溆胁簧僖馔獾默F(xiàn)象發(fā)生，其一是反應(yīng)太快、太過激烈，竟有水蒸氣噴出，其二出現(xiàn)了不少黑乎乎的沫，這為何物？這個(gè)實(shí)驗(yàn)本身就可開設(shè)一節(jié)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)課，針對黑色產(chǎn)物是何物可引導(dǎo)學(xué)生給出各種假設(shè)，再逐一設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證。這黑色物質(zhì)當(dāng)然是單質(zhì)鋁！驗(yàn)證方法是：將黑色糊沫狀物質(zhì)洗滌、過濾、晾干，再加過量酸可得到氫氣和澄清溶液。實(shí)驗(yàn)1中如用稀硫酸替代鹽酸做實(shí)驗(yàn)，則無法見到實(shí)驗(yàn)中的冒熱氣、沖料、有黑色糊沫狀物質(zhì)生成等“異?！爆F(xiàn)象，反應(yīng)速度要慢得多，就算加些硫酸銅也沒此效果。從實(shí)驗(yàn)1我們看到了氯離子效應(yīng)的神奇作用。有多篇文章提到：氯離子具有較強(qiáng)的穿透金屬晶體的表層膜或裂縫的能力。有人會(huì)問上述實(shí)驗(yàn)中鹽酸濃度一定要1：1（濃鹽酸體積：水體積）嗎？其實(shí)該趣味實(shí)驗(yàn)是很容易做成功的，筆者就該問題做過實(shí)證研究。發(fā)現(xiàn)通常在25℃條件下與過量鋁片反應(yīng)，從最濃鹽酸至體積比濃度降到1：10，甚至1：15，都可以觀察到反應(yīng)放熱和產(chǎn)生黑色或灰色細(xì)沫的現(xiàn)象，鹽酸濃度高（如1：1）反應(yīng)現(xiàn)象特別快而明顯，濃度低則現(xiàn)象出現(xiàn)慢些、弱些，但仍和稀硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象及產(chǎn)氣速度明顯不同。

關(guān)于氯離子效應(yīng)對制氫反應(yīng)的影響還可通過以下對照實(shí)驗(yàn)給予驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)2鎂帶與水反應(yīng)的對照實(shí)驗(yàn)

取三小段鎂帶，用砂紙擦去表面的氧化膜，分別放人甲、乙、丙三支試管中。向三支試管中各加入3mL水（水溫約25℃），并往水中分別滴入2滴無色酚酞試液，同時(shí)迅速在乙試管中加入少量（黃豆大小一撮）氯化鈉固體，丙試管中加入相同量的硝酸鈉固體。分別與甲管對比，片刻后就發(fā)現(xiàn)乙管中鎂帶表面不斷產(chǎn)生較多氣泡，很快溶液就變紅色，其反應(yīng)速率最快。丙管也有氣泡產(chǎn)生，但反應(yīng)速率明顯不及乙管，但比甲管反應(yīng)快些。甲管中反應(yīng)不明顯，溶液較長時(shí)間不變紅色。

以上對照實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，氯離子能夠明顯加快鎂與水反應(yīng)的速率，且反應(yīng)的速率在反應(yīng)過程中會(huì)不斷加大。氯離子效應(yīng)對金屬相的其他置換反應(yīng)如鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)也有類似效果，這可通過以下的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)3 鋁與硫酸銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究

大多現(xiàn)行版本的中學(xué)化學(xué)教材上有鋁與硫酸銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)看似簡單卻難做成功，比如反應(yīng)速度很慢、銅析出的現(xiàn)象很不明顯等等，故該實(shí)驗(yàn)的研究者不少。曾有陳磊磊、蔡晶撰文“鋁與硫酸銅反應(yīng)異常實(shí)驗(yàn)探究”對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究，文中提到了一個(gè)關(guān)鍵因素：“在實(shí)驗(yàn)中加入少許氯化鈉溶液，反應(yīng)會(huì)變快，且生成的就是紅色的銅。”另外還提到了一些成功因素：“要用飽和的硫酸銅溶液，要選用純鋁片而不宜用鋁合金”等等。其實(shí)這后兩條因素已經(jīng)不重要了，甚至?xí)艿劫|(zhì)疑。如在該文發(fā)表11個(gè)月后有嚴(yán)柏秋、王彥華等撰文“鋁與硫酸銅反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的再探究”就提出了質(zhì)疑，作者在文中指出其選用的鋁片就是鋁合金罐，取材方便且節(jié)約（廢物利用），文章寫道：“選用了鋁合金罐來做該實(shí)驗(yàn)，剛開始實(shí)驗(yàn)效果也不盡如人意。分析原因，可能是去除的氧化膜在未置換銅之前又生成了。于是我用6.0 mol-L^-1鹽酸來去除氧化膜，然后不水洗直接放人0.5 mol-L^-1CuSO₄溶液中（因?yàn)镃l^-對鋁的氧化膜有直接的破壞作用），只見有微量氣泡冒出，很快就有紅色的銅生成。證實(shí)了先前的猜測是正確的?！眱晌亩加玫搅伺c該實(shí)驗(yàn)反應(yīng)式無關(guān)的氯離子，而且兩文的實(shí)驗(yàn)效果都提升了。

提到鋁與硫酸銅反應(yīng)，人民教育出版社（2007年版）普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)1》（必修）第46頁圖3-2“有關(guān)金屬化學(xué)性質(zhì)”的一些實(shí)驗(yàn)圖片中，第一幅就為鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)得“銅樹”的效果圖（見圖2），“銅樹”美麗、漂亮，溶液界面清晰，實(shí)驗(yàn)有趣且看似很簡單。許多師生想來個(gè)仿制，但一動(dòng)手嘗試，初試者通常都以失敗告終。有李耀軍、金東升等老師對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入細(xì)致的探究，撰寫了“鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)的適宜條件”一文，提出“銅樹”實(shí)驗(yàn)成功之關(guān)鍵是氯離子的鼎力相助。該實(shí)驗(yàn)方法及步驟為：“（1）在大試管中加入約2/3體積（12mL）的飽和硫酸銅溶液，控制溶液溫度30～40℃（可用水浴鍋加熱），再加入約2g食鹽，振蕩使之完全溶解并混合均勻。（2）用砂紙打磨好鋁制導(dǎo)線或鋁條（直徑2.5mm的鋁制導(dǎo)線或0.5mm厚的鋁條），并彎成螺旋狀。然后把螺旋狀鋁制導(dǎo)線或鋁條伸入到鹽酸溶液中，待看到鋁制導(dǎo)線或鋁條上有氣泡冒出時(shí)，取出并立即插到事先準(zhǔn)備好的加有食鹽的飽和硫酸銅溶液中。該實(shí)驗(yàn)可在十分鐘內(nèi)形成銅樹，溶液界面清晰，幾乎達(dá)到與課本圖片相同的效果。”（見圖3）

既然氯離子有如此奇妙的作用，那么干脆把教材上的“鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中的硫酸銅改為氯化銅不就行了？實(shí)驗(yàn)證明不妥！比如選用1.5 mol·L^-1氯化銅溶液與鋁片室溫下反應(yīng)，反應(yīng)后溶液呈茶褐色，溶液下方有紅色（摻有白色）的沉淀生成，期間有大量氣體生成（是氫氣），且產(chǎn)氣由慢變快，還放出大量的熱，這一些現(xiàn)象與教材上的預(yù)計(jì)現(xiàn)象都對不上號。如果氯化銅溶液再稀點(diǎn)或濃點(diǎn)，奇異現(xiàn)象還會(huì)增多（有時(shí)溶液變成綠色，有時(shí)產(chǎn)生白色細(xì)沫、灰色渾濁等等），故曾有某大學(xué)教師對氯化銅溶液與鋁片反應(yīng)產(chǎn)生的種種“異?！爆F(xiàn)象進(jìn)行過探究。

這方面的案例可謂舉不勝舉，如以下趣味實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)4 鋁與水反應(yīng)制備、驗(yàn)證產(chǎn)物氫氣的趣味實(shí)驗(yàn)

早在多年前，就有荊入德老師發(fā)表了“鋁與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)”一文，此文設(shè)計(jì)方案有可行性，可供參考。筆者也曾利用類似方法即巧用食鹽做成了鋁與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)的具體方法是：①取一寬1cm、長10cm、厚約1mm的鋁片，用砂紙打磨表面后繞成螺旋狀，放入體積比1：5鹽酸溶液中，會(huì)有氣泡產(chǎn)生，約1min后取出用蒸餾水沖洗（要沖洗干凈）。②將除去氧化膜后的鋁片，放入近飽和的Hg（NO₃）₂溶液中約1～2min，鋁片表面會(huì)呈淺灰色，取出再用蒸餾水沖洗干凈。③將表面汞齊化的鋁片迅速放入J型管的短管中，在短管端口處插上涂有凡士林的活塞，將活塞置于開啟狀態(tài)，由長管口處加入近飽和的NaCl溶液，排盡活塞處的空氣，關(guān)閉活塞。一開始有細(xì)小的無色氣泡生成，大約3min后產(chǎn)氣速度加快（因?yàn)槿芤簻囟仍谏仙?，加上溶液中的氯離子效應(yīng)，使反應(yīng)速度加快），此時(shí)有大量的氣泡逸出，長管中的液面上升，短管中液面下降；同時(shí)，有灰白色絮狀沉淀生成向上浮動(dòng)。④產(chǎn)生的無色氣體約8mL時(shí)（約需要10min左右），打開活塞，點(diǎn)燃（見圖4），可見氣體燃燒（是氫氣燃燒）。⑤可繼續(xù)做鋁片上長白毛的實(shí)驗(yàn)：將上述反應(yīng)過的鋁片取出，用濾紙輕輕地吸除表面溶液，置于桌面上，過一會(huì)兒，可見鋁片表面長出胡須狀的“白毛”（見圖5）。此時(shí)，觸摸鋁片，會(huì)感覺到鋁片發(fā)熱。上述鋁與水反應(yīng)的相關(guān)反應(yīng)式為：

再回頭看上述實(shí)驗(yàn)4，可發(fā)現(xiàn)其有幾處明顯的缺點(diǎn)：一是每次實(shí)驗(yàn)要耗幾十毫升的飽和硝酸汞溶液，既浪費(fèi)試劑又極不環(huán)保（汞為重金屬元素，硝酸汞、氯化汞均為劇毒試劑）；二是鋁片的前期操作如打磨、酸洗（或堿洗）過于繁瑣，需改進(jìn)。之所以詳盡介紹老方法是想通過新、老實(shí)驗(yàn)對照給出又一個(gè)神奇的氯離子效應(yīng)的個(gè)案（新法詳見下面介紹）。上述⑤的長白毛實(shí)驗(yàn)其實(shí)已經(jīng)轉(zhuǎn)變成吸氧腐蝕了。

2 金屬相表面發(fā)生的吸氧腐蝕時(shí)的氯離子效應(yīng)

上?？萍汲霭嫔绯霭娴默F(xiàn)行高中化學(xué)教材（主編姚子鵬）高二上冊第15～16頁上既提到了“鋁和熱水能反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氣”，還安排有一個(gè)鋁的氧化實(shí)驗(yàn)，即利用硝酸汞破壞掉鋁片表面的氧化膜并形成鋁汞齊，再將其置于干燥的濾紙上（即置于空氣中），這就是著名的“鋁片長白毛”的趣味實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的機(jī)理、產(chǎn)生的白毛是氧化鋁還是氫氧化鋁等等問題可參閱拙文“鋁片長毛實(shí)驗(yàn)中幾個(gè)問題的解惑”，下面僅討論氯離子對該實(shí)驗(yàn)的影響。教材上做該實(shí)驗(yàn)選用了硝酸汞，上述實(shí)驗(yàn)4中用的汞鹽也是硝酸汞。近日由葉永謙、張賢金等老師發(fā)表的“鋁與水反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)”一文中，選擇的汞鹽卻是氯化汞（5%）。葉永謙老師特將實(shí)驗(yàn)的錄像發(fā)給了筆者，看了錄像后發(fā)現(xiàn)選用氯化汞來處理鋁片時(shí)其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和用飽和硝酸汞溶液有明顯的不同。筆者特取一條新鋁片（寬1cm、長10cm，彎曲）不作打磨、不作酸洗、直接放入大試管，注入1/4試管的5%的氯化汞（室溫），發(fā)現(xiàn)幾秒鐘后鋁片表面已經(jīng)產(chǎn)生很多極細(xì)的氣泡，且產(chǎn)氣反應(yīng)不斷變快，約20秒時(shí)大量氣泡已經(jīng)把溶液面向上沖高不少（見圖6）。這是氯離子助金屬相表面發(fā)生置換反應(yīng)的又一個(gè)案。那么用氯化汞處理后的鋁片，其表面發(fā)生的吸氧腐蝕又會(huì)如何呢？下面是給出鋁長毛實(shí)驗(yàn)的新方案。

實(shí)驗(yàn)5 鋁片長毛實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新改進(jìn)

①取一塊新鋁片（約2×3cm）平放在桌面的玻璃板上。②用滴管取5%～7%的氯化汞溶液（室溫）滴加約4滴在鋁片上，用玻棒橫向涂平溶液，盡量使氯化汞溶液均勻抹在鋁片上。③等待幾分鐘至幾十分鐘，觀察現(xiàn)象（一組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象見圖7，實(shí)驗(yàn)耗時(shí)及最后效果與室溫、空氣濕度、鋁片純度等因素有關(guān)）。該改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：①節(jié)省步驟、操作特簡單（鋁片不打磨，也不經(jīng)酸洗、堿洗）。②耗汞鹽溶液僅幾滴，節(jié)約且環(huán)保。③成功率和效果提升（白毛密、長、多）。缺點(diǎn)：長出的白毛不均勻、白毛呈一從一從的（見圖7）。

該改進(jìn)實(shí)驗(yàn)說明用氯化汞做長白毛實(shí)驗(yàn)時(shí)，其氯離子對鋁的吸氧反應(yīng)也有明顯的促進(jìn)作用。此法（用少量氯化汞溶液做出鋁汞齊的方法）用于鋁和水反應(yīng)制氫的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備上也同樣可行。

人們很早就關(guān)注到海水、食鹽水會(huì)引起鋼鐵等金屬的銹蝕，我國各版本中學(xué)化學(xué)教材都提到了鋼鐵的吸氧腐蝕，有些教材（如蘇教版、滬教版等）還安排了實(shí)驗(yàn)。如何使吸氧腐蝕速度快且現(xiàn)象明顯？下面介紹兩個(gè)方案，其共同特點(diǎn)是都充分利用了氯離子效應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)6 鐵釘快速生銹法

蘇教版等教材上的鐵釘生銹實(shí)驗(yàn)要耗時(shí)數(shù)天，若用氯離子等可使實(shí)驗(yàn)時(shí)間縮短到幾分鐘，且現(xiàn)象特明顯。

實(shí)驗(yàn)操作：①取三支試管，分別倒入10mL蒸餾水。在第—支試管中滴加5滴7%CuSO₄溶液，在第二支試管中滴加5滴7%CuCl₂溶液，在第三支試管中滴加5滴飽和NaCl溶液（滴加少量銅鹽后并沒有產(chǎn)生明顯藍(lán)色，故不會(huì)對觀察造成干擾）。②在三支試管中分別裝入用砂紙打亮的大鐵釘，記時(shí)，觀察。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：第一支試管中鐵釘在五、六分鐘內(nèi)表面有灰黑色物質(zhì)生成；第二支試管的鐵釘在五、六分鐘左右表面就有紅褐色鐵銹生成，幾分鐘內(nèi)溶液呈現(xiàn)淺黃色；第三支試管中的鐵釘在一個(gè)小時(shí)內(nèi)表面無明顯變化，鐵釘表面出現(xiàn)微小的“黃斑”（只有近距離觀察才能看到），5分鐘后3支試管中的現(xiàn)象見圖8。約一刻鐘后第二支試管中生銹現(xiàn)象非常明顯（如圖9所示）。由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：第二支試管中銅離子和氯離子的雙重作用疊加會(huì)使吸氧腐蝕速度大大加快，現(xiàn)象特別明顯（銅離子起到形成腐蝕電池的作用）。

教材上鐵粉的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)有一個(gè)共同特點(diǎn)，都選用了氯化鈉作為反應(yīng)催化劑，由于鐵粉的比表面積增大，故該反應(yīng)通常都較快，且易成功。該實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案很多，下面選一個(gè)耗試劑甚少，效果同樣好的方法作一介紹。

實(shí)驗(yàn)7鐵粉快速吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)操作：①分別稱取1.5g鐵粉和0.5g石墨粉，將鐵粉和石墨粉混合均勻備用。取一支大試管和一個(gè)插有玻璃管的橡皮塞。②用滴管取2mol·L^-1的氯化鈉溶液沿試管壁緩慢滴入使試管壁濕潤。將鐵粉和石墨粉的混合物均勻地撒在濕潤的試管壁上，這時(shí)混合粉末被浸潤且呈糊狀。因?yàn)橛姓承?，所以混合粉末可以被固定在試管?nèi)壁上。立刻塞上插有玻璃管的橡皮塞并使整個(gè)試管倒立，將玻璃管嘴（約0.5cm）處浸入放有紅墨水的小燒杯中。③隨著反應(yīng)的進(jìn)行，試管中的氣壓減小。大約半分鐘后小燒杯中的紅墨水沿玻璃管緩緩上升，當(dāng)液面上升6cm時(shí)將試管從燒杯中取出并倒立固定在鐵架臺(tái)上，此時(shí)可以觀察到不斷地有氣泡進(jìn)入導(dǎo)管中（見圖10）。實(shí)驗(yàn)開始階段產(chǎn)生的氣泡比較多，每分鐘約12個(gè)，約半小時(shí)后反應(yīng)完全停止，紅墨水開始往下滴。④待反應(yīng)停止后，從鐵架臺(tái)上取下倒立的大試管。拔掉插有玻璃管的橡皮塞，量取10mL的去離子水加到大試管中。用玻璃棒蘸取少量上層清液，用pH試紙可測得該溶液pH約為9，呈堿性。

3 氯離子配體作用對一些實(shí)驗(yàn)的影響

現(xiàn)行蘇教版教材《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》第55頁有一個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)：在紅色氯化鈷溶液中滴加鹽酸，溶液變成藍(lán)色{紅色[Co（H₂O）₆]²⁺溶液加入氯離子后生成[CoCl₄]^2-為藍(lán)色}；眾所周知工業(yè)用鹽酸常呈微黃色，該微黃色主要是[FeCl₄]^-配離子的顏色（不是三氯化鐵本身的顏色）。再如膽礬及硫酸銅溶液為藍(lán)色，在少量藍(lán)色硫酸銅溶液中滴加濃鹽酸，溶液變成綠色、翠綠色，這是因?yàn)樯闪薣CuCl₄]^2-（黃色）之故（黃色加藍(lán)色成綠色）；氯化銅及其水溶液呈什么顏色爭議頗多，根源就在于H₂O、Cl^-這兩配體的相對濃度比。

生活中有時(shí)焊補(bǔ)金屬的面盆、焊接導(dǎo)線等常要用到焊錫和焊錫膏，焊錫膏中含有氯化銨可除去金屬表面的金屬氧化物等雜質(zhì)，如身邊沒有焊錫膏，則取鹽酸替代效果也極佳（焊錫匠都知道的）；中學(xué)教材上用鉑絲（或鎳鉻合金絲）做焰色反應(yīng)之前也先要清洗一下，清洗方法同焊錫前的處理相似，也是先蘸一下鹽酸（只能用鹽酸，不可用硫酸、硝酸等），比如鉑絲上有氧化銅或銅離子等雜質(zhì)，遇鹽酸則生成[CuCl⁴]^2-，再經(jīng)火焰灼燒一下，該配離子就揮發(fā)掉了?？梢娐入x子成為配離子是中學(xué)化學(xué)及生活中常見的事。下面介紹一個(gè)創(chuàng)新的焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)既是對上述解釋的一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，又是一個(gè)簡易、方便且有趣的焰色反應(yīng)的新方法。

實(shí)驗(yàn)8銅絲做銅的焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的研究

實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象：①取一束干凈的銅絲（可用一束銅質(zhì)導(dǎo)線替代），點(diǎn)燃酒精燈，將銅絲的一端插入酒精燈火焰中灼燒，觀察到銅絲受熱會(huì)變黑（Cu0），加熱時(shí)黑色又常常返回紅色，但其間看不到銅的焰色反應(yīng)現(xiàn)象（見圖11左）。②將銅絲離開燈焰，蘸一下1：1的鹽酸后再置于燈焰上，很快產(chǎn)生穩(wěn)定的綠色火焰，可維持0.5～1分鐘（見圖11右）。如果是新的（干凈）銅絲，灼燒時(shí)不見銅元素進(jìn)入火焰，將銅絲的一端插入稀鹽酸中，再將蘸濕的一端置于酒精燈火焰中灼燒，則可觀察到有銅元素不斷進(jìn)入火焰（同理：如果用銅絲蘸一下CuCl，溶液后再置于燈焰上灼燒，也會(huì)產(chǎn)生明顯的綠色火焰）。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象很清晰，也頗能解釋上述的氯離子效應(yīng)。而且該實(shí)驗(yàn)取材方便，不耗銅鹽試劑，節(jié)約環(huán)保，現(xiàn)象明顯且有趣。

其實(shí)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中氯離子效應(yīng)的應(yīng)用還有不少個(gè)案，本文僅是拋磚引玉，希望能引起大家對氯離子效應(yīng)的關(guān)注和深入探討，促使我們共同來發(fā)掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)的更多奧秘。