1 问题呈现
我们采用图1的装置进行实验时,发现加热过程中碘晶粒逐渐减少,同时逐渐出现紫色碘蒸汽,而且中途未发现有液态的碘出现;采用图2装置进行实验时,在试管中同时观察到了液态碘和气态碘。
问题1:碘升华实验为何采用密封的“碘锤”加热演示,而不将碘直接放入密闭试管(如图2)中加热?
问题2:为什么碘锤中的碘只升华不熔化?碘量是多点好还是少点好?
问题3:能否用控制温度的办法让碘只升华而不熔化?
2 观点支撑
升华与熔化都是物态变化,虽没本质的区别,但它们发生的条件及特点不同,笔者总结有以下四点:
(1)升华在物体表面发生;
(2)升华可以在任何温度下进行;
(3)一般情况下温度越高,升华越快;
(4)碘的熔化需要达到碘的熔点并继续吸热。
3 探讨与分析
(1)在演示碘的升华实验时,采用密封的“碘锤”加热,而不将碘放入的密闭试管中进行实验,主要是将碘放到密封的“碘锤”中加热相比放在试管中加热有这样几个优点:
①碘锤的密封性比试管好。碘蒸气有刺激性气味,具有一定的腐蚀性,属于有毒气体,放在密封的“碘锤”中加热,使碘蒸气不易溢出;如果采用试管进行实验,碘很不容易保存,极易升华一部分到空气中,可能具有一定危险。
②“碘锤”中的碘可以重复使用。由于碘锤的对称性设计,在给碘锤加热时会让碘在“碘锤”的一端升华,停止加热后几乎全部在另一端凝华,而在下次使用时,将碘锤倒过来加热即可;但试管下端的碘升华后会在试管口凝华,却不方便从试管口对碘进行加热。
③更容易说明碘升华吸热,凝华放热。由于“碘锤”上下都有凹槽,对“碘锤”中的碘加热,当看到紫色的碘蒸气充满整个空间时,停止加热,并在“碘锤”上部凹槽滴入适量冷水,会看到紫色碘蒸气减少,而碘锤上部碘粒明显增多,说明碘升华吸热,凝华放热。
所以,采用密封的“碘锤”进行实验演示更优于采用密闭的试管进行实验演示。
我们采用图1的装置进行实验时,发现加热过程中碘晶粒逐渐减少,同时逐渐出现紫色碘蒸汽,而且中途未发现有液态的碘出现;采用图2装置进行实验时,在试管中同时观察到了液态碘和气态碘。
问题1:碘升华实验为何采用密封的“碘锤”加热演示,而不将碘直接放入密闭试管(如图2)中加热?
问题2:为什么碘锤中的碘只升华不熔化?碘量是多点好还是少点好?
问题3:能否用控制温度的办法让碘只升华而不熔化?
2 观点支撑
升华与熔化都是物态变化,虽没本质的区别,但它们发生的条件及特点不同,笔者总结有以下四点:
(1)升华在物体表面发生;
(2)升华可以在任何温度下进行;
(3)一般情况下温度越高,升华越快;
(4)碘的熔化需要达到碘的熔点并继续吸热。
3 探讨与分析
(1)在演示碘的升华实验时,采用密封的“碘锤”加热,而不将碘放入的密闭试管中进行实验,主要是将碘放到密封的“碘锤”中加热相比放在试管中加热有这样几个优点:
①碘锤的密封性比试管好。碘蒸气有刺激性气味,具有一定的腐蚀性,属于有毒气体,放在密封的“碘锤”中加热,使碘蒸气不易溢出;如果采用试管进行实验,碘很不容易保存,极易升华一部分到空气中,可能具有一定危险。
②“碘锤”中的碘可以重复使用。由于碘锤的对称性设计,在给碘锤加热时会让碘在“碘锤”的一端升华,停止加热后几乎全部在另一端凝华,而在下次使用时,将碘锤倒过来加热即可;但试管下端的碘升华后会在试管口凝华,却不方便从试管口对碘进行加热。
③更容易说明碘升华吸热,凝华放热。由于“碘锤”上下都有凹槽,对“碘锤”中的碘加热,当看到紫色的碘蒸气充满整个空间时,停止加热,并在“碘锤”上部凹槽滴入适量冷水,会看到紫色碘蒸气减少,而碘锤上部碘粒明显增多,说明碘升华吸热,凝华放热。
所以,采用密封的“碘锤”进行实验演示更优于采用密闭的试管进行实验演示。