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(2015·北京中考)小林做“碘的升华”实验时,用酒精灯直接对放有少量固态碘的碘升华管加热,如图5所示。发现碘升华管内出现紫色的碘蒸气,小林认为碘从固态变成了气态,是升华现象。小红查阅资料发现:常压下,碘的熔点为113.60 ℃,碘的沸点为184.25 ℃,酒精灯火焰的温度约400 ℃。根据这些资料,小红认为小林所做的实验中,碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程,小林的实验并不能得出碘升华的结论。

请针对小红的质疑,设计一个实验,证明碘能从固态直接变为气态。可以选用上述器材或补充必要的辅助器材。写出实验方案并简要说明。


解析:为了避免固态碘发生熔化现象,必须控制碘的加热温度低于碘的熔点(113.60 ℃),可以仿照课本晶体熔化实验中海波的熔化实验装置,用水浴法加热,一标准大气压下水的沸点是100 ℃,低于常压下碘的熔点,即可避免固态碘熔化为液态、再由液态碘汽化为碘蒸气。

答案:补充器材:大烧杯、水、石棉网、铁架台。

向大烧杯中注入适量的水并固定在铁架台上,利用酒精灯隔石棉网加热至烧杯中的水沸腾,对固态碘进行水浴加热,发现碘升华管内出现紫色碘蒸气,而并未出现液态碘。

因为常温常压下,水沸腾时温度为100 ℃,低于固态碘熔点,所以碘在加热过程中不会熔化,由此可证明紫色碘蒸气是从固态直接变化而来。


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