铁的“变价”探究：从溶液气泡到剧烈燃烧

铁作为一种典型的过渡金属，其化学性质的复杂性在于“变价”。与铝恒定的+3价不同，铁遇弱氧化剂显+2价，遇强氧化剂显+3价。虚拟仿真实验通过提供安全、可重复的实验环境，让学生在零风险中体验铁与氯气反应的剧烈现象，深刻理解氧化剂强弱对产物价态的影响。

铁与酸反应：温和的置换过程

当铁与非氧化性强酸如稀盐酸、稀硫酸等反应时，表现出较弱的还原性。

反应原理：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。

实验数据与过程可视化：

虚拟仿真实验真实模拟了铁粉表面的气泡产生速率以及溶液颜色的变过程。学生可以观察到溶液随着反应进行，缓慢由无色转变为浅绿色。虚拟仿真实验让学生能自主选择酸的浓度，观察浓度对反应速率的影响，而无需担心酸液溅射的风险。

▲铁与盐酸的反应

铁与氯气反应：强氧化剂下的“硬核”燃烧

当铁遇到强氧化剂氯气时，将展现出完全不同的性质，直接生成+3价铁盐。

安全困境轻松化解：

该实验反应剧烈，产生大量的棕褐色烟——FeCl3固体小颗粒，且反应物氯气有剧毒。在传统课堂中，受限于通风条件和安全性，学生往往难以亲手操作。

▲铁丝与氯气的反应

操作成功后，屏幕上将真实渲染铁丝剧烈燃烧、充满棕褐色烟的现象。

实验即时拓展探究：

在化学虚拟仿真实验室的探究平台中，自由选择试剂，学生可模拟向瓶中加水振荡，观察溶液变为黄色的过程。通过与前述酸反应生成的浅绿色溶液进行直观对比，在沉浸式的实验探究与观察中，学生能直观的看清每个反应现象与变化，牢固掌握铁的变价规律。

▲氯化铁溶解

虚拟仿真：零风险的深度探究

虚拟实验室正以前所未有的方式重塑中学化学实验教学的边界。正如铝热反应这类高温、高危实验通过虚拟仿真得以安全、直观地呈现，铁与酸的置换反应、铁在氯气中燃烧等涉及易燃、有毒或强腐蚀性物质的经典实验，也借助这一技术实现了“现象极致清晰、过程绝对安全”的理想教学效果。

学生不仅能够近距离观察到金属剧烈反应的火花四溅、棕褐色烟雾的生成细节，还能在零风险环境中反复操作、自主探究，真正实现“做中学、错中学、悟中学”。未来，随着虚拟仿真技术与课程标准的深度融合，更多曾经受限于安全、成本或条件的实验将焕发新生，为科学教育注入更安全、更高效、更具想象力的可能。