高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)匯編

1、fe(oh)2的制取由于fe（oh）2極易被氧化，實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿溶液反應(yīng)制得純凈的白色fe（oh）2沉淀。為制得純凈的fe（oh）2沉淀，可采用電解實(shí)驗(yàn)。 1電極材料：石墨碳棒和鐵片，（注：鐵片表面氧化膜要去掉）將鐵片與直流電源的正極連接，石墨棒與直流電源的負(fù)極連接。 2電解液：可選擇na2so4溶液或naoh溶液。 3方法：在進(jìn)行電解前反應(yīng)對(duì)電解液進(jìn)行簡(jiǎn)單處理：加熱一段時(shí)間驅(qū)趕溶液中氧氣。然后再向電解液中加入苯，隔絕空氣，防止fe（oh）2被氧化。 進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電解一段時(shí)間可看到有白色fe（oh）2沉淀產(chǎn)生。 裝置如附圖所示。 如果要進(jìn)一步觀察，可反接電源電解，除了電極上看

2、到氣泡外，混合物中另一明顯現(xiàn)象就是白色沉淀轉(zhuǎn)化為灰綠色沉淀，最終轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀。電解法制氫氧化亞鐵按照現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)教材必修本第二冊(cè)，實(shí)驗(yàn)3-1制備fe(oh)2，往往得不到理想的白色絮狀沉淀，對(duì)此實(shí)驗(yàn)曾有很多改進(jìn)措施，但其操作方法繁瑣或者實(shí)驗(yàn)條件過(guò)于苛刻而難以推廣。在教學(xué)中，我們通過(guò)多次探索，采用電解法制備fe(oh)2，方法簡(jiǎn)便，現(xiàn)象明顯。一、實(shí)驗(yàn)用品：na2so4溶液、稀鹽酸、蒸餾水、鐵電極（兩支）導(dǎo)線、低壓電源、試管（25mm100mm）、鐵架臺(tái)、三孔橡皮塞。二、實(shí)驗(yàn)裝置（如圖）三、實(shí)驗(yàn)原理：用鐵作電極，na2so4溶液作電解液，電極反應(yīng)式為：陰極：2h2o + 2e = h2 + 2

3、oh陽(yáng)極：fe 2e = fe2+陰極附近產(chǎn)生的oh-與陽(yáng)極溶解產(chǎn)生的fe2+結(jié)合生成fe(oh)2。fe2+ + 2oh = fe(oh)2由于陰極產(chǎn)生的h2是還原性氣體并且阻止了空氣中的氧氣進(jìn)入溶液，所以，可以較長(zhǎng)時(shí)間地保留fe(oh)2白色絮狀沉淀。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1取na2so4溶液30ml，加熱煮沸去除溶液中的溶解氧。2將兩鐵電極浸入稀鹽酸中，除去電極表面的氧化層，然后用蒸餾水沖洗干凈。3按如圖所示裝置接通直流電源，將電壓調(diào)至46v。五、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通電后即看到陰極有大量氣體產(chǎn)生，同時(shí)溶液中出現(xiàn)大量絮狀白色沉淀。nahco3和na2co3熱穩(wěn)定性對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)nahco3和n

4、a2co3熱穩(wěn)定性的深刻理解，我們對(duì)課本中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，如下圖： 一、說(shuō)明：1、具支試管內(nèi)裝na2co3，具支試管的小試管內(nèi)裝nahco3。2、a、b兩支試管內(nèi)裝有澄清石灰水。3、加熱后很快看見(jiàn)a試管內(nèi)的澄清石灰水變渾濁，而b試管內(nèi)的澄清石灰水則無(wú)變化。二、優(yōu)點(diǎn)：1、nahco3和na2co3所處的外部條件基本相同，受熱時(shí)間相同。2、對(duì)比性強(qiáng)，學(xué)生印象深刻。3、該實(shí)驗(yàn)所用的教學(xué)時(shí)間少，克服了課本中分兩次操作所造成的教學(xué)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。u形管中滲析的兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)一、淀粉膠體往u形管中注入淀粉膠體50ml和食鹽溶液50ml的混和液體，在兩個(gè)管口分別包上腸衣，用膠圈扎緊，接著把u形管口朝下，

5、一管插入裝有硝酸銀溶液的小燒杯，一管插入裝有碘水的小燒杯。裝置如圖。五分鐘后，見(jiàn)到裝有硝酸銀溶液的小燒杯出現(xiàn)白色溶液，裝著碘水的小燒杯，不發(fā)生變化。整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、省時(shí)，易觀察，有很強(qiáng)的對(duì)比性。證明了氯離子、鈉離子能透過(guò)半透膜，而膠體微粒不能透過(guò)半透膜的微孔。二、fe（oh）3膠體在燒杯里放入100ml水，加熱使之沸騰，然后注入約3ml30%fecl3溶液，即生成紅褐色液體。冷卻后注入u形管中,兩管口分別包上腸衣和濾紙,用膠圈扎緊,接著把u形管口朝下倒插在兩個(gè)裝有蒸餾水的燒杯，裝置略。五分鐘后，可在燒杯里發(fā)現(xiàn)飽裝著濾紙的管口周圍逐漸出現(xiàn)紅色，而另一個(gè)燒杯中的水卻保持無(wú)色不變。由此可知，膠體微

6、?？赏ㄟ^(guò)濾紙的小細(xì)孔，但不能通過(guò)半透膜。此現(xiàn)象非常直觀，可說(shuō)明膠體微粒直徑大小在109107米之間，它大于溶液里溶質(zhì)的分子或離子。半透膜中非常小的細(xì)孔，只能使離子或分子透過(guò)，而不能使膠體微粒透過(guò)。整個(gè)裝置簡(jiǎn)潔明快，顯效，能喚起直覺(jué)的興趣白磷在水下安全燃燒演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)在高中或大學(xué)的化學(xué)課程中，白磷在水下燃燒實(shí)驗(yàn)的演示方法普遍不能令人滿意，現(xiàn)介紹一改進(jìn)了的實(shí)驗(yàn)方法，產(chǎn)生氧氣用很安全的3%的過(guò)氧化氫溶液，氧氣緩緩地從過(guò)氧化氫溶液釋放出來(lái)（用二氧化錳作催化劑），而且氧氣的量能通過(guò)分液漏斗的活塞用手加發(fā)控制。盛有白磷和水的試管（置于水浴中加熱）用雙孔膠塞封閉，以免其中的物質(zhì)受沖擊時(shí)而濺出。因而實(shí)驗(yàn)時(shí)教

7、室外內(nèi)幾乎沒(méi)有異常氣味，空氣中磷含量保持最低值。此方法不僅能得到較為壯觀的實(shí)驗(yàn)景象，而且如果需要的話，實(shí)驗(yàn)可持續(xù)一個(gè)小時(shí)或更多的時(shí)間，而其他方法只能延續(xù)幾分鐘。上圖是該改進(jìn)了的實(shí)驗(yàn)的演示裝置。每個(gè)燒瓶都必須用鐵架臺(tái)和鐵環(huán)夾夾緊固定。按圖說(shuō)明如下：a：3%的過(guò)氧化氫溶液。b：氧氣被直接通入試管底部與熔化的白磷接觸。c：二氧化錳d：錐形燒瓶里的水被加熱并維持沸騰。e：試管必須松松地嵌進(jìn)錐形瓶口，以防蒸氣壓力將其沖出。f：水。g：防止倒吸。在演示快要結(jié)束時(shí)，當(dāng)所有的磷或絕大部分磷反應(yīng)后，用石蕊試紙檢驗(yàn)吸濾瓶里的水可發(fā)現(xiàn)呈酸性反應(yīng)。這是由于五氧化二磷在水中溶解形成了磷酸。苯酚顯弱酸性的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)現(xiàn)行人教

8、版高二化學(xué)（必修加選修）教材中，證明苯酚顯弱酸性的演示實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)中存在以下兩個(gè)問(wèn)題：一是當(dāng)向苯酚鈉溶液中通入二氧化碳時(shí)，往往難于出現(xiàn)變渾濁的現(xiàn)象；二是學(xué)生不明白為什么向苯酚鈉溶液中通入二氧化碳生成的是碳酸氫鈉而不是碳酸鈉。為了解決上述問(wèn)題，筆者將該實(shí)驗(yàn)作了如下改進(jìn)。一、改進(jìn)方法向盛有少量苯酚晶體（約0.5g）的試管中加入1ml蒸餾水，振蕩，溶液變渾濁，然后滴加0.1mol/l的碳酸鈉溶液，至渾濁溶液恰好變?yōu)槌吻?，此過(guò)程無(wú)氣體產(chǎn)生。在圖1所示的具支試管中加入3mol/l醋酸溶液6ml，在氣球中裝入4g碳酸氫鈉固體，將導(dǎo)管放入上述澄清溶液中，再將氣球中的少量碳酸氫鈉固體加入到具支試管中，二氧化

9、碳隨即產(chǎn)生，約1分鐘左右試管中就出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)1二氧化碳的發(fā)生裝置簡(jiǎn)便易行，而且利用乙酸制取二氧化碳反應(yīng)速率容易控制。2利用碳酸鈉溶解苯酚，通入二氧化碳容易出現(xiàn)變渾濁現(xiàn)象，而且為二氧化碳與苯酚鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉做好鋪墊。3利用強(qiáng)酸制弱酸原理學(xué)生容易分析出酸性的強(qiáng)弱。對(duì)銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的一點(diǎn)改進(jìn)銀鏡反應(yīng)是含醛基類物質(zhì)的一個(gè)重要反應(yīng)，常用于檢驗(yàn)醛基的存在，該實(shí)驗(yàn)因現(xiàn)象明顯而深受學(xué)生喜愛(ài)。銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是銀氨溶液的配制，而按照現(xiàn)行教材中的做法：“在潔凈的試管里加入1ml2%的agno3溶液，然后一邊搖動(dòng)試管，一邊逐滴滴入2%的稀氨水，至最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解?！背３ｋy以控制，實(shí)驗(yàn)

10、很容易失敗。筆者經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)比較，發(fā)現(xiàn)：將氨水逐滴滴入到agno3溶液中，當(dāng)試管中仍存在少許渾濁時(shí)，就進(jìn)行銀鏡反應(yīng)，極易成功，很少失敗，并且這也容易操作。改進(jìn)后的操作容易控制，不論是老師演示還是學(xué)生演示都容易成功，提高了課堂教學(xué)效果，讀者可自行試之。二氧化硫性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)一、實(shí)驗(yàn)裝置 二、實(shí)驗(yàn)步驟1取一支三頸燒瓶，向燒瓶中加入1.5g左右的na2so3晶體。2取一根帶單孔橡皮塞的玻璃棒，從上到下依次用通明膠帶粘牢濕潤(rùn)的紫色石蕊試紙、濕潤(rùn)的品紅試紙。然后插入燒瓶中間管口。3取兩支帶單孔塞的注射器，分別吸入2ml左右的氫氧化鈉溶液和濃硫酸（70%），然后分別插入燒瓶左右兩個(gè)管口。4推動(dòng)注射器加入

11、濃硫酸，觀察試紙顏色變化。觀察完畢，加入氫氧化鈉溶液，吸收未反應(yīng)的so2氣體。三、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明1氫氧化鈉溶液濃度宜大些。2為加快氣體產(chǎn)生速度，可在燒瓶底部稍微加熱。3為證明so2的還原性，也可以在玻璃棒上粘貼kmno4溶液或溴水潤(rùn)濕的濾紙環(huán)。四、實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行，而且用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣吸收，可防止有毒的二氧化硫氣體的逸出。另外實(shí)驗(yàn)藥品消耗少，有利于節(jié)約。硅酸膠體制取實(shí)驗(yàn)改進(jìn)原理：向飽和na2sio3溶液中逐漸滴加較濃鹽酸，邊滴邊振蕩，當(dāng)溶液p 值在7或8時(shí)，靜置2-3分鐘,有白色膠狀沉淀硅酸生成，方程式可以簡(jiǎn)寫(xiě)為： na2sio3 + 2hcl = h2sio3 + 2nacl

12、但在實(shí)際操作中，因嫌測(cè)量溶液的p值比較麻煩，所以老師們常常省掉這一步 ，使得鹽酸過(guò)量或不足。而鹽酸過(guò)量或不足，沉淀都不能生成。因此實(shí)驗(yàn)常常失敗。經(jīng)過(guò)探索，我發(fā)現(xiàn)了一種較為巧妙的方法，化解了這一麻煩。它就是酚酞試液。具體操作如下：在小試管中取適量的飽和溶液，滴一滴酚酞試液，呈紅色。再逐漸滴入較濃鹽酸，同時(shí)振蕩，當(dāng)觀察到紅色剛好退去時(shí)，停止加鹽酸。此時(shí)溶液已呈酸性。要得到沉淀后還須返加一滴naoh溶液，使溶液微紅。此時(shí)溶液p值在-之間。靜置2-3分鐘，便可得到美麗的硅酸膠體。因?yàn)榇朔椒ú僮骱?jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，所以我們把它進(jìn)一步改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。成功率為100%。提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和課堂教學(xué)效率。鐵與水

13、蒸氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新改進(jìn)通過(guò)藥品替換反應(yīng)裝置和驗(yàn)證裝置的簡(jiǎn)化，使實(shí)驗(yàn)操作方便安全，省時(shí)且能保證實(shí)驗(yàn)成功。關(guān) 鍵 詞:鐵硫酸銅晶體裝置 人教版 現(xiàn)行人教版高中化學(xué)第二冊(cè)的“鐵與水蒸氣反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)裝置如下：(化學(xué)反應(yīng)原理是：3fe+4h2o = fe3o4+4h2)，由于裝置復(fù)雜、用時(shí)較長(zhǎng)，成功率低，據(jù)筆者了解不少同行干脆不做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。因此該實(shí)驗(yàn)有幾處值得改進(jìn):一是燒開(kāi)圓底燒瓶中的水和點(diǎn)燃噴燈都費(fèi)時(shí)，并且用酒精噴燈加熱很容易使玻璃管變形，即使用硬質(zhì)石英管，玻璃管的軟化、變形，甚至破裂的情況很難避免；二是盛裝鐵粉的硬質(zhì)玻璃管易炸裂,因?yàn)橛操|(zhì)玻璃管無(wú)論平放還是以任何角度安置,從圓底燒瓶中蒸發(fā)上來(lái)的水蒸氣因反

14、應(yīng)不完而凝結(jié)成水,總要經(jīng)過(guò)硬質(zhì)玻璃管的受熱處,從而導(dǎo)致硬質(zhì)玻璃管炸裂；三是干燥管在這里名不符實(shí)，無(wú)論用哪種干燥劑所填裝的干燥管，只能除去少量水蒸氣在本實(shí)驗(yàn)條件下，如此大量的水蒸氣，無(wú)論用哪種干燥劑都起不到預(yù)想的干燥效果；四是集氣試管中有無(wú)h2，有多少h2更是心中無(wú)數(shù)，課堂演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)完全沒(méi)有絕對(duì)成功的把握。為了不損害儀器而操作又方便,同時(shí)反應(yīng)又快, 現(xiàn)象又十分明顯，筆者設(shè)計(jì)了如圖1的簡(jiǎn)易裝置,效果十分好。 圖1 實(shí)驗(yàn)（如圖1）：用一長(zhǎng)具支試管代替長(zhǎng)硬質(zhì)玻璃管，用酒精燈代替噴燈，用五水合硫酸銅晶體代替水,用橡膠管把支口和短導(dǎo)管相連并把導(dǎo)管口侵入小燒杯的水中,然后將右邊導(dǎo)管口侵入培養(yǎng)皿中的洗滌劑中

15、.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先調(diào)整好試管的高度并連接好裝置檢查氣密性，然后向試管中加入兩鑰匙五水合硫酸銅晶體置于試管底部，再加入一鑰匙還原性鐵粉于試管中部，塞緊橡皮塞，將導(dǎo)管口侵入培養(yǎng)皿中的洗滌劑中。先點(diǎn)燃鐵粉處的酒精燈預(yù)熱后對(duì)準(zhǔn)鐵粉處加熱，然后點(diǎn)燃五水合硫酸銅晶體處的酒精燈進(jìn)行加熱，當(dāng)右邊洗滌劑中有大量氣泡產(chǎn)生時(shí)用燃著的木條點(diǎn)燃，可以觀察到有氣體劇烈燃燒產(chǎn)生長(zhǎng)長(zhǎng)的火焰并伴有爆鳴聲，現(xiàn)象十分明顯。 改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)：克服了玻璃管易被燒壞的缺點(diǎn)，同時(shí)大大地簡(jiǎn)化了裝置，省去了制取水蒸汽的燒瓶。加熱硫酸銅晶體能在較低溫度下釋放出水蒸汽，反應(yīng)迅速，產(chǎn)生量大，節(jié)省了大量的實(shí)驗(yàn)時(shí)間。洗滌劑中可觀察到氣泡連珠似的產(chǎn)生，現(xiàn)象明顯。

16、氫氣易點(diǎn)燃，還能多次重復(fù)點(diǎn)燃，實(shí)驗(yàn)效果更好。且能直接觀察鐵粉由反應(yīng)前的灰色變?yōu)榉磻?yīng)后的黑色五水合硫酸銅晶體、具支試管都很易找到，而且試管還可以反復(fù)使用，不會(huì)損壞。操作簡(jiǎn)單，試劑用量較小，節(jié)約藥品。后記：教材中涉及的實(shí)驗(yàn)這個(gè)算是比較難做的一個(gè)，而實(shí)驗(yàn)論文中提供的實(shí)驗(yàn)裝置很簡(jiǎn)單，但本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵和重點(diǎn)應(yīng)該是在氫氣的檢驗(yàn)上。通過(guò)改進(jìn)反應(yīng)效果非常不錯(cuò)，成功率很高, 基本上是次次成功。參考文獻(xiàn)：1、 人教版高中化學(xué)第二冊(cè) 2006.4 882、 劉懷樂(lè)鐵與水蒸氣反應(yīng)裝置的改進(jìn)net 2007-10-31 3、李鵬李廣實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)化學(xué)教學(xué)2007.7簡(jiǎn)單高效的木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)

17、目的 為解決木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)尚存在的問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)成功率不高、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯、裝置復(fù)雜等，在總結(jié)文獻(xiàn)資料諸相關(guān)方法的基礎(chǔ)上，探究木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的最佳反應(yīng)條件。使用自制的高活性木炭粉及粉狀氧化銅，以酒精燈為熱源，在18150 mm試管中，采用試管口朝上的方式進(jìn)行加熱，操作簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，成功率高。二、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑 藥品：木炭（市售，塊狀），粉狀氧化銅（分析純），澄清石灰水儀器：攪拌機(jī)（美國(guó)waring公司，型號(hào)hgb2wts3，功率400 w）、試管（18150 mm）、酒精燈、導(dǎo)管、止水夾、單孔橡皮塞、燒杯（250 ml）、研缽、臺(tái)秤、鐵架臺(tái)、鐵夾。三、實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖及儀器的組裝說(shuō)明

18、止水夾反應(yīng)物澄清石灰水在試管中裝好物料，打開(kāi)止水夾，按上圖連接好實(shí)驗(yàn)裝置。四、實(shí)驗(yàn)操作1. 實(shí)驗(yàn)藥品準(zhǔn)備自制木炭粉：將塊狀木炭（約25 g）直接放入攪拌機(jī)中，在高轉(zhuǎn)速模式下進(jìn)行粉碎，直至木炭粉用肉眼觀察已無(wú)小炭粒反光。攪拌時(shí)間3 min左右，一次可制得約24 g的木炭粉，產(chǎn)率可高達(dá)96%。藥品干燥：分別取研磨好的木炭粉及市售的氧化銅粉末置于兩培養(yǎng)皿中，放入烘箱中于120 干燥2 h，烘干后分別裝入試劑瓶并放在干燥器中待用。2. 實(shí)驗(yàn)操作稱取0.3 g干燥的木炭粉，3.0 g左右的氧化銅粉末，放入一干凈的研缽中，用力研磨23 min使反應(yīng)物充分混勻。將研磨后的物料大部分裝入18150 mm的試管

19、中，豎直試管于石棉網(wǎng)上輕敲幾下使其夯實(shí)。按裝置圖將實(shí)驗(yàn)裝置組裝好。用普通酒精燈預(yù)熱后，集中火力在物料下加熱。加熱到3 min左右可發(fā)現(xiàn)物料劇烈反應(yīng)，出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象，同時(shí)導(dǎo)管口冒出大量氣體，伴有白煙，澄清石灰水變渾濁。用止水夾夾緊導(dǎo)氣管上的橡皮管，熄滅酒精燈。待冷卻后倒出物料，可以發(fā)現(xiàn)物料變成磚紅色且有金屬光澤的銅粒生成。 五、創(chuàng)新（改進(jìn)）的意義 樣品制備方法簡(jiǎn)單高效：利用攪拌機(jī)對(duì)木炭塊進(jìn)行處理，該方法操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、高效，制備過(guò)程時(shí)間短，產(chǎn)率可高達(dá)96%，制得的木炭粉粒度小、活性高。反應(yīng)現(xiàn)象明顯，成功率高：自制木炭粉與市售氧化銅的質(zhì)量比約為1:10，反應(yīng)物于研缽中充分研磨以提高固體間的接觸面積

20、。利用普通酒精燈為熱源催化該反應(yīng)，最終反應(yīng)現(xiàn)象明顯（出現(xiàn)紅熱），反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)產(chǎn)物有大顆紅色的銅粒出現(xiàn)。該實(shí)驗(yàn)采用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，在傳統(tǒng)固固加熱的反應(yīng)裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，采用試管口朝上的方式，避免產(chǎn)生沖料現(xiàn)象，不拘泥于常規(guī)，打破僵化思想，拓展學(xué)生的視野。實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便、易行，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，成功率極高，安全性好，既適合作為演示實(shí)驗(yàn)，也可以用來(lái)開(kāi)展學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。鋁與蒸餾水直接反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康匿X是一種生活中常見(jiàn)的金屬，由于其表面致密氧化物保護(hù)膜的存在，鋁制炊具可用于燒開(kāi)水、做飯等，中學(xué)演示鋁與水反應(yīng)通常在堿性條件下才能進(jìn)行。以上信息容易導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為鋁無(wú)法直接與水反應(yīng)，從而認(rèn)為鋁不是活

21、潑金屬。為了展示鋁作為活潑金屬的真實(shí)面目，特設(shè)計(jì)其與蒸餾水直接反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)絮狀氫氧化鋁沉淀的生成和難溶性、可燃性的氫氣的檢驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生觀察鋁與水反應(yīng)的本質(zhì)，通過(guò)儀器的改裝、使用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，通過(guò)有毒物質(zhì)的無(wú)害化處理培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑改裝后的恒壓漏斗一個(gè),三角漏斗一個(gè),500 ml、1000 ml燒杯各一個(gè)，鋁箔（3 cm0.5 cm）10片，氯化汞0.3 g，硫化鈉，硫粉，泡泡水1瓶，火柴，木條。三、實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖及儀器的組裝說(shuō)明裝置圖實(shí)物圖大燒杯中加入溶有泡泡水的硫化鈉溶液，在改裝后恒壓漏斗中加入鋁箔，往三角漏斗中加入液體反應(yīng)物，通過(guò)控制玻璃活塞1實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁箔的表面

22、處理、洗滌氯化汞及無(wú)害化處理，通過(guò)控制玻璃活塞2實(shí)現(xiàn)氫氣的收集和排出，通過(guò)點(diǎn)燃泡泡水產(chǎn)生的氫氣氣泡檢驗(yàn)氫氣的生成。四、實(shí)驗(yàn)操作1. 檢驗(yàn)氣密性：按裝置圖將儀器安裝好后，關(guān)閉玻璃活塞1、2，往三角漏斗中加一定量水，若三角漏斗內(nèi)外存在液面高度差且不變，說(shuō)明氣密性良好。2. 鋁箔的處理：往燒杯中加入溶有洗滌劑的飽和硫化鈉溶液（因部分氧化為單質(zhì)硫呈黃色）至沒(méi)過(guò)外玻璃管下管口，關(guān)閉玻璃活塞1，打開(kāi)玻璃活塞2，往改裝后的恒壓漏斗中加入鋁箔，裝上三角漏斗，往三角漏斗中加入熱的5%氯化汞溶液浸沒(méi)鋁箔，關(guān)閉玻璃活塞2。3. 氯化汞溶液的處理：當(dāng)觀察到鋁箔與氯化汞溶液劇烈反應(yīng)時(shí)，立即打開(kāi)玻璃活塞1，使溶液全部流入

23、硫化鈉溶液中形成硫化汞沉淀。由于飽和硫化鈉中有單質(zhì)硫存在，可能流出的單質(zhì)汞與硫反應(yīng)生成硫化汞。4. 鋁箔的洗滌：待漏斗中溶液全部流出后，往漏斗中加蒸餾水洗滌鋁箔，反復(fù)多次。5. 鋁與水反應(yīng)及氫氣的收集：鋁箔洗滌后，關(guān)閉玻璃活塞1，往三角漏斗中加入蒸餾水至充滿瓶體，關(guān)閉玻璃活塞2。鋁與蒸餾水反應(yīng)，表面有氣泡冒出，溶液變白色渾濁，產(chǎn)生的無(wú)色氣體將溶液壓入三角漏斗中。6. 檢驗(yàn)氫氣：打開(kāi)玻璃活塞2，三角漏斗中液面下降，將氫氣壓出，并在燒杯液面上形成氣泡。用燃燒著木條火焰靠近氣泡，氣泡燃燒起來(lái)并伴有清脆爆鳴聲。再次關(guān)閉玻璃活塞2，待三角漏斗中液面上升到一定高度后，重復(fù)以上操作，由于所得氫氣較為純凈，爆

24、鳴聲顯得沉悶。7. 鋁汞齊的處理：實(shí)驗(yàn)完成后，取出鋁箔放在小燒杯中，撒上適量硫粉，攪拌，使鋁箔上的汞單質(zhì)與硫粉充分接觸，防止汞單質(zhì)污染環(huán)境及對(duì)人體造成傷害。五、創(chuàng)新的意義1. 改變觀點(diǎn)、展示本質(zhì)：鋁與水反應(yīng)的改進(jìn)大多用酸或堿先進(jìn)行鋁的表面處理，再使用飽和食鹽水與鋁反應(yīng)，未見(jiàn)可以實(shí)現(xiàn)鋁與蒸餾水直接反應(yīng)的改進(jìn)。本實(shí)驗(yàn)使用氯化汞處理鋁箔，利用鋁汞齊的生成破壞鋁表面致密的氧化物保護(hù)膜且防止其重新生成，并通過(guò)鋁汞原電池的形成加快鋁與水的反應(yīng)速率，最終實(shí)現(xiàn)了鋁與蒸餾水直接反應(yīng)，且可以明顯觀察到氫氧化鋁和氫氣。改變了人們認(rèn)為鋁不能直接與蒸餾水反應(yīng)的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)鋁作為活潑金屬的真實(shí)面目。本實(shí)驗(yàn)方案

25、已獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局實(shí)用新型專利證書(shū)。2. 創(chuàng)新儀器、填補(bǔ)空白：本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性地使用改裝后的恒壓漏斗作為反應(yīng)容器，解決了啟普發(fā)生器類裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)一種固體與多種液體連續(xù)反應(yīng)或?qū)腆w進(jìn)行洗滌的不足，同時(shí)解決了使用橡皮導(dǎo)管容易粘結(jié)導(dǎo)致導(dǎo)氣困難等問(wèn)題。其中n型彎管部分可以確保液體充滿瓶體，下方大容積外管排出氣體有利于確保有害氣體充分吸收，內(nèi)管長(zhǎng)于外管可以防止因沉淀的生成堵塞外管。本儀器的設(shè)計(jì)專利正在申請(qǐng)中。3. 簡(jiǎn)單可行、效果明顯：本實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單可行，便于推廣使用。反應(yīng)時(shí)間5 min左右，適合課堂上演示。絮狀沉淀的生成直觀清晰，氣體檢驗(yàn)產(chǎn)生的爆炸現(xiàn)象從視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上刺激學(xué)生的感官，現(xiàn)象明顯。 4. 安全環(huán)保、

26、培養(yǎng)意識(shí)：本實(shí)驗(yàn)使用泡泡水形成氫氣泡沫進(jìn)行點(diǎn)燃，可以防止因氫氣不純直接燃燒導(dǎo)致整個(gè)裝置的爆炸。對(duì)于有毒的氯化汞僅取用0.3 g，且使用硫粉、硫化鈉溶液，對(duì)汞及氯化汞進(jìn)行無(wú)害化處理，在確保實(shí)驗(yàn)安全的同時(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生綠色環(huán)保的意識(shí)。再探二價(jià)鐵（離子）性質(zhì)實(shí)驗(yàn)原理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩r(jià)鐵(離子)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)之一，在中學(xué)課堂教學(xué)中,許多教師均存在認(rèn)識(shí)及觀念上的誤區(qū)。從理論上認(rèn)為酸化的硝酸根離子溶液中存在稀硝酸，稀硝酸具有強(qiáng)氧化性而氧化fe2。氫氧化亞鐵制備時(shí)，傳統(tǒng)制法是將氫氧化鈉注入feso4 溶液中，結(jié)果很難觀察到白色沉淀，而是看到灰綠色沉淀，當(dāng)前普遍觀認(rèn)為其原因即生成的fe(o

27、h)2 迅速被氧化成fe(oh)3 所致。經(jīng)過(guò)多次深入探索，發(fā)現(xiàn)以上兩觀點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)事實(shí)有較大的出入。事實(shí)上，常溫下，較稀的硝酸（2 .0 mol l1 以下，無(wú)法氧化fe2 的（包括i 、so2 也無(wú)法氧化）；而制取氫氧化亞鐵不出現(xiàn)白色沉淀，而出現(xiàn)灰綠色的原因是由于氫氧化亞鐵屬金屬氫氧化物膠體，易吸附陽(yáng)離子（fe2 ）所致。本實(shí)驗(yàn)是觀念上的創(chuàng)新。二、實(shí)驗(yàn)原理探究（一）再探亞鐵離子與硝酸根離子酸性條件下的共存問(wèn)題中學(xué)教學(xué)中通常認(rèn)為（特別是試題中更為常見(jiàn)）：若酸性溶液中no3 與fe2均會(huì)反應(yīng)，產(chǎn)生黃色溶液（fe2 被氧化成fe3）。但是事實(shí)：通常條件下，酸化的硝酸根離子無(wú)法氧化fe2(而no2酸

28、性條件下氧化性比no3強(qiáng)，可氧化fe2)1實(shí)驗(yàn)藥品及用品1 mol l1硫酸亞鐵溶液（酸化）、1 mol l1 硝酸溶液、0.1 mol l1 kscn 溶液。2實(shí)驗(yàn)操作在酸化的硫酸亞鐵溶液中，加入等體積等濃度（1 mol l1）硝酸溶液，再加入23滴0.1 mol l1 kscn 溶液3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 1 mol l1硝酸溶液沒(méi)明顯變化4結(jié)論及討論：結(jié)論：常溫下極稀的硝酸（ 2 mol l1）硝酸溶液無(wú)法氧化fe2 討論：從熱力學(xué)的角度上分析：3fe2 no3 4h 3fe3 no 2h2o no3(aq) 3e 4h(aq) no(g) 2h2o(l) ， e 0.957 vfe3+(aq) e

29、 fe2+(aq) ，e 0.769 vemf e（） e（）0.957 v 0.769v 0.188 v 0但需注意這只是方向上的判斷，氯氣與鐵的氧化還原反應(yīng)肯定是自發(fā)的，但純凈的液氯常溫下保存在鐵罐中；氫氣與氧氣若不點(diǎn)燃或加熱，它們可在通常條件下永遠(yuǎn)共存。從動(dòng)力學(xué)的角度去分析：即研究反應(yīng)速率的快慢。硝酸的氧化性是確實(shí)很強(qiáng)，但極稀的硝酸（濃硝酸：1415 moll1，稀硝酸：68 moll1，極稀硝酸：2 moll1 ）與強(qiáng)還原性物質(zhì)（如fe2 、i 、so2 等）在通常條件下混合，反應(yīng)速率極慢，猶如n2 與h2 混合，它們反應(yīng)的平衡常數(shù)相當(dāng)大，但沒(méi)有高溫、高壓、催化劑等條件，反應(yīng)時(shí)間再長(zhǎng)的

30、也無(wú)法達(dá)到平衡。稀硝酸的氧化作用是相當(dāng)復(fù)雜的，查閱資料3，從反應(yīng)機(jī)理上看，硝酸的氧化作用可以認(rèn)為首先被還原成no2 ，但是因?yàn)閚o2 的產(chǎn)量不多，它來(lái)不及逸出反應(yīng)體系又被水反應(yīng)或被進(jìn)一步還原成no或n2、nh4 等。硝酸的氧化性與硝酸光化分解而來(lái)的no2 催化作用有關(guān)，no2 起著傳遞電子的作用。no2 e no2 no2 h hno2 hno3 hno2 h2o no2 硝酸通過(guò)no2 獲得還原劑的電子，反應(yīng)便被加速。硝酸越濃，酸中溶有的no2 越多，反應(yīng)速度就越快。而在極稀的硝酸中，no2 的量趨于零，所以反應(yīng)速率極慢，也就檢驗(yàn)不出有fe3。而發(fā)煙硝酸有很強(qiáng)的氧化性，就是因?yàn)樵谒嶂腥芙庥泻?/p>

31、多的no2 的緣故。為驗(yàn)證這解釋，再設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)（時(shí)間原因這里不演示只講結(jié)論）：將前面所得溶液分裝兩支試管，一支放入放入8090 的水浴中加熱10分鐘，另一支對(duì)照，會(huì)發(fā)現(xiàn)，被加熱的試管會(huì)變淡紅色。說(shuō)明的確是由于反應(yīng)速率的原因。（二）氫氧化亞鐵制備實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新新制備氫氧化亞鐵沉淀類似al(oh)3 凝膠，具有膠體的特性，膠粒易吸附陽(yáng)離子，當(dāng)氫氧化鈉溶液注入feso4 溶液后，產(chǎn)生的氫氧化亞鐵吸附了大量的fe2 而顯淺綠色，而不是因?yàn)楸谎趸@淺綠色的。此推理若正確，則加熱淺綠色沉淀會(huì)變白（降低膠體的吸附性），冷卻重新變灰綠，或反過(guò)來(lái)操作，將少量feso4 溶液注入濃的氫氧化鈉溶液中，由于無(wú)過(guò)多的fe

32、2 被fe(oh)2 膠體吸附，就會(huì)較持久地觀察到白色沉淀。1. 實(shí)驗(yàn)藥品及用品1 mol l1 酸化的硫酸亞鐵溶液、6 mol l1 氫氧化鈉溶液、試管若干支、滴管若干支、酒精燈2. 實(shí)驗(yàn)操作 加熱前 加熱后 剛加入feso4 溶液 放置3分鐘后 1小時(shí)后 三、創(chuàng)新的意義（1）大家均認(rèn)為任何的稀硝酸均能氧化fe2的認(rèn)識(shí)存在誤區(qū)，如：2010江蘇卷常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是aph1 的溶液中w w w k s 5 u . c o m：fe2、no3、so42、na （）2011江蘇卷常溫下，下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是a1.0 moll1的kno3溶液：h、f

33、e2、cl、so42 （）實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明，這些離子組在通常條件下是可以共存的?；瘜W(xué)試題或練習(xí)題命制應(yīng)回避。（2）fe(oh)2 制備最突出的創(chuàng)新點(diǎn)是所提出的新制fe(oh)2沉淀屬膠體，依膠體的性質(zhì)推導(dǎo)其呈灰綠色是因其是膠體吸附fe2 的假設(shè)是正確的。因此只要反其道而行之，改變（將少量naoh 溶液擠入過(guò)量feso4 溶液中的）傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)操作方法，而把少量feso4 溶液擠入過(guò)量的煮沸過(guò)的naoh 溶液中，即實(shí)驗(yàn)過(guò)程中feso4溶液少量，naoh溶液過(guò)量讓產(chǎn)生的fe(oh)2 凝膠吸咐不著fe2離子，便可輕而易舉地得到白色fe(oh)2 沉淀。從而解決了困擾了多年難以制備白色fe(oh)2 的難

34、題。自制電解飽和食鹽水及產(chǎn)物性質(zhì)檢驗(yàn)創(chuàng)新裝置一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康穆葰獾墓I(yè)生產(chǎn)原理電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)對(duì)引導(dǎo)學(xué)生探究工業(yè)上制取氯氣的原理有著重要作用。又能從工業(yè)制備入手，引入氯氣性質(zhì)的學(xué)習(xí)，通過(guò)所學(xué)知識(shí)去解決生活、生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用、學(xué)而可用、學(xué)而能用的魅力。課本中電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)在u型管中進(jìn)行，兩極均有少量氣泡冒出，但要收集一試管的h2，耗時(shí)較長(zhǎng)（至少要5min）與課本闡述2 min不符。氯氣性質(zhì)檢驗(yàn)現(xiàn)象不直觀且尾氣沒(méi)有處理，不密閉，有刺激性氣味的氯氣逸出，使人惡心、嘔吐、胸口疼痛，不符合綠色環(huán)保的新理念，師生均無(wú)法自主探究實(shí)驗(yàn)。其原因主要有：兩極之間離

35、子遷移距離過(guò)長(zhǎng)，同時(shí)用鐵棒作電極，表面積太小，造成整個(gè)電路的電阻較大，使陰、陽(yáng)兩極產(chǎn)生的氣泡較少，很難收集到足夠量的氫氣和氯氣。二、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑學(xué)生電源、電解實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新裝置、氯氣性質(zhì)檢驗(yàn)創(chuàng)新裝置、燒杯、鑷子、火柴；飽和食鹽水、酚酞試液、藍(lán)色石蕊試液、品紅溶液、kbr溶液、feso4 和kscn混合溶液、淀粉ki溶液、naoh 溶液、濾紙條。三、實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖及儀器的組裝說(shuō)明（一）實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新裝置示意圖、實(shí)物圖（二）儀器的制作、組裝說(shuō)明（1）制作材料及工具原電池演示器、丁達(dá)爾現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)器中帶塞有機(jī)試管、有機(jī)玻璃、注射器、輸液器、玻璃管、乳膠管、導(dǎo)線、銅電極、石墨電極、止水夾、強(qiáng)力膠、玻璃膠、砂紙、電烙

36、鐵、切割刀。（2）電解實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新裝置制作取一原電池演示器8 cm5 cm7 cm ，在隔板底部用電烙鐵打一孔1 cm1 cm，使之右左相通；在下端邊上打一小孔0.4cm ，用強(qiáng)力膠接上玻璃導(dǎo)管，在玻璃導(dǎo)管上接乳膠管和止水夾（排水）。用切割刀裁取一塊7.6cm4.6cm有機(jī)玻璃板，用電烙鐵打合適大小的五個(gè)孔，分別用于連接兩個(gè)電極，銅片5cm1.5cm0.2cm 、打磨的石墨電極(一號(hào)干電池芯），兩個(gè)出氣孔，一個(gè)連接注射器（連有4cm輸液器軟管）。用導(dǎo)線連接電極并用強(qiáng)力膠把電極、輸液器硬管、注射器固定在有機(jī)玻璃板對(duì)應(yīng)孔中。用強(qiáng)力膠把有機(jī)玻璃板固定在原電池演示器內(nèi)，并在上方填充玻璃膠(如圖1電解裝置示

37、意圖)。裁取另一塊8cm5cm有機(jī)玻璃板，打一與注射器大小相似的孔套在注射器上，出氣孔對(duì)應(yīng)位置再打兩個(gè)小孔。把有機(jī)玻璃板也固定在充滿玻璃膠的原電池演示器，干燥后電解實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新裝置就制作完成了。（3）氯氣性質(zhì)檢驗(yàn)創(chuàng)新裝置制作取五個(gè)有機(jī)試管2cm1.5cm6.5cm，在中間位置用電烙鐵打孔，用砂紙打磨，用強(qiáng)力膠連接固定成一排，在外端兩個(gè)孔中用強(qiáng)力膠接入輸液器硬管。取一有機(jī)試管，截棄上半部分2 cm1.5 cm5 cm，在上端打一孔用導(dǎo)管連接輸液器硬管至試管底部。如氯氣性質(zhì)檢驗(yàn)創(chuàng)新裝置示意圖把有機(jī)試管連接膠管固定在有機(jī)玻璃板15 cm5 cm，再用有機(jī)玻璃板制作一個(gè)蓋子10.5 cm1.8 cm2.5

38、 cm，貼上試劑標(biāo)簽，氯氣性質(zhì)檢驗(yàn)創(chuàng)新裝置就制作完成了。四、實(shí)驗(yàn)操作1.圖3實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新裝置實(shí)物圖所示組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在注射器內(nèi)注入適量飽和食鹽水，迅速關(guān)閉電解實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新裝置輸液器開(kāi)關(guān)，若液面高度差不再變化，說(shuō)明氣密性良好。2.打開(kāi)兩極輸液器開(kāi)關(guān)，繼續(xù)向針筒內(nèi)注入飽和食鹽水，排凈電解實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新裝置內(nèi)空氣，關(guān)閉輸液開(kāi)關(guān)。3.在氯氣性質(zhì)檢驗(yàn)創(chuàng)新裝置依次放入濕潤(rùn)藍(lán)色石蕊濾紙條、濕潤(rùn)品紅濾紙條、浸有kbr 溶液濾紙條、浸有feso4和kscn混合溶液濾紙條、濕潤(rùn)淀粉ki 濾紙條，塞緊塞子，蓋好蓋子，并在尾氣吸收裝置中倒入naoh 溶液。4.接通電源，電解開(kāi)始，兩端都有氣體生成,陰極產(chǎn)生無(wú)色氣體，陽(yáng)極產(chǎn)生黃綠色

39、氣體。2min后關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)。由于氣壓作用（根據(jù)連通器原理）電極兩端液面下降，注射器內(nèi)液面上升約60 ml。5.往注射器內(nèi)滴加酚酞試液，可觀察到注射器內(nèi)液體變紅，說(shuō)明陰極生成naoh。打開(kāi)陰極端輸液器開(kāi)關(guān)，點(diǎn)燃針尖上的氣體，罩上干冷小燒杯，有小水珠產(chǎn)生，說(shuō)明產(chǎn)生了氫氣。（如圖4）6.關(guān)閉陰極端輸液器開(kāi)關(guān)，打開(kāi)陽(yáng)極端輸液器開(kāi)關(guān)，由于液面高度有差距，注射器內(nèi)液面下降把氯氣壓入氯氣性質(zhì)檢驗(yàn)裝置，依次使?jié)駶?rùn)藍(lán)色石蕊濾紙條先變紅后褪色、使?jié)駶?rùn)品紅濾紙條褪色、使浸有kbr 溶液濾紙條變黃、使浸有feso4 和kscn混合溶液濾紙條變紅、使?jié)駶?rùn)淀粉ki 濾紙條變藍(lán)，剩余氯氣導(dǎo)入naoh 溶液吸收，較完整的揭

40、示了氯氣的性質(zhì)。（如圖5、6）7. 再次接通電源，生成的naoh 被壓入氯氣檢驗(yàn)裝置中，殘留氯氣與naoh 反應(yīng)，消除了污染，naoh 循環(huán)利用使之更加綠色化。五、改進(jìn)的意義1.本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置集電解飽和食鹽水及產(chǎn)物性質(zhì)檢驗(yàn)一氣呵成，且氣體的制取速率可控制，無(wú)需單獨(dú)收集產(chǎn)物，對(duì)大氣無(wú)污染，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，有較強(qiáng)的視覺(jué)效果，易激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，使其享受學(xué)習(xí)化學(xué)的樂(lè)趣，尾氣處理完全。2.制作材料方便易得，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單而且節(jié)約藥品。且在密閉環(huán)境中完成實(shí)驗(yàn)?zāi)壳吧形窗l(fā)現(xiàn)類似改進(jìn)，具有極高的推廣價(jià)值。3.裝置適用范圍廣，電解裝置可用于電解水及產(chǎn)物檢驗(yàn)。氯氣檢驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)美觀，整體性強(qiáng)，還可檢驗(yàn)其它有毒有害氣體

41、。4.改進(jìn)裝置適合師生探究電解原理及產(chǎn)物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，突顯簡(jiǎn)單化、便攜化、直觀化、微型化、高效化、輕量化、綠色化。為老師上課贏得了時(shí)間，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和正確的價(jià)值觀，增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，為實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的探究提供了方便。電解飽和食鹽水創(chuàng)新裝置一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康碾娊怙柡褪雏}水實(shí)驗(yàn)是高中電化學(xué)部分一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)，其在現(xiàn)行教材中使用裝置如圖1所示：然而，此套裝置有諸多缺點(diǎn)： 圖1 電解飽和食鹽水裝置1. 此裝置在u型管兩側(cè)均設(shè)有支管，所制取的cl2、h2中不可避免的混有空氣，得到的氣體均不純；2015年省質(zhì)檢的一道實(shí)驗(yàn)題，用的就是這個(gè)裝置進(jìn)行電解，收集氣體，實(shí)際上是收集不到純凈的氣體的。且陰極產(chǎn)

42、生h2的量少，進(jìn)行點(diǎn)燃或爆鳴實(shí)驗(yàn)不易成功，學(xué)生往往對(duì)這種檢驗(yàn)h2的方法存在畏懼感。2. 在檢驗(yàn)cl2及實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)氣體外逸，對(duì)人體健康有害，也會(huì)造成環(huán)境污染。cl2尾氣吸收容易引起倒吸，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。3. 由于反應(yīng)在u型管里進(jìn)行，使得離子在兩極之間遷移距離過(guò)長(zhǎng)，使得整個(gè)電路的電阻較大，耗時(shí)較長(zhǎng)，不利于課堂演示。此裝置也不能很好的模擬工業(yè)上陽(yáng)離子交換膜的方式對(duì)食鹽水進(jìn)行電解。為解決這個(gè)問(wèn)題，特設(shè)計(jì)了一套裝置簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、操作方便、檢驗(yàn)氣體用量少、無(wú)污染、成功率高的電解裝置，解決了以上裝置存在的問(wèn)題。二、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑20 ml注射器2支、6b鉛筆芯2個(gè)、導(dǎo)線2根（帶鱷魚(yú)夾）、學(xué)生直流電源（

43、0-30 v）、自加工容器（用亞克力板）、陽(yáng)離子交換膜、自制展示臺(tái)（白色背景）、酒精燈、火柴、玻璃棒、表面皿、發(fā)光二極管。飽和食鹽水、酚酞試劑、淀粉碘化鉀試紙。三、實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖及儀器的組裝說(shuō)明圖2 電解食鹽水創(chuàng)新裝置如圖2所示，用針頭將注射器的活塞及膠塞各鉆個(gè)孔，6b鉛筆芯通過(guò)膠塞孔，導(dǎo)線通過(guò)活塞孔，再將二者連接。再用亞克力板組裝成長(zhǎng)方體容器，并將陽(yáng)離子交換膜嵌在容器中部。這樣就很容易的構(gòu)成電解裝置。四、實(shí)驗(yàn)操作1. 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。向自制容器中注入適量滴有酚酞的飽和食鹽水。用上述改裝后的注射器抽取飽和食鹽水，排盡空氣，直至吸取到一定量的溶液。將兩支注射器放在支架上，底部浸入容器中，兩根導(dǎo)線分別連

44、接學(xué)生電源的正負(fù)極，和正極相連的電極稱為陽(yáng)極，和負(fù)極相連的電極為陰極。打開(kāi)開(kāi)關(guān)，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始。2. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。很快觀察到，兩極上同時(shí)產(chǎn)生大量氣體。陰極附近溶液逐漸變?yōu)榧t色，說(shuō)明陰極產(chǎn)生了oh-。陽(yáng)極也有大量氣體生成，溶液逐漸變成淺黃綠色。這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以引導(dǎo)學(xué)生分析兩極分別可能分別產(chǎn)生了h2和cl2。陰極紅色溶液逐漸擴(kuò)散到陽(yáng)極區(qū)，說(shuō)明陰離子（oh-）向陽(yáng)極移動(dòng)。一段兒時(shí)間后，將容器換成有隔膜裝置，繼續(xù)電解。陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，因此，陽(yáng)極區(qū)溶液不會(huì)變成紅色。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，使學(xué)生對(duì)離子交換膜的作用有了深刻的印象。3. 關(guān)閉電源，檢驗(yàn)氣體。將電源關(guān)閉，此時(shí)注射器內(nèi)仍留有溶液。檢驗(yàn)h2時(shí)，只要將

45、帶針頭的注射器靠近燃著的酒精燈（如圖3），推動(dòng)活塞，將氣體趕出，聽(tīng)到明顯的“噗噗”聲，證明有h2生成。說(shuō)明發(fā)生的電極反應(yīng)是 2h+ +2e- =h2，放電順序：na+ oh-。檢驗(yàn)完畢，立即將注射器倒立，（這樣可以使產(chǎn)生的cl2一直保持密閉）。 我們發(fā)現(xiàn)，h2的體積比cl2的體積大，引導(dǎo)學(xué)生分析其原因：cl2可溶于水，大量生成的cl2溶解于水中（溶液呈黃綠色就是證明）。五、改進(jìn)的意義1. 生成的氣體純凈且一直處于密閉狀態(tài)，氯氣自始至終不泄漏，無(wú)污染，不會(huì)傷害老師和學(xué)生的身體健康。檢驗(yàn)氫氣時(shí)，用量少，且大大增加檢驗(yàn)h2的成功率，降低學(xué)生對(duì)檢驗(yàn)h2的恐懼感。檢驗(yàn)氯氣時(shí)，用量極少，不會(huì)產(chǎn)生污染，而且

46、收集完的氯氣可以與陰極產(chǎn)生的naoh溶液反應(yīng)，制取消毒液（naclo），進(jìn)一步利用產(chǎn)品，消除污染。2. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，實(shí)驗(yàn)操作方便，靈活?？梢噪S時(shí)將注射器從容器中取出觀察現(xiàn)象。不受時(shí)間限制，不存在來(lái)不及檢驗(yàn)氣體導(dǎo)致 實(shí)驗(yàn)失敗的問(wèn)題。既適用于教師上課給學(xué)生展示，又適用于學(xué)生 分組實(shí)驗(yàn)觀察，而且適合多班連續(xù)授課使用。3. 實(shí)驗(yàn)不需要試管，橡膠塞，碳棒等，設(shè)置裝置達(dá)到最簡(jiǎn)，注射器，鉛筆芯價(jià)格低廉，降低成本。4. 完全達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)的要求。不僅很容易檢驗(yàn)到兩極產(chǎn)物，而且能很好觀察到電極附近溶液的變化，以及使用陽(yáng)離子交換膜的效果。使學(xué)生有了更多的收獲。5. 該裝置還可以用于：（1）電解hcl溶液，cuc

47、l2溶液，防止氯氣的泄漏，便于觀察銅的析出；（2）電解naoh溶液，h2so4溶液等，便于觀察產(chǎn)生的h2、o2的體積關(guān)系。在檢驗(yàn)o2時(shí)將注射器倒立過(guò)來(lái)，將生成的氣體吸出，然后用帶火星的木條檢驗(yàn)。（3）本裝置電解后還可以構(gòu)成h2 、cl2燃料電池，使二極管發(fā)光。硝酸性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的一體化設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康南跛岬男再|(zhì)，是整個(gè)高中化學(xué)的重點(diǎn)之一。硝酸不僅具有酸的通性，又具有其特性，同時(shí)氮氧化合物尾氣能形成酸雨、對(duì)環(huán)境造成破壞，思考相關(guān)處理手段可以培養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。其中銅與濃、稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)是探究硝酸具有強(qiáng)氧化性的重要實(shí)驗(yàn)，也是高中課本中幾個(gè)典型的有毒實(shí)驗(yàn)，條件所限，大部分學(xué)校演示該類實(shí)驗(yàn)時(shí)均無(wú)通風(fēng)環(huán)境

48、，往往一個(gè)老師要連續(xù)上多節(jié)該實(shí)驗(yàn)課，泄漏的部分氣體對(duì)師生具有傷害作用。很多時(shí)候這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在被改為視頻教學(xué)，失去了實(shí)驗(yàn)的即時(shí)性、趣味性和說(shuō)服力。現(xiàn)在對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)也有很多，但大部分最后拆卸裝置時(shí)也會(huì)產(chǎn)生污染，不能完全滿足此類實(shí)驗(yàn)的的節(jié)約、綠色環(huán)保等要求。因此我設(shè)計(jì)了一個(gè)可以“呼吸”的反應(yīng)裝置，在全封閉環(huán)境下連續(xù)完成銅與濃硝酸、銅與稀硝酸的反應(yīng)，驗(yàn)證部分氣體的性質(zhì)，并通過(guò)裝置的特殊設(shè)計(jì)吸收處理有毒氣體。二、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑實(shí)驗(yàn)儀器和藥品：實(shí)驗(yàn)儀器:大口塑料瓶（罐頭盒）、小玻璃瓶、橡膠塞、乳膠管、三通玻璃管（u型）、注射器(20 ml )、注射器(10 ml )、醫(yī)用加壓球、銅片、濃硝酸、蒸餾水、紫

49、色石蕊指示劑三、實(shí)驗(yàn)儀器的裝置圖（圖1）及組裝說(shuō)明1. 加壓球2. 20 ml注射器（裝1 ml濃硝酸，接小玻璃瓶）3. 小玻璃瓶4. 銅片5. 塑料瓶（裝滿水）6. 10 ml注射器（裝2 ml紫色石蕊指示劑，接塑料瓶）7. 三通玻璃管（接加壓球、小玻璃瓶、蒸餾水）實(shí)圖展示：（反應(yīng)器部分組裝后） （組裝好后的裝置） 四、實(shí)驗(yàn)操作：1. 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備：在 2 支注射器中各加入1 ml的濃硝酸 和2 ml石蕊指示劑，接好針頭。 塑料瓶中加滿水，并輕輕擠壓，同時(shí)把上部裝置連接好，注意不要把水壓入小玻璃瓶（反應(yīng)器）。2. 用注射器（20 ml）加入濃硝酸，反應(yīng)開(kāi)始；小玻璃瓶中會(huì)立即產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液開(kāi)始顯綠色。溶液上方出現(xiàn)大量紅棕色氣體，三通管中氣體也逐漸變紅棕色，水中的導(dǎo)氣管放出氣泡，先快后慢。3. 拉動(dòng)注射器（20 ml），促使水經(jīng)過(guò)三通管倒吸進(jìn)入小玻璃瓶，使?jié)庀跛岜幌♂?，觀察溶液為藍(lán)色，同時(shí)產(chǎn)生無(wú)色氣體，說(shuō)明稀硝酸也能與銅發(fā)生反應(yīng)。4. 使用壓力球注入少量空氣，觀察氣體顏色變化，說(shuō)明生成的氣體應(yīng)為no。5. 繼續(xù)擠壓壓力球，注入空氣，同時(shí)抽動(dòng)注射器，像呼吸一樣，復(fù)該操作數(shù)次，直至注射器及瓶中氣體為無(wú)色為止。此時(shí)裝置中的氮氧化合物均被水所吸收。6. 用注射器（10 ml）向水中注入紫色石蕊指示劑，觀察溶液變紅，證明反應(yīng)后溶液最后為