高中化學實驗改進匯編

1、fe(oh)2的制取由于fe（oh）2極易被氧化，實驗室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿溶液反應制得純凈的白色fe（oh）2沉淀。為制得純凈的fe（oh）2沉淀，可采用電解實驗。 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極連接。 2電解液：可選擇na2so4溶液或naoh溶液。 3方法：在進行電解前反應對電解液進行簡單處理：加熱一段時間驅(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。 進行電解實驗，當電解一段時間可看到有白色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)行中學化學教材必修本第二冊，實驗3-1制備fe(oh)2，往往得不到理想的白色絮狀沉淀，對此實驗曾有很多改進措施，但其操作方法繁瑣或者實驗條件過于苛刻而難以推廣。在教學中，我們通過多次探索，采用電解法制備fe(oh)2，方法簡便，現(xiàn)象明顯。一、實驗用品：na2so4溶液、稀鹽酸、蒸餾水、鐵電極（兩支）導線、低壓電源、試管（25mm100mm）、鐵架臺、三孔橡皮塞。二、實驗裝置（如圖）三、實驗原理：用鐵作電極，na2so4溶液作電解液，電極反應式為：陰極：2h2o + 2e = h2 + 2

3、oh陽極：fe 2e = fe2+陰極附近產(chǎn)生的oh-與陽極溶解產(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入溶液，所以，可以較長時間地保留fe(oh)2白色絮狀沉淀。四、實驗步驟：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、實驗現(xiàn)象：通電后即看到陰極有大量氣體產(chǎn)生，同時溶液中出現(xiàn)大量絮狀白色沉淀。nahco3和na2co3熱穩(wěn)定性對比實驗設計為了加強學生對nahco3和n

4、a2co3熱穩(wěn)定性的深刻理解，我們對課本中的實驗進行了重新設計，如下圖： 一、說明：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)的澄清石灰水則無變化。二、優(yōu)點：1、nahco3和na2co3所處的外部條件基本相同，受熱時間相同。2、對比性強，學生印象深刻。3、該實驗所用的教學時間少，克服了課本中分兩次操作所造成的教學時間過長的缺點。u形管中滲析的兩個對比實驗一、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。整個實驗操作簡單、省時，易觀察，有很強的對比性。證明了氯離子、鈉離子能透過半透膜，而膠體微粒不能透過半透膜的微孔。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，而另一個燒杯中的水卻保持無色不變。由此可知，膠體微

6、粒可通過濾紙的小細孔，但不能通過半透膜。此現(xiàn)象非常直觀，可說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孔，只能使離子或分子透過，而不能使膠體微粒透過。整個裝置簡潔明快，顯效，能喚起直覺的興趣白磷在水下安全燃燒演示實驗的改進在高中或大學的化學課程中，白磷在水下燃燒實驗的演示方法普遍不能令人滿意，現(xiàn)介紹一改進了的實驗方法，產(chǎn)生氧氣用很安全的3%的過氧化氫溶液，氧氣緩緩地從過氧化氫溶液釋放出來（用二氧化錳作催化劑），而且氧氣的量能通過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)受沖擊時而濺出。因而實驗時教

7、室外內(nèi)幾乎沒有異常氣味，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驗景象，而且如果需要的話，實驗可持續(xù)一個小時或更多的時間，而其他方法只能延續(xù)幾分鐘。上圖是該改進了的實驗的演示裝置。每個燒瓶都必須用鐵架臺和鐵環(huán)夾夾緊固定。按圖說明如下：a：3%的過氧化氫溶液。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，當所有的磷或絕大部分磷反應后，用石蕊試紙檢驗吸濾瓶里的水可發(fā)現(xiàn)呈酸性反應。這是由于五氧化二磷在水中溶解形成了磷酸。苯酚顯弱酸性的實驗改進現(xiàn)行人教

8、版高二化學（必修加選修）教材中，證明苯酚顯弱酸性的演示實驗在實際教學中存在以下兩個問題：一是當向苯酚鈉溶液中通入二氧化碳時，往往難于出現(xiàn)變渾濁的現(xiàn)象；二是學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。為了解決上述問題，筆者將該實驗作了如下改進。一、改進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?，此過程無氣體產(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、實驗改進后的優(yōu)點1二氧化碳的發(fā)生裝置簡便易行，而且利用乙酸制取二氧化碳反應速率容易控制。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生成碳酸氫鈉做好鋪墊。3利用強酸制弱酸原理學生容易分析出酸性的強弱。對銀鏡反應實驗的一點改進銀鏡反應是含醛基類物質(zhì)的一個重要反應，常用于檢驗醛基的存在，該實驗因現(xiàn)象明顯而深受學生喜愛。銀鏡反應實驗的關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，實驗

10、很容易失敗。筆者經(jīng)過大量的實驗比較，發(fā)現(xiàn)：將氨水逐滴滴入到agno3溶液中，當試管中仍存在少許渾濁時，就進行銀鏡反應，極易成功，很少失敗，并且這也容易操作。改進后的操作容易控制，不論是老師演示還是學生演示都容易成功，提高了課堂教學效果，讀者可自行試之。二氧化硫性質(zhì)實驗的改進一、實驗裝置 二、實驗步驟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的紫色石蕊試紙、濕潤的品紅試紙。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管口。4推動注射器加入

11、濃硫酸，觀察試紙顏色變化。觀察完畢，加入氫氧化鈉溶液，吸收未反應的so2氣體。三、實驗說明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溶液或溴水潤濕的濾紙環(huán)。四、實驗優(yōu)點整個實驗在密閉系統(tǒng)中進行，而且用氫氧化鈉溶液進行尾氣吸收，可防止有毒的二氧化硫氣體的逸出。另外實驗藥品消耗少，有利于節(jié)約。硅酸膠體制取實驗改進原理：向飽和na2sio3溶液中逐漸滴加較濃鹽酸，邊滴邊振蕩，當溶液p 值在7或8時，靜置2-3分鐘,有白色膠狀沉淀硅酸生成，方程式可以簡寫為： na2sio3 + 2hcl = h2sio3 + 2nacl

12、但在實際操作中，因嫌測量溶液的p值比較麻煩，所以老師們常常省掉這一步 ，使得鹽酸過量或不足。而鹽酸過量或不足，沉淀都不能生成。因此實驗常常失敗。經(jīng)過探索，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，同時振蕩，當觀察到紅色剛好退去時，停止加鹽酸。此時溶液已呈酸性。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。因為此方法操作簡單，現(xiàn)象明顯，所以我們把它進一步改為學生分組實驗。成功率為100%。提高了學生學習興趣和課堂教學效率。鐵與水

13、蒸氣反應實驗創(chuàng)新改進通過藥品替換反應裝置和驗證裝置的簡化，使實驗操作方便安全，省時且能保證實驗成功。關 鍵 詞:鐵硫酸銅晶體裝置 人教版 現(xiàn)行人教版高中化學第二冊的“鐵與水蒸氣反應”實驗裝置如下：(化學反應原理是：3fe+4h2o = fe3o4+4h2)，由于裝置復雜、用時較長，成功率低，據(jù)筆者了解不少同行干脆不做這個實驗。因此該實驗有幾處值得改進:一是燒開圓底燒瓶中的水和點燃噴燈都費時，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,因為硬質(zhì)玻璃管無論平放還是以任何角度安置,從圓底燒瓶中蒸發(fā)上來的水蒸氣因反

14、應不完而凝結(jié)成水,總要經(jīng)過硬質(zhì)玻璃管的受熱處,從而導致硬質(zhì)玻璃管炸裂；三是干燥管在這里名不符實，無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驗條件下，如此大量的水蒸氣，無論用哪種干燥劑都起不到預想的干燥效果；四是集氣試管中有無h2，有多少h2更是心中無數(shù)，課堂演示這個實驗完全沒有絕對成功的把握。為了不損害儀器而操作又方便,同時反應又快, 現(xiàn)象又十分明顯，筆者設計了如圖1的簡易裝置,效果十分好。 圖1 實驗（如圖1）：用一長具支試管代替長硬質(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管相連并把導管口侵入小燒杯的水中,然后將右邊導管口侵入培養(yǎng)皿中的洗滌劑中

15、.實驗時，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，將導管口侵入培養(yǎng)皿中的洗滌劑中。先點燃鐵粉處的酒精燈預熱后對準鐵粉處加熱，然后點燃五水合硫酸銅晶體處的酒精燈進行加熱，當右邊洗滌劑中有大量氣泡產(chǎn)生時用燃著的木條點燃，可以觀察到有氣體劇烈燃燒產(chǎn)生長長的火焰并伴有爆鳴聲，現(xiàn)象十分明顯。 改進后的優(yōu)點：克服了玻璃管易被燒壞的缺點，同時大大地簡化了裝置，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，反應迅速，產(chǎn)生量大，節(jié)省了大量的實驗時間。洗滌劑中可觀察到氣泡連珠似的產(chǎn)生，現(xiàn)象明顯。

16、氫氣易點燃，還能多次重復點燃，實驗效果更好。且能直接觀察鐵粉由反應前的灰色變?yōu)榉磻蟮暮谏逅狭蛩徙~晶體、具支試管都很易找到，而且試管還可以反復使用，不會損壞。操作簡單，試劑用量較小，節(jié)約藥品。后記：教材中涉及的實驗這個算是比較難做的一個，而實驗論文中提供的實驗裝置很簡單，但本實驗的關鍵和重點應該是在氫氣的檢驗上。通過改進反應效果非常不錯，成功率很高, 基本上是次次成功。參考文獻：1、 人教版高中化學第二冊 2006.4 882、 劉懷樂鐵與水蒸氣反應裝置的改進net 2007-10-31 3、李鵬李廣實驗改進：鐵與水蒸氣反應的實驗改進化學教學2007.7簡單高效的木炭還原氧化銅實驗一、實驗

17、目的 為解決木炭還原氧化銅實驗尚存在的問題，如實驗成功率不高、實驗現(xiàn)象不明顯、裝置復雜等，在總結(jié)文獻資料諸相關方法的基礎上，探究木炭還原氧化銅實驗的最佳反應條件。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行加熱，操作簡便，實驗現(xiàn)象明顯，成功率高。二、實驗儀器及試劑 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（美國waring公司，型號hgb2wts3，功率400 w）、試管（18150 mm）、酒精燈、導管、止水夾、單孔橡皮塞、燒杯（250 ml）、研缽、臺秤、鐵架臺、鐵夾。三、實驗儀器裝置圖及儀器的組裝說明

18、止水夾反應物澄清石灰水在試管中裝好物料，打開止水夾，按上圖連接好實驗裝置。四、實驗操作1. 實驗藥品準備自制木炭粉：將塊狀木炭（約25 g）直接放入攪拌機中，在高轉(zhuǎn)速模式下進行粉碎，直至木炭粉用肉眼觀察已無小炭粒反光。攪拌時間3 min左右，一次可制得約24 g的木炭粉，產(chǎn)率可高達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. 實驗操作稱取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。按裝置圖將實驗裝置組裝好。用普通酒精燈預熱后，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，出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象，同時導管口冒出大量氣體，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）的意義 樣品制備方法簡單高效：利用攪拌機對木炭塊進行處理，該方法操作簡單、費用低、高效，制備過程時間短，產(chǎn)率可高達96%，制得的木炭粉粒度小、活性高。反應現(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，最終反應現(xiàn)象明顯（出現(xiàn)紅熱），反應時間短，反應產(chǎn)物有大顆紅色的銅粒出現(xiàn)。該實驗采用簡單的實驗裝置，在傳統(tǒng)固固加熱的反應裝置的基礎上進行改進，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，拓展學生的視野。實驗操作簡便、易行，實驗現(xiàn)象明顯，成功率極高，安全性好，既適合作為演示實驗，也可以用來開展學生分組實驗。鋁與蒸餾水直接反應的演示實驗設計一、實驗目的鋁是一種生活中常見的金屬，由于其表面致密氧化物保護膜的存在，鋁制炊具可用于燒開水、做飯等，中學演示鋁與水反應通常在堿性條件下才能進行。以上信息容易導致學生認為鋁無法直接與水反應，從而認為鋁不是活

21、潑金屬。為了展示鋁作為活潑金屬的真實面目，特設計其與蒸餾水直接反應的實驗。通過絮狀氫氧化鋁沉淀的生成和難溶性、可燃性的氫氣的檢驗引導學生觀察鋁與水反應的本質(zhì)，通過儀器的改裝、使用培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，通過有毒物質(zhì)的無害化處理培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。二、實驗儀器及試劑改裝后的恒壓漏斗一個,三角漏斗一個,500 ml、1000 ml燒杯各一個，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、實驗儀器裝置圖及儀器的組裝說明裝置圖實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物，通過控制玻璃活塞1實現(xiàn)對鋁箔的表面

22、處理、洗滌氯化汞及無害化處理，通過控制玻璃活塞2實現(xiàn)氫氣的收集和排出，通過點燃泡泡水產(chǎn)生的氫氣氣泡檢驗氫氣的生成。四、實驗操作1. 檢驗氣密性：按裝置圖將儀器安裝好后，關閉玻璃活塞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）至沒過外玻璃管下管口，關閉玻璃活塞1，打開玻璃活塞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%氯化汞溶液浸沒鋁箔，關閉玻璃活塞2。3. 氯化汞溶液的處理：當觀察到鋁箔與氯化汞溶液劇烈反應時，立即打開玻璃活塞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，反復多次。5. 鋁與水反應及氫氣的收集：鋁箔洗滌后，關閉玻璃活塞1，往三角漏斗中加入蒸餾水至充滿瓶體，關閉玻璃活塞2。鋁與蒸餾水反應，表面有氣泡冒出，溶液變白色渾濁，產(chǎn)生的無色氣體將溶液壓入三角漏斗中。6. 檢驗氫氣：打開玻璃活塞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，氣泡燃燒起來并伴有清脆爆鳴聲。再次關閉玻璃活塞2，待三角漏斗中液面上升到一定高度后，重復以上操作，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：實驗完成后，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)境及對人體造成傷害。五、創(chuàng)新的意義1. 改變觀點、展示本質(zhì)：鋁與水反應的改進大多用酸或堿先進行鋁的表面處理，再使用飽和食鹽水與鋁反應，未見可以實現(xiàn)鋁與蒸餾水直接反應的改進。本實驗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膜且防止其重新生成，并通過鋁汞原電池的形成加快鋁與水的反應速率，最終實現(xiàn)了鋁與蒸餾水直接反應，且可以明顯觀察到氫氧化鋁和氫氣。改變了人們認為鋁不能直接與蒸餾水反應的錯誤觀點，有利于學生認識鋁作為活潑金屬的真實面目。本實驗方案

25、已獲得國家知識產(chǎn)權局實用新型專利證書。2. 創(chuàng)新儀器、填補空白：本實驗創(chuàng)新性地使用改裝后的恒壓漏斗作為反應容器，解決了啟普發(fā)生器類裝置無法實現(xiàn)一種固體與多種液體連續(xù)反應或?qū)腆w進行洗滌的不足，同時解決了使用橡皮導管容易粘結(jié)導致導氣困難等問題。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)管長于外管可以防止因沉淀的生成堵塞外管。本儀器的設計專利正在申請中。3. 簡單可行、效果明顯：本實驗簡單可行，便于推廣使用。反應時間5 min左右，適合課堂上演示。絮狀沉淀的生成直觀清晰，氣體檢驗產(chǎn)生的爆炸現(xiàn)象從視覺和聽覺上刺激學生的感官，現(xiàn)象明顯。 4. 安全環(huán)保、

26、培養(yǎng)意識：本實驗使用泡泡水形成氫氣泡沫進行點燃，可以防止因氫氣不純直接燃燒導致整個裝置的爆炸。對于有毒的氯化汞僅取用0.3 g，且使用硫粉、硫化鈉溶液，對汞及氯化汞進行無害化處理，在確保實驗安全的同時，有利于培養(yǎng)學生綠色環(huán)保的意識。再探二價鐵（離子）性質(zhì)實驗原理一、實驗目的二價鐵(離子)的性質(zhì)實驗是中學化學實驗教學的重點之一，在中學課堂教學中,許多教師均存在認識及觀念上的誤區(qū)。從理論上認為酸化的硝酸根離子溶液中存在稀硝酸，稀硝酸具有強氧化性而氧化fe2。氫氧化亞鐵制備時，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，當前普遍觀認為其原因即生成的fe(o

27、h)2 迅速被氧化成fe(oh)3 所致。經(jīng)過多次深入探索，發(fā)現(xiàn)以上兩觀點與實驗驗事實有較大的出入。事實上，常溫下，較稀的硝酸（2 .0 mol l1 以下，無法氧化fe2 的（包括i 、so2 也無法氧化）；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，易吸附陽離子（fe2 ）所致。本實驗是觀念上的創(chuàng)新。二、實驗原理探究（一）再探亞鐵離子與硝酸根離子酸性條件下的共存問題中學教學中通常認為（特別是試題中更為常見）：若酸性溶液中no3 與fe2均會反應，產(chǎn)生黃色溶液（fe2 被氧化成fe3）。但是事實：通常條件下，酸化的硝酸根離子無法氧化fe2(而no2酸

28、性條件下氧化性比no3強，可氧化fe2)1實驗藥品及用品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實驗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實驗現(xiàn)象 1 mol l1硝酸溶液沒明顯變化4結(jié)論及討論：結(jié)論：常溫下極稀的硝酸（ 2 mol l1）硝酸溶液無法氧化fe2 討論：從熱力學的角度上分析：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；氫氣與氧氣若不點燃或加熱，它們可在通常條件下永遠共存。從動力學的角度去分析：即研究反應速率的快慢。硝酸的氧化性是確實很強，但極稀的硝酸（濃硝酸：1415 moll1，稀硝酸：68 moll1，極稀硝酸：2 moll1 ）與強還原性物質(zhì)（如fe2 、i 、so2 等）在通常條件下混合，反應速率極慢，猶如n2 與h2 混合，它們反應的平衡常數(shù)相當大，但沒有高溫、高壓、催化劑等條件，反應時間再長的

30、也無法達到平衡。稀硝酸的氧化作用是相當復雜的，查閱資料3，從反應機理上看，硝酸的氧化作用可以認為首先被還原成no2 ，但是因為no2 的產(chǎn)量不多，它來不及逸出反應體系又被水反應或被進一步還原成no或n2、nh4 等。硝酸的氧化性與硝酸光化分解而來的no2 催化作用有關，no2 起著傳遞電子的作用。no2 e no2 no2 h hno2 hno3 hno2 h2o no2 硝酸通過no2 獲得還原劑的電子，反應便被加速。硝酸越濃，酸中溶有的no2 越多，反應速度就越快。而在極稀的硝酸中，no2 的量趨于零，所以反應速率極慢，也就檢驗不出有fe3。而發(fā)煙硝酸有很強的氧化性，就是因為在酸中溶解有很

31、多的no2 的緣故。為驗證這解釋，再設計如下實驗（時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，另一支對照，會發(fā)現(xiàn)，被加熱的試管會變淡紅色。說明的確是由于反應速率的原因。（二）氫氧化亞鐵制備實驗創(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，膠粒易吸附陽離子，當氫氧化鈉溶液注入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，而不是因為被氧化而顯淺綠色的。此推理若正確，則加熱淺綠色沉淀會變白（降低膠體的吸附性），冷卻重新變灰綠，或反過來操作，將少量feso4 溶液注入濃的氫氧化鈉溶液中，由于無過多的fe

32、2 被fe(oh)2 膠體吸附，就會較持久地觀察到白色沉淀。1. 實驗藥品及用品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. 實驗操作 加熱前 加熱后 剛加入feso4 溶液 放置3分鐘后 1小時后 三、創(chuàng)新的意義（1）大家均認為任何的稀硝酸均能氧化fe2的認識存在誤區(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 （）實驗事實證明，這些離子組在通常條件下是可以共存的?；瘜W試題或練習題命制應回避。（2）fe(oh)2 制備最突出的創(chuàng)新點是所提出的新制fe(oh)2沉淀屬膠體，依膠體的性質(zhì)推導其呈灰綠色是因其是膠體吸附fe2 的假設是正確的。因此只要反其道而行之，改變（將少量naoh 溶液擠入過量feso4 溶液中的）傳統(tǒng)的實驗操作方法，而把少量feso4 溶液擠入過量的煮沸過的naoh 溶液中，即實驗過程中feso4溶液少量，naoh溶液過量讓產(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)檢驗創(chuàng)新裝置一、實驗目的氯氣的工業(yè)生產(chǎn)原理電解飽和食鹽水實驗，該實驗對引導學生探究工業(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)的學習，通過所學知識去解決生活、生產(chǎn)中的實際問題讓學生體會到化學學習的價值，實現(xiàn)學以致用、學而可用、學而能用的魅力。課本中電解飽和食鹽水實驗在u型管中進行，兩極均有少量氣泡冒出，但要收集一試管的h2，耗時較長（至少要5min）與課本闡述2 min不符。氯氣性質(zhì)檢驗現(xiàn)象不直觀且尾氣沒有處理，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，師生均無法自主探究實驗。其原因主要有：兩極之間離

35、子遷移距離過長，同時用鐵棒作電極，表面積太小，造成整個電路的電阻較大，使陰、陽兩極產(chǎn)生的氣泡較少，很難收集到足夠量的氫氣和氯氣。二、實驗儀器及試劑學生電源、電解實驗創(chuàng)新裝置、氯氣性質(zhì)檢驗創(chuàng)新裝置、燒杯、鑷子、火柴；飽和食鹽水、酚酞試液、藍色石蕊試液、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、實驗儀器裝置圖及儀器的組裝說明（一）實驗創(chuàng)新裝置示意圖、實物圖（二）儀器的制作、組裝說明（1）制作材料及工具原電池演示器、丁達爾現(xiàn)象實驗器中帶塞有機試管、有機玻璃、注射器、輸液器、玻璃管、乳膠管、導線、銅電極、石墨電極、止水夾、強力膠、玻璃膠、砂紙、電烙

36、鐵、切割刀。（2）電解實驗創(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 ，用強力膠接上玻璃導管，在玻璃導管上接乳膠管和止水夾（排水）。用切割刀裁取一塊7.6cm4.6cm有機玻璃板，用電烙鐵打合適大小的五個孔，分別用于連接兩個電極，銅片5cm1.5cm0.2cm 、打磨的石墨電極(一號干電池芯），兩個出氣孔，一個連接注射器（連有4cm輸液器軟管）。用導線連接電極并用強力膠把電極、輸液器硬管、注射器固定在有機玻璃板對應孔中。用強力膠把有機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，出氣孔對應位置再打兩個小孔。把有機玻璃板也固定在充滿玻璃膠的原電池演示器，干燥后電解實驗創(chuàng)新裝置就制作完成了。（3）氯氣性質(zhì)檢驗創(chuàng)新裝置制作取五個有機試管2cm1.5cm6.5cm，在中間位置用電烙鐵打孔，用砂紙打磨，用強力膠連接固定成一排，在外端兩個孔中用強力膠接入輸液器硬管。取一有機試管，截棄上半部分2 cm1.5 cm5 cm，在上端打一孔用導管連接輸液器硬管至試管底部。如氯氣性質(zhì)檢驗創(chuàng)新裝置示意圖把有機試管連接膠管固定在有機玻璃板15 cm5 cm，再用有機玻璃板制作一個蓋子10.5 cm1.8 cm2.5

38、 cm，貼上試劑標簽，氯氣性質(zhì)檢驗創(chuàng)新裝置就制作完成了。四、實驗操作1.圖3實驗創(chuàng)新裝置實物圖所示組裝好實驗裝置，在注射器內(nèi)注入適量飽和食鹽水，迅速關閉電解實驗創(chuàng)新裝置輸液器開關，若液面高度差不再變化，說明氣密性良好。2.打開兩極輸液器開關，繼續(xù)向針筒內(nèi)注入飽和食鹽水，排凈電解實驗創(chuàng)新裝置內(nèi)空氣，關閉輸液開關。3.在氯氣性質(zhì)檢驗創(chuàng)新裝置依次放入濕潤藍色石蕊濾紙條、濕潤品紅濾紙條、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，電解開始，兩端都有氣體生成,陰極產(chǎn)生無色氣體，陽極產(chǎn)生黃綠色

39、氣體。2min后關閉電源開關。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，說明陰極生成naoh。打開陰極端輸液器開關，點燃針尖上的氣體，罩上干冷小燒杯，有小水珠產(chǎn)生，說明產(chǎn)生了氫氣。（如圖4）6.關閉陰極端輸液器開關，打開陽極端輸液器開關，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)檢驗裝置，依次使?jié)駶櫵{色石蕊濾紙條先變紅后褪色、使?jié)駶櫰芳t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)駶櫟矸踜i 濾紙條變藍，剩余氯氣導入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 被壓入氯氣檢驗裝置中，殘留氯氣與naoh 反應，消除了污染，naoh 循環(huán)利用使之更加綠色化。五、改進的意義1.本實驗改進裝置集電解飽和食鹽水及產(chǎn)物性質(zhì)檢驗一氣呵成，且氣體的制取速率可控制，無需單獨收集產(chǎn)物，對大氣無污染，實驗現(xiàn)象明顯，有較強的視覺效果，易激發(fā)學生實驗興趣，使其享受學習化學的樂趣，尾氣處理完全。2.制作材料方便易得，實驗操作簡單而且節(jié)約藥品。且在密閉環(huán)境中完成實驗目前尚未發(fā)現(xiàn)類似改進，具有極高的推廣價值。3.裝置適用范圍廣，電解裝置可用于電解水及產(chǎn)物檢驗。氯氣檢驗裝置，設計美觀，整體性強，還可檢驗其它有毒有害氣體

41、。4.改進裝置適合師生探究電解原理及產(chǎn)物性質(zhì)實驗，突顯簡單化、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間，培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和正確的價值觀，增強了學生的環(huán)保意識，為實現(xiàn)課堂教學的探究提供了方便。電解飽和食鹽水創(chuàng)新裝置一、實驗目的電解飽和食鹽水實驗是高中電化學部分一個非常重要的實驗，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： 圖1 電解飽和食鹽水裝置1. 此裝置在u型管兩側(cè)均設有支管，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)檢的一道實驗題，用的就是這個裝置進行電解，收集氣體，實際上是收集不到純凈的氣體的。且陰極產(chǎn)

42、生h2的量少，進行點燃或爆鳴實驗不易成功，學生往往對這種檢驗h2的方法存在畏懼感。2. 在檢驗cl2及實驗結(jié)束時氣體外逸，對人體健康有害，也會造成環(huán)境污染。cl2尾氣吸收容易引起倒吸，進一步實驗無法進行。3. 由于反應在u型管里進行，使得離子在兩極之間遷移距離過長，使得整個電路的電阻較大，耗時較長，不利于課堂演示。此裝置也不能很好的模擬工業(yè)上陽離子交換膜的方式對食鹽水進行電解。為解決這個問題，特設計了一套裝置簡單、價格便宜、操作方便、檢驗氣體用量少、無污染、成功率高的電解裝置，解決了以上裝置存在的問題。二、實驗儀器及試劑20 ml注射器2支、6b鉛筆芯2個、導線2根（帶鱷魚夾）、學生直流電源（

43、0-30 v）、自加工容器（用亞克力板）、陽離子交換膜、自制展示臺（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、實驗儀器裝置圖及儀器的組裝說明圖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孔，6b鉛筆芯通過膠塞孔，導線通過活塞孔，再將二者連接。再用亞克力板組裝成長方體容器，并將陽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、實驗操作1. 實驗準備。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，兩根導線分別連

44、接學生電源的正負極，和正極相連的電極稱為陽極，和負極相連的電極為陰極。打開開關，實驗開始。2. 實驗現(xiàn)象。很快觀察到，兩極上同時產(chǎn)生大量氣體。陰極附近溶液逐漸變?yōu)榧t色，說明陰極產(chǎn)生了oh-。陽極也有大量氣體生成，溶液逐漸變成淺黃綠色。這些實驗現(xiàn)象可以引導學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散到陽極區(qū)，說明陰離子（oh-）向陽極移動。一段兒時間后，將容器換成有隔膜裝置，繼續(xù)電解。陽離子交換膜只允許陽離子通過，因此，陽極區(qū)溶液不會變成紅色。通過實驗對比，使學生對離子交換膜的作用有了深刻的印象。3. 關閉電源，檢驗氣體。將電源關閉，此時注射器內(nèi)仍留有溶液。檢驗h2時，只要將

45、帶針頭的注射器靠近燃著的酒精燈（如圖3），推動活塞，將氣體趕出，聽到明顯的“噗噗”聲，證明有h2生成。說明發(fā)生的電極反應是 2h+ +2e- =h2，放電順序：na+ oh-。檢驗完畢，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，引導學生分析其原因：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，無污染，不會傷害老師和學生的身體健康。檢驗氫氣時，用量少，且大大增加檢驗h2的成功率，降低學生對檢驗h2的恐懼感。檢驗氯氣時，用量極少，不會產(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，制取消毒液（naclo），進一步利用產(chǎn)品，消除污染。2. 實驗現(xiàn)象明顯，實驗操作方便，靈活?？梢噪S時將注射器從容器中取出觀察現(xiàn)象。不受時間限制，不存在來不及檢驗氣體導致 實驗失敗的問題。既適用于教師上課給學生展示，又適用于學生 分組實驗觀察，而且適合多班連續(xù)授課使用。3. 實驗不需要試管，橡膠塞，碳棒等，設置裝置達到最簡，注射器，鉛筆芯價格低廉，降低成本。4. 完全達到了教學目標的要求。不僅很容易檢驗到兩極產(chǎn)物，而且能很好觀察到電極附近溶液的變化，以及使用陽離子交換膜的效果。使學生有了更多的收獲。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的體積關系。在檢驗o2時將注射器倒立過來，將生成的氣體吸出，然后用帶火星的木條檢驗。（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)實驗的一體化設計一、實驗目的硝酸的性質(zhì)，是整個高中化學的重點之一。硝酸不僅具有酸的通性，又具有其特性，同時氮氧化合物尾氣能形成酸雨、對環(huán)境造成破壞，思考相關處理手段可以培養(yǎng)培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。其中銅與濃、稀硝酸反應實驗是探究硝酸具有強氧化性的重要實驗，也是高中課本中幾個典型的有毒實驗，條件所限，大部分學校演示該類實驗時均無通風環(huán)境

48、，往往一個老師要連續(xù)上多節(jié)該實驗課，泄漏的部分氣體對師生具有傷害作用。很多時候這些實驗現(xiàn)在被改為視頻教學，失去了實驗的即時性、趣味性和說服力。現(xiàn)在對這個實驗的改進也有很多，但大部分最后拆卸裝置時也會產(chǎn)生污染，不能完全滿足此類實驗的的節(jié)約、綠色環(huán)保等要求。因此我設計了一個可以“呼吸”的反應裝置，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，驗證部分氣體的性質(zhì)，并通過裝置的特殊設計吸收處理有毒氣體。二、實驗儀器及試劑實驗儀器和藥品：實驗儀器: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、實驗儀器的裝置圖（圖1）及組裝說明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）實圖展示：（反應器部分組裝后） （組裝好后的裝置） 四、實驗操作：1. 實驗前準備：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，同時把上部裝置連接好，注意不要把水壓入小玻璃瓶（反應器）。2. 用注射器（20 ml）加入濃硝酸，反應開始；小玻璃瓶中會立即產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液開始顯綠色。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，水中的導氣管放出氣泡，先快后慢。3. 拉動注射器（20 ml），促使水經(jīng)過三通管倒吸進入小玻璃瓶，使?jié)庀跛岜幌♂專^察溶液為藍色，同時產(chǎn)生無色氣體，說明稀硝酸也能與銅發(fā)生反應。4. 使用壓力球注入少量空氣，觀察氣體顏色變化，說明生成的氣體應為no。5. 繼續(xù)擠壓壓力球，注入空氣，同時抽動注射器，像呼吸一樣，復該操作數(shù)次，直至注射器及瓶中氣體為無色為止。此時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，證明反應后溶液最后為