高中化學(xué) 第一單元 從實(shí)驗(yàn)走進(jìn)化學(xué) 1.1.2 藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)課件 新人教版選修6-新人教版高二選修6化學(xué)課件

1、第2 2課時(shí)藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)1.形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度,具有批判精神和創(chuàng)新意識(shí)。2.認(rèn)識(shí)反應(yīng)條件的控制在化學(xué)研究中的作用和意義,初步掌握控制反應(yīng)條件的一些方法。一二一、實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵對每一個(gè)具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)而言,控制好實(shí)驗(yàn)條件極為重要?？刂埔恍l件不變,研究某一因素對反應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)方法已經(jīng)成為最常用的一種科學(xué)方法?？刂茖?shí)驗(yàn)的條件可以從以下幾個(gè)方面來考慮:控制實(shí)驗(yàn)的外界條件,如溫度、壓強(qiáng)、濃度等;控制實(shí)驗(yàn)的操作方法,如操作的順序、操作的要點(diǎn)。一二二、藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)1.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(1)內(nèi)因:物質(zhì)的性質(zhì),這是化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素,因此,不同的化學(xué)反應(yīng)具有不同的反應(yīng)速率。(2)外因:濃度、溫度、壓

2、強(qiáng)、催化劑等外界條件。由于受這些外界條件的影響,同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在不同的外界條件下可能會(huì)有不同的化學(xué)反應(yīng)速率。2.藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)原理一二在堿性溶液中,藍(lán)色亞甲基藍(lán)很容易被葡萄糖還原為無色亞甲基白。振蕩此溶液時(shí),溶液與空氣的接觸面積增大,溶液中氧氣的溶解量就增多,氧氣把亞甲基白氧化為亞甲基藍(lán),溶液又呈藍(lán)色。當(dāng)瓶子靜置時(shí),有一部分溶解的氧氣逸出,溶液里葡萄糖所起的還原作用漸漸起主導(dǎo)作用,其顏色將由藍(lán)色變?yōu)闊o色。顏色可以重復(fù)變化,直到所有的葡萄糖都被氧化完畢或溶液內(nèi)的氧氣耗盡為止。本實(shí)驗(yàn)顏色變化是反應(yīng)體系交替發(fā)生還原與氧化反應(yīng)的結(jié)果。由藍(lán)色出現(xiàn)至變成無色所需要的時(shí)間是振蕩周期。振蕩周期的長短受反應(yīng)條件如溶

3、液的酸堿度、反應(yīng)物濃度和溫度等因素的顯著影響。一二3.實(shí)驗(yàn)步驟及記錄 一二一二一二一、藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.本實(shí)驗(yàn)主要探究了濃度、溫度以及溶液的堿性對葡萄糖還原亞甲基藍(lán)反應(yīng)的影響。要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟中的操作要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn),尤其是實(shí)驗(yàn)中使用的溶液一定要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)用品中的要求進(jìn)行配制。因?yàn)閬喖谆{(lán)濃度過高,將會(huì)使反應(yīng)溶液的顏色呈深藍(lán)色,并且振蕩后還原時(shí)間增長不易褪色。葡萄糖濃度過高可以加快亞甲基藍(lán)的還原反應(yīng),使褪色速率加大,但是也使亞甲基白不易返回藍(lán)色。NaOH溶液的濃度最好控制在30%左右,過稀,反應(yīng)速率太小;過濃,腐蝕性太強(qiáng),有潛在的安全問題。2.步驟2中,加入NaOH溶液后,振蕩變?yōu)樗{(lán)色,靜

4、置變?yōu)闊o色所需時(shí)間略長,所以需要耐心等待一會(huì)兒。在步驟3中,要求號(hào)試管中裝滿液體,使上部沒有空氣。一二3.振蕩錐形瓶中液體的方法要正確:用拇指、食指和中指拿住錐形瓶口,用手腕輕輕畫圈搖動(dòng)錐形瓶中的液體。4.實(shí)驗(yàn)的環(huán)境溫度不能過低,否則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能和預(yù)期的不同。在含有亞甲基藍(lán)和葡萄糖的錐形瓶中,加入30%的NaOH溶液后,振蕩靜置,若環(huán)境溫度較低時(shí),藍(lán)色需較長時(shí)間才能褪去,即第一次的振蕩周期較長,可以用溫水配制葡萄糖溶液,但水溫不宜超過30 。由于溫度升高,反應(yīng)速率加大,所以在40 的水浴中溶液的褪色速率加大,振蕩周期變短,這時(shí)操作計(jì)時(shí)器動(dòng)作要快速準(zhǔn)確。另外水浴加熱時(shí)溫度計(jì)應(yīng)放在水浴的中間位置,

5、控制溫度在40 左右。水浴的溫度不宜太高,否則振蕩的周期過短,不利于記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。5.振蕩過程中由于藍(lán)色并不是立刻全部褪去,所以必須振蕩至藍(lán)色完全褪去。認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對于振蕩周期的記錄要仔細(xì)。一二二、實(shí)驗(yàn)小結(jié)這是一個(gè)利用對比實(shí)驗(yàn)的方法來探究亞甲基藍(lán)被還原的條件的實(shí)驗(yàn)。通過觀察溶液顏色的變化來判斷改變外界條件對反應(yīng)速率的影響情況。實(shí)驗(yàn)中的步驟1和步驟2的目的是要對比探究溶液酸堿性對該反應(yīng)的影響。亞甲基藍(lán)與葡萄糖溶液混合,由于亞甲基藍(lán)在堿性條件下易被還原,所以開始溶液的藍(lán)色不易褪去。當(dāng)加入了2 mL 30% NaOH溶液后,振蕩、靜置,亞甲基藍(lán)被還原為無色亞甲基白;再次振蕩錐形瓶,亞甲基白與氧

6、氣接觸而被氧化,又生成藍(lán)色的亞甲基藍(lán)。如此重復(fù)操作,溶液交替出現(xiàn)藍(lán)色和無色。一二步驟3和步驟4中,通過改變反應(yīng)物氧氣或亞甲基藍(lán)的濃度來研究轉(zhuǎn)化速率大小。號(hào)試管中液體上部沒有空氣,所以振蕩后溶液不會(huì)變?yōu)樗{(lán)色。號(hào)試管中由于又滴加了兩滴亞甲基藍(lán),使得溶液中亞甲基藍(lán)的濃度增大,所以振蕩后溶液的藍(lán)色比號(hào)試管要深,且振蕩周期要短。步驟5中,研究溫度對該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的影響,溫度升高,反應(yīng)加快,所以振蕩周期變短。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)1 藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)【例題1】 藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:如圖所示,在250 mL錐形瓶中,依次加入2 g NaOH、100 mL H2O和3 g葡萄糖,攪拌溶解后,再加入35滴0.2%的亞

7、甲基藍(lán)溶液,振蕩混合液呈現(xiàn)藍(lán)色;塞緊橡皮塞(活塞a、b關(guān)閉),將溶液靜置,溶液變?yōu)闊o色;再打開瓶塞,振蕩,溶液又變?yōu)樗{(lán)色;再塞緊橡皮塞,將溶液靜置,溶液又變?yōu)闊o色。以上可重復(fù)多次。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2試回答下列問題:(1)某學(xué)生將起初配得的藍(lán)色溶液分裝在A、B兩支試管中(如上圖,A試管充滿溶液,B中有少量溶液),塞上橡皮塞靜置片刻,兩溶液均顯無色。若再同時(shí)振蕩A、B試管,能顯藍(lán)色的是 (填“A”或“B”);(2)若塞緊錐形瓶塞并打開活塞a、b,通入足量氫氣后,再關(guān)閉活塞a、b并振蕩,溶液能否由無色變?yōu)樗{(lán)色(填“能”或“不能”);若塞緊錐形瓶塞并打開a、b,通入足量氧氣,溶液能否由無色變?yōu)樗{(lán)色(填“

8、能”或“不能”);(3)上述轉(zhuǎn)化過程中,葡萄糖的作用是,亞甲基藍(lán)的作用是;(4)上述實(shí)驗(yàn)中葡萄糖也可用鮮橙汁(其中含豐富維生素C)代替,這是因?yàn)榫S生素C具有;知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2(5)該實(shí)驗(yàn)中操作能否無限次重復(fù)進(jìn)行(填“能”或“不能”),理由是。 解析:亞甲基藍(lán) 亞甲基白。顯然(1)由于A試管中充滿溶液,無氧化劑O2,故不能變?yōu)樗{(lán)色。(2)由于充入的是H2,也無氧化劑O2,不能變?yōu)樗{(lán)色;充入O2后則亞甲基白能被氧化而變?yōu)樗{(lán)色。(3)通過上述分析可知葡萄糖能還原亞甲基藍(lán),故作還原劑,亞甲基藍(lán)同時(shí)還作指示劑。(4)由于維生素C可代替葡萄糖,故具有還原性。(5)實(shí)驗(yàn)不能無限次進(jìn)行,因葡萄糖最終被耗盡。答

9、案:(1)B(2)不能能(3)還原劑氧化劑(或兼作指示劑)(4)較強(qiáng)的還原性(5)不能在重復(fù)多次后葡萄糖被完全消耗知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2點(diǎn)撥藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是利用了氧化還原反應(yīng)的原理使有色物質(zhì)的顏色發(fā)生改變。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)2 反應(yīng)條件的控制【例題2】 用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一:用不含F(xiàn)e3+的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加入稀硫酸和。 (2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用的方法。 (3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是:用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,

10、再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是。 知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2方法二:在如圖裝置中,用NaOH溶液、鐵屑、稀硫酸等試劑制備。(1)在試管里加入的試劑是。 (2)在試管里加入的試劑是。 (3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀,在試管和試管中加入試劑,打開止水夾,塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是 。 (4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時(shí)間保持白色,其理由是。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2解析:方法一中,(1)由于Fe2+具有較強(qiáng)的還原性,易被氧化為Fe3+,故在配好的溶液中常加一枚鐵釘或適量鐵屑以防止其被氧化;(2)由于氣體的溶解度隨溫度升高而迅速減小,故可用加熱的方法除去蒸餾水中溶解的O2;(3)空氣中含有大量的O2,為

11、防止生成的Fe(OH)2沉淀與空氣接觸,需將吸取NaOH溶液的滴管放到液面以下后再擠出。方法二中,(1)由所給試劑及裝置特點(diǎn)知,試管為封閉系統(tǒng),應(yīng)為產(chǎn)生H2并趕盡溶液中的空氣及液面上方空氣的裝置,故試管中加入的試劑為鐵屑和稀硫酸;(2)試管中加入的試劑為NaOH;(3)為確保實(shí)驗(yàn)在無氧狀態(tài)下進(jìn)行,必須把系統(tǒng)中的O2排除干凈,故接下來的操作應(yīng)為檢驗(yàn)試管出口處排出的氫氣純度,當(dāng)產(chǎn)生氫氣較純時(shí)再夾緊止水夾;(4)由于試管中產(chǎn)生的H2充滿了、兩支試管,外界空氣不易進(jìn)入,即Fe(OH)2是在H2形成的氣氛中產(chǎn)生的,故Fe(OH)2白色沉淀可保持較長的時(shí)間。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2答案:方法一:(1)鐵屑(2)煮

12、沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2方法二:(1)稀硫酸、鐵屑(2)NaOH溶液(3)檢驗(yàn)試管出口處排出的氫氣的純度。當(dāng)排出的H2純凈時(shí),再夾緊止水夾(4)試管中反應(yīng)生成的H2充滿了試管和試管,且外界空氣不容易進(jìn)入知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2點(diǎn)撥實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化亞鐵時(shí),由于Fe2+的還原性強(qiáng),所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)避免試劑中的少量氧氣或空氣中的氧氣將Fe2+氧化。其方法是:亞鐵鹽需新制(用足量鐵與稀硫酸反應(yīng)或還原氯化鐵溶液);將所用氫氧化鈉溶液煮沸以趕盡溶于其中的空氣(O2);使用長滴管吸入氫氧化鈉溶液后將滴管伸至硫酸亞鐵或氯化亞鐵溶液的液面以下,慢慢擠壓乳膠頭使氫氧化鈉與硫酸亞鐵或氯化亞鐵接觸;可以

13、利用液封來隔絕空氣,可選用的試劑應(yīng)與水互不相溶、密度比水小,不易與空氣發(fā)生作用,如苯、甲苯、植物油等有機(jī)試劑均可,其中植物油是無毒無害的液體,所以最佳試劑是植物油。1 2 3 41演示鐵在純氧中燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí),將鐵絲繞成螺旋狀,其主要目的是()A.提高鐵絲利用率B.提高反應(yīng)溫度C.增大反應(yīng)物的接觸面積D.使瓶底氧氣充分利用解析:做鐵在純氧中燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí),將鐵絲繞成螺旋狀,主要目的是增大反應(yīng)物的接觸面積,加大反應(yīng)速率。答案:C1 2 3 42下列藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn),振蕩周期最短的是() 解析:溫度高,反應(yīng)快,振蕩周期短,C、D兩項(xiàng)被排除;亞甲基藍(lán)濃度越高,振蕩周期越短,所以選B項(xiàng)。答案:B1 2 3 43同等條件下,在不同的糖溶液中加入亞甲基藍(lán)試劑,“振蕩靜置”,實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下:請回答下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。 (2)以葡萄糖為例說明亞甲基藍(lán)的變色原理是 。 1 2 3 4答案:(1)可溶性淀粉和蔗糖為非還原型糖,使用不同的還原型糖,亞甲基藍(lán)的振蕩周期不同(2)亞甲基藍(lán)(藍(lán)色、氧化態(tài))亞甲基白(無色、還原態(tài))1 2 3 44“藍(lán)瓶子”實(shí)驗(yàn)中的亞甲基藍(lán)溶液是一種氧化還原指示劑。試回答:(1)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)振蕩的周期與等因素有關(guān)。 (2)實(shí)驗(yàn)中需要記錄的“量”主要是,實(shí)驗(yàn)采用的研究方法是。 (3)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是。 解析:將葡萄糖的堿性溶液放在錐形瓶中,滴加亞甲基藍(lán)指示劑(藍(lán)色)