中學(xué)化學(xué)課外實驗

1、中學(xué)化學(xué)課外實驗    冷脹熱縮的橡皮筋【原理】橡膠是一種高分子化合物，由大量異戊烯單元形成的鏈狀大分子組成。當(dāng)橡膠被拉長時，雜亂而糾纏在一起的鏈趨于平行，即排列得比較有秩序。它在收縮時，排列的混亂程度增大。自然界的物質(zhì)能自發(fā)地朝混亂度大的方向進(jìn)行，并吸收能量。對橡皮筋加熱，反而會使它縮短?！緶?zhǔn)備】取45根橡皮筋，以雙股圈結(jié)成一根橡皮筋繩，繩的一端掛在高處的掛鉤上，下端用鐵絲鉤子吊一些重物，使橡皮筋繩拉長到原來長度的三四倍。另準(zhǔn)備一個家用熱電吹風(fēng)?！静僮鳌吭谏鲜鱿鹌そ罾K的下端處放一個物件，作為高度的參照物，或在墻上貼一張標(biāo)簽作為參照。打開電吹風(fēng)，把熱風(fēng)上

2、上下下吹在橡皮筋繩上，逐漸加熱。片刻后橡皮筋繩不因受熱而增長，反而縮短，繩下端掛的重物被提上去，現(xiàn)象十分明顯。停止加熱，橡皮筋繩在重物作用下又慢慢伸長，直到復(fù)原。三色柱【原理】利用各種試劑的密度和溶解性的差異，可以在一支試管內(nèi)設(shè)計多種不同的三色柱。苯酚的密度是1.O71g/cm3，熔點是43，室溫下只能稍溶于水（水也只能稍溶于苯酚）。苯酚幾乎不溶于石油醚。利用苯酚的這些性質(zhì)，可以制成不會因振蕩而互溶的三色柱。【操作】取一支大試管，加入5g苯酚，用水浴使它熔化。再加入約5mL含碘化鉀和溴化鉀各為3的水溶液，再加入約5mL煤油，最后滴加約1mL氯水。這時試管里明顯地分成三層。激烈振蕩試管片刻，靜置

3、約半分鐘，試管內(nèi)的液柱仍分成三層，上層呈淺紫紅色，中層為黃色，底層呈紅棕色。再次振蕩，只要靜置片刻，仍會再次呈現(xiàn)明顯的三色柱?！菊f明】（1）在上述操作中，加入氯水是為了把水溶液里的碘離子、溴離子氧化成碘和溴。振蕩試管，使它們分別溶入不同的溶劑里，碘單質(zhì)難溶于苯酚，溴單質(zhì)難溶于煤油，碘溶于煤油中使煤油呈紫色，溴溶于苯酚使苯酚呈紅棕色。上述操作可以用來檢驗待測溶液中可能同時存在的溴離子和碘離子。（2）上述三色柱中的苯酚層，由于溶解一部分水而使該層的凝固點低于43，所以常溫下三色柱不會呈現(xiàn)固態(tài)。當(dāng)室溫過低時，苯酚液層會出現(xiàn)部分乳黃色的凍結(jié)層，這時三色柱就變成四色柱了。自制彩色鏡子【原理】平面鏡是由化

4、學(xué)鍍銀的方法，在平板玻璃表面沉積一層銀膜而制成的。它的化學(xué)原理是銀離子在有機(jī)物的還原性基團(tuán)作用下以金屬銀結(jié)晶析出。為了獲得細(xì)致光亮的銀膜，必須控制好銀的析出和沉積速度。普通鏡子的鏡面呈銀白色。制作鏡子時，在鏡面上析出少量銀（呈半透明狀），然后在銀膜上復(fù)涂一層彩色涂料，就得到彩色鏡子。選用透明的有色平面玻璃進(jìn)行通常的銀鏡反應(yīng)，能得到另一種彩色鏡子?！緶?zhǔn)備】（1）銀氨溶液的配制 在5硝酸銀溶液中逐滴加入濃氨水，直到產(chǎn)生的沉淀消失為止。再滴加10的氫氧化鈉溶液（每毫升硝酸銀加一滴氫氧化鈉溶液），再逐滴加入濃氨水，到沉淀再次消失為止。再用硝酸銀溶液回滴到溶液略顯渾濁為止。最后加入2倍體積的蒸餾水稀釋。

5、如改用桃膠的稀溶液稀釋，做成的彩色鏡質(zhì)量更好。（2）彩色透明聚氨酯的配制 取二甲苯和環(huán)己酮以14體積比混合作為溶劑。稱取溶劑質(zhì)量1/20的透明顏料加入溶劑中，不斷攪拌，直到完全溶解為止。把制得的透明顏料液慢慢加入到聚氨酯（商品名：清水685，是一種清漆）中，邊加邊攪拌，一直加到色度符合要求為止。【操作】方法一：可以用市場上買的藍(lán)色或茶色、紅色的玻璃片加工成彩色鏡子。（1）用軟棉布蘸取洗潔精反復(fù)擦洗玻璃板，再用水沖洗干凈。用軟棉布或干凈的黑板擦蘸取一些鐵紅粉（氧化鐵粉末）在玻璃板上反復(fù)擦洗，完全除去表面的污垢和油膩，最后用水反復(fù)沖洗，直到?jīng)]有紅色的鐵紅粉殘存，玻面上水膜均勻，不掛水珠。（2）用氯

6、化亞錫稀溶液沖洗23次，使玻璃板要鍍銀的地方都浸潤到，使它的表面敏化。然后用蒸餾水淋洗23次，除去氯離子。把清洗好的平板玻璃放在桌面或其他支架上，使玻璃保持水平，吸掉掛在邊緣上的水滴，但不能再觸及洗干凈的平面。（3）把銀氨溶液和4的酒石酸鈉鉀以11的體積比混合，立即小心傾倒在玻璃上（沒有酒石酸鈉鉀，可以用0.2mol/L葡萄糖溶液替代）。混合液的量可以根據(jù)制鏡面積計算，一般每平方分米需要混合液約30mL?；旌弦阂紳M玻璃表面并積存到一定厚度。（4）靜置約10分鐘（時間跟室溫有關(guān)，室溫越高，時間越短）后，傾去玻璃上殘留的試液，再用小流量的水仔細(xì)沖洗附有銀粒的表面。然后按操作（3）的方法，重復(fù)操作

7、12次。（5）拿起玻璃片，朝有光線的地方看，如果玻璃板已不呈透明狀即可。（6）用小流量的水小心淋去玻璃表面的殘余液。再使鏡面干燥（一定要完全干燥），最后用軟毛筆蘸取二甲苯稀釋的聚氨酯膠液小心涂在銀面上，待它干燥后，還可以鍍一層紅丹漆，作為銀鏡的保護(hù)層。方法二：用普通無色玻璃制作彩色鏡子（1）（4）的操作與上述方法一相同。（5）拿起玻璃朝有光線的地方看，如果銀面涂得均勻、完整，并且使玻璃呈半透明狀即可。再用上述方法小心清洗、干燥。（6）用軟毛筆把前面配好的彩色透明聚氨酯均勻涂在銀面上，干燥后即成。【說明】（1）決定制鏡質(zhì)量的因素除混合液的配比外，最重要的是玻璃的清洗，只要玻璃平整潔凈，就一定能制

8、成光亮、均一的銀鏡。（2）洗干凈的玻璃表面不能用手指去碰，手指接觸過的地方不易涂上銀面。（3）玻璃放置要保持水平，這樣可以保證鍍銀液分布均勻。（4）如果室溫過低（冬天），可用電吹風(fēng)微微加熱。（5）在涂聚氨酯或有色透明聚氨酯前，銀面一定要干燥，否則銀面易脫落。（6）銀氨溶液不能久存，以防轉(zhuǎn)變成雷酸銀（AgONC）或疊氮化銀（AgN3）引起爆炸。反應(yīng)后的混合溶液要及時處理，不能存放。（7）銀氨溶液和酒石酸鈉鉀溶液混合后，銀即開始析出，所以操作時應(yīng)計算混合液的用量，用多少就配制多少，以免造成浪費(fèi)。自制銅鏡【原理】酒石酸鈉鉀在氫氧化鈉存在下能跟硫酸銅生成配合物。這些化合物能被甲醛還原成金屬銅。【操作】

9、在培養(yǎng)皿內(nèi)制作銅鏡。（1）配制如下溶液：A液：稱取鉻酸酐（CrO3）1g，溶解于10mL60的硫酸中。B液：取0.2g氯化亞錫（SnCl2·2H2O），加入0.5mL濃鹽酸，再稀釋到10mL。C液：取10mL0.3硝酸銀溶液，滴加稀氨水到產(chǎn)生的渾濁消失，配成銀氨溶液。D（2）取一只培養(yǎng)皿，用去污粉擦洗干凈，再在清水中漂洗干凈。把A液傾入洗凈的培養(yǎng)皿中，靜置浸泡約15分鐘。室溫較低時要放在石棉網(wǎng)上微微加熱到6O。倒去洗液后用水洗凈并吹干。（3）把B液傾入已除去污垢和油膩的培養(yǎng)皿里保持23分鐘（起敏化作用），傾出B液后及時用蒸餾水淋洗23次（以后不能再用手觸摸內(nèi)壁）。最后一次淋洗要把水甩

10、干。（4）把C液傾入培養(yǎng)皿，再加入1mL3葡萄糖溶液，注意觀察。當(dāng)?shù)酌娉霈F(xiàn)一薄層淺棕色時，及時傾去溶液（玻璃表面鍍上一層半透明的銀膜），并迅速用水淋洗23次，烘干。（5）在D液里滴加12滴30甲醛溶液，再把D液傾入培養(yǎng)皿，溫度控制在3035，約3040分鐘可見有微量的氣泡生成，這在培養(yǎng)皿底部形成閃亮的銅鏡。（6）如需保存，傾去D液后用清水淋洗幾遍，烘干（或自然晾干），最后涂上紅丹漆作為保護(hù)層。【說明】培養(yǎng)皿一定要用氯化亞錫處理過，否則鍍不上銀膜。傾去氯化亞錫溶液后，一定要用水（最好用去離子水）淋洗幾遍，否則會影響鍍層的光亮度。鍍銀時間要根據(jù)實際情況決定（受溫度影響較大），銀膜層太薄太厚都不好。

11、用玻璃片替代培養(yǎng)皿制作銅鏡，方法和步驟相同，只是操作難一些。自制彩焰蠟燭【原理】彩焰蠟燭指點燃后的火焰能夠呈現(xiàn)紅、黃、綠、藍(lán)、紫、白等各種顏色的蠟燭。利用各種金屬鹽（如氯化銅、氯化鋰、氯化銻等）在焰色反應(yīng)中發(fā)出不同的顏色，把金屬鹽分別粘附在燭芯上或溶入蠟燭中。在點燃這些蠟燭時，就能產(chǎn)生各種色彩鮮艷的火焰。彩焰蠟燭最簡單的制作方法是：把能發(fā)色的金屬鹽和蠟熔融成一體，再倒入配有燭芯的模具中，待冷卻后就能使用。這種彩焰蠟燭制作簡單，但是發(fā)色效果不很理想。它火焰小，而且四周略帶有黃色。這種黃色火焰是石蠟和燭芯燃燒時的本色。為了消除這黃色火焰的干擾，可以用氨基甲酸乙酯或乙二酸酯等替代石蠟作主燃劑，燈芯上

12、添些氧化促進(jìn)劑。這樣處理后能使彩焰蠟燭發(fā)色鮮艷，火焰大而無雜色干擾。但是氨基甲酸乙酯等物質(zhì)的粘結(jié)性極差，沒有蠟燭那樣的硬度和強(qiáng)度，且極易變形，為此可添加些高級脂肪酸或高級脂肪醇，提高蠟燭的成形性和保形性。為了提高彩焰發(fā)色的質(zhì)量，一般把燭芯分為燃燒芯和發(fā)色芯，兩種芯分開制作，然后捻合在一起作為燭芯。燃燒芯跟普通燭芯的材料和功能相同。為了除去燃燒時產(chǎn)生的黃色焰，要添加一些氧化促進(jìn)劑（如白金、鈀、釩等元素的化合物或草木灰的浸泡液等）。發(fā)色芯是由普通的燭芯材料加上發(fā)色劑和氧化促進(jìn)劑制成。鈷、銅、鉀、鈉、鋰、銻、鈣、鋇、鍶等金屬的氯化物、氧化物、硝酸鹽、硬脂酸鹽等都能用作發(fā)色劑。為了固定住發(fā)色劑，發(fā)色芯

13、外層要涂一層樹脂液。所選樹脂液要求對焰芯發(fā)色沒有干擾，且能完全燃燒。一般選用水溶性樹脂液，如聚乙烯醇類等，也可用有機(jī)溶劑溶解的溶劑型樹脂液，如硝酸纖維素、聚乙烯或它們的共聚物等。用量宜少不宜多?！静僮鳌浚?）紫紅色彩焰燭的制備配制主燃劑按質(zhì)量比稱取94份氨基甲酸乙酯、5份硬脂酸、1份醋酸乙烯順丁烯二酸酐（1：1）共聚物。把這些原料混合后放在燒杯里待用。制備發(fā)色芯稱取12g氯化鋰溶于87mL水中，再加入0.1g聚乙烯醇，加熱到8085，使它溶解。另按質(zhì)量比稱取7份醋酸乙烯和乙烯（摩爾比1：3）的共聚物，溶于93份三氯乙烯中制成樹脂液。取20號棉線，浸在上述發(fā)色劑-氧化促進(jìn)劑液中，取出后在120下

14、干燥。如此反復(fù)操作3次，使附在棉線上的發(fā)色劑量約為2g/m。再用樹脂液浸漬處理1次，取出晾干即為發(fā)色芯。制備燃燒芯取約0.1g鉑觸媒粉撒入500mL水中，用30根20號棉線捻成紗芯，浸在含鉑觸媒粉的水中，浸透后取出晾干，即得到粘附有氧化促進(jìn)劑的燃燒芯。制作成品把發(fā)色芯以25mm一周的螺距纏繞在燃燒芯上，作為彩焰蠟燭的燭芯。纏繞時，發(fā)色芯的卷繞方向要跟燃燒芯的捻合方向相反，使兩者之間保持適當(dāng)?shù)拈g隙。取一段8mm（內(nèi)徑）×40mm的玻管，一端塞一只中央有小孔的塞子。使制得的彩燭芯穿過塞子中央的孔，再穿過玻管。在玻管的另一端用一枚大頭針系上該燭芯，并收緊固定，使?fàn)T芯通過玻管的中心線。燭芯固

15、定好后將主燃劑加熱到75，等它熔融攪勻后加入穿有燭芯的玻管內(nèi)（該玻管用作模具）。等冷卻固化后取出，即得彩焰燭成品。如果蠟燭難于取出，在模具四周微微加熱，就能輕易取出。這種彩焰燭的保形性和強(qiáng)度都比較好，燃燒、發(fā)色性也好，點燃后火焰呈鮮艷的紫紅色。（2）青綠色火焰燭的制備配制主燃劑按質(zhì)量比稱取95份氨基甲酸乙酯，4份硬脂酸，1份醋酸乙烯-丙烯酸甲酯（摩爾比是3：7）共聚物。把這些組成主燃劑的原料混合后放在燒杯里待用。制備發(fā)色芯稱取氯化銅35g，醋酸乙烯-乙烯（2：8摩爾比）共聚物1g，氯鉑酸5mg，把這些物質(zhì)溶在64g三氯乙烯溶劑中，配成發(fā)色劑-氧化促進(jìn)劑液。稱取5份質(zhì)量的硝酸纖維素溶于95份質(zhì)量

16、的醋酸乙烯中，用作涂覆用樹脂液。取0.02g/L的聚酯線在發(fā)色劑-氧化促進(jìn)劑液中浸潤片刻，取出晾干，再浸在涂覆樹脂液中片刻，取出晾干，即制得發(fā)色芯。制備燃燒芯用18根30號棉線捻成芯線，浸在濃度0.2g/L的鉑觸媒粉氧化促進(jìn)劑中（該鉑觸媒粉氧化促進(jìn)劑的配制方法同前），經(jīng)干燥后，再在52的氨基甲酸乙酯中浸漬一次，干燥后即為燃燒芯。制作成品把發(fā)色芯以40mm的螺距按前述的方法纏繞在燃燒芯上制得彩燭芯。然后用前述相同的方法制成彩焰燭。這種彩焰燭點燃時發(fā)出鮮艷的青綠色火焰。（3）彩焰蠟燭簡易制法簡易法的模具制作和主燃劑的灌注方法跟上述相同。不同之處在于簡易制法把發(fā)色劑通過酒精與主燃劑蜂蠟互溶一體。制作方法如下。紅色火焰燭把約13份體積的氯化鋰溶解在4份體積的乙醇中，在加熱時加入510份體積的蜂蠟，全部熔化后攪拌均勻倒入模具。冷卻后取出即可。綠色火焰燭把約2份體積的硝酸銅和1份體積的高氯酸鋇溶解在4份體積的乙醇中，再加入510份蜂蠟熔化混均后灌入模具，冷卻即成。藍(lán)色火焰燭把約13份體積的氯化