選修4-課本實驗

1、?化學(xué)反響原理?教材實驗小結(jié)實驗2-1 18 頁按圖安裝兩套裝置，在錐形瓶各盛有2g鋅粒顆粒大小根本相同，通過分液漏斗分別參加 40mL 1mol/L和40mL 4mol/L的硫酸，比擬二者收集 10mL H2參加試劑反響時間/min反響速率/mL min-1mol/L H 2SO4mol/L H 2SQ對于鋅粒和硫酸的反響，測定反響速率的方法不止一種，如測量溶液中H+濃度的變化，測量鋅所用的時間。粒質(zhì)量的變化，甚至使用一些物理儀器測量溶液的電導(dǎo)變化、反響的熱量變化等，都可以比擬出二 者的反響速率的不同。實驗2-2 20 頁取兩支試管，各參加 4mL 0.01mol/L的KMnO溶液，然后向一

2、支試管中參加0.1mol/L H2C2C4 草酸溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間；向另一支試管中參加0.2mol/L H2C2C4溶液2mL，記錄溶液褪色所需時間。實驗中發(fā)生了如下反響：2KMnC+ 5H2C2C4 + 3H 2SQ = K2SQ + 2MnSC4 + lOCOzf + 8H2O1KMnO溶液的濃度不要大，否那么溶液顏色過重，需要草酸的量與褪色時間都要發(fā)生相應(yīng)變 化。配制成0.01 mol L -1比擬適宜。KMnO溶液要用硫酸酸化。2 為保證KMnO溶液的紫紅色徹底褪去，本實驗中草酸用量分別過量了1倍和3倍，可以調(diào) 整草酸用量，探求更好的實驗效果。2+3 實驗開始時溶液褪色

3、較慢，由于反響中生成的Mn具有催化作用，隨后褪色會加快。實驗2-3 21 頁取兩支試管各參加 5mL 0.01mol/L Na 2S2Q;另取兩支試管各參加 5mL 0.1mol/L H 2SQ;將四支試 管分成兩組各有一支盛有NqQQ和H2SQ的試管，一組放入冷水中，另一組放入熱水中，經(jīng)過一段時間后，分別混合并攪拌。記錄出現(xiàn)渾濁的時間。實驗中反響的化學(xué)方程式為：NstS2Q + HkSO = NaaSQ+ SO2 + S J + H 2O本實驗所用的冷水用自來水即可，假設(shè)用冰水混合物溫度更低，出現(xiàn)渾濁的時間更長，更利于比 較。為了便于比擬，使渾濁程度相同，可在試管背后做一個黑色標記，以其被遮

4、住為準。最好用體 育比賽用的秒表來連續(xù)計時。實驗2-4 22 頁實驗裝置如下列圖， 錐形瓶盛有10mL左右10%勺H2Q,雙孔塞上 插有短導(dǎo)管和漏斗，短導(dǎo)管里插有帶余燼的木條。開始時余燼沒有 明顯變化，經(jīng)漏斗向錐形瓶參加少量MnO后，試管中迅速產(chǎn)生大量氣泡，余燼復(fù)燃。MnO的催化反響，根據(jù)H2Q的濃度來調(diào)整木條余燼距離液面的高度，直接使用濃度較高的 30%H2O時，余燼距離液面遠些3 cm左右，否那么會因泡沫過多而使余燼熄滅。開頭帶余燼的木條懸在液面上沒有明顯變化說明HzQ沒有明顯分解，從漏斗參加MnO粉末后，立刻看到木條余燼復(fù)燃，說明瓶中有大量氣體逸出突顯了催化劑的作用。H2O2濃度較低時余

5、燼離液面應(yīng)近些2 cm左右，以免實驗現(xiàn)象不明顯。實驗時要把準備工作做好，當把帶余燼的木條放入錐型瓶時，要迅 速從漏斗撒入MnO粉末，不要讓余燼在瓶停留時間過長，以免煙多影響觀察?？茖W(xué)探究23頁1. 在2支大小相同的試管中，各裝入2mL約5%的H2O2溶液，分別滴入 1mL0.1 mol/L FeCb. 0.1mol/L CuSO4溶液注意：滴管懸空放在試管的上方，比擬H2Q分解速率。向5%的H.O2中滴入FeCla或CuSQ溶液時都有細小氣泡產(chǎn)生，滴入FeCla溶液產(chǎn)生的氣泡更快些，說明催化劑是有選擇性的。可以參考實驗2-1把本實驗變成一個定量實驗。2. 在2支大小相同的試管中，各裝入4mL0

6、.01 mol/L KMnO4溶液和2mL0.1 mol/LH 2C2Q;再向其中一只試管參加一粒黃豆粒大的MnSQ。記錄褪色時間。本實驗是實驗2-2的延續(xù)。由于MrT對KMnO的氧化作用有催化功能，所以參加MrT的試液中的顏色褪色明顯快些。反響機理可能如下：Mn四+Mnn 宀 Mn W+Mn川Mn何+Mnn 2MnIVMnV +Mnn 2Mn川Mn川與 C2O4-生成一系列絡(luò)合物，MnGO4、MnC2OO2-、MnC2O43-等，它們慢慢分解為 Mnn和CO。+2+-MnCO4 t Mn +CO+ CQ-2+Mn山+ CO? t Mn +CO總反響為：2MnO+5GQ-+16H t 2Mn

7、+5COf +8H2O3 .取2支大小相同的試管，各放入 5mL淀粉溶液和兩滴碘水。分別兩試管中參加1mL2mol/L硫酸，1mL唾液。震蕩.觀察催化效果。淀粉在酸的催化下可以水解生成葡萄糖H11O 幾盯H O nl 1.HjC >如果欲到達使淀粉水解完全的目的，需要很長時間；在淀粉溶液中參加碘水后，淀粉溶液變藍。 實驗時，把另一支試管中事先備好的唾液倒入淀粉和碘水的混合溶液中，稍加振蕩，藍色迅速褪去。 這是由于唾液中含有一種淀粉酶，它在很溫和的實驗條件下，具有很高的催化活性。本實驗進一步說明了催化劑有選擇性。實驗2-5 26 頁在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡：Cr2O7_ + H

8、2O -一 2CrO 4 _ + 2H ;為橙色，KaCrQ為黃色。取兩支試管各參加 5mL0.1mol/L aCrzO溶液，然后按下表步驟操作，觀察并記錄溶液顏色變化。步驟滴加310滴濃HzSQ滴加 1020 滴 6 mol/LNaOH&C2O7溶液K2C2O7是橙紅色晶體。為了使溶液的體積變化忽略不計，加酸和堿的濃度都要大些，以使參加量不多，且可防止生成 多酸?？梢栽诘稳胨嵊^察溶液顏色變化后，再滴入堿液，進行顏色比照。使學(xué)生留下清晰的印象。實驗2-6( 27 頁)向盛有5 mL 0.005mol/L FeCI 3溶液的試管中參加 5 mL O.OImol/LKSCN 溶液，溶液顯紅

9、色。在3+一、.這個反響體系中存在下述平衡：Fe + 3SCN 三Fe(SCN) 3 (紅色)。(1)將上述溶液均分置于兩支試管中；向其中一支試管中參加飽和FeCh溶液4滴，充分振蕩，觀察溶液顏色變化；向另一支試管滴加4滴1 moI/L KSCN溶液，觀察溶液顏色變化。(2)向上述兩支試管中各滴加O.OImol/LNaOH溶液35滴，觀察現(xiàn)象。編號12步驟(1)滴加飽和FeCb溶液滴加1 mol/L KSCN溶液現(xiàn)象步驟(2)滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液現(xiàn)象在0.005 mol/L的FeCI 3溶液中參加0.01 mol/L的KSCN溶液，振蕩，所得溶液的紅色較淺。本 實驗的關(guān)鍵是第一次獲

10、得的Fe(SCN) 3溶液濃度要小，然后滴加濃的FeCl3、KSCN溶液時才會有明顯的顏色變化。因為Fe(OH) 3的溶解度非常小，滴加NaOH溶液后發(fā)生反響 Fe3+3OH = Fe(OH) 3使溶液中的Fe3+濃度降低，混合液的顏色變淺。NaOH溶液不要參加過多，只要使溶液的紅色變淺即可。實驗2-7( 28 頁)NQ球浸泡在冰水、熱水中，觀察顏色變化。2NO(g) - - N 2Q(g) H = -56.9kJ/mol紅棕色無色實驗時，可把 NO的平衡球在熱水和冰水替進行浸泡，觀察顏色變化。實驗3-1( 40 頁)分別試驗等體積等濃度的鹽酸、醋酸溶液與等量鎂條的反響；并測這兩種酸的pH。1

11、mol/L HCl1mol/L CH 3COOH與鎂條反響的現(xiàn)象溶液的pH實驗中應(yīng)強調(diào)以下知識點：(1) HCl和CHCOO!都是電解質(zhì)，在水溶液中都能發(fā)生電離；(2 )鎂無論是與鹽酸還是醋酸反響，其實質(zhì)都是與溶液中的口反響；(3) 由于酸液濃度、溫度、體積均相同，且鎂條的量也相同，因此，實驗中影響反響速率的因 素只能是溶液中C(H+)的大小，通過對溶液 pH的測定也能證實這一點；(4) pH的實際意義是指溶液中 c(H+)的負對數(shù)，以利于學(xué)生對鹽酸中 HCI的完全電離有更為確 切的理解。據(jù)此，可通過實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：1由于鎂與鹽酸反響速率較大，說明同體積、同濃度的鹽酸比醋酸溶液中CH+大，并

12、由此推斷：在水溶液中， HCI易電離，CHCOOH較難電離；2 由于相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸比醋酸溶液的pH小，且鹽酸的物質(zhì)的量濃度與鹽酸中H濃度幾乎相等，說明溶液中HCI分子是完全電離，而 CHCOOH子只有局部電離。最終的實驗結(jié)論是：不同電解質(zhì)在水中的電離程度不一定相同。進而引出強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念：強電解質(zhì)在水分子作用下，能完全電離為離子的化合物如強酸、強堿和大多數(shù)鹽弱電解質(zhì)一一在水分子作用下，只有局部分子電離為離子的化合物如弱酸、弱堿等實驗3-2 42 頁向兩支分別盛有0.1mol/L醋酸和飽和硼酸溶液的試管中滴加等濃度NqCO溶液，觀察現(xiàn)象。硼酸在水中屬于可溶性物質(zhì)，在常溫下，飽和

13、硼酸溶液的濃度約為1 moI/L。實驗中，可先測飽和硼酸溶液的pH 約等于5，了解其弱酸性，再使其與NqCO溶液反響。科學(xué)探究54頁取少量 NaCI、NstCQ、NaHCO NHCI、NsbSQ、CHCOON、NH'SQ 的溶液，分別用 pH試紙檢驗酸堿性，并把鹽按照強酸強堿鹽、強酸弱堿鹽、強堿弱酸鹽分類。鹽溶液NaCINaCONaHCONHCINazSQCHCOONa(NH4) 2SQ酸堿性鹽類型分析上述實驗結(jié)果，歸納其與鹽的類型間的關(guān)系。鹽的類型強酸強堿鹽強酸弱堿鹽強堿弱酸鹽溶液的酸堿性科學(xué)探究：57頁通過實驗探究促進或抑制 FeCb水解的條件，了解影響鹽類水解程度的因素。1 .從

14、反響物性質(zhì)考慮，F(xiàn)eCb是否易發(fā)生水解？水解生成物是什么？寫出其水解反響的化學(xué)方程式？2.應(yīng)用平衡移動原理， 從反響條件考慮，影響FeCb水解的因素可能有哪些？參照下表設(shè)計.寫出實驗探究的步驟。序號可能影響因素實驗操作現(xiàn)象解釋或結(jié)論1.因FeCb屬于強酸弱堿鹽，生成的FeOH3是一種弱堿，并且難溶，所以FeCb易水解。其水解反響的化學(xué)方程式為：3LFe+ + 3H 20 7 Fe(OH) 3 +3K2. 影響FeCb水解的因素有：參加少量FeCb晶體，增大c(Fe3+);加水稀釋；參加少量鹽酸，增大c(H+);參加少量 NaF晶體，降低c(Fe3+);參加少量 NaHCO降低c(H+);升 高

15、溫度等。判斷上述水解平衡移動的方向依據(jù)有多種。一是平衡移動原理；二是可以通過溶液顏色深淺變 化作判斷(如加熱時，溶液顏色明顯變深，說明平衡是向水解方向移動)；三是通過溶液酸度變化(如參加少量FeCb晶體前后，測溶液pH變化)；四是觀察有無紅褐色沉淀析出(如參加少量NaHCO后，使Fe3+的水解程度趨向完全)。3. 通過實驗得出的主要結(jié)論有：Fe 3+的水解是一個可逆過程；水解平衡也是一個動態(tài)平衡；Fe3+的水解屬于吸熱反響；改變平衡的條件(如溫度、濃度等)，水解平衡就會發(fā)生移動；當 參加的物質(zhì)能與溶液中的離子結(jié)合成很難電離的弱電解質(zhì)，F(xiàn)e3+的水解程度就可能趨向完全。實驗3-3 : ( 63頁

16、)向3支盛有少量Mg(OHR沉淀的試管中分別滴加適量的蒸餾水鹽酸和氯化銨溶液，觀察并記錄 現(xiàn)象。實驗中的Mg(OH)2沉淀可以通過 MgCb溶液與NaOH溶液反響生成，然后通過過濾或離心機別離 獲得沉淀物。實驗中應(yīng)使用過量的NHCI濃溶液，并要注意充分振蕩，以加速Mg(OH)2的溶解。實際上，Mg(OH)2沉淀溶于NHCI溶液具有較大的可逆性。Mg(OH)2可以溶于NHCI溶液轉(zhuǎn)化成MgCb和NHHQ而MgCb溶液也能與氨水作用生成Mg(OH)2沉淀。原因是：Mg在溶液中開始沉淀的 pH為9.5，完全沉淀時的pH為11.0。雖然Mg(OH)z屬于難溶電解質(zhì)，但其溶解于水的局部足以使酚酞溶液變紅

17、。如果在該實驗中補充這個容，也可以幫助學(xué)生直觀認識到物質(zhì)的“不溶性是相對的。實驗現(xiàn)象如下表所示：酒加試劑現(xiàn)魚固體無期誡溶辭現(xiàn)焼 1祖速進詐實驗3-4 : ( 64頁)向盛有10滴0.1mol/L AgNO 3溶液的試管中滴加 0.1mol/L NaCl溶液，至不再有白色沉淀生成。 向其中滴加0.1mol/L KI溶液，觀察現(xiàn)象；再向其中滴加 0.1mol/L的NqS溶液，觀察現(xiàn)象。圍繞實驗3-4的討論，結(jié)合鹵化銀的轉(zhuǎn)化和硫化銀的生成，需要從溶解平衡移動的角度具體分析，例如：si'-! Ax 亠 Cl1I'童啟)盡管課程標準并不要求學(xué)生掌握“溶度積相關(guān)的計算，但為了便于學(xué)生在思考

18、與交流活動中能真正理解難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化的原理，可以考慮把相關(guān)溶度積常數(shù)作為信息提供應(yīng)學(xué)生，通過教師的輔助，使學(xué)生大致了解：雖然AgCI飽和溶液中cAg+很小，但 Agl的溶解度更小，所以能使溶液中cAg+降到更低，致使 AgCI的溶解平衡發(fā)生移動，最終會全部轉(zhuǎn)化為Agl。在完成上述分析之后，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生寫出相關(guān)反響的離子方程式：I - + AgCIs= Agls+ Cl -這有助于學(xué)生對難溶電解質(zhì)的轉(zhuǎn)化有一個比擬完整的理解。實驗3-5 : 64頁向盛有1mL O.1mol/L MgCI 2溶液的試管中滴加 12滴2mol/L NaOH溶液，有白色沉淀生成，再滴加2滴0.1mol/L FeCI 3溶

19、液，靜置。觀察現(xiàn)象。為加速MgOH»轉(zhuǎn)化成FeOH3,可在滴加FeCI3溶液之后充分振蕩，再靜置觀察。向仃色HhHBBI懵液有門卷機淀析出IT色汎淀上竹購口紅幌©譏泄折lliW械 1=尤包實驗4-1 71 頁裝置如下列圖，用一個充滿電解質(zhì)溶液的鹽橋，將置有鋅片的ZnSO溶液和置有銅片的CuSO溶液連接起來，然后將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接，并在中 間串聯(lián)一個電流表，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。取出鹽橋，又有什么現(xiàn)象發(fā)生？鹽橋通常是裝有飽和 KCI瓊脂溶膠的U形管，溶液不致流出來，但離子那么 可以在其中自由移動實驗前應(yīng)用砂紙將鋅片外表打磨，除去氧化膜，以便觀察到正常的電流強度由大到小的變化

20、情況。所用電解質(zhì)溶液的濃度一般控制在1 mol/L 。鹽橋的制作方法：方法1:取1g瓊脂置于燒杯中，參加 100 mL飽和KCI溶液，加熱，使瓊脂融化成糊狀，趁熱加 入U形管中，待冷卻后即可充當鹽橋。方法2：將KCI飽和溶液裝入 U形管，用棉花堵住管口即可。.I-!科學(xué)探究：72頁用不同金屬片制作原電池金屬片：Cu Ag、Zn、Fe、Al電解質(zhì)溶液：NaCI溶液實驗裝置如下列圖操作步驟：1 將用作正、負極的金屬片用砂紙打磨干凈銀電極可以自制, 通過銀鏡反響在一潔凈的小玻璃片上鍍上銀即可2 用導(dǎo)線分別將正、負極與靈敏電流計相連，將 4層濾紙夾在正極片與負極片之間，置于一塑 料方盒中可用盛裝過試紙

21、的空塑料盒，務(wù)必使兩極與濾紙緊貼在一起 ，再滴入食鹽水浸濕濾紙, 觀察現(xiàn)象。3 .按上述操作分別用Cu Ag 正極和 Zn、Fe、Al 負極組成原電池作實驗，觀察它們的差異。實驗4-2 79 頁戸3l|在U型管中注入CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極，把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的電極陽極附近。接通直流電源，觀察U型管的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。1 該實驗用25%勺CuCl2溶液呈亮綠色為宜， 如果溶液中所含溶質(zhì) 的質(zhì)量分數(shù)太大，通電后陰極區(qū)溶液往往會出現(xiàn)黑色， 這是由于被復(fù)原出來的 微小銅粒沒有沉積在碳棒上，而懸浮于溶液中的緣故。2電解所用電壓以 612 V為宜。3 碳棒的下端

22、平面邊緣應(yīng)磨得稍尖一些，以利于生成的氣體逸出。4濕潤的淀粉碘化鉀試紙顯藍色后就應(yīng)拿開，通氣時間過長，藍色反而會消失因會發(fā)生以 下反響：5Cl 2+I 2+6H2O = 2HIO3+10HCI。5該實驗也可以在小燒杯中進行，使兩電極相距23 cm平等插入CuCl2溶液，這樣可以使演示時間縮短，通電約 1 min即可觀察到陽極外表有氣泡逸出，約 3 min即可觀察到陰極外表有一 薄層紅色的銅?？茖W(xué)探究82頁設(shè)計一套電解飽和食鹽水的裝置并進行實驗?？梢苑抡战滩闹蠧uCl2溶液的電解裝置，仍用兩根石墨棒作電極，電解質(zhì)溶液改為飽和食鹽水，將電極與直流電源接通之后， 現(xiàn)象：陰極和陽極上均有氣泡放出。可以仿照教材中 CuCl2溶液的電解裝置圖 4-8 ，仍用兩根石墨棒作電極，電解質(zhì)溶液改為飽 和食鹽水，將電極與直流電源接通之后，即可見到陰極和陽極上均有氣泡放出。在陰極上產(chǎn)生的是 H,陽極上產(chǎn)生的是 Cl2，有刺鼻氣味，可使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{。陽極：2Cl-2e- = Cl 2f氧化反響陰極：2H+2e- =