内容正文:
人教版化学必修第2册教材实验梳理
(2019年6月第1版,2024年7月浙江第9次印刷)
1、P3【实验5-1】——SO2水溶性实验
把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中,在水面下打开橡胶塞,观察试管内液面的上升。待液面高度不再明显变化时,在水下用橡胶塞塞紧试管口,取出试管,用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度(保留该溶液供实验5-2使用)
【解读】
(1)现象:液面迅速上升,pH试纸变红。
(2)结论:SO2易溶于水,SO2溶于水和H2O反应生成H2SO3。水溶液呈酸性。
(3)反应原理: SO2+H2OH2SO3 。
(4)注意:本实验用于验证二氧化硫在水中的溶解性和生成物亚硫酸的酸性。试管内液面上升,pH试纸测得溶液的pH小于7。二氧化硫易溶于水,使试管内气体压强减小,导致液面上升,同时生成了亚硫酸,使溶液显酸性。实验时试管内二氧化硫的纯度要高,否则实验现象不明显,可用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫;教材中检验生成的亚硫酸采用pH试纸而不用石蕊溶液,是为了保留产物做下面的二氧化硫的漂白性实验。
2、P4【实验5-2】——SO2漂白实验
用试管取2mL在实验5-1中得到的溶液,向其中滴入1-2滴品红溶液,振荡,观察溶液的颜色变化。然后加热试管,注意通风,再观察溶液的变化。
【解读】
(1)现象:振荡后溶液红色褪色,再加热溶液恢复红色。
(2)结论:SO2具有漂白作用,它能与某些有色物质生成不稳定的无色物质,这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来颜色,因此,SO2的漂白作用具有可逆性。
(3)SO2的用途:可以漂白纸浆、毛、丝。
(4)注意:实验探究二氧化硫的漂白性,要注意防止二氧化硫污染空气。振荡时,品红溶液褪色,加热后溶液恢复红色。二氧化硫与品红反应生成了无色物质,加热时无色物质分解,恢复为原来的颜色。品红的结构里有一个发色团,该发色团遇到亚硫酸后,生成不稳定的无色化合物,改变了发色团的结构。这种无色化合物不稳定,加热时,又生成发色团。其中涉及的一个方程式为:
需要注意实验用品红溶液的浓度不能太高,同时,二氧化硫不能漂白所有的有色物质。
3、P5——浓硫酸与蔗糖反应
【解读】
(1)现象:蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体
(2)化学反应:C12H22O1112C+11H2O C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(3)性质:浓硫酸表现脱水性、吸水性和强氧化性
(4)注意:浓硫酸可将许多有机化合物(尤其是糖类,如纤维素、蔗糖等)脱水。反应时,按水分子中氢、氧原子数的比(2:1)夺取这些有机物分子里的氢原子和氧原子。例如,浓硫酸与蔗糖混合时,主要起脱水作用,同时浓硫酸又使游离出来的炭氧化而生成二氧化碳,它自身被还原而生成二氧化硫,反应时放出的热使水分蒸发。这些作用使有机物脱水后生成的炭的体积膨胀,并呈疏松多孔状。
4、P5【实验5-3】——浓硫酸与铜的反应
在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管中加入2mL浓硫酸,塞好橡胶塞,使铜丝与浓硫酸接触。加热,将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中,观察实验现象。向外拉铜丝,终止反应。冷却后,将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一支试管里,观察溶液的颜色。
【解读】
(1)现象:加热前a试管中铜丝表面在浓硫酸中无现象;加热后,铜丝逐渐溶解,铜丝表面有气泡产生;b试管中的品红溶液逐渐变为无色;c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色。实验结束后将a试管里的溶液冷却后慢慢倒入水中,溶液变为蓝色。
(2)反应原理:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,浓硫酸具有酸性和强氧化性。
(3)注意:
①浓硫酸、二氧化硫、酒精灯都可能有安全隐患,使用时要规范操作,注意安全。
②此实验中铜丝内外相通是为了控制反应的发生和终止,连接装置时将铜丝插人凹槽或小孔后,可以涂上凡士林,并检验装置的气密性。
③此实验中浸有碱液的棉团的作用是除去尾气中的二氧化硫,防止空气污染。
5、P6【实验5-4】——硫酸根离子的检验
在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,然后各滴入几滴BaCl2溶液,观察现象。再分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象。从这个实验中你能得出什么结论?写出相关反应的离子方程式。(注意:BaCl2、Ba(OH)2等可溶性钡的化合物和BaCO3有毒!使用时须做好个人防护,相关废弃物应进行无害化处理)
【解读】
(1)现象1:三支试管中都生成了白色沉淀。
现象2:Na2CO3溶液中生成的白色沉淀全部溶解了,稀硫酸和Na2SO4溶液中生成的白色沉淀无变化。
(2)离子方程式:Ba2+ + CO32- = BaCO3↓ Ba2+ + SO₄2⁻ = Ba SO₄↓ CO32-+ 2H⁺ = H2O+CO2↑
(3)实验结论:先将溶液用盐酸酸化,以排除CO32- 、SO32—、Ag+等可能造成的干扰,然后加入BaCl2溶液来检验SO42-的存在。
6、P8【探究】——不同价态含硫物质的转化
(1)下图是人们总结的不同价态含硫元素的转化关系,请尽可能多地列举每种价态的硫元素所对应的物质,并根据硫元素化合价的变化,分析各种物质在氧化还原反应中表现氧化性还是还原性。
(2)从上述转化关系中选择你感兴趣的一种或几种,设计实验实现其转化,并填写下表。
(提示:常用的氧化剂有浓硫酸、Cl2、KMnO4等,还原剂有金属单质、H2、Na2S等)
转化目标
(价态变化)
转化前的含硫物质
选择试剂(氧化剂或还原剂)
转化后的含硫物质
预期现象
-2→0
(3)综合考虑实验安全和环境保护,选择一种实验方案进行实验。实验过程中及时观察和记录实验现象,并对其进行分析,通过推理得出结论,就你的结论和发现的问题与同学交流。
【解读】
(1)不同价态的含硫物质:
(2)不同价态含硫物质间实现转化的可能方案:
(3)根据以上方案,实施方案:
实验1:将还原铁粉和少量硫粉混合,置于陶土网上,用酒精灯加热,待反应开始时停止加热,观察现象。并用生成的FeS制取H2S,将其溶于水形成氢硫酸,备用。
实验2:进行浓硫酸与铜的反应,并将生成的气体溶于水,制取亚硫酸,备用。
实验3:向亚硫酸中滴加氢硫酸,观察现象。
实验4:向氢硫酸中滴加过氧化氢溶液,观察现象。
实验5:在燃烧匙中点燃少量硫粉(注意通风),观察现象。
实验6:向亚硫酸中滴加适量过氧化氢溶液,用pH试纸检验反应前后溶液的酸碱度,溶液的pH变小;向反应后的溶液中滴加稀盐酸无明显现象,再滴加氯化钡溶液,产生白色沉淀。
(4)根据上述实验探究,完成各物质间相互转化关系图:
7、P13【实验5-5】——二氧化氮溶于水的实验
如图5-10所示,在一支50mL的注射器里充入20mLNO,然后吸入5mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器,观察现象。打开弹簧夹,快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹,观察现象。振荡注射器,再观察现象。
【解读】
(1)现象:第一次振荡时,无明显现象;吸入空气后气体变为红棕色;再振荡后气体又变为无色,同时注射器的活塞向内移动。
(2)反应原理:NO为无色气体,难溶于水,吸入空气后,NO与O2反应生成NO2,NO2为红棕色气体,易溶于水。,NO2溶于水生成硝酸和NO,气体又变为无色,同时气体的总体积有所减小。
2NO+O2 = 2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO
(3)注意:该实验的目的是探究NO2与NO的相互转化,巧妙地使用注射器,方便灵活,微型环保。振荡后操作时要注意控制好吸入气体或液体的体积,实验结束时可以吸入过量空气,充分振荡后将液体注入烧杯,滴加紫色石蕊溶液,观察现象。在该实验中,当O2过量时,NO可以完全溶于水生成硝酸,故滴加紫色石蕊溶液后溶液变红色。
8、【P13实验5-6】——氨气的喷泉实验
如图5-11所示,在干燥的圆底烧瓶里充满NH3,用带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。打开弹簧夹,挤压滴管,使少量水进入烧瓶。观察并描述现象。分析出现这些现象的可能原因。
【解读】
(1)现象:打开止水夹,挤压滴管的胶头,烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,烧瓶内液体呈红色。
(2)结论:说明氨气极易溶于水,其水溶液呈碱性。
(3)反应原理:挤压胶头滴管,滴管里少量的水进入烧瓶,氨溶于其中,使烧瓶内气体压强减小,在大气压作用下,下方烧杯里的水被压入烧瓶,形成喷泉;由于氨水显碱性,导致酚酞溶液显红色。NH3+H2O NH3·H2O。
(4)注意:烧瓶内氨的纯度越高,实验效果越好,可将浓氨水滴加在适量生石灰中制取氨;装置的密封性要好;氨在烧瓶内保存时间不要太长,最好当天制取当天实验;连接装置时要迅速,以防空气进入烧瓶,影响实验效果;可将2~3mL浓氨水倒入圆底烧瓶用酒精灯微热,振荡后迅速塞上带有玻璃管的橡胶塞(注意通风),立即用于喷泉实验,效果较好。
9、P14【实验5-7】——铵根离子的检验
向盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热(注意通风),用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口。观察现象,分析现象产生的原因,写出反应的离子方程式。
【解读】
(1)现象:湿润的红色石蕊试纸变蓝
(2)反应原理: NH4++OH— = NH3↑+H2O
(3)注意:铵盐都能与碱反应生成氨,这是实验室检验铵根离子的存在和制取氨的化学原理。实验所用溶液的浓度宜大,体积宜小;有刺激性气味,操作时应注意通风,防止空气污染;根据这一原理,实验室可用铵盐与碱石灰反应制取氨。
10、P15【思考与讨论】——实验室制氨气
图5-13 为实验室制取氨的简易装置示意图。请仔细观察实验装置,思考如何检验试管中已收集满氨,如何吸收处理实验中多余的氨。
【解读】
(1)原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)装置:①发生装置:固体+固体气体。
②净化装置:通常用碱石灰干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
(3)收集方法:向下排空气法收集,试管口塞一团疏松的棉花团,目的是防止氨气与空气形成对流,以收集到较纯净的氨气。
(4)验满方法:
①方法一:用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近,若变蓝,说明已经收集满。
②方法二:用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟生成,说明已经收集满。
(5)尾气处理:多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸,常采用的装置有:
(6)注意:要求利用已经掌握的实验室制取氧气的方法,学习实验室制取氨的方法。根据化学反应原理,设计合理的操作步骤:①按装置图连接好装置;②检验装置的气密性;③添加药品;④加热制取气体;⑤用向下排空气法收集气体。在试管口放置干燥棉花是为了防止氨与空气对流而泄漏。当室内气温较低时,用普通玻璃试管,加热氯化铵与氢氧化钙制取氨,试管容易破裂。若用硫酸铵与碱石灰反应制取氨,可以降低试管破裂的可能性。注意装置图中反应物为NH4Cl和Ca(OH)2,试管口向下倾斜,收集氨气的试管摆放位置,导管插入位置,试管口放置棉花等细节。
11、P15【实验5-8】——硝酸与铜的反应
在橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸,用橡胶塞塞住试管口,使铜丝与硝酸接触,观察并比较实验现象。向上拉铜丝,终止反应。
【解读】
(1)现象:稀硝酸与铜反应缓慢,试管内开始产生少量无色气体,反应逐渐加快,气体在试管上部变为红棕色,溶液逐渐变蓝,铜丝逐渐变细。
浓硝酸与铜反应剧烈,试管内产生大量红棕色气体,溶液逐渐变绿,铜丝逐渐变细。
(2)实验结论:硝酸具有强氧化性。稀硝酸和浓硝酸都能氧化其他酸不能氧化的铜。铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体,铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体。
(3)反应原理:8HNO3(稀)+3Cu = 3Cu(NO3)2+2NO ↑ +4H2O
4HNO3(浓)+Cu = Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O
(4)注意:
①硝酸铜溶液显蓝色,当液中同时溶有较多NO2时,其混合溶液显绿色;
②硝酸有腐蚀性和挥发性,NO和NO2都有毒,实验时要注意防护和通风;
③选用1:2的稀硝酸反应,现象比较明显;
④为了便于观察气体的颜色,可以在试管背面用白纸衬托;
⑤观察时注意比较反应速率大小和生成气体的颜色;
⑥尾气处理注意不用防倒吸,反应原理为:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。
12、P29【实验活动4】——用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
【实验目的】
1.用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO42-。
2.熟练掌握溶解、过滤、蒸发等操作,认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用。
【实验用品】
天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、漏斗、滤纸、蒸发皿、坩埚钳、铁架台(带铁圈)、石棉网(或陶土网)、酒精灯、火柴。
粗盐、蒸馏水、0.1mol/LBaCl2溶液、20%NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、6mol/L盐酸、pH试纸。
【实验步骤】
1.用天平称取5.0g粗盐,放入100mL烧杯中,然后加入20mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使粗盐全部溶解,得到粗盐水。
2.向粗盐水中滴加过量的BaCl2溶液(约2-3mL),使SO42-与Ba2+完全反应生成BaSO4沉淀,将烧杯静置。
3.静置后,沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2-3滴BaCl2溶液。若溶液不出现浑浊,则表明SO42-已沉淀完全;若出现浑浊,则应继续滴加BaCl2溶液,直至SO42-沉淀完全。
4.向粗盐水中滴加过量的NaOH溶液(约0.25mL),使Mg2+与OH-完全反应生成Mg(OH)2沉淀;然后滴加过量的饱和Na2CO3溶液(约2-3mL),使Ca2+、Ba2+(请思考:Ba2+从哪里来的?)与CO32-完全反应生成沉淀。
5.用与第3步类似的方法分别检验Mg2+、Ca2+和Ba2+是否沉淀完全。
6.用烧杯静置,然后过滤,除去生成的不溶性杂质。
7.向所得滤液中滴加盐酸,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌。当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。
9.用坩埚钳将蒸发皿夹持到石棉网(或陶土网)上冷却,得到去除了杂质离子的精盐。
【问题和讨论】
1.本实验中加入试剂的顺序是什么?按照其他顺序加入试剂能否达到同样的目的?
2.为什么每次所加的试剂都要略微过量?第7步加入盐酸的目的是什么?
3.第6步和第7步的操作顺序能否颠倒?为什么?
【解读】
【问题和讨论】
1.本实验中加入试剂的顺序是什么?按照其他顺序加入试剂能否达到同样的目的?
【答】本实验中加入试剂的顺序是BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸。
按下列顺序加入试剂也可达到实验目的:
1 NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸;
②BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
在实际生产中,一般先除去较多的杂质,综合考虑试剂用量、成本和操作便利性等因素来设计方案。
2.为什么每次所加的试剂都要略微过量?第7步加入盐酸的目的是什么?
【答】所加试剂过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去。加入盐酸是为了除去滤液中过量的OH-和CO32-,并调节溶液的pH。。
3.第6步和第7步的操作顺序能否颠倒?为什么?
【答】不能。如先加盐酸,生成的Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3等又会溶解
4.粗盐水中加入氯化钡溶液使SO42-沉淀而除去,如何检验SO42-是否沉淀完全?
【答】静置后,沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2~3滴氯化钡溶液,若溶液不出现浑浊,说明SO42-已沉淀完全。
13、P30【实验活动5】——不同价态含硫物质的转化
【实验目的】
1.通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。
2.应用氧化还原反应原理实现不同价态含硫物质的转化。
【实验用品】
试管、天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、石棉网(或陶土网)、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。
浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、H2SO3溶液、平红溶液。
【实验步骤】
1.在两支试管中分别加入1mLNa2S溶液,向其中一支边振荡边滴加H2SO3溶液,另一支边振荡边滴加酸性KMnO4溶液,用浸NaOH溶液的棉团分别塞住两个试管口,观察并记录实验现象。
2.如下图所示连接仪器装置,向试管中加入1mL浓硫酸和一小块铜片,塞上带导管的单孔橡胶塞,加热,观察并记录实验现象。
3.将0.5g硫粉和1.0g铁粉均匀混合,放在石棉网(或陶土网)上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,观察并记录实验现象。
【问题和讨论】
1.在上述实验中,含硫物质中硫元素的价态发生了怎样的变化?
2.铁粉与硫粉在空气中混合燃烧时,可能发生哪些化学反应?
3.在实验过程中你遇到了哪些问题?你是如何解决的?
【解读】
1.在两支试管中分别加入1mLNa2S溶液,向其中一支边振荡边滴加H2SO3溶液,另一支边振荡边滴加酸性KMnO4溶液,用浸NaOH溶液的棉团分别塞住两个试管口,观察并记录实验现象。
(1)实验操作
(2)实验现象:甲:有淡黄色沉淀生成 乙:紫红色褪色,产生淡黄色沉淀。
(3)实验结论:S2-能被H2SO3、酸性KMnO4氧化生成单质S。
2.如下图所示连接仪器装置,向试管中加入1mL浓硫酸和一小块铜片,塞上带导管的单孔橡胶塞,加热,观察并记录实验现象。
(1)实验现象:A试管中有气泡生成,溶液变蓝色,铜片溶解,B试管中品红溶液褪色。
(2)浓硫酸和铜反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
3.将0.5g硫粉和1.0g铁粉均匀混合,放在石棉网(或陶土网)上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,观察并记录实验现象。
(1)实验装置及操作
(2)实验现象:混合物继续保持加热,最后生成黑色固体。
(3)硫粉和铁粉反应的方程式:Fe+SFeS。
【问题和讨论】
1.在上述实验中,含硫物质中硫元素的价态发生了怎样的变化?
【答】
转化前的含硫物质
转化后的含硫物质
价态变化
Na2S
S
-2→0
H2SO3
S
+4→0
H2SO4
SO2
+6→+4
S
FeS
0→-2
2.铁粉与硫粉在空气中混合燃烧时,可能发生哪些化学反应?
【答】 ①S+O2SO2 ②Fe+SFeS ③3Fe+2O2Fe3O4
3.在实验过程中你遇到了哪些问题?你是如何解决的?
【答】可能遇到的问题有:①SO2的污染问题;②浓硫酸与铜反应后装置内出现倒吸;③铁粉与硫粉不反应(铁粉过期失效);等等。
4.实验1中用浸有NaOH溶液的棉花团塞住试管口的作用是什么?
【答】 吸收实验过程中可能产生的有毒气体硫化氢和二氧化硫。
14、P32【实验6-1】——放热反应
在一支试管中加入2mL2mol/L盐酸,并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条,观察现象,并测量溶液温度的变化。
【解读】
(1)反应:Mg + 2HCl=MgCl2 + H2↑
(2)现象:镁条逐渐溶解,有气泡产生,温度计示数升高。
(3)结论:该反应为放出热量的化学反应。
(4)注意:镁条与稀盐酸反应速率快,热效应明显。一定要用试管夹或铁夹夹持试管,以免烫伤。而且盐酸的用量一定不能太多,防止反应过于剧烈使酸液冲出试管。
15、P33【实验6-2】——吸热反应
将20gBa(OH)2·8H2O晶体研细后与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌,闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯,用手触摸杯壁下部,试着用手拿起烧杯。观察现象。
【解读】
(1)现象:有刺激性气味气体产生;用手触摸烧杯壁,感觉很凉;木片上的水结成冰,木片与烧杯被冰粘在一起。
(2)反应:Ba(OH)2•8H2O + 2NH4Cl=BaCl2 + 2NH3↑ + 10H2O
(3)结论:该反应为吸收热量的化学反应。
(4)注意:实验旨在让学生感受吸热反应,烧杯壁下部冰凉,拿起烧杯时,烧杯与木板粘连在一起,反应吸收大量的热使烧杯与木片间的水凝结成冰的效果十分明显。本实验的药品用量不必十分严格,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的质量大约2:1即可。将晶体研碎,混合均匀,确保在短时间内发生反应是实验成功的关键。由于产生的氨具有刺激性气味,因此一定要及时用玻璃片盖上烧杯,并考虑对氨进行吸收处理。
16、P36【实验6-3】——原电池实验
(1)将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象。
(2)用导线连接锌片和铜片,观察、比较导线连接前后的现象。
(3)如图所示,用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表,观察电流表的指针是否偏转。
【解读】
(1)现象:(1)锌片上有气泡产生,铜片无现象;(2)用导线连接后,锌片逐渐溶解,铜片产生气泡;(3)电流表指针发生偏转。
(2)工作原理:负极:Zn -2e- = Zn2+ 正极:2H++2e- = H2 ↑ 总反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(3)注意:实验中使用的铜片面积要大一些,锌片面积可小些。锌片越纯越好,可以减少连接铜片后锌片上的气泡。有资料表明,室温下,使用3%~5%的稀硫酸,用较大表面积的“电解铜”(取细铜丝,再以硫酸铜溶液为电解液在其上镀一层铜)与较小表面积的锌片做电极,且两个电极之间的距离小于5cm,实验效果较好。
17、P37【探究】——简易电池的设计与制作
【目的】
根据原电池原理,设计和制作简易电池,体会原电池的构成要素。
【用品】
水果(苹果、柑橘或柠檬等),食盐水,滤纸,铜片、铁片、铝片等金属片,石墨棒,导线,小型用电器(发光二极管、电子音乐卡或小电动机等),电流表。
【实验】
(1)水果电池
参考图6-8所示水果电池,自选水果及相关用品,制作水果电池。
(2)简易电池
参考图6-9,制作简易电池,并试验和比较不同材料作电极的效果。
(3)设计演示原电池的趣味实验
利用发光二极管、电子音乐卡或小电动机等,设计一个演示原电池的趣味实验(如电压不足,可将几个电池串联起来)。
【问题和讨论】
(1)水果电池中,水果的作用是什么?
(2)通过比较不同材料作电极的简易电池,你是否发现电极材料的选择有一些值得注意的问题?请与同学交流你的经验。
(3)在以上实验中,电池不可或缺的构成部分有哪些?
【解读】探究的目的是在设计和制作简易电池的过程中,让学生体会原电池的构成要素。提出问题“形成一个原电池需要哪些要素”之后,先请学生根据教材【实验6-3】的原电池模型进行猜想与假设。然后分小组设计实验方案,并用表格的形式展示各小组同学的设计思路;通过小组之间交流和讨论比较评价方案的优劣。此环节中,教师要强调科学探究过程中“控制变量”进行对比的思想,使学生养成科学的态度,学会科学研究方法。最后再让学生带着明确的问题和清晰的思路进行实验操作。实验过程中,要求学生及时记录实验现象,鼓励学生提出有价值的问题。“问题与讨论”中原电池的构成要素不要让学生仅仅就本探究实验形成绝对化的结论,如“一定要有两个活泼性不同的金属电极”等,要为后面燃料电池中相同的电极材料及其他情况留有余地。可以简单概括为,一般要有一个自发的氧化还原反应,有电极材料,形成闭合回路等。
18、P43【探究】——影响化学反应速率的因素
【问题】
我们已经知道催化剂可以影响化学反应速率,此外,还有哪些反应条件会影响化学反应的速率?
【假设】
影响化学反应速率的因素可能有反应温度、反应物浓度等。
【用品】
5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、试管夹、烧杯。
【实验】
(1)反应温度的影响
在两支大小相同的试管中均加入2mL5%H2O2溶液,同时滴入2滴1mol/LFeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中,另一支试管放入盛有热水的烧杯中,观察现象并进行对比。
不同温度环境
实验现象
冷水
热水
(2)反应物浓度的影响
利用实验室提供的用品,设计实验方案并提请教师审阅,待教师同意后进行实验(提示:探究某影响因素时,需保持其他条件因素相同)
步骤:_________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
记录:
【结论】
影响因素
如何影响
催化剂
催化剂可以改变化学反应速率
【问题和讨论】
影响化学反应速率的因素可能有哪些?请选择其中一个因素,设计实验验证方案,与同学交流。
【解读】
【实验】
(1)反应温度的影响
现象:热水中生成气泡的速率更快。
结论:当其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大;低温度,化学反应速率减小。
(2)反应物浓度的影响
现象:加入1 mol/L盐酸的试管中生成气泡的速率更快。
结论:当其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大;降低反应物浓度,化学反应速率减小。
注意:首先提出问题:“除了催化剂,还有哪些反应条件会影响化学反应的速率?”强调科学探究总是始于问题。然后进行猜想与假设。一定要提醒学生,猜想不是瞎想,它需要建立在已有知识与经验的基础之上。如根据已有知识“铁与浓盐酸比与稀盐酸反应快”或生活经验“加热可以使反应变快”等进行合理猜想:反应温度和反应物的浓度可能会影响化学反应速率。接下来设计实验方案,这是探究最主要的环节。教材示例了探究“反应温度的影响”的设计方案,让学生自行设计方案探究“反应物浓度的影响”。建议教师结合“方法导引”栏目,引导学生学习“变量控制”的方法,分析在反应温度影响的设计中是如何控制变量的,再让学生进行设计并相互交流。进行实验时,教材的呈现方式提醒学生要及时记录操作步骤、相关的实验现象以及获得的结论。这些都是探究过程中必不可少的环节,是良好实验素养的体现。最后一步的“问题与讨论”给学生留下了进一步思考的空间,供学有余力的学生继续探究。总之,为了落实学科核心素养中的“科学探究与创新意识”,教师一定要利用好教材中的每-个探究活动,注重实验思维的培养。19、P56【实验活动6】——化学能转化为电能
【实验目的】
1.理解氧化还原反应在化学能转变成电能过程中的作用,体会化学的价值。
2.认识原电池的构成要素及其作用。
【实验用品】
烧杯、导线、电流表。
锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。
【实验步骤】
1.电极材料的实验
(1)用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接,使锌片与铜片接触。观察电流表指针是否发生偏转;用石墨代替铜片进行上述实验。解释所观察到的现象。
电极材料
电流表指针是否发生偏转
解释
锌片、铜片
锌片、石墨棒
(2)将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里,观察现象;再插入铜片,观察现象;取出铜片,插入石墨棒,观察现象。
电极材料
实验现象
解释
锌片
锌片、铜片
锌片、石墨棒
2.原电池实验
如下表所示,选择不同的电极材料,以及稀硫酸、导线和电流表,组装原电池,试验其能否产生电流,并作出解释。
电极材料
实验现象
解释
锌片、铜片
锌片、石墨棒
铜片、石墨棒
【问题和讨论】
1.根据以上试验,说明原电池的工作原理和构成要素,以及组装原电池的操作注意事项。
2.能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片?为什么?
【解读】
实验过程中,教师要强调科学探究过程中“控制变量”的思想方法,严格要求学生及时记录实验现象,鼓励学生发现并提出有价值的问题,促进学生深度思维的发展,培养其良好的实验素养。实验过程中应注意以下几点:(1)注意电流表的量程和正确的连接方式,以免将电流表烧坏;(2)更换实验组之前要冲洗电极,以免由于不当操作得出错误结论;(3)锌片不要一直插在硫酸中,避免过度消耗,防止锌片不纯导致生成更多的有刺激性气味的污染性气体。对于原电池的构成要素,一定不要让学生仅就本实验活动涉及的装置形成绝对化的结论,要为燃料电池中相同的电极材料等其他情况留有余地。可以简单概括为有一个自发的氧化还原反应,有电极,形成闭合回路,等等。
20、P57【实验活动7】——化学反应速率的影响因素
【实验目的】
1.体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。
2.理解改变反应条件可以调控化学反应的速率。
【实验原理】
1.硫代硫酸钠与硫酸的反应
硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫:
Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊,比较浑浊现象出现所需时间的长短,可以判断该反应的快慢。在不同浓度和温度条件下分别进行上述反应,并比较其反应快慢,可以看出反应物浓度和温度对该反应速率的影响。
2.过氧化氢分解会产生氧气,在有或无催化剂存在下进行对比实验,通过观察氧气产生的快慢可以看出催化剂对该反应速率的影响。
【实验用品】
烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、药匙、秒表。
0.1mol/L Na2S2O3溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、10% H2SO4溶液、1mol/LFeCl3溶液、MnO2粉末、蒸馏水。
【实验步骤】
1.浓度对化学反应速率的影响
取两支大小相同的试管,分别加入2mL和1mL0.1mol/L Na2S2O3溶液,向盛有1mL Na2S2O3溶液的试管中加入1mL蒸馏水,摇匀。再同时向上述两支试管中加入2mL0.1 mol/L H2SO4溶液,振荡。观察,比较两支试管中出现浑浊的快慢。
实验编号
加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL
加入水的体积/mL
加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL
出现浑浊所用时间/s
1
2
0
2
2
1
1
2
2.温度对化学反应速率的影响
取两支大小相同的试管,各加入2mL0.1mol/L Na2S2O3溶液,分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。同时向上述两支试管中加入2mL0.1 mol/L H2SO4溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢。
实验编号
加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL
加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL
水浴温度/℃
出现浑浊所用时间/s
1
2
2
2
2
2
3.催化剂对化学反应速率的影响
向三支大小相同的试管中各加入2mL10%H2O2溶液,再向其中的两支试管中分别加入少量MnO2粉末和2滴1mol/LFeCl3溶液。观察,比较三支试管中气泡出现的快慢。
【问题和讨论】
在通常情况下,铁与冷水或热水都不发生反应,但红热的铁与水蒸气则可发生反应,生成Fe3O4和H2。试从反应条件的角度思考并解释这一事实。
【解读】
体会之所以选择这两个反应体系,一是因为它们有明显的验现象,如溶液出现浑浊、产生气泡;二是因为反应快慢适中,便于观察和记录。接着认真观察教材呈现的两个表格,分析实验步骤是否会理,每一步操作有何意图,相关变量如何控制,还能采取什么方法进行方案设计。这个过程是个对学生进行思维训练的过程,是一个帮助学生内化思路方法的科学理性过程。接下来的实验过程就可以保证学生头脑清醒、有条不紊地游行规范操作,有意识地记录实验现象,检验自己的预测是否合理,并思考哪些证据支撑了自己的预测,证据与结论之间存在怎样的逻辑关联。这种安排不仅使学生锻炼了动手操作能力,更发展了其进行深度思维的能力;使学生不仅知其然,而且知其所以然,从而有效避免了单纯地“照方抓药”和漫无目的地走过场,使实验真正成为科学探究的一种手段。由于采用了对比实验,操作时应注意反应物的用量尽可能相同,试管规格也要相同。尽量保证两支试管中的试剂同时发生反应,这样比较溶液出现浑浊的先后才科学合理。温度对铁与水反应的影响至关重要,升高到一定温度可以加快该反应的速率,观察到较为明显的实验现象。
21、P64【实验7-1】——甲烷的取代反应
取两支试管,均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4和半试管Cl2,分别用铁架台固定好(如图7-8)。将其中一支试管用铝箔套上。另一支试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。静置,比较两支试管内的现象。
【解读】
(1)现象:①光照时,试管内的混合气颜色逐渐变浅,原因是反应过程中氯气逐渐被消耗。②试管壁上有油珠,而且油珠会向下滑落并沉入水底,原因是反应生成的有机化合物中有不溶于水且密度比水大的液体,如二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。③在一定条件下,可能观察到试管中有白雾,原因是反应生成的HC1溶于水形成了小液滴。④试管中液面逐渐上升,主要原因是随着气体的反应,试管内气体的压强逐渐减小。⑤水槽中有固体析出。⑥反应过程相对缓慢,这是有机反应的特点之一。
(2)结论:CH4与Cl2需在光照条件下发生化学反应。
(3)反应原理:CH4+Cl2→CH3Cl+HCl(一氯代物);CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl(二氯代物);
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl(三氯代物);CHCl3+Cl2→CCl4+HCl(四氯代物)
(4)产物性质:水溶性:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水;
状态:常温下除CH3Cl是气体,其余三种均为液体。
(5)注意:实验中也可以控制甲烷和氯气的体积比为1:4,可在倒置于饱和NaCl溶液的水槽中用100mL量筒先后收集20mL甲烷和80mL氯气备用。另外,光照不能过于强烈,避免强烈日光直接照射可能导致的爆炸。
22、P67【实验7-2】——乙烯的氧化反应
(1)点燃纯净的乙烯,观察燃烧时的现象。
(2)将乙烯通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中,观察现象。
【解读】
(1)点燃纯净的乙烯,观察燃烧时的现象。
现象:乙烯在空气中燃烧、火焰明亮且伴有黑烟,生成二氧化碳和水,同时放出大量热。
反应:
注意:由于乙烯中碳的质量分数(85.7%)较高,因此会有黑烟产生,而甲烷(碳的质量分数为75%)的燃烧般没有黑烟。
(2)将乙烯通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中,观察现象。
现象:酸性高锰酸钾溶液紫色褪去。
原因:乙烯被酸性高锰酸钾氧化。
注意:甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明甲烷比乙烯稳定,不能与高锰酸钾反应。对比乙烯和甲烷的结构,说明乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化与其分子中的碳碳双键(官能团)有关。
23、P68【实验7-3】——乙烯的加成反应
将乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中,观察现象。
【解读】
(1)现象:乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
(2)反应原理:CH2=CH2 + Br2→CH2BrCH2Br,该反应为加成反应。
(3)注意:对比实验中,甲烷不能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明乙烯能与溴发生加成反应,而甲烷不能与溴发生反应。对比乙烯和甲烷的结构,进一步说明乙烯与溴的加成反应与其分子中的碳碳双键(官能团)有关。
24、P77【实验7-4】——乙醇与钠反应
在盛有少量无水乙醇的试管中,加入一小块新切的、用滤纸吸干表面煤油的钠,在试管口迅速塞上带尖嘴导管的橡胶塞,用小试管收集气体并检验其纯度,然后点燃,再将干燥的小烧杯罩在火焰上。待烧杯壁上出现液滴后,迅速倒转烧杯,向其中加入少量澄清石灰水。观察现象,并与前面做过的水与钠反应的实验现象进行比较。
【解读】
(1)现象:钠先沉入无水乙醇的底部(这是因为钠的密度比乙醇的大),表面有气泡产生(这是钠与乙醇反应生成的氢气),慢慢消失,随后钠会逐渐浮到液面上来(这是因为钠表面的氢气泡产生了浮力),最后钠会逐渐消失,反应终止。放出的气体可在空气中安静地燃烧,火焰呈淡蓝色;干燥烧杯内壁有水珠,加入澄清石灰水无明显现象。
(2)结论:金属钠置换了乙醇中羟基上的氢,生成氢气和乙醇钠,发生置换反应。
2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2↑
(3)注意:①乙醇与钠的反应是放热的,实验中能感觉到试管壁发热。②由于放出的氢气中含有少量乙醇蒸气,而且使用了玻璃尖嘴导管,因此点燃氢气并不能产生淡蓝色火焰,而是火焰呈黄色。同时,氢气与少量乙醇蒸气一起燃烧,可能会影响燃烧产物的检验,如果相关实验出现异常现象,可以进行合理解释。
25、P78【实验7-5】——乙醇的催化氧化
向试管中加入少量乙醇,取一根铜丝,下端绕成螺旋状,在酒精灯上灼烧后插入乙醇,反复几次。注意观察反应现象,小心地闻试管中液体产生的气味。
【解读】
(1)实验现象:在酒精灯上加热时铜丝由红色变黑,插入乙醇后铜丝又由黑变红色。,试管中液体有刺激性气味。
(2)反应原理:2Cu+O22CuO (铜丝由红变黑)
(铜丝由黑变红)
(3)结论:乙醇在加热和催化剂(Cu或Ag)存在的条件下,被空气中的氧气氧化成乙醛。
(4)总反应:
(5)注意:将表面变黑的铜丝灼热后立即插入盛有无水乙醇的试管中,可以看到乙醇沸腾、铜丝表面恢复红亮。由于反应放热,乙醇的沸腾会持续一段时间。注意试管中的无水乙醇不要加得过多,并且要防止试管过热而烫伤手。
26、P80【实验7-6】——酯化反应
在一支试管中加入3mL乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL乙酸,再加入几片碎瓷片。连接好装置,用酒精灯小心加热。待产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上(如图7-22),观察现象。
【解读】
(1)现象:分层,饱和Na2CO3溶液的液面上有无色透明的油状液体生成,且能闻到香味。
(2)结论:①乙酸与乙醇在浓H2SO4存在且加热的条件下,反应生成了不溶于水的物质。
②化学方程式:CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O
③该酯化反应规律:酸脱羟基,醇脱氢。
(3)注意事项:
①试剂加入的顺序:乙醇——浓硫酸——乙酸,向一支大试管中加入3mL无水乙醇、然后沿试管内壁慢慢加入2mL浓硫酸,振荡试管使液体混合均匀。浓硫酸溶于乙醇会明显放热,因此要稍冷却后再加入2mL冰醋酸,防止因温度过高在没有安装好仪器之前就发生醋化反应,导致乙酸乙酯挥发。不能先加浓硫酸,否则会导致液体飞溅造成安全事故。
②大试管中要放入几片碎瓷片,防止加热时产生暴沸。
③安装好仪器后开始加热时,先使试管均匀受热,然后再固定加热位置。保持酒精灯小火加热,温度不宜过高,否则浓硫酸会使有机物炭化。同时减少乙醇、乙酸的挥发。
④左边的导管兼导气和冷凝的作用,右边试管中的导气管不伸入饱和Na2CO3溶液中,以防止发生倒吸。
⑤不用NaOH而用饱和Na2CO3的原因是:NaOH的碱性太强,促使生成的乙酸乙酯水解。
⑥浓硫酸的作用:催化剂,加快反应速率;吸水剂,提高乙酸乙酯的产率。
⑦饱和Na2CO3溶液的作用:实际上,乙酸乙酯中除含有乙酸外,还含有挥发性比乙酸更强的乙醇,而且乙酸乙酯在水中有一定溶解度。因此饱和碳酸钠溶液主要有以下4点作用:中和乙酸,溶解乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,提高水溶液的密度以加速乙酸乙酯与水溶液的分层。
⑧饱和碳酸钠溶液中可加入两滴酚酞溶液,便于观察液面。待收集到约2mL油状液体时,即可停止加热。根据液体分层,且油状液体在碳酸钠溶液上面,可初步判断乙酸乙酯不与水混溶且密度比水的小。
⑨振荡收集乙酸乙酯的试管,可观察到有气泡产生,说明乙酸乙酯中含有乙酸杂质。振荡后静置,液面重新分层,可以闻到上层油状液体有特殊香味。说明乙酸乙酯是不与水混溶、密比水的小、有香味的液体。⑩鉴别乙酸乙酯、乙醇、乙酸的方法:加入饱和Na2CO3溶液,现象分别是液体分层、液体不分层、产生气泡。
27、P84【实验7-7】——葡萄糖的检验
(1)在试管中加入2mL10%NaOH溶液,滴加5滴5%CuSO4溶液,得到新制的Cu(OH)2。再加入2mL10%葡萄糖溶液,加热,观察现象。
【解读】
(1)现象:向试管中加入2mL 10%NaOH溶液,再滴入5滴5%CuSO,溶液,产生蓝色沉淀,加入2mL10%葡萄糖溶液,得到深蓝色的澄清透明溶液(这是由于葡萄糖与Cu2+形成了配合物。),加热后生成砖红色沉淀。
(2)结论:葡萄糖具有还原性,能被新制Cu(OH)2悬浊液氧化为砖红色沉淀Cu2O
(3)注意: Cu(OH)2悬浊液应现用现配,配制时应使NaOH溶液过量,保证溶液呈碱性。
(2)在洁净的试管中加入1mL2%AgNO3溶液,然后一边振荡试管,一边逐滴加入2%稀氨水,直至最初产生的沉淀恰好溶解为止,得到银氨溶液。再加入1mL10%葡萄糖溶液,振荡,然后放在水浴中加热,观察现象。
【解读】
(1)现象:向洁净的试管中加入1mL 2% AgNO3溶液,滴加2%稀氨水,先观察到有土黄色沉淀产生这是生成的氢氧化银(白色)和其部分分解产生的氧化银(棕色)。继续滴加氨水至沉淀刚好解,得到无色透明的银氨溶液。向上述银氨溶液中加入1mL10% 葡萄糖溶液,振荡均匀后放到热水浴(约80℃为宜)中加热。几分钟后可观察到试管壁上产生了光亮的银镜。
(2)结论:葡萄糖可以将银氨溶液中的银元素还原为单质银。
(3)注意:
①配制银氨溶液时,应先向试管中加入硝酸银溶液,然后逐滴加入稀氨水,边加边振荡,直到生成的白色沉淀刚好消失,保证溶液呈碱性;且须现用现制,陈放的硝酸银溶液不容易形成好的银镜。
②通常用水浴加热,以便受热均匀在试管内壁形成银镜。
28、P84【实验7-8】——淀粉的检验
(1)回忆生物课中学习的检验淀粉的方法。将碘溶液滴到一片馒头或土豆片上,观察现象。
(2)在试管中加入0.5g淀粉和4mL2mol/LH2SO4溶液,加热。待溶液冷却后向其中加入NaOH溶液,将溶液调至碱性,再加入少量新制的Cu(OH)2,加热。观察并解释实验现象。
【解读】
(1)现象:实验现象1:淀粉遇碘变蓝
实验现象2:加热后生成砖红色沉淀。
(2)实验结论:淀粉水解生成的葡萄糖,与新制的Cu(OH)2共热生成氧化亚铜(Cu2O)
(3)反应原理:(C6H+nH2O
(4)稀H2SO4作用:催化剂
(5)氢氧化钠溶液的作用: 水解后的溶液显酸性,加氢氧化钠使溶液的pH>7,防止在酸性条件下,硫酸和氢氧化钠生成硫酸铜,而使新制氢氧化铜失效。
(6)注意:
①淀粉的检验:方案一:按照教材中的方法,将碘水滴到馒头或土豆片上,可观察到淀粉与碘反应显蓝色说明馒头或土豆中含有淀粉。方案二:取淀粉溶液,滴加碘水,得到蓝色溶液。注意淀粉溶液需要用新配制的,并且经过加热溶解;碘水不能加过量,否则显示的可能是棕色。如果淀粉或碘的浓度较大,得到的蓝色较深,不易观察出试管内是沉淀还是溶液。可以进行适当稀释,方便观察。
②淀粉的水解:在试管中加入淀粉(或淀粉溶液)和稀硫酸,加热几分钟(最好是水浴加热)。冷却后的液可分为两份,一份加入几滴碘水,不显蓝色,说明淀粉已完全水解;另一份加入NaOH溶液中和、再加入新制氢氧化铜,加热,可观察到砖红色沉淀,说明淀粉水解产生了葡萄糖。也可以不冷却,趁热先加入几滴硫酸铜溶液,再滴加NaOH溶液至碱性,即可观察到砖红色沉淀。
29、P86【实验7-9】——蛋白质的性质
(1)向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴醋酸铅溶液,观察现象。
(2)向盛有鸡蛋清溶液的试管中滴入几滴浓硝酸,加热,观察现象。
(3)在酒精灯的火焰上分别灼烧一小段头发和丝织品,小心地闻气味。
【解读】
(1)向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴醋酸铅溶液,观察现象。
现象:生成白色沉淀,加水不溶解。
结论:蛋白质遇重金属盐变性,蛋白质变性是不可逆过程。
(2)向盛有鸡蛋清溶液的试管中滴入几滴浓硝酸,加热,观察现象。
现象:蛋白质溶液遇浓硝酸变黄色。该沉淀加入蒸馏水后不能再溶解。
结论:浓硝酸可使某些蛋白质溶液变黄色----可用来鉴别蛋白质
(3)在酒精灯的火焰上分别灼烧一小段头发和丝织品,小心地闻气味。
现象:可闻到烧焦羽毛的特殊气味。
结论:灼烧蛋白质可闻到烧焦羽毛的特殊气味----可用来鉴别蛋白质和合成纤维。
30、P95【实验活动8】——搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
【实验目的】
1.加深对有机化合物分子结构的认识。
2.初步了解使用模型研究物质结构的方法。
【实验用品】
分子结构模型(或橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签等代用品)。
【实验步骤】
1.填写下表,并搭建甲烷分子的球棍模型。
甲烷
分子式
结构式
结构特点
2.填写下表,并搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型,比较三者的空间结构。
乙烷
乙烯
乙烯
分子式
结构式
分子式
结构式
分子式
结构式
结构特点
结构特点
结构特点
【问题和讨论】
1.通过以上有机物分子球棍模型的搭建,归纳碳原子的成键特征和各类烃分子中的化学键类型。
2.根据二氯甲烷的结构式推测其是否有同分异构体,并通过搭建球棍模型进行验证,体会结构式与分子空间结构之间的关系。
3.分子中含有4个碳原子的烃可能有多少种结构?尝试用球棍模型进行探究。
【解读】
31、P96【实验活动9】——乙醇、乙酸的主要性质
【实验目的】
1.通过实验加深对乙醇、乙酸主要性质的认识。
2.初步了解有机化合物的制备方法。
3.提高实验设计能力,体会实验设计在科学探究中的应用。
【实验用品】
试管、试管夹、量筒、胶头滴管、玻璃导管、乳胶管、橡胶塞、铁架台、试管架、酒精灯、火柴、碎瓷片。
乙醇、乙酸、饱和Na2CO3溶液、浓硫酸、铜丝。设计实验所需其他用品:________________。
【实验步骤】
1.乙醇的性质
(1)向试管中加入少量乙醇,观察其状态,闻其气味。
(2)设计实验,验证乙醇的燃烧产物。
(3)向试管中加入少量乙醇,把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰上加热,使铜丝表面生成一薄层黑色的CuO,立即将其插入盛有乙醇的试管中,这样反复操作几次。注意小心地闻生成物的气味,并观察铜丝表面的变化。
2.乙酸的性质
(1)向试管中加入少量乙酸,观察其状态,小心地闻其气味。
(2)设计实验,证明乙酸具有酸的通性,并比较乙酸与碳酸的酸性强弱。
(3)在一支试管中加入2mL乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入0.5mL浓硫酸和2mL乙酸,再加入几片碎瓷片。在另一支试管中加入3mL饱和Na2CO3溶液,按图7-22所示把装置连接好。用小火加热试管里的混合物,产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的上方约0.5cm处,注意观察该试管内的变化。取下盛有饱和Na2CO3溶液的试管,并停止加热。振荡盛有饱和Na2CO3溶液的试管,静置,待溶液分层后,观察上层的油状液体,并注意闻气味。
【问题和讨论】
1.在乙醇氧化生成乙醛的实验中,加热铜丝及将它插入乙醇里的操作为什么要反复进行几次?
2.在制取乙酸乙酯的实验中,浓硫酸和饱和Na2CO3溶液各起什么作用?在实验过程中,盛有饱和Na2CO3溶液的试管内发生了哪些变化?请解释相关现象。
3.写出实验过程中有关反应的化学方程式。
【解读】
1.乙醇的性质
(1)向试管中加入少量乙醇,观察其状态,闻其气味。
现象:颜色状态:无色透明的液体;气味:特殊的香味。
(2)设计实验,验证乙醇的燃烧产物。
乙醇在空气中燃烧 : C2H5OH+3O2 2CO2 +3H2O
操作:①在燃烧的酒精火焰上,罩上冷而干燥的烧杯,看到杯壁上出现雾状,这种雾状就是生成的水.马上将烧杯倒置过来,倒入澄清的石灰水,振荡,石灰水变浑浊,说明燃烧的产物是二氧化碳。
②将生成物通过无水硫酸铜(白色)再通过澄清石灰水,无水硫酸铜由白色变蓝,有水生成.澄清石灰水变浑浊,有二氧化碳生成。
(3)向试管中加入少量乙醇,把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰上加热,使铜丝表面生成一薄层黑色的CuO,立即将其插入盛有乙醇的试管中,这样反复操作几次。注意小心地闻生成物的气味,并观察铜丝表面的变化。
反应原理:2 Cu + O22CuO , CH3CH2OH+ CuO Cu+ CH3CHO+H2O
实验现象:a.铜丝红色→黑色→红色反复变化; b.在试管口可以闻到刺激性气味。
2.乙酸的性质
(1)向试管中加入少量乙酸,观察其状态,小心地闻其气味。
现象:颜色状态:无色液体 气味:有强烈刺激性气味
注意:家里的食醋是因为加入了其他物质,导致有颜色。
(2)设计实验,证明乙酸具有酸的通性,并比较乙酸与碳酸的酸性强弱。
方法:①弱酸性:原理CH3COOHCH3COO-+H+
检验方法:取少量乙酸溶液,滴入两滴紫色石蕊试液,使紫色石蕊试液变红。
②和金属反应:Mg+2CH3COOH = (CH3COO)2Mg+H2↑
检验方法:取一段镁条,插入乙酸溶液,观察有气泡产生,检测是氢气
③和碱反应:NaOH+ CH3COOH ==CH3COONa+H2O
检验方法:取5ml氢氧化钠溶液,加入5ml的醋酸溶液,然后用手感知试管壁的变化,试管壁变热,说明两者发生反应。
④和盐反应:CaCO3+ 2CH3COOH = (CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑
检验方法:取几块石灰石,加入5ml的醋酸溶液,观察是否有气泡产生。
⑤和金属氧化物:CuO+ 2CH3COOH = (CH3COO)2Cu + H2O
检验方法:加入氧化铜,观察是否溶解
⑥由反应CaCO3+2CH3COOH==(CH3COO)2Ca+ H2O+CO2↑根据强酸制取弱酸的原理,醋酸酸性大于碳酸。
(3)在一支试管中加入2mL乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入0.5mL浓硫酸和2mL乙酸,再加入几片碎瓷片。在另一支试管中加入3mL饱和Na2CO3溶液,按图7-22所示把装置连接好。用小火加热试管里的混合物,产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的上方约0.5cm处,注意观察该试管内的变化。取下盛有饱和Na2CO3溶液的试管,并停止加热。振荡盛有饱和Na2CO3溶液的试管,静置,待溶液分层后,观察上层的油状液体,并注意闻气味。
实验现象:饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的油状液体,两者分层,并可闻到香味。
酯化反应反应机理:
酯化反应定义:酸跟醇起作用,生成酯和水的反应
实质:酸脱羟基、醇去氢(羟基上的),酯化反应属于取代反应。
【问题和讨论】
1.在乙醇氧化生成乙醛的实验中,加热铜丝及将它插入乙醇里的操作为什么要反复进行几次?
【答】热铜丝插入一次,反应生成的乙醛量很少,多次操作可增加生成乙醛的量,提高乙浓度,便于在后续实验中闻到乙醛的气味。
2.在制取乙酸乙酯的实验中,浓硫酸和饱和Na2CO3溶液各起什么作用?在实验过程中,盛有饱和Na2CO3溶液的试管内发生了哪些变化?请解释相关现象。
【答】①浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂。
②饱和Na2CO3溶液的4个作用:中和乙酸,溶解乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,提高水溶液的密度以加速乙酸乙酯与水溶液的分层。实验过程中,饱和碳酸钠溶液的液面上逐渐形成一层无色油状液体,原因是乙酸乙不与水混溶且密度比水的小。反应后振荡试管,有气泡放出,原因是乙酸乙中含有的乙酸杂质与碳酸钠反应放出二氧化碳。静置后再次分层,上层的无色透明液体是除去乙酸、乙醇杂质后的乙酸乙酯。
3.写出实验过程中有关反应的化学方程式。
【答】
乙醇的燃烧 : C2H5OH+3O2 2CO2 +3H2O
乙醇的催化氧化 :
乙酸比碳酸的酸性强:
乙酸乙酯的制备:
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