高中化学实验一点通

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1、高二十九班 研究性学习课题高中化学实验一点通,成员： 刘子豪（组长） 张凯（组长） 卢铭 汝煜麟 张桢 袁铮 穆全修 宋鸽 万一鸣 岳一涵,课题目的： 通过亲自实践获得实验操作的具体步骤，以此来指导许多对化学实验感到迷茫的同学，以激发更多同学对化学学科的热情。课题内容： 以我们课题组成员的实际操作和从网上搜集整理获得比较具体的部分高中实验的操作步骤及注意事项。课题意义： 激起更多同学对化学学科的热情，并同时提升我们的实验能力。课题不足： 限于时间与经历，故列举的实验有限。,实验目录,课内实验： 1.镁，铝（活泼金属）的性质 2.卤素的性质 3.氢氧化铁胶体的性质 4.蛋白质的性质课外趣味实验：

2、 5.三色柱实验 6.示温涂料 7.水中花园,课内实验,1.镁，铝（活泼金属）的性质： 药品： 铝片，镁条，稀硫酸，浓硝酸，稀盐酸，氢氧化钠溶液，氧化铁，氯酸钾，氯化镁 溶液，氯化铝溶液 仪器： 试管若干，铁架台，滤纸，胶头滴管，细沙，研钵 实验操作： 铝的性质：取4个干净试管，分别加入等大的铝片。向4个试管中依次倒入等量的稀硫酸，浓硝酸，稀盐酸，氢氧化钠溶液。除了浓硝酸，其他的试管中都会有气体放出。,铝热反应：依照如图示组装好实验装置，然后点燃镁条迅速插到滤纸内，然后迅速离开装置。,铝，镁氢氧化物的性质： 向两个试管中分别加入氯化铝和氯化镁溶液，后向两个试管中加入氢氧化钠溶液直至均出现大量沉

3、淀。将得到的氢氧化镁平均倒入两个试管中，氢氧化铝悬浊液平均倒入两个试管中。向两个氢氧化镁试管中分别倒入稀硫酸和氢氧化钠溶液，向两个氢氧化铝试管中也分别倒入稀硫酸和氢氧化钠溶液。氢氧化镁，但氢氧化铝均溶于酸，但只有氢氧化铝溶于强碱。,注意事项： 1.实验中用到强酸强碱，使用时应注意防腐蚀 2.铝的性质实验中向试管中加酸，碱，以刚盖过铝片为宜 3.铝热反应放大量热，并伴有强光，实验时应戴上防护眼镜并在点燃后远离装置,2.卤素的性质,仪器和药品 托盘天平，量筒（100mL），烧结玻璃漏斗，吸滤瓶，试管（大，小），烧杯（500mL，300 mL，50 mL），蒸馏瓶（250 mL），分液漏斗（100

4、mL），干燥管（安全管），铅皿，表面皿，玻片，铁锤。 KI，KBr，BaCl2，MnO2，KMnO4，CaF2，KClO3，硫粉，石蜡（以上皆固体）；KBr（0.1molL-1），KI（0.1molL-1，0.01molL-1），Na2S2O3（0.1molL-1），NaHSO3（0.1molL-1），KIO3（0.1molL-1），MnSO4(0.1molL-1)，H2SO4（浓，3molL-1），HCl(浓)，NaOH(6molL-1)，KOH(30%)，氯水，溴水，碘水，硫化氢水，CCl4，品红溶液，淀粉溶液，醋酸铅试纸，碘化钾-淀粉试纸，冰，玻璃丝。 步骤： 一、卤素的氧化性 1、卤素

5、的置换次序 （1）在一支小试管中加入3滴0.1molL-1KBr溶液，5滴CCl4，再滴加氯水，边滴边振荡，观察CCl4层呈现橙色或橙红色。（Br2溶于苯或CCl4中，浓度小时呈橙黄色，浓度大时呈橙红色）。 （2）在一支小试管中加入3滴0.1molL-1KI溶液，5滴CCl4，再滴加氯水，边滴边振荡，观察CCl4层呈现紫红色（I2溶于苯或CCl4中呈紫红色，溶于水中呈红棕色或黄棕色）。 （3） 在一支小试管中加入3滴0.1molL-1KI溶液，5滴CCl4，再滴加溴水，边滴边振荡，观察CCl4层的颜色。 根据以上实验结果，比较卤素氧化性的相对大小。写出有关的反应式。 2、碘的氧化性 取2支试管

6、，各加碘水数滴，然后分别滴加（新配制的）0.1molL-1Na2S2O3和硫化氢水，观察现象。反应式。 I2 + 2S2O32- =2I- + S4O62- I2 + H2S = 2HI + S 3、氯水对溴，碘离子混合溶液的氧化顺序 在试管中加入1mL 0.1 molL-1KBr 溶液和1滴0.01 molL-1KI 溶液，再加入0.5mLCCL4。逐滴加氯水，每加1滴氯水，即振荡一次试管，并仔细观察CCL4层先后出现不同颜色的现象。 开始时氯将碘离子氧化而将析出I2，而使CCl4层呈现红紫色。继续滴加氯水，I2又进一步被氧化为无色的HIO3，因而红紫色消失，再滴加氯水时便出现溴的橙黄色，写

7、出反应式。 二、负一价卤素离子的还原性 1、往盛有少量(黄豆大小，下同)KI固体的试管中加入0.5mL(约10滴,下同）浓硫酸，观察反应产物的颜色和状态。把湿的醋酸铅试纸放在管口以检验气体产物。反应式如下： 8KI + 9H2SO4 = 8KHSO4+ H2S+4I2+4H2O H2S+ Pb(Ac)2 = PbS(黑) + 2HAc 2、往盛有少量KBr固体的试管中加入0.5mL浓硫酸，观察反应产物的颜色和状态。把湿的碘化钾淀粉试纸放在管口以检验气体产物。反应式： 2KBr+3H2SO4=2KHSO4+SO2+Br2+4H2O Br2+2KI=I2+2KBr 3、往盛有少量NaCl固体的试管

8、(用试管夹夹住)中加入0.5mL浓硫酸，观察反应产物的颜色和状态。把湿的碘化钾淀粉试纸放在管口以检验气体产物。然后再用玻璃棒蘸些浓NH3H2O移进管口，有何现象？写出反应式。 4、往盛有少量NaCl和 MnO2固体混合物的试管中加入1mL浓H2SO4，稍稍加热，观察现象。从气体的颜色和气味来判断反应产物。写出反应方程式。 比较上面四个实验的产物，说明碘、溴、氯离子的还原性的相对强弱。,操作方法： 用烧杯盛20mL蒸馏水，加热至沸腾，然后滴加饱和氯化铁溶液12mL，继续煮沸；直至溶液变成红褐色，停止加热。 实验现象： 胶体呈红褐色、透明的液体。,氢氧化铁胶体的制备： 药品：氯化铁溶液，蒸馏水 仪

9、器：铁架台，酒精灯，试管，胶头滴管,3.氢氧化铁胶体的性质,丁达尔现象：用激光灯照射氢氧化铁胶体,氢氧化铁胶体的聚沉： 药品：新制氢氧化铁胶体，硫酸镁，硫酸钠等盐溶液 仪器：试管，胶头滴管 步骤：把氢氧化铁胶体倒入试管，后向试管中滴加盐溶液，发现胶体浑浊，胶体在电解质作用下发生聚沉。,注意：制备氢氧化铁时，加热时试管不能对人！,药品，仪器：酒精灯、漏斗、滤纸、玻棒、烧杯。 棉线(或棉布)、毛线(或毛料、蚕丝)、饱和硫酸铵(或硫酸钠、氯化钠)溶液、新鲜鸡蛋、氢氧化钠溶液(20)、浓硝酸(69)、硫酸铜饱和溶液、甲醛溶液(40)、醋酸铅溶液。 原理：蛋白质的结构非常复杂。在蛋白质的水溶液中，加入浓

10、的无机盐溶液，可使蛋白质从溶液中析出。蛋白质在热、重金属盐等作用下能发生凝固。蛋白质可跟许多试剂发生颜色反应。 准备：在新鲜鸡蛋两端的蛋壳上各钻一个小洞，把蛋白滤在烧杯里，加适量蒸馏水稀释，用玻棒搅和，即成蛋白质溶液。 操作： 1.蛋白质的灼烧 把棉线和毛线分别放在火焰上灼烧，棉线的主要成分是纤维素，灼烧时没有气味，最后留下一些白色的灰。毛线的主要成分是蛋白质，灼烧时会发出“咝咝”的声音，并卷缩成团，有烧焦羽毛的臭味。 2.蛋白质的盐析 在一个试管里加入2毫升蛋白质溶液，再慢慢地加入2毫升饱和硫酸铵溶液，摇匀，即见有白色絮状的蛋白质析出，使液体变得浑浊。这就是蛋白质的盐析。把这种浑浊液倒一些在

11、另一个盛有蒸馏水的试管里，用力振荡，溶液又变为澄清。这说明蛋白质的盐析是可逆的。 3.蛋白质受热凝固 在一个试管里，加入2毫升蛋白质溶液，加热，可以观察到蛋白质凝成絮状。把絮状蛋白质取出一些放在水里，可从看到它不能再溶解了。 4.重金属盐对蛋白质的凝固作用 取两个试管，各加34毫升蛋白质溶液，分别滴入几滴饱和硫酸铜溶液和醋酸铅溶液，振荡试管，前一个试管里有蓝色沉淀析出，后一个试管里有白色沉淀析出，这是蛋白质跟铜盐和铅盐作用生成难溶于水的化合物，这个反应过程是不可逆的。 5.蛋白质的显色反应 在试管里加入蛋白质溶液2毫升(如果用未稀释的鸡蛋白液体更好)，加浓硝酸0.5毫升，振荡，然后在火焰上加热

12、煮佛，溶液和沉淀都变成黄色。冷却后加入过量的氨水或20的氢氧化钠溶液，黄色转变成棕黄色。再酸化，又变为黄色。这个反应称为黄蛋白反应。注意事项：重金属盐沉淀蛋白质是不可逆的，然而由于沉淀被吸附在沉淀粒子上的离子所解吸，结果能溶在过量的沉淀剂中，饱和硫酸铜、醋酸铅溶液等就是如此。,4.蛋白质的性质,课外兴趣实验,6.三色柱实验 药品：苯酚，碘化钾，溴化钾，煤油，氯水步骤：取一支大试管，加入5g苯酚，用水浴使它熔化。再加入约5mL含碘化钾和溴化钾各为3的水溶液，再加入约5mL煤油，最后滴加约1mL氯水。这时试管里明显地分成三层。激烈振荡试管片刻，静置约半分钟，试管内的液柱仍分成三层，上层呈浅紫红色，

13、中层为黄色，底层呈红棕色。再次振荡，只要静置片刻，仍会再次呈现明显的三色柱 。 注意事项：（1）在上述操作中，加入氯水是为了把水溶液里的碘离子、溴离子氧化成碘和溴。振荡试管，使它们分别溶入不同的溶剂里，碘单质难溶于苯酚，溴单质难溶于煤油，碘溶于煤油中使煤油呈紫色，溴溶于苯酚使苯酚呈红棕色。上述操作可以用来检验待测溶液中可能同时存在的溴离子和碘离子。 （2）上述三色柱中的苯酚层，由于溶解一部分水而使该层的凝固点低于43，所以常温下三色柱不会呈现固态。当室温过低时，苯酚液层会出现部分乳黄色的冻结层，这时三色柱就变成四色柱了。,原理：四碘合汞酸银（Ag2HgI4）是黄色粉状物质，它的结构为四方晶系。

14、它在常温下呈黄色，加热到40以上时，结构转为立方晶系，外观呈橙色。四碘合汞酸铜（CuHgI4）是红色粉状物质，常温下的结构为四方晶系，外观呈红色，加热到71以上，结构也转为立方晶系，外观呈棕黑色。用这两种原料配制成的涂料，能在不同温度下反复显示不同的颜色，因此叫示温涂料。四碘合汞酸银和四碘合汞酸铜在实验室里的制取过程和变色条件可以用下面的简式表示。 操作： （1）称取2g硝酸汞，溶于40mL水中。另取4.5g碘化钾，溶于另40mL水中。把少量碘化钾溶液加入到硝酸汞溶液中，稍加搅拌，有橙色的沉淀（HgI2）生成。继续加入碘化钾溶液，开始橙色沉淀越来越多，以后慢慢减的无色透明溶液一分为二，分别放在

15、两只烧杯里。 （2）称取1g硝酸银，溶于20mL水中，将硝酸银溶液加入上述的溶液中，烧杯内产生大量黄色沉淀（Ag2HgI4）。 （3）称取1g硝酸铜，溶于10mL水中，并把它加入上述另一份溶液中，烧杯内产生大量红色沉淀（CuHgI4）。 （4）把上述产生沉淀的两种混合液各自静置一段时间，然后倒掉上面一层澄清的溶液。再分别用水洗涤沉淀23次。方法是在两种混合液里加入较多的水，搅拌后静置约半小时，弃去上层清液。反复23次。最后把这两种沉淀物（不必烘干）分别和木工用的白胶或透明胶水（如鹅牌合成胶水）混合，即得到两种示温涂料。用毛笔蘸取这些涂料在白纸上描成图画或写成文字，待它干燥。 （5）把上述描有图

16、画或文字的纸条贴在盛有热水的大烧杯外壁，原来黄色的图画不久变成桔红色，冷却后又变黄色，原来红色的图画不久变成棕黑色，冷却后又变红色。该纸条可以长久反复使用。 注意事项： （1）配制上述试剂溶液及洗涤沉淀物的水都必须用蒸馏水。 （2）选用透明胶水，是为了防止涂料脱落，同时又不遮盖其颜色。胶水用量不必多，按照上述配比，只添加几滴胶水即行。,6.示温涂料,你看过介绍海底奇异景色的电视吗?静静的海底，灰黑的岩石上生长着五颜六色的海底植物：长长的像飘带一样的海藻；奇形怪状的海草，还有那美丽的珊瑚时隐时现。许多鱼、虾、螃蟹和其它不知名的海生动物在其中游来游去；好像一座悠静、美丽的花园。你希望自已能拥有这么

17、一座花园吗?你如果想要的话，使用化学这根“魔杖”，我们可以自己建造座人工的：“水中花园”。 要造一座花园，首先要找一个建的地方。找一只大烧杯，或者一个玻璃瓶，当然如果你有一只长方形的玻璃水缸，那就更好了。在烧杯底上(或者玻璃缸底)铺一屋洗净的砂子和白色的小石子，然后在烧杯中加满20硅酸钠溶液。硅酸钠又叫水玻璃，它是一种非常普通的化工原料，可以作粘合剂，也可以作填充剂。买来的硅酸钠一般浓度都很高，不符合我们的要求，需要用水冲淡稀释了再用。如果你配好20%硅酸钠溶液以后，发现溶液有点浑浊，这时最好用滤纸把硅酸钠溶液过滤以后再用，这样做虽然费点功夫，但是可以使你的“水中花园”悦人耳目、清撤透亮，而不

18、像污染的花园一样。 装满硅酸钠溶液的烧杯或玻璃水缸要放在稳固的桌子上，千万别使烧杯受到震动，因为“化学花园”中的各种花草树木都弱不禁风，任何一丝的震动，对于这座“人工花园”来说，都不异于一次“地震”，都会使树木花草枝折叶断，使这座“园子”荒芜一片。 除了上面那些准备之外，我们还需一下“砖料”，需要预备一些氯化铜、氯化锰、氯化钴、三氯化铁、硫酸镍、氯化锌和氯化钙固体。当然固体的种类还可以多一些，若你手边有其它金属的盐，也可加上，这样会使你的花园中增添更多的奇花异草。实际上，很多金属盐都能与硅酸钠作用生成不同颜色的硅酸盐。再有氯化铜等固体的大小应该和黄豆差不多，每一种固体要多准备几粒。然后，招这些

19、豆粒大小的固体一一投入到烧杯或玻璃水缸中。这时你一定要注意：必须让每颗固体在饶杯底上“各得其所”，各占一个位置，所以在投放固体时，一定要特别小心。千万不要把各种混在一起，否则这座花园就会变得乱糟糟了。 当这些金属盐类固体加入到硅酸钠溶液中以后，它们就开始和硅酸钠起作用： CuCl2+Na2SiO3=CuSiO3+2NaCl MnCl2+Na2SiO3=MnSiO3+2NaCl CoCl2+Na2SiO3=CoSiO3+2NaCl 2FeCl3+3Na2SiO3=Fe2(SiO3)3+6NaCl NiSO4+Na2SiO3=ZnSiO3+Na2SO4 ZnCl2+Na2SiO3=ZnSiO3+2

20、NaCl CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl 金属盐与硅酸钠的反应很慢，你仔细观察可以看到，在烧杯底上的各种晶体的顶端上，正在慢慢地往上生长出各种颜色的“花草”硅酸盐，这些“植物”生长的方向大都是向上的。如果你是一个有耐心的人，你可以搬个凳子坐在一边细心观察，看看自己的“花园”是如何拔地而出的，这会是一件非常有趣的事情。不过，虽然“水中花园”中的“花草”生长速度数倍于自然界中的植物，但至少也需要半个小时，如果你有别的事情，也可暂时离开一下。 等你回来以后，再去看烧杯或玻璃缸时，你一定会被这美丽的“水中花园：吸引。只见烧杯里已经长满了各种颜色的“植物”：硅酸钴像蓝色的海草；硅酸铜和硅酸像绿色的小丛；有红棕色的灵芝(硅酸铁)；甚至还有硅酸锌、硅酸锰、硅酸钙组成的白色、红色的钟乳石柱。颜色各异，形状逼真，让你仿佛置身于海底之中!,