高中化學實驗教案

精品教育高中化學實驗教案高三化學組（一）濃硫酸的性質 目的：認識濃硫酸的一些特性。用品：托盤天平、燒杯、量筒、驗溫器、酒精燈、玻璃棒。濃硫酸、玻璃絨（或石棉絨）、硫酸銅晶體、脫脂棉花、銅片、鋅粒、木炭、硫粉、藍色石蕊試紙。原理：純凈濃硫酸的溶解熱在20時為43.6千焦，所以與水混和時有大量的熱釋出，它的一系列水化物H2SO4H2O、H2SO42H2O和H2SO44H2O都很穩(wěn)定，是很好的吸水劑。濃硫酸還具有脫水性和氧化性。準備和操作：1.濃硫酸的密度展示一瓶純凈的濃硫酸，它是無色、粘稠的油狀液體。把一瓶濃硫酸放在托盤天平的一邊，把同樣大小的兩只瓶子盛水一瓶半放在另一邊，發(fā)現(xiàn)一瓶濃硫酸比一瓶半水還重。98濃硫酸的密度為1.84克/毫升。2濃硫酸的溶解熱將一支長約80厘米、厚壁細孔玻璃管的一端封閉后，吹成薄壁圓柱形成玻璃球。球內充滿紅色酒精溶液作為驗溫器。在一只500毫升燒杯里盛水200毫升，放入驗溫器后，慢慢注入100毫升濃硫酸，邊加邊用驗溫器攪拌。可以看到驗溫器玻璃管里紅色的酒精液柱逐漸上升，表示濃硫酸溶于水有大量的熱放出。在一支小試管里盛98的濃硫酸3毫升。取黃豆大小的玻璃絨（或石棉絨）吸足水后投入試管中。濃硫酸跟水相遇即放出大量的熱使水沸騰而爆濺，并發(fā)出“嘶嘶”的聲音。此實驗說明稀釋濃硫酸必須把濃硫酸慢慢注入水中，并不斷攪拌。3.濃硫酸的吸水性往盛有3毫升98濃硫酸的試管里投入少量硫酸銅晶體小顆粒，靜置片刻。藍色的硫酸銅晶體即變成白色無水硫酸銅，表示它的5個結晶水已被濃硫酸所吸收。4.濃硫酸的脫水性往一支盛有3毫升98濃硫酸的試管里投入黃豆大小的脫脂棉花一小塊，用玻璃棒攪拌后微微加熱，棉花即炭化變成黑色的絮狀物。5.濃硫酸跟金屬的反應在一支試管里加銅片兩小片，注入83的濃硫酸2毫升，不發(fā)生反應。將試管微微加熱，銅片開始變成黑色，生成硫化亞銅，并有硫酸銅生成。繼續(xù)加熱到沸騰，黑色物消失，溶液變成藍綠色，這是因為硫化亞銅被繼續(xù)氧化成硫化銅，直至全部轉變成硫酸銅，同時放出二氧化硫。濃硫酸跟活潑金屬反應也沒有氫氣產生。在另一支試管里加入鋅粒兩小顆，注入濃硫酸2毫升，并不發(fā)生反應。微微加熱試管，聞到有二氧化硫的氣味。繼續(xù)加熱，試管中液體變成渾濁。進一步加熱，聞到有硫化氫臭味。Zn+2H2SO4（濃）ZnSO4+SO22H2O3Zn+4H2SO4（濃）3ZnSO4+S+4H2O4Zn+5H2SO4（濃）4ZnSO4+H2S+4H2O6.濃硫酸跟非金屬的反應在兩支試管里分別加入木炭一小塊和少量硫粉，各加入濃硫酸2毫升。振蕩，不見有反應發(fā)生。小心加熱到沸騰，這兩支試管里都有二氧化硫氣體產生。可用濕潤的藍色石蕊試紙放在管口檢驗。C+2H2SO4（濃）CO2+SO2+2H2OS+2H2SO4（濃）3SO2+2H2O（二）硫酸根離子的檢驗 目的：認識檢驗硫酸根離子的方法。用品：試管、試管架、試管夾、滴管、量筒。稀硫酸、硫酸鈉、亞硫酸鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、氯化鋇。原理：鋇離子和硫酸根離子能生成硫酸鋇沉淀，它不溶于酸，而許多不溶于水的鋇鹽如碳酸鋇、亞硫酸鋇、磷酸鋇等能溶于鹽酸，所以用可溶性鋇鹽和鹽酸可以檢驗硫酸根離子的存在。準備和操作：1.鋇鹽的生成在五支試管里分別盛稀硫酸、硫酸鈉、亞硫酸鈉、碳酸鈉和磷酸鈉溶液各3毫升，分別滴入少量氯化鋇溶液。振蕩試管，都有白色沉淀生成，它們分別是硫酸鋇、亞硫酸鋇、碳酸鋇和磷酸鋇。2.硫酸鋇的鑒別待這些試管中的沉淀沉降后，傾去上面的液體，各加入濃鹽酸2毫升，振蕩。發(fā)現(xiàn)稀硫酸和硫酸鈉溶液中生成的白色沉淀不溶解，其它三支試管里的沉淀都溶解了。注意事項1.必須把沉淀上面的液體傾去，否則鹽酸被沖稀，沉淀的溶解現(xiàn)象就不明顯。2.亞硫酸鹽如果保存不妥，會有部分被氧化成硫酸鹽，這樣生成的沉淀中含有硫酸鋇，就不會全部被溶解了。 3.也可以用稀硝酸來鑒別硫酸鋇。（三）氨的制取和性質 目的：認識實驗室內用強堿與銨鹽反應制取氨的方法；了解氨的主要性質。用品：圓底燒瓶（150ml）、單孔塞、玻璃導管、橡皮管、干燥塔、集氣瓶、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管、表面皿、玻璃鐘罩、玻璃筒、石棉網、鉑絲、貯氣瓶。氯化銨、消石灰、氫氧化鈉、生石灰、棉花、酚酞試劑、濃氨水、濃鹽酸。原理：以強堿作用于任何銨鹽的水溶液或固體，都能發(fā)生下列反應：NH4+OH-NH3+H2O將混和物加熱，氨即揮發(fā)出來。氨在水中的溶解度很大。氨不與空氣反應，但在純氧中能燃燒生成氮氣和水；在有催化劑存在的情況下，能跟氧氣反應生成一氧化氮。氨跟酸化合能生成鹽。準備：1.制備堿石灰先稱取新鮮的生石灰8克，放在研缽里研細。迅速稱取固體氫氧化鈉3克，稱好后立即埋入已研細的生石灰內，充分混和并研成粉末，即得堿石灰，制備好后要放入密閉的容器或干燥器內。2.裝置氨發(fā)生器將氯化銨2克和消石灰5克混和均勻后平鋪在試管的底部，裝置如圖7-77。操作：1. 氨的制取加熱氯化銨和消石灰的混和物，即有氨氣發(fā)生。因氨比空氣輕，用向下排空氣法收集。為了防止氨氣擴散到瓶外，在集氣瓶口塞一些疏松的棉花。用玻璃棒蘸一些液鹽酸放在瓶口處，如有白煙生成，表示氨氣已收集滿。（四）銨鹽的化學性質 目的：認識銨鹽的一些化學性質。用品：玻璃管、雙曲管、酒精排燈、酒精噴燈、酒精燈、玻璃棒、坩堝。氯化銨、pH試紙、硫酸銨、硝酸銨、氫氧化鈉、銅片。原理：固態(tài)銨鹽加熱時極易分解成氨和酸。如果組成銨鹽的酸是揮發(fā)性的，氨與酸一齊揮發(fā)，如果酸是非揮發(fā)性的，則僅有氨逸出。如果組成銨鹽的酸有強氧化性的，則分解出來的氨有一部分被氧化為氮和氮的氧化物。銨鹽和堿作用，氨即揮發(fā)出來。準備：1.制備長試管取一支長約30厘米、內徑約2厘米的玻璃管，把它的一端在酒精噴燈上熔封起來，制成一支特長的試管備用。2.彎制雙曲管取一支長約35厘米、內徑約1.5厘米的玻璃管，在酒精噴燈上先彎成夾角約120、一臂長約12厘米、另一臂長約23厘米的曲管。再把12厘米長的一臂在6厘米處向相反方向彎成約120角，即成。操作：1.銨鹽受熱分解在長試管里盛氯化銨2克，用酒精排燈在試管底部加熱。不久氯化銨即開始分解，一部分氨和氯化氫氣體從試管口逸出，另一部分在試管口附近內壁上又重新結合生成氯化銨固體。為了觀察分解產物，這個實驗可以用曲管進行。在一支雙曲管中部盛氯化銨2克，兩端各放濕潤的pH試紙一條，然后用酒精排燈加熱氯化銨（圖7-88）。一分鐘后，上端的pH試紙變成黛綠色，pH約為8；下端的pH試紙變成桔紅色，pH約為6。這是因為氨的密度較小，擴散速度較快，先從向上的一端逸出。氯化銨的密度較大，容易從向下的一端逸出的緣故。這個實驗如果用石蕊試紙則不易鑒別。加熱分解硫酸銨，在試管口用濕潤的pH試紙檢驗，顯現(xiàn)堿性反應。加熱分解硝酸銨時，用量要少，因為生成的硝酸對分解反應有催化作用。5NH4NO3=4N2+9H2O+2HNO32.銨鹽跟堿的反應在一支試管里盛少量氯化銨固體，加氫氧化鈉溶液1毫升，在火焰上加熱，用手掌在管口扇動，可以聞到強烈的氨味。這是銨鹽的特殊反應。3.銨鹽跟金屬氧化物的反應在坩堝內盛氯化銨晶體一小堆。將光潔的銅片在火焰上灼燒到表面上產生黑色的氧化銅薄層后，立即插入氯化銨晶體里，即見有白煙發(fā)生，這是升華的氯化銨（氯化銨在520時升華）。拿出銅片，黑色的氧化銅已去除，仍變?yōu)樽霞t色的銅。這是氯化銨受熱分解后生成的氨的還原反應。2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O這個實驗說明在金屬焊接上用氯化銨作焊藥以除去金屬表面上氧化物薄層的作用。（五）銨根離子的檢驗 目的：掌握檢驗銨根離子的方法。用品：燒杯、表面皿、量筒、天平、砝碼、玻璃棒、試劑瓶、滴管。碘化汞、碘化鉀、氫氧化鉀、氯化銨、硫酸銨、碳酸氫銨、消石灰。原理：以強堿作用于任何銨鹽的水溶液或固體，會發(fā)生下列反應：NH4+OH-NH3+H2O這是銨鹽和堿的特有反應，可檢驗銨根離子，當銨離子很少時就要用銨試劑檢驗，它是碘汞化鉀（K2HgI4）的堿溶液，跟銨離子反應會生成黃色沉淀，銨離子多時，生成紅棕色沉淀。準備：把11.5克碘化汞和8克碘化鉀溶于水中，配成50毫升溶液。加5氫氧化鉀50毫升，混和均勻，靜置過夜。待微紅色的沉淀下降后，傾出清液，就是銨試劑，貯于棕色瓶中備用。操作：1.用堿檢驗銨根離子在三支試管里分別盛氯化銨、硫酸銨和碳酸氫銨溶液各3毫升，各加入氫氧化鈉1毫升，振蕩后加熱，可以嗅到有強烈的氨味。用蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在試管口檢驗，有白色的濃煙發(fā)生。用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，紅色變成藍色。取碳銨（碳酸氫銨）、硫銨（硫酸銨）或氯銨（氯化銨）少許放在手掌中，加少量消石灰，混和后搓幾下，可以聞到有強烈的氨味。這是檢驗銨態(tài)氮肥最簡易的方法。2. 用銨試劑檢驗銨根離子在試管里盛水2毫升，加氯化銨溶液1滴，搖勻。再滴加銨試劑12滴，振蕩，立即出現(xiàn)紅棕色沉淀。(六)過氧化鈉的性質目的：認識過氧化鈉的不穩(wěn)定性和氧化性。用品：玻璃棒、蒸發(fā)皿、滴管、球形干燥管。過氧化鈉、酚酞、硫粉、鹽酸、石灰石。原理：過氧化鈉中含有過氧離子(O2-2)，它具有不穩(wěn)定性和氧化性。這些性質可以通過它跟水、硫和二氧化碳等實驗表現(xiàn)出來。操作：1.過氧化鈉跟水的反應 在一支干燥的試管里放入一小匙過氧化鈉，向試管里滴入3毫升水，待有較多的氣體放出時用帶火星的木條伸向管口，木條復燃，證明是氧氣。反應完畢，滴入幾滴酚酞溶液，溶液變紅色，呈堿性。2.過氧化鈉跟硫的反應往蒸發(fā)皿里加入12克過氧化鈉，再加入等體積的硫粉，用玻璃棒輕輕地混和均勻并堆成小丘狀。將蒸發(fā)皿置于固定在鐵架臺上的鐵圈內，用長滴管向混和物上滴12滴水后迅速離開?；旌臀锩土胰紵l(fā)出耀眼的火花和煙霧。3.過氧化鈉跟二氧化碳的反應 在平底燒瓶里放幾塊小石灰石，干燥管底部墊上一薄層石棉絨，也可用玻璃絨，再加入12厘米厚過氧化鈉，要裝得疏松些。如圖8-8裝置。向燒瓶里注入2N鹽酸20毫升，迅速將放有過氧化鈉的干燥管連同單孔塞裝在燒瓶上。手摸干燥管球部，待感覺到發(fā)熱時用帶火星的木條伸向管口，檢驗所放出的氣體。反應完畢后取出干燥管中的固體，加入盛有稀鹽酸的試管中，如有二氧化碳氣體放出，(按二氧化碳氣體檢驗方法進行)證明固體中另一生成物是碳酸鈉。注意事項：1.用保存完好的過氧化鈉(市售品是淡黃色小顆粒狀固體)，如發(fā)現(xiàn)已變質(呈白色)，則不能再用。2.在混和過氧化鈉和硫粉時，動作要輕而迅速，以防爆炸或過氧化鈉吸濕引起燃燒。3.在制取二氧化碳時，稀鹽酸的濃度以2N為宜。因二氧化碳的產氣速度與產氣量受鹽酸濃度控制。 4.過氧化鈉不要事先裝好，以防變質。其它實驗方法：1.將鈉塊放入坩堝中加熱制取過氧化鈉，用剛制得的產物跟水反應，實驗效果更好。2.過氧化鈉跟二氧化碳的反應，可用大試管代替燒瓶，用半截試管加上帶短玻璃管的單孔塞代替干燥管。(七)碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性目的：比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性，并學會鑒別它們的方法。用品：試管、小燒杯、酒精燈。無水碳酸鈉、碳酸氫鈉、澄清石灰水。原理：碳酸鈉很穩(wěn)定，加熱到熔點(857)以上才緩慢地分解。碳酸氫鈉卻不很穩(wěn)定，在150左右分解放出二氧化碳，溫度越高分解越快。2NaHCO3Na2CO3H2OCO2利用它們熱穩(wěn)定性的差異，可以鑒別這兩種物質。操作：在兩支干燥的試管里各放入約占試管容積1/6的無水碳酸鈉和碳酸氫鈉，按圖8-9裝置兩套儀器，并往燒杯里倒入半杯澄清的石灰水。同時開始加熱，不久盛碳酸氫鈉的試管口處有水珠出現(xiàn)，導管口有連續(xù)的氣泡冒出，澄清的石灰水變成渾濁。盛碳酸鈉的試管內，除剛加熱時因空氣受熱而從導管口逸出幾個氣泡外，沒有變化。實驗終止時先移去燒杯后再熄滅酒精燈。(八)堿金屬化合物的焰色反應目的：認識焰色反應并學會利用焰色反應檢驗堿金屬離子的方法。用品：酒精燈。鉑絲、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、藍色鈷玻璃。原理：當金屬(或它的化合物)在火焰上灼燒時，原子中的電子就被激發(fā)，在從較高能級(激發(fā)態(tài))跳回低能級時會放出能量，這些能量以一定波長的光的形式發(fā)射出來。原子的結構不同，發(fā)出光的波長就不同，焰色也各異。操作：把鉑絲的一端熔入玻璃棒，另一端彎成環(huán)狀，平時保存在試管內(如圖810所示)。使用時先用濃鹽酸浸漬鉑絲，再用蒸餾水沖凈，在酒精燈無色火焰中灼燒，觀察火焰是否有顏色。如果火焰顯色，則應重復上述操作，直至火焰不再顯色為止，這表示鉑絲已潔凈。用潔凈的鉑絲分別蘸取碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀溶液，放在無色火焰上灼燒，觀察火焰的顏色。再用潔凈的鉑絲分別對蘸些水后粘上碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀粉末，放在無色火焰上灼燒，觀察火焰的顏色。注意事項：1.觀察鉀的焰色時，要隔著藍色鈷玻璃去觀察。因藍色鈷玻璃可以濾去燈焰本身和鈉雜質所產生的黃色光。2.鈉的焰色反應靈敏度很高，因此鹽酸、蒸餾水以及其它試劑中的微量鈉都有反應，必須要求火焰的黃色顯著，