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化学探索工作室. 水中花园 铅蓄电池 一管四色 铬的过氧化物 硅胶变色的秘密及其应用 魔幻的色彩 碘钟计时器 神奇的转移 ―― 相转移催化 (PTC) 丁醇家族的氧化反应 丁基溴家族的水解 离去基的竞赛 ―― 叔丁基卤化物的水解 斐林实验 ―― 葡萄糖，果糖，蔗糖的鉴别 席夫试剂 ―― 醛类的鉴别 奇妙的光诱导反应 有趣的去色反应 化学交通灯 草莓圣代 美丽的纤维 ―― 尼龙 610 的合成 奇妙的爬杆 无管虹吸. 为什么气体之间反应总是按一定比例进行 了解生命的基本物质 —— 水 化学反应中的能量变化 过饱和与过冷现象
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水中花园 铅蓄电池 一管四色 铬的过氧化物 硅胶变色的秘密及其应用 魔幻的色彩 碘钟计时器 神奇的转移――相转移催化(PTC) 丁醇家族的氧化反应 丁基溴家族的水解 离去基的竞赛――叔丁基卤化物的水解 斐林实验――葡萄糖，果糖，蔗糖的鉴别 席夫试剂――醛类的鉴别 奇妙的光诱导反应 有趣的去色反应 化学交通灯 草莓圣代 美丽的纤维――尼龙610的合成 奇妙的爬杆 无管虹吸 为什么气体之间反应总是按一定比例进行 了解生命的基本物质——水 化学反应中的能量变化 过饱和与过冷现象 溶液的蒸气压下降，沸点升高和凝固点下降 胶体的制备与性质 化学反应中的时间与速度问题 化学平衡 阴极射线的性质 分子的极性 焰色反应 赤橙黄绿青蓝紫 沉淀平衡与配位平衡的竞争 化学电池 化学饮料”——螯合物的颜色 臭氧的生成和性质 不同漂白剂的作用机理 化学彩虹 硒光电池 喷泉实验 “泡沫灭火器” 变色硅胶的制备
实验一 为什么气体之间反应总是按一定比例进行
一、背景原理 1、观察NO与O2的反应，了解气体反应的等比 定律（盖·吕萨克定律）。 2、盖·吕萨克定律说明：“参加化学反应的 各种气体体积之比，以及它们与生成的气 体体积之比，都是简单的整数比”。 3、NO与O2完全反应生成NO2： 2NO+O2＝2NO2 NO与O2的体积比为2:1。
二、实验材料 500mL平底烧瓶1只、1L平底烧瓶1只、2L平底烧瓶1只、50mL分液漏斗2只、硬质试管（20×200mm） 1支、带支管的试管（20×200mm）1支、250mL洗气瓶2只、50mL量筒1只、水槽1个、螺旋夹6个、 铁架和附件4套、煤气灯、火柴、洗耳球1只 NaNO2固体、KClO3固体、MnO2固体、2 mol·dm-3 NaOH溶液、3 mol·dm-3 H2SO4
三、实验准备 1、NO的制取 按图1-4装置仪器，在带支管的试管中加10克NaNO2固体，分液漏斗内加20mL 3 mol·dm-3硫酸，洗气瓶中加入NaOH溶液（用来吸收反应中产生的NO2气体）。然后用排水集气法收集一瓶NO气体。最后把烧瓶二边的螺旋夹夹紧。
三、实验准备 2、 O2的制取 按图1-5装置仪器，在硬质试管中加入混匀的5克KClO3固体和1克灼烧的MnO2固体，然后给试管加热，用排水集气法收集一瓶氧气，最后把烧瓶二边的螺旋夹夹紧。
四、 演示操作 1、按图1-6装置仪器，用橡皮管把三只烧瓶连接起来。然后打开a、b二个螺旋夹并用洗耳球往瓶I的管口处打气，使瓶I内的水进入瓶II，这样做是为了使NO和O2能混合在一起发生反应，几秒钟后，气体开始反应。瓶III内立即有红棕色NO2气体生成，随着反应的进行，红棕色很快加深。
四、 演示操作 2、接着生成的NO2立即溶于瓶壁上的水中，使瓶II和瓶III中的压力明显降低，外界的大气压大于瓶内的气压，很快将瓶I中的水压入瓶II和瓶III内。当反应完成底瓶II和瓶III内充满了水，证明反应时NO和O2的体积比是1000:500=2:1。
五、注意事项 1、NaNO2固体不能用保存不善而变质的试剂。 2、制NO时，先用少量水湿润NaNO2固体;加硫酸时，要缓慢小心。防止NO气体产生得过多过快，影响NO气体的收集。 3、NO气体进入空气中即生成NO2气体，它们都有毒，最好在通风橱内进行。 4、整套仪器装置必须严密，不能漏气，以免影响气体体积的准确性。 5、收集O2和NO气体的平底烧瓶的体积应事先校正，其体积比应为1:2。 6、制备氧气时使用的MnO2固体应预先经过灼烧处理，以除去其中的有机物质。
六、思考题 这些气体的制备原料各是什么？ 图1-1：H2、H2S、CO2可用启普发生器产生； 图1-2：Cl2、HCl、SO2、NH3、NO的发生装置； 图1-3：O2、NH3、NO2的发生装置。
六、思考题 Zn + HCl FeS +HCl CaCO3+HCl H2 H2S CO2 图1-1 启普发生器
六、思考题 Cl2 HCl SO2 NH3 NO MnO2/KMnO4+浓HCl NaCl+浓H2SO4 Na2SO3/NaHSO3+浓H2SO4 NaOH固体+浓NH3·H2O NaNO2+H2SO4或Cu+HNO3
六、思考题 KClO3+MnO2 NH4Cl+CaO Pb(NO3)2+ 等量沙子 O2 NH3 NO2 返回目录
实验二 了解生命的基本物质——水
背景原理 1、水的电解反应是： 阴极反应4H++4e→2H2 阳极反应4OH-→2H2O+O2+4e 2、二体积的氢气和一体积的氧气混合后， 一经点燃就发生爆炸： 2H2+O2＝2H2O
实验（一） 电解水 一、实验目的 观察水电解后生成二体积的氢和一体积的氧。 二、仪器材料 霍夫曼电解器1套、试管（15×150mm）1支、铁架和附件1套、整流器（24V、6A）1台、煤气灯1个、火柴1盒、导线 0.1 mol·dm-3 H2SO4
实验（一） 电解水 三、准备工作 1、 把霍夫曼电解器固定在铁架上，其左右都是50毫升酸式滴定管，中间是一支直径稍细的T形管，T形管的上部有一个50毫升球形贮液器，T形管的下部的二根支管用橡皮塞与二支酸式滴定管相连，T形管的弯曲处各焊接一条带铂片的铂丝， 铂丝伸出管外1厘米左右。 2、 开启滴定管的活塞，把0.1 mol·dm-3 H2SO4从贮液器内加到滴定管中，等溶液达到滴定管内最高刻度处时，关闭活塞。然后将铂丝与整流器、电源相连。
实验（一） 电解水 三、准备工作 3、 按图27-2用有机玻璃制作电解水装置一套，水的电解反应分别在二支有机玻璃方管(10×10×120mm)中进行。阴极和阳极都用铂丝做成，铂丝外面套上塑料管和玻璃管，二支铂丝电极弯成螺圈形分别伸入二支方管的下口内，以产生氢气和氧气。
实验（一） 电解水 三、准备工作 4、方管的上口粘接一段有机玻璃圆管，并用乳胶管将有机玻璃圆管和玻璃滴管相连，二根乳胶管内各装一个玻璃球，挤压玻璃球时，氢气和氧气就可以从玻璃滴管中逸出。再在二支方管之间夹一块带刻度〔用黑色特种铅笔在板上画线）的有机玻璃板，用来指示方管中电解出来的氢气和氧气的体积比。整套装置放在一个有机玻璃槽内。
实验（一） 电解水 四、演示操作 1、接通电源，调节电压为22V时，就可以看到阴阳两极都有气体产生（图2-1）。电解15分钟后，关闭电源。观察并记录两支滴定管内液面的读数，阴极产生的气体的体积为阳极的二倍。 2、打开接阴极的滴定管的活塞，溶液即把氢气压出，用试管收集氢气，点燃试管中的气体，即发生爆鸣。再打开接阳极的滴定管的活塞，溶液把氧气压出，用带余烬的火柴放在管口，火柴又燃着丁，证明排出的气体是氧气。
实验（一） 电解水 四、演示操作 1、将有机玻璃槽放在投影仪前，在槽内加4/5体积的2 mol·dm-3硫酸，挤压乳胶管内的玻璃球，使二支有机玻璃方管中的硫酸的液面上升到与槽中硫酸的液面水平为止，还要调整刻度板，使它的最上面的刻度与管中液面对齐。 2、用导线将两支铂电极分别与整流器的正负极相连，打开光源，调好焦距，再接通电源，水即开始电解，可以从银幕上看到二支方管中产生的气泡，电解1-2分钟后，关闭电源。
实验（一） 电解水 四、演示操作 3、这时可以看到插阴极的方管中产生的氢气的体积恰好是插阳极的方管中生成的氧气的体积的二倍。挤压装氢气的方管上面的乳胶管中的玻璃球，把氢气收集在试管中，用爆鸣的方法来证明它是氢气。再将带余烬的木条放在另一支玻璃滴管的口上，挤压乳胶管中的玻璃球，方管内的氧气逸出，使木条复燃，证明它是氧气。
实验（二）水在减压下沸腾 一、实验目的 观察水在减压下的沸腾，了解液态物质的沸点随外界压力的减小而降低。 二、简单原理 当液体的饱和蒸气压与外界大气压相等时，液体开始沸腾，这时的温度称为该物质的沸点。 当外界的压力为1大气压时，水在100℃时的蒸气压为1大气压，100℃即是水的沸点。但当外界的压力减小时，液体的沸腾温度（即沸点）会降低。
实验（二）水在减压下沸腾 三、仪器材料 500mL圆底烧瓶1只、玻璃水槽1个、洗瓶1个、蒸馏水。 煤气灯、火柴、铁架和附件1套、毛巾1条、橡皮塞1个。
实验（二）水在减压下沸腾 四、演示操作 1、在烧瓶内盛三分之一体积的蒸馏水，加热至沸，迅速塞上橡皮塞，撤去煤气灯，然后用毛巾裹住烧瓶，将烧瓶倒置，并固定在铁架上。 2、由于瓶内水蒸气冷凝而使瓶内压力降低，水又开始沸腾，当沸腾逐渐减弱时可以用洗瓶向烧瓶底部淋冷水，瓶内的水会再次沸腾。 3、本实验亦可用水泵或真空泵减压，使水在常温下沸腾。 返回目录
一、溶解热 背景原理 1、观察NaOH固体溶解时的放热现象和NH4NO3固体溶解时的吸热现象，了解溶解过程的热效应。 2、溶质在溶解过程中，往往伴随着吸热效应或放热效应。 3、1mol NH4NO3溶于水要吸收25.1 kJ的热量，1mol NaOH溶于水，却放出42.5 kJ的热量。说明在溶质的溶解过程中不是分子的机械混合，而是一个复杂的物理化学过程。
一、溶解热 （一）NaOH固体溶解时的放热现象 1、仪器和材料 1升广口瓶1只、250mL烧杯1只、100mL圆底烧瓶1只、搅棒1根、三通活塞1个、玻璃管（1.3×100cm）1支、玻璃管（1.3×10cm）1支、直角玻璃导管1支、橡皮塞2个、橡皮管、药匙、灌洗器1个 NaOH固体、蒸馏水、红墨水
一、溶解热 （一）NaOH固体溶解时的放热现象 2、准备工作 (1)、按图2-5装置仪器，在1升广口瓶中加400毫升水（水中加入几滴红墨水，使它显红色）。 (2)、旋转三通活塞，使广口瓶与灌洗器相通，然后往瓶中鼓气，把瓶内的水压到玻璃管中，使管中液面保持一定的高度，再旋转三通活塞，使烧瓶与广口瓶相通，以检查整套仪器是否漏气。
一、溶解热 （一）NaOH固体溶解时的放热现象 3、演示操作 确信整套仪器不漏气后，从烧杯中取出烧瓶，在烧杯中加入80克NaOH固体和100毫升水，不断搅动，使NaOH溶解，待烧杯中的溶液明显发热时，把圆底烧瓶放入烧杯中。由于NaOH溶解时放出大量的热，圆底烧瓶中的空气受热膨胀，把广口瓶内的水压入玻璃管中，使管内的液面迅速上升。
一、溶解热 （一）NaOH固体溶解时的放热现象 4、注意事项 （1）演示NaOH固体溶解的放热现象时，不要在溶液未明显发热前就将圆底烧瓶放入烧杯中。由于水温低于室温，因此在开始只有少量NaOH固体溶解时热效应不明显，如果先将圆底烧瓶放在水中，反而会使瓶内的空气降温和体积收缩而使玻璃管中的液面下降，待较多的NaOH固体溶解，溶液明显变热后，玻管中的液面又开始上升，这样就容易造成错觉因此在演示时，要等溶液的温度略高于室温时，再将圆底烧瓶放入烧杯中。 （2）在溶解NaOH固体时，要不断搅动，不要使它聚结在杯底。否则容易造成局部过热，将烧杯底部炸裂。
一、溶解热 （二）NH4NO3固体溶解时的吸热现象 1、仪器和材料 100毫升烧杯1只、搅棒1根、药匙1把、 三合板制木盒（15×10×12.5cm）1个 NH4NO3固体 2、准备工作 按图2-6用三合板制作无底木盒1个，并油漆成鲜明的颜色（如，红色或蓝色）。
一、溶解热 （二）NH4NO3固体溶解时的吸热现象 3、演示操作 先用少量的水将烧杯底部和木盒的表面润湿，在烧杯中加入70克NH4NO3固体，这时拿起烧杯，不能将木盒带起，然后将烧杯放在木盒上，加入50毫升水，不断搅动使NH4NO3固体溶解。由于NH4NO3固体溶解时吸收大量的热，使烧杯底部和木盒之间的水结冰而把烧杯和木盒粘结在一起，这时如果举起烧杯，木盒会随之而起。
一、溶解热 （二）NH4NO3固体溶解时的吸热现象 4、注意事项 (1) NH4NO3固体必须是干燥的否则溶解时吸收的热量要减少，影响实验效果。 (2)本实验如果没有NH4NO3固体可以用NH4CNS固体或KCNS固体代替。用70克NH4CNS固体溶于50毫升水中或80克KCNS固体溶于50毫升水中进行演示。 (3)润湿木盒表面的水不能太多，否则少量的药品吸收的热量不易使水结冰，烧杯不会和木盒粘结在一起。
二、反应热 1、目的要求 观察生石灰和水的反应产生的热效应。 2、简单原理 随着化学反应的进行，一定有放热或吸热的热效应。生石灰和水的作用产生大量的热。 CaO(s)+H2O(l)＝Ca(OH)2(s)ΔH=-65.27 kJ 3、仪器材料 玻璃棒（直径2mm、长16cm）1支、1L烧杯1只、洗瓶1只、石棉板1块、石棉网1块、铁三足架1个、煤气灯、火柴、鸡蛋、块状生石灰
二、反应热 3、准备工作 先将块状生石灰放在石棉网上用大火强热，使它干燥。将生鸡蛋的一端穿一小孔，用一支玻璃棒由小孔插入鸡蛋中（图2-9）。
二、反应热 4、操作演示 (1)向学生出示鸡蛋，并将玻璃棒能从鸡蛋的小孔中拔出，说明鸡蛋是生的。 (2)往烧杯中加入干燥的生石灰，约占烧杯容积的1/4。把鸡蛋放在烧杯中间，然后在鸡蛋的周围和上部放块状生石灰至烧杯的容积的3/5，并将烧杯放在石棉板上。 (3)往烧杯中逐渐加水，生石灰与水反应产生大量的热和水蒸气，等10分钟以后，取出烧杯上部的消石灰，再轻轻提起玻璃棒，鸡蛋也随之而起，说明反应放出的热已经把鸡蛋煮熟。 返回目录
一、过饱和现象 1、背景原理 (1)观察过饱和溶液的性质，了解过饱和现象。 (2)有些盐类的溶解度随着温度的上升而增加，如果在较高的温度下配制它们的饱和溶液，细心地滤去过剩的未溶解的固体，使溶液的温度慢慢地下降到室温，此时溶液的浓度已超过室温时的饱和值，而达到过饱和状态。
一、过饱和现象 1、背景原理 (3)溶液达到过饱和状态后，有些会自发析出超出饱和值的溶质，也有的不会自发析出溶质而成为过饱和溶液，这时如果往过饱和溶液中加入一颗溶质晶粒，溶质的分子或离子就能立刻在固液两相间进行交换，很快地析出过量的溶质而变成饱和溶液。 (4)这说明过饱和溶液不如饱和溶液稳定，被称为介稳状态。这种投入溶质晶粒使过饱和溶液析出过量溶质的过程称为接种。
一、过饱和现象 2、仪器材料 有机玻璃格（长25mm、宽40mm、高100mm）、500毫升平底烧瓶2只、500毫升烧杯2只、演示验温计1套、橡皮塞2个、铁三足架、水浴、煤气灯、石棉网1块、火柴 NaCH3COO·3H2O固体、Na2S2O3·5H2O固体、醋酸钠过饱和溶液
一、过饱和现象 3、准备工作 （1）过饱和溶液的制备 在500毫升干燥的烧杯中，加入250克未潮解的醋酸钠晶体（NaCH3COO·3H2O）和150毫升蒸馏水用小火加热，不断搅动，使它完全溶解，然后趁热把醋酸钠溶液过滤到500毫升清洁和干燥的平底烧瓶中，注意不要把溶液滴在烧瓶的颈部。溶液静置冷却后，用干净的橡皮塞将瓶口盖严。用同样的操作再配一瓶过饱和溶液。 亦可以用Na2S2O3·5H2O来制备过饱和溶液。在清洁和干燥的500毫升平底烧瓶中，加250克Na2S2O3·5H2O晶体（注意不要让晶体附着在烧瓶的颈部），然后把烧瓶放在水浴上加热至Na2S2O3溶解在它的结晶水中为止，静置冷却，用橡皮塞将瓶口盖严。
一、过饱和现象 3、准备工作 （2）演示验温计的制法 取直径约2厘米的试管1支，在离管底约5-6厘米处加热，同时将试管在火焰中转动，试管受热变红，烧红处玻璃管的直径逐渐缩小，需要时可以轻轻拉长，拉时将试管移出火焰，不要用力太猛，至多拉长1-2厘米。 此管制成后，另取玻璃管一根，长约70厘米，内径约3毫米，外径约6毫米，插入上述细颈短试管中，玻璃管一端几乎到达试管底部，再在火焰中加热，旋转，使试管颈部与玻璃管熔接（必须完全不漏气），然后慢慢冷至室温。
一、过饱和现象 3、准备工作 （2）演示验温计的制法 在1升烧杯中加入约三分之二容积的热水，将验温计放入其中加热3分钟，用手指堵住玻璃管的顶端，从烧杯中拿出验温计，并立即将玻璃管开口的一端浸入装有红颜色水的蒸发皿中，放开手指，使水吸入验温计中。如此反复3-4次，直到验温计的试管部分装水约三分之一，玻璃管中装溶液二分之一为止。 然后把单孔木塞的一边切去一条，使木塞塞住烧瓶口后，还有一个缺口与外边相通。将演示验温计插入木塞中央的孔内，使其插入烧瓶后，其头部可浸入溶液约半厘米深。（图2-10）
一、过饱和现象 4、演示操作 （1）将盛醋酸钠过饱和溶液的烧瓶的瓶塞打开，往烧瓶中投入一粒醋酸钠晶体，此晶体即成为核心，在它的周围生长出晶体，迅速遍及整个烧瓶。 （2）演示晶体析出的放热现象时，可将醋酸钠晶体粘附在演示验温计的尖端，然后连同木塞一起将验温计插入装有过饱和溶液的烧瓶内，当晶体析出时，验温计即指示出温度的上升。 （3）在有机玻璃槽内加入4/5体积的醋酸钠过饱和溶液，并将槽放在投影仪前，打开光源，调好焦距，然后往醋酸钠过饱和溶液中投入一小颗NaCH3COO·3H2O固体，可以从银幕上看到针状的结晶从过饱和溶液中析出。
一、过饱和现象 5、注意事项 (1)NaCH3COO·3H2O晶体容易潮解，用已潮解的醋酸钠晶体配制过饱和溶液，会使水量过多，溶液达不到过饱和状态。这种情况下，NaCH3COO·3H2O的用量要根据具体情况适当增加。 (2)落入尘土及其它固体，也能破坏过饱和溶液，使晶体析出。所以装过饱和溶液的烧瓶要用干净的橡皮塞把瓶口塞严。烧瓶的瓶颈、瓶口上也不能沾有尘土和其它固体。 (3)投入过饱和溶液中的晶体要挑选细小的，这样做可以使析出的晶体生长缓慢，现象清晰。
二、过冷现象 1、目的要求 观察冰醋酸的过冷现象。 2、简单原理 当温度低于某物质的凝固点（以冰醋酸为例，凝固点为16.6℃）时，该物质（例如冰醋酸）还能暂时处于液态，这种现象称为过冷现象，这种液体叫做过冷液体。 3、仪器和材料 500毫升试剂瓶1只、3升烧杯1只、搅棒 冰醋酸、冰
二、过冷现象 4、准备工作 将450毫升冰醋酸装在试剂瓶中，再把它放入装有冰水混合物（2:1）的烧杯内冷却，注意不要振动。 5、演示操作 轻轻地将试剂瓶从冰水中取出，用玻璃棒顶端摩擦试剂瓶的内壁，冰醋酸即开始结晶，迅速遍及整个试剂瓶（图2-11）。 注意：本实验所用的冰醋酸必须是纯净的，比重应为1.049,凝固点为16.6℃ 返回目录
实验五 溶液的蒸气压下降，沸点升高和凝固点下降 背景原理 1、观察溶液的蒸气压下降，沸点升高和凝固点下降，了解拉乌尔定律。 2、拉乌尔定律指出，对各种固体物质和不挥发液体的溶液，在一定温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂在溶液中的克分子分数。由于溶剂在溶液中的克分子分数总是小于1，因此含有不挥发溶质的溶液的蒸气压总是比纯溶剂的蒸气压为小。 3、既然不挥发物质能降低溶剂的蒸气压，则溶液的沸点要比纯溶剂的沸点为高。例如，丙酮的沸点是58℃，而苯甲酸的丙酮溶液的沸点则高于58℃。同理，溶液的凝固点也要比纯溶剂的凝固点为低，如蔗糖溶液的凝固点就比纯水的凝固点低。
