化学数字化实验Word格式.docx

化学数字化实验Word格式.docx

《化学数字化实验Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学数字化实验Word格式.docx（94页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

实验１7中和反应反应热的测定（人教版选修4化学反应原理　P5）

实验1８比较不同盐溶液的PH值（人教版选修4P54）

实验19锌铜原电池实验1（电流）（人教版选修４Ｐ7１）

实验20锌铜原电池实验2（电压）（人教版选修4Ｐ71）

实验21电镀铜

第二部分　探究实验

实验22　收集不同的雨水,测其pH（人教版必修2P101）

实验２3探究市售食盐中是否含有碘元素

实验24尝试用不同的方法对物质进行分离

实验25证明某些化学反应的可逆性　（人教版必修2P５1）

实验2６土壤的酸碱度测定

实验２7　盐类的水解（人教版选修４第三章P54）

实验２8探究硫酸铝水解的条件（人教版选修４　第三章）

实验２９物质在溶解过程中的温度变化（人教版选修4第一章）

实验３0探究不同光强对浓硝酸分解的影响（人教版选修4第一章）

实验31　酶的催化作用

实验32蛋白质的变性、

实验33比较电解质溶液的导电能力

实验34不同岩石的抗腐蚀能力

实验35　测试鱼肉新鲜度实验

实验３６探究高热量食品的热值

实验37测定不同环境空气中O2、CＯ2的含量

实验38水质分析及水体富营养化的探究

实验３９温度对水中溶解氧的影响

实验４0日常家用品的酸碱性　（酱油柠檬汁洗洁精……）（国外实验）

实验01中和反应中和热现象

（人教版必修2第二章　第一节P30页实验2－３）

背景资料：

物质内部蕴含着大量的能量。

伴随着化学反应的进行，物质内部旧化学键的破坏和新化学键的形成会以热和功的形式与环境进行能量交换，而其中多以热的形式进行。

化学反应所释放的能量是现代工业能量的主要来源之一。

反应条件不同，化学反应的热力学和动力学都将可能发生改变,反应热也会呈现多种不同的形式。

酸碱中和反应是瞬间进行的反应,带来热量的变化,即所谓的中和热。

实验目的：

了解酸碱中和反应这一类重要的化学反应是吸热反应还是放热反应。

实验原理：

H＋＋　OH-=Ｈ2O

实验装备:

仪器:

装有Wiｎdｏws２000以上操作系统的ＰC,师大教育数字化信息系统实验室软件,师大教育数字化信息系统实验室数据采集器，温度传感器;

　　　　　　图2－１实验装置图

辅材：

ＣJJ7８-１型恒温磁力加热搅拌器,50mL烧杯、20ML量筒。

药品：

２mｏl／L氢氧化钠标准溶液、２moｌ/L盐酸标准溶液。

实验设计:

1．计算机、采集器及传感器的连接

接通采集器电源,用计算机通讯线将采集器与计算机连接好，然后用传感器数据线将pH传感器，温度传感器连接到采集器上,打开采集器电源,采集器屏幕显示单机工作模式、联机工作模式，摁采集器键盘的“↓”,“Ｅ”即进入联机工作模式。

采集器的操作基本结束,下面的操作都是在计算机上进行。

点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件,点击右下角的“进入”，即完成计算机、采集器及传感器的连接（见使用说明）。

2.量取20mＬ　2ｍoｌ/L　的盐酸,将温度传感器放入放入烧杯中，打开磁力搅拌器开始搅拌。

3．另用量筒量取2０ｍL2ｍol/L氢氧化钠溶液。

4．点击软件操作界面的开始按钮开始温度测量，然后将氢氧化钠溶液缓缓倾入烧杯中。

分析界面就会记录实时的温度情况。

5.待倾倒完毕后，点击操作界面上的结束按钮。

就可以得到中和过程中的实验数据以及温度时间变化曲线。

6．保存数据和曲线图像。

实验数据分析及结论:

图2－2反应过程中ＰH以及温度变化曲线

（蓝线为温度、红线为PＨ）

探究建议：

1．不同浓度的酸碱中和反应放出的热量是否相同；

2.中和热是否与酸碱的强度有关;

３．中和热的定义与物质的那个物理量直接联系；

4.尝试设计出更简易、更合理的装置。

安全提示：

　酸碱液稀释的过程中,要注意安全，浓酸浓碱都有较强的腐蚀性,取用要小心。

实验　０2原电池中能量的变化

（人教版必修２第二章　第二节P40－4１页实验2-4）

原电池是把化学能转变为电能的装置。

即化学能的载体化学物质的减少带来电能的增加，可以认为是化学能转变为电能是物质与能量的转化。

那么形成原电池的条件是什么?

其能量是如何变化的?

１.理解原电池原理

2.探究电化学腐蚀的原因　　　　　　　　图２-3　实验装置图

实验原理:

锌片Zｎ－2ｅ=　Zn2＋

铜片2H++2e＝　H2↑

总反应式Zn＋２Ｈ+＝Zn2++H2↑

实验装备：

仪器：

装有Wiｎdows2000以上操作系统的PC，师大教育数字化信息系统实验室软件，师大教育数字化信息系统实验室数据采集器，微电流传感器、pＨ传感器;

辅材:

烧杯、蒸馏水洗瓶、导线、不同的金属材料、标准溶液、滤纸;

一定浓度的硫酸

实验设计：

1.计算机、采集器及传感器的连接

接通采集器电源，用计算机通讯线将采集器与计算机连接好，然后用传感器数据线将微电流传感器、ｐH传感器连接到采集器上,打开采集器电源，采集器屏幕显示单机工作模式、联机工作模式，摁采集器键盘的“↓”,“Ｅ”即进入联机工作模式。

采集器的操作基本结束，下面的操作都是在计算机上进行。

点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件,点击右下角的“进入”,即完成计算机、采集器及传感器的连接（见使用说明）。

２.pH传感器标定和实验数据显示方式的设定（见使用说明）

ｐＨ传感器只有经过标定和补偿才能采集正确的数值。

一般选择两点标定法,实验前首先必须准备pH值为4.00和9.18的标准溶液。

实验数据显示方式设为数字方式。

３．实验操作

３．１取金属铜片和金属锌片作为电极材料,稀硫酸作为电解液，构建成铜锌原电池。

将微电流传感器与两电极相连接。

3．2点击主界面中的“开始”，将微电流传感器与两电极相连接。

同时将pH传感器电极放入电解液中，测定两极的酸碱性变化,测定原电池的电流变化。

进行数据采集。

点击主界面中的“结束”，结束数据采集。

3.3根据测得的数据进行分析,得出结论。

实验结果与分析：

图２-4正极的PH变化

图2-5　负极的PH

图２-6反应后溶液的ＰH

图2－7反应中电流变化

从上面的实验及数据可看出，与原始溶液的pH值（０.７1）相比，（+）极的溶液的pH值（1.96）变大;

由于（+）极发生还原反应局部的Ｈ+浓度减小，ＯH-浓度相对变大。

（-）极的溶液的ｐH值（0.7３）变化甚小。

反应结束后溶液的pH值（1.26）变大。

是由于Zn+2H+=Zn2++H2↑。

电流从4.01μＡ变化减至3.６6μＡ。

是由于随着反应进行硫酸的浓度减小的原因。

探究建议:

1.探究将电极直接相连是否有电流通过?

2.原电池是如何实现能量的变化的？

３.原电池两极pH的变化如何？

4.埋在地下的钢铁管道容易腐蚀而损坏,其原因在哪里？

应采取何种措施保护埋在地下的管道？

5．对于电池家族你的了解有多少?

为什么要回收废旧电池？

安全提示:

浓硫酸具有强的腐蚀性，硫酸的制备稀释过程要符合实验规范,确保安全。

实验03探究温度、催化剂对过氧化氢的分解速率的影响

（人教版必修2第二章第三节P48页实验２-5实验２-6）（选修４P22）

在化学反应中,温度、浓度、压强、催化剂等外界条件的改变会改变反应速率。

我们对其理解也仅仅是停留在此，如果将这个过程的变化与定量的数据联系起来，我们将会更加清晰明了地看到这个过程的变化,与其对反应速率的影响大小。

该实验旨在通过测定氧气在有无催化剂、是否有温度变化条件下的单位时间内体积数的变化,从另一个角度分析催化剂等外界条件在过氧化氢分解反应过程中的影响。

H２O2在催化剂、加热、光照等条件下易分解生成H2Ｏ和O２，见下式:

2H2O2=2H2Ｏ　+　O2↑（反应条件略）　　　　图2-８实验装置图一

装有Ｗindows2０0０以上操作系统的ＰＣ,师大教育数字化信息系统实验室软件,师大教育数字化信息系统实验室数据采集器，压强传感器;

铁架台一套（配复夹，完用夹）,10ｍＬ量筒,25０mL蒸馏烧瓶,滴管,橡皮塞（橡皮塞大小与蒸馏烧瓶瓶口一致，上面钻一个小孔,用来插入滴管）,100０ｍL烧杯；

药品:

5%的过氧化氢溶液,MｎO２,1mｏl/L,FｅＣｌ３溶液，

　　　　　　　　　　图2－9实验装置图二

接通采集器电源，用计算机通讯线将采集器与计算机连接好，然后用传感器数据线将压强传感器连接到采集器上，打开采集器电源,采集器屏幕显示单机工作模式、联机工作模式,摁采集器键盘的“↓”，“Ｅ”即进入联机工作模式。

点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件，点击右下角的“进入”，即完成计算机、采集器及传感器的连接（见使用说明）。

2.实验数据显示方式的设定及参数设置（见使用说明）

实验数据显示方式设定为图形方式必须参数设置。

3.实验操作

3.1连接好2套催化反应实验装置。

向蒸馏烧瓶中分别装入8mL５%H2O２溶液塞上橡皮塞;

３.2用滴管吸取1mol/Ｌ,　FeＣl3溶液,然后将其插入橡皮塞（预先已打好孔）；

待烧瓶中均有适量气泡出现时，将其中一个烧瓶放入盛有40℃左右热水的烧杯中,另一根放在环境中（如果是天气比较炎热的季节，则放入5℃水中）

3．3点击主界面中的“开始”，同时向蒸馏烧瓶中滴加１mol/Ｌ，FeＣl3溶液,进行数据采集,分析界面将会根据设置记录下实验过程中体积值，待数据稳定后,点击主界面中的“结束”，结束数据采集；

3.４连接好催化反应实验装置。

向蒸馏烧瓶中注入5%Ｈ2Ｏ2溶液及少量的结晶MnO２,塞上橡皮塞；

3.５另一烧瓶,用滴管吸取1mｏl/Ｌ,FeCｌ3溶液,然后将其插入橡皮塞（预先已打好孔）；

（过程同3.2-3.３）

３．6点击主界面中的“开始”，进行数据采集，分析界面将会根据设置记录下实验过程中体积值,待数据稳定后，点击主界面中的“结束”,结束数据采集；

实验结果与分析:

图2-10压强-t变化曲线

（一）　　　　　　　图2－11压强-t变化曲线

（二）

由上面实验及数据可以看出:

MnO2催化剂对H２O2分解速率的影响比水浴加热大。

O2分压压强变化大小分别是（131．１０-103.77＝27．3３ＫPa）见左图和（10５．75-10０.60=５.15KPａ）见右图,前者大于后者，而且到达化学平衡的时间短。

毋庸讳言,催化剂在现代工业中的作用是不可替代的。

工业上的许多重要的反应是多相催化反应即催化剂是固态物质,反应物是气态或液态。

催化剂之所以能加快反应速率,是由于减低了反应的活化能，改变了反应历程的缘故。

在有催化剂存在的条件下,化学反应沿着活化能较低的新途径进行,从而提高了反应速率。

1.生的马铃薯和熟的马铃薯加入到过氧化氢溶液中所产生的影响是否相同?

实验04污水处理---电浮选凝聚法

（人教版选修６实验化学P10　实验1-3）

背景资料:

电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法。

图1-6（人教版选修6P10）是电解污水实验装置示意图。

使用本方法的缺点是电能消耗较高。

实验目的:

1.了解电浮法处理污水的原理及装置。

2.培养保护环境的意识。

　　　　　　图2-12实验装置图

装置接通电源后,与直流电源正极相连的阳极铁失去电子生成Fe２+,进一步被氧化,并形成Fe（OH）３沉淀，Fｅ（ＯH）３有吸附性，可吸附污物而沉积下来,具有净化作用;

与直流电源负极相连的阴极产生H2，气泡把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层,积累到一定厚度时刮去浮渣层，即起到浮选净化的作用。

其反应可表示为：

阳极:

Fe—2e－=Ｆe2＋

2H２O-４e－=4Ｈ++O２↑

4Fｅ2+＋１0H2O+O２=４Fe（OH）３↓＋8H+

　阴极:

2H+＋2e-=H2↑

若污水导电性不良时，可加入适量的硫酸钠溶液。

仪器：

装有Ｗindows20０0以上操作系统的PＣ，师大教育数字化信息系统实验室软件，师大教育数字化信息系统实验室数据采集器,ｐH传感器，电流传感器

　辅材:

污水、盐酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液。

　　烧杯、铝片、铁片、直流电源、导线。

１.计算机、采集器及传感器的连接

接通采集器电源，用计算机通讯线将采集器与计算机连接好,然后用传感器数据线将pH传感器连接到采集器上，打开采集器电源，采集器屏幕显示单机工作模式、联机工作模式，摁采集器键盘的“↓”,“E”即进入联机工作模式。

２.在10０mL烧杯中加入80mＬ污水,将PH传感器电流传感器连接完毕,PH传感器探头放入烧杯中,打开软件操作界面，选择窗口显示方式为数字方式。

点击开始，屏幕上显示数字为污水的PH值，通过加入，盐酸和氢氧化钠来调节PH值使其PH值处于5-6之间。

点击结束按钮。

将窗口显示方式设为数字方式。

3.平行悬置２个电极（铝片做阴极,铁片做阳极）将电流传感器夹子与导线连接,接通直流电源，观察电流变化,以及电极上气泡的变化。

电解一段时间后,污水表面逐渐形成一层浮渣，而在烧杯底部也聚积着一层沉渣。

4.点击结束按钮观察电流是否有变化。

反应开始和反应过一段时间后产生的现象?

以及电流值的变化。

见下表。

表２-1电流变化以及实验现象

电流值

现象

电解开始时

460毫安

有颜色浊液

电解结束时

32８毫安

污水表面逐渐形成一层浮渣,而在烧杯底部也聚积着一层沉渣,中间层无色透明。

实验05　渗析分离实验

（人教版　选修６实验化学Ｐ１7　）

有选择性地让某些物质通过的膜叫半透膜。

利用半透膜的性质,我们可以分离大分子与小分子组成的混合物,这种分离方法称为渗析。

了解半透膜的特性，以及渗析分离的原理。

利用半透膜可以达到分离、提纯某些物质的目的。

选用一个孔径较小的半透膜,只有小分子或离子才能通过,而胶粒或者其他大分子不能通过。

利用半透膜的性质,我们可以分离大分子与小分子组成的混合物。

　　　　　　　　　　　2－１３实验装置图

装有Windｏws2００0以上操作系统的PC，师大教育数字化信息系统实验室软件,师大教育数字化信息系统实验室数据采集器，电导率传感器。

烧杯、淀粉胶体、氯化钠、蒸馏水、玻璃棒、半透膜、细线、硝酸银溶液、淀粉。

接通采集器电源,用计算机通讯线将采集器与计算机连接好，然后用传感器数据线将电导率传感器连接到采集器上，打开采集器电源，采集器屏幕显示单机工作模式、联机工作模式,摁采集器键盘的“↓”，“E”即进入联机工作模式。

2.把1０毫升淀粉胶体和5毫升氯化钠溶液的混合溶液，加入用半透膜制成的袋内,将此袋浸入蒸馏水中。

3.将电导率传感器在空气中标定,放入烧杯中,打开采集器电源,选择画图方式。

观察水中电导率变化。

4.取烧杯中的少量液体分置于两支试管中,向2支试管里分别滴加硝酸银溶液和碘水。

观察现象。

表２－2实验结果

烧杯中的水

电导率

碘水

硝酸银

反应前

8

无变化

反应后

135.87

白色沉淀

根据电导率变化可以看出,有离子通过半透膜进入烧杯中,通过滴加碘溶液不变蓝可以检测出烧杯中没有淀粉胶体，通过硝酸银可以确定溶液中的离子中含有氯离子。

实验06海水的蒸馏　

（人教版选修６　实验化学18-1９实验２－２）

淡水资源紧缺时人类面临的严重问题。

目前,中国有几百个城市缺水,而海水淡化是解决中国沿海地区淡水严重短缺的有效途径之一。

１.了解蒸馏操作的原理。

2．掌握蒸馏分离混合物的方法。

海水的化学成分复杂，含有较多的盐类，　图2-14实验装置

如氯化钠、氯化钾等,通过电导率传感器测量其电导率。

通过蒸馏方法可以将海水淡化,测量蒸馏水的电导率可以知道蒸馏提纯的效果。

装有Ｗindows２000以上操作系统的PC，师大教育数字化信息系统实验室软件，师大教育数字化信息系统实验室数据采集器,电导率传感器；

CJJ78－１型恒温磁力加热搅拌器，１00毫升蒸馏烧瓶、锥形瓶、冷凝管、1０0毫升量筒、沸石、铁架台、石棉网、酒精灯;

人造海水（实验室配置好的含氯化钠、氯化钾、氯化镁等盐的溶液。

）

接通采集器电源，用计算机通讯线将采集器与计算机连接好，然后用传感器数据线将电导率传感器连接到采集器上,打开采集器电源，采集器屏幕显示单机工作模式、联机工作模式,摁采集器键盘的“↓”,“E”即进入联机工作模式。

2电传感器标定和实验数据显示方式设定（见使用说明）

3.实验操作：

3.1标定和参数设定结束，将电导率传感器插入待测液中,测出海水的电导率。

3．2蒸馏,在10０毫升蒸馏瓶中加入50毫升海水，加入几粒沸石,以防止加热时暴沸。

3.3连接好蒸馏装置，在冷凝管中通入冷水。

３．4小心加热，观察蒸馏烧瓶中发生的现象。

待收集到10毫升的蒸馏水时,即停止加热,稍后关闭冷凝水。

3.5用将电导率传感器,放入蒸馏水中,测得蒸馏水的电导率值,与海水比较。

实验结果与分析：

表2-3海水蒸馏前后的电导率对比

模拟海水

结论

蒸馏前

388．３6

离子含量非常高

蒸馏后

3.２6

几乎无离子（溶解空气中二氧化碳）

实验07氢氧化铝的制备实验

（人教版选修6实验化学P28实验2－6）

实验室如何制取氢氧化铝？

制取氢氧化铝对所用碱的pＨ有什么限定？

用pH范围内的强碱代替是否可以?

探究氢氧化铝的ｐＨ及制取氢氧化铝的pH要求

Aｌ３++3OＨ-=　Al（OH）3↓　,Ａl（OH）3+OH-=Aｌ（OＨ）４－,Ａl（OH）4-+Ｈ+＝　Al（OH）3↓+H２Ｏ,　Al（ＯH）3+3H+=Ａl3++3H２O　　　　　　　　　图2-15实验装置

装有Wiｎdoｗs2000以上操作系统的PＣ,师大教育数字化信息系统实验室软件,师大教育数字化信息系统实验室数据采集器,ｐＨ传感器；

试管、玻棒、烧杯、滴管;

０.1mol/LAlＣl３　溶液、不同浓度的氨水、不同浓度ＮaOH溶液、

不同浓度盐酸溶液。

接通采集器电源，用计算机通讯线将采集器与计算机连接好，然后用传感器数据线将pＨ传感器连接到采集器上，打开采集器电源，采集器屏幕显示单机工作模式、联机工作模式，摁采集器键盘的“↓”，“Ｅ”即进入联机工作模式。

点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件，点击右下角的“进入”,即完成计算机、采集器及传感器的连接。

2.pＨ传感器标定和显示方式的设定

pH传感器只有经过标定和补偿才能采集正确的数值。

一般选择两点标定法，实验前首先必须准备pＨ值为4.0０和9.18的标准溶液。

将实验数据显示方式设为数字方式。

3．1配制0.1mol/L　ＡlCl3溶液、不同浓度的氨水、不同浓度ＮaOH溶液、不同浓度盐酸溶液。

３.2将pＨ传感器电极插入0．1mol／LAlCl3　溶液,在其中加入一定浓度的氨水，同时点击主界面中的“开始”，进行数据采集,待数据稳定后，沉淀完全后,点击主界面中的“结束”，结束采集结束数据采集。

３.３在生成的Aｌ（OH）３滴加强碱氢氧化钠溶液，将pH传感器电极插入其中，同时点击主界面中的“开始”,进行数据采集，观察发生的现象。

沉淀开始溶解时,点击主界面中的“结束”，结束采集结束数据采集。

3.4在3.3步骤中的溶液中滴加盐酸,将pH传感器电极插入其中，同时点击主界面中的“开始”，进行数据采集，观察发生的现象。

出现沉淀时，点击主界面中的“结束”,结束采集结束数据采集；

沉淀溶解时点击主界面中的“结束”,结束采集结束数据采集。

氢氧化铝是两性的：

Ａl（OH）３　　　Al3++3ＯH-　K=5．１×

10－３3，

Al（OH）3ＡｌＯ2-+H++H2O　　K＝4．0×

１0-13

已经研究证明AlO2-是以Ａl（OH）4-存在。

氢氧化铝溶于酸生成铝盐,溶于碱生成铝酸盐,铝酸盐溶于酸生成氢氧化铝

Al（OH）３＋３H＋=Aｌ３++3H２O,Al（ＯH）３＋ＯH-=Ａl（OH）4-,Al（OH）4-+H+=Al（OH）3↓+H2O

Al（OH）3的pＨ＝6.１2;

pＨ﹥12.03时氢氧化铝溶于碱生成铝酸盐,pH﹤3.2４时氢氧化铝溶于酸生成铝盐;

在铝酸盐滴加盐酸pH