基础化学课本实验.docx

基础化学课本实验.docx

《基础化学课本实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基础化学课本实验.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基础化学课本实验

实验一　物质的分离

一　目　的

　　学习倾析﹑过滤﹑滤纸层析﹑集气法及蒸馏等分离物质的实验技能。

　　（集气法及蒸馏可采现场示范或影片播放）

二　原　理

一﹑倾析：

　　使用溶剂将物质溶解后﹐倾倒出溶液﹐使之与残渣分离的方法﹐称为倾析。

二﹑过滤：

　　利用物质颗粒大小的差异﹐以滤纸或其他介质﹐使沉淀物与溶液分离的方法﹐称为过滤。

三﹑滤纸层析：

　　用滤纸作为固定相时﹐因为各种物质与滤纸间的附着力不同﹐所以可利用物质随溶剂在滤纸上的移动速率不同﹐而将物质分离﹐并呈现在滤纸上色团分布的方法﹐称为滤纸层析。

四﹑集气法：

　　收集气体的方法有三种﹐分别为：

1.排水集气法：

适用于难溶或微溶于水的气体。

例如：

氧（O2）﹑氮（N2）。

2.向下排气法：

适用于密度小于空气﹐并且易溶于水的气体。

例如：

氨（NH3）。

3.向上排气法：

适用于密度大于空气﹐并且易溶于水的气体。

例如：

氯化氢（HCl）﹑二氧化硫（SO2）。

（注：

CO2密度大于空气﹐可用向上排气法收集﹐亦可用排水集气法收集较纯的二氧化碳﹐但产率会减损）

五﹑蒸馏：

　　利用物质沸点的差异﹐使沸点较低者汽化﹐经冷凝后收集之﹐此种物质分离的方法﹐称为蒸馏。

三　器　材

每组

每组

■电子天平1台

■铝箔纸（约11公分×11公分）（或保鲜膜）1张

■烧杯（100毫升）4个

■烧杯（250毫升）1个

■排水集气法装置1套

■玻棒1支

■向下排气法装置1套

■圆形滤纸2张

■镊子1把

■玻璃漏斗1个

■向上排气法装置1套

■漏斗架1个

■加热源（酒精灯﹑本生灯﹑加热板或加热

■棉花球数粒

包等）1个

■蒸馏装置1套

■沸石（或搅拌子）数颗

■方形滤纸（约9公分×10公分）1张

■铁架1组

■乳头滴管2支

■标签纸2张

■乳胶手套1双

■打火机1个

■线香2支

四　药　品

每组

每组

■红糖6.00克

■氯化铵（NH4Cl＝53.5）2.14克

■活性碳0.50克

■氢氧化钙（Ca（OH）2＝74）1.48克

■细字用水性墨水笔（笔尖约0.5毫米﹐

■6M盐酸30.00毫升

黑色﹑红色﹑绿色﹑紫色及蓝色）

■蒸馏水120.00毫升

各1支

■大理石60.00克

■酒精（市售95％优质酒精）3.00毫升

■红色石蕊试纸1张

■双氧水（市售30％水溶液）20.00毫升

■绿色广用试纸1张

■二氧化锰（MnO2）1.00克

（注：

因为空气中有CO2﹐会使广用试纸呈现黄色）

五　实验步骤

一﹑倾析：

二﹑过滤：

过滤时﹐漏斗要放在漏斗架上﹐并使漏斗颈紧靠接受器的内壁。

倾倒溶液时﹐应使用玻棒接触第三层滤纸处﹐液面应低于滤纸边缘。

上述滤纸亦可折迭成菊花形滤纸过滤（如右图所示）。

三﹑滤纸层析：

（注：

折成三角﹑四角……等柱形或锯齿折页形时﹐注意墨水点不能恰好折迭在折在线﹐须使墨水点与折线彼此保持约数毫米的间距.若是卷成圆筒形时﹐可用胶带将两边黏贴固定住﹐竖立于烧杯中）

四﹑集气法：

1.用排水集气法收集氧气：

2.用向下排气法收集氨气：

3.用向上排气法收集二氧化碳：

五﹑蒸馏：

六　废弃物处理

1.实验用过的活性碳﹐倾析或过滤后﹐以固体废弃物处理。

2.实验用过的二氧化锰﹐可加蒸馏水﹑过滤﹑干燥后﹐留置于空的药品罐内﹐供重复使用。

3.实验用过的氯化铵与氢氧化钙的混合物﹐可加水溶解﹐倾析或过滤后﹐液体直接倒入水槽中流放掉﹐固体则以废弃物处理。

4.实验用过的大理石﹐可加蒸馏水﹑过滤﹑干燥后﹐留置于空的药品罐内﹐供重复使用。

5.实验用过的红糖水﹑墨汁与酒精﹐可直接倒入水槽中流放掉。

七　问题与讨论

1.日常生活中﹐有哪些混合物可用倾析法分离溶液与沉淀？

2.过滤时﹐常用的滤材有哪些？

3.滤纸的折迭法有四折滤纸与菊花形滤纸﹐各使用于何种情况？

4.在实验步骤二﹑过滤后的甲﹑乙两烧杯所得到的滤液﹐其颜色有何差别？

为什么？

5.层析时﹐除了采用长条形的滤纸外﹐还有哪些材料可以使用？

6.检验瓦斯管有无破裂的一种方法﹐是用肥皂水涂敷在管的外壁上﹐然后再打开瓦斯观察肥皂泡产生的部位﹐即可判断出管线破裂处。

依据上述方法推想﹐若想要收集瓦斯中的气体﹐应该采用哪种集气法较好﹐为什么？

7.用集气瓶收集到的氧气与二氧化碳﹐为何须盖上玻璃片后正立于桌面上？

而收集氨气的试管﹐却是倒放于玻璃管的出口上？

8.蒸馏水应如何检验？

参考解答见教学补充数据P实-6

实验二　硝酸钾的溶解与结晶

一　目　的

　　熟悉溶解度的测定方法及结晶的技巧。

二原　理

　　由于硝酸钾对水的溶解度随着温度的升高而明显增大﹐因此﹐其水溶液会随着温度的降低而析出晶体﹐并且形成饱和溶液。

三　器　材

每组

每组

■电子天平1台

■铁架1组

■温度计1支

■棉布手套1只

■搅拌棒1支

■广用夹1支

■大试管（30毫升）1支

■秤量纸1张

■烧杯（100毫升）2个

■橡皮塞1个

■刮勺1支

四　药　品

每组

每组

■硝酸钾（KNO3）16.0克

■冰块适量

■蒸馏水10.0毫升

■热水适量

五　实验步骤

六　注意事项

1.硝酸钾刚好全部溶解的温度很难判定﹐所以采用冷却析出晶体的方法﹐比较容易观察。

2.加热时﹐试管中的液面要低于水浴的液面。

3.拿取热烧杯时﹐需戴棉布手套﹐以防烫伤。

七　废弃物处理

■硝酸钾晶体和硝酸钾水溶液可回收﹐处理后再利用。

八　问题与讨论

1.加热过程中﹐为什么需要搅拌？

1.答：

使热量均匀。

2.实验所得数据与文献上的数据是否相符？

若不符﹐指出导致偏差的可能原因。

※硝酸钾溶解度的参考数值及关系图：

温度（ºC）

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

溶解度（100克H2O中溶解KNO3的克数）

13.9

21.9

31.6

45.3

61.3

—

106

—

167

203

245

参考数据：

http:

//en.wikipedia.org/wiki/Solubilitytable#P

2.答：

大致上符合﹐当加热硝酸钾的水溶液时﹐会有部分水分蒸发﹐导致后几根试管的实验偏差值较大。

实验三　化学反应热

一　目　的

　　使用自制的卡计﹐测量酸碱中和的反应热及硝酸钾溶解于水的热量变化。

二　原　理

■反应热的测定

　　在一般化学实验过程中﹐可将卡计吸收或放出的微量热量忽略掉﹐因此吸热反应所吸收的热量等于放热反应所放出的热量。

也就是说﹐温度的变化量﹐可视为反应过程中热量传递所造成的温度差。

　　本实验是利用保丽龙杯﹐组装成简单的卡计﹐来测量反应的热量变化。

将卡计当作绝热体﹐不考虑系统热容量概念。

三　器　材

每组

每组

■电子天平1台

■秒表1个

■保丽龙杯（250毫升）附杯盖1个

■量筒（100毫升）1个

（注：

可使用双套杯）

■搅拌棒1支

■电子数字型温度计或一般温度计

■烧杯（250毫升）1个

1支

四　药　品

每组

每组

■氢氧化钠溶液（1.0M）100.0毫升

■硝酸钾5.05克

■盐酸（1.0M）100.0毫升

■蒸馏水100.0毫升

五　实验步骤

一﹑中和热的测定：

二﹑溶解热的测定：

六　废弃物处理

1.中和热测定的实验后﹐产物为食盐水﹐可直接倒入水槽中流放掉。

2.硝酸钾水溶液可回收﹐处理后利用。

七　问题与讨论

1.为何采用保丽龙杯制作卡计？

2.酸碱中和是吸热或放热反应？

3.固体溶解一定是吸热反应吗？

答：

1.因为保丽龙是很好的绝热体﹐而若使用双套杯﹐则两中间为空气﹐隔热效果更好。

在多数的化学实验过程中﹐杯子所吸收或放出微量的热﹐是可忽略的。

因此﹐温度变化可视为仅由杯内反应过程中﹐所产生与传递热量而导致的结果。

2.因为酸碱中和会使水温升高﹐故知其为放热反应。

事实上﹐所有的酸碱中和﹐皆为放热反应。

3.硝酸钾的溶解会使水温降低﹐故知其为吸热反应。

但是﹐也有些固体的溶解是放热反应。

实验四　简易的化学电池

一　目　的

　　经由测定不同金属电极组成的化学电池之电压﹐了解化学电池的基本原理﹐并熟悉三用电表的使用方法。

二　原　理

　　化学电池是利用氧化还原反应﹐把化学能转变成电能的一种装置。

在反应中﹐氧化剂接受电子﹐还原剂放出电子。

使氧化反应与还原反应分别在不同的电极上进行﹐再以盐桥相连﹐就构成了一个化学电池。

　　简易的化学电池之基本组成单元﹐包含两个半电池和一个盐桥﹐每个半电池都是由一个金属电极及电解液所构成（图E4-1）。

活性较大的金属电极为负极（阳极）﹐该金属发生氧化反应而释出电子﹐经由导线传至正极（阴极）半电池的电极﹐其电解质中的金属阳离子在此获得电子而还原成金属。

盐桥的功用在于链接两个半电池﹐使电池形成通路。

图E4-1　铜银电池的装置

三　器　材

每组

每组

■烧杯（100毫升）5个

■三用电表1台

■U形管6个

■两端有电极夹之电线2条

■乳头滴管1支

■标签纸4张

四　药　品

每组

每组

■硫酸锌溶液（1.0M）50毫升

■铜片（长100毫米×宽10毫米×厚0.2毫

■硫酸镍溶液（1.0M）50毫升

米）1片

■硫酸铜溶液（1.0M）50毫升

■石墨棒（长100毫米×直径6毫米）

■硝酸银溶液（1.0M）50毫升

1支

■硝酸钾饱和溶液40毫升

■砂纸（约15公分×15公分）1张

■锌片（长100毫米×宽10毫米×厚0.2毫

■脱脂棉少许

米）1片

■镍片（长100毫米×宽10毫米×厚0.2毫

米）1片

五　实验步骤

六　注意事项

1.硝酸钾为强氧化剂﹐其溶液宜在低温且通风良好的场所配制。

2.U形管两端所塞的脱脂棉不宜过紧或过松。

3.电池的电压会随着放电时间的增加而降低﹐故须记录刚接通电路时的电压。

4.若实验后盐桥两端有其他电解质溶液进入﹐宜重新配制。

5.实验后﹐各种电解质溶液可保留重复使用。

七　废弃物处理

1.锌片﹑铜片﹑镍片及石墨棒不必丢弃﹐可回收使用。

2.废弃的硫酸铜﹑硫酸锌﹑硫酸镍及硝酸银溶液﹐应倒入重金属类的废液桶内﹐交由专业人员处理。

3.硝酸钾溶液﹐倒入指定回收桶内﹐交由专业人员处理。

八　问题与讨论

1.在本实验中﹐为什么要用砂纸将金属电极及石墨棒的表面磨亮？

2.在本实验中﹐是否可用硫酸钠﹑硝酸铵等其他盐类代替硝酸钾？

3.在步骤5.中﹐三用电表的读数是否为0？

为什么？

4.在步骤6.中﹐三用电表的读数是否为0？

为什么？

5.D烧杯中的电极﹐为何可用碳棒代替银片？

6.在锌铜电池（A与C）中﹐哪一个电极可用石墨棒取代？

答：

1.为了除去附着在金属电极及石墨棒表面的杂质。

　　2.可以﹐只要是不会参与反应的易溶性盐类即可。

　　3.是﹐此时盐桥尚未置入﹐未形成通路﹐故读数为0。

　　4.不是﹐此时盐桥已置入﹐整个装置形成通路﹐故读数不为0。

　　5.因银片价格较高﹐而其功用仅是用来传递电子﹐并不参与反应﹐故可用碳棒代替银片。

　　6.铜片。