高一主要化學實驗總結(jié)
高中主要化學實驗總結(jié)
實驗1:在干燥的圓底燒瓶里充滿氨氣,用帶有玻璃管和滴管(滴管里預先吸入水)的塞子塞緊瓶口。立即倒置燒瓶,使玻璃管插入盛有水的燒杯里(水里事先加入少量酚酞試液)。打開玻璃管上的夾子,擠壓滴管的膠頭,使少量水進入燒瓶。觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:燒杯里的水由玻璃管進入燒瓶,形成噴泉,燒杯內(nèi)液體呈紅色。說明氨極易溶于水,并與水反應,生成具有堿性的氨水。(思考:如何用只用試管和燒杯做氨氣極易溶于水的實驗?)
實驗2:用兩根玻璃棒分別在濃氨水和濃鹽酸里蘸一下,然后將兩根玻璃棒接近,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:當兩根玻璃棒接近時,產(chǎn)生大量的白煙。這是由于氨水揮發(fā)出來的NH3與鹽酸揮發(fā)出來的HCl化合形成微小的NH4Cl晶體。(思考:NH3與濃硝酸、濃硫酸靠近時有什么現(xiàn)象?)
實驗3:在試管中加入少量NH4Cl晶體,加熱,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:加熱后不久,在試管上端的試管壁上有白色固體附著。這是由于受熱時,NH4Cl分解,生成NH3和HCl,冷卻后,NH3和HCl又重新結(jié)合,生成NH4Cl。實驗4:在兩支試管中各加入少量(NH4)2SO4和NH4NO3固體,分別向兩支試管中滴加10%的NaOH溶液,加熱,并用濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:加熱后,兩支試管中都有氣體產(chǎn)生,并可聞到刺激性氣味;同時看到濕潤的紅色石蕊試變藍。說明(NH4)2SO4和NH4NO3都能與NaOH反應生成NH3。
實驗5:在兩支試管中各放入一小塊銅片,分別加入少量濃硝酸和稀硝酸,立即用透明塑料袋將試管口罩上并系緊,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。然后,將加稀硝酸的試管上的塑料袋稍稍松開一會兒,使空氣進入塑料袋,再將塑料袋系緊,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:反應開始后,兩支試管中都有氣泡產(chǎn)生,是塑料袋膨脹,加濃硝酸的試管中反應劇烈,放出紅棕色氣體。加稀硝酸的試管中反應較緩慢,放出無色氣體;當空氣進入以充滿無色氣體的塑料袋后,無色氣體變成了紅棕色;;溶液都變成藍色。
在上面的實驗中,濃硝酸與銅反應生成了NO2,稀硝酸與銅反應生成了NO,NO與空氣中的氧氣反應又生成了NO2。
實驗6:將一支裝滿SO2的試管倒立在滴有紫色石蕊試液的水槽中。觀察實驗現(xiàn)象,F(xiàn)象與解釋:裝有SO2的試管倒立在水槽中以后,試管中的水面上升,試管中的液體變?yōu)榧t色。
實驗7:將SO2氣體通入裝有品紅溶液的試管里。觀察品紅溶液顏色的變化。給試管加熱。觀察溶液發(fā)生的變化。
現(xiàn)象與解釋:向品紅溶液中通入SO2后,品紅溶液的顏色逐漸褪去;當給試管加熱時,溶液又變?yōu)榧t色。實驗說明,SO2具有漂白性,SO2跟某些有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)。
實驗8:在200mL的燒杯中放入20g蔗糖,加入幾滴水,攪拌均勻。然后再加入15mL溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸,迅速攪拌,觀察實驗現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成疏松多孔的海綿狀的炭。濃硫酸具有脫水性,且反應為放熱反應,碳與濃硫酸反應有氣體產(chǎn)生,產(chǎn)生的氣體使木炭變得疏松。實驗9:在一支試管里放入一小塊銅片,然后再加入5mL濃硫酸,用裝有玻璃導管的單孔膠塞塞好,加熱。放出的氣體分別通入紫色石蕊試液或品紅溶液中。觀察反應現(xiàn)象。反應完畢,冷卻后,將試管中的液體慢慢倒入另一支盛有少量水的試管中。觀察溶液的顏色,F(xiàn)象與解釋:濃硫酸與銅在加熱時發(fā)生反應,放出能使紫色石蕊試液變紅或使品紅溶液褪色的氣體,說明生成的氣體是SO2;反應后生成物的水溶液顯藍色,說明銅被濃硫酸氧化成Cu2+。
實驗10:用坩堝鉗夾住一束銅絲,灼燒后立即放入充滿氯氣的集氣瓶里。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。然后把少量的水注入集氣瓶里,用玻璃片蓋住瓶口,振蕩。觀察溶液的顏色,F(xiàn)象與解釋:紅熱的銅絲在氯氣里繼續(xù)燃燒,是集氣瓶里充滿棕黃色的煙(CuCl2的微小晶體)。氯化銅溶于水后,溶液呈藍綠色(溶液濃度不同,溶液顏色有所不同)。
實驗11:在空氣中點燃H2,然后把導管伸入盛有Cl2的集氣瓶中。觀察H2在Cl2燃燒的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:純凈的H2可以在Cl2中安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,生成的HCl氣體在空氣里與水蒸汽結(jié)合,呈現(xiàn)霧狀。
實驗12:取干燥和濕潤的有色布條各一條,分別放入兩個集氣瓶中,然后通入Cl2,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:干燥的布條沒有褪色,濕潤的布條褪色了。說明氯氣和水反應生成的HClO具有強氧化性,能使某些染料和有機色素褪色。實驗13:觀察溴的顏色和狀態(tài)。
現(xiàn)象與解釋:溴是深紅棕色的液體,很容易揮發(fā)。如果把溴存放在試劑瓶里,需要在瓶中加一些水,以減少揮發(fā)。
實驗14:觀察碘的顏色、狀態(tài)和光澤。取內(nèi)裝碘晶體且預先密封好的玻璃管,用酒精燈微熱玻璃管盛碘的一端,觀察管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:碘被加熱時,不經(jīng)熔化直接變成紫色蒸氣,蒸氣遇冷,重新凝成固體。碘發(fā)生了升華。
實驗15:(1)將少量新制的飽和氯水分別注入盛有NaBr溶液和KI溶液的試管中,用力振蕩后,再注入少量四氯化碳。觀察四氯化碳層和水層顏色的變化。
液體分層,下層呈紫紅色
(2)將少量溴水注入盛有KI溶液的試管中,用力振蕩后,再注入少量四氯化碳。觀察四氯化碳層和水層顏色的變化。
液體分層,下層呈橙色。
現(xiàn)象與解釋:四氯化碳層和水層顏色的變化,說明氯可以把溴和碘分別從溴化物和碘化物中置換出來;溴可以把碘從碘化物中置換出來。
實驗16:在裝有少量淀粉溶液的試管里,滴入幾滴碘水。觀察溶液顏色的變化,F(xiàn)象與解釋:淀粉遇碘(碘單質(zhì))呈現(xiàn)出特殊的藍色。
實驗17:取一塊金屬鈉,用濾紙吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮。觀察鈉的顏色。
現(xiàn)象與解釋:鈉很軟,可以用刀切割。切開外皮后,可以看到鈉具有銀白色的金屬光澤。實驗18:觀察用刀切開的鈉表面所發(fā)生的變化。把一小塊鈉放在石棉網(wǎng)上加熱,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:新切開的鈉的光亮的表面很快就變暗了,這是由于鈉與氧氣反應,在鈉的表面生成了一薄層氧化膜。鈉在空氣中燃燒,生成淡黃色的固體(Na2O2),發(fā)出黃色的火焰。實驗19:(1)向一個盛有水的小燒杯里滴入幾滴酚酞試液,然后把一小塊鈉投入小燒杯。觀察反應的現(xiàn)象和溶液顏色的變化。
(2)切一塊綠豆大的鈉,用鋁箔(事先用針刺一些小孔)包好,再用鑷子夾住,放在試管口下,用排水法收集氣體。等試管中氣體收集滿時,小心地取出試管,把試管口向下移近酒精燈火焰,檢驗鈉與水反應生成的氣體。
現(xiàn)象與解釋:(1)鈉與水劇烈反應,熔化成小球在水面上游動,伴有“嘶嘶”的聲音,溶液顏色變成紅色。說明鈉的密度比水小,鈉與水反應有氣體產(chǎn)生,是放熱反應。(2)試管口向下移近酒精燈火焰時,有輕微的爆鳴聲,說明生成的氣體是氫氣。
實驗20:(1)把水滴入盛有Na2O2固體的試管中,立即用帶火星的木條放在試管口,檢驗生成的氣體。
(2)用脫脂棉包住0.2gNa2O2粉末,放在石棉網(wǎng)上。在脫脂棉上滴加幾滴水。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:(1)帶火星的木條復燃,說明生成的氣體是氧氣。(2)反應放出的熱能使脫脂棉燃燒,而反應中生成的氧氣又使脫脂棉的燃燒加劇。
實驗21:在兩支試管中分別加入3mL稀鹽酸,將兩個各裝有0.3gNa2CO3或NaHCO3粉末的小氣球分別套在兩支試管口。將氣球內(nèi)的Na2CO3和NaHCO3同時倒入試管中,觀察反應現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:裝有NaHCO3的試管上的氣球膨脹得快,說明與NaHCO3與稀鹽酸的反應比與Na2CO3稀鹽酸的反應劇烈。
實驗22:把Na2CO3放在試管里,約占試管容積的1/6,往另一支試管里倒入澄清的石灰水,然后加熱,觀察澄清石灰水是否起變化。換上一支放入同一容積NaHCO3的試管,加熱,觀察澄清石灰水的變化。
現(xiàn)象與解釋:Na2CO3受熱沒有變化,NaHCO3受熱后放出了CO2。
實驗23:把點燃的鎂條放入盛有二氧化碳的集氣瓶里(集氣瓶底部放一些細紗),觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:鎂條在二氧化碳里劇烈燃燒,生成白色粉末,在瓶的內(nèi)壁有黑色的碳附著。
實驗24:把燒的紅熱細鐵絲伸到盛有Cl2的集氣瓶中,觀察現(xiàn)象。把少量水注入集氣瓶中,振蕩,觀察溶液的顏色。
現(xiàn)象與解釋:鐵絲在Cl2中燃燒,生成棕黃色的煙,這是FeCl3的小顆粒。加水振蕩后,生成黃色溶液。
實驗24:在試管里注入少量FeCl3溶液,再逐滴滴入NaOH溶液。觀察發(fā)生的現(xiàn)象,F(xiàn)象與解釋:溶液里立即生成紅褐色沉淀,這是Fe(OH)3。
實驗25:在試管里注入少量新制備的FeSO4溶液,用膠頭滴管吸取NaOH溶液,將滴管尖端插入試管里溶液底部,慢慢擠出NaOH溶液,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:擠出NaOH溶液后,開始時析出一種白色的絮狀沉淀,這是Fe(OH)2。生成的白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色,這是因為白色的Fe(OH)2被空氣里的氧氣氧化成了紅褐色的Fe(OH)3。
實驗26:在2支試管里分別加入10mLFeCl2溶液和FeCl3溶液,各滴入幾滴KSCN溶液。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:Fe3+遇KSCN溶液變成紅色,F(xiàn)e2+遇KSCN溶液不顯紅色。Fe3+與KSCN反應的離子方程式可表示為:Fe3++3SCN=Fe(SCN)3。
實驗27:向盛有FeCl2和KSCN溶液的試管里再滴入幾滴新配制的氯水,觀察現(xiàn)象,F(xiàn)象與解釋:無色溶液變成紅色,說明原溶液中的Fe2+被氯氣氧化成了Fe3+。實驗28:在試管里加入5mLFeCl3溶液,加入幾滴鹽酸和適量還原鐵粉,振蕩一會兒,滴入幾滴KSCN溶液。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:溶液不變成紅色,說明溶液中的Fe3+被鐵還原成了Fe2+。
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高考沖刺:高中主要化學實驗總結(jié)
一、氫元素單質(zhì)及其化合物實驗1:如圖所示,球形干燥管中裝有堿石灰干燥劑。導管口蘸些肥皂水,控制氫氣流速,吹出肥皂泡。當肥皂泡吹得足夠大時,輕輕擺動導管,讓肥皂泡脫離管口,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:肥皂泡迅速上升,說明氫氣比同體積的空氣輕。
實驗2:在帶尖嘴的導管口點燃純凈的氫氣,觀察火焰的顏色。然后在火焰的上方罩一個冷而干燥的燒杯,過一會兒,觀察燒杯壁上有什么現(xiàn)象發(fā)生。
現(xiàn)象與解釋:純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒,產(chǎn)生淡藍色火焰。用燒杯罩在火焰的上方時,燒杯壁上有水珠生成,接觸燒杯的手能感到發(fā)燙。
氫氣在空氣里燃燒,實際上是氫氣跟空氣里的氧氣發(fā)生了化合反應,生成了水并放出大量的熱。
實驗3:取一個一端開口,另一端鉆有小孔的紙筒,用紙團堵住小孔,用向下排空氣法收集氫氣,使紙筒充滿氫氣。移開氫氣發(fā)生裝置,拿掉堵小孔的紙團,用燃著的木條在小孔處點火,注意有什么現(xiàn)象發(fā)生。
現(xiàn)象與解釋:剛點燃時,氫氣安靜地燃燒,過一會兒,突然發(fā)生爆炸,聽到“砰”的聲音。點燃前,紙筒內(nèi)是純凈的氫氣,遇火燃燒。隨著氫氣的消耗,空氣不斷從紙筒底部進入筒內(nèi),筒內(nèi)的氣體變成氫氣和空氣的混合物,這種混合氣體遇火發(fā)生了爆炸。
實驗4:在干燥的硬質(zhì)試管底部鋪一層黑色的CuO,管口微向下傾斜。通入氫氣,過一會兒,再給CuO加熱。反應完全后,繼續(xù)通入氫氣,直到試管冷卻。
現(xiàn)象與解釋:黑色的氧化銅逐漸變?yōu)榱良t色固體,同時管口有水滴生成。氫氣還原氧化銅生成了銅和水。
二、碳族元素實驗1:把石墨電極或鉛筆芯和導線連在一起,接通電源后,燈泡是否發(fā)亮?現(xiàn)象與解釋:燈泡發(fā)亮,說明石墨能導電。
實驗2:參考左圖所示裝置,制一個凈水器,并完成實驗。
現(xiàn)象與解釋:混有紅墨水的水變?yōu)闊o色,說明木炭(活性炭)具有吸附性。
實驗3:把木炭加熱到發(fā)紅,伸進盛有氧氣的集氣瓶里,注意木炭在空氣里和在氧氣里燃燒有什么不同。燃燒停止后,立即向瓶內(nèi)倒入一些澄清的石灰水,振蕩,觀察現(xiàn)象,F(xiàn)象與解釋:木炭在氧氣里燃燒比在空氣里燃燒更旺,發(fā)出白光,并放出熱量。燃燒后生成的無色氣體能使澄清的石灰水變渾濁,說明碳與氧氣反應生成了二氧化碳。
實驗4:把經(jīng)過烘干的木炭和黑色的氧化銅共同研磨均勻,小心地鋪放進試管里,把試管固定在鐵架臺上。試管口裝有通入澄清石灰水的導管,用酒精燈(可加網(wǎng)罩使火焰集中并提高溫度)加熱試管幾分鐘。觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:黑色固體變?yōu)橛屑t色固體,說明有金屬銅生成;澄清石灰水變渾濁,說明有二氧化碳生成。
實驗5:在一根細木棍的兩端各系上一個大小相同的小紙袋(或一次性水杯),在木棍的中間部位系上一根細繩,使兩端平衡,并把它系在鐵架臺上。取預先收集好的二氧化碳(注意觀察顏色、狀態(tài)),迅速倒入其中一個小紙袋中,觀察兩端的小紙袋是否繼續(xù)保持平衡,F(xiàn)象與解釋:二氧化碳是一種沒有顏色的氣體;倒入二氧化碳的小紙袋一端向下傾斜,說明二氧化碳的密度比空氣大。
實驗6:點燃兩支短蠟燭,分別放在白鐵皮架的兩個階梯上,把白鐵皮架放在燒杯里,沿燒杯壁傾倒二氧化碳。觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:二氧化碳使下層階梯上的蠟燭先熄滅,上層的后熄滅。這個實驗可以說明兩點:第一,二氧化碳既不能燃燒,也不能支持燃燒;第二,二氧化碳的密度比空氣大。
實驗7:向盛有紫色試液的試管里通入二氧化碳,觀察石蕊試液顏色的變化。待石蕊試液顏色變化后,停止通入二氧化碳,并取少量溶液放在酒精燈火焰上加熱,再觀察石蕊試液顏色的變化。
現(xiàn)象與解釋:當通入二氧化碳時,紫色石蕊試液變成紅色;當加熱時,紅色石蕊試液又變成紫色。這是由于二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊試液變紅;碳酸很不穩(wěn)定,很容易分解為二氧化碳和水。
實驗8:在盛有CO的貯氣瓶的導管口點火,觀察火焰的顏色。把一個燒杯內(nèi)壁蘸有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上,觀察石灰水有什么變化。
現(xiàn)象與解釋:燒杯內(nèi)壁澄清的石灰水變混濁。CO在空氣里燃燒生成CO2,燃燒時,發(fā)出藍色的火焰。
實驗9:在玻璃管里放入CuO,通入CO,并用氣球收集尾氣,然后加熱,仔細觀察實驗發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:黑色的CuO變成了紅色的Cu,澄清的石灰水變混濁,說明CO能使CuO還原成Cu,同時生成CO2。
實驗10:在一個小玻璃杯中放入少量洗凈的碎雞蛋殼,加入一些鹽酸,立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片蓋住。觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:有氣體產(chǎn)生,有澄清石灰水變混濁。說明雞蛋殼中含有碳酸鹽。
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三、氮族元素
實驗1:在長玻璃管中放少量白磷,玻璃管的一端用軟木塞或紙團塞緊,另一端敞開。先均勻加熱紅磷周圍的玻璃管,然后在放紅磷的地方加強熱。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:加熱后,玻璃管內(nèi)有黃色蒸氣產(chǎn)生,并且在玻璃管內(nèi)壁冷的地方有黃色固體附著,此固體即為白磷。
實驗2:在干燥的圓底燒瓶里充滿氨氣,用帶有玻璃管和滴管(滴管里預先吸入水)的塞子塞緊瓶口。立即倒置燒瓶,使玻璃管插入盛有水的燒杯里(水里事先加入少量酚酞試液)。打開玻璃管上的夾子,擠壓滴管的膠頭,使少量水進入燒瓶。觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:燒杯里的水由玻璃管進入燒瓶,形成噴泉,燒杯內(nèi)液體呈紅色。說明氨極易溶于水,并與水反應,生成具有堿性的氨水。(思考:如何用只用試管和燒杯做氨氣極易溶于水的實驗?)
實驗3:用兩根玻璃棒分別在濃氨水和濃鹽酸里蘸一下,然后將兩根玻璃棒接近,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:當兩根玻璃棒接近時,產(chǎn)生大量的白煙。這是由于氨水揮發(fā)出來的NH3與鹽酸揮發(fā)出來的HCl化合形成微小的NH4Cl晶體。(思考:NH3與濃硝酸、濃硫酸靠近時有什么現(xiàn)象?)
實驗4:在試管中加入少量NH4Cl晶體,加熱,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:加熱后不久,在試管上端的試管壁上有白色固體附著。這是由于受熱時,NH4Cl分解,生成NH3和HCl,冷卻后,NH3和HCl又重新結(jié)合,生成NH4Cl。
實驗5:在兩支試管中各加入少量(NH4)2SO4和NH4NO3固體,分別向兩支試管中滴加10%的NaOH溶液,加熱,并用濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:加熱后,兩支試管中都有氣體產(chǎn)生,并可聞到刺激性氣味;同時看到濕潤的紅色石蕊試變藍。說明(NH4)2SO4和NH4NO3都能與NaOH反應生成NH3。
實驗6:在兩支試管中各放入一小塊銅片,分別加入少量濃硝酸和稀硝酸,立即用透明塑料袋將試管口罩上并系緊,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。然后,將加稀硝酸的試管上的塑料袋稍稍松開一會兒,使空氣進入塑料袋,再將塑料袋系緊,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:反應開始后,兩支試管中都有氣泡產(chǎn)生,是塑料袋膨脹,加濃硝酸的試管中反應劇烈,放出紅棕色氣體。加稀硝酸的試管中反應較緩慢,放出無色氣體;當空氣進入以充滿無色氣體的塑料袋后,無色氣體變成了紅棕色。
在上面的實驗中,濃硝酸與銅反應生成了NO2,稀硝酸與銅反應生成了NO,NO與空氣中的氧氣反應又生成了NO2。
四、氧族元素
實驗1:將一支裝滿SO2的試管倒立在滴有紫色石蕊試液的水槽中。觀察實驗現(xiàn)象。現(xiàn)象與解釋:裝有SO2的試管倒立在水槽中以后,試管中的水面上升,試管中的液體變?yōu)榧t色。
實驗2:將SO2氣體通入裝有品紅溶液的試管里。觀察品紅溶液顏色的變化。給試管加熱。觀察溶液發(fā)生的變化。
現(xiàn)象與解釋:向品紅溶液中通入SO2后,品紅溶液的顏色逐漸褪去;當給試管加熱時,溶液又變?yōu)榧t色。實驗說明,SO2具有漂白性,SO2跟某些有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)。
實驗3:在200mL的燒杯中放入20g蔗糖,加入幾滴水,攪拌均勻。然后再加入15mL溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸,迅速攪拌,觀察實驗現(xiàn)象,F(xiàn)象與解釋:蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成疏松多孔的海綿狀的炭。濃硫酸具有脫水性,且反應為放熱反應,碳與濃硫酸反應有氣體產(chǎn)生,產(chǎn)生的氣體使木炭變得疏松。
實驗4:在一支試管里放入一小塊銅片,然后再加入5mL濃硫酸,用裝有玻璃導管的單孔膠塞塞好,加熱。放出的氣體分別通入紫色石蕊試液或品紅溶液中。觀察反應現(xiàn)象。反應完畢,冷卻后,將試管中的液體慢慢倒入另一支盛有少量水的試管中。觀察溶液的顏色。
現(xiàn)象與解釋:濃硫酸與銅在加熱時發(fā)生反應,放出能使紫色石蕊試液變紅或使品紅溶液褪色的氣體,說明生成的氣體是SO2;反應后生成物的水溶液顯藍色,說明銅被濃硫酸氧化成Cu2+。
五、鹵族元素
實驗1:用坩堝鉗夾住一束銅絲,灼燒后立即放入充滿氯氣的集氣瓶里。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。然后把少量的水注入集氣瓶里,用玻璃片蓋住瓶口,振蕩。觀察溶液的顏色。
現(xiàn)象與解釋:紅熱的銅絲在氯氣里繼續(xù)燃燒,是集氣瓶里充滿棕黃色的煙(CuCl2的微小晶體)。氯化銅溶于水后,溶液呈藍綠色(溶液濃度不同,溶液顏色有所不同)。
實驗2:在空氣中點燃H2,然后把導管伸入盛有Cl2的集氣瓶中。觀察H2在Cl2燃燒的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:純干凈的H2可以在Cl2中安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,生成的HCl氣體在空氣里與水蒸汽結(jié)合,呈現(xiàn)霧狀。
實驗3:把新收集到的一塑料瓶Cl2和一塑料瓶H2口對口地放置,抽去瓶口間的玻璃片,上下顛倒幾次使H2和Cl2充分混合。取一瓶混合氣體,用塑料片蓋好,在距瓶約10cm處點燃鎂條。觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。
現(xiàn)象與解釋:當鎂條燃燒所產(chǎn)生的強光照射到混合氣體時,瓶中的H2和Cl2迅速混合而發(fā)生爆炸,把塑料片向上彈起。
實驗4:取干燥和濕潤的有色布條各一條,分別放入兩個集氣瓶中,然后通入Cl2,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:干燥的布條沒有褪色,濕潤的布條褪色了。說明氯氣和水反應生成的HClO具有強氧化性,能使某些染料和有機色素褪色。
實驗5:觀察溴的顏色和狀態(tài)。
現(xiàn)象與解釋:溴是深紅棕色的液體,很容易揮發(fā)。如果把溴存放在試劑瓶里,需要在瓶中加一些水,以減少揮發(fā)。
實驗6:觀察碘的顏色、狀態(tài)和光澤。取內(nèi)裝碘晶體且預先密封好的玻璃管,用酒精燈微熱玻璃管盛碘的一端,觀察管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:碘被加熱時,不經(jīng)熔化直接變成紫色蒸氣,蒸氣遇冷,重新凝成固體。碘發(fā)生了升華。
實驗7:(1)將少量新制的飽和氯水分別注入盛有NaBr溶液和KI溶液的試管中,用力振蕩后,再注入少量四氯化碳。觀察四氯化碳層和水層顏色的變化。
(2)將少量溴水注入盛有KI溶液的試管中,用力振蕩后,再注入少量四氯化碳。觀察四氯化碳層和水層顏色的變化。
現(xiàn)象與解釋:四氯化碳層和水層顏色的變化,說明氯可以把溴和碘分別從溴化物和碘化物中置換出來;溴可以把碘從碘化物中置換出來。
實驗8:在裝有少量淀粉溶液的試管里,滴入幾滴碘水。觀察溶液顏色的變化。
現(xiàn)象與解釋:淀粉遇碘呈現(xiàn)出特殊的藍色。六、堿金屬元素
實驗1:取一塊金屬鈉,用濾紙吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮。觀察鈉的顏色。
現(xiàn)象與解釋:鈉很軟,可以用刀切割。切開外皮后,可以看到鈉具有銀白色的金屬光澤。
實驗2:觀察用刀切開的鈉表面所發(fā)生的變化。把一小塊鈉放在石棉網(wǎng)上加熱,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:新切開的鈉的光亮的表面很快就變暗了,這是由于鈉與氧氣反應,在鈉的表面生成了一薄層氧化膜。鈉在空氣中燃燒,生成淡黃色的固體(Na2O2),發(fā)出黃色的火焰。
實驗3:(1)向一個盛有水的小燒杯里滴入幾滴酚酞試液,然后把一小塊鈉投入小燒杯。觀察反應的現(xiàn)象和溶液顏色的變化。
(2)切一塊綠豆大的鈉,用鋁箔(事先用針刺一些小孔)包好,再用鑷子夾住,放在試管口下,用排水法收集氣體。等試管中氣體收集滿時,小心地取出試管,把試管口向下移近酒精燈火焰,檢驗鈉與水反應生成的氣體。
現(xiàn)象與解釋:(1)鈉與水劇烈反應,熔化成小球在水面上游動,伴有“嘶嘶”的聲音,溶液顏色變成紅色。說明鈉的密度比水小,鈉與水反應有氣體產(chǎn)生,是放熱反應。(2)試管口向下移近酒精燈火焰時,有輕微的爆鳴聲,說明生成的氣體是氫氣。
實驗4:(1)把水滴入盛有Na2O2固體的試管中,立即用帶火星的木條放在試管口,檢驗生成的氣體。(2)用脫脂棉包住0.2gNa2O2粉末,放在石棉網(wǎng)上。在脫脂棉上滴加幾滴水。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:(1)帶火星的木條復燃,說明生成的氣體是氧氣。(2)反應放出的熱能使脫脂棉燃燒,而反應中生成的氧氣又使脫脂棉的燃燒加劇。
實驗5:在兩支試管中分別加入3mL稀鹽酸,將兩個各裝有0.3gNa2CO3或NaHCO3粉末的小氣球分別套在兩支試管口。將氣球內(nèi)的Na2CO3和NaHCO3同時倒入試管中,觀察反應現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:裝有NaHCO3的試管上的氣球膨脹得快,說明與NaHCO3與稀鹽酸的反應比與Na2CO3稀鹽酸的反應劇烈。
實驗6:把Na2CO3放在試管里,約占試管容積的1/6,往另一支試管里倒入澄清的石灰水,然后加熱,觀察澄清石灰水是否起變化。換上一支放入同一容積NaHCO3的試管,加熱,觀察澄清石灰水的變化。
現(xiàn)象與解釋:Na2CO3受熱沒有變化,NaHCO3受熱后放出了CO2。
實驗7:把一小塊鉀,擦干表面的煤油,放在石棉網(wǎng)上稍加熱,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。并跟鈉在空氣里的燃燒現(xiàn)象進行對比。
現(xiàn)象與解釋:鉀在空氣里燃燒火焰呈紫色,比鈉在空氣里燃燒更劇烈。
實驗8:仿照上述“實驗3(1)”完成鉀與水反應的實驗。
現(xiàn)象與解釋:鉀與水反應比鈉與水反應更劇烈,反應放出的熱量可以使生成的氫氣燃燒,并發(fā)生輕微的爆炸,說明鉀比鈉的金屬性更強。
七、鎂、鋁及其化合物
實驗1:把2cm×5cm的鋁箔的一端固定在粗鐵絲上,另一端裹一根火柴。點燃火柴,待火柴快燃盡時,立即把鋁箔伸入盛有氧氣的集氣瓶中(集氣瓶底部放一些細紗),觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:鋁箔在氧氣中劇烈燃燒,放出大量的熱和耀眼的白光,反應生成Al2O3。
實驗2:在兩支試管里分別加入10mL濃NaOH溶液,在各放入一小段鋁片和鎂條,觀察實驗現(xiàn)象。過一段時間后,用點燃的木條分別放在兩支試管口,有什么現(xiàn)象發(fā)生。
現(xiàn)象與解釋:鎂不能與NaOH溶液反應,鋁能反應,并放出一種可燃性氣體氫氣,同時生成NaAlO2。
實驗3:把點燃的鎂條放入盛有二氧化碳的集氣瓶里(集氣瓶底部放一些細紗),觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:鎂條在二氧化碳里劇烈燃燒,生成白色粉末,在瓶的內(nèi)壁有黑色的碳附著。
實驗4:用兩張圓形濾紙分別疊成漏斗狀,套在一起,使四周都有四層。把內(nèi)層濾紙取出,再底部剪一個孔,用水潤濕,再跟另一紙漏斗套在一起,架在鐵圈上,下面放置盛沙的蒸發(fā)皿。把5g炒干的氧化鐵粉末和2g鋁粉混合均勻,放在紙漏斗上,上面加少量氯酸鉀并在混合物中間插一根鎂條,用小木條點燃鎂條。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:鎂條劇烈燃燒,放出一定的熱量,使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈反應。反應放出大量的熱,并放出耀眼的光芒。紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中。該反應生成了Al2O3和Fe,被稱為鋁熱反應。
實驗5:在試管里加入少量稀的Al2(SO4)3溶液,滴加氨水,生成白色膠狀沉淀。繼續(xù)滴加氨水,直到不再產(chǎn)生沉淀為止。過濾,用蒸餾水沖洗沉淀,可得較純凈的Al(OH)3。取少量Al(OH)3沉淀放在蒸發(fā)皿中,加熱。
現(xiàn)象與解釋:生成的白色膠狀沉淀是Al(OH)3,Al(OH)3分解生成Al2O3和H2O。
實驗6:把上述“實驗5”中制得的Al(OH)3沉淀分裝在2支試管里,往一個試管里滴加2mol/L鹽酸,往另一個試管里滴加2mol/LNaOH溶液,邊加邊振蕩。
現(xiàn)象與解釋:在酸或強堿里都能溶解。Al(OH)3是典型的兩性氫氧化物,能與酸反應生成鋁鹽,與強堿反應生成偏鋁酸鹽。八、鐵及其化合物
實驗1:把燒的紅熱細鐵絲伸到盛有Cl2的集氣瓶中,觀察現(xiàn)象。把少量水注入集氣瓶中,振蕩,觀察溶液的顏色。
現(xiàn)象與解釋:鐵絲在Cl2中燃燒,生成棕黃色的煙,這是FeCl3的小顆粒。加水振蕩后,生成黃色溶液。
實驗2:把光亮的細鐵絲繞成螺旋狀,一端系在一根鐵絲上,另一端系上一根火柴,另一端裹一根火柴。點燃火柴,待火柴快燃盡時,緩慢插入盛有氧氣的集氣瓶(集氣瓶里預先裝少量水或在瓶底鋪上一層細砂)里,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:細鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,放出大量的熱。鐵與氧氣反應生成四氧化三鐵。
實驗3:在玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物,加熱,并通入水蒸氣。用試管收集產(chǎn)生的經(jīng)干燥的氣體,并靠近火焰點火
現(xiàn)象與解釋:紅熱的鐵能跟水蒸氣反應,放出氣體,這種氣體靠近火焰點火時,能燃燒或發(fā)出爆鳴聲,這是氫氣。實驗4:在兩支試管中各放入一根潔凈的鐵釘,然后分別注入5mL稀鹽酸和稀硫酸。觀察反應現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:都有氣泡產(chǎn)生,試管中的液體顏色由無色逐漸變?yōu)闇\綠色。說明鐵與酸反應生成Fe2+和H2。
實驗5:在裝有硫酸銅溶液的試管中,放入一根潔凈的鐵絲,過一會兒取出。觀察鐵絲有什么變化。
現(xiàn)象與解釋:鐵絲表面覆蓋了一層紅色物質(zhì)。說明鐵與硫酸銅溶液反應,置換出了單質(zhì)銅。
實驗6:在試管里注入少量FeCl3溶液,再逐滴滴入NaOH溶液。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:溶液里立即生成沉淀,這是Fe(OH)3。
實驗7:在試管里注入少量新制備的FeSO4溶液,用膠頭滴管吸取NaOH溶液,將滴管尖端插入試管里溶液底部,慢慢擠出NaOH溶液,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:擠出NaOH溶液后,開始時析出一種白色的絮狀沉淀,這是Fe(OH)2。生成的白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色,這是因為白色的Fe(OH)2被空氣里的氧氣氧化成了紅褐色的Fe(OH)3。
實驗8:在2支試管里分別加入10mLFeCl2溶液和FeCl3溶液,各滴入幾滴KSCN溶液。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:Fe3+遇KSCN溶液變成紅色,F(xiàn)e2+遇KSCN溶液不顯紅色。Fe3+與KSCN反應的離子方程式可表示為:Fe3++3SCN=Fe(SCN)3。
實驗9:在上述“實驗7”中盛有FeCl2和KSCN溶液的試管里再滴入幾滴新配制的氯水,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:無色溶液變成紅色,說明原溶液中的Fe2+被氯氣氧化成了Fe3+。
實驗10:在試管里加入5mLFeCl3溶液,加入幾滴鹽酸和適量還原鐵粉,振蕩一會兒,滴入幾滴KSCN溶液。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:溶液不變成紅色,說明溶液中的Fe3+被鐵還原成了Fe2+。
第二部分有機物的性質(zhì)實驗
一、物理性質(zhì)實驗
1.現(xiàn)行中學化學教材中,真正涉及有機物物理性質(zhì)的實驗只有兩個:
(1)石油的分餾
實驗:裝配一套蒸餾裝置,將100mL石油注入蒸餾燒瓶中,再加幾片碎瓷片以防石油暴沸。然后加熱,分別收集60℃~150℃和150℃~300℃時的餾分。
現(xiàn)象與解釋:石油是烴的混合物,沒有固定的沸點。在給石油加熱時,低沸點的烴先氣化,經(jīng)過蒸餾分離出來;隨著溫度的升高,高沸點的烴再氣化,經(jīng)過蒸餾后又分離出來。收集到的60℃~150℃時的餾分是汽油,150℃~300℃時的餾分是煤油。
(2)蛋白質(zhì)的鹽析
實驗:在盛有雞蛋白溶液的試管里,緩慢地加入飽和(NH4)2SO4或Na2SO4溶液,觀察現(xiàn)象。然后把少量帶有沉淀的液體加入盛有蒸餾水的試管里,觀察沉淀是否溶解。
現(xiàn)象與解釋:有沉淀的析出,析出的沉淀可以溶解在水中。向蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的無機鹽溶液后,蛋白質(zhì)的溶解度減小,使蛋白質(zhì)凝聚析出,這種作用叫鹽析。鹽析是一個可逆的過程。
2.有機物物理性質(zhì)也表現(xiàn)出一定的規(guī)律,現(xiàn)歸納如下:
(1)顏色:有機物大多無色,只有少數(shù)物質(zhì)有顏色。如苯酚氧化后的產(chǎn)物呈粉紅色。
(2)狀態(tài):分子中碳原子數(shù)不大于4的烴(烷、烯、炔)、烴的衍生物中的一氯甲烷、甲醛呈氣態(tài),汽油、煤油、苯、甲苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等呈液態(tài),絕大多數(shù)高分子化合物常溫下呈固態(tài)。
(3)氣味:中學化學中涉及到的很多有機物具有一定的氣味,如:苯有特殊氣味,硝基苯有苦杏仁味,甲醛、乙醛、乙酸有刺激性氣味,乙酸乙酯有芳香氣味。
(4)密度:氣態(tài)有機物的相對分子質(zhì)量大于29時,密度比空氣大;液態(tài)有機物密度比水小的有烴(烷、烯、炔、芳香烴)、低級酯、一氯代烴、乙醇、乙醛等;密度比水大的有硝基苯、溴苯、四氯化碳、氯仿、溴代烴、乙二醇、丙三醇等。烷、烯、炔等烴類同系物相對密度隨著分子內(nèi)碳原子數(shù)的增加的而增大;一氯代烷的相對密度隨著碳原子數(shù)的增加而減小。
(5)水溶性:與水任意比混溶和易溶于水的有乙醇、乙酸、乙醛、乙二醇、丙三醇、苯酚(65℃以上)、甲醛、葡萄糖等;難溶于水的有烴(烷、烯、炔、芳香烴)、鹵代烴、高級脂肪酸、硝基苯、溴苯。醇、醛、羧酸等有機物的水溶性隨著分子內(nèi)碳原子數(shù)的增加而逐漸減小。二、化學性質(zhì)實驗
1.甲烷
(1)甲烷通入KMnO4酸性溶液中實驗:把甲烷通入盛有KMnO4酸性溶液的試管里,觀察紫色溶液是否有變化?
現(xiàn)象與解釋:溶液顏色沒有變化。說明甲烷與KMnO4酸性溶液不反應,進一步說明甲烷的性質(zhì)比較穩(wěn)定。
(2)甲烷的取代反應
實驗:取一個100mL的大量筒,用排飽和食鹽水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2,放在光亮的地方(注意:不要放在陽光直射的地方,以免引起爆炸),等待片刻,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:大約3min后,可觀察到量筒壁上出現(xiàn)油狀液滴,量筒內(nèi)飽和食鹽水液面上升。說明量筒內(nèi)的混合氣體在光照下發(fā)生了化學反應;量筒上出現(xiàn)油狀液滴,說明生成了新的油狀物質(zhì);量筒內(nèi)液面上升,說明隨著反應的進行,量筒內(nèi)的氣壓在減小,即氣體總體積在減小。
2.乙烯
(1)乙烯的燃燒
實驗:點燃純凈的乙烯。觀察乙烯燃燒時的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:乙烯在空氣中燃燒,火焰明亮,并伴有黑煙。乙烯中碳的質(zhì)量分數(shù)較高,燃燒時有黑煙產(chǎn)生。
(2)乙烯使KMnO4酸性溶液褪色
實驗:把乙烯通入盛有KMnO4酸性溶液的試管里,觀察試管里溶液顏色的變化。
現(xiàn)象與解釋:KMnO4酸性溶液的紫色褪去,說明乙烯能被氧化劑KMnO4氧化,它的化學性質(zhì)比烷烴活潑。
(3)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
實驗:把乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的試管里,觀察試管里溶液顏色的變化。
現(xiàn)象與解釋:溴的紅棕色褪去,說明乙烯與溴發(fā)生了反應。
3.乙炔
(1)點燃純凈的乙炔
實驗:點燃純凈的乙炔。觀察乙炔燃燒時的現(xiàn)象。現(xiàn)象與解釋:乙炔燃燒時,火焰明亮,并伴有濃烈的黑煙。這是乙炔中碳的質(zhì)量分數(shù)比乙烯還高,碳沒有完全燃燒的緣故。
(2)乙炔使KMnO4酸性溶液褪色
實驗:把純凈的乙炔通入盛有KMnO4酸性溶液的試管里,觀察試管里溶液顏色的變化。
現(xiàn)象與解釋:KMnO4酸性溶液的紫色褪去,說明乙炔能與KMnO4酸性溶液反應。
(3)乙炔使溴的四氯化碳溶液褪色
實驗:把純凈的乙炔通入盛有盛有溴的四氯化碳溶液的試管里,觀察試管里溶液顏色的變化。
現(xiàn)象與解釋:溴的紅棕色褪去,說明乙炔也能與溴發(fā)生加成反應。
4.苯和苯的同系物
實驗:苯、甲苯、二甲苯各2mL分別注入3支試管,各加入3滴KMnO4酸性溶液,用力振蕩,觀察溶液的顏色變化。
現(xiàn)象與解釋:苯不能使KMnO4酸性溶液褪去,說明苯分子中不存在碳碳雙鍵或碳碳三鍵。甲苯、二甲苯能使KMnO4酸性溶液褪去,苯說明甲苯、二甲苯能被KMnO4氧化。
5.鹵代烴
(1)溴乙烷的水解反應
實驗:取一支試管,滴入10滴~15滴溴乙烷,再加入1mL5%的NaOH溶液,充分振蕩、靜置,待液體分層后,用滴管小心吸入10滴上層水溶液,移入另一盛有10mL稀硝酸溶液的試管中,然后加入2滴~3滴2%的AgNO3溶液,觀察反應現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:看到反應中有淺黃色沉淀生成,這種沉淀是AgBr,說明溴乙烷水解生成了Br。
(2)1,2-二氯乙烷的消去反應
實驗:在試管里加入2mL1,2-二氯乙烷和5mL10%NaOH的乙醇溶液。再向試管中加入幾塊碎瓷片。在另一支試管中加入少量溴水。用水浴加熱試管里的混合物(注意不要使水沸騰),持續(xù)加熱一段時間后,把生成的氣體通入溴水中,觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。
現(xiàn)象與解釋:生成的氣體能使溴水褪色,說明反應生成了不飽和的有機物。
6.乙醇
(1)乙醇與金屬鈉的反應
實驗:在大試管里注入2mL左右無水乙醇,再放入2小塊新切開的濾紙擦干的金屬鈉,迅速用一配有導管的單孔塞塞住試管口,用一小試管倒扣在導管上,收集反應中放出的氣體并驗純。
現(xiàn)象與解釋:乙醇與金屬鈉反應的速率比水與金屬鈉反應的速率慢,說明乙醇比水更難電離出H+。
(2)乙醇的消去反應
實驗:在燒瓶中注入20mL酒精與濃硫酸(體積比約為1:3)的混合液,放入幾片碎瓷片。加熱混合液,使液體的溫度迅速升高到170℃。
現(xiàn)象與解釋:生成的氣體能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使高錳酸鉀酸性溶液褪色。
7.苯酚
(1)苯酚與NaOH反應
實驗:向一個盛有少量苯酚晶體的試管中加入2mL蒸餾水,振蕩試管,有什么現(xiàn)象發(fā)生?再逐滴滴入5%的NaOH溶液并振蕩試管,觀察試管中溶液的變化。
現(xiàn)象與解釋:苯酚與水混合,液體呈混濁,說明常溫下苯酚的溶解度不大。當加入NaOH溶液后,試管中的液體由混濁變?yōu)槌吻澹@是由于苯酚與NaOH發(fā)生了反應生成了易溶于水的苯酚鈉。
(2)苯酚鈉溶液與CO2的作用
實驗:向苯酚與NaOH反應所得的澄清中通入CO2氣體,觀察溶液的變化。
現(xiàn)象與解釋:可以看到,二氧化碳使澄清溶液又變混濁。這是由于苯酚的酸性比碳酸弱,易溶于水的苯酚鈉在碳酸的作用下,重新又生成了苯酚。
(3)苯酚與Br2的反應
實驗:向盛有少量苯酚稀溶液的試管里滴入過量的濃溴水,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:可以看到,立即有白色沉淀產(chǎn)生。苯酚與溴在苯環(huán)上的取代反應,既不需加熱,也不需用催化劑,比溴與苯及其同系物苯環(huán)上的取代反應容易得多。這說明受羥基的影響,苯酚中苯環(huán)上的H變得更活潑了。
(4)苯酚的顯色反應
實驗:向盛有苯酚溶液的試管中滴入幾滴FeCl3溶液,振蕩,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:苯酚能與FeCl3反應,使溶液呈紫色。
8.乙醛
(1)乙醛的銀鏡反應
實驗:在潔凈的試管里加入1mL2%的AgNO3溶液,然后一邊搖動試管,一邊逐滴加入2%的稀氨水,至最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解。再滴入3滴乙醛,振蕩后把試管放在熱水浴中溫熱。觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:AgNO3與氨水生成的銀氨溶液中含有的Ag(NH3)2OH是一種弱氧化劑,它能把乙醛氧化成乙酸,而Ag+被還原成金屬銀。
(2)乙醛與Cu(OH)2的反應
實驗:在試管中加入10%的NaOH溶液2mL,滴入2%的CuSO4溶液4滴~6滴,振蕩后乙醛溶液0.5mL,加熱至沸騰,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:可以看到,溶液中有紅色沉淀產(chǎn)生。反應中產(chǎn)生的Cu(OH)2被乙醛還原成Cu2O。
9.乙酸
(1)乙酸與Na2CO3的反應
實驗:向1支盛有少量Na2CO3粉末的試管里,加入約3mL乙酸溶液,觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。
現(xiàn)象與解釋:可以看到試管里有氣泡產(chǎn)生,說明乙酸的酸性強于碳酸。
(2)乙酸的酯化反應
實驗:在1支試管中加入3mL乙醇,然后邊搖動試管邊加入2mL濃硫酸和2mL冰醋酸。用酒精燈小心均勻地加熱試管3min~5min,產(chǎn)生的氣體經(jīng)導管通到Na2CO3飽和溶液的液面上。
現(xiàn)象與解釋:在液面上看到有透明的油狀液體產(chǎn)生,并可聞到香味。這種有香味的透明油狀液體是乙酸乙酯。
10.乙酸乙酯實驗:在3支試管中各滴入6滴乙酸乙酯。向第一支試管里加蒸餾水5mL;向第二支試管里加稀硫酸(1:5)0.5mL、蒸餾水5mL;向第三支試管里加30%的NaOH溶液0.5mL、蒸餾水5mL。振蕩均勻后,把3支試管都放入70℃~80℃的水浴里加熱。
現(xiàn)象與解釋:幾分鐘后,第三支試管里乙酸乙酯的氣味消失了;第二支試管里還有一點乙酸乙酯的氣味;第一支試管里乙酸乙酯的氣味沒有多大變化。實驗說明,在酸(或堿)存在的條件下,乙酸乙酯水解生成了乙酸和乙醇,堿性條件下的水解更完全。
11.葡萄糖
(1)葡萄糖的銀鏡反應
實驗:在1支潔凈的試管里配制2mL銀氨溶液,加入1mL10%的葡萄糖溶液,振蕩,然后在水浴里加熱3min~5min,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:可以看到有銀鏡生成。葡萄糖分子中含醛基,跟醛類一樣具有還原性。
(2)與Cu(OH)2的反應
實驗:在試管里加入10%的NaOH溶液2mL,滴入2%的CuSO4溶液5滴,再加入2mL10%的葡萄糖溶液,加熱,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:可以看到有紅色沉淀生成。葡萄糖分子中含醛基,跟醛類一樣具有還原性。
12.蔗糖
實驗:這兩支潔凈的試管里各加入20%的蔗糖溶液1mL,并在其中一支試管里加入3滴稀硫酸(1:5)。把兩支試管都放在水浴中加熱5min。然后向已加入稀硫酸的試管中加入NaOH溶液,至溶液呈堿性。最后向兩支試管里各加入2mL新制的銀氨溶液,在水浴中加熱3min~5min,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:蔗糖不發(fā)生銀鏡反應,說明蔗糖分子中不含醛基,不顯還原性。蔗糖在硫酸的催化作用下,發(fā)生水解反應的產(chǎn)物具有還原性。
13.淀粉
實驗:在試管1和試管2里各放入0.5g淀粉,在試管1里加入4mL20%的H2SO4溶液,在試管2里加入4mL水,都加熱3min~4min。用堿液中和試管1里的H2SO4溶液,把一部分液體倒入試管3。在試管2和試管3里都加入碘溶液,觀察有沒有藍色出現(xiàn)。在試管1里加入銀氨溶液,稍加熱后,觀察試管內(nèi)壁有無銀鏡出現(xiàn)。
現(xiàn)象與解釋:從上述實驗可以看到,淀粉用酸催化可以發(fā)生水解,生成能發(fā)生水解反應的葡萄糖。而沒有加酸的試管中加碘溶液呈現(xiàn)藍色,說明淀粉沒有水解。14.纖維素
實驗:把一小團棉花或幾小片濾紙放入試管中,加入幾滴90%的濃硫酸,用玻璃棒把棉花或濾紙搗成糊狀。小火微熱,使成亮棕色溶液。稍冷,滴入3滴CuSO4溶液,并加入過量NaOH溶液使溶液中和至出現(xiàn)Cu(OH)2沉淀。加熱煮沸,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:可以看到,有紅色的氧化亞銅生成,這說明纖維素水解生成了具有還原性的物質(zhì)。
15.蛋白質(zhì)
(1)蛋白質(zhì)的變性
實驗:在兩支試管里各加入3mL雞蛋白溶液,給一支試管加熱,同時向另一支試管加入少量乙酸鉛溶液,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。把凝結(jié)的蛋白和生成的沉淀分別放入兩只盛有清水的試管里,觀察是否溶解。
現(xiàn)象與解釋:蛋白質(zhì)受熱到一定溫度就會凝結(jié),加入乙酸鉛會生成沉淀。除加熱外,紫外線、X射線、強酸、強堿、重金屬鹽以及一些有機物均能使蛋白質(zhì)變性,蛋白質(zhì)變性后,不僅失去了原有的可溶性,同時也失去了生理活性,是不可逆的。
(2)蛋白質(zhì)的顏色反應
實驗:在盛有2mL雞蛋白溶液的試管里,滴入幾滴濃硝酸,微熱,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:雞蛋白溶液遇濃硝酸變成黃色。蛋白質(zhì)可以跟許多試劑發(fā)生特殊的顏色反應。某些蛋白質(zhì)跟濃硝酸作用會產(chǎn)生黃色。第三部分化學基本概念與原理實驗
一、燃燒的條件
實驗:在500mL的燒杯中注入一定量的開水,并投入一小塊白磷。在燒杯上蓋一片銅片,銅片上一端放一小堆干燥的紅磷,另一端放一小塊已用濾紙吸去表面上水的白磷。觀察反應現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:實驗進行不久,銅片上的白磷產(chǎn)生白煙開始燃燒,而水中的白磷和銅片上的紅磷并沒有燃燒。說明可燃物燃燒需用同時滿足兩個條件:一是可燃物要與氧氣接觸;二是要使可燃物達到著火點。
二、分子的性質(zhì)
實驗:在一個玻璃容器(如小玻璃杯)中,加入一定量的水,向水中加入一個小糖塊。在容器外壁用鉛筆沿液面畫一條水平線,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:糖塊溶解后,容器內(nèi)液面下降。說明分子是運動的,分子間有一定的間隔。
三、質(zhì)量守恒定律
實驗1:在底部鋪有細沙的錐形瓶中,放入一;鸩耦^大小的白磷。在錐形瓶口的橡皮塞上安裝一根玻璃棒,并使玻璃棒能與白磷接觸。將錐形瓶放在托盤天平上用砝碼平衡。然后取下錐形瓶,將橡皮塞上的玻璃棒放到酒精燈火焰上灼燒至紅熱后,迅速用橡皮塞將錐形瓶塞緊,并將白磷引燃。待錐形瓶冷卻后,重新放到托盤天平上。觀察天平是否平衡。
實驗2:把裝有無色NaOH溶液的小試管,小心地放入盛有藍色CuSO4溶液的小燒杯中。將小燒杯放在托盤天平上用砝碼平衡。取下小燒杯并將其傾斜,使兩種溶液混合,再把小燒杯放到托盤天平上。觀察天平是否平衡。
現(xiàn)象與解釋:上述兩個實驗反應前后天平都是平衡的。說明反應前物質(zhì)的總質(zhì)量跟反應后物質(zhì)的總質(zhì)量相等。
四、飽和溶液與不飽和溶液
實驗1:在各盛有10mL水的2支試管中,分別緩緩地加入NaCl和KNO3固體。邊加入,邊振蕩,到試管里有剩余固體。
現(xiàn)象與解釋:實驗說明,在一定溫度下,在一定量水里,NaCl和KNO3不能無限制地溶解。
實驗2:給上述“實驗1”中盛有KNO3溶液和剩余KNO3固體的試管緩慢加熱,邊加熱,邊振蕩。
實驗3:給上述“實驗1”中盛有NaCl溶液和剩余NaCl固體的試管緩緩加入少量水,邊加邊振蕩。
現(xiàn)象與解釋:“實驗2”中,KNO3固體繼續(xù)溶解;“實驗3”中NaCl固體繼續(xù)溶解。這兩個實驗說明,中溫度升高或增加溶劑的量的情況下,原來的飽和溶液可以變成不飽和溶液。
實驗4:在各盛有10mL水的2支試管中,分別加入2gNaCl和0.1g熟石灰,振蕩,觀察現(xiàn)象。靜置后在觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:室溫下,2gNaCl完全溶解在10mL水中,得到均一、透明的溶液;0.1g熟石灰卻不能完全溶解,經(jīng)充分振蕩并靜置后,有白色固體沉降到試管底部。說明,對于不同溶質(zhì)來說,濃溶液不一定是飽和的,稀溶液也不一定是不飽和的。五、結(jié)晶原理
實驗:在燒杯里加入10gNaCl和KNO3的混合物(其中NaCl的量較少)。注入15mL水,加熱使混合物完全溶解。然后冷卻,觀察KNO3晶體的析出。
現(xiàn)象與解釋:KNO3的溶解度受溫度變化的影響較大,較高溫度下的KNO3飽和溶液降溫時,部分KNO3從溶液里結(jié)晶析出。而NaCl的溶解度受溫度變化的影響較小,降溫時,大部分NaCl仍溶解在溶液里。
六、比較電解質(zhì)溶液的導電能力
實驗:把相同條件下的HCl、CH3COOH、NaOH、NaCl溶液和氨水分別倒入5個燒杯中,接通電源。觀察燈泡發(fā)光的明亮程度。
現(xiàn)象與解釋:連接插入CH3COOH溶液和氨水的電極上的燈泡比其他3個燈泡暗。HCl、NaOH、NaCl是強電解質(zhì),溶于水能完全電離成離子;CH3COOH和氨水是弱電解質(zhì),在溶液里只有一部分分子電離成離子。故HCl、NaOH、NaCl溶液的導電能力比CH3COOH和氨水強。
七、離子反應
實驗:在試管里加入少量CuSO4溶液,再加入少量NaCl溶液。觀察有無變化。
在另一支試管里加入5mLCuSO4溶液,再加入5mLBaCl2溶液,過濾。觀察沉淀和濾液的顏色。
在第三支試管里加入少量上述濾液,并滴加AgNO3溶液,觀察沉淀的生成。再滴加稀硝酸,觀察沉淀是否溶解。
現(xiàn)象與解釋:第一支試管中沒有明顯變化,溶液仍為藍色;第二支試管中有白色沉淀生成,溶液為藍色;第三支試管中有白色沉淀生成,滴加稀硝酸,沉淀不溶解。通過對上述實驗現(xiàn)象的分析,可以得出這樣的結(jié)論:第一支試管中沒有發(fā)生化學反應;第二支試管中,CuSO4電離出來的Cu2+和BaCl2電離出來的Cl都沒用發(fā)生化學反應,而SO42與Ba2+發(fā)生化學反應生成難溶的BaSO4白色沉淀。
八、化學反應中的能量變化
實驗1:在一支試管中加入幾小塊鋁片,再加入5mL鹽酸,當反應進行到有大量氣泡產(chǎn)生時,用手觸摸試管外壁,并用溫度計測量溶液的溫度變化。
現(xiàn)象與解釋:手有溫暖的感覺,溫度計測量的溫度升高。說明該反應是放熱反應。實驗2:在一個小燒杯里,加入20g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體[Ba(OH)28H2O],將小燒杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上。然后再加入10gNH4Cl晶體,并立即用玻璃棒迅速攪拌,使Ba(OH)28H2O與NH4Cl充分反應。觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:玻璃片上的水結(jié)成冰。說明該反應是吸熱反應。
九、比較金屬性強弱
1.鈉、鎂金屬性強弱的比較
實驗:向一個盛有水的小燒杯里滴入幾滴酚酞試液,然后把一小塊金屬鈉投入小燒杯。觀察反應現(xiàn)象和溶液顏色變化。
取兩小段鎂帶(已擦去表面的氧化膜)放入試管中,向試管中加入3mL水,并滴入2滴酚酞試液。觀察現(xiàn)象。然后加熱試管至水沸騰。觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:金屬鈉與水劇烈反應,滴入酚酞試液的溶液呈紅色;鎂與冷水無明顯變化,加熱緩慢反應,滴入酚酞試液的溶液呈紅色。說明鎂的金屬性比鈉弱。
2.鎂、鋁金屬性強弱的比較
實驗1:取一小片鋁和一小段鎂帶,用砂紙擦去表面的氧化膜,分別放入兩支試管,再各加入2mL1mol/L鹽酸。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:鋁與鹽酸反應產(chǎn)生氣泡的速率比鎂快。說明鎂的金屬性比鋁強。
實驗2:分別向MgCl2溶液和AlCl3溶液滴加NaOH溶液至過量,觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液,產(chǎn)生白色沉淀,繼續(xù)滴加NaOH溶液,白色沉淀不溶解;向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,產(chǎn)生白色沉淀,繼續(xù)滴加NaOH溶液,白色沉淀溶解。說明Al(OH)3的堿性比Mg(OH)2弱,即鋁的金屬性比鎂弱。
十、外界條件對化學反應速率的影響
1.濃度對化學反應速率的影響
實驗1:在兩支放有少量大理石的試管里,分別加入10mL1mol/L的鹽酸和10mL0.1mol/L的鹽酸。觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:在加入10mL1mol/L的鹽酸的試管中有大量氣泡逸出,而在加入10mL0.1mol/L的鹽酸的試管中,氣泡產(chǎn)生的很慢。許多實驗證明,當其他條件不變時,增大反應物濃度,可以增大化學反應速率。
實驗2:取三個小燒杯,編號為1、2、3。用黑筆在燒杯底部畫上“+”字。按下表中的數(shù)量先分別在燒杯中加入Na2S2O3溶液和蒸餾水,搖勻。然后再同時向3個燒杯中加入2mLH2SO4溶液,攪拌并記錄開始時間,到溶液出現(xiàn)混濁現(xiàn)象使燒杯底部的“+”字看不見時,停止計時。
現(xiàn)象與解釋:溶液出現(xiàn)混濁現(xiàn)象使燒杯底部的“+”字看不見所需的時間,第1個燒杯最長,第3個燒杯時間最短。3個燒杯中,第1個燒杯Na2S2O3的濃度最小,反應速率最慢;第3個燒杯Na2S2O3的濃度最大,反應速率最快。
2.溫度對化學反應速率的影響
實驗:用類似于上述“實驗2”的方法,根據(jù)下表完成實驗。
現(xiàn)象與解釋:溶液出現(xiàn)混濁現(xiàn)象使燒杯底部的“+”字看不見所需的時間,第1個燒杯最長,第3個燒杯時間最短。3個燒杯中,第1個燒杯中溫度最低,第3個燒杯中溫度最高,溫度越高反應速率越快。
3.催化劑對化學反應速率的影響
實驗:在兩支試管中分別加入5mL質(zhì)量分數(shù)為5%的H2O2溶液和3滴洗滌劑,再向其中一支試管中加入少量MnO2粉末。觀察反應現(xiàn)象。
現(xiàn)象與解釋:在H2O2中加入MnO2粉末時,立即有大量氣泡產(chǎn)生,而在沒有加MnO2粉末的試管中只有少量氣泡出現(xiàn)?梢姶呋瘎㎝nO2使H2O2分解的反應加快了。十一、濃度、溫度對化學平衡的影響
1.濃度對化學平衡的影響
實驗:在一個小燒杯里混合10mL0.01mol/LFeCl3溶液和10mL0.01mol/LKSCN溶液,溶液立即變成紅色。
把該紅色溶液平均分入3支試管中。在第一支試管中加入少量1mol/LFeCl3溶液,在第二支試管中加入少量1mol/LKSCN溶液。觀察這兩支試管中溶液顏色的變化,并與第三支試管中溶液的顏色相比較。
現(xiàn)象與解釋:當加入FeCl3溶液或KSCN溶液后,試管中溶液的顏色都變深了。這說明增大任何一種反應物的濃度,都能促使化學平衡向正反應方向移動,生成更多的Fe(SCN)3。
2.溫度對化學平衡的影響
實驗:把NO2和N2O4盛在兩個連通的燒瓶里,把一個燒瓶放進熱水里,把另一個燒瓶放進冰水里。觀察混合氣體的顏色變化,并與常溫時盛有相同混合氣體的燒瓶中的顏色進行對比。
現(xiàn)象與解釋:在燒瓶中存在平衡:2NO2(g)→N2O4(g);ΔH
銅片:2H++2e=H2↑(還原反應)
十四、電解原理
實驗1:在一個U形管中注入CuCl2溶液,插入2根石墨棒作電極,把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與電池正極相連的電極附近。接通直流電源,觀察U形管內(nèi)發(fā)生的變化及試紙顏色的變化。
現(xiàn)象與解釋:接通直流電源后,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),陰極石墨棒上逐漸覆蓋一層紅色物質(zhì),這是析出的金屬銅;在陽極石墨棒上有氣泡放出,并可聞到刺激性的氣味,同時看到濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍,可以斷定放出的氣體是Cl2。這一變化過程可表示如下:
陽極:2Cl-2e=Cl2↑(氧化反應)
陰極:Cu2++2e=Cu(還原反應)
實驗2:將上述“實驗1”的裝置中的CuCl2溶液換成飽和食鹽水,進行類似的實驗。
現(xiàn)象與解釋:在U形管的兩個電極上都有氣體放出。陽極放出的氣體有刺激性氣味,并能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{,說明放出的是Cl2;陰極放出的氣體是H2。同時發(fā)現(xiàn)陰極附近溶液變紅,這說明溶液里有堿性物質(zhì)生成。這一變化過程可表示如下:
陽極:2Cl-2e=Cl2↑(氧化反應)
陰極:2H++2e=H2↑(還原反應)
實驗3:如圖所示,在燒杯里放入硫酸銅溶液,用一鐵制品(用酸洗凈)作陰極,銅片作陽極。通電,觀察鐵制品表面顏色的變化。
現(xiàn)象與解釋:銀白色的鐵制品變成紫紅色。這一變化過程可表示如下:陽極:Cu-2e=Cu2+(氧化反應)
陰極:Cu2++2e=Cu(還原反應)
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