高中化学实验改进汇编

Fe(OH)2 的制取由于 Fe（OH） 2 极易被氧化，实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得纯净的白色 Fe（OH） 2 沉淀。为制得纯净的 Fe（OH） 2 沉淀，可采用电解实验。 1电极材料：石墨碳棒和铁片， （注：铁片表面氧化膜要去掉）将铁片与直流电源的正极连接，石墨棒与直流电源的负极连接。 2电解液：可选择 Na2SO4 溶液或 NaOH 溶液。 3方法：在进行电解前反应对电解液进行简单处理：加热一段时间驱赶溶液中氧气。然后再向电解液中加入苯，隔绝空气，防止 Fe（OH） 2 被氧化。 进行电解实验，当电解一段时间可看到有白色 Fe（OH ） 2 沉淀产生。 装置如附图所示。 如果要进一步观察，可反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象就是白色沉淀转化为灰绿色沉淀，最终转化为红褐色沉淀。电解法制氢氧化亚铁按照现行中学化学教材必修本第二册，实验3-1制备 Fe(OH)2，往往得不到理想的白色絮状沉淀，对此实验曾有很多改进措施，但其操作方法繁琐或者实验条件过于苛刻而难以推广。在教学中，我们通过多次探索，采用电解法制备 Fe(OH)2，方法简便，现象明显。一、实验用品：Na 2SO4 溶液、稀盐酸、蒸馏水、铁电极（两支）导线、低压电源、试管（25mm100mm） 、铁架台、三孔橡皮塞。二、实验装置（如图）三、实验原理：用铁作电极，Na 2SO4 溶液作电解液，电极反应式为： 阴极：2H 2O + 2e = H2 + 2OH阳极：Fe 2e = Fe2+阴极附近产生的 OH-与阳极溶解产生的 Fe2+结合生成 Fe(OH)2。Fe 2+ + 2OH = Fe(OH)2由于阴极产生的 H2 是还原性气体并且阻止了空气中的氧气进入溶液，所以，可以较长时间地保留 Fe(OH)2 白色絮状沉淀。四、实验步骤：1取 Na2SO4 溶液 30mL，加热煮沸去除溶液中的溶解氧。2将两铁电极浸入稀盐酸中，除去电极表面的氧化层，然后用蒸馏水冲洗干净。3按如图所示装置接通直流电源，将电压调至 46V。五、实验现象： 通电后即看到阴极有大量气体产生，同时溶液中出现大量絮状白色沉淀。NaHCO3 和 Na2CO3 热稳定性对比实验设计为了加强学生对 NaHCO3和 Na2CO3热稳定性的深刻理解，我们对课本中的实验进行了重新设计，如下图：一、说明：1、具支试管内装 Na2CO3，具支试管的小试管内装 NaHCO3。2、A、B 两支试管内装有澄清石灰水。3、加热后很快看见 A 试管内的澄清石灰水变浑浊，而 B 试管内的澄清石灰水则无变化。二、优点：1、NaHCO 3和 Na2CO3所处的外部条件基本相同，受热时间相同。2、对比性强，学生印象深刻。3、该实验所用的教学时间少，克服了课本中分两次操作所造成的教学时间过长的缺点。U 形管中渗析的两个对比实验一、淀粉胶体往 U 形管中注入淀粉胶体 50mL 和食盐溶液 50mL 的混和液体，在两个管口分别包上肠衣，用胶圈扎紧，接着把 U 形管口朝下，一管插入装有硝酸银溶液的小烧杯，一管插入装有碘水的小烧杯。装置如图。五分钟后，见到装有硝酸银溶液的小烧杯出现白色溶液，装着碘水的小烧杯，不发生变化。整个实验操作简单、省时，易观察，有很强的对比性。证明了氯离子、钠离子能透过半透膜，而胶体微粒不能透过半透膜的微孔。二、Fe（OH）3 胶体在烧杯里放入 100mL 水，加热使之沸腾，然后注入约 3mL30%FeCl3 溶液，即生成红褐色液体。冷却后注入 U 形管中 ,两管口分别包上肠衣和滤纸,用胶圈扎紧,接着把 U 形管口朝下倒插在两个装有蒸馏水的烧杯，装置略。五分钟后，可在烧杯里发现饱装着滤纸的管口周围逐渐出现红色，而另一个烧杯中的水却保持无色不变。由此可知，胶体微粒可通过滤纸的小细孔，但不能通过半透膜。此现象非常直观，可说明胶体微粒直径大小在 109D：锥形烧瓶里的水被加热并维持沸腾。E：试管必须松松地嵌进锥形瓶口，以防蒸气压力将其冲出。F：水。G：防止倒吸。在演示快要结束时，当所有的磷或绝大部分磷反应后，用石蕊试纸检验吸滤瓶里的水可发现呈酸性反应。这是由于五氧化二磷在水中溶解形成了磷酸。苯酚显弱酸性的实验改进现行人教版高二化学（必修加选修）教材中，证明苯酚显弱酸性的演示实验在实际教学中存在以下两个问题：一是当向苯酚钠溶液中通入二氧化碳时，往往难于出现变浑浊的现象；二是学生不明白为什么向苯酚钠溶液中通入二氧化碳生成的是碳酸氢钠而不是碳酸钠。为了解决上述问题，笔者将该实验作了如下改进。一、改进方法向盛有少量苯酚晶体（约 0.5g）的试管中加入 1mL 蒸馏水，振荡，溶液变浑浊，然后滴加 0.1mol/L 的碳酸钠溶液，至浑浊溶液恰好变为澄清，此过程无气体产生。在图 1 所示的具支试管中加入 3mol/L 醋酸溶液 6mL，在气球中装入 4g 碳酸氢钠固体，将导管放入上述澄清溶液中，再将气球中的少量碳酸氢钠固体加入到具支试管中，二氧化碳随即产生，约 1 分钟左右试管中就出现浑浊现象。二、实验改进后的优点1二氧化碳的发生装置简便易行，而且利用乙酸制取二氧化碳反应速率容易控制。2利用碳酸钠溶解苯酚，通入二氧化碳容易出现变浑浊现象，而且为二氧化碳与苯酚钠反应生成碳酸氢钠做好铺垫。3利用强酸制弱酸原理学生容易分析出酸性的强弱。对银镜反应实验的一点改进银镜反应是含醛基类物质的一个重要反应，常用于检验醛基的存在，该实验因现象明显而深受学生喜爱。银镜反应实验的关键是银氨溶液的配制，而按照现行教材中的做法：“在洁净的试管里加入 1mL2%的 AgNO3 溶液，然后一边摇动试管，一边逐滴滴入 2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解。 ”常常难以控制，实验很容易失败。笔者经过大量的实验比较，发现：将氨水逐滴滴入到 AgNO3 溶液中，当试管中仍存在少许浑浊时，就进行银镜反应，极易成功，很少失败，并且这也容易操作。改进后的操作容易控制，不论是老师演示还是学生演示都容易成功，提高了课堂教学效果，读者可自行试之。二氧化硫性质实验的改进一、实验装置二、实验步骤1取一支三颈烧瓶，向烧瓶中加入 1.5g 左右的 Na2SO3 晶体。2取一根带单孔橡皮塞的玻璃棒，从上到下依次用通明胶带粘牢湿润的紫色石蕊试纸、湿润的品红试纸。然后插入烧瓶中间管口。3取两支带单孔塞的注射器，分别吸入 2mL 左右的氢氧化钠溶液和浓硫酸（70%） ，然后分别插入烧瓶左右两个管口。4推动注射器加入浓硫酸，观察试纸颜色变化。观察完毕，加入氢氧化钠溶液，吸收未反应的 SO2 气体。三、实验说明1氢氧化钠溶液浓度宜大些。2为加快气体产生速度，可在烧瓶底部稍微加热。3为证明 SO2 的还原性，也可以在玻璃棒上粘贴 KMnO4 溶液或溴水润湿的滤纸环。四、实验优点整个实验在密闭系统中进行，而且用氢氧化钠溶液进行尾气吸收，可防止有毒的二氧化硫气体的逸出。另外实验药品消耗少，有利于节约。硅酸胶体制取实验改进原理：向饱和 Na2SiO3 溶液中逐渐滴加较浓盐酸，边滴边振荡，当溶液 p 值在 7 或 8 时，静置 2-3 分钟,有白色胶状沉淀硅酸生成，方程式可以简写为：Na 2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl但在实际操作中，因嫌测量溶液的 p值比较麻烦，所以老师们常常省掉这一步 ，使得盐酸过量或不足。而盐酸过量或不足，沉淀都不能生成。因此实验常常失败。经过探索，我发现了一种较为巧妙的方法，化解了这一麻烦。它就是酚酞试液。具体操作如下：在小试管中取适量的饱和溶液，滴一滴酚酞试液，呈红色。再逐渐滴入较浓盐酸，同时振荡，当观察到红色刚好退去时，停止加盐酸。此时溶液已呈酸性。要得到沉淀后还须返加一滴 NaOH 溶液，使溶液微红。此时溶液 p值在-之间。静置 2-3 分钟，便可得到美丽的硅酸胶体。因为此方法操作简单，现象明显，所以我们把它进一步改为学生分组实验。成功率为 100%。提高了学生学习兴趣和课堂教学效率。铁与水蒸气反应实验创新改进通过药品替换反应装置和验证装置的简化，使实验操作方便安全，省时且能保证实验成功。关 键 词:铁 硫酸铜晶体 装置 人教版 现行人教版高中化学第二册的“铁与水蒸气反应”实验装置如下：(化学反应原理是：3Fe+4H 2O = Fe3O4+4H2)，由于装置复杂、用时较长，成功率低，据笔者了解不少同行干脆不做这个实验。因此该实验有几处值得改进:一是烧开圆底烧瓶中的水和点燃喷灯都费时，并且用酒精喷灯加热很容易使玻璃管变形，即使用硬质石英管，玻璃管的软化、变形，甚至破裂的情况很难避免；二是盛装铁粉的硬质玻璃管易炸裂,因为硬质玻璃管无论平放还是以任何角度安置,从圆底烧瓶中蒸发上来的水蒸气因反应不完而凝结成水,总要经过硬质玻璃管的受热处,从而导致硬质玻璃管炸裂；三是干燥管在这里名不符实，无论用哪种干燥剂所填装的干燥管，只能除去少量水蒸气在本实验条件下，如此大量的水蒸气，无论用哪种干燥剂都起不到预想的干燥效果；四是集气试管中有无 H2，有多少 H2更是心中无数，课堂演示这个实验完全没有绝对成功的把握。为了不损害仪器而操作又方便,同时反应又快, 现象又十分明显，笔者设计了如图1 的简易装置,效果十分好。图 1 实验（如图 1）：用一长具支试管代替长硬质玻璃管，用酒精灯代替喷灯，用五水合硫酸铜晶体代替水,用橡胶管把支口和短导管相连并把导管口侵入小烧杯的水中,然后将右边导管口侵入培养皿中的洗涤剂中.实验时，先调整好试管的高度并连接好装置检查气密性，然后向试管中加入两钥匙五水合硫酸铜晶体置于试管底部，再加入一钥匙还原性铁粉于试管中部，塞紧橡皮塞，将导管口侵入培养皿中的洗涤剂中。先点燃铁粉处的酒精灯预热后对准铁粉处加热，然后点燃五水合硫酸铜晶体处的酒精灯进行加热，当右边洗涤剂中有大量气泡产生时用燃着的木条点燃，可以观察到有气体剧烈燃烧产生长长的火焰并伴有爆鸣声，现象十分明显。 改进后的优点：克服了玻璃管易被烧坏的缺点，同时大大地简化了装置，省去了制取水蒸汽的烧瓶。加热硫酸铜晶体能在较低温度下释放出水蒸汽，反应迅速，产生量大，节省了大量的实验时间。洗涤剂中可观察到气泡连珠似的产生，现象明显。氢气易点燃，还能多次重复点燃，实验效果更好。且能直接观察铁粉由反应前的灰色变为反应后的黑色五水合硫酸铜晶体、具支试管都很易找到，而且试管还可以反复使用，不会损坏。操作简单，试剂用量较小，节约药品。后记：教材中涉及的实验这个算是比较难做的一个，而实验论文中提供的实验装置很简单，但本实验的关键和重点应该是在氢气的检验上。通过改进反应效果非常不错，成功率很高, 基本上是次次成功。参考文献：1、 人教版高中化学第二册 2006.4 882、 刘怀乐铁与水蒸气反应装置的改进net 2007-10-31 3、李鹏 李广实验改进：铁与水蒸气反应的实验改进 化学教学2007.7 简单高效的木炭还原氧化铜实验一、实验目的 为解决木炭还原氧化铜实验尚存在的问题，如实验成功率不高、实验现象不明显、装置复杂等，在总结文献资料诸相关方法的基础上，探究木炭还原氧化铜实验的最佳反应条件。使用自制的高活性木炭粉及粉状氧化铜，以酒精灯为热源，在18150 mm试管中，采用试管口朝上的方式进行加热，操作简便，实验现象明显，成功率高。二、实验仪器及试剂 药品：木炭（市售，块状） ，粉状氧化铜（分析纯） ，澄清石灰水仪器：搅拌机（美国 waring 公司，型号 HGB2WTS3，功率 400 W） 、试管（18150 mm） 、酒精灯、导管、止水夹、单孔橡皮塞、烧杯（250 mL） 、研钵、台秤、铁架台、铁夹。三、实验仪器装置图及仪器的组装说明在试管中装好物料，打开止水夹，按上图连接好实验装置。四、实验操作1. 实验药品准备自制木炭粉：将块状木炭（约25 g）直接放入搅拌机中，在高转速模式下进行粉碎，直至木炭粉用肉眼观察已无小炭粒反光。搅拌时间3 min左右，一次可制得约24 g的木炭粉，产率可高达96%。药品干燥：分别取研磨好的木炭粉及市售的氧化铜粉末置于两培养皿中，放入烘箱中于120 干燥2 h，烘干后分别装入试剂瓶并放在干燥器中待用。2. 实验操作称取0.3 g干燥的木炭粉，3.0 g左右的氧化铜粉末，放入一干净的研钵中，用力研磨23 min使反应物充分混匀。将研磨后的物料大部分装入18150 mm的试管中，竖直试管于石棉网上轻敲几下使其夯实。按装置图将实验装置组装好。用普通酒精灯预热后，集中火力在物料下加热。加热到3 min左右可发现物料剧烈反应，出现红热现象，同时导管口冒出大量气体，伴有白烟，澄清石灰水变浑浊。用止水夹夹紧导气管上的橡皮管，熄灭酒精灯。待冷却后倒出物料，可以发现物料变成砖红色且有金属光泽的铜粒生成。五、创新（改进）的意义 样品制备方法简单高效：利用搅拌机对木炭块进行处理，该方法操作简单、费用低、高效，制备过程时间短，产率可高达96%，制得的木炭粉粒度小、活性高。止水夹反应物澄清石灰水反应现象明显，成功率高：自制木炭粉与市售氧化铜的质量比约为1:10，反应物于研钵中充分研磨以提高固体间的接触面积。利用普通酒精灯为热源催化该反应，最终反应现象明显（出现红热） ，反应时间短，反应产物有大颗红色的铜粒出现。该实验采用简单的实验装置，在传统固固加热的反应装置的基础上进行改进，采用试管口朝上的方式，避免产生冲料现象，不拘泥于常规，打破僵化思想，拓展学生的视野。实验操作简便、易行，实验现象明显，成功率极高，安全性好，既适合作为演示实验，也可以用来开展学生分组实验。铝与蒸馏水直接反应的演示实验设计一、实验目的铝是一种生活中常见的金属，由于其表面致密氧化物保护膜的存在，铝制炊具可用于烧开水、做饭等，中学演示铝与水反应通常在碱性条件下才能进行。以上信息容易导致学生认为铝无法直接与水反应，从而认为铝不是活泼金属。为了展示铝作为活泼金属的真实面目，特设计其与蒸馏水直接反应的实验。通过絮状氢氧化铝沉淀的生成和难溶性、可燃性的氢气的检验引导学生观察铝与水反应的本质，通过仪器的改装、使用培养学生的创新精神，通过有毒物质的无害化处理培养学生的环保意识。二、实验仪器及试剂改装后的恒压漏斗一个,三角漏斗一个,500 mL、1000 mL 烧杯各一个，铝箔（3 cm0.5 cm）10 片，氯化汞 0.3 g，硫化钠，硫粉，泡泡水 1 瓶，火柴，木条。三、实验仪器装置图及仪器的组装说明装置图实物图大烧杯中加入溶有泡泡水的硫化钠溶液，在改装后恒压漏斗中加入铝箔，往三角漏斗中加入液体反应物，通过控制玻璃活塞1实现对铝箔的表面处理、洗涤氯化汞及无害化处理，通过控制玻璃活塞2实现氢气的收集和排出，通过点燃泡泡水产生的氢气气泡检验氢气的生成。四、实验操作1. 检验气密性：按装置图将仪器安装好后，关闭玻璃活塞 1、2，往三角漏斗中加一定量水，若三角漏斗内外存在液面高度差且不变，说明气密性良好。2. 铝箔的处理：往烧杯中加入溶有洗涤剂的饱和硫化钠溶液（因部分氧化为单质硫呈黄色）至没过外玻璃管下管口，关闭玻璃活塞 1，打开玻璃活塞 2，往改装后的恒压漏斗中加入铝箔，装上三角漏斗，往三角漏斗中加入热的 5%氯化汞溶液浸没铝箔，关闭玻璃活塞2。3. 氯化汞溶液的处理：当观察到铝箔与氯化汞溶液剧烈反应时，立即打开玻璃活塞1，使溶液全部流入硫化钠溶液中形成硫化汞沉淀。由于饱和硫化钠中有单质硫存在，可能流出的单质汞与硫反应生成硫化汞。4. 铝箔的洗涤：待漏斗中溶液全部流出后，往漏斗中加蒸馏水洗涤铝箔，反复多次。5. 铝与水反应及氢气的收集：铝箔洗涤后，关闭玻璃活塞 1，往三角漏斗中加入蒸馏水至充满瓶体，关闭玻璃活塞 2。铝与蒸馏水反应，表面有气泡冒出，溶液变白色浑浊，产生的无色气体将溶液压入三角漏斗中。6. 检验氢气：打开玻璃活塞 2，三角漏斗中液面下降，将氢气压出，并在烧杯液面上形成气泡。用燃烧着木条火焰靠近气泡，气泡燃烧起来并伴有清脆爆鸣声。再次关闭玻璃活塞 2，待三角漏斗中液面上升到一定高度后，重复以上操作，由于所得氢气较为纯净，爆鸣声显得沉闷。7. 铝汞齐的处理：实验完成后，取出铝箔放在小烧杯中，撒上适量硫粉，搅拌，使铝箔上的汞单质与硫粉充分接触，防止汞单质污染环境及对人体造成伤害。五、创新的意义1. 改变观点、展示本质：铝与水反应的改进大多用酸或碱先进行铝的表面处理，再使用饱和食盐水与铝反应，未见可以实现铝与蒸馏水直接反应的改进。本实验使用氯化汞处理铝箔，利用铝汞齐的生成破坏铝表面致密的氧化物保护膜且防止其重新生成，并通过铝汞原电池的形成加快铝与水的反应速率，最终实现了铝与蒸馏水直接反应，且可以明显观察到氢氧化铝和氢气。改变了人们认为铝不能直接与蒸馏水反应的错误观点，有利于学生认识铝作为活泼金属的真实面目。本实验方案已获得国家知识产权局实用新型专利证书。2. 创新仪器、填补空白：本实验创新性地使用改装后的恒压漏斗作为反应容器，解决了启普发生器类装置无法实现一种固体与多种液体连续反应或对固体进行洗涤的不足，同时解决了使用橡皮导管容易粘结导致导气困难等问题。其中 n 型弯管部分可以确保液体充满瓶体，下方大容积外管排出气体有利于确保有害气体充分吸收，内管长于外管可以防止因沉淀的生成堵塞外管。本仪器的设计专利正在申请中。3. 简单可行、效果明显：本实验简单可行，便于推广使用。反应时间 5 min 左右，适合课堂上演示。絮状沉淀的生成直观清晰，气体检验产生的爆炸现象从视觉和听觉上刺激学生的感官，现象明显。 4. 安全环保、培养意识：本实验使用泡泡水形成氢气泡沫进行点燃，可以防止因氢气不纯直接燃烧导致整个装置的爆炸。对于有毒的氯化汞仅取用 0.3 g，且使用硫粉、硫化钠溶液，对汞及氯化汞进行无害化处理，在确保实验安全的同时，有利于培养学生绿色环保的意识。再探二价铁（离子）性质实验原理一、实验目的二价铁(离子) 的性质实验是中学化学实验教学的重点之一，在中学课堂教学中,许多教师均存在认识及观念上的误区。从理论上认为酸化的硝酸根离子溶液中存在稀硝酸，稀硝酸具有强氧化性而氧化 Fe2 。氢氧化亚铁制备时，传统制法是将氢氧化钠注入 FeSO4 溶液中，结果很难观察到白色沉淀，而是看到灰绿色沉淀，当前普遍观认为其原因即生成的Fe(OH)2 迅速被氧化成 Fe(OH)3 所致。经过多次深入探索，发现以上两观点与实验验事实有较大的出入。事实上，常温下，较稀的硝酸（2 .0 mol L1 以下，无法氧化 Fe2 的（包括 I 、SO 2 也无法氧化） ；而制取氢氧化亚铁不出现白色沉淀，而出现灰绿色的原因是由于氢氧化亚铁属金属氢氧化物胶体，易吸附阳离子（Fe 2 ）所致。本实验是观念上的创新。二、实验原理探究（一）再探亚铁离子与硝酸根离子酸性条件下的共存问题中学教学中通常认为（特别是试题中更为常见）：若酸性溶液中 NO3 与 Fe2 均会反应，产生黄色溶液（Fe 2 被氧化成 Fe3 ）。但是事实：通常条件下，酸化的硝酸根离子无法氧化 Fe2 (而 NO2 酸 性 条 件 下 氧 化性 比 NO3 强 ， 可 氧 化 Fe2 )1实验药品及用品1 mol L1 硫酸亚铁溶液（酸化）、1 mol L 1 硝酸溶液、0.1 mol L1 KSCN 溶液。2实验操作在酸化的硫酸亚铁溶液中，加入等体积等浓度（1 mol L 1 ）硝酸溶液，再加入 23滴 0.1 mol L1 KSCN 溶液3实验现象1 mol L1 硝酸溶液没明显变化4结论及讨论：结论：常温下极稀的硝酸（ 2 mol L1 ）硝酸溶液无法氧化 Fe2 讨论：从热力学的角度上分析：3Fe2 NO3 4H 3Fe3 NO 2H2O NO3 (aq) 3e 4H (aq) NO(g) 2H2O(l) ， E 0.957 VFe3+(aq) e Fe2+(aq) ，E 0.769 VEMF E（） E（） 0.957 V 0.769V 0.188 V 0但需注意这只是方向上的判断，氯气与铁的氧化还原反应肯定是自发的，但纯净的液氯常温下保存在铁罐中；氢气与氧气若不点燃或加热，它们可在通常条件下永远共存。从动力学的角度去分析：即研究反应速率的快慢。硝酸的氧化性是确实很强，但极稀的硝酸（浓硝酸：1415 molL 1，稀硝酸： 68 molL1 ，极稀硝酸：2 molL1 ）与强还原性物质（如 Fe2 、I 、 SO2 等）在通常条件下混合，反应速率极慢，犹如 N2 与 H2 混合，它们反应的平衡常数相当大，但没有高温、高压、催化剂等条件，反应时间再长的也无法达到平衡。稀硝酸的氧化作用是相当复杂的，查阅资料 3，从反应机理上看，硝酸的氧化作用可以认为首先被还原成 NO2 ，但是因为 NO2 的产量不多，它来不及逸出反应体系又被水反应或被进一步还原成 NO 或 N2、NH 4 等。硝酸的氧化性与硝酸光化分解而来的 NO2 催化作用有关，NO 2 起着传递电子的作用。NO2 e NO2 NO2 H HNO2 HNO3 HNO2 H2O NO2 硝酸通过 NO2 获得还原剂的电子，反应便被加速。硝酸越浓，酸中溶有的 NO2 越多，反应速度就越快。而在极稀的硝酸中，NO 2 的量趋于零，所以反应速率极慢，也就检验不出有 Fe3 。而发烟硝酸有很强的氧化性，就是因为在酸中溶解有很多的 NO2 的缘故。为验证这解释，再设计如下实验（时间原因这里不演示只讲结论）：将前面所得溶液分装两支试管，一支放入放入 8090 的水浴中加热10 分钟，另一支对照，会发现，被加热的试管会变淡红色。说明的确是由于反应速率的原因。（ 二 ） 氢 氧 化 亚 铁 制 备 实 验 创 新新制备氢氧化亚铁沉淀类似 Al(OH)3 凝胶，具有胶体的特性，胶粒易吸附阳离子，当氢氧化钠溶液注入 FeSO4 溶液后，产生的氢氧化亚铁吸附了大量的 Fe2 而显浅绿色，而不是因为被氧化而显浅绿色的。此推理若正确，则加热浅绿色沉淀会变白（降低胶体的吸附性），冷却重新变灰绿，或反过来操作，将少量 FeSO4 溶液注入浓的氢氧化钠溶液中，由于无过多的 Fe2 被 Fe(OH)2 胶体吸附，就会较持久地观察到白色沉淀。1. 实验药品及用品1 mol L1 酸化的硫酸亚铁溶液、6 mol L 1 氢氧化钠溶液、试管若干支、滴管若干支、酒精灯2. 实验操作加热前 加热后 刚加入 FeSO4 溶液 放置 3 分钟后 1 小时后 三、创新的意义（1）大家均认为任何的稀硝酸均能氧化 Fe2 的认识存在误区，如：2010 江苏卷常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是ApH1 的溶液中：Fe 2 、NO 3 、SO 42 、Na （）2011 江苏卷常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A1.0 molL 1 的 KNO3 溶液：H 、Fe 2 、Cl 、SO 42 （）实验事实证明，这些离子组在通常条件下是可以共存的。化学试题或练习题命制应回避。（2）F e(OH)2 制备最突出的创新点是所提出的新制 Fe(OH)2 沉淀属胶体，依胶体的性质推导其呈灰绿色是因其是胶体吸附 Fe2 的假设是正确的。因此只要反其道而行之，改变（将少量 NaOH 溶液挤入过量 FeSO4 溶液中的）传统的实验操作方法，而把少量FeSO4 溶液挤入过量的煮沸过的 NaOH 溶液中，即实验过程中 FeSO4 溶液少量，NaOH 溶液过量让产生的 Fe(OH)2 凝胶吸咐不着 Fe2 离子，便可轻而易举地得到白色 Fe(OH)2 沉淀。从而解决了困扰了多年难以制备白色 Fe(OH)2 的难题 。自制电解饱和食盐水及产物性质检验创新装置一、实验目的氯气的工业生产原理电解饱和食盐水实验，该实验对引导学生探究工业上制取氯气的原理有着重要作用。又能从工业制备入手，引入氯气性质的学习，通过所学知识去解决生活、生产中的实际问题让学生体会到化学学习的价值，实现学以致用、学而可用、学而能用的魅力。课本中电解饱和食盐水实验在U型管中进行，两极均有少量气泡冒出，但要收集一试管的H 2，耗时较长（至少要5min）与课本阐述2 min不符。氯气性质检验现象不直观且尾气没有处理，不密闭，有刺激性气味的氯气逸出，使人恶心、呕吐、胸口疼痛，不符合绿色环保的新理念，师生均无法自主探究实验。其原因主要有：两极之间离子迁移距离过长，同时用铁棒作电极，表面积太小，造成整个电路的电阻较大，使阴、阳两极产生的气泡较少，很难收集到足够量的氢气和氯气。二、实验仪器及试剂学生电源、电解实验创新装置、氯气性质检验创新装置、烧杯、镊子、火柴；饱和食盐水、酚酞试液、蓝色石蕊试液、品红溶液、KBr溶液、FeSO 4 和KSCN混合溶液、淀粉KI溶液、NaOH 溶液、滤纸条。三、实验仪器装置图及仪器的组装说明（一）实验创新装置示意图、实物图（二）仪器的制作、组装说明（1）制作材料及工具原电池演示器、丁达尔现象实验 器中带塞有机试管、有机玻璃、注射器、输液器、玻璃管、乳胶管、导线、铜电极、石墨电 极、止水夹、强力胶、玻璃胶、砂纸、电烙铁、切割刀。（2）电解实验创新装置制作取一原电池演示器 8 cm5 cm7 cm ，在隔板底部用电烙铁打一孔 1 cm1 cm，使之右左相通；在下端边上打一小孔 0.4cm ，用强力胶接上玻璃导管，在玻璃导管上接乳胶管和止水夹（排水）。用切割刀裁取一块 7.6cm4.6cm 有机玻璃板，用 电烙铁 打合适大小的五个孔，分 别用于连接两个电极，铜片 5cm1.5cm0.2cm 、打磨的石墨电极(一号干电池芯），两个出气孔，一个连接注射器（连有 4cm输液器软管）。用 导线连接电极并用 强力胶把电极、 输液器硬管、注射器固定在有机玻璃板对应孔中。用 强力胶把有机玻璃板固定在原 电池演示器内，并在上方填充玻璃胶(如图 1电解装置示意图)。裁取另一块 8cm5cm 有机玻璃板，打一与注射器大小相似的孔套在注射器上，出气孔对应位置再打两个小孔。把有机玻璃板也固定在充满玻璃胶的原 电池演示器，干燥后 电解实验创新装置就制作完成了。（3）氯气性质检验创新装置制作取五个有机试管 2cm1.5cm6.5cm，在中 间位置用电烙 铁打孔，用砂 纸打磨，用强力胶连接固定成一排，在外端两个孔中用强力胶接入输液器硬管。取一有机试管，截弃上半部分 2 cm1.5 cm5 cm，在上端打一孔用导管连接输液器硬管至试管底部。如氯气性质检验创新装置示意图把有机试管连接胶管固定在有机玻璃板15 cm5 cm，再用有机玻璃板制作一个盖子10.5 cm1.8 cm2.5 cm，贴上试剂标签，氯气性质检验创新装置就制作完成了。四、实验操作1.图 3实验创新装置实物图所示组装好实验装置，在注射器内注入适量饱和食盐水，迅速关 闭电解实验创新装置输 液器开关，若液面高度差不再变化，说明气密性良好。2.打开两极输液器开关，继续 向针筒内注入饱和食盐水，排净电解实验创新装置内空气，关 闭输液开关。3.在氯气性质检验创新装置依次放入湿润蓝色石蕊滤纸条、湿润品红滤纸条、浸有 KBr 溶液滤纸条、浸有 FeSO4和 KSCN 混合溶液滤纸条、湿润淀粉 KI 滤纸条，塞紧塞子，盖好盖子，并在尾气吸收装置中倒入 NaOH 溶液。4.接通电源，电解开始，两端都有气体生成,阴极产生无色气体，阳极产生黄绿色气体。2min 后关闭电源开关。由于气 压作用（根据连通器原理）电 极两端液面下降，注射器内液面上升约 60 mL。5.往注射器内滴加酚酞试液，可 观察到注射器内液体变红 ，说明阴极生成 NaOH。打开阴极端输液器开关，点燃针尖上的气体，罩上干冷小烧杯，有小水珠产生，说明产生了氢气。 （如图 4）6.关闭阴极端输液器开关，打开阳极端 输液器开关，由于液面高度有差距，注射器内液面下降把氯气压入氯气性质检验装置，依次使湿 润蓝色石蕊 滤纸条先变红后褪色、使湿 润品红滤纸条褪色、使浸有 KBr 溶液滤纸条变黄、使浸有 FeSO4 和 KSCN 混合溶液滤纸条变红、使湿润淀粉 KI 滤纸条变蓝，剩余氯气导入 NaOH 溶液吸收，较完整的揭示了氯气的性质。 （如图 5、6）7. 再次接通电源，生成的NaOH 被压入氯气检验装置中，残留氯气与NaOH 反应，消除了污染，NaOH 循环利用使之更加绿色化。五、改进的意义1.本实验改进装置集电解饱和食盐水及产物性质检验一气呵成，且气体的制取速率可控制，无需单独收集产物，对大气无污染，实验现象明显，有较强的视觉效果，易激发学生实验兴趣，使其享受学习化学的 乐趣，尾气 处理完全。2.制作材料方便易得，实验操作 简单而且节约药品。且在密闭环境中完成实验目前尚未发现类似改进，具有极高的推广价 值。3.装置适用范围广，电解装置可用于 电解水及产物检验。 氯 气检验装置，设计美观，整体性强，还可检验其它有毒有害气体。4.改进装置适合师生探究电解原理及产物性质实验，突显简单化、便携化、直观化、微型化、高效化、轻量化、绿色化。为老师上课赢得了时间，培养了学生严谨的科学态度和正确的价值观，增强了学生的环保意识，为实现课堂教学的探究提供了方便。电解饱和食盐水创新装置一、实验目的电解饱和食盐水实验是高中电化学部分一个非常重要的实验，其在现行教材中使用装置如图 1 所示：然而，此套装置有诸多缺点： 图 1 电解饱和食盐水装置1. 此装置在 U 型管两侧均设有支管，所制取的 Cl2、H 2 中不可避免的混有空气，得到的气体均不纯；2015 年省质检的一道实验题，用的就是这个装置进行电解，收集气体，实际上是收集不到纯净的气体的。且阴极产生 H2 的量少，进行点燃或爆鸣实验不易成功，学生往往对这种检验 H2 的方法存在畏惧感。2. 在检验 Cl2 及实验结束时气体外逸，对人体健康有害，也会造成环境污染。Cl 2 尾气吸收容易引起倒吸，进一步实验无法进行。3. 由于反应在 U 型管里进行，使得离子在两极之间迁移距离过长，使得整个电路的电阻较大，耗时较长，不利于课堂演示。此装置也不能很好的模拟工业上阳离子交换膜的方式对食盐水进行电解。为解决这个问题，特设计了一套装置简单、价格便宜、操作方便、检验气体用量少、无污染、成功率高的电解装置，解决了以上装置存在的问题。二、实验仪器及试剂20 mL注射器 2支、6B铅笔芯 2个、导线2根（带鳄鱼夹） 、学生直流电源（ 0-30 V） 、自加工容器（用亚克力板） 、阳离子交换膜、自制展示台（白色背景） 、酒精灯、火柴、玻璃棒、表面皿、发光二极管。饱和食盐水、酚酞试剂、淀粉碘化钾试纸。三、实验仪器装置图及仪器的组装说明图 2 电解食盐水创新装置如图2所示，用针头将注射器的活塞及胶塞各钻个孔，6B铅笔芯通过胶塞孔，导线通过活塞孔，再将二者连接。再用亚克力板组装成长方体容器，并将阳离子交换膜嵌在容器中部。这样就很容易的构成电解装置。四、实验操作1. 实验准备。向自制容器中注入适量滴有酚酞的饱和食盐水。用上述改装后的注射器抽取饱和食盐水，排尽空气，直至吸取到一定量的溶液。将两支注射器放在支架上，底部浸入容器中，两根导线分别连接学生电源的正负极，和正极相连的电极称为阳极，和负极相连的电极为阴极。打开开关，实验开始。2. 实验现象。很快观察到，两极上同时产生大量气体。阴极附近溶液逐渐变为红色，说明阴极产生了OH -。阳极也有大量气体生成，溶液逐渐变成浅黄绿色。这些实验现象可以引导学生分析两极分别可能分别产生了H 2和Cl 2。阴极红色溶液逐渐扩散到阳极区，说明阴离子（OH -）向阳极移动。一段儿时间后，将容器换成有隔膜装置，继续电解。阳离子交换膜只允许阳离子通过，因此，阳极区溶液不会变成红色。通过实验对比，使学生对离子交换膜的作用有了深刻的印象。3. 关闭电源，检验气体。将电源关闭，此时注射器内仍留有溶液。检验H 2时，只要将带针头的注射器靠近燃着的酒精灯（如图3） ，推动活塞，将气体赶出，听到明显的“噗噗”声，证明有H 2生成。说明发生的电极反应是 2H+ +2e- =H2，放电顺序：Na + OH-。检验完毕，立即将注射器倒立， （这样可以使产生的Cl 2一直保持密闭） 。 我们发现，H 2的体积比Cl 2的体积大，引导学生分析其原因：Cl 2可溶于水，大量生成的Cl 2溶解于水中（溶液呈黄绿色就是证明） 。五、改进的意义1. 生成的气体纯净且一直处于密闭状态，氯气自始至终不泄漏，无污染，不会伤害老师和学生的身体健康。检验氢气时，用量少，且大大增加检验 H2 的成功率，降低学生对检验 H2 的恐惧感。检验氯气时，用量极少，不会产生污染，而且收集完的氯气可以与阴极产生的 NaOH 溶液反应，制取消毒液（NaClO ） ，进一步利用产品，消除污染。2. 实验现象明显，实验操作方便，灵活。可以随时将注射器从容器中取出观察现象。不受时间限制，不存在来不及检验气体导致 实验失败的问题。既适用于教师上课给学生展示，又适用于学生 分组实验观察，而且适合多班连续授课使用。3. 实验不需要试管，橡胶塞，碳棒等，设置装置达到最简，注射器，铅笔芯价格低廉，降低成本。4. 完全达到了教学目标的要求。不仅很容易检验到两极产物，而且能很好观察到电极附近溶液的变化，以及使用阳离子交换膜的效果。使学生有了更多的收获。5. 该装置还可以用于：（1）电解 HCl 溶液，CuCl 2溶液，防止氯气的泄漏，便于观察铜的析出；（2）电解 NaOH 溶液，H 2SO4溶液等，便于观察产生的 H2、O 2的体积关系。在检验 O2时将注射器倒立过来，将生成的气体吸出，然后用带火星的木条检验。（3）本装置电解后还可以构成 H2 、Cl 2 燃料电池，使二极管发光。硝酸性质实验的一体化设计一、实验目的硝酸的性质，是整个高中化学的重点之一。硝酸不仅具有酸的通性，又具有其特性，同 时 氮 氧 化 合 物 尾 气 能 形 成 酸 雨 、 对 环 境 造 成 破 坏 ， 思 考 相 关 处 理 手 段 可 以 培 养培 养 学 生 的 环 保 意 识 。 其中铜与浓、稀硝酸反应实验是探究硝酸具有强氧化性的重要实验，也是高中课本中几个典型的有毒实验，条件所限，大部分学校演示该类实验时均无通风环境，往往一个老师要连续上多节该实验课，泄漏的部分气体对师生具有伤害作用。很多时候这些实验现在被改为视频教学，失去了实验的即时性、趣味性和说服力。现在对这个实验的改进也有很多，但大部分最后拆卸装置时也会产生污染，不能完全满足此类实验的的节约、绿色环保等要求。因此我设计了一个可以“呼吸”的反应装置，在全封闭环境下连续完成铜与浓硝酸、铜与稀硝酸的反应，验证部分气体的性质，并通过装置的特殊设计吸收处理有毒气体。二、实验仪器及试剂实验仪器和药品：实验仪器:大口塑料瓶（罐头盒） 、小玻璃瓶、橡胶塞、乳胶管、三通玻璃管（U 型） 、注射器(20 mL )、注射器(10 mL )、医用加压球、铜片、浓硝酸、蒸馏水、紫色石蕊指示剂三、实验仪器的装置图（图 1）及组装说明1. 加压球2. 20 mL 注射器（装 1 mL 浓硝酸，接小玻璃瓶）3. 小玻璃瓶4. 铜片5. 塑料瓶（装满水）6. 10 mL 注射器（装 2 mL 紫色石蕊指示剂，接塑料瓶）7. 三通玻璃管（接加压球、小玻璃瓶、蒸馏水）实图展示：（反应器部分组装后） （组装好后的装置） 四、实验操作：1. 实验前准备：在 2 支注射器中各加入 1 mL 的浓硝酸 和 2 mL 石蕊指示剂，接好针头。 塑料瓶中加满水，并轻轻挤压，同时把上部装置连接好，注意不要把水压入小玻璃瓶（反应器） 。2. 用注射器（20 mL）加入浓硝酸，反应开始；小玻璃瓶中会立即产生红棕色气体，溶液开始显绿色。溶液上方出现大量红棕色气体，三通管中气体也逐渐变红棕色，水中的导气管放出气泡，先快后慢。3. 拉动注射器（20 mL） ，促使水经过三通管倒吸进入小玻璃瓶，使浓硝酸被稀释，观察溶液为蓝色，同时产生无色气体，说明稀硝酸也能与铜发生反应。4. 使用压力球注入少量空气，观察气体颜色变化，说明生成的气体应为 NO。5. 继续挤压压力球，注入空气，同时抽动注射器，像呼吸一样，复该操作数次，直至注射器及瓶中气体为无色为止。此时装置中的氮氧化合物均被水所吸收。6. 用注射器（10 mL）向水中注入紫色石蕊指示剂，观察溶液变红，证明反应后溶液最后为硝酸。7. 拆掉并通过拉动小注射器观察颜色变化进一步验证氮氧化合物已被吸收完全。五、改进的意义1.“一体化”：对比中体现