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镇江市上党高级中学化学校本课程主编：殷跃奇 审核：毛罕华 写给同学们的话亲爱的同学们，首先欢迎你们进入高中化学校本课程学习阶段。回顾初中的化学学习经历，我们有过曲折，但更多的是快乐。虽然只是化学的启蒙，但已经初步了解化学发展的历程，领略了化学科学的魅力。不知同学们，还记得第一次做化学实验的兴奋、激动吗？化学反应中的种种变化，反映出各种直观的现象如颜色的改变、状态的改变等，无不让我们感到好奇与激动，尤其是当我们自己动手成功完成一个实验，那恐怕不只是激动、兴奋，更有一种成就感在里面，这是一种创造性的成就。化学是什么？著名科学家R布里斯罗在就任美国化学学会会长期间撰写了一部经典的著作，名为化学的今天和明天。在该书的副标题中，化学被神圣地定义为“一门中心的、实用的、创造性的科学”。化学是一门以实验为基础的自然科学，实验也是学习化学的一个重要手段，这也是学生激发学习兴趣的重要途径。为此，我们结合课本收集、改进了来源于、应用于我们日常生活中的若干化学实验，希望大家通过自己动手，体会化学变化中的奇妙，从而激发学习化学的兴趣。本书以化学反应的常见现象、化学用途为根据，分设了六大模块：一、色彩变幻篇，主要收录了日常生活中一些和颜色变化有关的趣味实验，如变色手帕、晴雨花等等。二、“不可能完成的任务”篇，主要收录了一些按常理不可能发生的事情，然而在化学作用下却可以发生，如火球游泳、火造纸币等等。三、物质鉴定篇，主要介绍了一些常见物质的检验、鉴别。如加碘食盐中碘的检验等等。四、“自己动手、丰衣足食“篇，主要介绍了自制小物品的方法。如自制番茄电池等等。化学，伴随我们一生的科学。在过去的岁月中，我们渴望了解化学，为此我们有过喜悦，也有过失望，但探索的步伐一直没有停息。今天，当我们以一种新的姿态来学习化学、理解化学时，你眼中的物质世界将会变得更加美好！让我们充满信心，用智慧和勤奋去努力地完成高中阶段化学校本课程的学习，拓展自己的化学视野和境界，登上更高的台阶。模块一 色彩变幻篇色彩变幻是化学反应中最常见的现象之一，在我们的教科书上也出现了很多通过颜色的变化来判断、鉴定一些物质或微粒，例如无机化学中Fe3+遇KSCN溶液显血红色，由此鉴定Fe3+。这一类反应，称之为显色反应。本篇结合课本中的相关知识，介绍一些生活中和颜色变幻有关的趣味实验，让我们一起动起手来感受奇妙的色彩变化。变 色 手 帕化学老师在讲新课之前，给同学们做了个有趣的化学小魔术。在讲台上放着一个小嘴的绿色玻璃瓶子，只见老师手中拿着两块鲜红的新手帕，然后放在自来水里沾了一下，取出后拧了拧，接着对大家说：“我能把这两块红手帕变成黄色的和白色的。”随后，把这两块手帕塞进瓶子里盖上盖，上面遮块布。稍等片刻，老师故意地大声说：“变”，掀开布，打开瓶盖，有条不紊地取出一块黄色手帕。又盖上瓶子，不一会儿，从瓶子里取出另一条白色手帕。同学们都以探索的目光望着老师，这究竟是怎么回事？答案：原来，瓶子里集满了呈绿色的氯气，氯原子是一种非常活泼的非金属元素。干燥的氯在低温下不太活泼，但有微量水存在时，反应急剧加快。其原因是：氯气易溶解于水而生成盐酸和次氯酸，次氯酸很不稳定，易分解，放出的氧气，它是一种极强的氧化剂。所以，将湿的红手帕逐渐地氧化成黄色，再由黄色氧化成白色，这就是氯气的退色作用。氯气的这一重要性质，在工业上得到了广泛的应用，比如，人们熟悉的漂白粉就是如此。这里需要说明的是，氯气是一种有毒性的气体，有剧烈的窒息性臭昧，对呼吸器官有强烈的刺激性，应注意。茶水墨水茶水星期夭，晓明同学和爸爸在市工人文化宫看了一场魔术表演，其中有一个节目是：茶水变墨水，墨水变茶水。台上的魔术师手里端着不满一杯棕黄色的茶水，只见他用玻璃棒在茶水中搅动一下，大喊一声变，此时，茶水立刻变成了蓝色的墨水。接着，这位魔术师又将玻璃棒的另一端在墨水杯里搅动一下，大喊一声变，果然，刚刚变成的蓝墨水又变成了原来的茶水了。多么奇妙的表演呀！晓明同学赞不绝口。但是他怎么也弄不清楚是怎样变来变去的，请大家帮助他把变的道理搞清楚。答案：原来玻璃棒的一端事先蘸上绿矾（化学名称叫硫酸亚铁）粉未，另一端蘸上草酸晶体粉未。因为茶水里含有大量的单宁酸，当单宁酸遇到绿矾里的亚铁离子后立刻生成单宁酸亚铁，它的性质不稳定，很快被氧化生成单宁酸铁的络合物而呈蓝黑色，从而使茶水变成了墨水。草酸具有还原性，将三价的铁离子还原成两价的亚铁离子，因此，溶液的蓝黑色又消失了，重新显现出茶水的颜色。这种现象在人们生活中也是经常遇到的，当你用刀子切削尚未成熟的水果时，常常看到水果刀口处出现蓝色，有人以为是刀子不洁净所造成的。其实，这种情况同上述茶水变墨水是一样的道理，就是刀子上的铁和水果上的单宁酸发生化学反应的结果。清水豆浆清水 星期天，小化学迷莉莉给同院的小朋友表演一个小戏法，内容是清水变“豆浆”，“豆浆”变清水。只见莉莉拿着一个无色透明的瓶子，里面装着大半瓶清水，然后用橡皮塞盖好。接着对小观众说：“我可以把这瓶清水变成豆浆”，再把豆浆变成清水。”说完，只见她轻轻地摇晃一下瓶子，说声“变”，立刻瓶子中的清水变成了乳白色的“豆浆”。莉莉告诉她的小伙伴说：“请注意，这豆浆只能看，不能喝！”接着又大喊一声“变”，只见她用力将瓶子又摇荡几下，果然白色的“豆浆”又变成了清水。围观的小伙伴都感到莫名其妙。请大伙猜猜，这位小化学迷的戏法是怎么变的？ 答案：原来，莉莉事先将瓶里的清水中放入少量的明矾（化学名称叫硫酸钾铝）。因为明矾溶解于水，所以瓶中仍然是无色透明的清水。当她第一次喊“变”的时候，由于她轻轻地摇晃一下瓶子，将粘在橡皮塞凹陷处的火碱片（化学名称叫氢氧化钠）的一小部分溶解在清水里。这时，火碱与明矾发生化学反应而生成乳白色的沉淀物氢氧化铝，清水变成乳白色溶液，形如豆浆。反应如下： 2KA1(S04)2 + 6Na0H = 3Na2S04 + K2S04 + 2Al (OH)3（乳白色） 当莉莉第二次喊变的时候，她用力地摇荡瓶子几下，这时瓶中的液体又将橡皮塞中凹陷处的全部火碱片溶解掉，火碱和氢氧化铝继续发生化学反应，生成溶解于水的无色的偏铝酸钠，这就使白色“豆浆”又变为清的了。反应如下： Al (OH)3 + NaOH = NaAl02 + 2H20 莉莉变的这个小戏法，证明了铝这种物质有着极为特殊的化学性质既有金属性又有非金属性。魔笔药水小朋友，你们几乎每天都要写作业，要是写错了怎么办呢？ 有的小朋友会说，他有涂改液，只要在错字上挤一些涂改液，等它干了就可以重新写了。但是涂改液会在纸上留下白色的斑痕，看起来很不美观。 有没有一种修改后不留痕迹的药水呢？ 这就是魔笔药水。把它涂抹在错误的地方，过一会儿，那儿的字迹就消失了，一点痕迹也没有，你可以重新写上正确的字。 魔笔药水是怎么隐去字迹的呢？答案：这要从制造魔笔药水说起，先让浓盐酸和高锰酸钾反应，生成氯气，然后把生成的氯气通入氢氧化钠溶液中，就制成了魔笔药水： 2KMnO4+16HCl=2MnCl2+5Cl2+8H2O+2KCl 2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O可以看出，魔笔药水的成分包括NaClO，它跟Ca(ClO)2（即漂白粉）具有同样的漂白作用，会使各种墨水中的有机颜料发生褪色反应，这就是魔笔的魔力所在。晴 雨 花在一个晴朗的星期天，兰兰和同学们去科学宫参加科技小组活动。一进门，看见一个大花瓶里插着一朵蓝色的花。只见说明书上写着：这花并没有浓郁的芳香和美丽的色彩，但是这花却有一个绝妙的用途，就是它能告诉我们今天的天气是晴还是阴，所以人们给它起了一个很合适的名称晴雨花。“怎样才能判断是晴天还是雨天呢？”有个小同学不解其意地问道。“别着急呀！把说明书看完就知道了。”兰兰说。说明书写道：“晴雨花在天气晴朗的日子里，它是一朵蓝色的花，在将要下雨前，它就变成一朵紫色的花；到了下雨时，它就变成粉红色的花了”“不可能，花也知道晴天和下雨，简直不能叫人相信！”“这是科学，你懂吗？”这些小伙伴们争论起来。说也巧，他们学校教化学的黄老师也来参观。老师对他们笑了笑，然后详细他讲起这瓶晴雨花的变色原理来。亲爱的同学们，你们知道黄老师是怎样讲的吗？答案：马老师讲道：晴雨花为什么会变颜色呢？原来，这是个十分有趣的化学现象。制成这瓶花所用的纸是用二氯化钴溶液浸泡过了，二氯化钴这种物质有个非常奇怪的脾气一对水特别敏感，常温下，无水的二氯化钴是蓝色的，但它容易吸收空气中的水分，一旦吸了水，就变成了粉红色钴的络合物了。天气晴朗时，空气中的水分少，二氨化钴难以吸水，呈蓝色的：在下雨前，空气中的水分有所增加，吸收了一小部分水，其中一部分氯化钴变成了钴的络合物，此时蓝红两色混合而呈紫色：当下雨时，空气中水分急剧增加，使花中的二氯化钴全部变成钴的络合物，而呈现出粉红色。根据这瓶晴雨花颜色变化就可以知道了天气是晴还是阴了。神秘的图画在一次趣味化学表演会上，表演者表演了一幅神秘的图画。他把一张白纸挂在墙上，然后拿起喷雾器把一种无色透明的液体喷洒在这张白纸上，转眼之间，一幅美丽的画面就展现在观众的眼前。在深蓝色的波涛里行驶着一艘红褐色的巨轮。他的这一表演，使观众大吃一惊！明明是一张白纸，为什么转眼之间却喷出了一幅美丽的图画。亲爱的同学们，你知道这位表演者所喷出的图画的秘密在什么地方吗？答案：这是一种普通的化学反应。墙上挂着的那张白纸，已经由表演者事先处理好了，他在这张白纸上用一种淡黄色的亚铁氰化钾溶液先画出汹涌澎湃的大海，再用无色透明的硫氰化钾溶液在大海里画出一幅巨轮，晾干后，白纸上没有一点痕迹。原来喷雾器中装的是三氯化铁溶液，当把三氯化铁溶液喷洒在白纸上面时，在白纸上面同时发生两种化学反应。其一是三氯化铁和亚铁氰化钾反应，生成亚铁氰化铁（蓝色），其二是三氯化铁和硫氰化钾反应，生成硫氰化铁（红褐色）。这样，蓝色的大海和红褐色的巨轮就喷出来了。酸碱花在趣味化学表演会上，有一个同学制作的酸碱花最引人注目。这簇花五颜六色，有红色的、浅橙色的、浅蓝色的，等等。这些花之所以讨人喜欢，并不是因为它的美丽鲜艳，而是由于它的特殊性格，因为对酸碱的反应非常灵敏，所以人们送给它一个美称酸碱花。别看这簇花没有芳香，可是却有一个非常重要的用途，它能及时无误地告诉人们空气中是否污染，准确地显示出空气的酸碱度来。你要不信，请看这簇花的制作者的表演吧！只见他千里拿着喷雾器，向花束喷去，当喷出的雾落到花上时，花的颜色全变了：大红色的变成深蓝色的，浅橙色变成粉红色的，浅蓝色变成淡红色过一会儿，这个表演者又拿起另外一个喷雾器，再向这些花喷雾时，又出现了另外的景象：洁白的花变成了鲜艳的玫瑰红，粉红色的花则变成了闪闪发亮的黄色，棕蓝色的花又恢复了其艳丽的鲜红，淡红色变成淡蓝色，棕红色变成浅蓝等等。真是变化多端，美不胜举。亲爱的同学们，你知道这束酸碱花的奥秘吗？答案：原来，这些纸花都分别浸在如下的化学药品中：石蕊、酚酞、甲基红、甲基橙、刚果红。然后取出晾干，就成为五颜六色的酸碱花了。浸刚果红的纸花是大红色，浸过甲基红的是浅橙色，浸过石蕊的是浅蓝色，浸过甲基橙的是黄色，而浸过酚酞的是白色。浸过的这些化学药品都是人们通常所称的“指示剂”。这些指示剂会随溶液的酸碱性不同而变化其颜色。表演者第一次喷出的是浓度为0.2的稀盐酸溶液。第二次喷出的0.6的烧碱溶液。嘿嘿，任何花都对酸碱过敏。“可乐”变“雪碧”可口可乐和雪碧都是夏令时节的理想饮料。可口可乐淡褐色的液体，而雪碧汽水则是清澈透明的液体。下面介绍一则将“可口可乐”变成“雪碧”的小实验。 取可口可乐空瓶一只，倒入四分之三体积的蒸馏水。取烧杯一只加入50亳升酒精，并加入适量碘片，制得深褐色酒精碘溶液。将配好的溶液倒入可乐瓶中，边加边振荡碘直到溶液的颜色和可乐相似为止。一瓶“可乐”制好了。在干燥的瓶盖内放入硫代硫酸钠（大苏打）粉末，然后取一张糯米纸盖在内粉末上，再将瓶盖轻轻地盖在瓶口上，小心盖紧，注意不要使大苏打粉末散落在瓶内。 将可口可乐瓶用力一摇，很快一瓶“可口”变成了无色透明的“雪碧”。 原来，硫化硫酸钠和碘能发生氧化还原反应，褪去碘溶液的颜色： I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6 自然，这种“可口可乐”不会可口，“雪碧”也不会令人清爽，它们绝对不能饮用。白糖变“黑雪”白糖，是大家经常食用的一种物质，它是白色的小颗粒或粉未状，象冬天的白雪。然而，我却能将它立刻变成“黑雪”。如果你不信，那就请看下面的实验吧。在一个200毫升的烧杯中投入5克左右的白糖，再滴入几滴经过加热的浓硫酸，顿时白糖就变成一堆蓬松的“黑雪”，在嗤嗤地发热冒气声中，“黑雪”的体积逐渐增大，甚至满出烧杯。白糖顿时变成了“黑雪”，真有意思，谁知道这里的奥妙在什么地方？原来白糖和浓硫酸发生了一种叫做“脱水”的化学反应。浓硫酸有个特别古怪的爱好，就是它与水结合的欲望特别强烈，它充分利用空气中的水分，就是其他物质中的水分它也不放过，只要一相遇，它就非得把水夺过来不可。白糖是一种碳水化合物（C12H22O11），当它遇到浓硫酸时，白糖分子中的水，立刻被其夺走，可怜的白糖就剩下炭了，变成了黑色。浓硫酸夺过水为己有之后，并不满足，它又施展另外一个本领一氧化，它又把白糖中剩下来的炭的一部分氧化了，生成了二氧化碳气体跑出来。C + 2H2SO4 = 2H2O + 2SO2 + CO2。由于反应后所生成的二氧化碳和二氧化硫气体的跑出，所以体积越来越大，最后变成蓬松的“黑雪”。在浓硫酸夺水的“战斗”中，是个放热过程，所以发出嗤嗤的响声，并为浓硫酸继续氧化碳的过程提供热量。模块二 “不可能完成的任务”生活经验告诉我们，有些事情是不可能发生的，这是唯物主义。然而，在化学这里有时却行不同。例如，有句成语叫“水火不容”，人们灭火最常用的就是浇水，然而化学上我们却可以用水来点火，这又是怎么回事呢？大家是不是很好奇呀，那就赶快让我们来完成这些看似“不可能完成的任务”篇。玻璃棒点燃了冰块玻璃棒能点燃冰块，你一定以为这是在说笑话吧。不过，我说的完全是真事。冰块可以燃烧，这会使人惊奇，而更使人惊奇的是不用火柴和打火机，只要用玻璃棒轻轻一点，冰块就立刻地燃烧起来，而且经久不熄。你如果有兴趣，可以做个实验看看。先在一个小碟子里，倒上1一2小粒高锰酸钾，轻轻地把它研成粉未，然后滴上几滴浓硫酸，用玻璃棒搅拌均匀，蘸有这种混合物的玻璃棒，就是一只看不见的小火把，它可以点燃酒精灯，也可以点燃冰块。不过，在冰块上事先放上一小块电石，这样，只要用玻璃棒轻轻往冰块上一触，冰块马上就会燃烧起来。请读者试验后，做出答案来。道理很简单。冰块上的电石（化学名称叫碳化钙）和冰表面上少量的水发生反应，这种反应所生成的电石气（化学名称叫乙炔）是易燃气体。由于浓硫酸和高锰酸钾都是强氧化剂，它足以能把电石气氧化并且立刻达到燃点，使电石气燃烧，另外，由于水和电石反应是放热反应，加之电石气的燃烧放热，更使冰块熔化成的水越来越多，所以电石反应也越加迅速，电石气产生的也越来越多，火也就越来越旺。火龙写字用毛笔或刷子蘸饱和KNO3溶液，在一张白纸上写字（如HA等），重复写2到3遍。然后在字的起始处用带色的笔做个记号。 把纸晾干，放在地上。用带火星的木条轻轻接触纸上有记号的地方，立即有火花出现，并缓慢的沿着字的笔迹蔓延，好似用火写字一般。最后呈现在纸上的是用毛笔所写的字。你知道这是为什么吗？答案：纸上的KNO3与带火星的木条接触时，KNO3受热分解放出氧气，氧气燃烧使纸被烧焦。火球游泳水火不相容，这是人们公认的常识。从来没有看见过火球能在水面上游来游去。然而，课外科技小组的李明同学，做了一个“火球游泳”小魔术。他拿了一个一百毫升的烧杯，里面装上自来水，然后用镊子将一块豆粒大的灰色固体，轻轻地放在烧杯里。这时，烧杯里的水面上立刻生成个火球，这个火球在水面上滚来滚去，同时发出嗤嗤的响声。同学们，你想想看，李明同学的“火球游泳”小魔术是根据什么道理？原来，李明同学用镊子放进杯内的那块固体是金属钠，因为金属钠非常活泼，所以一遇水就发生激烈的化学反应，同时放出大量热，并生成可燃气体氢。 2Na + 2H20 = 2NaOH + H2(气） 当金属钠和水反应时，由于钠的熔点很低，被所产生的热量熔化而成球形，又由于产生的热量很快地使所产生的氢气达到燃点，所以在水面上形成了一个火球，火球又被所产生的氢气所推动，而在水面上滚来滚去，好象游泳似的。这种现象说明了金属钠化学活动能力非常强，易溶于水反应。所以平常的金属钠只能放在煤油里保存，切不可放在空气中，以免起火燃烧。火造纸币火也能造出纸币来，你一定会感到这是奇闻。可是，事实上确实存在此事。前几天，有一位魔术师在百货商店买东西，他在交钱时，从钱包里取出一张白纸来，这张纸的大小和十元的票面一样大，随后将这张白纸送到服务员眼前，说：“服务员同志，我就用这个交款吧。”服务员看见他拿的这张白纸，不解其意他说：“你有没有搞错”还没等服务员说完，只见这位魔术师将白纸往烟头上一触，说时迟那时快，只见火光一闪，眼前出现了一张十元钱的人民币。服务员被弄得目瞪口呆，神情愕然，引起了在场的观众哄堂大笑。然后，他向服务员说明了真相。同学们，你知道这位魔术师表演的“火造纸币”奥秘在哪里吗？ 答案：原来，他的这张白纸是在人民币上贴了一层火药棉制成的。火药棉在化学上叫做硝化纤维，是用普通的脱脂棉放在按照一定比例配制的浓硫酸和浓硝酸中，二者发生了硝化反应，反应后生成硝化纤维，即成了火药棉，然后把火药棉溶解在乙醚和乙醇的混合液中，便成了火棉胶，把火棉胶涂在十元的人民币票面上，于是一张“白纸币造成了。这种火药棉有个特殊的脾气，就是它的燃点很低，极易燃烧，一碰到火星便瞬间消失，它燃烧速度快得惊人，甚至燃烧时产生的热量还没有来得及传出去就已经全部烧光了。所以，十元钱的纸币还没有受到热量的袭击时，外层的火药棉就已经燃光了，因此，纸币十分安全。“火造纸币”是有趣的，不过，这里要郑重他说明：千万不要随便玩它，弄不好，不但火药棉制不出来，还容易发生危险。要玩：“火造纸币”就更不容易了，如果掌握不好药品的数量，那么十块钱就要和火药棉同归于尽了。空中取烟盛夏的傍晚，没有一丝风意，一些小同学集聚在院内乘凉。丽娜的爷爷走过来，给大家表演了一个小化学法术魔棒空中取烟。只见爷爷面前桌上放着一个烧杯，杯里装上半杯清水和一根玻璃棒，爷爷嘴里叼着一只烟卷，时而向空中喷出一团团烟雾。随后爷爷指着空中说：“我能用这根玻璃棒，将烟雾取回来，并且能将它放到烧杯里去。”说完，他拿着玻璃棒在空中将要消失的烟雾画了几下，然后用这只玻璃棒再在烧杯口处划了几圈。果然奇迹出现了，烧杯里的水面上，顿时出现了一团白色的烟雾。这样，神奇的魔棒将喷在空中的烟雾取回来放在杯里了。这个小节目，使十几个小观众感到莫名其妙，他们怎么也弄不清楚魔棒为什么能将空中的烟雾取回来？请读者给小朋友解释一下。答案： 原来，烧杯里盛的不是清水，而是无色透明的氨水。氨水有个特性，、就是它特别不稳定，氨分子很喜欢从水溶液中跑出来，在空气中自由地逛来逛去。 NH3H202NH3十H20 实际上，丽娜的爷爷吸烟时所喷到空中的那些烟雾并没有真的被玻璃棒抓回到烧杯中去，而是玻璃棒的一端事先沾有一种叫做浓盐酸的化学药品。盐酸也非常容易挥发而跑出氯化氢分子。当玻璃棒在烧杯口附近画圈之时，氨分子和氯化氢分子相遇而化合成白色烟雾状的氯化铵分子： NH3十HC1NH4C1表演者用玻璃棒在空中画几下的动作是个假动作，只不过是给观众造成在空中抓烟的假象而已。口 吞 “烈 火”也许你见过“口吞烈火”的魔术表演，它一定使你惊叹不已。火能伤身，难道魔术师就不怕烈火灼烧？其实，魔术师也是凡人。如果你知道了“口吞烈火”的奥秘，你也能像魔术师一样“吞火吐烟”。从集市上买点新鲜草莓。取出其中数枚，洗净放入烧杯中。再向烧杯中倒入高浓度的白酒，让草莓在白酒浸泡半个小时。然后用筷子夹起一枚草莓放在酒精灯上点燃，单薄立刻就烧成了一个火球。将点燃的草莓迅速送人口中，千万别怕火灼伤你的嘴巴，屏住呼吸，一会儿你就可以品尝这“火”草莓味道如何。怎么样？吃起来别有一番滋味吧。答案：原来，含有较多水分的新鲜草莓浸泡在白酒中，由于白酒中溶剂水的渗透，会使草莓中水分增多。草莓点燃后，附着在草莓外壁的酒精开始燃烧，而草莓本身则受热蒸发水分。由于水的蒸发会吸去酒精燃烧时释放的大量热量，所以草莓自身的温度升高得并不多。此外，“烈火”的内焰由于供氧不足，酒精燃烧不充分，放出的热量并不是太多，因此燃着的草莓温度并不高。而火焰外焰温度虽高，你由于你迅速闭上嘴，停止吸气几秒钟，火焰会因与空气隔绝，没有氧气而熄灭。这样“口吞烈火”必然是安然无恙的了。烧不着的棉布夜已深了。三十八中学的礼堂里灯火辉煌，全校科技表演大会在欢乐的气氛中继续进行着。当主持人宣布下个节目是化学科技小组表演的“烧不着的棉布夕时，全场响起了热烈的掌声。表演开始了，化学科技小组的李丽同学，手里拿着三块颜色和大小都相同的棉布条，全部让观众看过之乱用火点着。结果，第一块布燃烧得特别旺盛，不一会儿就烧光了：第二块布也慢慢地烧光了；第三块布怎么也烧不着。几百名观众都感到奇怪：三块相同的棉布条，为什么有的燃烧得快，有的燃烧得慢，有的干脆烧不着？这时，李丽同学站起来用学过的化学知识进行了解释。同学们，你们想想看，李丽同学是怎么解释的？答案：最根本的原因还得从化学方面来解释。棉布是由棉花制成的，棉花主要的化学成分是纤维素分子构成的，它含有碳、氢、氧元素，所以是可燃的物质。第一块布条事先用30高锰酸钾溶液浸过之后晾干的，高锰酸钾遇热后，分解释放出氧气来，因为氧有助燃作用，所以，第一块布条越烧越旺，很快被烧光了。第二块棉布条没有经过化学处理，所以燃烧的就慢些。第三块布条事先浸过30的磷酸钠溶液，晾干后再浸入30的明矾溶液中，再晾干，这样，第三块布条上就有两种化学药品，磷酸钠和明矾，磷酸钠在水中显碱性，而明矾在水中显酸性，它们反应之后除生成水外，还生成不溶解于水的氢氧化铝。所以实际上第三块棉布条被一层氢氧化铝薄膜包围了，氢氧化铝遇热后又变成了氧化铝和水，就是这层致密的氧化铝薄膜保护了布条，才免于火的袭击。经过这样处理过的棉布在工农业生产和国防建设上都广泛的应用。铁变金 魔术台上放着一根磨得发亮的铁棒和一瓶淡蓝色的水。只见魔术师千里拿着一块红布，满面笑容地向观众说，观众们，我今天要把这根铁棒变成金棒。，多他说完之后，只见他将这根铁棒往瓶中一放，蒙上布，过一会儿，嘴里念念有词他说：变拿出来一看，铁棒果然变成了金棒。铁棒真地能变成金棒吗？恐怕读者不会相信 竟有此事，那么这魔术师的奥妙在什么地方？ 实际上，这是一个极为普通的化学反应，魔术师的瓶子里装的那种淡蓝色的溶液是硝酸铜溶液。铁比铜活泼，所以铁棒中的铁能把硝酸铜中的铜置换出来，这种反应结果生成了硝酸亚铁和铜。由于这个反应是在铁棒表面进行的，因此，生成的铜附在铁棒上了，铁棒就变成了紫铜色，好似金棒一样。懂得这个道理之后，自己可以做类似的魔术-如：铁环变银环。把铁环浸在硝酸银中即可。模块三 物质鉴别篇平时同学们会经常接触到一些物质，而有些物质在外观上却相差无几，为此这就为我们生活带来了一些麻烦。例如，炒菜是误讲糖当盐放、把酱油当醋放等。本篇就教大家一些物质的鉴别方法。NaNO2与食盐的简易鉴别法NaNO2有多种用途,可用作热处理剂,发泡剂,金属表面处理剂、漂白染色剂等。在建筑工地上,利用无机盐水溶液凝固点降低的性质作为水泥施工的抗冻剂。由于NaNO2是一种强氧化剂,误食NaNO2能使正常含+2价铁离子的血红蛋白氧化成+3铁离子的高铁血红蛋白,失去血红蛋白载O2交换CO2的能力。由于NaNO2具有像食盐一样的咸昧,所以在建筑工地的炊事人员将工业用盐NaNO2误作食用盐而导致民工中毒的事件多次发生。如何鉴别NaNO2和普通食用盐呢?(l)加热法如果是在建筑工地上可待检盐放在铁锅里加热(干烧),由于NaCl的熔点80l远高于NaNO2的熔点(27l),如果出现熔化并伴有臭味气体生成成现象的定是NaNO2。(2)加酸法 试管里加入少量待检盐,加几滴盐酸或稀硫酸或食醋,如果出现红棕色NO2气体的定是NaNO2。2 NaNO2 + 2H2SO4 = 2NaHS04 + NO2+ N0 + H2O白色固体的鉴定现在有一种白色固体，当它和浓NaOH溶液共热时，产生一种“白色气体”，它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，当和浓硫酸共热时，也产生一种无色气体，它能使湿润的石蕊试纸变红。如果使先后产生的两种气体相混合，立刻发生浓厚的白烟。请大家想想看，原来的这种白色固体是什么物质？ 答案 这种白色固体是氯化铵，因为氯化铵加浓NaOH时，反应生成NH3H2O， NH3H2O分解出氨气，氨气能使润湿的石蕊试纸变成蓝色。这种白色固体和浓硫酸共热时，发生复分解反应生成氯化氢气体。该气体和氨气反应生成氯化铵的小颗粒，形成白烟。检验含碘食盐成分中的碘 一、实验原理 含碘食盐中含有碘酸钾(KIO3),除此之外，一般不含有其他氧化性物质。在酸性条件下IO3 能将I 氧化成I2, I2遇淀粉试液变蓝；而不加碘的食盐则不能发生类似的反应。二、实验用品 试管、胶头滴管。 含碘食盐溶液、不加碘食盐溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉试液。 三、实验步骤 1. 在2支试管中分别加入少量含碘食盐溶液和不加碘食盐溶液,然后各滴入几滴稀硫酸,再滴入几滴淀粉试液。观察现象。 2. 在另一试管中加入适量KI溶液和几滴稀硫酸,然后再滴入几滴淀粉试液。观察现象。3. 将第3支试管中的液体分别倒入前2支试管里，混合均匀,观察现象。认识洗衣粉 普通洗衣粉中至少有以下两种主要成分:是作为洗涤剂的主体-对十二烷基苯磺酸,二是洗涤剂中广泛用作为水软化剂的磷酸(Na3P04)。教学中补充以下实验是必要的。 (1) 加热灼烧在碳化变黑的同时,伴有刺性S02,臭味气体产生,这显然是C12H25C6H4SO3Na存在的表征; (2) 用pH试纸检验溶液的pH值呈较强碱性; (3) 把洗衣粉溶于水过滤,在滤液中加入硝酸银溶液,有黄色沉淀生成。(2)和(3)是Na3P04性质和存在的表征。识别气体某工厂在清仓挖潜过程中，发现了一批装满气体的钢制瓶子，由于年久而瓶子外表的颜色标记已退掉了，无法辨认里面装的是哪种气体，而且所有瓶子的外形大小都一样。不过据一位老工人回忆，可能是氧气、氢气、氮气三种气体，但究竟是哪种气体，现在还确定不下来，只能通过科学的方法来鉴别一下才行。请大家帮助鉴别一下吧！ 将所有的瓶子编上号，然后分别用试管装入气体少许，接着用点着的火柴放入试管口，如果火柴燃烧的更旺，这是氧气（因为氧气助燃）；如果发出爆鸣响声或者气体燃烧，就是氢气；如果火柴马上熄灭，则是氮气。验证鸡蛋壳成分的小实验实验目的： 做用市售盐酸与鸡蛋壳反应来验证鸡蛋壳成分的家庭实验时，由于市售盐酸浓度大，氯化氢易挥发，鸡蛋壳直接与这种盐酸反应在生成的二氧化碳中将混有一定量的氯化氢。这种气体与澄清石灰水反应时的现象不明显。另外，用涂有澄清石灰水的玻璃片鉴定二氧化碳在操作上虽然简单，但实验现象终究没有直接将二氧化碳通入澄清石灰水中明显；加之教材中的家庭实验又数次用此法鉴定二氧化碳，给人有一种单调重复的感觉。因此，可将此实验改成：将市售的盐酸稀释后再与鸡蛋壳反应并将产生的气体通入澄清的石灰水中。 实验操作： (1)配制1：2的稀盐酸约20ml。 (2)将鸡蛋壳与盐酸反应的实验改在带输液管的小药瓶中进行，把反应产生的二氧化碳导入装有澄清石灰水的小玻璃杯里。焰色反应鉴黄金黄金的纯度在我国亦叫做成色，十份黄金中含几份纯金，通常就称黄金的成色是几。 鉴别黄金的方法有多种，古希腊的阿基米德就曾用浮力的方法为国王莱洛内二世的金冠鉴别真伪；而古罗马人则用试金石来鉴别黄金的纯度。 在我国有“七青八黄九紫十赤”的“成色识金法”，“金入猛火、色不精光” 和“黄金入火，若生五色气者则内有铜也”等。这实际上就是利用灼烧黄金时产生的火焰颜色来鉴别黄金的纯度。我们知道，多种金属或它们的化合物灼烧时能使火焰呈特殊的颜色，在化学上叫做焰色反应。例如常见的几种金属或离子的焰色：钾-紫色，钠-黄色，锂-紫红色，钡-黄绿色，铜-绿色等。上面说到的用灼烧黄金的火焰颜色来鉴别黄金的方法，就是利用了焰色反应的原理，黄金纯度不同，其焰色亦不同。有兴趣的朋友不妨一试，只要把黄金用浅色火焰灼烧即可。胃舒平药物成分定性检验 药用胃舒平的主要成分有氢氧化铝、小苏打(NaHC03)、淀粉等,检验方法于下: 在研钵里把1至2片胃舒平药片磨成细粉,分别做成分鉴定实验。 (l) 鉴定氢氧化铝试管里加入少量胃舒平粉末,注入4至5mL稀硫酸,振荡以促其溶解(反应),然后过滤,在滤液中逐滴加入氢氧化钠溶液,可见氢氧化钠在中和过量酸之后,继而形成氢氧化铝沉淀,最后又有氢氧化铝沉淀溶解在过量Na0H溶液中的现象,反应过程示意于下:Al(0H)3Al3+ Al(0H)3 AlO2- (2) 鉴定小苏打 在两支试管里都装人少量胃舒平粉末,一支试管中滴入稀硫酸可以观察到有CO2气泡外逸;另一支试管中加入1至2mL水再滴入酚酞试液不见有颜色变化。当加热煮沸,因小苏打水解度增大, 酚酞显粉红色,确定是小苏打(NaHC03)。(3) 鉴定淀粉 在试管中加入少量胃舒平粉末,注入2至3mL水加热煮沸,冷至室温后再滴入碘液变成蓝色,确定有淀粉。模块四 “自己动手，丰衣足食”有了一定的化学实验知识，同学们动跃跃欲试，就让我们尝试着自己制作出一些物质来吧。自制松花皮蛋松花蛋是我国人民的传统食品。由于风味独特、口感极好、保质期长、便于携带等诸多优点而倍受人们的青睐。 将鲜蛋加工成松花皮蛋的过程，其实质是一个复杂的化学反应过程。尽管加工松花皮蛋的配方有多种、工艺各异，但主要原料一般包括：生石灰（CaO），纯碱（Na2CO3）、草木灰（主要成分为K2CO3）、食盐、苯叶等。结合学生实际情况，现仅以2枚松花皮蛋为例陈述一下如何在实验室里加工以及其中的化学原理： l. 灰料配方 餐桌上的松花皮蛋吃起来味道十分可口，但他却披着一件丑陋的“外衣”，别小瞧了它，它可是制作松花皮蛋的关键，这就是灰料。灰料的配方是：生石灰50g、纯碱3g、草木灰1g、食盐2g、水20g、茶叶微量。 2灰料调制 按照灰料配方的要求，将所需灰料放人容器中（一个大烧杯即可），用水调制。生石灰首先遇水反应生成熟石灰，然后熟石灰又分别与纯碱及草木炭中的主要成分碳酸钾发生复分解反应，生成氢氧化钠和氢氧化钾。反应的化学方程式表示如下： CaO+H2O=Ca（OH）2 Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH Ca（OH）2+K2CO3= CaCO3+2KOH 为了使发料中的物质充分反应，调制好24小时以后才能使用。 3皮蛋加工 将鲜蛋在调制好的灰料中滚动几下，使蛋壳表面均匀地涂上一层灰粉，取出，再往稻糠或锯屑中滚动几下，使灰料上面粘上一层稻糠或锯屑。用手轻轻挤压，使其紧固，放入事先准备好的容器中。第二枚鲜蛋也这样处理，密封容器，置于1824的环境温度下，10天后就可食用。 在这10天的变化过程中，鸡蛋内部也不像一潭深水那样平静。灰料中的强碱（NaOH、KOH）经蛋壳渗入到蛋清和蛋黄中，与其中的蛋白质作用，致使蛋白质分解、凝固并放出少量的硫化氢（H2S）气体。同时渗入的碱还会与蛋白质分解出的氨基酸进一步发生中和反应，生成的盐的晶体沉积在凝胶肽的皮蛋蛋清中，便出现了朵朵白色的“松花”（这也是松花蛋得名的原因）。而硫化氢气体则与蛋清和蛋黄中的矿物质作用生成各种硫化物，于是蛋清和蛋黄的颜色发生了变化，蛋清呈特殊的茶褐色、蛋黄则呈墨绿色。食盐则可使皮蛋收缩离壳、增加口味。而荼叶中的单宁和芳香油，能给凝固的蛋白质上色，并且能增加皮蛋的风味。 而皮蛋为什么放半个月以至几个月都不会坏呢？一是因为里面有食盐，盐有防腐的作用；一是碱性物质杀灭了鲜蛋中有可能引起蛋白质腐败的细菌。10天以后。当你坐在餐桌旁品尝这可口的松花皮蛋时，心中一定会溢满了喜悦，而且还想着什么时候再多做一点。但你下次准备大批量制作时，千万别忘了按比例改变灰料的配方。自制农药一钙硫合剂在烧杯（或搪瓷杯等其它容器）中加 28克生石灰（CaO），再慢慢加入75毫升水，混合均匀后即变成熟石灰。然后往烧杯中加56克研细的硫黄粉，用酒精灯加热煮沸一小时，反应过程中应不时搅拌，并补充因蒸发而损失掉的水分。因煮沸时会产生刺激性的气味，所以最好在室外制备钙硫合剂。反应完毕后，趁热过滤，得到的澄清的滤液就是钙硫合剂，把它贮存在玻璃瓶内，将瓶盖盖严，放在阴凉处，可随用随取。 钙硫合剂用水冲稀十倍可以杀灭害虫，用水冲稀四十倍时，可以用来杀死花草和树叶上的细菌，使用的时候以喷雾法为最好。 钙硫合剂又称石硫合剂，是一种橙色或褐色的液体，具有硫化氢气味，内含1030的多硫化钙(CaSS3和CaSS4)和5左右的硫代硫酸钙。当钙硫合剂稀释液喷洒在植物上后，由于空气中的二氧化碳气体的作用，很快地使多硫化钙（CaSSx）分解而析出硫： CaSSxCO2 H2O=CaCO3H2SXS 在植物上拆出的是胶态硫，它的颗粒极细，直径约为13微米，它能牢固地吸附在植物表面，不会被雨水冲刷掉。 硫黄具有杀虫和杀菌的作用，但是颗粒很粗的流黄粉的杀虫效力很低。一般来说。硫的粒子愈细，杀虫和杀菌的效力愈高，这就是钙硫合剂最大的优点。多硫化钙还能被空气中的氧所氧化，产生胶态硫： 2CaSSx3O2=2CaS2O32（X-1）S 硫代硫酸钙（CaS2S3）在酸性条件下，也能生成胶态硫和二氧化硫，起杀虫作用： CaS2O3+2H+=Ca2+SO2+H2O 所有这些作用都能使钙硫合剂成为一种有效的农药。通过老师的介绍和讲解，大家齐心协力，制出了农药。稀释喷洒后，果真是药到病除。想着树又能健康成长，大家脸上露出了欣慰的微笑。如果你家花盆里栽种的花草“病了，也可一试。自制化学暖袋树叶凋零，寒风凛冽，冬天的脚步近了。为了躲避寒流，鸟雀们纷纷飞回自己南方的家。人可不怕冬天，因为现在居室都有火炉、暖气、空调，可好像还有一点美中不足，那就是走到室外时，呼呼的寒风刺人肌骨，若能有一个暖袋多好啊！ 下面，我来介绍一种化学暖袋的制法，消除大家心中的的遗憾。 首先，让我们看一个方程式： Fe+3/4O2+3/2H2OFe(OH)3+96千卡/摩尔 这不是铁生锈的反应式吗？对，但我们仔细再看，会发现铁生锈反应是一个放热反应。而我们在日常生活中却觉察不到这一反应的热效应，则是由于反应速度缓慢的缘故。如果我们设法提高反应速度，让热量集中释放，那么反应中放出的热量将十分可观，足可以为一般的取暖用品提供热源。这就是我们所要制作的暖袋的工作原理。 制作时，将50克铁粉（直径约0.1毫米）、5-10克活性炭（直径约0.1-0.3毫米）、12毫升10食盐水依次倒入烧杯或陶瓷杯中，用玻璃棒迅速搅拌均匀，然后装入废旧小塑料袋（如食品袋）内。将袋口折两折，用订书钉或回形针加封，仅在袋角处留一透气小孔，便于外界空气进入。 这样，一只简易的化学暖袋就做成了。为什么要使用铁粉、活性炭和食盐水呢？你会问。 原来，不采用铁片或铁块，而用铁粉，是由于生锈反应发生在铁的表面，而铁粉可提高反应的表面积，加快反应速度；活性炭则具有很强的吸咐能力，它能吸附空气中的氧，从而大大提高反应物氧的浓度，至于食盐的使用，完全是因为它是一种强电解质，能为金属锈蚀过程中的电子转移创造有力条件，起到促进反应的催化剂作用。这样，三管齐下，各显神通，就能给我们带来温暖。 使用时，双手轻轻地搓动暖袋，半分钟后，便可见水蒸气出现，3-5分钟后明显升高。它的平均温度为4050，最高温度可达55，维持时间为10-15小时，间断使用寿命更长，可达一周左右。使用中若感觉温度太低，可搓动暖袋，使之回升。这种简易化学暖袋可供多次反复使用，暂时不用时将透气小孔封闭，使化学反应中断；复用时只需开启透气小孔并搓动暖袋，即可再次供取暖之用。一旦发现暖袋中黑色的铁粉变成红棕色固体，即生成了氢氧化铁和三氧化二铁，则表示暖袋已发出了所有的热“寿终正寝”了。 实验中还发现，如果适当加入一些碎木屑，利用木屑的吸水、蓄水作用，防止起始时活性炭因吸水而导制吸附气体能力的下降，那么制作出来的暖袋效果会更好。如果你做完暖袋后，还想给亲朋好友送去温暖爱心，不妨用废弃的饮料软管，冰淇淋盒等来代替塑料袋，还能制成造型各异的暖管、暖盒哩！模拟雷雨天气放电生成微量硝酸1. 创意基础 结合教材中的相关知识点及环境科普教育，使“氮与氧气的反应”教学更加直观生动。 2. 实验用品 浓硫酸、硫酸亚铁、试管、石蕊试液、J1206感应圈（电子）、无色透明塑料（矿泉水瓶）。 3. 实验步骤 （1）取一事先洗净并干燥的塑料瓶（背面贴白纸作为白屏，辅助观察瓶内气体颜色变化），盖紧瓶口后竖直放在感应圈上（见附图），将感应圈的两极针剌破瓶壁伸入瓶内，两针尖距离调至5至6cm，将感应圈接通220V电源保持连续放电2至3min。切断电源，取下塑料瓶，用塑料胶带贴住瓶体上的小孔与另一干燥塑料瓶对比，观察瓶内气体颜色。 （2）在瓶内加入10mL蒸馏水，充分振荡溶解气体并观察瓶内颜色变化，用一洁净小试管取少量瓶内液体，用石蕊试液或pH试纸检测液体酸度。 （3）将瓶中剩余液体倒入小试管，再加入数粒硫酸亚铁晶体，使试管倾斜，用滴管沿试管内壁缓缓加入约1mL浓硫酸，观察现象。 4. 实验现象及解释 步骤1. 可观察到放电后瓶内气体变成红棕色。 N2+O22NO 2NO+O2=2NO2（红棕） 步骤2. 加水后瓶内红棕色消失，瓶内溶液可使石蕊试液或pH试纸变为红色，证明有酸性物质产生。 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 步骤3. 可观察到棕色环，证实有硝酸根离子生成。 6Fe2+2NO3+8H+=6Fe3+2NO+4H2O Fe2+mNO=Fe(NO)m2+（棕）