选修6人教版4.3 综合实验设计 课件 (3)（37张）.ppt

导入新课 现代技术的发展除了依靠发明技术以外 还需要 综合的艺术 我们可以利用各种各样的知识和技能 尝试实验设计上的 创新 课题三综合实验设计 教学目标 知识与能力 学习综合运用已有知识 技能进行实验 培养通过科学实验获取新知识的意识 并体验其过程和乐趣 情感与态度 过程与方法 启发 培养创造性思维和实践的灵感和兴趣 培养学生动手能力 教学重难点 重点 难点 了解实验手段进行开创性实验 综合利用所学知识 发明创造 让我们来看看前人是如何创新实验的 启普发生器 一种实验室常用的气体发生装置 以荷兰的d j 启普的姓命名 它用普通玻璃制成 构造见图 适用于块状固体与液体在常温下反应制取难溶的气体等 块状固体在反应中很快溶解或变成粉末时 不能用启普发生器 只要生成的气体难溶于反应液才可 如二氧化碳可溶于水 但难溶于盐酸 故用石灰石与盐酸反应制二氧化碳时可用启普发生器 启普发生器不能加热 启普发生器由球形漏斗 容器和导气管三部分组成 最初使用时 将仪器横放 把锌粒由容器上插导气管的口中加入 然后放正仪器 再将装导气管的塞子塞好 接着由球形漏斗口加入稀硫酸 使用时 扭开导气管活塞 酸液由球形漏斗流到容器的底部 再上升到中部跟锌粒接触而发生反应 产生的氢气从导气管放出 不用时关闭导气管的活塞 容器内继续反应产生的氢气使容器内压强加大 把酸压回球形漏斗 使酸液与锌粒脱离接触 反应即自行停止 使用启普发生器制取氢气十分方便 可以及时控制反应的发生或停止 实验原理 使用前应先检查装置的气密性 方法是 开启旋塞 向球形漏斗中加水 当水充满容器下部的半球体时关闭旋塞 继续加水 使水上升到球形漏斗中 静置片刻 观察水面是否下降 如下降说明漏气 漏气处可能是容器上气体出口处的橡皮塞 导气管上的旋塞或球形漏斗与容器接触的磨口处 如漏气应塞紧橡皮塞或在磨口处涂一薄层凡士林 使用方法 固体试剂由容器上的气体出口加入 加固体前应在容器的球体中加入一定量的玻璃棉或放入橡皮垫圈 以防固体掉入半球体中 加固体的量不得超过球体容积的1 3 液体试剂从球形漏斗口注入 注液方法与上述注水方法相同 液体的量以反应时刚刚浸没固体 液面不高过导气管的橡胶塞为宜 使用时 打开导气管上的旋塞 球形漏斗中的液体进入容器与固体反应 气体的流速可用旋塞调节 停止使用时 关闭旋塞 容器中的气体压力增大 将液体压回球形漏斗 使液体和固体脱离接触 反应停止 为保证安全 可在球形漏斗口加安全漏斗 见图 防止气体压力过大时炸裂容器 符合随开随用随关随停的原则 使用注意事项 1 使用前要检查装置气密性 排尽空气后再收集气体 2 使用启普发生器制备氢气 应远离火源 3 移动启普发生器时 要握住球形容器的蜂腰处 千万不可单手握住球形漏斗 以免底座脱落造成事故 4 向启普发生器中添加固体时 需用橡皮塞将球形漏斗口塞紧 然后取下容器上的橡皮塞加入固体 液体需要更换时 也应塞紧漏斗口 然后拔下容器底部的液体出口塞 使废液缓缓流出 塞上液体出口塞后 再从球形漏斗口注液 移动启普发生器时 应握住容器的球体 切不可只握球形漏斗 否则会使之与容器脱离 造成漏液或损坏容器 美丽的喷泉实验 气体在液体中溶解度很大 在短时间内产生足够的压强差 负压 则打开活塞后 大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中 在尖嘴导管口形成喷泉 为了解决这个问题 我们想起影响气压的几个因素 根据克拉伯龙方程 pv nrt 推出p nrt v r为常数 要使p变小 可改变n t v中的一个变量 喷泉实验的基本原理 所以减小气压的方法有三种 减少气体的物质的量 n 降低气体的温度 t 增大气体的体积 v 减少气体的物质的量有两种方法 物理方法与化学方法 物理方法可把气体抽走或物理溶解 化学方法可通过化学反应或化学溶解 降低气体的温度 我们可以采用冷水浇注或用湿毛巾放于瓶底 也可以把装置转移入较低温的环境 而增大气体的体积 可以采取 升高温度 如 用热水浇注或热毛巾放于瓶底 或改变容器的体积的方法 对于用化学方法来减少气体的物质的量的方法又和气体的溶解度 吸收液的种类有关 气体溶解性大小会对喷泉的形成产生影响 如 易溶于水的气体 在水中溶解度不大的气体 难溶于水的气体 由于它们在水中的溶解度不一样 从而就使得压强的减少不一样 是喷泉能否产生以及喷泉大小的关键 吸收液的种类也会对喷泉的形成产生影响 不同的吸收液 与气体之间能否反应 气体在其中溶解度的大小 都决定了喷泉实验的成败 制作方法 取一玻璃瓶 瓶口塞入一打孔胶塞 塞孔中插入一尖嘴玻璃管 外端套一胶管 使用方法 用注射器从瓶内抽气若干次 然后用弹簧夹夹紧胶管 将玻璃瓶倒置于水槽中 去掉弹簧夹 则见有水经胶管从玻璃管尖嘴喷出 形成喷泉 盛气体的烧瓶必须干燥 否则甁中有液体 会使瓶口留下空气 形成的喷泉压力不大 喷泉 无力 气体要充满烧瓶 烧瓶不能漏气 实验前应先检查装置的气密性 所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应 喷泉实验成功的关键是 空瓶生烟 两个大小相同的无色玻璃杯或玻璃瓶 两个能盖住玻璃瓶 或杯 的玻璃片 浓盐酸和浓氨水各少许 试剂商店有售 器具和药品 预先分别将浓盐酸和浓氨水涂抹在两个玻璃瓶的内壁 分别盖上玻璃片 然后将中间的玻璃片抽出 步骤 氯气与氨气的反应 现象 快速的出现大量白色烟尘 充满了整个空间 回忆 铜与稀硝酸反应 铜与稀硝酸发生反应的反应方程式为 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 实验现象 红色铜渐渐溶解 无色的溶液变成蓝色 并伴有无色气体放出 有气泡产生 并放出大量的热 溶液逐渐变蓝 铜会逐渐溶解 硝酸逐渐变蓝色 棕红色二氧化氮和氢气伴随着热量散发出来 红色的铜逐渐溶解 溶液由无色变成蓝色 有无色刺激性气体产生 产物主要是no no的物理性质是无色气体 不溶于水 有毒 密度接近空气的密度 所以不能用排空气法收集 应该用排水法收集 化学性质是极易和氧气反应生成红棕色的no2 现象解析 生成的气体会外逸对环境有污染 生成的一氧化氮气体的无色不易观察 无色气体变为棕色的界限不清 铜与稀硝酸的创新实验 方案一 如图在分液漏斗下端缠上螺旋状铜丝 u形管中加入稀硝酸 将u形管向左倾斜 塞上带分液漏斗的橡皮塞时 尽可能使管内不留空气 铜与稀硝酸即开始反应 生成的no气体被富集在u形管内 打开分液漏斗活塞 无色气体被压入分液漏斗中 与分液漏斗中的空气反应即生成棕色气体 上口玻璃塞无需打开 方案二 实验步骤 1 如图 在注射器中放三小块铜片 将注射器活塞推到底部 2 将输液管插入预热过的稀硝酸中 吸入20ml硝酸后 关闭输液管夹 然后将输液管下端放入盛有4mol l氢氧化钠溶液的烧杯中 注 在实验进行过程中要慢慢地将注射器向上拉出 因摩擦力的存在 反应过程中产生的气体不容易使活塞向上运动 3 待反应停止后 打开输液管夹 将注射器中的溶液全部排入烧杯中 气体不要排出 然后将输液管下端移出液面 吸入约2倍no体积的空气 铜与稀硝酸反应较慢 铜片周围产生小气泡 有无色气体生成 溶液逐渐变为蓝色 当注射器中溶液排入烧杯时 有蓝色沉淀生成 注射器吸入空气后 无色气体变为红棕色 实验现象 方案三 1 按图所示连接装置图 检查气密性后在干燥管加入铜片 在烧杯中加入适量预热的稀硝酸 2 打开止水夹 用注射器慢慢抽取干燥管内的空气 稀硝酸沿着干燥管慢慢上升 直到充满整个干燥管 停止抽拉注射器 关闭止水夹 观察到干燥管内铜片溶解 且表面有气泡产生 溶液上方气体为无色 溶液变成蓝色 液面下降 实验步骤 3 反应停止后 打开止水夹 用注射器抽取干燥管内的气体 事先已将注射器内原有的空气推出 关闭止水夹后取下注射器 并抽