初中化学实验设计.ppt

中学化学实验设计 趣味化学实验 扬州大学化学化工学院 化学是一门以实验为基础的自然科学 实验教学能为学生正确认识物质及其变化规律提供实验事实 它具有目的性 探索性 现实性和易感知性 我国著名化学家戴安邦指出 只传授化学知识和技术的化学教育是片面的 全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧 又训练科学方法与思维 还培养科学精神和品德 学生在化学实验中是学习的主体 在教师指导下 进行实验 训练用实验解决化学问题 使各项智力皆得到发展 所以化学实验是化学教育的一种最有效的教学形式 它可以帮助学生建立和巩固化学基本概念和基本理论 获取化学知识 培养科学素质 化学实验的趣味化 化学实验具有动机功能 可以激发学生的化学学习兴趣 这是人们的共识 但是过分强调 学科中心 的化学课程与教学 使化学实验的 学术化 倾向十分明显 国内外的各种调查显示 很多中学生对化学学习的兴趣正在明显降低 甚至一些学生放弃了化学学习 导致这一状况的原因是多方面的 但做了化学实验 是否就一定能够激发和保持学生的化学学习兴趣问题引起了人们的思考 因此 如何增加化学实验的趣味性 成了人们开始关注和研究的一个问题 化学实验的生活化 化学是一门实践性和应用性很强的科学 化学知识广泛深刻地渗透进个人和社会生活的各个方面 化学物质 化学现象 化学变化无时不在 无处不在 因此 贴近生活 贴近社会 成为化学实验改革的重要指导思想 为此 人们创设了一些新的化学实验形式 如 生活化学实验 家庭小实验 等 以此使学生认识和理解化学科学对个人和社会的贡献和价值 对学生进行 科学的生活 和 生活中的科学 教育 实验研究角度 1生产生活实验2家庭实验3趣味实验 1防火材料的制备 1 1用氯化铵溶液制防火布把布在饱和氯化铵溶液中浸湿 取出晾干 将处理后的布放在火焰上烧烤时 布只是冒烟 离开火焰 布完好无损 用这种方法处理过的纺织品可用于防火 1 2用明矾做防纸 将纸的一部分在明矾溶液中浸湿 晾干后 点燃未经处理的另一半 可以观察到火焰燃至明矾溶液浸泡过的痕迹处时便熄灭了 经明矾溶液处理过的材料可用于防火 1 3防火木材 取一根火柴 将其后半部分浸入由1份碳酸钠和3份水形成的溶液中 把火柴取出晾干 划着火柴后发现 火焰燃至浸过碳酸钠溶液的部分时 火柴便熄灭了 2通过发酵作用制取二氧化碳 向50mL10 的蔗糖溶液或糖浆里加入5g粉末状的酿酒用的酵母 将其放在温暖处 两天后 可以闻到酒精的气味 用向上排空气法收集二氧化碳 3测定金属锌与硫酸铜溶液的置换反应热 将一个塑料瓶或玻璃瓶配上插有温度计的单孔塞 并且用聚苯乙烯膜包裹隔热 向瓶中加入25mL浓度为0 2mol L的硫酸铜溶液 盖好塞子后将瓶子倒转 缓慢振荡 测定并记录该溶液的温度 向溶液中加入0 5g锌粉 锌粉是过量的 以确保硫酸铜能够反应完全 盖好塞子 翻转瓶子并缓慢振荡 测定并记录温度能够达到的最高值 该反应的初始和终了温度差大约为10 4温室效应试验 取两只250mL的锥形瓶 一只装满制得的二氧化碳气体 另一只内是空气 用连有温度计的单孔橡皮塞塞住瓶口 把它们彼此靠近地置于实验桌上 锥形瓶底部放一块面积大于两个锥形瓶瓶底面积的黑色的木板或者纸板 在阳光下照射 观察瓶内温度升高情况 5吸热反应实验 取一个小烧杯 加入约20g已研磨成粉末的Ba OH 2 8H2O 把小烧杯放在事先滴有3滴 4滴水的玻璃片上 然后加入约10gNH4Cl晶体 并立即用玻璃棒迅速搅拌 使Ba OH 2与NH4Cl充分反应 由于反应吸收热量 使周围温度下降 很快玻璃片上的水凝结成冰 使玻璃片与小烧杯粘在一起 1食物中常见元素的测定 将氧化铜与食物共热来测定碳元素2CuO s C s 2Cu s CO2 g CO2 g Ca OH 2 aq CaCO3 s H2O将一小块馒头加热至变黑 剩下碳渣 用研钵研细 与氧化铜充分混合后 装入硬质试管中 在酒精灯上加热 用导管将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中 石灰水变浑浊 证明气体产物为二氧化碳 同时试管中有红色铜生成 将碱石灰与食物混合加热来测定氮元素将肉末或压碎的奶酪与碱石灰混合后放入试管中加热 注意从试管口散发出的氨的刺激性气味 用湿润的石蕊试纸检验 该气体能使红色石蕊试纸变蓝 证明食物与碱石灰共热产生氨气 而氨中的氮一定来自食物 2从花中提取酸碱指示剂 将适量的花 叶与适量酒精一起在研钵中充分研磨 使所得液体的颜色与植物花 叶的颜色相近 说明提取较充分 过滤后所得滤液即是从植物中提取出的酸 碱指示剂 从不同颜色的花 叶中可以提取出不同的指示剂 但不要将不同颜色的指示剂混合 玫瑰花指示剂的变色范围pH 1 7 14颜色 鲜红 桃红 粉红 绿 棕黄 橙黄 3软硬水的检测 平常刷牙时一般使用自来水 而自来水是硬水 而煮沸过的自来水是软水 通常检验硬水和软水的时候采用肥皂水 根据产生泡沫的多少进行判断 可以让学生做这样一个家庭实验 就是刷完牙齿之后用自来水漱口 等没有泡沫后 再用凉开水冲刷一下牙齿 此时又会产生大量的泡沫的 从而可以真切的感受到软硬水的差别 同时可以告诉学生牙膏残留物对消化系统会产生一定的危害 粉笔炸弹 取少量氯酸钾放在蒸发皿中 滴入几滴水 使之润湿 然后加入红磷 质量约为氯酸钾的1 5 用玻璃棒轻轻将混合物调成均匀的浆糊状 用药匙将此浆糊状混合物填入预先挖好的粉笔 粗端 的小洞里 并用薄纸将洞口稍加粘封 待10 20分钟后 估计水分已被粉笔吸干 将粉笔 封口朝下 向地面投掷 使药面接触坚硬的地面 即可发出响弹声 氯酸钾是强氧化剂 当红磷作为还原剂和氯酸钾混合后 撞击时形成压力能促使两者发生剧烈的氧化还原反应 这便是我们看到的粉笔爆炸的现象 5油锅敢下 6热盒 7水中之火 在玻璃水槽中注入一些水 使水面刚刚与蜡烛的上部边缘相平 然后点燃蜡烛 当蜡烛烧到水面以下时 没有被水湮灭 而是一半火焰在水的上面 另一半火焰在水的下面 非常奇怪 蜡烛继续燃烧 能观察到蜡烛火焰在水中摇摇晃晃的全部虚像 且比正常的要大 非常有趣 当蜡烛燃烧到底部的时候 火焰落在水的下面 最后蜡烛已成为一只 蜡筒 这是因为蜡烛的外壁与冷水接触 水会从蜡烛的外层吸收热量使蜡烛的外层温度达不到它的熔点 当然也达不到它的着火点了 更谈不上燃烧了 于是就在烛芯与水之间形成了一道 隔水墙 使蜡烛在 围墙 之中继续燃烧 从而使学生在惊奇之后能更好地理解燃烧的两个条件 8味精趣味实验 1灭火器 2电笔写字 2NaCl aq 2H2O l 2NaOH aq H2 g Cl2 g 3指纹检查 碘受热时会升华变成碘蒸气 碘能溶解在手指上的油脂等分泌物中 并形成棕色指纹印迹 取一张干净 光滑的白纸 剪成长约4cm 宽不超过试管直径的纸条 用手指在纸条上用力摁几个手印 2试管中加入2mLI2 KI溶液 在酒精灯火焰上方加热 在试管口放上摁有手印的纸条 待产生碘蒸气后观察纸条上的指纹印迹 硝酸银溶液法 向指纹印上喷硝酸银溶液 指纹印上的氯化钠就会转化成氯化银不溶物 经过日光照射 氯化银分解出银细粒 就会象照相馆片那样显示棕黑色的指纹 这是刑侦中常用方法 这种方法可检测出更长时间之前的指纹 有机显色法 因指纹印中含有多种氨基酸成份 因此采用一种叫二氢茆三酮的试剂 利用它跟氨基酸反应产生紫色物质 就能检测出指纹 这种方法可检出一 二年前的指纹 激光检测法 用激光照射指纹印显示出指纹 这种方法可检测出长达五年前的指纹 4小木炭跳舞 取一只试管 里面装入3一4克固体硝酸钾 然后用铁夹直立地固定在铁架上 并用酒精灯加热试管 当固体的硝酸钾逐渐熔化后 取小豆粒大小木炭一块 投入试管中 并继续加热 过一会儿就会看到小木炭块在试管中的液面上突然地跳跃起来 一会儿上下跳动 一会儿自身翻转 好似跳舞一样 并且发出灼热的红光 有趣极了 对试管继续加热后温度上升 使小木炭达到燃点 这时与硝酸钾发生激烈的化学反应 并放出大量的热 使小木炭立刻燃烧发光 因为硝酸钾在高温下分解后放出氧来 氧气与木炭反应生成二氧化碳气体 CO2一下子就将小木炭顶了起来 木炭跳起之后 和下面的硝酸钾液体脱离接触 反应中断了 二氧化炭气体就不再发生 当小木炭由于受到重力的作用落回到硝酸钾上面时 又发生反应 小木炭第二次跳起来 这样的循环往复 小木炭就不停地上下跳跃起来 5不用电的电灯泡 只见一根木杆上挂着一只200瓦左右的电灯泡 这个灯泡发出耀眼的白光 就亮度来说 一般的电灯比起它来是望尘莫及的 然而这个电灯泡并没有任何电线引入 因为它是一个不用电的电灯泡 电灯泡中装有镁条和浓硫酸 浓硫酸具有强烈的氧化性 金属镁又是特别容易被氧化的物质 只要一相遇 便立刻发生化学反应 Mg 2H2SO4 浓 MgSO4 SO2 2H20在反应过程中放出大量的热量 使电灯泡内的温度急剧上升 很快地使镁条达到燃点 镁条燃烧得更旺 好象照明弹一样 6白纸上面变黑字 取一张白纸 用稀硫酸在白纸上写 化学 两字 因为稀硫酸是无色透明的液体 所以白纸上几乎看不出字迹来 但是将白纸晒干以后 白纸上面就变出 化学 黑字来 当稀硫酸在白纸上晒干后 由于水分的减少 使稀硫酸变成浓硫酸 浓硫酸有个特性 就是可以使有机物质碳化 白纸的主要成分是由纤维素 有机物 组成的 浓硫酸使白纸脱水碳化 使写字的地方变成焦黑 原来写的 化学 两字就变了出来 7玻璃棒点燃了冰块 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 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 8一吹即燃的蜡烛 一般的蜡烛 当它燃烧的时候 一口气就可吹灭 然而 却有一种特殊的蜡烛 当你需要点燃的时候 只要吹一口气 蜡烛便燃烧起来了 在表演之前将蜡烛芯松散开 滴进了些溶有白磷的二硫化碳溶液 因为二硫化碳液体是极易挥发的物质 魔术师吹口长气使其挥发速度进一步加快 当二硫化碳挥发完了 烛芯上留下极为细小的白磷颗粒 白磷与空气中的氧气发生氧化反应并产生热量 当温度升高到35 时 白磷便自行燃烧 随之就把原来熄灭的烛芯又引着了 法二 1 把少量Na2O2粉末平铺在一薄层脱脂棉上 用玻璃棒轻轻压拨 使Na2O2进入脱脂棉中 2 用镊子将带有Na2O2的脱脂棉轻轻卷好 放入蒸发皿中 3 用细长玻璃管向脱脂棉缓缓吹气 观察现象 过氧化钠能与二氧化碳反应产生氧气并放出大量的热 使棉花着火燃烧 9美丽的夜空 在一只试管中加入几毫升的无水酒精 95 的酒精也行 再慢慢滴入等量的浓硫酸 在试管的背面衬托一张深蓝色的光纸 摇动几下试管将浓硫酸和酒精混合均匀后 关闭灯光 然后将一些高锰酸钾颗粒缓慢地投入试管中 片刻 你就可以欣赏这个 液体星光 了 紫色的高锰酸钾是一种很强的氧化剂 它和浓硫酸作用时 放出了氧气 同时也放出大量的热 这时 高锰酸钾颗粒周围的酒精很快达到燃点而生成耀眼的火花 由于热量对流的作用 这些闪烁的火花还来回移动 因此 在黑暗中看去 有如繁星夜空之景 10蛋白留痕 取一只鸡蛋 洗去表面的油污 擦干 用毛笔蘸取醋酸 在蛋壳上写字 等醋酸蒸发后 把鸡蛋放在稀硫酸铜溶液里煮熟 待蛋冷却后剥去蛋壳 鸡蛋白上留下了蓝色或紫色的清晰字迹 而外壳却不留任何痕迹 因为醋酸溶解蛋壳后能少量溶入蛋白 鸡蛋白是由氨基酸组成的球蛋白 它在弱酸性条件中发生水解 生成多肽等物质 这些物质中的肽键遇Cu2 发生络合反应 呈现蓝色或者紫色 11玻璃管喷火实验 取一段长约15cm 内径0 6cm左右的玻璃管 在其中间部位加入约黄豆粒大小的干燥红磷 然后加热有红磷部位的玻璃管 待红磷消失 停止加热 趁热向玻璃管内吹气 可以观察到玻璃管内火光四射 并伴有 啪啪 的声音 玻璃管的另一端有白烟和火花窜出 趣味性很强 红磷在416 时升华为白磷 或黄磷 而白磷的着火点是40 当向玻璃管内吹气时 吹出的氧气遇到玻璃管内热的白磷 就发生了白磷的燃烧现象 12固体酒精的制备 在烧杯中加入20mL蒸馏水 再加入适量醋酸钙 制备醋酸钙饱和溶液 2 在大烧杯中加入80mL酒精 再慢慢加入15mL饱和醋酸钙溶液 用玻璃棒不断搅拌 烧杯中的物质开始时出现浑浊 继而变稠并不再流动 最后成为凝胶状 3 取出胶冻 捏成球状 放在蒸发皿中点燃 胶冻立即着火 并发出蓝色火焰 酒精与水可以任意比混溶 醋酸钙只溶于水而不溶于酒精 当饱和醋酸钙溶液注入酒精中时 饱和溶液中的水溶解于酒精中 致使醋酸钙从酒精溶液中析出 呈半固态的凝胶状物质 胶冻 酒精充填其中 13一触即发 在大试管中装入新制的银氨溶液15mL 20mL 向其中通入乙炔气体 立即反应生成灰白色的乙炔银沉淀 继续通入乙炔至反应完全后过滤 洗涤干净滤渣 将滤渣分为绿豆大小的若干撮 放在一张滤纸上在阴凉稳妥处风干 将风干后的乙炔银放在厚书本中 稍用力合上书本即发生爆炸 放在地面用鞋底轻轻一擦也发生爆炸 放在石棉网上微热或用星火接触也发生爆炸 实验后的残留物一定要及时处理掉以确保安全 乙炔通入银氨溶液生成乙炔银沉淀 乙炔银干燥后若受热 摩擦或撞击都会发生爆炸 C2H2 2 Ag NH3 2 OH C2Ag2 2H2O 4NH3C2Ag2 2C 2Ag 红糖制白糖 称取5g 10g红糖放在小烧杯中 加入40mL水 加热使其溶解 加入0 5g 1g活性炭 并不断搅拌 趁热过滤悬浊液 得到无色液体 如果滤液呈黄色 可再加入适量的活性炭 直至无色为止 将滤液转移到小烧杯里 在水浴中蒸发浓缩 当体积减少到原溶液体积的1 4左右时 停止加热 从水浴中取出烧杯 自然冷却 有白糖析出 红糖中含有一些有色物质 要制成白糖 须将红糖溶于水 加入适量活性炭 将红糖中的有色物质吸附 再经过滤 浓缩 冷却后便可得到白糖 15自燃 糖与氯酸钾的反应 将糖粉与等量氯酸钾混合均匀放进蒸发皿内 在混合物顶部轻轻地挖一凹痕 向凹痕中滴一滴浓硫酸 即发生自燃 浓硫酸与糖反应时放热 放出的热量能促进氯酸钾的分解 释放出氧气 氧气又进一步氧化糖 糖的氧化放出大量热 大到足以使糖燃烧产生火焰 法二 将KClO3 Na2O2 C12H22O11 蔗糖 按1 1 1混合均匀后 在其上用胶头滴管滴两滴水 立即起火燃烧 Na2O2与H2O2产生O2 并放出热 从而引燃起火 16踩地雷 称取1 2克碘 最好是粉末状 置于400毫升烧杯中 然后注入50 100毫升浓氨水 用木条做搅棒 不断搅拌以使碘能与浓氨水充分反应 反应2分钟后 过滤 过滤时应尽可能使不溶物聚集在滤纸的圆锥中央 用木条将滤纸上的滤饼拨撒到要进行表演的水泥地面上 晾干30 60分钟后 即可进行 试验者将发现 当脚踩到该药品时 会发出清脆的爆炸声 并且随着脚步的移动 这种爆炸声将持续不断 在常温时 碘跟浓氨水反应生成一种暗褐色的物质 碘化氮 它是带有不同数量氨的碘化氮的化合物 如NI3 NH3 NI3 2NH3等 其化学反应方程式如下 5NH3 3I2 NI3 NH3 暗褐色 3NH4I 当碘化氮干时 极轻微的触动即引起爆炸 如 受振动 碰撞或脚踩时 极易分解发出爆炸声 反应式如下 2NI3 NH3 3I2 N2 2NH3爆炸时 由于有热量放出 从而使生成的碘变成紫色的碘蒸气 17纸上火龙 用浓的硝酸钾写字 粗一些 凉干 表演时 从纸边字痕处点燃 火苗会顺着字体蜿蜒而行 烧出你所写的字来 原理 硝酸盐分解时均会有氧气放出 氧气又能助燃 故燃着的火苗会顺着硝酸盐所写的字痕燃烧 2KNO3 aq 2KNO2 aq O2 g 无字天书 用毛笔蘸取一定量的酚酞溶液在一干净的滤纸上书写字迹 晾干后用盛有氨水的喷壶 或护发素瓶 喷向其上 此时写过的地方就会出现红色的字迹 然后再用盛有盐酸的喷壶喷向滤纸 红色字迹很快消失 再用盛氨水的喷壶 或护发素瓶 喷向其上红色字迹又会出现 法二一针见血 用一根蘸有NaOH溶液的针刺穿一张经酚酞浸润过的滤纸 可以看到刺穿的位置出现红色 魔棒点灯 取一药匙高锰酸钾 放入表面皿中 再滴入3 4滴浓硫酸 用玻璃棒搅拌均匀 用玻璃棒蘸取上述混合物 去碰酒精灯灯芯 灯便点着了 氨分子的扩散 取一条长10厘米 宽1厘米的滤纸条 在滤纸条上每隔 1 5 2 厘米处滴一小滴酚酞试液 滴好后把滤纸条放到试管里 在试管口塞上一小团脱脂棉 塞好后放在实验台上 用滴管吸取浓氨水 在试管口的脱脂棉上滴10 15滴 仔细观察试管里发生的现象 21镁在二氧化碳中燃烧 22铝的减肥班 铝可浮在酸的溶液上 23铁钲钲的食物 再现食品中的铁粉 24水土交融 大炮轰炸 在投影片的一边用滴管滴上如硬币般大的0 1M硫酸铜溶液 于另一端滴上稀释的氨水 在两溶液之间滴上一些蒸馏水 但此时不使两溶液相互接触 再可用滴水的方式 或利用玻棒 将水和两溶液合并 因为溶液中的离子会慢慢地扩散的缘故 两溶液会慢慢地混合 产生氢氧化铜的沉淀 将溶液改成1 0M的碳酸钠溶液和3 0M的硫酸溶液 然后重复上述之步骤 两溶液混合后会产生气泡 当气泡破掉时 就宛如大炮轰炸地面般的景象 如图二所示 点火烧出蛇 将10g蔗糖 10g重铬酸钾 4g硝酸钾分别研成细末 放在一张铝箔纸上混合均匀 然后卷裹在铝箔中 下端封死装进有底的硬纸圆筒里 水平放在稳妥处 用火柴或燃着的木条点燃口部一端的混合物 立即燃烧起来并有 蛇 从筒内曲曲弯弯地 爬 出来 重铬酸钾 硝酸钾等都是强氧化剂 受热分解放出氧气和有色固体残渣 蔗糖在氧化剂中燃烧生成二氧化碳和水蒸气 过量的蔗糖碳化成黑色粘稠的焦炭 三种物质混在一起点燃 生成各种颜色的固体残渣在CO2 H2O g 的作用下 剧烈膨