化学数字化实验

化学化学 DISDIS 探究实验指南探究实验指南 南京师范大学南京师范大学 目录目录 第一部分第一部分 教材实验教材实验 实验 01 中和反应中和热现象 人教版必修 2 第二章 第一节 P30 页 实验 2 3 实验 02 原电池中能量的变化 人教版必修 2 第二章 第二节 P40 41 页 实验 2 4 实验 03 探究温度 催化剂对过氧化氢的分解速率的影响 人教版必修 2 第二章 第三节 P48 页 实验 2 5 实验 2 6 选修 4 P22 实验 04 污水处理 电浮选凝聚法 人教版 选修 6 实验化学 P10 实验 1 3 实验 05 渗析分离实验 人教版 选修 6 实验化学 P17 实验 06 海水的蒸馏 人教版 选修 6 实验化学 18 19 实验 2 2 实验 07 氢氧化铝的制备实验 人教版 选修 6 实验化学 P28 实验 2 6 实验 08 酸碱中和滴定 人教版 选修 6 实验化学 P41 实验 09 酸碱滴定曲线的测绘 以及应用传感和数码技术研究酸碱滴定 过程 人教版 选修 6 实验化学 P49 实验 3 4 实验 10 比色法测定抗贫血药物中铁的含量 人教版 选修 6 实验化学 P52 实验 3 5 实验 11 食醋中总酸量的测定 人教版 选修 6 实验化学 P53 实验 3 6 实验 12 纯净物与混合物性质的比较 人教版 选修 6 实验化学 P57 实验 4 1 实验 13 饮料的研究 1 饮料的 PH 值或酸性 人教版 选修 6 实验化学 P62 实验 4 4 实验 14 食物的酸碱度测定 人教版选修 1 化学与生活 P30 PH 实验 15 合成氨的反应原理 人教版选修 2 化学与技术 P10 ph 实验 16 电解氯化钠 氯化铝溶液 人教版选修 2 化学与技术 P33 实验 17 中和反应 反应热的测定 人教版选修 4 化学反应原理 P5 实验 18 比较不同盐溶液的 PH 值 人教版选修 4 P54 实验 19 锌铜原电池实验 1 电流 人教版选修 4 P71 实验 20 锌铜原电池实验 2 电压 人教版选修 4 P71 实验 21 电镀铜 第二部分第二部分 探究实验探究实验 实验 22 收集不同的雨水 测其 pH 人教版必修 2 P101 实验 23 探究市售食盐中是否含有碘元素 实验 24 尝试用不同的方法对物质进行分离 实验 25 证明某些化学反应的可逆性 人教版必修 2 P51 实验 26 土壤的酸碱度测定 实验 27 盐类的水解 人教版选修 4 第三章 P54 实验 28 探究硫酸铝水解的条件 人教版选修 4 第三章 实验 29 物质在溶解过程中的温度变化 人教版选修 4 第一章 实验 30 探究不同光强对浓硝酸分解的影响 人教版选修 4 第一章 实验 31 酶的催化作用 实验 32 蛋白质的变性 实验 33 比较电解质溶液的导电能力 实验 34 不同岩石的抗腐蚀能力 实验 35 测试鱼肉新鲜度实验 实验 36 探究高热量食品的热值 实验 37 测定不同环境空气中 O2 CO2的含量 实验 38 水质分析及水体富营养化的探究 实验 39 温度对水中溶解氧的影响 实验 40 日常家用品的酸碱性 酱油 柠檬汁 洗洁精 国外实 验 实验实验 0101 中和反中和反应应中和热现象中和热现象 人教版必修 2 第二章 第一节 P30 页 实验 2 3 背景资料 背景资料 物质内部蕴含着大量的能量 伴随着化学反应的进 行 物质内部旧化学键的破坏和新化学键的形成会以热 和功的形式与环境进行能量交换 而其中多以热的形式 进行 化学反应所释放的能量是现代工业能量的主要来 源之一 反应条件不同 化学反应的热力学和动力学都 将可能发生改变 反应热也会呈现多种不同的形式 酸 碱中和反应是瞬间进行的反应 带来热量的变化 即所 谓的中和热 实验目的 实验目的 了解酸碱中和反应这一类重要的化学反应是吸 热反应还是放热反应 实验原理 实验原理 H OH H2O 实验装备 实验装备 仪器仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师大 教育数字化信息系统实验室软件 师大教育数字化信息系统实验室数据采集器 温度传感 器 图 2 1 实验装置图 辅材辅材 CJJ78 1 型恒温磁力加热搅拌器 50mL 烧杯 20ML 量筒 药品药品 2mol L 氢氧化钠标准溶液 2mol L 盐酸标准溶液 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 pH 传感器 温度传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模式 联机工作模式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本结束 下面的操作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右 下角的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 量取 20mL 2mol L 的盐酸 将温度传感器放入放入烧杯中 打开磁力搅拌 器开始搅拌 3 另用量筒量取 20mL 2mol L 氢氧化钠溶液 4 点击软件操作界面的开始按钮开始温度测量 然后将氢氧化钠溶液缓缓倾 入烧杯中 分析界面就会记录实时的温度情况 5 待倾倒完毕后 点击操作界面上的结束按钮 就可以得到中和过程中的实 验数据以及温度时间变化曲线 6 保存数据和曲线图像 实验数据分析及结论实验数据分析及结论 图 2 2 反应过程中 PH 以及温度变化曲线 蓝线为温度 红线为 PH 探究建议 探究建议 1 不同浓度的酸碱中和反应放出的热量是否相同 2 中和热是否与酸碱的强度有关 3 中和热的定义与物质的那个物理量直接联系 4 尝试设计出更简易 更合理的装置 安全提示 安全提示 酸碱液稀释的过程中 要注意安全 浓酸浓碱都有较强的腐蚀性 取用要小心 实验实验 02 原电池中能量的变化原电池中能量的变化 人教版必修 2 第二章 第二节 P40 41 页 实验 2 4 背景资料 背景资料 原电池是把化学能转变为电能的装置 即化 学能的载体化学物质的减少带来电能的增加 可 以认为是化学能转变为电能是物质与能量的转化 那么形成原电池的条件是什么 其能量是如何变化的 实验目的 实验目的 1 理解原电池原理 2 探究电化学腐蚀的原因 图 2 3 实验装置图 实验原理 实验原理 锌片 Zn 2e Zn2 铜片 2H 2e H2 总反应式 Zn 2H Zn2 H2 实验装备 实验装备 仪器仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师大教育数字化信息系统实验室软件 师大教育数字化信息系统实验室数据采集器 微电流传感器 pH 传感器 辅材辅材 烧杯 蒸馏水洗瓶 导线 不同的金属材料 标准溶液 滤纸 药品药品 一定浓度的硫酸 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 微电流传感器 pH 传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模 式 联机工作模式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本 结束 下面的操作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右下角的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 pH 传感器标定和实验数据显示方式的设定 见使用说明 pH 传感器只有经过标定和补偿才能采集正确的数值 一般选择两点标定法 实验前 首先必须准备 pH 值为 4 00 和 9 18 的标准溶液 实验数据显示方式设为数字方式 3 实验操作 3 1 取金属铜片和金属锌片作为电极材料 稀硫酸作为电解液 构建成铜锌原电池 将微电流传感器与两电极相连接 3 2 点击主界面中的 开始 将微电流传感器与两电极相连接 同时将 pH 传感器电 极放入电解液中 测定两极的酸碱性变化 测定原电池的电流变化 进行数据采集 点击 主界面中的 结束 结束数据采集 3 3 根据测得的数据进行分析 得出结论 实验结果与分析 实验结果与分析 图 2 4 正极的 PH 变化 图 2 5 负极的 PH 图 2 6 反应后溶液的 PH 图 2 7 反应中电流变化 从上面的实验及数据可看出 与原始溶液的 pH 值 0 71 相比 极的溶液的 pH 值 1 96 变大 由于 极发生还原反应局部的 H 浓度减小 OH 浓度相对变大 极的溶液的 pH 值 0 73 变化甚小 反应结束后溶液的 pH 值 1 26 变大 是由于 Zn 2H Zn2 H2 电流从 4 01 A 变化减至 3 66 A 是由于随着反应进行硫酸的浓度减 小的原因 探究建议 探究建议 1 探究将电极直接相连是否有电流通过 2 原电池是如何实现能量的变化的 3 原电池两极 pH 的变化如何 4 埋在地下的钢铁管道容易腐蚀而损坏 其原因在哪里 应采取何种措施保护埋在地 下的管道 5 对于电池家族你的了解有多少 为什么要回收废旧电池 安全提示 安全提示 浓硫酸具有强的腐蚀性 硫酸的制备稀释过程要符合实验规范 确保安全 实验实验 03 探究温度 催化剂对过氧化氢的分解速率的影探究温度 催化剂对过氧化氢的分解速率的影 响响 人教版必修 2 第二章 第三节 P48 页 实验 2 5 实验 2 6 选修 4 P22 背景资料 背景资料 在化学反应中 温度 浓度 压强 催化剂等外界条 件的改变会改变反应速率 我们对其理解也仅仅是停留在 此 如果将这个过程的变化与定量的数据联系起来 我们 将会更加清晰明了地看到这个过程的变化 与其对反应速 率的影响大小 实验目的 实验目的 该实验旨在通过测定氧气在有无催化剂 是否有温度 变化条件下的单位时间内体积数的变化 从另一个角度分 析催化剂等外界条件在过氧化氢分解反应过程中的影响 实验原理 实验原理 H2O2在催化剂 加热 光照等条件下易分解生成 H2O 和 O2 见下式 2H2O2 2H2O O2 反应条件略 图 2 8 实验装置图一 实验装备实验装备 仪器仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师大 教育数字化信息系统实验室软件 师大教育数 字化信息系统实验室数据采集器 压强传感器 辅材辅材 铁架台一套 配复夹 完用夹 10mL 量筒 250mL 蒸馏烧瓶 滴管 橡皮塞 橡皮塞大小 与蒸馏烧瓶瓶口一致 上面钻一个小孔 用来 插入滴管 1000mL 烧杯 药品药品 5 的过氧化氢溶液 MnO2 1mol L FeCl3溶液 实验设计 实验设计 图 2 9 实验装置图二 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 压强传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模式 联机工作 模式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本结束 下面的 操作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右下角的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 实验数据显示方式的设定及参数设置 见使用说明 实验数据显示方式设定为图形方式必须参数设置 3 实验操作 3 1 连接好 2 套催化反应实验装置 向蒸馏烧瓶中分别装入 8mL5 H2O2溶液塞上橡皮 塞 3 2 用滴管吸取 1mol L FeCl3溶液 然后将其插入橡皮塞 预先已打好孔 待烧瓶中 均有适量气泡出现时 将其中一个烧瓶放入盛有 40 左右热水的烧杯中 另一根放在环境 中 如果是天气比较炎热的季节 则放入 5 水中 3 3 点击主界面中的 开始 同时向蒸馏烧瓶中滴加 1mol L FeCl3溶液 进行数据采 集 分析界面将会根据设置记录下实验过程中体积值 待数据稳定后 点击主界面中的 结束 结束数据采集 3 4 连接好催化反应实验装置 向蒸馏烧瓶中注入 5 H2O2溶液及少量的结晶 MnO2 塞 上橡皮塞 3 5 另一烧瓶 用滴管吸取 1mol L FeCl3溶液 然后将其插入橡皮塞 预先已打好孔 过程同 3 2 3 3 3 6 点击主界面中的 开始 进行数据采集 分析界面将会根据设置记录下实验过程中 体积值 待数据稳定后 点击主界面中的 结束 结束数据采集 实验结果与分析实验结果与分析 图 2 10 压强 t 变化曲线 一 图 2 11 压强 t 变化曲线 二 由上面实验及数据可以看出 MnO2催化剂对 H2O2分解速率的影响比水浴加热大 O2 分压压强变化大小分别是 131 10 103 77 27 33KPa 见左图和 105 75 100 60 5 15KPa 见右 图 前者大于后者 而且到达化学平衡的时间短 毋庸讳言 催化剂在现代工业中的作用 是不可替代的 工业上的许多重要的反应是多相催化反应即催化剂是固态物质 反应物是 气态或液态 催化剂之所以能加快反应速率 是由于减低了反应的活化能 改变了反应历 程的缘故 在有催化剂存在的条件下 化学反应沿着活化能较低的新途径进行 从而提高 了反应速率 探究建议 探究建议 1 生的马铃薯和熟的马铃薯加入到过氧化氢溶液中所产生的影响是否相同 实验实验 04 污水处理污水处理 电浮选凝聚法电浮选凝聚法 人教版 选修 6 实验化学 P10 实验 1 3 背景资料 背景资料 电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处 理方法 图 1 6 人教版选修 6 P10 是电解 污水实验装置示意图 使用本方法的缺点是电 能消耗较高 实验目的 实验目的 1 了解电浮法处理污水的原理及装置 2 培养保护环境的意识 实验原理 实验原理 图 2 12 实验装置图 装置接通电源后 与直流电源正极相连的阳极铁失去电子生成 Fe2 进一步 被氧化 并形成 Fe OH 3沉淀 Fe OH 3有吸附性 可吸附污物而沉 积下来 具有净化作用 与直流电源负极相连的阴极产生 H2 气泡把污水 中的悬浮物带到水面形成浮渣层 积累到一定厚度时刮去浮渣层 即起到浮 选净化的作用 其反应可表示为 阳极 Fe 2e Fe2 2H2O 4e 4H O2 4Fe2 10H2O O2 4 Fe OH 3 8H 阴极 2H 2e H2 若污水导电性不良时 可加入适量的硫酸钠溶液 实验装备 实验装备 仪器仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师大教育数字化信息系统实验室软 件 师大教育数字化信息系统实验室数据采集器 pH 传感器 电流传感器 辅材辅材 污水 盐酸 氢氧化钠溶液 硫酸钠溶液 烧杯 铝片 铁片 直流电源 导线 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 pH 传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模式 联机工作模 式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本结束 下面的操 作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右下角的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 在 100mL 烧杯中加入 80mL 污水 将 PH 传感器电流传感器 连接完毕 PH 传感器探 头放入烧杯中 打开软件操作界面 选择窗口显示方式为数字方式 点击开始 屏幕 上显示数字为污水的 PH 值 通过加入 盐酸和氢氧化钠来调节 PH 值使其 PH 值处于 5 6 之间 点击结束按钮 将窗口显示方式设为数字方式 3 平行悬置 2 个电极 铝片做阴极 铁片做阳极 将电流传感器夹子与导线连接 接 通直流电源 观察电流变化 以及电极上气泡的变化 电解一段时间后 污水表面 逐渐形成一层浮渣 而在烧杯底部也聚积着一层沉渣 4 点击结束按钮观察电流是否有变化 实验结果与分析 实验结果与分析 反应开始和反应过一段时间后产生的现象 以及电流值的变化 见下表 表 2 1 电流变化以及实验现象 电流值现象 电解开始时460 毫安有颜色浊液 电解结束时328 毫安污水表面逐渐形成一层浮渣 而在烧杯底部也聚积着一层 沉渣 中间层无色透明 实验实验 05 渗析分离实验渗析分离实验 人教版 选修 6 实验化学 P17 背景资料 背景资料 有选择性地让某些物质通过的膜叫半透膜 利用半透膜的性质 我们可以分离大分子与小 分子组成的混合物 这种分离方法称为渗析 实验目的 了解半透膜的特性 以及渗析分离的原理 实验原理 实验原理 利用半透膜可以达到分离 提纯某些物质的目 的 选用一个孔径较小的半透膜 只有小分子 或离子才能通过 而胶粒或者其他大分子不能 通过 利用半透膜的性质 我们可以分离大分 子与小分子组成的混合物 2 13 实验装置图 实验装备 实验装备 仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师大教育数字化信息系统实验室软 件 师大教育数字化信息系统实验室数据采集器 电导率传感器 辅材 烧杯 淀粉胶体 氯化钠 蒸馏水 玻璃棒 半透膜 细线 硝酸银溶液 淀 粉 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 电导率传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模式 联机工 作模式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本结束 下面 的操作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右下角 的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 把 10 毫升淀粉胶体和 5 毫升氯化钠溶液的混合溶液 加入用半透膜制成的袋内 将此 袋浸入蒸馏水中 3 将电导率传感器在空气中标定 放入烧杯中 打开采集器电源 选择画图方式 观察 水中电导率变化 4 取烧杯中的少量液体分置于两支试管中 向 2 支试管里分别滴加硝酸银溶液和碘水 观察现象 实验结果与分析 实验结果与分析 表 2 2 实验结果 烧杯中的水电导率碘水硝酸银 反应前8无变化无变化 反应后135 87无变化白色沉淀 根据电导率变化可以看出 有离子通过半透膜进入烧杯中 通过滴加碘溶液不变蓝可以 检测出烧杯中没有淀粉胶体 通过硝酸银可以确定溶液中的离子中含有氯离子 实验实验 06 海水的蒸馏海水的蒸馏 人教版 选修 6 实验化学 18 19 实验 2 2 背景资料 背景资料 淡水资源紧缺时人类面临的严重问题 目 前 中国有几百个城市缺水 而海水淡化是解 决中国沿海地区淡水严重短缺的有效途径之一 实验目的 实验目的 1 了解蒸馏操作的原理 2 掌握蒸馏分离混合物的方法 实验原理 实验原理 海水的化学成分复杂 含有较多的盐类 图 2 14 实验装置 如氯化钠 氯化钾等 通过电导率传感器测量其电导率 通过蒸馏方法可以将海水淡 化 测量蒸馏水的电导率可以知道蒸馏提纯的效果 实验装备 实验装备 仪器 仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师大教育数字化信息系统实验室软件 师大教育数字化信息系统实验室数据采集器 电导率传感器 辅材 辅材 CJJ78 1 型恒温磁力加热搅拌器 100 毫升蒸馏烧瓶 锥形瓶 冷凝管 100 毫 升量筒 沸石 铁架台 石棉网 酒精灯 药品 药品 人造海水 实验室配置好的含氯化钠 氯化钾 氯化镁等盐的溶液 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 电导率传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模式 联机工 作模式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本结束 下面 的操作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右下角 的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 电传感器标定和实验数据显示方式设定 见使用说明 3 实验操作 3 1 标定和参数设定结束 将电导率传感器插入待测液中 测出海水的电导率 3 2 蒸馏 在 100 毫升蒸馏瓶中加入 50 毫升海水 加入几粒沸石 以防止加热时暴沸 3 3 连接好蒸馏装置 在冷凝管中通入冷水 3 4 小心加热 观察蒸馏烧瓶中发生的现象 待收集到 10 毫升的蒸馏水时 即停止加 热 稍后关闭冷凝水 3 5 用将电导率传感器 放入蒸馏水中 测得蒸馏水的电导率值 与海水比较 实验结果与分析 实验结果与分析 表 2 3 海水蒸馏前后的电导率对比 模拟海水电导率结论 蒸馏前388 36离子含量非常高 蒸馏后3 26几乎无离子 溶解空气中二 氧化碳 实验实验 07 氢氧化铝的制备实验氢氧化铝的制备实验 人教版 选修 6 实验化学 P28 实验 2 6 背景资料 背景资料 实验室如何制取氢氧化铝 制取氢氧化铝对所用碱的 pH 有什么限定 用 pH 范围内的强碱代替是否可以 实验目的 实验目的 探究氢氧化铝的 pH 及制取氢氧化铝的 pH 要求 实验原理 实验原理 Al3 3OH Al OH 3 Al OH 3 OH Al OH 4 Al OH 4 H Al OH 3 H2O Al OH 3 3H Al3 3H2O 图 2 15 实验装置 实验装备实验装备 仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师大教育数字化信息系统实验室软件 师大教育数字化信息系统实验室数据采集器 pH 传感器 辅材 试管 玻棒 烧杯 滴管 药品 0 1mol L AlCl3 溶液 不同浓度的氨水 不同浓度 NaOH 溶液 不同浓度盐酸溶液 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 pH 传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模式 联机工作模 式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本结束 下面的操 作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右下角的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 2 pH 传感器标定和显示方式的设定 pH 传感器只有经过标定和补偿才能采集正确的数值 一般选择两点标定法 实验前首 先必须准备 pH 值为 4 00 和 9 18 的标准溶液 将实验数据显示方式设为数字方式 3 实验操作 3 1 配制 0 1mol L AlCl3 溶液 不同浓度的氨水 不同浓度 NaOH 溶液 不同浓度盐 酸溶液 3 2 将 pH 传感器电极插入 0 1mol L AlCl3 溶液 在其中加入一定浓度的氨水 同时 点击主界面中的 开始 进行数据采集 待数据稳定后 沉淀完全后 点击主界面中的 结束 结束采集结束数据采集 3 3 在生成的 Al OH 3滴加强碱氢氧化钠溶液 将 pH 传感器电极插入其中 同时点击 主界面中的 开始 进行数据采集 观察发生的现象 沉淀开始溶解时 点击主界面中的 结束 结束采集结束数据采集 3 4 在 3 3 步骤中的溶液中滴加盐酸 将 pH 传感器电极插入其中 同时点击主界面中 的 开始 进行数据采集 观察发生的现象 出现沉淀时 点击主界面中的 结束 结 束采集结束数据采集 沉淀溶解时点击主界面中的 结束 结束采集结束数据采集 实验结果与分析 实验结果与分析 氢氧化铝是两性的 Al OH 3 Al3 3OH K 5 1 10 33 Al OH 3 AlO2 H H2O K 4 0 10 13 已经研究证明 AlO2 是以 Al OH 4 存在 氢氧化铝溶于酸生成铝盐 溶于碱生成铝酸盐 铝酸盐溶于酸生成氢氧化铝 Al OH 3 3H Al3 3H2O Al OH 3 OH Al OH 4 Al OH 4 H Al OH 3 H2O Al OH 3的 pH 6 12 pH 12 03 时氢氧化铝溶于碱生成铝酸盐 pH 3 24 时氢氧化铝 溶于酸生成铝盐 在铝酸盐滴加盐酸 pH 3 98 时出现沉淀 探究建 议 图 2 16 实验数据 1 天然水中的细小悬浮物 特别是胶体微粒 是使水浑浊的主要根源 同时 它们又 难以用自然沉淀的方法加以去除 因此 需加混凝剂进行混凝沉淀 硫酸铝就是其 中的一种 但其作用要在一定的酸碱范围 你能找到相关资料来自己实践一下吗 2 氢氧化铁制取时 对碱的强弱有什么要求 氢氧化铁沉淀产生的 pH 最低值是多少 溶解它要求溶液的酸性如何 安全提示 注意 AlCl3 碱的腐蚀性 使用时小心 实验实验 08 酸碱中和滴定酸碱中和滴定 人教版 选修 6 实验化学 P41 背景资料 背景资料 酸碱中和滴定是常用的测定酸碱浓度的一类方法 传 统的酸碱中和滴定是利用指示剂的变色来定性的判断中和 滴定的终点 即等当点 这要求实验操作者对于指示剂颜色 变化十分敏感 即便如此 滴定终点误差亦较大 定量的 判断滴定终点成为必然 实验目的 实验目的 本实验使用 pH 传感器 通过检测盐酸与氢氧化钠溶 液中和反应滴定过程中 pH 变化所得的滴定曲线 显示酸 碱中和滴定的 pH 值的突跃范围 从而使得滴定终点的判断更加清晰 实验值更准确 实验原理实验原理 H OH H2O 实验装备实验装备 图 2 17 实验装置 仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师大教育数字化信息系统实验室软件 师大教育数字化信息系统实验室数据采集器 pH 传感器 辅材 CJJ78 1 型恒温磁力加热搅拌器 250mL 烧杯 酸式滴定管 蒸馏水洗瓶 药品 0 10mol L 氢氧化钠标准溶液 1 00 mol L 氢氧化钠标准溶液 0 10mol L 盐酸 标准溶液 1 00mol L 盐酸标准溶液 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 pH 传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模式 联机工作模 式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本结束 下面的操 作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右下角的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 pH 传感器标定和实验数据显示方式设定 见使用说明 pH 传感器只有经过标定和补偿才能采集正确的数值 一般选择两点标定法 实验前首 先必须准备 pH 值为 4 00 和 9 18 的标准溶液 实验数据显示方式设为图形方式 必须参数 设置 3 实验操作 3 1 标定和参数设定结束 将 pH 传感器插入待测液中 打开磁力搅拌器 开始搅拌 3 2 点击图主界面中的 开始 同时旋开酸式滴定管活塞开始滴定 分析界面将会根 据设置记录下实验过程中 pH 值 进行数据采集 待数据稳定后 点击图主界面中的 结 束 结束数据采集 3 3 采集结束后 会弹出一个对话框分别是实验数据和实验图线 点击 操作 菜单中 连线 将图线连成平滑的曲线 亦可不连 点击 实验数据 中的 保存数据 保存 图像 且分别为二者命名保存 实验数据分析及结论 图 2 18 0 10mol L 盐酸标准溶液滴定 20mL0 10mol L 氢氧化钠标准溶液的滴定曲线 图 2 19 1 00mol L 盐酸标准溶液滴定 20mL1 00mol L 氢氧化钠标准溶液的滴定曲线 由上面的实验及数据可以看出 强酸强碱滴定 溶液浓度愈大 滴定曲线的突跃范围 pH 愈大 滴定酸碱浓度时愈准确 探索建议 1 重复以上实验 用盐酸滴定氢氧化钠溶液 并计算未知碱溶液的浓度 用氢氧化钠 滴定盐酸 硫酸溶液 并计算未知酸溶液的浓度 2 用酸碱指示剂 pH 传感器进行中和滴定 测定酸或碱的浓度 预测两种方法 用指 示剂与用 pH 传感器 测得的结果有何差异 进行实验验证猜想 并用理论解释 3 本实验还有什么可以改进的地方 4 学生可以尝试自己配制标准溶液 5 可以通过观察曲线的变化 尝试不同的反滴定实验的设计 安全提示 滴定振荡过程中请不要用力过猛 以防止液体飞溅 实验实验 09 酸碱滴定曲线的测绘酸碱滴定曲线的测绘 以及应用传感和数码技术研究酸碱滴定过程 以及应用传感和数码技术研究酸碱滴定过程 人教版 选修 6 实验化学 P49 实验 3 4 参照实验 08 图 2 20 实验装置图 实验实验 10 比色法测定抗贫血药物中铁的含量比色法测定抗贫血药物中铁的含量 人教版 选修 6 实验化学 P52 实验 3 5 实验目的 实验目的 1 练习配制一定物质的量浓度的溶液 并 且用比色法测定待测溶液某组分的含量 2 进一步练习利用滴定管 容量瓶量取配 制一定物质的量浓度的溶液 实验器材实验器材 仪器 仪器 色度传感器 辅材 辅材 比色皿 6 支 100 毫升容量瓶 图 2 21 实验装置图 电子天平 试管 量筒 烧杯 三角架 石棉网 玻璃棒 药品 药品 抗贫血药物 0 02mol L Fe3 的铁标准溶液 5 KSCN 溶液 PH 4 的 HAC NaAc 溶液 1 1HNO3溶液 蒸馏水 实验设计 实验设计 1 连接好数据采集器 色度传感器以及实验电脑 2 首先打开软件 连机 师大教育数字化信息系统实验室软件 选取表格显示模式 3 配制系列标准溶液 色阶 3 1 分别量取的 Fe3 标准溶液 6 00Ml 6 50mL 7 00mL 7 50mL 溶液放入 4 支比色管 25 毫升 内 3 2 在上述试管中加入 1 0mL5 KSCN 溶液和 2 5mL HAc NaAc 溶液 调节 PH 值使 其呈酸性 以防止 Fe3 与水作用生成氢氧化铁 3 3 向上述各比色管内加入蒸馏水稀释至刻度 摇匀 配制成 4 种不同浓度的标准 溶液 为这 4 种浓度的溶液顺序编号并分别计算出他们的物质的量浓度 4 配制待测药品样品的溶液 1 用电子天平准确称量一片抗贫血药片 记录其质量 2 将称量过的抗贫血药片放入 50ML 烧杯中 加入少量 1 2 毫升 蒸馏水使药片溶 解 加入 2ML1 1 的硝酸溶液 小心加热 2 3 分钟 放置 待液体冷却至室温 移入 100ML 容量瓶中 用蒸馏水冲洗烧杯 洗液并入容量瓶中 3 向容量瓶中加入 4 0mL 5 KSCN 溶液和 10 0Ml HAc NaAc 溶液 再加蒸馏水稀释至 刻度 配制成 100Ml 一定物质的量浓度的待测样品溶液 4 将上述待测溶液移入 25mL 比色管中 5 目视比色法测定溶液浓度 将待测溶液与 4 种浓度溶液进行比较 确定待测物质的 溶液中 Fe3 浓度范围 6 用色度传感器准确选定待测物质溶液中铁的含量 6 1 取 6 个比色皿 分别加入比色皿 3 4 体积的蒸馏水 4 个比色管内已经物质的 量浓度的标准溶液 待测抗贫血药物溶液 比色管中大概 1 毫升的溶液洗涤比色皿两 次 注入 3 4 满的溶液 用手纸巾擦干比色皿的外面 正确使用色度计比色皿要注意以下几点 所有比色杯的外面需用纸巾擦干 柔软的纸巾 以防止出现划痕 通道应与没有纹路的比色杯方向一致 所有溶液都需要完全没有气泡 放置比色杯时必须每次都放在同一个方向 比色杯上的标志要与色度计的标志吻合 6 2 对色度计进行校准 在比色皿中加入约 3 4 的蒸馏水 放入色度计中 选择与溶 液颜色相似的光 6 3 进入师大教育数字化信息系统实验室软件界面 窗口选择成表格显示的形式 将 连续采集选项取消 6 4 点击设置选项里面的标定 待右面数据显示框内的数据稳定后单击采样 6 5 开始采集数据 将比色皿依次放入色度传感器中 盖上盖子点击开始待显示的吸 收率读数稳定下来 点击结束 10 根据这些数据绘制图表 为浓度和吸收率的对应关系 12 与标准曲线进行对照 得出该药片含铁的量 实验结果与分析 实验结果与分析 图 2 22 拟合图像 测得的硫酸亚铁片中铁含量参考值为 60mg 每片药片重量为 0 3 克 进一步探索 测定动物血液或补血剂中铁的含量 对比后有什么区别 CO 血红蛋白与 O2血红蛋白相互转化会引起对人的什么后果 为什么 安全提示 安全提示 实验后剩余的药片或者溶液不要乱放 请回收处理 探究建议 探究建议 取常用的不同厂家生产的抗贫血药物 捣碎放入烧杯中加水充分溶解后 用色度传感 器测其铁的含量 对比得出结论 得出目前市场上这类药品标准 并说明铁含量过低或过 高会造成什么后果 实验实验 11 食醋中总酸量的测定食醋中总酸量的测定 人教版 选修 6 实验化学 P53 实验 3 6 实验目的 实验目的 1 学习食醋中总酸量的测定方法 2 学习强碱滴定弱酸的基本原理 实验原理 实验原理 食醋中含醋酸3 5 此外还有少量乳酸等有机酸 它们与氢 氧化钠溶液的反应为 生成钠盐和水 用氢氧化钠滴定时 实 际测出的是总酸量 分析结果用含酸量最多的醋酸表示 由于 是强碱滴定弱酸 滴定的PH突变在碱性范围内 理论上滴定终 点的PH在8 7左右 根据氢氧化钠溶液的浓度和滴定时消耗的 体积 可计算食醋的总酸量 实验器材 实验器材 仪器 仪器 PH 传感器 师大采集器 PC 磁力搅拌器 碱式 滴定管 药品 药品 10 毫升食用白醋原液 0 1 酚酞指示剂 0 1mol L 图 2 23 实验装置 左右的氢氧化钠溶液 去二氧化碳的蒸馏水 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 pH 传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模式 联机工作模 式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本结束 下面的操 作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右下角的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 将 0 1mol L 的氢氧化钠溶液注入碱式滴定管内 将白醋原液用无二氧化碳蒸馏 水稀释 5 倍放在烧杯内 3 1 将 pH 传感器插入食醋溶液中 打开磁力搅拌器 开始搅拌 3 2 点击图主界面中的 开始 同时挤压小球开始滴定 分析界面将会根据设置记录 下实验过程中 pH 值 进行数据采集 待曲线出现一个大的突跃的时候点击主界面中的 结束 结束数据采集 3 3 采集结束后 会弹出一个对话框分别是实验数据和实验图线 点击 操作 菜单中 连线 将图线连成平滑的曲线 亦可不连 点击 实验数据 中的 保存数据 保存 图像 且分别为二者命名保存 记录此时氢氧化钠的体积 即可计算出总含酸量 实验结果与分析 实验结果与分析 表 2 4 实验结果 NaOH 摩尔浓度消耗 NaOH 体积稀释后醋酸的摩尔浓度 0 1mol L20 8ml0 0417 mol L 未稀释的醋酸摩尔浓度 0 0417 5 0 2mol L 换算成质量分数约为 0 2mol 60 1000g 3 将食醋密度近似为 1 实验实验 12 纯净物与混合物性质的比较纯净物与混合物性质的比较 人教版 选修 6 实验化学 P57 实验 4 1 实验目的 实验目的 研究比较纯水与水溶液的凝固点的不同 实验原理 实验原理 两种以上的纯净物混合之后 往往会表现出不同 于任一种成分纯净物的新性质 实验器材 实验器材 仪器 仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师大教育数字化信息系统实验室软件 师 大教育数字化信息系统实验室数据采集器 温 度传感器 辅材 辅材 试管 烧杯 图 2 24 实验装置 药品 药品 甘油溶液 粗盐 蒸馏水 冰块 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 2 个温度传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模式 联机 工作模式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本结束 下 面的操作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右下 角的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 向 2 支小试管内分别加上甘油溶液和蒸馏水 约半试管 等量 再各插入一支细木 条 备用 3 向盛有冰水混合物 冰中加少量水 的烧杯中加入 4 5 药匙粗盐 将温度传感器探头 放入烧杯中 打开磁力搅拌器搅拌 打开师大教育数字化信息系统实验室软件 选择图形 显示模式 点击开始进行数据采集 待温度数字趋于稳定后 约 15 分钟 点击结束按钮 停止信息采集 4 将上述 2 支试管同时放入冰水中冷却 6 7 分钟后 同时取出试管观察现象 动一动 两支试管中的木条有什么不同 实验结果与分析 实验结果与分析 图 2 25 冰水混合物中加入粗盐后的温度变化 表 2 5 冰水混合物加粗盐后后的温度变化 温度 状态 冰水混合物0冰水混合 加入粗盐后 5 3 冰逐渐融化 表 2 6 两个试管内的液体变化情况 开始放入时5 6 分钟后 甘油溶液液体液体 小木条可以轻松移动 水液体凝固 小木条被冻住移动费力 实验实验 13 饮料的研究饮料的研究 饮料的饮料的 PH 值或酸性值或酸性 人教版 选修 6 实验化学 P62 实验 4 4 实验目的 实验目的 1 通过实验 比较饮料的PH或测含酸量 2 学习应用PH计 ph传感器 实验原理 实验原理 许多饮料里都含有酸性物质 有些是天然的 有些是为 提味或作为防腐剂加入的 可以用PH传感器直接测量溶 液的PH值 实验器材 实验器材 仪器 仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师 大教育数字化信息系统实验室软件 师大教 育数字化信息系统实验室数据采集器 pH 传感器 图 2 26 实验装置 药品 药品 橘汁 糖水 牛奶 番茄汁 肥皂水 汽水 自来水 唾液 草木灰水 洗洁精 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 PH 传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模式 联机工作模 式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本结束 下面的操 作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右下角的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 将窗口显示设置为表格形式 取消连续采集 3 将 PH 传感器探头从电极液里取出用蒸馏水冲洗 然后吸干水 将探头分别插入 果 汁 和汽水中 待数字稳定后点击结束按钮 将饮料名称输入后面的同行表格内 每次从一种林料中拿出后都要用蒸馏水冲洗 然后用吸水纸吸干水 依次测出各种饮 料的 PH 值 实验结果与分析 实验结果与分析 表 2 7 各种溶液的 PH PH酸碱性PH酸碱性 橘汁3 6酸汽水5 8酸 糖水6 9中性偏酸自来水6 8中性偏酸 牛奶6 8中性偏酸唾液6 8中性偏酸 番茄汁4 4酸草木灰水11碱性 肥皂水9 8碱洗洁精13碱 实验实验 14 海带的酸碱度测定海带的酸碱度测定 人教版选修 1 化学与生活 P30 背景资料背景资料 将 100 克食品烧成灰粉的水溶液用 0 1mol L 的酸或碱 进行中和 所需酸或碱的体积 单位 ml 定为该食品的碱 度或酸度 碱度用正值表示 酸度用负值表示 实验目的 实验目的 测量海带的酸碱度 实验原理 实验原理 酸碱中和滴定的原理 实验装备 实验装备 仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师大教育数字化信息系统实验室软件 师大教育数字 化信息系统实验室数据采集器 pH 传感器 图 2 27 实验装置 辅材 烧杯 量筒 坩埚 坩埚钳 铁架台 酸式滴定管 三脚架 泥三角 酒精灯 磁力搅拌器 药品 干海带 酒精 蒸馏水 0 1mol L 盐酸 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 pH 传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模式 联机工 作模式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本结束 下面的操作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点 击右下角的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 pH 传感器标定和实验数据显示方式设定 见使用说明 将实验数据显示方式设定为图形方式 必须参数设置 3 取 100 克干海带 用刷子把干海带表面附着物刷净 不要用水洗涤 将海带剪成 小块 用润湿后 放在坩埚中 4 在通风橱中 用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚 至海带完全成灰 停止加热 冷却 5 将海带灰转移到小烧杯中 向烧杯中加入 50 毫升蒸馏水 搅拌 煮沸 2 3 分钟 冷 却 6 用 0 1mol L 的盐酸滴定海带浊液 将 PH 传感器放在浊液内 点击软件界面的开始 按钮 同时打开酸式滴定管活塞 慢慢滴下盐酸 观察图像 PH 变化 待图像中有一个 突跃的时候停止滴定 记下消耗的溶液的量即为海带的碱度 实验结果与分析 实验结果与分析 实验结果参考值 海带碱度大概为 14 6 实验实验 15 合成氨的反应原理合成氨的反应原理 人教版选修 2 化学与技术 P10 背景资料背景资料 合成氨是最有效而且便于工业化的方法 合成 氨是人类科学技术上的一项重大突破 解决了地球 上因粮食不足而导致的数亿人口的饥饿和死亡问题 实验目的 实验目的 了解合成氨反应的原理 实验原理 实验原理 由氮气与氢气直接合成氨的化学原理为 高温 高压 图 2 28 实验装置图 N2 g 3H2 g 催化剂 2NH3 g 实验装备 实验装备 仪器 装有 Windows2000 以上操作系统的 PC 师大教育数字化信息系统实验室软件 师大教育数字化信息系统实验室数据采集器 pH 传感器 辅材 大试管 100 毫升注射器 酒精灯 橡皮管 烧杯 玻璃管 药品 氮气 氢气 铁丝绒 实验设计 实验设计 1 计算机 采集器及传感器的连接 接通采集器电源 用计算机通讯线将采集器与计算机连接好 然后用传感器数据线将 pH 传感器 电导率传感器连接到采集器上 打开采集器电源 采集器屏幕显示单机工作模 式 联机工作模式 摁采集器键盘的 E 即进入联机工作模式 采集器的操作基本 结束 下面的操作都是在计算机上进行 点击进入师大教育数字化信息系统实验室软件 点击右下角的 进入 即完成计算机 采集器及传感器的连接 见使用说明 2 将 PH 传感器探头放在烧杯中 用酒精灯加热铁丝绒至红热 用注射器抽取 20 毫升干 燥氮气和 60 毫升氢气 将混合气体如上图所示通入试管 点击软件界面上的开始 观察 PH 变化 实验结果与分析 实验结果与分析 表 2 8 反应中烧杯内的液体 PH 变化情况 开始时 PH过一段时间后的 PH 烧杯中的 PH7 211 49 实验实验 16 电解氯化钠 氯化铝溶液电解氯化钠 氯化铝溶液 人教版选修 2 化学与技术 P33 背景资料背景资料 电解就是电流通过电解质溶液在阴阳两极发生氧 化还原反应的过程 氧化还原反应有新物质产生 化 学能发生改变 电流通过电解质溶液电能减少 电解 池就是把电能转变成化学能的装置 是能量与物质的 交换 实验目的 实验目的 探究电解氯化钠 硫酸铝溶液后溶液 pH 和电 导率变化 实验原理 实验原理 电解氯化钠溶液 阳极 2Cl 2e Cl2 图 2 29 实验装置 阴极 2H 2e H2 电解硫酸铝溶液 阳极 4OH 4e 2H2O O2 阴极 4H 4e 2H2 实验装备 实验装备 仪器 装