2018版高中化学第一单元从实验走进化学1.1.2蓝瓶子实验课件新人教版选修 (2

1、第2 2课时蓝瓶子实验 1.形成严谨求实的科学态度,具有批判精神和创新意识。 2.认识反应条件的控制在化学研究中的作用和意义,初步掌握控 制反应条件的一些方法。 一二 一、实验成功的关键 对每一个具体的化学实验而言,控制好实验条件极为重要。控制 一些条件不变,研究某一因素对反应影响的实验方法已经成为最常 用的一种科学方法。控制实验的条件可以从以下几个方面来考虑: 控制实验的外界条件,如温度、压强、浓度等;控制实验的操作方 法,如操作的顺序、操作的要点。 一二 二、蓝瓶子实验 1.影响化学反应速率的因素 (1)内因:物质的性质,这是化学反应速率的决定性因素,因此,不同 的化学反应具有不同的反应速

2、率。 (2)外因:浓度、温度、压强、催化剂等外界条件。由于受这些外 界条件的影响,同一个化学反应在不同的外界条件下可能会有不同 的化学反应速率。 2.蓝瓶子实验原理 一二 在碱性溶液中,蓝色亚甲基蓝很容易被葡萄糖还原为无色亚甲基 白。振荡此溶液时,溶液与空气的接触面积增大,溶液中氧气的溶 解量就增多,氧气把亚甲基白氧化为亚甲基蓝,溶液又呈蓝色。当 瓶子静置时,有一部分溶解的氧气逸出,溶液里葡萄糖所起的还原 作用渐渐起主导作用,其颜色将由蓝色变为无色。颜色可以重复变 化,直到所有的葡萄糖都被氧化完毕或溶液内的氧气耗尽为止。 本实验颜色变化是反应体系交替发生还原与氧化反应的结果。 由蓝色出现至变成

3、无色所需要的时间是振荡周期。振荡周期的长 短受反应条件如溶液的酸碱度、反应物浓度和温度等因素的显著 影响。 一二 3.实验步骤及记录 一二 一二 一二 一、蓝瓶子实验注意事项 1.本实验主要探究了浓度、温度以及溶液的碱性对葡萄糖还原 亚甲基蓝反应的影响。要严格按照实验步骤中的操作要求进行实 验,尤其是实验中使用的溶液一定要严格按照实验用品中的要求进 行配制。因为亚甲基蓝浓度过高,将会使反应溶液的颜色呈深蓝色, 并且振荡后还原时间增长不易褪色。葡萄糖浓度过高可以加快亚 甲基蓝的还原反应,使褪色速率加大,但是也使亚甲基白不易返回 蓝色。NaOH溶液的浓度最好控制在30%左右,过稀,反应速率太小;

4、过浓,腐蚀性太强,有潜在的安全问题。 2.步骤2中,加入NaOH溶液后,振荡变为蓝色,静置变为无色所需 时间略长,所以需要耐心等待一会儿。在步骤3中,要求号试管中 装满液体,使上部没有空气。 一二 3.振荡锥形瓶中液体的方法要正确:用拇指、食指和中指拿住锥 形瓶口,用手腕轻轻画圈摇动锥形瓶中的液体。 4.实验的环境温度不能过低,否则实验现象可能和预期的不同。 在含有亚甲基蓝和葡萄糖的锥形瓶中,加入30%的NaOH溶液后,振 荡静置,若环境温度较低时,蓝色需较长时间才能褪去,即第一次的 振荡周期较长,可以用温水配制葡萄糖溶液,但水温不宜超过30 。 由于温度升高,反应速率加大,所以在40 的水浴

5、中溶液的褪色 速率加大,振荡周期变短,这时操作计时器动作要快速准确。另外 水浴加热时温度计应放在水浴的中间位置,控制温度在40 左右。 水浴的温度不宜太高,否则振荡的周期过短,不利于记录实验现象。 5.振荡过程中由于蓝色并不是立刻全部褪去,所以必须振荡至蓝 色完全褪去。认真记录实验现象,对于振荡周期的记录要仔细。 一二 二、实验小结 这是一个利用对比实验的方法来探究亚甲基蓝被还原的条件的 实验。通过观察溶液颜色的变化来判断改变外界条件对反应速率 的影响情况。实验中的步骤1和步骤2的目的是要对比探究溶液酸 碱性对该反应的影响。亚甲基蓝与葡萄糖溶液混合,由于亚甲基蓝 在碱性条件下易被还原,所以开始

6、溶液的蓝色不易褪去。当加入了 2 mL 30% NaOH溶液后,振荡、静置,亚甲基蓝被还原为无色亚甲 基白;再次振荡锥形瓶,亚甲基白与氧气接触而被氧化,又生成蓝色 的亚甲基蓝。如此重复操作,溶液交替出现蓝色和无色。 一二 步骤3和步骤4中,通过改变反应物氧气或亚甲基蓝的浓度来研究 转化速率大小。号试管中液体上部没有空气,所以振荡后溶液不 会变为蓝色。号试管中由于又滴加了两滴亚甲基蓝,使得溶液中 亚甲基蓝的浓度增大,所以振荡后溶液的蓝色比号试管要深,且 振荡周期要短。 步骤5中,研究温度对该转化反应的影响,温度升高,反应加快,所 以振荡周期变短。 知识点1知识点2 知识点1 蓝瓶子实验 【例题1

7、】 蓝瓶子实验操作步骤如下: 如图所示,在250 mL锥形瓶中,依次加入2 g NaOH、100 mL H2O和3 g葡萄糖,搅拌溶解后,再加入35滴0.2%的亚甲基蓝溶液,振 荡混合液呈现蓝色; 塞紧橡皮塞(活塞a、b关闭),将溶液静置,溶液变为无色; 再打开瓶塞,振荡,溶液又变为蓝色; 再塞紧橡皮塞,将溶液静置,溶液又变为无色。 以上可重复多次。 知识点1知识点2 试回答下列问题: (1)某学生将起初配得的蓝色溶液分装在A、B两支试管中(如上 图,A试管充满溶液,B中有少量溶液),塞上橡皮塞静置片刻,两溶液 均显无色。若再同时振荡A、B试管,能显蓝色的是 (填“A” 或“B”); (2)若

8、塞紧锥形瓶塞并打开活塞a、b,通入足量氢气后,再关闭活 塞a、b并振荡,溶液能否由无色变为蓝色(填“能”或“不 能”);若塞紧锥形瓶塞并打开a、b,通入足量氧气,溶液能否由无色 变为蓝色(填“能”或“不能”); (3)上述转化过程中,葡萄糖的作用是,亚甲基蓝的作用 是; (4)上述实验中葡萄糖也可用鲜橙汁(其中含丰富维生素C)代替, 这是因为维生素C具有; 知识点1知识点2 (5)该实验中操作能否无限次重复进行(填“能”或 “不能”),理由是。 解析:亚甲基蓝 亚甲基白。显然(1)由于A试管中充满 溶液,无氧化剂O2,故不能变为蓝色。(2)由于充入的是H2,也无氧化 剂O2,不能变为蓝色;充入

9、O2后则亚甲基白能被氧化而变为蓝色。 (3)通过上述分析可知葡萄糖能还原亚甲基蓝,故作还原剂,亚甲基 蓝同时还作指示剂。(4)由于维生素C可代替葡萄糖,故具有还原性。 (5)实验不能无限次进行,因葡萄糖最终被耗尽。 答案:(1)B (2)不能能 (3)还原剂氧化剂(或兼作指示剂) (4)较强的还原性 (5)不能在重复多次后葡萄糖被完全消耗 知识点1知识点2 点拨蓝瓶子实验的实质是利用了氧化还原反应的原理使有色物 质的颜色发生改变。 知识点1知识点2 知识点2 反应条件的控制 【例题2】 用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。 方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水

10、配制的 NaOH溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀硫酸和 。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。 (3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是:用长滴管吸取不含O2的 NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的 理由是。 知识点1知识点2 方法二:在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。 (1)在试管里加入的试剂是。 (2)在试管里加入的试剂是。 (3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管和试管中加入试剂,打 开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是 。 (4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是。

11、 知识点1知识点2 解析:方法一中,(1)由于Fe2+具有较强的还原性,易被氧化为Fe3+, 故在配好的溶液中常加一枚铁钉或适量铁屑以防止其被氧化;(2) 由于气体的溶解度随温度升高而迅速减小,故可用加热的方法除去 蒸馏水中溶解的O2;(3)空气中含有大量的O2,为防止生成的Fe(OH)2 沉淀与空气接触,需将吸取NaOH溶液的滴管放到液面以下后再挤 出。方法二中,(1)由所给试剂及装置特点知,试管为封闭系统,应 为产生H2并赶尽溶液中的空气及液面上方空气的装置,故试管中 加入的试剂为铁屑和稀硫酸;(2)试管中加入的试剂为NaOH;(3) 为确保实验在无氧状态下进行,必须把系统中的O2排除干净

12、,故接 下来的操作应为检验试管出口处排出的氢气纯度,当产生氢气较 纯时再夹紧止水夹;(4)由于试管中产生的H2充满了、两支 试管,外界空气不易进入,即Fe(OH)2是在H2形成的气氛中产生的,故 Fe(OH)2白色沉淀可保持较长的时间。 知识点1知识点2 答案:方法一:(1)铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 方法二:(1)稀硫酸、铁屑 (2)NaOH溶液 (3)检验试管出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时,再 夹紧止水夹 (4)试管中反应生成的H2充满了试管和试管,且外界空气不 容易进入 知识点1知识点2 点拨实验室制备氢氧化亚铁时,由于Fe2+的还原性强,所

13、以整个实 验过程应避免试剂中的少量氧气或空气中的氧气将Fe2+氧化。其 方法是:亚铁盐需新制(用足量铁与稀硫酸反应或还原氯化铁溶 液);将所用氢氧化钠溶液煮沸以赶尽溶于其中的空气(O2);使 用长滴管吸入氢氧化钠溶液后将滴管伸至硫酸亚铁或氯化亚铁溶 液的液面以下,慢慢挤压乳胶头使氢氧化钠与硫酸亚铁或氯化亚铁 接触;可以利用液封来隔绝空气,可选用的试剂应与水互不相溶、 密度比水小,不易与空气发生作用,如苯、甲苯、植物油等有机试 剂均可,其中植物油是无毒无害的液体,所以最佳试剂是植物油。 1 2 3 4 1演示铁在纯氧中燃烧实验时,将铁丝绕成螺旋状,其主要目的是( ) A.提高铁丝利用率 B.提高

14、反应温度 C.增大反应物的接触面积 D.使瓶底氧气充分利用 解析:做铁在纯氧中燃烧实验时,将铁丝绕成螺旋状,主要目的是增 大反应物的接触面积,加大反应速率。 答案:C 1 2 3 4 2下列蓝瓶子实验,振荡周期最短的是() 解析:温度高,反应快,振荡周期短,C、D两项被排除;亚甲基蓝浓度 越高,振荡周期越短,所以选B项。 答案:B 1 2 3 4 3同等条件下,在不同的糖溶液中加入亚甲基蓝试剂,“振荡静置”, 实验结果记录如下: 请回答下列问题: (1)实验得出的结论。 (2)以葡萄糖为例说明亚甲基蓝的变色原理是 。 1 2 3 4 答案:(1)可溶性淀粉和蔗糖为非还原型糖,使用不同的还原型糖,亚 甲基蓝的振荡周期不同 (2)亚甲基蓝(蓝色、氧化态)亚甲基白(无色、还原态) 1 2 3 4 4“蓝瓶子”实验中的亚甲基蓝溶液是一种氧化还原指示剂。试回答: (1)实验反应振荡的周期与等因素有关。 (2)实验中需要记录的“量”主要是,实验采 用的研究方法是。 (3)实验得出的结论是。 解析:将葡萄糖的碱性溶液放在锥形瓶中,滴加亚甲基蓝指示剂(蓝 色