中学化学课外实验

1、中学化学课外实验    冷胀热缩的橡皮筋【原理】橡胶是一种高分子化合物，由大量异戊烯单元形成的链状大分子组成。当橡胶被拉长时，杂乱而纠缠在一起的链趋于平行，即排列得比较有秩序。它在收缩时，排列的混乱程度增大。自然界的物质能自发地朝混乱度大的方向进行，并吸收能量。对橡皮筋加热，反而会使它缩短。【准备】取45根橡皮筋，以双股圈结成一根橡皮筋绳，绳的一端挂在高处的挂钩上，下端用铁丝钩子吊一些重物，使橡皮筋绳拉长到原来长度的三四倍。另准备一个家用热电吹风。【操作】在上述橡皮筋绳的下端处放一个物件，作为高度的参照物，或在墙上贴一张标签作为参照。打开电吹风，把热风上

2、上下下吹在橡皮筋绳上，逐渐加热。片刻后橡皮筋绳不因受热而增长，反而缩短，绳下端挂的重物被提上去，现象十分明显。停止加热，橡皮筋绳在重物作用下又慢慢伸长，直到复原。三色柱【原理】利用各种试剂的密度和溶解性的差异，可以在一支试管内设计多种不同的三色柱。苯酚的密度是1.O71g/cm3，熔点是43，室温下只能稍溶于水（水也只能稍溶于苯酚）。苯酚几乎不溶于石油醚。利用苯酚的这些性质，可以制成不会因振荡而互溶的三色柱。【操作】取一支大试管，加入5g苯酚，用水浴使它熔化。再加入约5mL含碘化钾和溴化钾各为3的水溶液，再加入约5mL煤油，最后滴加约1mL氯水。这时试管里明显地分成三层。激烈振荡试管片刻，静置

3、约半分钟，试管内的液柱仍分成三层，上层呈浅紫红色，中层为黄色，底层呈红棕色。再次振荡，只要静置片刻，仍会再次呈现明显的三色柱。【说明】（1）在上述操作中，加入氯水是为了把水溶液里的碘离子、溴离子氧化成碘和溴。振荡试管，使它们分别溶入不同的溶剂里，碘单质难溶于苯酚，溴单质难溶于煤油，碘溶于煤油中使煤油呈紫色，溴溶于苯酚使苯酚呈红棕色。上述操作可以用来检验待测溶液中可能同时存在的溴离子和碘离子。（2）上述三色柱中的苯酚层，由于溶解一部分水而使该层的凝固点低于43，所以常温下三色柱不会呈现固态。当室温过低时，苯酚液层会出现部分乳黄色的冻结层，这时三色柱就变成四色柱了。自制彩色镜子【原理】平面镜是由化

4、学镀银的方法，在平板玻璃表面沉积一层银膜而制成的。它的化学原理是银离子在有机物的还原性基团作用下以金属银结晶析出。为了获得细致光亮的银膜，必须控制好银的析出和沉积速度。普通镜子的镜面呈银白色。制作镜子时，在镜面上析出少量银（呈半透明状），然后在银膜上复涂一层彩色涂料，就得到彩色镜子。选用透明的有色平面玻璃进行通常的银镜反应，能得到另一种彩色镜子。【准备】（1）银氨溶液的配制 在5硝酸银溶液中逐滴加入浓氨水，直到产生的沉淀消失为止。再滴加10的氢氧化钠溶液（每毫升硝酸银加一滴氢氧化钠溶液），再逐滴加入浓氨水，到沉淀再次消失为止。再用硝酸银溶液回滴到溶液略显浑浊为止。最后加入2倍体积的蒸馏水稀释。

5、如改用桃胶的稀溶液稀释，做成的彩色镜质量更好。（2）彩色透明聚氨酯的配制 取二甲苯和环己酮以14体积比混合作为溶剂。称取溶剂质量1/20的透明颜料加入溶剂中，不断搅拌，直到完全溶解为止。把制得的透明颜料液慢慢加入到聚氨酯（商品名：清水685，是一种清漆）中，边加边搅拌，一直加到色度符合要求为止。【操作】方法一：可以用市场上买的蓝色或茶色、红色的玻璃片加工成彩色镜子。（1）用软棉布蘸取洗洁精反复擦洗玻璃板，再用水冲洗干净。用软棉布或干净的黑板擦蘸取一些铁红粉（氧化铁粉末）在玻璃板上反复擦洗，完全除去表面的污垢和油腻，最后用水反复冲洗，直到没有红色的铁红粉残存，玻面上水膜均匀，不挂水珠。（2）用氯

6、化亚锡稀溶液冲洗23次，使玻璃板要镀银的地方都浸润到，使它的表面敏化。然后用蒸馏水淋洗23次，除去氯离子。把清洗好的平板玻璃放在桌面或其他支架上，使玻璃保持水平，吸掉挂在边缘上的水滴，但不能再触及洗干净的平面。（3）把银氨溶液和4的酒石酸钠钾以11的体积比混合，立即小心倾倒在玻璃上（没有酒石酸钠钾，可以用0.2mol/L葡萄糖溶液替代）。混合液的量可以根据制镜面积计算，一般每平方分米需要混合液约30mL。混合液要布满玻璃表面并积存到一定厚度。（4）静置约10分钟（时间跟室温有关，室温越高，时间越短）后，倾去玻璃上残留的试液，再用小流量的水仔细冲洗附有银粒的表面。然后按操作（3）的方法，重复操作

7、12次。（5）拿起玻璃片，朝有光线的地方看，如果玻璃板已不呈透明状即可。（6）用小流量的水小心淋去玻璃表面的残余液。再使镜面干燥（一定要完全干燥），最后用软毛笔蘸取二甲苯稀释的聚氨酯胶液小心涂在银面上，待它干燥后，还可以镀一层红丹漆，作为银镜的保护层。方法二：用普通无色玻璃制作彩色镜子（1）（4）的操作与上述方法一相同。（5）拿起玻璃朝有光线的地方看，如果银面涂得均匀、完整，并且使玻璃呈半透明状即可。再用上述方法小心清洗、干燥。（6）用软毛笔把前面配好的彩色透明聚氨酯均匀涂在银面上，干燥后即成。【说明】（1）决定制镜质量的因素除混合液的配比外，最重要的是玻璃的清洗，只要玻璃平整洁净，就一定能制

8、成光亮、均一的银镜。（2）洗干净的玻璃表面不能用手指去碰，手指接触过的地方不易涂上银面。（3）玻璃放置要保持水平，这样可以保证镀银液分布均匀。（4）如果室温过低（冬天），可用电吹风微微加热。（5）在涂聚氨酯或有色透明聚氨酯前，银面一定要干燥，否则银面易脱落。（6）银氨溶液不能久存，以防转变成雷酸银（AgONC）或叠氮化银（AgN3）引起爆炸。反应后的混合溶液要及时处理，不能存放。（7）银氨溶液和酒石酸钠钾溶液混合后，银即开始析出，所以操作时应计算混合液的用量，用多少就配制多少，以免造成浪费。自制铜镜【原理】酒石酸钠钾在氢氧化钠存在下能跟硫酸铜生成配合物。这些化合物能被甲醛还原成金属铜。【操作】

9、在培养皿内制作铜镜。（1）配制如下溶液：A液：称取铬酸酐（CrO3）1g，溶解于10mL60的硫酸中。B液：取0.2g氯化亚锡（SnCl2·2H2O），加入0.5mL浓盐酸，再稀释到10mL。C液：取10mL0.3硝酸银溶液，滴加稀氨水到产生的浑浊消失，配成银氨溶液。D（2）取一只培养皿，用去污粉擦洗干净，再在清水中漂洗干净。把A液倾入洗净的培养皿中，静置浸泡约15分钟。室温较低时要放在石棉网上微微加热到6O。倒去洗液后用水洗净并吹干。（3）把B液倾入已除去污垢和油腻的培养皿里保持23分钟（起敏化作用），倾出B液后及时用蒸馏水淋洗23次（以后不能再用手触摸内壁）。最后一次淋洗要把水甩

10、干。（4）把C液倾入培养皿，再加入1mL3葡萄糖溶液，注意观察。当底面出现一薄层浅棕色时，及时倾去溶液（玻璃表面镀上一层半透明的银膜），并迅速用水淋洗23次，烘干。（5）在D液里滴加12滴30甲醛溶液，再把D液倾入培养皿，温度控制在3035，约3040分钟可见有微量的气泡生成，这在培养皿底部形成闪亮的铜镜。（6）如需保存，倾去D液后用清水淋洗几遍，烘干（或自然晾干），最后涂上红丹漆作为保护层。【说明】培养皿一定要用氯化亚锡处理过，否则镀不上银膜。倾去氯化亚锡溶液后，一定要用水（最好用去离子水）淋洗几遍，否则会影响镀层的光亮度。镀银时间要根据实际情况决定（受温度影响较大），银膜层太薄太厚都不好。

11、用玻璃片替代培养皿制作铜镜，方法和步骤相同，只是操作难一些。自制彩焰蜡烛【原理】彩焰蜡烛指点燃后的火焰能够呈现红、黄、绿、蓝、紫、白等各种颜色的蜡烛。利用各种金属盐（如氯化铜、氯化锂、氯化锑等）在焰色反应中发出不同的颜色，把金属盐分别粘附在烛芯上或溶入蜡烛中。在点燃这些蜡烛时，就能产生各种色彩鲜艳的火焰。彩焰蜡烛最简单的制作方法是：把能发色的金属盐和蜡熔融成一体，再倒入配有烛芯的模具中，待冷却后就能使用。这种彩焰蜡烛制作简单，但是发色效果不很理想。它火焰小，而且四周略带有黄色。这种黄色火焰是石蜡和烛芯燃烧时的本色。为了消除这黄色火焰的干扰，可以用氨基甲酸乙酯或乙二酸酯等替代石蜡作主燃剂，灯芯上

12、添些氧化促进剂。这样处理后能使彩焰蜡烛发色鲜艳，火焰大而无杂色干扰。但是氨基甲酸乙酯等物质的粘结性极差，没有蜡烛那样的硬度和强度，且极易变形，为此可添加些高级脂肪酸或高级脂肪醇，提高蜡烛的成形性和保形性。为了提高彩焰发色的质量，一般把烛芯分为燃烧芯和发色芯，两种芯分开制作，然后捻合在一起作为烛芯。燃烧芯跟普通烛芯的材料和功能相同。为了除去燃烧时产生的黄色焰，要添加一些氧化促进剂（如白金、钯、钒等元素的化合物或草木灰的浸泡液等）。发色芯是由普通的烛芯材料加上发色剂和氧化促进剂制成。钴、铜、钾、钠、锂、锑、钙、钡、锶等金属的氯化物、氧化物、硝酸盐、硬脂酸盐等都能用作发色剂。为了固定住发色剂，发色芯

13、外层要涂一层树脂液。所选树脂液要求对焰芯发色没有干扰，且能完全燃烧。一般选用水溶性树脂液，如聚乙烯醇类等，也可用有机溶剂溶解的溶剂型树脂液，如硝酸纤维素、聚乙烯或它们的共聚物等。用量宜少不宜多。【操作】（1）紫红色彩焰烛的制备配制主燃剂按质量比称取94份氨基甲酸乙酯、5份硬脂酸、1份醋酸乙烯顺丁烯二酸酐（1：1）共聚物。把这些原料混合后放在烧杯里待用。制备发色芯称取12g氯化锂溶于87mL水中，再加入0.1g聚乙烯醇，加热到8085，使它溶解。另按质量比称取7份醋酸乙烯和乙烯（摩尔比1：3）的共聚物，溶于93份三氯乙烯中制成树脂液。取20号棉线，浸在上述发色剂-氧化促进剂液中，取出后在120下

14、干燥。如此反复操作3次，使附在棉线上的发色剂量约为2g/m。再用树脂液浸渍处理1次，取出晾干即为发色芯。制备燃烧芯取约0.1g铂触媒粉撒入500mL水中，用30根20号棉线捻成纱芯，浸在含铂触媒粉的水中，浸透后取出晾干，即得到粘附有氧化促进剂的燃烧芯。制作成品把发色芯以25mm一周的螺距缠绕在燃烧芯上，作为彩焰蜡烛的烛芯。缠绕时，发色芯的卷绕方向要跟燃烧芯的捻合方向相反，使两者之间保持适当的间隙。取一段8mm（内径）×40mm的玻管，一端塞一只中央有小孔的塞子。使制得的彩烛芯穿过塞子中央的孔，再穿过玻管。在玻管的另一端用一枚大头针系上该烛芯，并收紧固定，使烛芯通过玻管的中心线。烛芯固

15、定好后将主燃剂加热到75，等它熔融搅匀后加入穿有烛芯的玻管内（该玻管用作模具）。等冷却固化后取出，即得彩焰烛成品。如果蜡烛难于取出，在模具四周微微加热，就能轻易取出。这种彩焰烛的保形性和强度都比较好，燃烧、发色性也好，点燃后火焰呈鲜艳的紫红色。（2）青绿色火焰烛的制备配制主燃剂按质量比称取95份氨基甲酸乙酯，4份硬脂酸，1份醋酸乙烯-丙烯酸甲酯（摩尔比是3：7）共聚物。把这些组成主燃剂的原料混合后放在烧杯里待用。制备发色芯称取氯化铜35g，醋酸乙烯-乙烯（2：8摩尔比）共聚物1g，氯铂酸5mg，把这些物质溶在64g三氯乙烯溶剂中，配成发色剂-氧化促进剂液。称取5份质量的硝酸纤维素溶于95份质量

16、的醋酸乙烯中，用作涂覆用树脂液。取0.02g/L的聚酯线在发色剂-氧化促进剂液中浸润片刻，取出晾干，再浸在涂覆树脂液中片刻，取出晾干，即制得发色芯。制备燃烧芯用18根30号棉线捻成芯线，浸在浓度0.2g/L的铂触媒粉氧化促进剂中（该铂触媒粉氧化促进剂的配制方法同前），经干燥后，再在52的氨基甲酸乙酯中浸渍一次，干燥后即为燃烧芯。制作成品把发色芯以40mm的螺距按前述的方法缠绕在燃烧芯上制得彩烛芯。然后用前述相同的方法制成彩焰烛。这种彩焰烛点燃时发出鲜艳的青绿色火焰。（3）彩焰蜡烛简易制法简易法的模具制作和主燃剂的灌注方法跟上述相同。不同之处在于简易制法把发色剂通过酒精与主燃剂蜂蜡互溶一体。制作方法如下。红色火焰烛把约13份体积的氯化锂溶解在4份体积的乙醇中，在加热时加入510份体积的蜂蜡，全部熔化后搅拌均匀倒入模具。冷却后取出即可。绿色火焰烛把约2份体积的硝酸铜和1份体积的高氯酸钡溶解在4份体积的乙醇中，再加入510份蜂蜡熔化混均后灌入模具，冷却即成。蓝色火焰烛把约13份体积的氯化