1、共 9 页，第 1 页化学反应原理教材实验小结实验 2-1 按图安装两套装置，在锥形瓶内各盛有 2g 锌粒（颗粒大小基本相同） ，通过分液漏斗分别加入 40mL 1mol/L 和 40mL 4mol/L 的硫酸，比较二者收集10mL H2 所用的时间。加入试剂 反应时间/min 反应速率/mLmin -1mol/L H2SO44mol/L H2SO4对于锌粒和硫酸的反应，测定反应速率的方法不止一种，如测量溶液中 H+浓度的变化，测量锌粒质量的变化，甚至使用一些物理仪器测量溶液的电导变化、反应的热量变化等，都可以比较出二者的反应速率的不同。实验 2-2取两支试管，各加入 4mL 0.01mol/
2、L 的 KMnO4 溶液，然后向一支试管中加入 0.1mol/L H2C2O4（草酸）溶液 2mL，记录溶液褪色所需的时间；向另一支试管中加入 0.2mol/L H2C2O4 溶液2mL，记录溶液褪色所需时间。实验中发生了如下反应：2KMnO 4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2+ 8H2O（1）KMnO 4溶液的浓度不要大，否则溶液颜色过重，需要草酸的量及褪色时间都要发生相应变化。配制成 0.01 molL-1比较合适。KMnO 4溶液要用硫酸酸化。（2 ）为保证 KMnO4溶液的紫红色彻底褪去，本实验中草酸用量分别过量了 1 倍和 3
3、倍，可以调整草酸用量，探求更好的实验效果。（ 3）实验开始时溶液褪色较慢，由于反应中生成的 Mn2+具有催化作用，随后褪色会加快。实验 2-3取两支试管各加入 5mL 0.01mol/L Na2S2O3；另取两支试管各加入 5mL 0.1mol/L H2SO4；将四支试管分成两组（各有一支盛有 Na2S2O3 和 H2SO4 的试管） ，一组放入冷水中，另一组放入热水中，经过一段时间后，分别混合并搅拌。记录出现浑浊的时间。实验中反应的化学方程式为：Na 2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S+ H 2O本实验所用的冷水用自来水即可，若用冰水混合物温度更低，出现浑浊的时
4、间更长，更利于比较。为了便于比较，使浑浊程度相同，可在试管背后做一个黑色标记，以其被遮住为准。最好用体育比赛用的秒表来连续计时。实验 2-4共 9 页，第 2 页实验装置如图所示，锥形瓶内盛有 10mL 左右 10%的 H2O2，双孔塞上插有短导管和漏斗，短导管里插有带余烬的木条。开始时余烬没有明显变化，经漏斗向锥形瓶内加入少量 MnO2 后，试管中迅速产生大量气泡，余烬复燃。MnO2的催化反应，根据 H2O2的浓度来调整木条余烬距离液面的高度，直接使用浓度较高的（30%）H2O2时，余烬距离液面远些（3 cm 左右），否则会因泡沫过多而使余烬熄灭。开头带余烬的木条悬在液面上没有明显变化（说明
5、 H2O2没有明显分解），从漏斗加入 MnO2粉末后，立刻看到木条余烬复燃，说明瓶中有大量气体逸出（突显了催化剂的作用）。H 2O2浓度较低时余烬离液面应近些（2 cm左右），以免实验现象不明显。实验时要把准备工作做好，当把带余烬的木条放入锥型瓶时，要迅速从漏斗撒入 MnO2粉末，不要让余烬在瓶内停留时间过长，以免烟多影响观察。科学探究1在 2 支大小相同的试管中，各装入 2mL 约 5%的 H2O2 溶液，分别滴入 1mL 0.1 mol/L FeCl30.1 mol/L CuSO4 溶液（注意：滴管悬空放在试管的上方） ，比较 H2O2 分解速率。向 5%的 H2O2 中滴入 FeCl3或
6、 CuSO4溶液时都有细小气泡产生，滴入 FeCl3溶液产生的气泡更快些，说明催化剂是有选择性的。可以参考【实验 2-1】把本实验变成一个定量实验。2在 2 支大小相同的试管中，各装入 4mL0.01 mol/L KMnO4 溶液和 2mL0.1 mol/LH2C2O4；再向其中一只试管加入一粒黄豆粒大的 MnSO4。记录褪色时间。本实验是【实验 2-2】的延续。由于 Mn2+对 KMnO4的氧化作用有催化功能，所以加入 Mn2+的试液中的颜色褪色明显快些。3取 2 支大小相同的试管，各放入 5mL 淀粉溶液和两滴碘水。分别两试管中加入 1mL2mol/L 硫酸，1mL 唾液。震荡观察催化效果
7、。淀粉在酸的催化下可以水解生成葡萄糖如果欲达到使淀粉水解完全的目的，需要很长时间；在淀粉溶液中加入碘水后，淀粉溶液变蓝。实验时，把另一支试管中事先备好的唾液倒入淀粉和碘水的混合溶液中，稍加振荡，蓝色迅速褪去。这是由于唾液中含有一种淀粉酶，它在很温和的实验条件下，具有很高的催化活性。本实验进一步说明了催化剂有选择性。实验 2-5已知在 K2Cr2O7 的溶液中存在如下平衡：Cr 2O72 + H2O 2CrO42 + 2H+；K 2Cr2O7 为橙色，K2CrO4 为黄色。取两支试管各加入 5mL 0.1mol/L K2Cr2O7 溶液，然后按下表步骤操作，观察并记录溶液颜色变化。步骤 滴加 3
8、10 滴浓 H2SO4 滴加 1020 滴 6 mol/LNaOHK2Cr2O7 溶液K2Cr2O7是橙红色晶体。为了使溶液的体积变化忽略不计，加酸和碱的浓度都要大些，以使加入量不多，且可避免生成多酸。可以在滴入酸观察溶液颜色变化后，再滴入碱液，进行颜色对比。使学生留下清晰的印象。共 9 页，第 3 页实验 2-6向盛有 5 mL 0.005mol/L FeCl3 溶液的试管中加入 5 mL 0.01mol/L KSCN 溶液，溶液显红色。在这个反应体系中存在下述平衡：Fe 3 3SCN Fe(SCN)3 （红色） 。 （1）将上述溶液均分置于两支试管中；向其中一支试管中加入饱和 FeCl3
9、溶液 4 滴，充分振荡，观察溶液颜色变化；向另一支试管滴加 4 滴 1 mol/L KSCN 溶液，观察溶液颜色变化。 （2）向上述两支试管中各滴加0.01mol/LNaOH 溶液 35 滴，观察现象。编号 1 2步骤（1） 滴加饱和 FeCl3 溶液 滴加 1 mol/L KSCN 溶液现象步骤（2） 滴加 NaOH 溶液 滴加 NaOH 溶液现象在 0.005 mol/L 的 FeCl3溶液中加入 0.01 mol/L 的 KSCN 溶液，振荡，所得溶液的红色较浅。本实验的关键是第一次获得的 Fe(SCN) 3溶液浓度要小，然后滴加浓的 FeCl3、KSCN 溶液时才会有明显的颜色变化。因
10、为 Fe(OH) 3的溶解度非常小，滴加 NaOH 溶液后发生反应 Fe3+3OH- = Fe(OH) 3，使溶液中的 Fe3+浓度降低，混合液的颜色变浅。NaOH 溶液不要加入过多，只要使溶液的红色变浅即可。实验 2-7 NO2 球浸泡在冰水、热水中，观察颜色变化。2NO2(g) N2O4(g) H = -56.9kJ/mol红棕色 无色实验时，可把 NO2 的平衡球在热水和冰水中交替进行浸泡，观察颜色变化。实验 3-1分别试验等体积等浓度的盐酸、醋酸溶液与等量镁条的反应；并测这两种酸的 pH。1mol/L HCl 1mol/L CH3COOH与镁条反应的现象溶液的 pH实验中应强调以下知识
11、点：（1）HCl 和 CH3COOH 都是电解质，在水溶液中都能发生电离；（2）镁无论是与盐酸还是醋酸反应，其实质都是与溶液中的 H+反应；（3）由于酸液浓度、温度、体积均相同，且镁条的量也相同，因此，实验中影响反应速率的因素只能是溶液中 c(H+)的大小，通过对溶液 pH 的测定也能证实这一点；（4）对于学习基础较好的学生，可以向他们说明 pH 的实际意义是指溶液中 c(H+）的负对数，以利于学生对盐酸中 HCl 的完全电离有更为确切的理解。据此，可通过实验现象得出结论：共 9 页，第 4 页（1）由于镁与盐酸反应速率较大，表明同体积、同浓度的盐酸比醋酸溶液中 c(H+)大，并由此推断：在水
12、溶液中，HCl 易电离，CH 3COOH 较难电离；（2）由于相同物质的量浓度的盐酸比醋酸溶液的 pH 小，且盐酸的物质的量浓度与盐酸中 H+浓度几乎相等，表明溶液中 HCl 分子是完全电离，而 CH3COOH 分子只有部分电离。最终的实验结论是：不同电解质在水中的电离程度不一定相同。进而引出强电解质和弱电解质的概念：强电解质在水分子作用下，能完全电离为离子的化合物（如强酸、强碱和大多数盐）弱电解质在水分子作用下，只有部分分子电离为离子的化合物（如弱酸、弱碱等）实验 3-2向两支分别盛有 0.1mol/L 醋酸和饱和硼酸溶液的试管中滴加等浓度 Na2CO3 溶液，观察现象。硼酸在水中属于可溶性
13、物质，在常温下，饱和硼酸溶液的浓度约为 1 mol/L。实验中，可先测饱和硼酸溶液的 pH（约等于 5），了解其弱酸性，再使其与 Na2CO3 溶液反应。科学探究取少量 NaCl、Na 2CO3、NaHCO 3、NH 4Cl、Na 2SO4、CH 3COONa、(NH 4)2SO4 的溶液，分别用pH 试纸检验酸碱性，并把盐按照强酸强碱盐、强酸弱碱盐、强碱弱酸盐分类。盐溶液 NaCl Na2CO3 NaHCO3 NH4Cl Na2SO4 CH3COONa (NH4)2SO4酸碱性盐类型分析上述实验结果，归纳其与盐的类型间的关系。盐的类型 强酸强碱盐 强酸弱碱盐 强碱弱酸盐溶液的酸碱性科学探究：
14、通过实验探究促进或抑制 FeCl3 水解的条件，了解影响盐类水解程度的因素。1从反应物性质考虑，FeCl 3 是否易发生水解？水解生成物是什么？写出其水解反应的化学方程式？2应用平衡移动原理，从反应条件考虑，影响 FeCl3 水解的因素可能有哪些？参照下表设计写出实验探究的步骤。序号 可能影响因素 实验操作 现象 解释或结论1. 因 FeCl3属于强酸弱碱盐，生成的 Fe(OH)3是一种弱碱，并且难溶，所以 FeCl3易水解。其水解反应的化学方程式为：Fe3+ + 3H2O Fe(OH) 3+3H+2. 影响 FeCl3水解的因素有：加入少量 FeCl3晶体，增大 c(Fe3+）；加水稀释；加
15、入少量盐酸，增大 c(H+）；加入少量 NaF 晶体，降低 c(Fe3+）；加入少量 NaHCO3，降低 c(H+）；升高温度等。共 9 页，第 5 页判断上述水解平衡移动的方向依据有多种。一是平衡移动原理；二是可以通过溶液颜色深浅变化作判断（如加热时，溶液颜色明显变深，表明平衡是向水解方向移动）；三是通过溶液酸度变化（如加入少量 FeCl3晶体前后，测溶液 pH 变化）；四是观察有无红褐色沉淀析出（如加入少量NaHCO3后，使 Fe3+的水解程度趋向完全）。3. 通过实验得出的主要结论有：Fe 3+的水解是一个可逆过程； 水解平衡也是一个动态平衡；Fe3+的水解属于吸热反应； 改变平衡的条件
16、（如温度、浓度等），水解平衡就会发生移动； 当加入的物质能与溶液中的离子结合成很难电离的弱电解质，Fe 3+的水解程度就可能趋向完全。实验 3-3、3-4 、3-5实验 3-3：向 3 支盛有少量 Mg(OH)2 沉淀的试管中分别滴加适量的蒸馏水盐酸和氯化铵溶液，观察并记录现象。实验中的 Mg(OH) 2沉淀可以通过 MgCl2溶液与 NaOH 溶液反应生成，然后通过过滤或离心机分离获得沉淀物。实验中应使用过量的 NH4Cl 浓溶液，并要注意充分振荡，以加速 Mg(OH) 2的溶解。实际上，Mg(OH) 2沉淀溶于 NH4Cl 溶液具有较大的可逆性。Mg(OH) 2可以溶于 NH4Cl 溶液转
17、化成 MgCl2和NH3H2O，而 MgCl2溶液也能与氨水作用生成 Mg(OH) 2沉淀。原因是：Mg 2+在溶液中开始沉淀的 pH为 9.5，完全沉淀时的 pH 为 11.0。虽然 Mg(OH)2属于难溶电解质，但其溶解于水的部分足以使酚酞溶液变红。如果在该实验中补充这个内容，也可以帮助学生直观认识到物质的“不溶性”是相对的。实验现象如下表所示： 实验 3-4：向盛有 10 滴 0.1mol/L AgNO3 溶液的试管中滴加 0.1mol/L NaCl 溶液，至不再有白色沉淀生成。向其中滴加 0.1mol/L KI 溶液，观察现象；再向其中滴加 0.1mol/L 的 Na2S 溶液，观察现
18、象。围绕【 实验 3-4】的讨论，结合卤化银的转化和硫化银的生成，需要从溶解平衡移动的角度具体分析，例如：尽管课程标准并不要求学生掌握“溶度积相关的计算”，但为了便于学生在【思考与交流】活动中能真正理解难溶电解质转化的原理，可以考虑把相关溶度积常数作为信息提供给学生，通过教师的辅助，使学生大致了解：虽然 AgCl 饱和溶液中 c(Ag+）很小，但 AgI 的溶解度更小，所以能使溶液中 c(Ag+）降到更低，致使 AgCl 的溶解平衡发生移动，最终会全部转化为 AgI。在完成上述分析之后，应引导学生写出相关反应的离子方程式：共 9 页，第 6 页I- + AgCl(s) AgI(s)+ Cl-这
19、有助于学生对难溶电解质的转化有一个比较完整的理解。实验 3-5：向盛有 1mL 0.1mol/L MgCl2 溶液的试管中滴加 12 滴 2mol/L NaOH 溶液，有白色沉淀生成，再滴加 2 滴 0.1mol/L FeCl3 溶液，静置。观察现象。为加速 Mg(OH)2转化成 Fe(OH)3，可在滴加 FeCl3溶液之后充分振荡，再静置观察。实验 4-1装置如图所示，用一个充满电解质溶液的盐桥，将置有锌片的 ZnSO4溶液和置有铜片的 CuSO4 溶液连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，观察有什么现象发生。取出盐桥，又有什么现象发生？（盐桥通常是装有饱和 KCl
20、琼脂溶胶的 U 形管，溶液不致流出来，但离子则可以在其中自由移动）实验前应用砂纸将锌片表面打磨，除去氧化膜，以便观察到正常的电流强度由大到小的变化情况。所用电解质溶液的浓度一般控制在 1 mol/L。盐桥的制作方法：方法 1：取 1g 琼脂置于烧杯中，加入 100 mL 饱和 KCl 溶液，加热，使琼脂融化成糊状，趁热加入 U 形管中，待冷却后即可充当盐桥。方法 2：将 KCl 饱和溶液装入 U 形管，用棉花堵住管口即可。科学探究：用不同金属片制作原电池金属片：Cu、Ag、Zn、Fe、Al 电解质溶液：NaCl 溶液（实验装置如图所示）操作步骤：1将用作正、负极的金属片用砂纸打磨干净（银电极可
21、以自制，通过银镜反应在一洁净的小玻璃片上镀上银即可） 。2用导线分别将正、负极与灵敏电流计相连，将 4 层滤纸夹在正极片共 9 页，第 7 页与负极片之间，置于一塑料方盒中（可用盛装过试纸的空塑料盒，务必使两极与滤纸紧贴在一起） ，再滴入食盐水浸湿滤纸，观察现象。3按上述操作分别用 Cu、Ag（正极）和 Zn、Fe、Al（负极）组成原电池作实验，观察它们的差异。实验 4-2在 U 型管中注入 CuCl2 溶液，插入两根石墨棒作电极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极（阳极）附近。接通直流电源，观察 U 型管内的现象和试纸颜色的变化。（1）该实验用 25%的 CuCl2溶液（呈亮
22、绿色）为宜，如果溶液中所含溶质的质量分数太大，通电后阴极区溶液往往会出现黑色，这是由于被还原出来的微小铜粒没有沉积在碳棒上，而悬浮于溶液中的缘故。（2）电解所用电压以 612 V 为宜。（3）碳棒的下端平面边缘应磨得稍尖一些，以利于生成的气体逸出。（4）湿润的淀粉碘化钾试纸显蓝色后就应拿开，通气时间过长，蓝色反而会消失（因会发生下列反应：5Cl 2+I2+6H2O = 2HIO3+10HCl）。（5）该实验也可以在小烧杯中进行，使两电极相距 23 cm 平等插入 CuCl2溶液，这样可以使演示时间缩短，通电约 1 min 即可观察到阳极表面有气泡逸出，约 3 min 即可观察到阴极表面有一薄层
23、红色的铜。科学探究设计一套电解饱和食盐水的装置并进行实验。可以仿照教材中 CuCl2 溶液的电解装置，仍用两根石墨棒作电极，电解质溶液改为饱和食盐水，将电极与直流电源接通之后，现象：阴极和阳极上均有气泡放出。可以仿照教材中 CuCl2 溶液的电解装置（图 4-8），仍用两根石墨棒作电极，电解质溶液改为饱和食盐水，将电极与直流电源接通之后，即可见到阴极和阳极上均有气泡放出。在阴极上产生的是 H2，阳极上产生的是 Cl2，有刺鼻气味，可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。在溶液中，NaCl = Na +Cl-H2O H+OH-分析原理？如何检验产物。共 9 页，第 8 页阳极：2Cl -2e- = Cl2
24、（氧化反应）阴极：2H +2e- = H2（还原反应）若向两个电极附近的溶液中分别滴入酚酞试剂，可观察到阴极区溶液变红色，这是由于 H2O 电离产生的 H+在阴极不断放电，使阴极附近 c(OH-)持续增大所致。实验 4-3 铁的吸氧腐蚀实验实验中须注意以下几点：（1）多用几枚铁钉，增大铁钉腐蚀时的耗氧量，以便在短时间内可观察到更为明显的实验效果。（2）经过酸洗除锈的铁钉，须用清水洗（避免残留酸液干扰实验） ，然后用饱和食盐水浸洗一下，即可加入到具支试管中。（3）整个装置应保证密封状态良好，几分钟后就可以看到导管中水柱明显上升。原因是铁钉发生吸氧腐蚀时，使具支试管内 O2 减小，压强降低，促使导
25、管内水柱上升。【补充实验 4-4-1】为了增强实验的探究性，可补充下面的实验。图 4-3 铁的吸氧腐蚀实验（1）向 100 mL 烧杯中加入约 50 mL 饱和食盐水后，插入两个玻璃筒（无底）；（2）将一颗无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中（装置如图 43 所示），立即可观察到有电子自铁钉流向碳棒，表明铁钉与碳棒已构成原电池的两个电极；（3）1 min 后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入 K3Fe(CN)6溶液，即可观察到铁钉附近的溶液变蓝色，表明铁被氧化，生成了 Fe2+；共 9 页，第 9 页（4）向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到碳棒附近的溶液变红色，表
26、明溶液 pH 增大，呈碱性。将该实验中观察到的现象与【实验 4-3】结合起来讨论，能更好地说明钢铁生锈时发生吸氧腐蚀的原理。科学探究：验证牺牲阳极的阴极保护法。实验中以 Zn 片作阳极，Fe 片作阴极，以经过酸化的 NaCl溶液作电解液。在这种条件下，Zn 片与 Fe 片构成了原电池的两个电极，发生如下电极反应：阳极：Zn-2e - = Zn2+ 阴极：2H +2e- = H2在实验现象上，可以看到电压计指针有偏移，Fe 电极上有气泡产生，但往 Fe 电极附近滴入K3Fe(CN) 6溶液，溶液不变蓝色。即溶液中不存在 Fe2+，证明 Fe 未被腐蚀。这个实验的目的是验证牺牲阳极的阴极保护法。实验中以 Zn 片作阳极，Fe 片作阴极，以经过酸化的 NaCl 溶液作电解液。在这种条件下，Zn 片与 Fe 片构成了原电池的两个电极，发生如下电极反应：阳极：Zn-2e - = Zn2+阴极：2H +2e- = H2H+来自 H2O 的电离，为了加大 H2O 中 c(H+)，故在 NaCl 溶液中加入了少量酸液。在实验现象上，可以看到电压计指针有偏移，Fe 电极上有气泡产生，但往 Fe 电极附近滴入K3Fe(CN) 6溶液，溶液不变蓝色。即溶液中不存在 Fe2+，证明 Fe 未被腐蚀。
