中學(xué)化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)(培訓(xùn)講義)

1、中 學(xué) 微 型 化 學(xué) 實(shí) 驗(yàn)沈 戮湛江師范學(xué)院化學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2012.3目 錄第一節(jié)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)簡介 1第二節(jié)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器簡介 3一配套微型實(shí)驗(yàn)儀器 3二微型實(shí)驗(yàn)常用儀器介紹 4三儀器的組裝與使用 7第三節(jié)初、高中化學(xué)新課程典型教學(xué)微型實(shí)驗(yàn)研究10（一）初中化學(xué)新課程典型教學(xué)微型實(shí)驗(yàn)研究 10實(shí)驗(yàn)1氧氣的制備及性質(zhì) 10實(shí)驗(yàn)2氫氣的制備及性質(zhì) 14實(shí)驗(yàn)3空氣中氧氣含量的測定 17實(shí)驗(yàn)4二氧化碳的制備及性質(zhì) 19實(shí)驗(yàn)5碳跟氧化銅的反應(yīng) 22實(shí)驗(yàn)6一氧化碳的制備及性質(zhì) 24實(shí)驗(yàn)7滅火的原理和方法 26實(shí)驗(yàn)8可燃性粉塵的爆炸 27（二）高中化學(xué)新課程典型教學(xué)微型實(shí)驗(yàn)研究 29實(shí)驗(yàn)9

2、鈉與水的反應(yīng) 29實(shí)驗(yàn)10鐵與水蒸汽的反應(yīng) 31實(shí)驗(yàn)11碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性 33實(shí)驗(yàn)12氯氣的制備及性質(zhì) 35實(shí)驗(yàn)13二氧化硫的制備及性質(zhì) 38實(shí)驗(yàn)14濃硝酸、稀硝酸跟銅反應(yīng) .42實(shí)驗(yàn)15電解食鹽水 44實(shí)驗(yàn)16噴泉實(shí)驗(yàn) 47實(shí)驗(yàn)17乙烯的制備及性質(zhì) 51實(shí)驗(yàn)18乙炔的制備及性質(zhì) 53實(shí)驗(yàn)19乙酸乙酯的制備和水解 56 - 59 -第一節(jié) 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)簡介微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不依賴實(shí)驗(yàn)室而具有現(xiàn)象明顯，操作安全，環(huán)境污染小，節(jié)約藥品，節(jié)省時間等特點(diǎn)。因此，在普通教室里采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)是滿足新課程實(shí)驗(yàn)要求的有效辦法。當(dāng)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)入課室后，由于課室里比實(shí)驗(yàn)室里受干擾的因素少，

3、所營造的認(rèn)知情境有利于將實(shí)驗(yàn)活動與其它學(xué)習(xí)活動進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，學(xué)生能更主動去獲取豐富、生動、深刻的學(xué)習(xí)信息。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動的教學(xué)功能得以充分發(fā)揮。在普通教室里采用微型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，能有效地開展科學(xué)探究活動。在班級授課制下的課堂里，科學(xué)探究活動在時間、空間和課程資源等方面都受到一定程度的制約。而微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)入課堂后，以實(shí)驗(yàn)的高效率和小操作面突破了課堂的時空限制。并且，只要學(xué)生一動手，實(shí)驗(yàn)的各種現(xiàn)象就會使學(xué)生誘發(fā)相關(guān)的科學(xué)問題，各種猜想或假設(shè)便會接踵而來。當(dāng)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，各種取證和分析等活動就隨之展開，從而提供豐富生動的源源不斷的課程資源。可見，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)具有開展科學(xué)探究活動的獨(dú)特功能。

4、下面介紹的是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)常采用的一些基本做法：1. 學(xué)生微型化學(xué)儀器的配備在普通教室里采用微型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，一般應(yīng)配備學(xué)生人手一套或是同桌的兩人一套微型儀器，以滿足課堂實(shí)驗(yàn)的要求。在課堂里，不僅向?qū)W生提供了人人動手的機(jī)會，而且學(xué)生不需離開座位就能有儀器和藥品做實(shí)驗(yàn)。因而，既能保證學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)都能從實(shí)驗(yàn)中獲取到完成學(xué)習(xí)任務(wù)所需的信息，又能維持良好的課堂秩序、進(jìn)行有效的課堂活動調(diào)控。2. 教室里要具備的實(shí)驗(yàn)設(shè)施（1）實(shí)驗(yàn)所需操作面積：微型儀器箱規(guī)格為24cm×13cm，操作臺面積15cm×10cm。而普通教室的課桌規(guī)格為50cm×60cm，這不僅可以滿足實(shí)

5、驗(yàn)所需操作面，而且還可以同時在課桌上進(jìn)行各種紙筆學(xué)習(xí)活動。（2）供水、洗滌、廢液回收措施：由于微型儀器的容積小，實(shí)驗(yàn)用水量一般每堂課人均不超過100mL。因此，學(xué)生每人只配備兩個飲水塑料杯、每班相應(yīng)備有兩個塑料桶，分別盛凈水和回收廢液，即可解決普通教室實(shí)驗(yàn)的供水、洗滌、排污等問題。3. 藥品的分發(fā)（1）藥品分裝：液體試劑存儲于塑料多用滴管中；固體試劑分裝于青霉素小藥瓶里。（2）藥品發(fā)放：由學(xué)生小組長負(fù)責(zé)分發(fā)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)用藥量的多少，可每人一份或課桌的前后46人共用一份藥品，互相傳遞使用。4. 實(shí)驗(yàn)安全與教室里空氣質(zhì)量的保障微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的裝置小，反應(yīng)物的用量也少，所造成的污染和危險(xiǎn)性也就小。其

6、中氣體的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)一體化是最有效的減少空氣污染的方法。實(shí)踐證明，只要操作正確規(guī)范，試劑用量控制在微型實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是很安全的。若在學(xué)生動手做實(shí)驗(yàn)之前適當(dāng)?shù)亟M織學(xué)生開展討論交流，學(xué)生便能正確、規(guī)范、安全（不強(qiáng)求一致）地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。第二節(jié) 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器簡介微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是近十年來在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展的化學(xué)實(shí)驗(yàn)新方法，是“綠色化學(xué)”的重要組成部分，已成為21世紀(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個重要趨勢。它的特點(diǎn)是在微小型的儀器中，用盡可能少的試劑（一般為常規(guī)的十分之一至千分之一）來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是在微型化的條件下對化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與再表現(xiàn)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，操作安全，環(huán)境污染小，節(jié)約藥品，節(jié)

7、省時間，利于學(xué)生人人動手實(shí)驗(yàn)，是開拓化學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)教育的有效途徑。一、 配套微型實(shí)驗(yàn)儀器由湛江師范學(xué)院研制開發(fā)的中學(xué)化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)儀器箱*（ML-1），外形包裝美觀、儀器精巧新穎、配置合理、組裝靈活，具有較強(qiáng)實(shí)用性，已獲多項(xiàng)國家專利。儀器結(jié)合中學(xué)化學(xué)教學(xué)的實(shí)際情況按新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求而設(shè)計(jì)，能滿足初、高中和職業(yè)技術(shù)學(xué)校的大部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)的需要。具體優(yōu)點(diǎn)如下： (1) 儀器具有多功能，能以不多的儀器種類和數(shù)量獲得較多的實(shí)驗(yàn)用途。(2) 儀器連接部位采用簡易標(biāo)準(zhǔn)接口（非磨口）設(shè)計(jì)（專利號：01258568.8），但又具有磨口儀器安裝方便的特點(diǎn)。(3) 儀器組裝成的具有啟普原理的微型氣體發(fā)生器（專利號：01

8、258569.6），兼有固-液制氣、液-液制氣和固體加熱制氣等多種用途。(4) 多功能微型實(shí)驗(yàn)操作臺（專利號：01258570.X）能方便地安裝各種微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。操作臺的底座上設(shè)計(jì)有四個孔穴，可用于點(diǎn)滴反應(yīng)。其中儀器夾為不銹鋼彈簧式設(shè)計(jì)，安裝時不需旋螺母固定，易裝、易調(diào)、易拆卸。(5) 由配套儀器與微型實(shí)驗(yàn)操作臺組成的便攜式微型儀器箱（24cm×13cm×11cm）。使用、攜帶和保管都很便利。因此，全套儀器不僅造價(jià)低廉、體積小而且功能性與實(shí)用性集一體。在我國的班級授課制下，由于班的學(xué)生人數(shù)較多，常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)難以滿足現(xiàn)行課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)要求。而這套儀器可以作為學(xué)生的學(xué)

9、具人手一套，能在普通課堂上邊授課邊實(shí)驗(yàn)，為開展以學(xué)生為主體的各種學(xué)習(xí)活動，尤其是科學(xué)探究活動提供了技術(shù)上的支持。因此，這套儀器的開發(fā)和應(yīng)用將為基礎(chǔ)教育課程改革提供了有效的化學(xué)課程資源。 二、微型實(shí)驗(yàn)常用儀器介紹ML-1微型實(shí)驗(yàn)儀器的名稱、用途和使用注意事項(xiàng)等介紹見表1。儀器名稱一般用途使用注意事項(xiàng)AAB內(nèi)套管ABA微型氣體發(fā)生器由U形管和內(nèi)套管組成。 裝配氣體發(fā)生裝置，可用于液-固制氣、液-液制氣和固-固加熱制氣； 可作電解、電鍍的盛液容器。 在直接加熱時，要防止驟冷驟熱，以免引起儀器破裂； 使用時要輕拿輕放，以免用力過猛，在彎曲處斷裂； 若內(nèi)套管需要取出時，應(yīng)注意保存； 與其它儀器連接時，不

10、要用力過猛，以免破裂。V形側(cè)泡反應(yīng)管 用于氣體與液體或氣體與固體進(jìn)行反應(yīng)的儀器； 可作液、固體加熱分解的反應(yīng)器。 在直接加熱時，要先使其均勻受熱，再在固定部位加熱； 與其它儀器連接時，不要用力過猛，以免破裂。具支試管 用于制取少量氣體； 用作反應(yīng)的容器； 作洗氣或干燥管； 當(dāng)斜放時可同時在兩處裝載試劑分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 在直接加熱時，要防止驟冷驟熱，以免引起儀器破裂； 與其它儀器連接時，不要用力過猛，以免儀裂。小試管 盛少量試劑； 用作少量試劑的反應(yīng)容器； 可用于收集少量氣體。 可直接加熱，防止驟冷驟熱； 加熱時應(yīng)用儀器夾夾持； 與其它儀器連接時，不要用力過猛，以免破裂。表2-1：ML-1微型實(shí)驗(yàn)

11、常用儀器介紹續(xù)上表：儀器名稱一般用途使用注意事項(xiàng)直形通氣管BBB 用于導(dǎo)氣； 作攪拌棒； 接上普通滴管膠頭即可組成一支滴管，用于吸取或滴加少量液體藥品； 球狀處為內(nèi)接口，套上乳膠管可與微型氣體發(fā)生器或具支試管連接組裝成各種裝置。 作為滴管在取液體時不能倒置； 與其它儀器連接時，不要用力過猛，以免破裂。直角形通氣管 用于導(dǎo)氣。 球狀處為內(nèi)接口，套上乳膠管可與具支試管連接組裝氣體干燥和洗氣裝置。與其它儀器連接時，不要用力過猛，尢其要注意彎曲處，以免折斷破裂。尖嘴管 作可燃?xì)怏w的燃燒管； 用于導(dǎo)氣。 球狀處為內(nèi)接口，套上乳膠管可與其它儀器連接組裝與其它儀器連接時，不要用力過猛，以免破裂。小燒杯 用作

12、較大容量的反應(yīng)容器，以使反應(yīng)物均勻混合； 作配制溶液的容器； 盛水容器。 防止攪動時液體濺出，或沸騰時液體溢出； 防止玻璃受熱不均勻而破裂。酒精燈加熱用。 在第一次點(diǎn)燃時，先打開蓋子用手扇去其中聚集的酒精蒸氣后才點(diǎn)燃，以免發(fā)生事故； 停止加熱時必須要用燈帽蓋滅。多用滴管 可作為液體試劑或氣體的儲存容器、滴管、反應(yīng)容器等； 把頸管拉細(xì)，作為毛細(xì)管和攪拌棒。 不能直接加熱；可在80以下水??； 聚乙烯制品，耐一般無機(jī)酸堿的腐蝕，不能裝載有機(jī)試劑； 儲存液體和氣體時，可對管端加熱熔封。用時剪開用后封回； 作試劑瓶用途時須貼上小標(biāo)簽。小藥匙 取固體藥品用； 作攪拌棒。取用一種藥品后，必須洗凈并用濾紙擦干

13、后才能取另一種藥品。續(xù)上表：儀器名稱一般用途使用注意事項(xiàng)主鐵夾 大夾用于夾操作臺支柱而起固定作用； 小夾用于夾儀器夾或卡儀板； 夾把柄孔可用于放置小試管或具支試管。 使用過程中不要同時用手抓著兩個把柄，以免夾子打開； 使用完畢應(yīng)擦去夾子上的化學(xué)藥品和水。儀器夾 可夾持儀器進(jìn)行加熱； 可夾持試管、微型氣體發(fā)生器、具支試管和V形側(cè)泡反應(yīng)管等。 使用過程中不要同時用手抓著兩個把柄，以免夾子打開； 使用完畢應(yīng)擦去夾子上沾污的化學(xué)藥品和水?？▋x板 可用于固定儀器； 與主鐵夾和微型操作臺配合使用可充當(dāng)試管架。如果用于夾持儀器進(jìn)行加熱時，應(yīng)距離加熱點(diǎn)盡量遠(yuǎn)，以免橡膠被燒壞。止氣(水)夾 夾著乳膠管，阻止氣體

14、或液體通過。防止大角度折反。操作臺 用于固定或放置反應(yīng)容器； 操作臺底座上的兩個孔可用于放置多用滴管； 操作臺底座上有四個孔穴，用于點(diǎn)滴反應(yīng)，適用一些不需要分離的沉淀反應(yīng)，尤其是顯色反應(yīng)。 儀器固定時，儀器和操作臺的重心應(yīng)落在底座中部； 操作臺支柱可活動，使用完畢后可拆下放置； 孔穴不適宜接觸有機(jī)溶劑。水槽(儀器盒托盤) 裝載儀器配件； 裝較大量的水當(dāng)作水槽使用。用后要擦干水。毛刷洗刷玻璃儀器。小心刷子頂端的鐵絲撞破玻璃儀器。注：A為玻璃儀器簡易標(biāo)準(zhǔn)外接口；B為玻璃儀器簡易標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)接口。三、儀器組裝與使用1. 微型儀器的連接 微型儀器的簡易標(biāo)準(zhǔn)接口分別由統(tǒng)一管徑的玻璃儀器外接口(A)和內(nèi)接口（B

15、）組成（見表2-1儀器圖中的A、B）。其中內(nèi)接口的管壁吹制成有一個稍比外接口內(nèi)徑小且有一定錐度的球狀。儀器連接時，先在內(nèi)接口外面（用水使之潤滑）套上一段（約1.52cm長）彈性乳膠管，然后再插入到需連接儀器的外接口緊貼密封。一些儀器連接的示意圖見下面的圖2-1、圖2-2、圖2-3。圖2-3 具支試管與V形側(cè)泡反應(yīng)管的連接示意圖圖2-2 一種氣體發(fā)生裝置的組裝連接示意圖圖2-1 洗滌裝置的組裝連接示意圖2. 操作臺操作臺由底座、支柱、主鐵夾、儀器夾、卡儀板組成。操作臺配套齊全，操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、所占空間小。主鐵夾和儀器夾全部用彈簧夾代替螺母，裝拆方便、調(diào)節(jié)靈活。能滿足安裝各種微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的

16、需要。操作臺為雙支柱設(shè)計(jì)，兩柱用插孔式安裝固定，可以根據(jù)需要選用一根支柱或兩根支柱組成操作臺。能使比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)裝置組合在同一操作臺上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（見圖3-2、圖3-24、圖3-25等）。(1) 主鐵夾 其特征為有兩個互相垂直的大小夾子和圓圈把柄。其中大夾用來夾住操作臺支柱，可沿支柱任意旋轉(zhuǎn)360°，能上下滑動、調(diào)節(jié)高度與角度。其垂直的小夾用來夾住儀器夾或卡儀板等，它們可以在小夾上作360°旋轉(zhuǎn)。圓圈狀把柄可以放置小試管、具支試管等儀器（見圖3-1、圖3-2等）。(2) 儀器夾 夾柄為圓柱狀，將其夾在主鐵夾上，能繞柄柱旋轉(zhuǎn)360°，用于夾住裝置中較大的儀器（見圖3-1

17、、圖3-14等）。也可以手拿著圓柱狀的夾柄，夾持試管進(jìn)行加熱。(3) 卡儀板 由橡膠制造而成，配有圓柱狀的金屬把柄，將其夾在主鐵夾的垂直小夾上，能繞柄柱旋轉(zhuǎn)360°。板中孔開有缺口，利用橡膠的彈性可將儀器放入或取出（見圖2-4、圖3-1等）。卡儀板和主鐵夾組成的試管架，能同時放置35支小試管（見圖2-4），有利于做對比實(shí)驗(yàn)，有利于對小而輕的儀器進(jìn)行穩(wěn)定操作而避免翻倒。3. 微型氣體發(fā)生器由一個帶支管的U形管和一個底部有小孔的內(nèi)套管組成。(1) 液體-固體反應(yīng)制氣體 圖2-4 組裝成試管架內(nèi)套管盛裝固體反應(yīng)物（見圖3-4、圖3-22），在U形管內(nèi)加液體反應(yīng)物至浸沒固體，即可以發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)

18、生氣體。當(dāng)要暫時停止制氣時，用止氣夾關(guān)閉與支管連接的乳膠管，使U形管的粗端內(nèi)壓力增大，液體從內(nèi)套管底部的小孔排出而脫離固體，反應(yīng)終止。當(dāng)打開止氣夾又可以繼續(xù)制取氣體。儀器具有啟普發(fā)生器的功能。如果把固體物質(zhì)直接放在U形管內(nèi)，也可進(jìn)行液-固制氣反應(yīng)（見圖3-42）。(2) 液體-液體反應(yīng)制氣體 U形管內(nèi)裝一種液體反應(yīng)物，再在U形管細(xì)端口插入吸取另一種液體反應(yīng)物滴管（滴管由直形通氣管配上滴管膠頭組成）。擠壓膠頭將滴管里的液體流下使兩種液體接觸，即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體。如果制氣量少，也可以直接利用具支試管來作氣體發(fā)生器（見圖3-15）。(3) 固體-固體反應(yīng)制氣體 把兩種固體反應(yīng)物都放入U(xiǎn)形管內(nèi)，用

19、酒精燈加熱U形管底部，即可以反應(yīng)產(chǎn)生氣體（見圖3-2）。4. 多用滴管以聚乙烯為原料吹塑成型，由圓筒形具有彈性的吸泡與細(xì)長的徑管構(gòu)成。多用滴管具有許多功能，它可以盛液體、氣體作儲存容器（貼上標(biāo)簽、蓋上自圖2-5 多用滴管制的蓋子或酒精燈火上熔封徑管，見圖2-5），可用于吸取液體也可以滴加液體作滴管，還可以作某些反應(yīng)的反應(yīng)容器。其徑管可作攪拌棒，若把其徑管拉長拉細(xì)，可作毛細(xì)管。一般的無機(jī)酸、堿、鹽溶液以及指示劑溶液可長期儲存在多用滴管中；而濃硝酸等強(qiáng)氧化劑，苯、甲苯、松節(jié)油、丙酮、石油醚等有機(jī)溶劑會與聚乙烯發(fā)生不同程度反應(yīng)或溶解作用，不宜長期儲于多用滴管中。第三節(jié) 初、高中化學(xué)新課程典型教學(xué)微型

20、實(shí)驗(yàn)研究（一）初中化學(xué)新課程典型教學(xué)微型實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)1 氧氣的制備及性質(zhì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)利用微型化學(xué)儀器制取氧氣的方法；2. 掌握氧氣制備及化學(xué)性質(zhì)的一體化實(shí)驗(yàn)方法；3. 認(rèn)識催化劑在化學(xué)反應(yīng)里的催化作用。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)室里常常采用二氧化錳為催化劑加熱氯酸鉀來制備氧氣。氯酸鉀加熱到360左右開始熔化，約在530時，同時發(fā)生下列兩個反應(yīng)：472 4 KClO3 KCl + 3 KClO45343 KClO4 3 KCl + 6 O2 5342 KClO3 2 KCl + 3 O2 ）當(dāng)加入二氧化錳，反應(yīng)主要按下式進(jìn)行，且分解的溫度較低；3 MnO2 Mn3O4 + 2 O2 - 172.

21、2 kJ單獨(dú)的二氧化錳加熱到535，也可生成氧氣：MnO22402 KClO3 2 KCl + 3 O2 實(shí)驗(yàn)室中用酒精燈加熱，不易達(dá)到500以上的高溫，故二氧化錳不會分解放出氧氣，只對氯酸鉀的分解起催化作用。氧氣是一種很活潑的非金屬元素，除惰性氣體、鹵素以及某些不活潑的金屬（如金、鉑等）外，氧能和其余元素直接化合生成氧化物或過氧化物。如：C + O2 CO2S + O2 SO24P + 5O2 2P2O53Fe + 2O2 Fe3O4上述反應(yīng)均可稱為氧化反應(yīng)，對于反應(yīng)劇烈，同時放出熱和光者，又可稱為燃燒。因此，氧常被稱為氧化劑或助燃劑。三、實(shí)驗(yàn)用品1. 儀器和材料：U形管、V形側(cè)泡反應(yīng)管、側(cè)

22、泡具支試管、微型酒精燈、橡膠塞、乳膠管、微型實(shí)驗(yàn)操作臺、塑料小藥勺。2. 藥品：氯酸鉀（A.R）、二氧化錳（A.R）（在蒸發(fā)皿內(nèi)進(jìn)行焙燒處理）、木炭、硫粉、紅磷、細(xì)鐵絲、10 % NaOH溶液。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作1. 氧氣的制備及性質(zhì)（）圖3-1 氧氣的制備與性質(zhì)一體化實(shí)驗(yàn)裝置()(1) 把約1.5 g KClO3（在表面皿上，用角匙輕輕壓碎）和0.5 g MnO2混合均勻，放入側(cè)泡具支試管里。用塑料小藥勺分別取一顆綠豆大小體積的木炭、硫粉和半顆米粒大小體積的紅磷分別放于V形側(cè)泡反應(yīng)管的側(cè)泡處。再在另一支側(cè)泡具支試管中加入約1 mL澄清石灰水，按圖3-1連接好裝置。(2) 在試管的底下部徐徐加

23、熱，使均勻受熱，然后對反應(yīng)混合物的前部加熱制氧氣（待產(chǎn)氣速率明顯變慢時，再將火焰逐漸移向管底）。用帶火星木條放在側(cè)泡具支試管的支管口檢驗(yàn)。當(dāng)確認(rèn)有氧氣生成時，點(diǎn)燃捆在細(xì)鐵絲上的火柴梗，吹滅明火后立即移至支管口處，并在管口下方墊一張白紙，觀察細(xì)鐵絲的燃燒現(xiàn)象和白紙中是否留有黑色的微粒（Fe3O4）。然后用酒精燈依次加熱V形側(cè)泡反應(yīng)管中的木炭、硫粉和紅磷，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。圖3-2 氧氣的制備與性質(zhì)一體化實(shí)驗(yàn)裝置()2. 氧氣的制備及性質(zhì)（）(1) 把約3 g KClO3（在表面皿，用角匙輕輕壓碎）和1 g MnO2錳混合均勻，放入U(xiǎn)形管中。用塑料小藥勺分別取一顆綠豆大小體積的木炭、硫粉和半顆米粒大

24、小體積的紅磷分別放于V形側(cè)泡反應(yīng)管的側(cè)泡處，如圖3-2連接好裝置。(2) 先在U形管下方來回移動加熱，使之均勻受熱，然后對著反應(yīng)物的部位加熱制氧氣。用帶火星木條放在管口檢驗(yàn)。當(dāng)確認(rèn)有氧氣生成時，點(diǎn)燃捆在細(xì)鐵絲上的火柴梗，吹滅明火后立即移至管口處，并在管口下方墊一張白紙，觀察細(xì)鐵絲的燃燒現(xiàn)象和白紙中是否留有黑色的微粒（Fe3O4）。然后用酒精燈依次加熱V形側(cè)泡反應(yīng)管中的木炭、硫粉和紅磷，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。3. 二氧化錳的催化作用圖3-3 二氧化錳的催化作用(1) 在側(cè)泡具支試管底部放入約0.5 g KClO3固體粉末，在試管的側(cè)泡處放入約0.1g MnO2固體，如圖3-3裝置。(2) 用酒精燈加熱

25、試管底部的 KClO3，在KClO3沒有熔化前，用帶火星木條移到具支管口，觀察木條是否復(fù)燃。再繼續(xù)加熱至KClO3熔化（約45 min）再用帶火星木條移到具支管口，觀察木條是否能復(fù)燃，這說明了什么？(3) 把酒精燈移至側(cè)泡處加熱MnO2，加熱35 min，同樣用帶火星木條移到具支管口，觀察木條能否復(fù)燃。(4) 稍冷，將側(cè)泡具支試管垂直，讓MnO2落入試管底部與KClO3混合。然后稍許加熱，用帶火星木條移到具支管口，觀察木條是否復(fù)燃。五、討論與研究1. 實(shí)驗(yàn)評價(jià)：氧氣的制備及性質(zhì)（）的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)巧妙、合理。側(cè)泡具支試管里的石灰水即可以看到實(shí)驗(yàn)中生成氧氣的多少與快慢，增加直觀性，又可以檢驗(yàn)?zāi)咎吭谘鯕?/p>

26、中燃燒的產(chǎn)物，再就是作為堿可以消除大部分由硫粉和紅磷分別在氧氣中燃燒而生成的有毒氣體，起到了一舉三得的效果。本實(shí)驗(yàn)將氧氣的制備及性質(zhì)設(shè)計(jì)為一體化實(shí)驗(yàn)，并將幾個不同的化學(xué)反應(yīng)組合在一起，提高實(shí)驗(yàn)的綜合性，現(xiàn)象對比鮮明。還可以避免實(shí)驗(yàn)中的重復(fù)，減少實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，減少了污染，同時也縮短了實(shí)驗(yàn)時間（約15 min完成），符合綠色化學(xué)的思想。2. KClO3是一種強(qiáng)氧化劑，易燃易爆的物質(zhì)，特別是當(dāng)混進(jìn)還原性的物質(zhì)時，它對摩擦、沖擊、加熱更容易引起爆炸，故在使用時應(yīng)特別小心！粗顆粒晶體的KClO3，要將它粉碎成細(xì)顆粒時，可輕輕地壓碎，不可研磨，更不能將其與MnO2混合研磨，以防發(fā)生爆炸。應(yīng)當(dāng)把KClO3

27、和MnO2分別處理成細(xì)末后再混合均勻。3. 選好MnO2是實(shí)驗(yàn)成功的重要條件，市售的MnO2?；煊锌扇夹缘挠袡C(jī)雜質(zhì)，如樹根、草屑、炭末等。因此，在使用前，必須把它放在坩堝內(nèi)灼燒至無火星、無白煙為止，以除去其中含有的水分、草屑、炭等易燃性物質(zhì)。4. 細(xì)鐵絲可選用石棉網(wǎng)上的鐵絲，事先用砂紙擦亮。用2根細(xì)鐵絲擰在一起，一端系牢一根長約2 cm的火柴梗。5. 紅磷與氧氣反應(yīng)非常劇烈，因此紅磷不要過多，免致燃燒太劇烈造成V形側(cè)泡反應(yīng)管破裂。6. 為了確保實(shí)驗(yàn)成功，建議在做氧氣分別與木炭、硫粉和紅磷的實(shí)驗(yàn)時，可以使用兩盞微型酒精燈（錯開實(shí)驗(yàn)時間，互借鄰位同學(xué)的酒精燈），一盞酒精燈加熱試管底部的KClO3來

28、制備氧氣，同時用另一盞酒精燈分別用來加熱木炭、硫粉和紅磷進(jìn)行一體化實(shí)驗(yàn)。六、問題與思考1. 在實(shí)驗(yàn)中有沒有找到證據(jù)證明木炭與氧氣反應(yīng)生成的氣體是二氧化碳？為了防止硫粉、紅磷與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生的氣體污染空氣該實(shí)驗(yàn)采取了什么措施？你想想有沒有更好的方法？2. 用KClO3制備氧氣時，容易發(fā)生哪些事故或異?，F(xiàn)象？如何防止這些事故及異?，F(xiàn)象的發(fā)生？3. 與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相比，微型實(shí)驗(yàn)有何特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)？4. 如何設(shè)計(jì)一個比圖3-1和圖3-2更簡單的微型一體化裝置做氧氣與木炭或硫粉、紅磷的反應(yīng)？實(shí)驗(yàn)2 氫氣的制備及性質(zhì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)會使用具有啟普原理的微型實(shí)驗(yàn)儀器制取氫氣的方法；2. 掌握氫氣的性質(zhì)；3. 了解

29、電解的簡單操作；4. 認(rèn)識氫氣與空氣混合達(dá)到一定體積比后具有爆炸性。二、實(shí)驗(yàn)原理制取氫氣的方法有很多種，常見的有電解水制取氫氣，利用活潑金屬和酸反應(yīng)等方法。實(shí)驗(yàn)室制備氫氣的方法通常是利用鋅和酸反應(yīng)，鋅是一種較活潑的金屬，和稀硫酸（或稀鹽酸）反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和相應(yīng)的鹽。Zn + 2HCl ZnCl2 + H2Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2電解水的反應(yīng)原理是，在電流的作用下，使水發(fā)生分解，并在兩個電極上分別放出氫氣和氧氣。通電2H2O 2H2 + O2水是一種極弱的電解質(zhì)，因離子濃度甚小，所以導(dǎo)電能力極差。若向純水中增加少量強(qiáng)電解質(zhì)如硫酸或氫氧化鈉等，便可大大增加其導(dǎo)電能力。氫氣難溶于水且

30、密度比空氣小，可用排水法收集，也可用瓶口向下的排空氣集氣法收集。氫氣具有可燃性，純的氫氣能平穩(wěn)燃燒，如果氫氣不純，在混和氣里氧氣分子與氫氣分子充分接觸，點(diǎn)燃后反應(yīng)十分迅速，發(fā)生爆炸；氫氣具有還原性。能奪取一些金屬氧化物中的氧使金屬還原成單質(zhì)。H2 + CuO Cu + H2O三、實(shí)驗(yàn)用品1. 儀器和材料：微型氣體發(fā)生器、側(cè)泡具支試管、直形通氣管、尖嘴管、止氣夾、微型實(shí)驗(yàn)操作臺、微型酒精燈、小試管、小燒杯、小紙杯（約50 mL）、礦泉水瓶蓋、多用滴管、69V電池、大頭針。2. 藥品：粗鋅粒、1:1稀鹽酸（或1:4稀硫酸）、10 % 氫氧化鈉溶液、水、肥皂水（或洗潔精液）、氧化銅、肥皂液。四、實(shí)驗(yàn)

31、內(nèi)容及操作1氫氣的燃燒及吹肥皂泡(1) 按圖3-4安裝好儀器，在微型氣體發(fā)生器的內(nèi)套管中加入幾粒鋅，塞上膠塞和在微型氣體發(fā)生器的另一端加入1:1稀HCl溶液至剛浸沒鋅粒，鋅即與HCl發(fā)生反應(yīng)，夾緊止氣夾，暫停制氣。圖3-4氫氣的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)圖3-5 氫氣還原氧化銅圖3-6氫氣與空氣混合點(diǎn)燃發(fā)生爆炸(2) 在氣體發(fā)生器的乳膠管口接上尖嘴管，打開止氣夾，取一小試管用排水法收集H2驗(yàn)純。然后在尖嘴管口上點(diǎn)燃純凈氫氣，觀察火焰的顏色。再于火焰上方罩一個干而冷的小燒杯，觀察燒杯內(nèi)壁上有霧珠出現(xiàn)。(3) 拔掉尖嘴管，在膠管口蘸上肥皂水，把膠管口向上吹肥皂泡。待吹肥泡脹到足夠大時，迅速平移振動（或用手輕輕

32、扇動）使泡泡脫離管口，觀察肥皂泡運(yùn)動的方向。吹肥皂泡實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用止氣夾夾住膠管，觀察氣體發(fā)生器內(nèi)的變化情況。2. 氫氣還原氧化銅取少量CuO粉末平鋪在一支干燥的側(cè)泡具支試管底部，如圖3-5裝置。 打開止氣夾，使反應(yīng)繼續(xù)產(chǎn)生H2。通入H2，估計(jì)試管中的空氣排盡后，用酒精燈加熱側(cè)泡具支試管底部CuO處，觀察現(xiàn)象。反應(yīng)結(jié)束后，先移去酒精燈，繼續(xù)通H2至試管冷卻后再停止通入H2。3. 氫氣與空氣混合點(diǎn)燃發(fā)生爆炸取一個約10 mL大小的小紙杯，在其底部鉆有一個直徑約為1 mm的小孔，再用熔化的石蠟把小孔堵住。如圖3-6所示，用排氣法在此小紙杯收集滿一杯的氫氣，然后把小紙杯壁的下端壓在火柴梗上。用小鐵釘

33、刺穿用石蠟堵住小孔，并立刻點(diǎn)燃?xì)錃?，注意觀察發(fā)生的現(xiàn)象。4. 水的電解和氫氣的爆鳴圖3-7 氫氣的爆鳴取一多用滴管，預(yù)先吸入約2/3管的10 %氫氧化鈉溶液，再在多用滴管的兩側(cè)分別各插入一根大頭針作電極，兩根大頭針要與氫氧化鈉溶液接觸，但互相不能接觸，如圖3-7裝置。把69V電池的正負(fù)極分別接在大頭針上，觀察現(xiàn)象。將多用滴管的徑管口插進(jìn)礦泉水瓶蓋里肥皂水的表面，當(dāng)有較多肥皂泡鼓起時，用點(diǎn)燃著火柴接觸肥皂泡，觀察爆鳴的情況。 五、討論與研究1. 實(shí)驗(yàn)評價(jià)：該微型儀器的微型氣體發(fā)生器設(shè)計(jì)合理，用藥量特別少，使用34 mL的酸液就可以具有啟普原理的氣體發(fā)生器功能，容易做到學(xué)生實(shí)驗(yàn)人手一個啟普發(fā)生器，

34、掌握實(shí)驗(yàn)原理和熟練操作的方法。在氫氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中可以隨意開始與停止，實(shí)驗(yàn)簡便快速。2. 建議使用工業(yè)鋅做實(shí)驗(yàn)。純鋅遇稀硫酸立即發(fā)生反應(yīng)，所產(chǎn)生的氫氣以氣泡的形式附著在鋅的表面上而阻礙與酸接觸，使反應(yīng)減慢。由于產(chǎn)生氫氣量少而使氫氣的燃燒實(shí)驗(yàn)不易成功。如往稀硫酸溶液中滴加數(shù)滴硫酸銅溶液，則可使反應(yīng)加速，因?yàn)榇藭rCu2+與Zn反應(yīng)而析出微量的Cu，Cu與Zn形成了微電池，Zn與H+離子反應(yīng)生成的氫氣就不會再附在鋅的表面上，（銅片與鋅接觸時亦會使鋅與稀硫酸的反應(yīng)加速）。3. 肥皂液可用1g中性優(yōu)質(zhì)肥皂或洗衣粉溶于3040 mL蒸餾水中，不容留有固體微粒，再加入2mL甘油以增大肥皂液的粘度。肥皂液的濃度

35、要適宜。以洗發(fā)精加水適量代替肥皂液效果更佳。4. 試管內(nèi)固體由黑色變紅色再變?yōu)樽霞t色，這是因?yàn)檫€原過程可能分兩步進(jìn)行：2CuO + H2 Cu2O + H2OCu2O + H2 2Cu + H2O氧化亞銅是紅色的，銅是紫紅色的。為防止生成的銅在高溫時被重新氧化，應(yīng)讓銅在氫氣環(huán)境中冷卻，再停止通入氫氣。用氫氣還原氧化銅，實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往是黑色粉末逐漸變成紅色的疏松的塊狀物質(zhì)，而不變成紅色。一方面原因是銅的狀態(tài)是粉末狀，細(xì)小顆粒因吸光較多而觀察不到銅單質(zhì)的光亮顏色。另一方面原因可能是紅色疏松的塊狀物是銅與氧化亞銅的混合物，該混合物若呈磚紅色，以氧化亞銅為主，若呈紫紅色，則以銅占多數(shù)。4. 實(shí)驗(yàn)后試管內(nèi)

36、壁上的銅鏡可用硝酸或氯化鐵溶液煮沸除去。六、問題與思考1. 試想象一下，在氫氣吹肥皂泡實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)一串串肥皂泡脫離管口飄起來的時候，用火柴的火焰近這些泡泡將會是一種怎樣的情境？2. 要吹出大氣泡，所用吹管的出氣口稍小還是稍大些好？哪些材料做吹管較好？3. 氫氣與空氣混合點(diǎn)燃發(fā)生爆炸實(shí)驗(yàn)中，在小紙杯底點(diǎn)火時，有時一點(diǎn)就爆，有時要燃燒片刻才爆，有時點(diǎn)火又不爆是何原因？4. 固體氫氧化鈉也鋅粉混合物受熱時可產(chǎn)生氫氣：Zn + 2NaOH Na2ZnO2 + H請?jiān)O(shè)計(jì)一個微型裝置可用做氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，使氫氣的制備與氧化銅的還原合二為一？實(shí)驗(yàn)3 空氣中氧氣含量的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 認(rèn)識氧氣是空氣的

37、主要成分，學(xué)習(xí)用簡易的器材來測定空氣中氧氣的含量；2. 培養(yǎng)用辯證唯物主義觀點(diǎn)分析解決簡單化學(xué)問題的能力。二、實(shí)驗(yàn)原理空氣是成分比較固定的混合物，空氣的成分按體積計(jì)算，大約是：氮?dú)庹?8 %、氧氣占21 %、稀有氣體占0.94 %、二氧化碳占0.03 %、其它氣體和雜質(zhì)占0.03 %。利用某物質(zhì)易跟氧發(fā)生反應(yīng)，將空氣中的一種成分氧氣全部耗盡來測定其組成。蠟燭在空氣中燃燒，生成CO2和水蒸氣，由于CO2可溶解于水，生成的水蒸氣也凝結(jié)成水。所以該反應(yīng)中氧氣的消耗量即為容器內(nèi)氣體體積的減少量。燃燒前容器內(nèi)外的氣壓相等，燃燒過程中，隨氧氣的逐漸消耗，容器內(nèi)的氣壓漸減，容器外的氣壓大于容器內(nèi)的氣壓，這個

38、氣壓差使容器內(nèi)的水面逐漸上升，至填補(bǔ)完氧氣的消耗量所占的體積后，容器內(nèi)外的氣壓恢復(fù)相等，水面的上升停止。根據(jù)容器內(nèi)水面上升的高度，可測出空氣中氧氣的含量（約占空氣體積的五分之一）。三、實(shí)驗(yàn)用品1. 儀器和材料：礦泉水瓶、儀器盒托盤（作水槽用）2. 藥品：小蠟燭、水、紅墨水。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作用儀器盒托盤作水槽，盛裝一定體積的水（加入幾滴紅墨水把液體染成紅色以便于觀察）。圖3-8 測定空氣中氧氣含量取一支礦泉水瓶，切去瓶頸細(xì)口部分，把礦泉水瓶倒扣在水槽中，在礦泉水瓶與水面接界處劃上一橫線，然后在礦泉水瓶在露在水面上的部分容積劃分為5等份。用一支短的小蠟燭固定在水槽上，點(diǎn)燃蠟燭，待燃燒穩(wěn)定以后，把

39、礦泉水瓶輕輕地倒扣在水槽中，如圖3-8所示，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。燃燒停止，待礦泉水瓶內(nèi)溫度下降后，觀察礦泉水瓶內(nèi)水面上升的高度。五、討論與研究1. 實(shí)驗(yàn)評價(jià)：實(shí)驗(yàn)完全可以使用在日常生活中簡易的器材來替代頂部有孔的鐘罩來完成測定空氣中氧氣的含量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)簡便并可多次重復(fù)，容易被學(xué)生接受，使實(shí)驗(yàn)生活化、簡單化和微型化，以適應(yīng)21世紀(jì)綠色化學(xué)的發(fā)展要求。從生活中尋找實(shí)驗(yàn)課程資源，該實(shí)驗(yàn)雖然有些粗略，但它不限于老師在課堂上做演示實(shí)驗(yàn)，而可以開展學(xué)生在課堂上人人動手實(shí)驗(yàn)，如果使用平底大碟子代替水槽，也可以在家庭開展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生有更多的機(jī)會主動地體驗(yàn)探究過程，在知識的形成、聯(lián)系、應(yīng)用過程中養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度

40、，獲得科學(xué)的方法，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)帶來的樂趣。2. 實(shí)驗(yàn)用的礦泉水瓶切去瓶頸細(xì)口部分后，最好能盡量保留長一些，以防止實(shí)驗(yàn)時蠟燭會燒穿礦泉水瓶底或把礦泉水瓶燒變形。3. 小蠟燭盡量短些（約12 cm長），這樣即可以避免蠟燭把礦泉水瓶底燒壞，又可以保證礦泉水瓶里的空氣能充分提供給燃燒，使得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。4. 如果該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)測定的空氣中氧氣含量小于21 %，可能的原因是：(1) 裝置氣密性不好，有漏氣；(2) 蠟燭燃燒不完全，使瓶內(nèi)氧氣有剩余；(3) 未冷卻至室溫就測體積，實(shí)測進(jìn)入瓶內(nèi)的水體積比應(yīng)進(jìn)入的水體積小。六、問題與思考1. 磷的化學(xué)性質(zhì)很活潑，在空氣中很容易與氧氣反應(yīng)，也可以通過這一反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，

41、測定空氣中氧氣的含量。4P + 5O2 2P2O5 + 3093.2kJ點(diǎn)燃由于生成物P2O5是白色固體，極易溶解于水，所以該反應(yīng)中氧氣的消耗量即為容器內(nèi)氣體體積的減少量。2. 蠟燭燃燒的產(chǎn)物是二氧化碳和水，試論述為什么用蠟燭來做空氣中的氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)也能得到與紅磷實(shí)驗(yàn)一樣，空氣中的氧氣含量約為五分之一的結(jié)果？3. 如果要討論用蠟燭燃燒來測定空氣中的氧氣的含量，你認(rèn)為其誤差主要是由哪些原因造成的？實(shí)驗(yàn)4 二氧化碳的制備及性質(zhì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)使用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器制取二氧化碳；2. 掌握二氧化碳的性質(zhì)。二、實(shí)驗(yàn)原理大理石、石灰石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鹽與鹽酸反應(yīng)可產(chǎn)生不穩(wěn)定的碳酸，碳酸

42、立即分解成CO2和水。CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2CO2能溶于水且密度比空氣大（是空氣的密度的1.53倍），故可用瓶口向上的排空氣集氣法收集。CO2溶解在冷水里，大部分以水合分子（CO2·H2O）的形式存在，只有小部分生成碳酸（H2CO3）。20時1升水中能溶解0.9升CO2。碳酸不穩(wěn)定，受熱時分解成CO2和水：H2CO3 CO2 + H2O如果需要碳酸時，只要在使用前把CO2通入水中即可。碳酸是一個二元弱酸，在水溶液中分步電離： H2CO3 HCO3- + H+ K1= 4.2×10-7HCO3- CO32- + H+ K2= 4.8

43、15;10-11因此，CO2的水溶液呈弱酸性。CO2能跟堿反應(yīng)生成鹽，如跟氫氧化鈣反應(yīng)則生成白色的碳酸鈣沉淀：CO2 + Ca(OH)2 CaCO3+ H2O利用這一反應(yīng)，可檢驗(yàn)CO2。三、實(shí)驗(yàn)用品1. 儀器和材料：微型氣體發(fā)生器、側(cè)泡具支試管、小試管、直角形通氣管、多用滴管、3 mL及30mL燒杯、微型酒精燈、止氣夾、微型操作臺。2. 藥品：石灰石、稀鹽酸（1:1）、紫色石蕊試液、澄清石灰水、藍(lán)色石蕊試紙。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作1. 二氧化碳的制備在微型氣體發(fā)生器的內(nèi)套管中加入幾小顆石灰石（碳酸鈣），塞上膠塞和在微型氣體發(fā)生器的另一端加入稀鹽酸，如圖3-9裝置。鹽酸與石灰石接觸而發(fā)生反應(yīng)生成CO

44、2，夾緊止氣夾，即可暫停制氣。2. 二氧化碳與澄清石灰反應(yīng)及水溶性圖3-9 二氧化碳制備微型實(shí)驗(yàn)裝置(1) 將圖3-9裝置的導(dǎo)氣管伸入裝有約0.5 mL澄清石灰水的小試管中，通入CO2，觀察澄清石灰水的變化情況，完畢關(guān)閉止氣夾。 (2) 取一支多用滴管，先吸取約1/3管的水，將徑管朝上用手緩緩捏擠出吸泡中空氣（注意不要把水?dāng)D出）。然后按圖3-11所示，從微型氣體發(fā)生器中慢慢吸取CO2氣體。待吸泡充滿氣體后，拔出來并迅速將滴管的徑管折彎不讓氣體跑出。充分搖蕩多用滴管，注意觀察其吸泡發(fā)生的現(xiàn)象。觀察完畢，將滴管內(nèi)的溶液滴1滴到藍(lán)色石蕊試紙上，觀察試紙的顏色變化。圖3-10 澄清石灰水通入二氧化碳圖

45、3-11 多用滴管吸入二氧化碳3. 二氧化碳是比空氣重的氣體分別在3 mL燒杯和30 mL燒杯（或透明塑料水杯）的內(nèi)壁貼上濕潤的藍(lán)色石蕊試紙（由杯底貼至高出杯口約2cm左右），如圖3-12裝置。把導(dǎo)氣管插入3 mL的燒杯接近底部，持續(xù)通入CO2。跟隨試紙變色的進(jìn)度，用帶火星的木條分別插到試紙變色所處的空間和試紙未變色所處的空間，進(jìn)行觀察比較。4. 二氧化碳與水作用及碳酸的穩(wěn)定性圖3-13裝置中，具支試管中加入水和紫色石蕊試液各約0.5 mL。實(shí)驗(yàn)時先通入CO2氣體使試管內(nèi)液體變紅色為止（使CO2溶于水中至飽和），然后將直角形通氣管連接在具支試管的支管上，塞上膠塞，再將直角形通氣管插入到裝有水和

46、紫色石蕊試液各約0.25 mL的小試管中，用酒精燈小心加熱側(cè)泡具支試管中的液體，觀察具支試管和小試管內(nèi)液體的顏色變化情況。圖3-12 證明二氧化碳密度大小實(shí)驗(yàn)圖3-13 二氧化碳與水作用及碳酸的穩(wěn)定性五、討論與研究1. 實(shí)驗(yàn)評價(jià)：CO2的制備設(shè)計(jì)為在具有啟普原理的氣體發(fā)生器的微型儀器中進(jìn)行，用藥量特別少，可以隨時停止，方便CO2的各性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的開展。CO2的水溶性、證明CO2密度大小和CO2與水作用及碳酸的穩(wěn)定性等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)巧妙、新穎、可操作性強(qiáng)、現(xiàn)象明顯。2. 用石灰石（或大理石）制取CO2時，一般用鹽酸而不用硫酸。如果用稀硫酸與大理石反應(yīng)，則反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶物復(fù)蓋在大理石的表面，會阻礙反應(yīng)

47、的繼續(xù)進(jìn)行；如果直接用碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)，則反應(yīng)太快，難以控制。3. 鹽酸的濃度過高時，制得的CO2會混有氯化氫氣體，且反應(yīng)速度過快；鹽酸濃度過低時，生成氣體的速度很緩慢。一般應(yīng)采用1:1（或6 mol /L）鹽酸。4. 石灰石顆粒的大小與生成氣體的速度有關(guān)，顆粒越小，表面積越大，反應(yīng)越快。顆粒較大時，生成氣體速度緩慢。5. 所用的石灰水最好是新鮮的，且濃度要大，否則很容易被過量通入的CO2使白色沉淀會慢慢溶解：CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 因?yàn)樯傻奶妓釟溻}是可以溶解于水的。6. 在做CO2的水溶性實(shí)驗(yàn)中，要先關(guān)閉止氣夾，讓微型氣體發(fā)生器的粗管端充滿CO2，再把多用

48、滴管的徑管插入到氣體發(fā)生器內(nèi)，吸取CO2氣體時，要用膠塞堵上管口以防氣體從該處逸出。當(dāng)吸取CO2時要將捏著吸泡的手緩緩地放開，以吸收盡量多的氣體。7. 在CO2與水作用及碳酸的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)中，通入CO2使具支試管內(nèi)液體變紅色后，應(yīng)繼續(xù)通CO2一段時間，使CO2溶于水中至飽和。當(dāng)加熱具支試管時，要細(xì)心操作，緩緩加熱，防止液體沖出具支試管，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。六、問題與思考1. 圖3-12所示的CO2氣體收集方法是哪種類型的氣體收集方法？試述其通氣管為什么要插至近小燒杯底？該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何說明了CO2是比空氣重的氣體。2. 不用鹽酸和石灰石，試試在家中能否找其它物質(zhì)代替鹽酸和石灰石來制備CO2氣體？實(shí)驗(yàn)5

49、 碳跟氧化銅的反應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過炭粉、木炭還原氧化銅的反應(yīng)來認(rèn)識碳在高溫下具有還原性；2. 學(xué)習(xí)和體會利用微型儀器很容易就可以完成在常規(guī)儀器中比較難完成的實(shí)驗(yàn)。二、實(shí)驗(yàn)原理常溫下碳對多數(shù)試劑幾乎不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。碳的活性隨著溫度的升高而迅速增大。高溫下，碳是優(yōu)良的還原劑，碳被氧化時，生成CO或CO2，溫度在1000以上時，碳幾乎全部被氧化成CO，而在實(shí)驗(yàn)室的加熱條件下，生成的氣體主要是CO2。2CuO + C 2Cu + CO2三、實(shí)驗(yàn)用品1. 儀器和材料：側(cè)泡具支試管、小試管、直角形通氣管、微型酒精燈、乳膠管、止氣夾、微型實(shí)驗(yàn)操作臺。2. 藥品：木炭、氧化銅、澄清石灰水四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操

50、作圖3-14炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)裝置(1) 將研細(xì)的木炭粉和氧化銅按體積比約為1:4的比例混合，再充分研磨均勻，取混合物0.3 g（約一?；ㄉ状笮◇w積）放入側(cè)泡具支試管內(nèi)，斜鋪于試管底部，并使試管口斜向下。用一小試管盛裝約0.3 mL的澄清石灰水，按圖3-14所示裝置。(2) 用酒精燈先預(yù)熱試管，然后集中在固體部位加熱，觀察現(xiàn)象。(3) 加熱至試管內(nèi)固體混合物的顏色不再改變時（加熱約45 min），用止氣夾夾住膠管，將導(dǎo)管從石灰水中移出，然后熄滅酒精燈。待試管冷卻后把試管里的粉末倒出在白紙上觀察。五、討論與研究1. 實(shí)驗(yàn)評價(jià)：該微型實(shí)驗(yàn)由于使用了內(nèi)徑比較小的側(cè)泡具支試管，使得反應(yīng)試劑在管內(nèi)堆積的

51、比較緊密，在加熱時熱的傳遞較好，因此采用微型的酒精燈，就可以完成在常規(guī)實(shí)驗(yàn)中常常要用到酒精噴燈才能完成的實(shí)驗(yàn)。使實(shí)驗(yàn)變得更簡單，試劑用量少，反應(yīng)時間短，且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。2. 該實(shí)驗(yàn)為固相反應(yīng)，固體分子間的接觸面較小、擴(kuò)散力較弱，因此兩種固體破碎得越細(xì)越干燥、混合得越均勻、反應(yīng)速度就越大。所以木炭和氧化銅粉末應(yīng)盡量磨細(xì)，兩者混合時要充分研磨均勻。將藥品裝入試管中應(yīng)適當(dāng)壓實(shí)，使火焰能完全加熱反應(yīng)物。3. 木炭有較強(qiáng)的吸附性，能吸收水分和空氣，因此實(shí)驗(yàn)中所用的木炭必須要烘干，最好是即干即用。4. 由于反應(yīng)后，還原產(chǎn)物仍保持較高的溫度，且試管內(nèi)與外界的壓強(qiáng)差較大，若將通氣管移出小試管的石灰水，則空氣會

52、進(jìn)入到試管，從而使還原產(chǎn)物重新氧化造成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。因此反應(yīng)完畢，先用止氣夾夾住乳膠管，這樣既能防止在冷卻的過程中發(fā)生倒吸的現(xiàn)象，又能防止空氣進(jìn)入試管使還原產(chǎn)物重新氧化，有利于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。5. 該實(shí)驗(yàn)也可用活性碳代替木炭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同樣可得到預(yù)期效果。6. 此實(shí)驗(yàn)?zāi)咎颗c氧化銅的最佳質(zhì)量比為1:41:5，如果木炭量過多，則炭粉會遮蓋還原出來的單質(zhì)銅；若氧化銅量過多，則剩余的氧化銅與還原出來的金屬銅繼續(xù)反應(yīng)，生成磚紅色氧化亞銅而不能生成紅色的金屬銅粉。 六、問題與思考1. 實(shí)驗(yàn)停止加熱時，在移去酒精燈之前，先用止氣夾夾住橡膠管的目的是什么？如果不這樣做將對實(shí)驗(yàn)效果有什么影響？2. 探討對圖3-1

53、4所示的裝置進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)的各種簡易方法。實(shí)驗(yàn)6 一氧化碳的制備及性質(zhì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解制備一氧化碳的原理和方法；2. 認(rèn)識一氧化碳的可燃性、還原性及毒性；3. 探索環(huán)保微型實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)方法和操作技能。 二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)室制取一氧化碳通常用甲酸脫水的方法，將甲酸與濃硫酸的混合物加熱至8090，甲酸脫水生成一氧化碳：HCOOH CO+ H2O濃H2SO48090一氧化碳能被氧化成二氧化碳，是一種良好的還原劑。在高溫下，一氧化碳能從許多金屬氧化物中奪取氧，使金屬還原。CuO + CO Cu + CO2Fe2O3 + 3CO 2Fe + CO2高溫三、實(shí)驗(yàn)用品1. 儀器和材料：側(cè)泡具支試管、V

54、形側(cè)泡反應(yīng)管、尖嘴管、小燒杯、微型酒精燈、微型操作臺。2. 藥品：濃硫酸、甲酸、氧化鐵、氧化銅、澄清石灰水、小磁鐵。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作圖3-15 一氧化碳的制取與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置()1. 一氧化碳的制備及性質(zhì)（）(1) 在側(cè)泡具支試管中加約0.6 mL濃硫酸，在滴管中吸入約0.3 mL甲酸。在V形側(cè)泡反應(yīng)管的側(cè)泡處分別裝入氧化鐵和氧化銅粉末各0.04 g（約花生米大小體積）。在V形處滴加約12滴澄清石灰水。裝置如圖3-15所示。(2) 將濃硫酸滴下，并微熱側(cè)泡具支試管底部，促使一氧化碳生成。用火將尖嘴管口出來的CO點(diǎn)燃，觀察火焰顏色。接著用經(jīng)澄清石灰水潤濕的小燒杯罩在火焰上，觀察現(xiàn)象。(3) 對裝有氧化銅的側(cè)泡處加熱，觀察氧化銅和澄清石灰水的現(xiàn)象變化。圖3-