魅力化學講義

魅力化學模塊一、化學與實驗項目一、神奇的化學現象項目二、噴泉實驗模塊二、化學與生活項目一、化學生活小常識項目二、固體酒精制備項目三、工業(yè)肥皂制備模塊三、化學與工業(yè)項目一、化學工業(yè)發(fā)展史項目二、自來水硬度檢測項目三、純堿制備及檢驗

模塊一項目一、神奇的化學現象1、墻上出“汗”刷墻用的白灰是氫氧化鈣刷到墻上之后，又和空氣中的二氧化碳發(fā)生化學反應而生成堅硬的碳酸鈣和水，所以墻上所出的“汗”，就是經過化學反應生成水的結果。反應方程式請同學們寫出來：2、神奇的“金創(chuàng)紙”街頭賣藝人用刀拍打手臂或大腿，然后在刀口上噴水，用刀在臂或腿上割一下，立刻冒出血珠。這時藝人取一條黑色（或其他顏色）紙貼在傷口上，過一會兒再揭下紙來請觀眾看，傷口一點也沒有了，連刀痕也沒有。然后賣藝人開始向觀眾推銷這種金創(chuàng)紙，說是家庭必備。請大家思考其中的原理：3、用水燒紙實際上并不神秘，這無非是一種非常普通的化學反應所產生的一種現象。原來，表演者手中拿的那張白紙上事先已粘上一小塊金屬鈉，因為金屬鈉是白色的，所以臺下的觀眾是不易看見的，他將白紙折疊幾次是為了將這塊金屬鈉包在中間以防止在空氣中被氧化。金屬鈉遇水后能發(fā)生激烈的化學反應，生成氫氧化鈉和氫氣。同時，這個反應放出大量的熱，使紙的溫度迅速升高，并馬上達到著火點。這個反應還同時放出氫氣，在氫氣燃燒之時，紙也跟著燃燒了。不但金屬鈉有這種性質，金屬鉀等也都有這種化學性質。4、會跳舞的雞蛋雞蛋外殼的主要成分是碳酸鈣。

CaC03十2HC1＝CaC12十C02（氣）十H20，C02所形成的氣泡緊緊地附在蛋殼上，產生的浮力使雞蛋上升，到液面時氣泡所受的壓力小，一部分氣泡破裂，從而使浮力減小，雞蛋開始下沉。如此循環(huán)往復,就好像雞蛋在跳舞。最后由于杯中的液體里含有大量的氯化鈣和剩余的鹽酸，使液體的比重大于雞蛋的比重，雞蛋最終浮在液體上部。5、玻璃棒點燃了冰塊冰塊上的電石和冰表面上少量的水發(fā)生反應，生成的電石氣是易燃氣體。由于濃硫酸和高錳酸鉀都是強氧化劑，它能把電石氣氧化并且立刻達到著火點，使電石氣燃燒，另外，由于水和電石反應是放熱反應，加之電石氣的燃燒放熱，更使冰塊熔化成的水越來越多，所以電石反應也越加迅速，電石氣產生的也越來越多，火也越來越旺。6、一吹即燃的蠟燭原來，魔術師在表演之前將蠟燭芯松散開，滴進了些溶有白磷的二硫化碳溶液。因為二硫化碳液體是極易揮發(fā)的物質，魔術師吹口長氣使其揮發(fā)速度進一步加快，當二硫化碳揮發(fā)完了，燭芯上留下極為細小的白磷顆粒，白磷與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應并產生熱量，當溫度升高到35℃時，白磷便自行燃燒，隨之就把原來熄滅的燭芯又引著了7、不用電的電燈泡原來，這個電燈泡中裝有鎂條和濃硫酸，它們在燈泡內發(fā)生激烈的化學反應，引起了放熱發(fā)光。因為濃硫酸具有強烈的氧化性，尤其是和一些金屬相遇時更能顯示出它的氧化本領。金屬鎂又是特別容易被氧化的物質，所以它倆是天生的“門當戶對”了，只要一相遇，便立刻發(fā)生激烈的化學反應：

Mg＋2H2SO4（濃）＝MgSO4＋SO2↑＋2H20

在反應過程中放出大量的熱量，使電燈泡內的溫度急劇上升，很快地使鎂條達到燃點，在充分供給氧的情況下，鎂條燃燒得更旺，好像照明彈一樣。8、不是玻璃刀的“玻璃刀”這種不是玻璃刀的“玻璃刀”是氫氟酸。因為氟化鈣和硫酸反應生成氟化氫和硫酸鈣，氟化氫氣體從溶液中揮發(fā)到玻璃上，又溶解于玻璃上面的水而形成的氫氟酸，氫氟酸是不和石蠟發(fā)生反應的，就是專門和形成玻璃的主要原料——二氧化硅反應，反應后生成水和氟化氫氣體，這種能“吃”玻璃的酸，人們稱之不是玻璃刀的“玻璃刀”。這樣，凡是沒有被石蠟遮蓋保護的玻璃表面即圖案部分都被這種酸“吃”掉了一層，清除石蠟后，玻璃上的圖案就顯示出來了。其反應如下：4HF十Si02＝2H20十SiF4（氣）9、燒不壞的手帕原來，玻璃杯中盛的是兩份酒精和一份水，酒精的沸點只有78℃，水的沸點是100oC，所以，酒精很容易從手帕中揮發(fā)出來燒掉，一部分水仍然留在手帕上，保護著手帕。另外，在酒精燃燒的過程中，有一部分水變成蒸氣揮發(fā)了，這些揮發(fā)的水汽帶走了手帕上的一部分熱量，從而降低了手帕的溫度，使其達不到燃點。以上的兩個因素保護了手帕的安全。10、氯化銨的妙用--防火布原來，這種棉布（防火布）的表面附滿了氯化銨的晶體顆粒，

NH4Cl=NH3(氣）＋HC1(氣）這兩種氣體把棉布與空氣隔絕起來，當這兩種氣體保護棉布不被火燒的同時，它們又在空氣中相遇，重新化合而成氯化銨小晶體，這些小晶體分布在空氣中，就像白煙一樣。氯化銨這種化學物質是很好的防火能手，戲院里的舞臺布景、艦艇上的木料等，都經常用氯化銨處理。

項目二、噴泉實驗實驗目的1.認識氨氣的溶解性；2.掌握噴泉實驗的原理。實驗原理氨氣和水都是極性分子，根據相似相溶原理，氨氣極易溶于水。這樣在燒瓶中會因氣體體積急劇減少而產生負壓，水在外界大氣壓作用下被壓入燒瓶中而產生噴泉現象。又由于氨氣溶于水后變成氨水，從而使酚酞試液變紅。實驗步驟1.按下圖組裝儀器。2.在干燥的圓底燒瓶里集滿氨氣，用帶有玻璃管和滴管(滴管里預先吸入水)的塞子塞緊瓶口。3.立即倒置燒瓶，將玻璃管放進盛有酚酞溶液的燒杯里。4.擠壓滴管的膠頭，使少量水進入燒瓶后，打開止水夾。觀察現象。片刻燒杯里的溶液即由玻璃管噴入燒瓶，形成美麗的噴泉。注意事項及成敗關鍵1.燒瓶在收集氨氣之前應烘干，冷卻后再收集。2.預先吸好水的滴管和直玻璃導管的外部應干燥。3.用向上排空氣法收集氨氣時，燒瓶口應放一團棉花，防止氨氣與空氣對流。當驗滿后，還應再多通些時候，以保證排盡空氣。4.應塞緊塞子，插滴管和直玻璃管的塞孔周圍也不能漏氣，直玻璃導管中部橡皮管上的彈簧夾也要夾緊。5.收集好氣體后最好立即使用。6.伸入燒瓶內的尖嘴玻璃導管直徑宜小，尖嘴口距燒瓶底3cm為宜，這樣既可保證噴水能碰到瓶底而飛濺，又可避免尖嘴很快被液面淹沒而使噴泉現象不明顯。7.若膠頭滴管中的水倒流回膠頭中，致使膠頭中的水不易擠出時，可將止水夾關閉,然后正立燒杯，再擠壓膠頭，使膠頭中的水滴入燒瓶，此時再做即可成功。常見氣體在常溫常壓下的溶解度：難溶氣體：N2（1:0.02）H2（1:0.02）微溶氣體：O2（1:0.2）可溶氣體：Cl2（1:2）H2S（1:2.6）CO2（1:1）易溶氣體：SO2（1:40）極易溶氣體：HCl（1:500）NH3（1:700）思考題1、若A為HCL，B可以選擇哪些溶液？2、若B為H2O，A可以選擇哪些氣體？3、若B為NaOH溶液，A可以選擇哪些氣體？4、O2等在水中溶解度小，常溫又不易與其它溶液反應的氣體是否就無法做成噴泉實驗？

模塊二、化學與生活項目一、化學生活常識1、食物的酸堿性研究發(fā)現，多吃堿性食物可保持血液呈弱堿性，使得血液中乳酸、尿素等酸性物質減少，并能防止其在血管壁上沉積，因而有軟化血管的作用，故有人稱堿性食物為"血液和血管的清潔劑"。一般地說，大米、面粉、肉類、魚類、蛋類等食物幾乎都是酸性食物，而蔬菜、水果、牛奶、山芋、土豆、豆制品及水產品等則都是堿性食物。2、加碘食鹽的使用碘是人體必需的營養(yǎng)元素，長期缺碘可導致碘缺乏癥，食用加碘食鹽是消除碘缺乏癥的最簡便、經濟、有效的方法。加碘食鹽中含有氯化鈉和碘酸鉀，人體中需要的碘就是碘酸鉀提供的，而碘酸鉀受熱、光照時不穩(wěn)定易分解，從而影響人體對碘的攝入，所以炒菜時要注意：加鹽應等快出鍋時，且勿長時間燉炒。3、炒菜應注意的問題炒菜時不宜把油燒得冒煙，油在高溫時，容易生成一種多環(huán)化合物，一般植物油含的不飽和脂肪酸，更容易形成多環(huán)化合物，實驗證明，多環(huán)化合物易于誘發(fā)動物得膀胱癌。一般將油燒至沸騰就行了，油的“生氣”便可以除去。4、10種食物不宜多吃松花蛋:制作松花蛋需要用一定量的鉛，因此，多食可引起鉛中毒，還會造成缺鈣。臭豆腐:臭豆腐在發(fā)酵過程中極易被微生物污染，同時含有大量揮發(fā)性鹽基氮及硫化氫等，這些都是蛋白質分解的腐敗物質，多食對人體有害。味精:每人每天味精攝入不應超過６毫克，過多攝入會使血液中谷氨酸的含量升高，限制了必需的２價陽離子鈣和鎂的利用，可造成短時期頭痛、惡心等癥狀，對人的生殖系統(tǒng)也會帶來不良影響。方便面:方便面中含有對人體不利的食品色素與防腐劑等，常吃對身體不利葵花籽:葵花籽中含有不飽和脂肪酸，多吃會消耗體內大量的堿，影響肝細胞的功能。菠菜:菠菜營養(yǎng)豐富，但它含有草酸，食物中的鋅與鈣會與草酸結合而排出體外，從而引起人體鋅與鈣的缺乏。豬肝:1000克豬肝含有膽固醇高達400烤牛羊肉:牛羊肉在熏烤過程中會產生如苯并芘這樣的有害物質，這是誘發(fā)癌癥的物質。腌菜:腌菜如腌制得不好，會含有致癌物質亞硝酸胺。油條:油條中的明礬是含鋁的無機物，天天吃油條，鋁就很難由腎臟排出，從而對大腦及神經細胞產生毒害，甚至引發(fā)老年性癡呆癥。5、食物中的二氧化硫二氧化硫在食品中可顯示多種技術效果，一般稱它為漂白劑，因為二氧化硫可與有色物質作用對食品進行漂白。另一方面二氧化硫具有還原作用，可以抑制氧化酶的活性，從而抑制酶性褐變?？傊捎诙趸虻膽每墒构?、果脯等具有美好的外觀，所以有人稱它為化妝品性的添加劑。二氧化硫在發(fā)揮“化妝性”作用的同時，還具有許多非化妝作用，如防腐、抗氧化等，這對保持食品的營養(yǎng)價值和質量都是很必要的。長期以來，人們一直認為二氧化硫對人體是無害的，但自Baker等人在1981年發(fā)現亞硫酸鹽可以誘使一部分哮喘病人哮喘復發(fā)后，人們重新審視二氧化硫的安全性。經長期毒理性研究，人們認為：亞硫酸鹽制劑在當前的使用劑量下對多數人是無明顯危害的。還有兩點應該說明的是：食物中的亞硫酸鹽必須達到一定劑量，才會引起過敏，即使是很敏感的亞硫酸鹽過敏者，也不是對所有用亞硫酸鹽處理過的食品均過敏，從這一點講，二氧化硫是一種較為安全的防腐劑。6、如何除去魚膽的苦味人們喜歡吃魚，是因為魚的味道鮮美?？墒?，如果剖魚時不小心弄破了魚膽，膽汁沾在魚肉上，就會使魚肉帶有苦味，影響人們的食欲。膽汁中產生苦味的主要成分是膽汁酸，因為它難溶于水，所以滲入魚肉中的膽汁，用水是很難完全洗除的。而純堿能與膽汁酸發(fā)生反應，生成物是膽汁酸鈉，它可溶于水。所以弄破了魚膽，只要在沾了膽汁的魚肉上抹些純堿粉，稍等片刻再用水沖洗干凈，苦味便可消除。如果膽汁污染面積較大，可把魚放到稀堿液中浸泡片刻，然后再沖洗干凈，苦味可完全消除7、如何洗掉蔬菜上的農藥蔬菜上殘留大量的農藥，如果不清洗干凈的話，長期食用，對人們的身體損害是非常大的。道理其實大家都知道，可是有誰能夠在洗菜的時候戴上顯微鏡呢？洗不干凈菜，心里總是別扭的！無奈，于是現代人們總會以“眼不見為凈”的至理名言來自我安慰一翻?，F在介紹一個辦法：在一臉盆水中加入二匙小蘇打，然后將蔬菜浸泡其中五至十五分鐘，再用清水沖洗數次，就可洗去蔬菜上的農藥，來吧！放心的食用新鮮蔬菜吧。8、羊肉的購買由于屠宰豬羊時放血不完全而殘存血紅素，血紅素中鐵以二價離子形式存在，因此新鮮肉呈鮮紅色。隨著肉的陳放，二價鐵離子逐漸被空氣氧化為三價鐵離子，使肉呈現暗紅色。9、久置的紅薯為何比新挖的紅薯甜紅薯放久了，水分減少很多，皮上起了皺紋。水分的減少對于甜度的提高有很大的影響，原因有兩個：一是水分蒸發(fā)減少，相對的增加了紅薯中糖的濃度。二是在放置的過程中，水參與了紅薯內淀粉的水解反應，淀粉水解變成了糖，這樣使紅薯內糖分增多起來。因此，放置久的紅薯比新挖出土的紅薯要甜。10、開水飲用自來水剛煮沸就關火對健康不利，煮沸3-5分鐘再熄火，燒出來的開水亞硝酸鹽和氯化物等有毒物質含量都處于最低值，最適合飲用。11、飲豆?jié){四忌（1）忌沖雞蛋：雞蛋中的黏液性蛋白易和豆?jié){中的胰蛋白酶結合，產生一種不被人體吸收的物質，從而失去它的營養(yǎng)價值。（2）忌煮不透：豆?jié){中含有胰蛋白酶抑制物，如果煮不透，人喝了就會發(fā)生惡心、嘔吐和腹瀉等癥狀。（3）忌沖紅糖：因和紅糖中的有機酸能和豆?jié){中的蛋白質結合，產生“變性沉淀粉”，故忌沖紅糖飲用，而白糖卻無此現象。（4）忌喝過量：豆?jié){一次喝的過多，容易引起“過食性蛋白質消化不良”，出現腹瀉、腹脹等癥狀。12、牛奶不宜在高溫煮太久牛奶含有豐富的蛋白質。加熱時，呈膠體狀態(tài)的蛋白質微粒會發(fā)生很大的變化。當牛奶溫度達到60--62度時，就開始出現輕微的脫水現象，蛋白質微粒由溶膠狀態(tài)變?yōu)槟z狀態(tài)，并出現沉淀。牛奶中還含有不穩(wěn)定的磷酸鹽。加熱時，酸性磷酸鈣變?yōu)橹行粤姿徕}，也會以不溶性沉淀物的形式沉淀下來。另外，當牛奶加熱到100度左右時，牛奶中的乳糖開始焦化，使牛奶帶有褪色，并逐漸分解成乳酸，同時產生少量的甲酸，使牛奶帶有酸味。所以，牛奶不宜煮得時間太久。13燒肉骨湯中途不宜加冷水肉骨湯所以營養(yǎng)豐富，味道鮮美，主要是蛋白質和脂肪溶解在湯里的結果。燉肉骨湯時，先冷水下鍋，逐漸升溫煮沸，然后文火煨燉，這樣，可以使肉骨的骨組織疏松，骨中的蛋白質、脂肪逐漸解聚而溶出。于是，肉骨湯便越煨越濃，油脂如膏，骨酥可嚼。如果在煨燉中途加水，會使肉骨湯的溫度突然變化，致使蛋白質、脂肪迅速凝固收縮成團不再解聚。肉骨表面的空隙也會因此而收縮，造成肉骨組織緊縮，不易燒酥，骨髓中的蛋白質脂肪也就不能大量溶出。這時，湯中的蛋白質脂肪也就相應減少，從而影響湯味的鮮美14、汽水中的化學人們在制汽水時常用小蘇打（碳酸氫鈉）和檸檬酸配制，當把小蘇打與檸檬酸混溶于水中后它們之間發(fā)生反應，生成二氧化碳氣體，而瓶子已塞緊，二氧化碳被迫呆在水中，當瓶塞打開后，外面壓力小了，二氧化碳氣體便從水中逸出，可以見到氣泡翻騰，人們喝進汽水后，胃中溫度高，胃又來不及吸收二氧化碳，于是便從口中排出，這樣帶走熱量，使人覺得清涼。15、為什么酒越陳越香一般普通的酒，為什么埋藏了幾年就變?yōu)槊谰颇?？白酒的主要成分是乙醇，把酒埋在地下，保存好，放置幾年后，乙醇就和白酒中較少的成份乙酸發(fā)生化學反應，生成的CH3COOC2H5（乙酸乙酯）具有果香味。上述反應雖為可逆反應，反應速度較慢，但時間越長，也就有越多的乙酸乙酯生成，因此酒越陳越香。16、黃酒為何要燙熱喝黃酒是以糧食為原料，通過酒曲及酒藥等共同作用而釀成的，它的主要成分是乙醇，但濃度很低。黃酒中還含有極微量的甲醇、醛、醚類等有機化合物，對人體有一定的影響，為了盡可能減少這些物質的殘留量，人們一般將黃酒隔水燙到60--70度左右再喝，因為醛、醚等有機物的沸點較低，一般在20--35度左右，即使對甲醇也不過65度，所以其中所含的這些極微量的有機物，在黃酒燙熱的過程中，隨著溫度升高而揮發(fā)掉，同時，黃酒中所含的脂類芳香物隨溫度升高而蒸騰，從而使酒味更加甘爽醇厚，芬芳濃郁。因此，黃酒燙熱喝是有利于健康的。17、水果為什么可以解酒水果里含有機酸，例如，蘋果里含有蘋果酸，柑橘里含有檸檬酸，葡萄里含有酒石酸等，而酒里的主要成分是乙醇，有機酸能與乙醇相互作用而形成酯類物質從而達到解酒的目的。同樣道理，食醋也能解酒是因為食醋里含有3--5%的乙酸，乙酸能跟乙醇發(fā)生酯化反應生成乙酸乙酯。

項目二、固體酒精的制備實驗研究目的1.理解固體酒精制備原理，掌握有關實驗基本操作；2.探究固體酒精制備實驗的最佳實驗條件；3.激發(fā)學生學習化學興趣，體驗化學在生活中的重要性，并探究如何指導學生開展化學實踐活動。實驗原理硬脂酸[又稱十八酸，化學式為CH3(CH2)16COOH，式量為284]是白色有光澤的柔軟固體，不溶于水。加熱至70℃~71℃時，硬脂酸熔化，并能溶于酒精形成溶液。當加入氫氧化鈉溶液后，氫氧化鈉與硬脂酸反應生成硬脂酸鈉，該鹽不溶于酒精而析出并形成凝膠塊。該凝膠的結構是以硬脂酸鈉為網狀骨架，骨架間隙充滿大量的酒精分子，這就是固體酒精。實驗用品硬脂酸，95%的燈用酒精，40%的氫氧化鈉溶液。燒杯(500mL，100mL)，量筒(100mL，10mL)，臺稱，坩堝，蒸發(fā)皿，酒精燈，石棉網，鐵架臺，玻璃棒，溫度計(200℃)。實驗步驟1．在500mL燒杯中加入1/2體積的熱水，置于酒精燈火焰上加熱，將水燒開。2．稱取1.5g硬脂酸，放入100mL燒杯中，然后將小燒杯放入熱水中，在水浴中加熱，直至硬脂酸熔化。3．在熔化的硬脂酸中加入30mL燈用酒精，并攪拌使硬脂酸溶于酒精。加熱至溶有硬脂酸的酒精溶液剛沸騰，在邊攪拌邊用小量筒將約2mL40%的氫氧化鈉溶液滴入，繼續(xù)攪拌至呈均勻的液體。4．趁熱將液體倒入坩堝中，冷卻后將其取出，置于蒸發(fā)皿中，觀察其外觀和硬度。5．用制得的固體酒精來加熱燒杯中的500mL水，觀察并記錄其燒杯中水的溫度和固體酒精完全燃燒的時間。注意事項1．實驗時應注意使酒精遠離明火，室內應注意通風。2．實驗中使用的反應物比例應合理，使氫氧化鈉充分利用，產品堿性小，產品均勻、色白。3．測定固體酒精的燃燒熱時，應用同樣大小的儀器，火焰的高度相同。4．用本實驗原理制得的固體酒精，燃燒時無煙、無味、無毒，可以用來燒水、炒菜、烤肉等。以塑料袋或罐頭食品盒包裝，可以長期保存，攜帶方便，是家庭、飯店方便使用的固體燃料，具有很廣泛的實用價值。

項目三、工業(yè)肥皂的制備一、實訓目的1．了解透明皂的性能、特點和用途；2．熟悉配方中各原料的作用；3．掌握透明皂的配制操作技巧。二、透明皂的制備1．制備原理透明皂以牛羊油、椰子油、蓖麻油等含不飽和脂肪酸較多的油脂為原料，與氫氧化鈉溶液發(fā)生皂化反應，反應式如下：CH2OOCR1CH2OHR1COONa││CH2OOCR2+3NaOHCH2OH+R2COONa││CH2OOCR3CH2OHR3COONa反應后不用鹽析，將生成的甘油留在體系中增加透明度。然后加入乙醇、蔗糖作透明劑促使肥皂透明，并加入結晶阻化劑有效提高透明度?？芍频猛该鳌⒐饣耐该髟?，作為皮膚清潔用品。2．配方組成質量分數組成質量分數牛油0.13椰子油0.13蓖麻油0.10蔗糖0.10蒸餾水0.10結晶阻化劑30%NaOH溶液95%乙醇甘油茉莉香精0.020.200.060.035少許3．制備步驟：（1）用托盤天平于250mL燒杯中稱入30%NaOH溶液20克，95%乙醇6克和結晶阻化劑2克（2）同樣，另取一50mL燒杯，稱入甘油3.5克，蔗糖10克，蒸餾水10毫升，攪拌均勻，預熱至80oC，呈透明溶液，備用。（3）在400mL燒杯中依次稱入牛油13克，椰子油13克，放入75oC熱水浴混合融化，如有雜質，應用漏斗配加熱過濾套趁熱過濾，保持油脂澄清。然后加入蓖麻油10克（長時間加熱易使顏色變深），混溶?？焖賹ⅲ?）燒杯中物料加入（3）燒杯中，勻速攪拌1—1.5小時，完成皂化反應（取少許樣品溶解在蒸餾水中應呈清晰狀），停止加熱。（4）將（2）中物料加入反應完的（3）燒杯，攪勻，降溫至60oC，加入茉莉香精，繼續(xù)攪勻后，出料，倒入冷水冷卻的冷?；虼鬅?，迅速凝固，得透明、光滑透明皂。

模塊三、化學與工業(yè)項目一、化學工業(yè)發(fā)展史1、無機化工化學工業(yè)歷史悠久，最初的化工可追溯到公元前2000多年前的制陶、冶煉、釀造、漂染等行業(yè)。自18世紀中期工業(yè)革命興起，機器的出現使棉紡織業(yè)實現機械化，硫酸的鉛室法出現，路布蘭制堿法出現。19世紀中葉，出現了氨堿法制堿的索爾維法。隨后，電解法制堿技術問世，為造紙、染料、炸藥等行業(yè)提供了比純堿更強的苛性堿。2、有機化工19世紀，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展促進了煉焦工業(yè)，從煉焦副產品煤焦油中提取多種有機芳香族化合物，并以其為原料制染料、醫(yī)藥、香料、炸藥等產品，形成了以煤焦油為基礎的有機合成工業(yè)。20世紀初，美國標準石油公司采用裂化方法將重質油加熱轉化為相當汽油餾分的輕質油。促進了石油化工的發(fā)展。20世紀中葉，有機化工產品80%-90%是以石油或天然氣為原料生產的，三大合成材料的原料幾乎全部來自石油化工。由于化工原料的變化，引發(fā)了化學工業(yè)產業(yè)結構的變革，帶動精細化工的發(fā)展。自20世紀40年代以來，化工已經成為世界各國工業(yè)發(fā)展的重點。80年代以來，隨社會的發(fā)展、生產工藝技術的改進，提高人民生活水平，化工產品出現多樣化、功能化、精細化的特點。成為化學工業(yè)的起點，化學工業(yè)由發(fā)展基礎化工轉向重點發(fā)展精細化學工業(yè)，使化學工業(yè)發(fā)展達到了一個新的歷史時期。

項目二、自來水硬度檢測—配位滴定法一、實驗目的：1.了解絡合滴定法的原理及其應用。2.掌握絡合滴定法中的直接滴定法，學會用配位滴定法測定水的總硬度。3.掌握EDTA標準溶液的配制與標定的原理。4.了解標定EDTA所用指示劑的性質和使用的條件。5.掌握用CaCO3標定EDTA的方法。二、實驗原理：1、水的總硬度的測定：水的硬度主要由于水中含有鈣鹽和鎂鹽，其他金屬離子如鐵、鋁、錳、鋅等離子也形成硬度，但一般含量甚少，測定工業(yè)用水總硬度時可忽略不計。測定水的硬度常采用配位滴定法，用乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)的標準溶液滴定水中Ca、Mg總量，然后換算為相應的硬度單位（我國采用mmol/L或mg/L（CaCO3）為單位表示水的硬度）。按國際標準方法測定水的總硬度：在pH=10的NH3—NH4Cl緩沖溶液中(為什么?)，以鉻黑T(EBT)為指示劑，用EDTA標準溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{色即為終點。滴定過程反應如下：⑴指示劑：鉻黑T(EBT)PH＜6.3（紫）；PH6.3~11.5（藍）；PH＞11.5（橙）⑵滴定過程顏色變化：滴定前：EBT+Mg２＋=Mg-EBT(藍色)(紫紅色)滴定時：EDTA+Ca2+=Ca-EDTA(無色)EDTA+Mg2+=Mg-EDTA(無色)終點時:EDTA+Mg-EBT=Mg-EDTA+EBT(紫紅色)(藍色)到達計量點時，呈現游離指示劑的純藍色。⑶終點顏色變化：(紫紅色)→(藍色)⑷干擾離子的掩蔽：若水樣中存在Fe3+，Al3+等微量雜質時，用三乙醇胺進行掩蔽，Cu２+、Pb２+、Zn２+等重金屬離子可用Na2S或KCN掩蔽。⑸水硬度的表示：各國對水硬度表示的方法尚未統(tǒng)一，我國生活飲用水衛(wèi)生標準中規(guī)定硬度（以CaCO3計）不得超過450mg/L。除了生活飲用水，我國目前水硬度表示方法還是用mmol/L（CaCO3）表示。德國：CaO10mg/L或0.178mmol/L英國：CaCO3格令/英侖，或0.143mmol/L法國：CaCO310mg/L或0.1mmol/L美國：CaCO31mg/L或0.01mmol/L⑹分測鈣、鎂硬度：可控制pH介于12～13之間（此時，氫氧化鎂沉淀），選用鈣指示劑進行測定。鎂硬度可由總硬度減去鈣硬度求出。2、EDTA的標定：EDTA標準溶液常采用間接法配制，由于EDTA與金屬形成1：1配合物，因此標定EDTA溶液常用的基準物是一些金屬以及它們的氧化物和鹽，如：Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、MgSO4·7H2O、Ni、Pb、ZnSO4·7H2O、等。為了減小系統(tǒng)誤差，本實驗選用CaCO3為基準物，在pH=10的NH3—NH4Cl緩沖溶液中，以鉻黑T為指示劑，進行標定（標定條件與測定條件一致）。用待標定的EDTA溶液滴至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{色即為終點。滴定前：EBT+Mg2+-EDTA=Mg-EBT+EDTA(藍色)(紫紅色)滴定時：EDTA+Ca2+=Ca-EDTA(無色)終點時:EDTA+Mg-EBT=Mg-EDTA+EBT(紫紅色)（無色）(藍色)K穩(wěn)（Ca-EDTA）＞K穩(wěn)（Mg-EDTA）＞K穩(wěn)（Mg-EBT）＞K穩(wěn)（Ca-EBT）三、儀器與試劑1.分析化學實驗常用儀器、烘箱、稱量瓶、電子天平、干燥器、電爐、臺秤2.EDTA(s)(A.R.)、CaCO3(s)(A.R.)、HCl(1∶1)、三乙醇胺(1∶1)、NH3—NH4Cl緩沖溶液(pH=10)、Mg2+-EDTA溶液、鉻黑T指示劑(0.5%)、水樣。四、實驗步驟1.0.01mol·L-1EDTA標準溶液的配制和標定1)配制:在臺秤上稱取2gEDTA于燒杯中，用少量水加熱溶解，冷卻后轉入500mL聚乙烯塑料瓶中加去離子水稀釋至500mL。2)標定:準確稱取CaCO3基準物0.25g，置于100mL燒杯中，用少量水先潤濕，蓋上表面皿，慢慢滴加1∶1HCl5mL，待其全部溶解后，加去離子水50ml，微沸數分鐘以除去CO2，冷卻后用少量水沖洗表面皿及燒杯內壁，定量轉移入250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。移取25.00mLCa２+標準溶液于250mL錐形瓶中，（加1滴甲基紅，用氨水中和至溶液由紅變黃.氨性緩沖溶液若緩沖容量夠，此步可省略），加入20mL水和5mlMg2+-EDTA溶液，再加入10ml氨性緩沖溶液，3滴鉻黑T指示劑指示劑，立即用待標定的EDTA溶液滴定至溶液由紫紅色（酒紅色）變?yōu)榧兯{色（紫藍色），即為終點。平行標定三次，計算EDTA溶液的準確濃度。2.自來水總硬度的測定移取水樣100.0mL于250mL錐形瓶中，加入1~2滴1：1HCL微沸數分鐘以除去CO2，冷卻后，加入3mL1∶1三乙醇胺(若水樣中含有重金屬離子，則加入1mL2%Na2S溶液掩蔽)，5mL氨性緩沖溶液，2～3滴鉻黑T(EBT)指示劑，EDTA標準溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{色，即為終點。注意接近終點時應慢滴多搖。平行測定三次，計算水的總硬度，以mg/L（CaCO3）表示分析結果。附：鈣硬度和鎂硬度的測定取水樣100.0mL于250mL錐形瓶中，加入2mL6mol·L-1NaOH溶液，搖勻，再加入0.01g鈣指示劑，搖勻后用0.005mol·L-1EDTA標準溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{色即為終點。計算鈣硬度。由總硬度和鈣硬度求出鎂硬度。項目三、侯氏制堿法制備純堿侯氏制堿法由來為了實現中國人自己制堿的夢想，揭開索爾維法生產的秘密，打破洋人的封鎖，侯德榜把全部身心都投入到研究和改進制堿工藝上，經過5年艱苦的摸索，終于在1926年生產出合格的純堿。侯德榜，字致本，著名化學家