化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)

高等師范院校化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)

化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)

（教案）

熊言林編寫(xiě)

第一部分化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究選編（01）

第二部分化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（50）

第三部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)參考資料（72）

安徽師范大學(xué)化學(xué)教學(xué)論教研室

2006年8月

第一部分化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究選編

實(shí)驗(yàn)一氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理和催化劑的作用。

2.掌握實(shí)驗(yàn)室制取氧氣和氧氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能。

3.研究有關(guān)氧氣實(shí)驗(yàn)室制法和氧氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

二、實(shí)驗(yàn)用品

氯酸鉀（分析純）、5%過(guò)氧化氫溶液、二氧化缽（分析純）、蠟燭（民用）、石灰水、木炭、

硫粉、細(xì)鐵絲。

試管（20X200mm,附單孔橡皮塞和導(dǎo)氣管）1只、試管（15X180mm）4支，試管夾（木制）1

只，試管架（12孔）1只，集氣瓶（125mL,附毛玻璃片）6個(gè)、鐵架臺(tái)（附鐵夾、十字夾）1個(gè),

燃燒匙1根、玻璃水槽（外徑140mm）1個(gè),表面皿（①70mm）1個(gè)，尖嘴導(dǎo)管（長(zhǎng)20mm）1個(gè),

研缽（內(nèi)徑90mm）1個(gè)，鏡子1把，火柴1盒，木條1根，抹布1塊。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1.氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法和試驗(yàn)二氧化鎰的催化作用。

（1）試驗(yàn)二氧化鋅的催化作用①

在一支干燥而潔凈的試管（15XI80mm）中，加入少量氯酸鉀，用試管夾夾住在燈焰.上

加熱，并隨時(shí)用帶有火星的木條檢驗(yàn)是否有氧氣放出。

另取丈干燥而潔凈的試管，先加入少量氯酸鉀，用試管夾夾住置燈焰中加熱至正好

熔化。用帶著火星的木條插入試管中，可觀(guān)察到木條并不復(fù)燃，或稍有復(fù)燃，這時(shí)把試管

移開(kāi)火焰，迅速加入少量二氧化缽，再用帶火星的木條插入試管之中。

從上面三個(gè)實(shí)驗(yàn)，概括出用氯酸鉀制取氧氣時(shí)二氧化缽的作用。

（2）試驗(yàn)二氧化鎰的催化作用②

①在一支試管中加入5mL5%的過(guò)氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管，木條是否

復(fù)燃？

②微微加熱裝有過(guò)氧化氫溶液的試管，有什么現(xiàn)象發(fā)生？把帶火星的木條伸入試管，

觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象。

—1—

③在另一支試管中加入5mL5%的過(guò)氧化氫溶液，并加入少量二氧化鎰，把帶火星的

木條伸入試管.觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象。

④待實(shí)驗(yàn)③的試管中沒(méi)有氣泡時(shí)，重新加入lmL5%的過(guò)氧化氫溶液，觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)

象。如果再加過(guò)氧化氫溶液，又有何現(xiàn)象?

實(shí)驗(yàn)編號(hào)現(xiàn)象原因

①

②

③

④

結(jié)論:

（3）氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取和收集

用干燥而潔凈的表面皿（或塑料薄

膜），在臺(tái)稱(chēng)上稱(chēng)取氯酸鉀6克（倒入研

缽或在光潔的塑料薄膜紙片上，用角匙

輕輕壓碎）和二氧化鎰2克（事先在蒸發(fā)

皿內(nèi)焙燒處理過(guò)），倒入研缽里混勻。用

角匙（或光潔的凹形紙條）裝入大試管中

（20X200mm）,然后按圖把儀器裝置好。

加熱試管中的混合物，先用排氣法圖1-1氧氣制取實(shí)驗(yàn)裝置

收集2瓶氧氣，再用排水法收集4瓶氧1.混合物2.氧氣

氣（其中一瓶要留五分之一體積的水）待用（見(jiàn)圖1-1）0

2.氧氣的性質(zhì)

（1）木炭在氧氣里燃燒

把一小塊木炭放在燃燒匙里，加熱到發(fā)紅，然后連

木炭帶燃燒匙伸入盛有氧氣的集氣瓶中，觀(guān)察現(xiàn)象。等

燃燒停止后，立即向瓶?jī)?nèi)倒一些澄清的石灰水，振蕩后,

觀(guān)察現(xiàn)象（見(jiàn)圖1-2）。

（2）硫在氧氣瓶里燃燒

在燃燒匙里放入少量硫粉，加熱到發(fā)生燃燒，觀(guān)察

硫在空氣里燃燒的現(xiàn)象。然后把燃燒著的硫的燃燒匙，

伸進(jìn)盛有氧氣的集氣瓶里，觀(guān)察現(xiàn)象（見(jiàn)圖1-3）。圖1-2木炭在氧氣里燃燒實(shí)驗(yàn)裝置

（3）鐵在氧氣里燃燒

把細(xì)鐵絲用砂紙打亮，然后繞成螺旋狀，一端系在燃燒匙的柄上，另一端系在一根火

—2—

柴上，點(diǎn)燃火柴后，待火柴?？煲獰陼r(shí)，立即連同燃

燒匙伸進(jìn)盛有氧氣的集氣瓶里，觀(guān)察現(xiàn)象（見(jiàn)圖1-4）。

（4）蠟燭在氧氣里燃燒

將點(diǎn)燃的蠟燭放在燃燒匙里，然后將燃燒匙和點(diǎn)燃

的蠟燭一起伸進(jìn)盛有氧氣的集氣瓶里，觀(guān)察蠟燭在氧氣

里燃燒情況（見(jiàn)圖1-5）。燃燒停止后，待冷卻后，在瓶

里倒進(jìn)澄清的石灰水，觀(guān)察現(xiàn)象。

四、注意事項(xiàng)

（一）氧氣的制取注意事項(xiàng)

1.氯酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑，若混有少量可燃燒雜質(zhì)

（如紙屑、炭粉、硫粉等），在加熱或磨擦情況下都會(huì)引

起爆炸。為此，稱(chēng)量時(shí)要用干凈的表面皿（或塑料薄膜

片），而不能用一般的紙。二氧化鎰事先放在蒸發(fā)皿中灼

燒過(guò)，以除去可能含有的可燃性雜質(zhì)。在制氧氣過(guò)程中，

若有小爆炸及火星閃光也應(yīng)停止加熱。

2.制取氧氣的裝置要嚴(yán)密不漏氣（如何檢查？）。

3.氯酸鉀和二氧化鎰的混合物要平鋪在試管里，不

要堆積在試管的底部，防止氣流沖散固體粉末。

4.試管口略向下傾斜，使其低于試管底部，防止加

圖1-4鐵在氧氣里燃燒實(shí)驗(yàn)裝置

熱時(shí)固體試劑所吸附的水釋放出來(lái)產(chǎn)生倒流，致使試管

聚然受冷而破裂。

5.加熱時(shí)，先使試管均勻受熱，然后固定加熱試管

底部，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，把燈焰漸移向試管底部中間有

混合物的部位，這樣可防止熔融的氯酸鉀流淌。用加熱

的溫度來(lái)控制氣體產(chǎn)生的速度。

6.導(dǎo)氣管口開(kāi)始放出的氣泡的成分主要是空氣，不

宜收集讓其排盡。只有當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)均勻的氣泡時(shí)方可收

集。

7.氧氣收集完畢，一定要將導(dǎo)氣管移出水面，再熄

圖1-5蠟燭在氧氣里燃燒實(shí)驗(yàn)裝置

滅燈焰。

（二）氧氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)

1.在集氣瓶?jī)?nèi)做燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般應(yīng)將燃燒物從瓶口慢慢伸向瓶底，以充分利用全部

氣體，延長(zhǎng)燃燒時(shí)間，同時(shí)也避免集氣瓶局部受熱炸裂。為此，燃燒匙桿上應(yīng)穿一個(gè)鐵片

或硬紙片，這樣燃燒匙伸進(jìn)集氣瓶時(shí)蓋子自動(dòng)蓋上，以減少氧氣外逸。

—3—

2.演示硫在氧氣中燃燒時(shí)，硫的用量要少，防止硫過(guò)多在氧氣中消耗不完，取出瓶外

后會(huì)繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生二氧化硫會(huì)污染空氣。

3.做鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)用留有水的集氣瓶，以防止生成熾熱的四氧化三鐵落入瓶底，

使瓶底局部受熱而破裂或熔粘在瓶底上。鐵絲燃燒時(shí)，一定待火柴梗燒至只有火星時(shí)方可

將鐵絲伸進(jìn)集氣瓶?jī)?nèi)，否則一部分氧氣要消耗在火柴梗的燃燒上。

五、問(wèn)題與研究

1.分析氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)在教材中的地位和作用并練習(xí)此實(shí)驗(yàn)的講解法。

2.二氧化鋪對(duì)氯酸鉀分解反應(yīng)的催化機(jī)理：

△

(1)2KClO3+2MnO2=2KMnO4+Cl2+O2t(1)

2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2t(2)

K2MnO4+C12=2KCl+MnO2+O2f(3)

2KCIO3+(2MnO2)=2KCl+3O2t+(2MnO2)(4)

△

(2)2KClO3+4MnO2===2KCl+2Mn2O7(1)

△

2Mn2O7===4MnO2+3O2t(2)

△

2KClO3+(4MnO2)=2KCl+3O2t+(4MnO2)⑶

在上述反應(yīng)中，還有

CI2+2O2-2CIO2

。2+(0)-

3.凈化氧氣的方法

制取氧氣往往出現(xiàn)白煙及臭味，主要有氯氣、臭氧、二氧化氯等副產(chǎn)物生成。除去方

法可以在氧氣制取裝置和導(dǎo)氣管之間安裝上過(guò)濾、洗氣、加熱分解的裝置。脫脂棉除去白

煙、水份，氫氧化鈉溶液可以吸收微量的氯氣等，空的燃燒管可使臭氧受熱分解。

4.臭氧和氯氣的檢驗(yàn)方法

均可用淀粉碘化鉀溶液來(lái)檢驗(yàn)。

(2K+)+21+C)3+H20f(2的+20/+。+02

(K+)+21+Cl2f(K+)+2cr+b

5.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用高鎰酸鉀加熱分解制取氧氣

~200℃

2KMnC)4=====K2MnO4+MnC)2+O2t

一般用318克高鋪酸鉀可以制得氧氣17升。

6.根據(jù)現(xiàn)有條件，請(qǐng)你探究氧氣的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的最佳方法。

—4—

六、實(shí)踐活動(dòng)

［想一想］

1.制取氧氣有哪幾種方法，其中最適合學(xué)生做的方法是那種？為什么？

［做一做］

1.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明鋼鐵銹蝕時(shí)空氣中氧氣參與了反應(yīng)。

［點(diǎn)擊］

1.氧氣的制取和性質(zhì)

http://learning,sohu.com/class/chemicles/html/lab2」

［連接］

1.”氧氣的制取和性質(zhì)”探究活動(dòng)中的老師與一學(xué)生的對(duì)話(huà)

http://bd.tjjy.com,cn/gzhx

—5—

實(shí)驗(yàn)二氫氣的實(shí)驗(yàn)室制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握啟普發(fā)生器的使用方法；

2.熟練地掌握氫氣的實(shí)驗(yàn)室制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的操作技能;

3.研究氫氣制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法。

二、實(shí)驗(yàn)用品

硬質(zhì)試管（25X200mm,附有導(dǎo)管的橡皮塞和90°玻璃尖嘴導(dǎo)管）1只，長(zhǎng)頸漏斗1個(gè),

啟普發(fā)生器（250mL,附塞球形漏斗口的橡皮塞1只，30°玻璃管1根，尖嘴玻管長(zhǎng)10cm1

根）1套，干燥管1只（附5cm長(zhǎng)的直玻管的橡皮塞），燒杯（500mL,50~100mL各1只），玻

璃水槽（外徑240mm）1個(gè)，試管（18X150mm）2只,鐵架臺(tái)2個(gè)（附鐵夾、鐵環(huán)各1個(gè)）,儲(chǔ)

氣瓶1個(gè)（同體積500mL的分液漏斗和吸濾瓶各1個(gè)，尖嘴導(dǎo)管和彈簧夾各1個(gè)），酒精燈

1個(gè)，小試管2只，量筒2只（10mL、50mL各1個(gè)），玻棒1根，用■蝸鉗1把，石棉絨（或

玻璃纖維）若干，直玻管1根（長(zhǎng)30cm）、火柴、蒸發(fā)皿1個(gè)、鐵筒（或塑料筒）1個(gè)，高缽酸

鉀、酒精、海鷗洗滌劑、洗衣粉、香肥皂、甘油、氧化銅、凡士林、無(wú)水氧化鈣、稀硫酸

（1:4）、粗鋅粒，洗潔精。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

（-）啟普發(fā)生器的安裝和使用以及氫氣的實(shí)驗(yàn)室制取

1.安裝

實(shí)驗(yàn)室里制取氫氣通常是在啟普發(fā)生器中用鋅粒與稀硫酸（1:4）反應(yīng)制得的。其反應(yīng)方

程式是：

Zn+H2sC）4===ZnSO4+H2t

啟普發(fā)生器是由上部的球形漏斗1和下部的容器

2（玻璃球體和半球體）和導(dǎo)氣管3所組成。球體有兩個(gè)

開(kāi)口，正上方開(kāi)口是球形漏斗插入的孔道，上側(cè)口是

氣體的出口（配有導(dǎo)氣管的橡皮塞）。半球體有一個(gè)下則

口是排廢酸用的，用玻璃磨砂塞或橡皮塞塞緊并拴住圖2-1啟普發(fā)生器結(jié)構(gòu)

1.球形漏斗2.容器3.導(dǎo)氣管

（見(jiàn)圖2-1）。

4.上側(cè)口5.下側(cè)口

將發(fā)生器各部件洗凈，擦干并在磨砂處和活塞處

薄薄地涂上一層凡士林，裝好旋轉(zhuǎn)呈均勻透明狀，以防漏氣或漏液。

2.檢查氣密性

-6-

先打開(kāi)導(dǎo)氣管活塞，從漏斗處加水至充滿(mǎn)半球體，關(guān)閉活塞，繼續(xù)加水至液面到達(dá)球

形漏斗體積的容積一半處為止，作一記號(hào)，靜止2分鐘。如果水面不下降，證明啟普發(fā)生

器不漏氣。把水放掉重新安裝。

3.裝鋅

拔去上側(cè)口的橡皮塞，在球體和半球體之間的“蜂腰”處從上側(cè)口加入一層玻璃絲或

橡皮圈（橡皮圈應(yīng)打孔，周?chē)】坠┝蛩嵘舷铝鲃?dòng)，中間大孔留插球形漏斗用），防止鋅粒

掉下去。然后，用藥匙加入粗鋅粒。

4.裝酸

先扭開(kāi)導(dǎo)氣管活塞，然后將稀硫酸從球形漏斗中加入至浸沒(méi)鋅粒為止，關(guān)閉活塞待用。

5.檢查氫氣純度

打開(kāi)導(dǎo)氣管活塞，用向下排空氣法收集一小試管氫氣，用拇指堵住試管口，管口向下

移動(dòng)到火焰處，進(jìn)行點(diǎn)燃。如果有尖銳的爆鳴聲證明試管里的氫氣混有空氣，這時(shí)需要再

進(jìn)行試純，直至只發(fā)生輕微的“噗”聲為止。若進(jìn)行第二次試純時(shí)，必須堵住小試管一會(huì)

兒或更換一個(gè)試管，防止試管內(nèi)有燃燒的氫氣火焰存在，再拿到導(dǎo)管口收集氫氣時(shí)，會(huì)引

起管口處的氫氣燃燒，這時(shí)若啟普發(fā)生器中混有空氣就會(huì)引起啟普發(fā)生器的爆炸。這一點(diǎn)

要特別注意。

6.排酸

啟普發(fā)生器用過(guò)后應(yīng)排掉廢酸。首先關(guān)閉導(dǎo)氣管活塞，再用橡皮塞塞住球形漏斗口,

然后右手握住啟普發(fā)生器的球體（不能握球形漏斗）把卜一側(cè)口放在大口接受器（廢液缸或大

燒杯）之上，左手拔去半球體的下側(cè)口的活塞，讓酸液慢慢流出來(lái)。然后將鋅粒，玻璃絲或

橡皮圈洗凈。再用清水把啟普發(fā)生器洗凈，并在有磨砂處墊上紙片或涂上凡士林，以防粘

結(jié)。如中途需要加酸，可以在排完廢酸后，再塞緊塞子，加入新的酸液。

（二）氫氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

1.氧氣密度與空氣密度的比較

在啟普發(fā)生器的導(dǎo)氣管上裝上一個(gè)裝有無(wú)水氯化鈣

的干燥管。在干燥管口較大的一頭裝上帶有直玻璃管的橡

皮塞，再在干燥管小端口連接一段10厘米左右的橡皮管。

用橡皮管蘸取肥皂液后慢慢打開(kāi)啟普發(fā)生器上的活塞，肥

皂泡即生成，再輕輕擺動(dòng)橡皮管，肥皂泡即離開(kāi)橡皮管而

上升（見(jiàn)圖2-2）。

2.氫氣與空氣爆鳴

（1）方法一

選擇兩個(gè)大小相同，瓶口吻合的集氣瓶，其中一個(gè)集

氣瓶用排水法收滿(mǎn)氧氣。將另一裝有空氣的集氣瓶隔著玻圖2-2氫氣吹肥皂泡實(shí)驗(yàn)裝置

璃片倒立在有氫氣的瓶口上并與裝有氫氣的瓶口對(duì)齊（見(jiàn)

圖2-3）抽去毛玻片，將兩個(gè)集氣瓶一起拿著上下翻幾次,

使氫氣與空氣混勻。再向兩瓶口之間插入兩塊毛玻片，戶(hù)空

將兩個(gè)瓶口蓋好后分開(kāi)。移去毛玻片迅速在點(diǎn)燃的酒精

燈上點(diǎn)火，立即發(fā)出聲音較大的爆鳴聲。

（2）方法二

在一只高約8厘米，口徑約7厘米的鐵筒（或塑料紙

筒）底上，用小鐵釘在中央打個(gè)孔，以紙或火柴棒塞住。

然后從鐵筒大口處迅速地通入氫氣，約3-4分鐘估計(jì)收

集的氫氣已純，拿開(kāi)氫氣導(dǎo)管和氫氣發(fā)生器，立即點(diǎn)燃

玻璃棒上吸有酒精的棉花，同時(shí)拔掉小孔里的火柴棒,

圖2-3氫氣與空氣混合裝置

用燃著的棉球接觸筒上小孔逸出的

氫氣，氫氣立即燃燒，隨后發(fā)生爆

炸并把鐵筒彈起（見(jiàn)圖2-4）。

3.氫氣與氧氣的爆鳴

⑴方法一

用排水法先收集集氣瓶1/3體

圖2-4氫氣與空氣爆鳴裝置

積的氧氣，再繼續(xù)收集氫氣至瓶?jī)?nèi)1.導(dǎo)氣管2.小孔（收集氫氣時(shí)堵?。?/p>

水剛排完。關(guān)閉氫氣發(fā)生器出口旋

塞，用毛玻片蓋嚴(yán)集氣瓶口，從水槽

中取出，瓶口向下，拿著瓶下部，揭

開(kāi)毛玻片，迅速使瓶口與火接觸，可

聽(tīng)到很響的爆鳴聲。

（2）方法二

采用右圖（圖2-5）裝置，進(jìn)行爆

鳴實(shí)驗(yàn)：向肥皂液中通入氫氧（2:1）

混合氣體，成泡后，關(guān)閉止水夾，移?基第混糜工氫氧混合爆鳴氣產(chǎn)生裝置

.水.止水夾.肥皂液.蒸發(fā)皿

走該裝置，再用燃著的火柴點(diǎn)燃肥皂一’”2345

泡，發(fā)出很響的爆鳴聲。

4.氫氣在空氣中燃燒

在啟普發(fā)生器的導(dǎo)氣管上，先裝上一支裝有無(wú)水

氯化鈣的干燥管，上接一根尖嘴玻璃導(dǎo)管，點(diǎn)燃?xì)錃?

觀(guān)察氫氣燃燒現(xiàn)象。再在火焰的上方罩一冷而干燥的

燒杯，觀(guān)察現(xiàn)象（見(jiàn)圖2-6）。

5.氧氣在氫氣中燃燒圖2-6氫氣在空氣中燃燒實(shí)驗(yàn)裝置

取一硬質(zhì)試管裝入經(jīng)壓碎的高鎰酸鉀5克，管口

—8—

放置少量棉花，配單孔塞，連接導(dǎo)管，導(dǎo)管末端要有90°彎玻管，以便伸入集氣瓶?jī)?nèi)，試

管口稍低于管底，固定在鐵架臺(tái)上，制得氧氣。

選取一個(gè)250mL集氣瓶（事先應(yīng)與鐵架臺(tái)上的小鐵圈配合好），用排水法收滿(mǎn)純氫氣，

用毛玻片蓋好，瓶口向下，擱在鐵圈上。

加熱高錦酸鉀，把導(dǎo)管末端插入水中，見(jiàn)有顯著連續(xù)氣泡放出，抽去毛玻片，讓集氣

瓶落入鐵圈內(nèi)，迅速點(diǎn)燃氧氣，立即把氧氣導(dǎo)管穿

過(guò)氫焰，慢慢伸入瓶中，觀(guān)察觀(guān)象（見(jiàn)圖2-7）。

6.氫氣還原氧化銅

取干燥的大試管一支，裝入少量氧化銅粉末，

使它平鋪在接近試管底部的一側(cè)，用鐵夾固定在鐵

架臺(tái)上，并使試管口稍向下，用自制氫氣簡(jiǎn)易發(fā)生

器制取氧氣，將經(jīng)檢驗(yàn)證明已純凈的氨氣通入大試

管中（通氫氣的玻璃管要伸到大試管的底部，為什圖2-7氧氣在氫氣中燃燒實(shí)驗(yàn)裝置

1.高鎰酸鉀2.氫氧焰

么？）。估計(jì)試管中的空氣排盡后，在裝有氧化銅

的地方加熱，觀(guān)察現(xiàn)象。反應(yīng)結(jié)束后，移去酒精燈，

再繼續(xù)通氫氣至試管冷卻（為什么？）（見(jiàn)圖2-8）。

四、注意事項(xiàng)

1.點(diǎn)燃?xì)錃饣蚣訜釟錃庵埃欢ㄒ獧z驗(yàn)氫氣

的純度，否則有爆炸的危險(xiǎn)。因?yàn)樵跉錃夂涂諝獾?/p>

混合物中，當(dāng)含氫的體積在4%?74.2%的范圍遇

到火就會(huì)立即爆炸。而純凈的氫氣則能在空氣中安

靜燃燒。連續(xù)檢驗(yàn)氫氣時(shí)，不要用同一個(gè)試管，需

要更換一只試管（為什么？）重新檢驗(yàn)。圖2-8氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)裝置

1.氫氣2.氧化銅

2.使用啟普發(fā)生器時(shí),要遠(yuǎn)離火源，防止氫氣

不純而引起爆炸。

3.做氫氧混合氣體爆鳴實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意在點(diǎn)燃肥皂泡前一定要拿走儲(chǔ)氣瓶，并夾好橡

皮導(dǎo)管。否則將引起爆炸事故。

4.在做氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)中，加熱前應(yīng)先通入氫氣把試管內(nèi)的空氣排盡，然后才

能加熱（為什么？）。同時(shí)氫氣流要均勻，避免時(shí)快時(shí)慢，?般每秒2個(gè)氣泡即可。在停止

加熱后，要繼續(xù)通入氫氣至試管冷卻（為什么？）。

五、問(wèn)題與研究

1.分析氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)在教材中的地位和作用。練習(xí)演示實(shí)驗(yàn)時(shí)的講解法。

2.按照啟普發(fā)生器的原理，用具支試管、長(zhǎng)頸漏斗、U形管為主要儀器，設(shè)計(jì)和制作

—9—

一套氫氣簡(jiǎn)易裝置。

3.肥皂液的配制:

在蒸發(fā)皿中用肥皂0.4g(或洗衣粉1g),加約10mL蒸儲(chǔ)水，再加5~10滴甘油調(diào)制而成

肥皂液；或取海鷗洗滌劑10mL,加甘油10~15滴充分混合而成；或取2mL洗潔精和3mL

水混合而成。

4.氧氣還原氧化銅反應(yīng)后的試管，可用稀硝酸并微熱洗滌可以除去銅。

5.氫氣和空氣混合點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：可以用一小塑料袋代替小鐵筒做此實(shí)驗(yàn)，既能產(chǎn)

生爆炸現(xiàn)象，又安全可靠。

打開(kāi)一不漏氣的小塑料袋，倒扣在產(chǎn)生氫氣的導(dǎo)管上，在袋口處套上一松開(kāi)的活結(jié)扣,

稍通入一會(huì)兒氫氣后，抽出導(dǎo)管拉緊繩扣，然后用火點(diǎn)塑料袋，即聽(tīng)到爆炸聲音。同時(shí)看

到塑料袋向上輕輕彈起。

6.吸取啟普發(fā)生器內(nèi)廢酸裝置

從啟普發(fā)生器內(nèi)排除廢酸，可按圖2-9裝置排酸卜分簡(jiǎn)便。其方法如下:

(1)插入導(dǎo)管，塞緊上方單孔橡皮塞，并使導(dǎo)管

接觸啟普發(fā)生器底部。

(2)關(guān)閉玻璃旋塞，當(dāng)廢酸和鋅粒稍稍反應(yīng)，把廢

酸壓入導(dǎo)管，流入廢酸貯瓶中，立即打開(kāi)玻璃旋塞。

(3)貯酸瓶一定要放在此啟普發(fā)生器低的地方？

(4)當(dāng)廢酸排出后，導(dǎo)管內(nèi)仍有少量余酸，為了

不使余酸灑在外面，提起導(dǎo)管即可。

此裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：排酸安全、簡(jiǎn)便，鋅粒相對(duì)

地可多裝些。若是酸裝多了，也可用此裝置取出多余

的酸。圖2-9向上排廢酸裝置

7.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，設(shè)計(jì)一套氫氣的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的最佳實(shí)驗(yàn)裝置。

六、實(shí)踐活動(dòng)

［想一想］

1.制取氫氣有哪幾種方法，其中最適合學(xué)生做的方法是那種？為什么？

2.實(shí)驗(yàn)室制備氧氣用什么儀器組裝發(fā)生裝置？應(yīng)注意什么？能不能用此裝置制備氫

氣？應(yīng)做如何改進(jìn)？

［做一做］

1.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，利用我們身邊的物質(zhì)較為方便合理的制取氫氣。

［點(diǎn)擊］

1.氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法

—10—

http:〃/subject/chemistry/html/020204/20。。12/20001228239.html

［連接］

1.氫氣的幾種實(shí)驗(yàn)室制法比較

http://kx.pyjy.net/source/czhx/QINGQI/240SR.asp

—11—

實(shí)驗(yàn)三氯氣的實(shí)驗(yàn)室制取和鹵素的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握實(shí)驗(yàn)室制取氯氣和鹵素的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的操作技能。

2.研討實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的教學(xué)方法。

二、實(shí)驗(yàn)用品

分液漏斗（60mL）l個(gè)，圓底燒瓶（500mL）（附單孔橡皮塞）1個(gè)，試管（5mL）l個(gè)，量筒

（100mL）l個(gè)，燃燒匙（銅質(zhì)、玻璃洛1個(gè)、玻璃水槽（圓形）1個(gè)，燒杯（200mL）l個(gè)，試管

（18X150mm）3個(gè)，集氣瓶（附毛玻片）（125mL）6個(gè),鐵架臺(tái)（附鐵圈、鐵夾）1套、干燥管1

個(gè)，啟普發(fā)生器1個(gè)，乙形玻璃管1個(gè)，藥匙、石棉網(wǎng)、鏡子各1個(gè)。

二氧化鎰、濃鹽酸、氫氧化鈉（10%）、溟化鈉溶液（O.lmol」」）、碘化鉀（O.lmol?L"）、

飽和氯水、四氯化碳、無(wú)水氯化鈣、稀硫酸（3mol?I?）、濱水（飽和濱水稀釋10倍）、鈉、

細(xì)銅絲、紅磷、鎂條（長(zhǎng)10?15cm）、鋅、藍(lán)色石蕊試紙、硫代硫酸鈉。

臺(tái)稱(chēng)、橡皮管、玻璃管、飽和食鹽水、濾紙、打孔器、小刀、安全屏、火柴、酒精和

乙醛的混合溶液。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1.氯氣的實(shí)驗(yàn)室制取

在實(shí)驗(yàn)室里，氯氣可以用二氧化鎰（或高鎰酸鉀等）氧化濃鹽酸的反應(yīng)來(lái)制取。

MnO2+4HCl===MnCl2+Cl2t+2H2O

制取氯氣的裝置如圖3-1所示，使用時(shí)首先檢查裝置是否漏氣，然后在圓底燒瓶?jī)?nèi)放

入15克二氧化鋅，連接好裝置。將30mL濃

鹽酸放入分液漏斗，打開(kāi)活塞先放入15mL

左右至燒瓶?jī)?nèi)，這時(shí)立即有氯氣產(chǎn)生，然后

逐滴加入濃鹽酸。如果反應(yīng)緩慢，可加熱燒

瓶。必須注意溫度不能過(guò)高。（如果溫度超過(guò)

90°,就會(huì)使鹽酸里的氯化氫氣體揮發(fā)出來(lái),

使制得的氯氣不純，影響實(shí)驗(yàn)效果。）

取集氣瓶用向上排氣法收集4瓶氯氣，

圖實(shí)驗(yàn)室制取氯氣實(shí)驗(yàn)裝置

用排飽和食鹽水溶液的方法收集2瓶氯氣待3-1

1.濃鹽酸2.二氧化鎰3.10%NaOH溶液4.氯氣

用。（后者供“氯氣與氫氣”發(fā)生的光化學(xué)反

應(yīng)實(shí)驗(yàn)用。）每瓶氯氣收集完畢，集氣瓶口必須用毛玻片蓋住，以防氯氣擴(kuò)散。收集完畢，將

—12—

氯氣裝置導(dǎo)氣管插入盛有10%氫氧化鈉溶液的燒杯內(nèi)，

以防余氯逸散到空氣中。

2.氯氣的化學(xué)性質(zhì)

取黃豆粒大的一塊鈉，用濾紙吸去表面的煤油放

在玻璃燃燒匙里加熱，待鈉剛開(kāi)始燃燒，就立即連匙

帶鈉伸進(jìn)盛氯氣的集氣瓶里觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象，寫(xiě)出反

應(yīng)學(xué)方程式。

（2）氯氣跟金屬銅的反應(yīng)

把一束細(xì)銅絲扎在玻璃燃燒匙上，待灼熱后，立

即伸入盛有氯氣的集氣瓶里（此集氣瓶里應(yīng)放入少量圖3-2氫氣在氯氣里燃燒實(shí)驗(yàn)裝置

1.氫氣2.氯氣

水）。用毛玻璃片蓋住瓶口，加以振蕩，觀(guān)察所得溶液

的顏色。觀(guān)察觀(guān)象并寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（3）氯氣跟紅磷的反應(yīng)

把小半藥匙紅磷放在燃燒匙里，點(diǎn)燃后伸進(jìn)盛有氯

氣的集氣瓶里，觀(guān)察現(xiàn)象并寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（4）氨氣在氯氣里燃燒

先裝好啟普發(fā)生器待用。橡皮管將乙形玻璃管與啟圖3-3氯氣與氫氣混合反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置

1.混合氣2.氯酸鉀+鎂粉

普發(fā)生器連接好。為了干燥氫氣和防爆，中間連個(gè)干

燥管（內(nèi)裝無(wú)水氯化鈣）。打開(kāi)旋塞，先進(jìn)行氫氣試純，

然后在乙形管的尖端上將氧氣點(diǎn)燃，并將乙形玻璃管緩

緩地伸入裝有氯氣的集氣瓶中，觀(guān)察火焰的顏色和酸霧

的產(chǎn)生（見(jiàn)圖3-2）。反應(yīng)完畢后，取出乙形玻璃管，向集

氣瓶?jī)?nèi)注入少量紫色石蕊試液，蓋上毛玻片，搖動(dòng)集氣

瓶，觀(guān)察現(xiàn)象并寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（5）氯氣和氫氣發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)

把新收集的一瓶氯氣和一瓶氫氣隔著玻璃片口對(duì)

口地對(duì)著抽出瓶口間的毛玻片，上下顛倒幾次，使氯

氣和氫氣充分混合，在兩瓶口間插入兩塊塑料片，然

圖3-4制取氯氣實(shí)驗(yàn)裝置

后把兩瓶氫氯混合氣體分開(kāi)，在離瓶約2?3厘米處點(diǎn)

燃鎂條。當(dāng)產(chǎn)生的強(qiáng)光照射混合氣體時(shí)，可以觀(guān)察到

瓶里的氯氣和氫氣迅速化合而發(fā)生爆炸，使塑料片向上彈起（見(jiàn)圖3-3）。寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方

程式。

四、注意事項(xiàng)

1.在用排氣法收集氯氣時(shí)，為了防止氯氣的擴(kuò)散，可以用浸過(guò)硫代硫酸鈉的紗布（疊成

—13—

幾層）或藥棉堵住導(dǎo)管和集氣瓶間的空隙（如圖3-4）。

2.如收集暫時(shí)停止，應(yīng)移去火焰，把導(dǎo)管口放入300毫升以上

的錐形瓶中，并用浸有硫代硫酸鈉的紗布或藥棉蓋好（如圖3-5）。

五、問(wèn)題與研究

（一）氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

L實(shí)驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖3-6所示）

2.實(shí)驗(yàn)操作方法圖3-5吸收氯氣實(shí)驗(yàn)裝置

（1）金屬鈉與氯氣反應(yīng)

從氯氣發(fā)生器制取氯氣，使之進(jìn)入球部盛鈉的干

燥管，并在管的球部加熱。當(dāng)金屬鈉在氯氣流里開(kāi)始

燃燒時(shí)，移去燈焰讓鈉在氯氣流里繼續(xù)燃燒，出現(xiàn)大

量白煙，待反應(yīng)完全，即停止供給氯氣，關(guān)閉氯氣的

活塞，拆下干燥管，讓學(xué)生觀(guān)察生成物——氯化鈉的

顏色和狀態(tài)。

（2）銅和氯氣的反應(yīng)

將放有少量多股細(xì)銅絲的另一只干燥管，連接如

上圖。打開(kāi)活塞通氯氣（若氯氣量不足可適當(dāng)加熱），圖3-6氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置

1.濃鹽酸2.二氧化鋅3.金屬鈉

當(dāng)氯氣進(jìn)入干燥管時(shí)，用酒精燈加熱放有銅絲部位。4.10%氫氧化鈉溶液

約2min鐘，銅絲開(kāi)始出現(xiàn)紅熱時(shí)，移去燈焰，讓銅

絲在氯氣流里繼續(xù)發(fā)出紅光并燃燒，此時(shí)伴有棕色濃煙出現(xiàn)。

停止通氯氣，拆干燥管、待冷，用膠頭滴管往干燥管里加入數(shù)

滴蒸儲(chǔ)水于球部處，即可觀(guān)察到綠色的氯化銅溶液。

（3）磷與氯氣反應(yīng)

將放有黃豆大的白磷的干燥管連接如上圖所示。通入氯

氣，當(dāng)氯氣通入干燥管時(shí)，白磷迅速在氯氣里燃燒，并出現(xiàn)白

色煙霧，停止通氣。

（二）氫氣和氯氣混合氣體見(jiàn)光爆炸的簡(jiǎn)易方法圖3-7氫、氯混合氣爆鳴

實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)易裝置

取一支試管用排飽和食鹽水的方法,先收集約1/2管的氧氣,

后收集約1/2管的氯氣至滿(mǎn)。用軟木塞塞好，但不能塞得太緊。然后用試管夾夾在離試管口的

1/5處，迅速移到太陽(yáng)光直接照射的地方，立即發(fā)生爆炸，將塞子沖得很遠(yuǎn)（見(jiàn)圖3-7）。

（三）注意事項(xiàng)

1.為防止氯氣和水反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故氯氣在容器中不宜停留時(shí)間太長(zhǎng),

并應(yīng)先收集氫氣后收集氯氣為好。

2.用鎂條點(diǎn)燃時(shí)，距離混合氣體約2?3厘米處。

—14—

六、實(shí)踐活動(dòng)

［想一想］

1.制取氯氣有哪幾種方法，其中最適合學(xué)生做的方法是那種？為什么？

2.利用直接點(diǎn)燃的方法能否實(shí)現(xiàn)金屬鈉在氯氣中燃燒的反應(yīng)？是否有不妥之處？應(yīng)

如何改進(jìn)？

［做一做］

1.請(qǐng)簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)出氯氣的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的微型實(shí)驗(yàn)裝置。

［點(diǎn)擊］

1.氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

http://oa.shouzhong.net/hx/info/850T.htm

［連接］

1.氯氣的實(shí)驗(yàn)室制取

http://www.chemsky.net/Soft/GA01/G13/200504/1821.html

—15—

實(shí)驗(yàn)四堿金屬及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟練掌握堿金屬及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)操作技能。

2.學(xué)會(huì)堿金屬及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

—＞實(shí)驗(yàn)用品

鑲子、小刀、放大鏡、鋁箔、燃燒匙、酒精燈、燒杯、試管、脫脂棉、玻璃管、滴管。

蒸儲(chǔ)水、煤油、石灰水、酚隙試液、鉀、鈉、過(guò)氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、草木灰、

稀鹽酸、氯化鋼溶液、硝酸溶液、稀硝酸。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1.鈉與氧的反應(yīng)

用鎰子從瓶中取出小塊金屬鈉，并用濾紙吸干其表面的煤油，用刀切去一端的外皮、

觀(guān)察鈉的顏色。并注意斷面上所發(fā)生的變化。把外面的氧化膜切去后，放在燃燒匙里加熱,

觀(guān)察觀(guān)象。

2.鈉與水的反應(yīng)

向一盛有水的燒杯里，投進(jìn)一小塊金屬鈉（綠豆大小），仔細(xì)觀(guān)察現(xiàn)象。然后滴加幾滴

酚酷溶液，溶液顏色有何變化。

3.鉀與水的反應(yīng)

從煤油里取出一塊金屬鉀，用濾紙吸干煤油，切取綠豆大小的鉀，放在盛有冷水的燒

杯里，迅速用玻璃片蓋好（以免因輕微爆炸而飛濺出液

體）。反應(yīng)完后滴入幾滴酚獻(xiàn)溶液，觀(guān)察溶液顏色的變

化。與上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較，可得出什么結(jié)論。

4.過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)

向1支潔凈干燥的試管中加入一藥匙過(guò)氧化鈉固

體粉末，然后再向試管中滴加蒸懦水，觀(guān)察有無(wú)氣泡放

出。若有，用拇指堵住試管口，用帶火星的木條檢驗(yàn)，

以證實(shí)是否是氧氣放出。

5.碳酸鈉和碳酸氫鈉

（1）與酸反應(yīng)

圖4-1碳酸鈉和碳酸氫鈉受熱裝置

分別向兩個(gè)干凈的大試管里各加入一藥匙碳酸鈉1.碳酸鈉（或碳酸氫鈉）2.澄清石灰水

和碳酸氫鈉，然后分別滴加6mol?L」稀鹽酸5毫升，

—16—

比較兩支試管中放出二氧化碳?xì)怏w的快慢程度。

(2)熱穩(wěn)定性

按圖4-1裝置，把2g碳酸鈉放入試管里，并往燒杯里倒入新制的澄清石灰水，加熱，

觀(guān)察澄清的石灰水是否變混濁.把試管拿掉，換一支盛有同樣體積碳酸氫鈉的試管，加熱,

再觀(guān)察澄清石灰水是否變混濁。

6.從草木灰中提取鉀鹽

(1)溶解在250mL燒杯里放入半燒杯草木灰，加水至高出灰面1?2cm處，放在石棉

網(wǎng)上，用小火加熱，且用玻璃棒攪動(dòng)，以加速草木灰中鉀鹽的溶解。

(2)過(guò)濾把燒杯中的草木灰和浸液一起過(guò)濾，如果濾液混濁再過(guò)濾一次，直至濾液澄

清。

(3)蒸發(fā)把濾液倒入蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)，直至只剩少量液體時(shí)停止加熱。

(4)冷卻靜止片刻可見(jiàn)溶液中有鉀鹽晶體出現(xiàn)。

(5)碳酸根離子、硫酸根離子、氯離子的檢驗(yàn)取制得少量晶體放入試管里，加蒸儲(chǔ)水

溶解并把溶液分成三份，分裝在三支試管里，依次編號(hào)為1、2、3。在1號(hào)試管里加入鹽

酸，在2號(hào)試管里加入氯化鋼溶液，再加入鹽酸，在3號(hào)試管里加入硝酸銀溶液，再加入

稀硝酸，分別觀(guān)察現(xiàn)象。根據(jù)上述現(xiàn)象，可以驗(yàn)證溶液里含有哪些離子。

四、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1.鈉與氧氣反應(yīng)

按圖4-2裝置，加熱試管里的高鎰酸鉀固體使其分

解，再給彎管(彎管直徑應(yīng)粗一些)里的鈉加熱，可看到

鈉劇烈燃燒，發(fā)出亮黃色的火焰，同時(shí)生成淡黃色的過(guò)

氧化鈉。

2.鈉與水反應(yīng)

在試管中水面上加一層2~3cm厚的煤油，將一小圖4-2鈉與氧氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置

1.高鐳酸鉀2.脫脂棉3.金屬鈉

塊鈉(3~4mm見(jiàn)方)放進(jìn)試管，由于P?；m<P?<P*，

所以鈉將沉于煤油而浮于水面,但不要使鈉塊頂部露在煤油

外。用手持放大鏡在試管側(cè)面觀(guān)察這?反應(yīng)是非常有趣的

(見(jiàn)圖4-3)o

3.過(guò)氧化鈉與水、二氧化碳的反應(yīng)

在一小團(tuán)脫脂棉上，放兩藥匙過(guò)氧化鈉粉末，然后包起

來(lái)，留有一個(gè)小縫隙，放在蒸發(fā)皿里，用膠頭滴管向脫脂棉

的縫隙內(nèi)的過(guò)氧化鈉上慢慢滴幾滴水，一會(huì)兒，脫脂棉便燃

圖4-3鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置起來(lái)。此實(shí)驗(yàn)證明：過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)能放出氧氣且是放熱

1.煤油2.鈉3.水反應(yīng)。

—17—

在上法中改用玻璃管對(duì)著過(guò)氧化鈉吹氣，棉花也會(huì)燃燒起來(lái)，這時(shí)過(guò)氧化鈉能和呼出

的二氧化碳起反應(yīng)放出氧氣且放出熱量。

五、問(wèn)題與研究

1.草木灰包括草本灰和木本灰。草本灰的顏色為深灰色或黑色，密度較小，碳酸鉀的

含量較低，濾下的灰水為黃色。木本灰顏色較淺，密度較大，碳酸鉀含量較高，濾下的灰

水為紅棕色。

2.草木灰里一般含有三種鉀鹽，即碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀。隨灰粉的來(lái)源不同，三

種鉀鹽的含量也有所不同。

常見(jiàn)作物的草木灰中三鉀的含量

灰的種類(lèi)含鉀鹽(以K2O計(jì))質(zhì)量(％)

向日葵桿灰36.3

玉米桿灰17.2

木柴桿灰16.2

稻草桿灰8.1

3.鈉與水反應(yīng)可以觀(guān)察到哪些現(xiàn)象？

4.設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)易裝置，既能觀(guān)察到鈉與水的反應(yīng)現(xiàn)象，又能迅速驗(yàn)證放出的氣體是氫

氣的實(shí)驗(yàn)裝置。［參閱：熊言林.鈉跟水組合實(shí)驗(yàn)新設(shè)計(jì).化學(xué)教學(xué)，2003,(7~8):14］

5.為什么利鹽酸反應(yīng)碳酸氫鈉比碳酸鈉劇烈？

6.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置，既能進(jìn)行過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)，又能進(jìn)行過(guò)氧化

鈉與二氧化碳反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

六、實(shí)踐活動(dòng)

［想一想］

1.在過(guò)氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)中，僅僅是其二者反應(yīng)嗎？水份有沒(méi)有起到作用？怎

樣證明？

［做一做］

1.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明鈉在空氣中燃燒生成了過(guò)氧化鈉。

［點(diǎn)擊］

1.關(guān)于金屬鈉的有關(guān)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

http:〃www.jshlzx.net/klh/2/2004/text/zk04109.htm

2.堿金屬及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)介紹

http:〃www.edul2.com/resourceinfo/XKJXGZ/main/content/huaxue/02/

—18—

［連接］

1.金屬鈉的性質(zhì)的微型化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

http://www.kmyz.com,co/huaxue/lch/c01.htm

—19—

實(shí)驗(yàn)五氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵和實(shí)驗(yàn)操作技能，提高改進(jìn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

2.研討氨的催化氧

化實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法。

二、實(shí)驗(yàn)用品

濃氨水、氧化鐵、

重銘酸錢(qián)、濃硫酸、氫

氧化鈉溶液、玻璃絲、

催化管、廣口瓶、圓底

燒瓶、雙連球氣唧、燒

杯、酒精爐。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1.實(shí)驗(yàn)裝置如圖圖5-1氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)裝置

5-1所示。1.濃氨水2.玻璃絲3.三氧化二銘4.氧化瓶5.氫氧化鈉溶液6.濃硫酸

2.在催化管中加入0.5g氧化鐵（或三氧化二倍），兩端用玻璃絲堵住，在左邊的廣口瓶

中加入10mL的濃氨水，在右邊的廣口瓶中加入20mL的濃硫酸。

3.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先用酒精爐（或多頭酒精燈）預(yù)熱催化劑1?2min鐘，然后用雙連球氣唧緩

緩鼓入空氣。氨氣便隨著空氣流進(jìn)入催化管。在催化劑的作用下，氨與空氣中的氧氣發(fā)生

氧化，并可觀(guān)察到催化劑出現(xiàn)紅熱，在燒瓶中有棕色氣體生成。這時(shí)，可逐漸加快擠壓氣

唧的頻率，以增大氣流速度，同時(shí)移走酒精爐，便可觀(guān)察到靠近氣唧端的催化劑繼續(xù)保

持紅熱狀態(tài)，圓底燒瓶中出現(xiàn)濃厚的棕色氣體。尾氣用氫氧化鈉溶液吸收。

四、問(wèn)題與研究

1.在純凈的氧氣里，氨燃燒生成氮?dú)夂退l(fā)出黃色火焰。

點(diǎn)燃

4NH3+3O2===2N2+6H2O+302千卡

如果有催化劑存在，可生成一氧化氮。

催化劑

4NH3+5O.==4NO+6HOO+216千卡

△

由于反應(yīng)中放出許多熱，催化劑不需要外面能量供應(yīng)，就能繼續(xù)保持紅熱。

生成一氧化氮立即跟剩余的氧氣化合生成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w。

—20—

2NO+O2=2NO2

二氧化氮再被水吸收生成硝酸。

3NO2+H2O=2HNO3+NO

用氧化氨的方法可以制取硝酸，通常稱(chēng)為合成硝酸法。

尾氣是用氫氧化鈉溶液吸收，主要除去其中氮的氧化物。

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O

2.氨的催化氧化催化劑可分為兩大類(lèi)：?類(lèi)是鉗催化劑，通常采用伯石棉或粕絲；另

一類(lèi)是非鉆催化劑，多用以石棉為載體的Cr2O3>V2O5、Fe2O3>Co2O3,Ni2O3,MnO2>

CuO,以及細(xì)銅絲等。伯催化劑催化性能雖好，但價(jià)格昂貴，不易得到，即使用了鉗催化

劑,若用量不夠，產(chǎn)生的一氧化氮少，空氣和未反應(yīng)的氨多（雖有濃硫酸的吸收干燥裝置時(shí)）,

則易生成硝酸鍍和亞硝酸錢(qián)小顆粒懸浮在空氣中，形成白煙。

氧化銅雖易得到（用銅絲加熱即可），但催化性能欠佳，且易發(fā)生副反應(yīng)。

CuO

4NH?+3O,===2N,+6HQ

△

故不宜采用.

氧化鉆催化性能雖次于鋁催化劑而優(yōu)于其它非伯催化劑，但在中學(xué)里不易得到。

氧化鐵、氧化格催化性能差不多，但氧化銘需新制，而氧化鐵可用陳物，體積又?。ㄖ?/p>

同質(zhì)量?jī)纱呋瘎?，現(xiàn)象明顯，又易購(gòu)到。因此，氧化鐵是中學(xué)里氨氧化實(shí)驗(yàn)較理想的催化

劑。

實(shí)驗(yàn)證明，某些金屬氧化物混合物（例如氧化鐵與二氧化錦混合），比其組分中的任一

氧化物的催化活性要高。

3.在本實(shí)驗(yàn)里，催化劑出現(xiàn)并保持紅熱狀態(tài)和圓底燒瓶中出現(xiàn)紅棕色氣體是本實(shí)驗(yàn)的

成功標(biāo)志，要使這一實(shí)驗(yàn)成功，就必須要控制好鼓氣速度和氨水濃度。如果在加快鼓氣速

度時(shí)，催化劑紅熱現(xiàn)象不明顯，燒瓶中只有很淡的棕色氣體，可能是催化劑層出現(xiàn)了縫隙,

致使反應(yīng)物未能與之充分接觸，或者催化劑尚未完全達(dá)到活化溫度，以致氨的轉(zhuǎn)化率太低。

如果催化劑紅熱現(xiàn)象早已明顯正常，而圓底燒瓶中的白煙久久不消失，則主要是反應(yīng)物中

氨氣過(guò)重，洗氣瓶中的濃硫酸沒(méi)有完全吸收未轉(zhuǎn)化的氨，這時(shí)?方面可將氨水瓶中的的進(jìn)

氣導(dǎo)管逐漸向上抽動(dòng)，減少其插入氨水深度（必要時(shí)可使管端完全露出液面），減少氨的逸

出量，保證濃硫酸能完全吸收未能轉(zhuǎn)化的氨；另一方面可減慢鼓氣速度，減少氨的逸出量,

保證濃硫酸能完全吸收未能轉(zhuǎn)化的氨，直到催化劑的紅熱現(xiàn)象仍能保持，白煙完全消失為

止。如果加快鼓氣后，催化劑始終不出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象，這大多是反應(yīng)物中氨量不足，可先增

大氨水瓶中進(jìn)氣管插入氨水深度，若仍不奏效，則是氨水的濃度過(guò)低，應(yīng)增大氨水濃度或

換濃氨水。

4.本實(shí)驗(yàn)的氨水濃度應(yīng)盡可能濃一些，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)裝置中有一個(gè)盛濃硫酸的洗氣瓶，它

—21—

可將反應(yīng)后生成的水及未轉(zhuǎn)化的氨均被濃硫酸吸收。其優(yōu)點(diǎn)是，只要鼓氣速度適中，就能

得到純凈的紅棕色氣體，而不易出現(xiàn)白煙。若鼓氣速度太快，洗氣瓶中的濃硫酸來(lái)不及吸

收反應(yīng)生成的水及未能轉(zhuǎn)化的氨，則圓底燒瓶中就會(huì)出現(xiàn)白煙。其中的反應(yīng)有：

2NO+O2====2NC>2（棕色）

NO+NO2+2NH3+H2O====2NH4NC）2（白煙）

3NO2+H2O====2HNO3+NO

HNO3+NH3====NH4NC>3（白煙）

因此，本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵操作之一是控制鼓氣速度。

5.本實(shí)驗(yàn)裝置中不用鐵架臺(tái)而用兩廣口瓶來(lái)固定催化管，但增加了藥品的用量。若用

兩個(gè)具支試管代替廣口瓶，可減少藥品的用量，但需用鐵架臺(tái)。用倒立圓底燒瓶是以增大

二氧化氮?dú)怏w的觀(guān)察厚度來(lái)增強(qiáng)觀(guān)察效果。

6.應(yīng)注意裝置的氣密性，圓底燒瓶要干燥，如果用純氧代替空氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，效果更好。

但此時(shí)必須在反應(yīng)管的進(jìn)氣一端放入一卷銅絲網(wǎng)或一團(tuán)細(xì)銅絲球，以防止參加反應(yīng)的氣體

燃燒爆炸。

7.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，設(shè)計(jì)一套氨的催化氧化微型實(shí)驗(yàn)裝置。

五、實(shí)踐活動(dòng)

［想一想］

1.氨的催化氧化中什么條件比較難以控制？應(yīng)如何解決？

［做一做］

1.請(qǐng)利用簡(jiǎn)易的微型實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

［點(diǎn)擊］

1.氨的催化氧化

http:〃www.hxgjw.com/ArticleShow.asp?ArticleID=375

［連接］

1.室氨的催化氧化

http://www.chembit.net/Soft/ren/1/4/200501/2729.html

—22—

實(shí)驗(yàn)六接觸法制取硫酸實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握接觸法制硫酸實(shí)驗(yàn)的原理、操作技能及成功關(guān)鍵。

2.研討接觸法制硫酸的教學(xué)方法。

—＞實(shí)驗(yàn)用品

硫粉、重銘酸鐵、濃硫酸、氯化鋼溶液(0.25moi?L」)、稀硝酸、氫氧化鈉溶液、脫脂

棉、催化管，廣口瓶、燒杯、酒精爐、Y形管、試管、雙連球氣唧、甜煙、燃燒匙、止水

夾。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1.硫一棉的制備

在燃燒匙中加入少量研碎的硫粉，并放在酒精燈上加熱。當(dāng)硫粉在匙中受熱熔化后，

隨將一團(tuán)疏松的脫脂棉投入，并攪拌，使熔化的硫粉沾在脫脂棉上，便成硫一棉。取下燃

燒匙中的硫棉，備用。

2.催化劑氧化格的制備

在玷堪里加入研碎了的重倍酸筱，蓋上用煙蓋，露出一條隙縫，放在干凈的石棉網(wǎng)上

加熱。桔幻色的重倍酸鉉晶體即分解成疏松的綠色氧化銘粉末。

(NH4)2Cr2O7====Cr2O3+N2t+4H2O

繼續(xù)加熱到不再

發(fā)生反應(yīng)，打開(kāi)用煙

蓋，再加熱幾分鐘以便

趕去水分，就得干燥的

氧化銘粉末。應(yīng)用時(shí).，

將冷卻的氧化銘粉未

填入催化管中，并在氧

化格粉末的兩端用玻

璃絲使之固定、備用。

3.按圖6-1所示安

裝儀器。

4.打開(kāi)止水夾a,圖6-1接觸法制取硫酸實(shí)驗(yàn)裝置

1.硫棉2.玻璃毛3.催化劑(SO?)4.水5.氫氧化鈉稀溶液6.濃硫酸

夾緊止水夾b,先預(yù)熱

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催化劑約Imin鐘，然后再加熱硫一棉，隨后慢慢地鼓入空氣，硫一棉開(kāi)始燃燒，將酒精

爐固定加熱催化劑，不久在盛水的廣口瓶中有大量的白霧出現(xiàn)。這時(shí)，夾緊止水夾a,打

開(kāi)止水夾b,盛濃硫酸的廣口瓶中沒(méi)有或者只有少量的白霧出現(xiàn)。

5.實(shí)驗(yàn)完畢后，取出盛有水的廣口瓶中溶液少許，倒入一只小試管中，滴加0.25mol.L"

氯化鋼溶液，觀(guān)察有何現(xiàn)象出現(xiàn)。當(dāng)再加入幾滴稀硝酸時(shí)，試管中的沉淀是否溶解。

四、問(wèn)題與研究

1.本實(shí)驗(yàn)基本上表示了接觸法制取硫酸的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，因此它是這一生產(chǎn)方法的實(shí)

驗(yàn)?zāi)M。當(dāng)硫一棉燃燒時(shí)，硫跟鼓入空氣中的氧氣化合成二氧化硫。

點(diǎn)燃

S+C)2====SO2

二氧化硫在催化劑(CnC>3)的作用下，繼續(xù)被氧化生成三氧化硫。

2SO2+O2======2SO3

反應(yīng)生成的三氧化硫氣體通入水中時(shí)，不能被水完全吸收，當(dāng)從水中逸出的三氧化硫

與空氣中的水汽結(jié)合時(shí)，形成硫酸的霧滴，因此水不是三氧化硫的良好吸收劑。在工業(yè)上,

是用濃硫酸來(lái)吸收三氧化硫，得到發(fā)煙硫酸(用化學(xué)式H2SO4-XSO3表示)。

XSO3+H2SO4=====H2SO4?XSO3

發(fā)煙硫酸可根據(jù)需要用水稀釋成不同濃度的硫酸。

H2SO4?XSO3+XH2O=====(X+1)H2SO4

目前生產(chǎn)中也常常用燃燒硫鐵礦(主要成分是FeS2)的方法來(lái)制取二氧化硫。該反應(yīng)的

化學(xué)方程式如下：

4FeS2+llO2=====2Fe2O3+8SO2

2.二氧化硫的催化氧化是接觸法制取硫酸原理中的關(guān)鍵性反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)中是用氧化銘

作為催化劑的。除此之外，還有下面幾種催化劑。其活性比較如下：

SO2的最大轉(zhuǎn)化率相應(yīng)的溫度so的最大轉(zhuǎn)化率相及的溫度

催化劑催化劑2

(%)(?C)(%)(℃)

粕石棉99.5425CuO58.7700

v20590.0512TiO249.0700

Cr2O381.0580MoOa47.0700

Fe,O369.5625SnO?35.0750

wo362.5670Mr^Ch22.0700

3.應(yīng)注意保證裝置的氣密性。裝入催化劑時(shí)，應(yīng)均勻而疏松，不留大縫隙。將鼓入空

氣改為通入純氧氣，則反應(yīng)速度較快，實(shí)驗(yàn)效果更好。

4.請(qǐng)你通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，尋找接觸法制取硫酸的最佳實(shí)驗(yàn)條件。

—24—

五、實(shí)踐活動(dòng)

［想一想］

1.接觸法制硫酸中有哪些條件比較難以控制？怎樣改進(jìn)？

［做一做］

1.請(qǐng)思考接觸法制硫酸的最佳實(shí)驗(yàn)條件并設(shè)計(jì)出其簡(jiǎn)要流程圖。

［點(diǎn)擊］

1.接觸法制硫酸的簡(jiǎn)單流程示意圖

http://www.heluo.org/Soft/art/huaxue/Index.html

2.接觸法制硫酸一一化學(xué)動(dòng)畫(huà)

http:〃www.jmyz.cn/kz/hx/lzl6/2dongfla.htm

［連接］

1.接觸法制硫酸

http://www.tt53.com/Article/ShowArticie.asp?ArticlelD=5519

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實(shí)驗(yàn)七甲烷的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握制取甲烷的原理；

2.掌握甲烷的實(shí)驗(yàn)室制法和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的操作技能;

3.研究制取甲烷的成功關(guān)鍵：

4.研討甲烷的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法。

二、實(shí)驗(yàn)用品

硬質(zhì)試管(25X220mm)1支，研缽(附研杵)1付，用煙鉗1個(gè)，蒸發(fā)皿1只，玻璃棒1

根，玻璃水槽1只，集氣瓶(125mL和250mL各1只)2只，毛玻璃片2塊，小試管(10X

100mm)2支，燃燒匙1根，木板或鐵板1塊，燒杯(50mL)2只，蠟燭(20cm長(zhǎng))1支，干燥

器1個(gè)，無(wú)水醋酸鈉(A.R),三氧化二鐵(C.P),氫氧化鈉(C.P),高缽酸鉀(C.P),氧化鈣(C.P),

氫氧化鈣(C.P),溟(C.P),濃鹽酸(C.P),二氧化鎰(C.P)。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1.甲烷的制取

(1)取2藥匙(約3克)無(wú)水醋酸鈉、1

藥匙(約2克)三氧化二鐵和二分之?藥

匙的氫氧化鈉相混合，研碎混勻。

(2)將混合藥品裝入干燥的玻璃試

管里，管口略向下傾斜，塞上帶有導(dǎo)管

橡皮塞并固定。裝置如圖7-1所示。

預(yù)熱鐘，再對(duì)試管底部加

(3)Imin圖7-1制取甲烷實(shí)驗(yàn)裝置

熱，約l~2min鐘，即有大量甲烷生成。1.混合物2.水3.甲烷

這時(shí)，用排水集氣法收集甲烷氣體。

2.甲烷的性質(zhì)

為了充分利用自己所制得的甲烷氣體和進(jìn)行有關(guān)甲烷性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。必須有計(jì)劃連續(xù)地

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。因此，事先把所用儀器、藥品準(zhǔn)備好，以便操作時(shí)做到有條不紊。

(1)用排飽和食鹽水法收集2/3體積的氯氣于125mL集氣瓶中備用(一套制氯裝置用于

集體收集氯氣)。

(2)甲烷跟氯氣的取代反應(yīng)

上接第一步操作，將收有2/3體積氯氣的集氣瓶再用排飽和食鹽水集氣法收集1/3體

積甲烷氣體，取出導(dǎo)氣管，停止加熱，用毛玻璃片蓋好集氣瓶后取出，并放在散