上海高中化学拓展型课程教材实验归纳

Chapter Two 化学键和晶体结构

一、静电对不同液流向的影响

实验仪器：酸式滴定管、玻璃棒、烧杯 试剂：水、四氯化碳 实验步骤：

1、取两只洁净且又干燥的酸式滴定管检查是否漏水，关闭活塞分别加入适量的水和四氯化碳；

2、取一只用毛皮摩擦过的玻璃棒放在装有水的滴定管下端口，打开活塞，观察液流方向，同样的操作对于四氯化碳。

现象：水的流向偏移很大，四氯化碳几乎不偏移。

原理：水是极性分子，氧原子一端带有负电荷，带有负电荷的玻璃棒对负电荷的氧原子具有排斥力，而四氯化碳是非极性分子，不存在这种排斥力。

注意事项：1、滴定管要放竖直 2、玻璃棒摩擦后立刻做实验。

一、温度对固体溶解度的影响

实验仪器：试管、烧杯、酒精灯

Chapter Three 化学中的平衡

试剂：水、冰水、硝酸钾

实验步骤：

1、室温下，在一支试管里加入约5mL水，然后加入硝酸钾固体，每次1g，加3次。每次加入后震荡片刻，观察现象；

2、对试管进行加热，至硝酸钾全部溶解；

3、然后加入冰水中冷却，观察现象；

4、再加入10mL水，振荡。

现象：在一定量的水中硝酸钾的溶解是有限的，在一定的温度下达到饱和，也就是达到了溶解平衡。当温度升高，平衡向着溶解方向移动，当温度降低时，平衡向结晶方向移动：增加溶剂，平衡又向溶解方向移动。

原理：一定条件下，硝酸钾的溶解度随着温度的升高而增大。

二、温度对气体的溶解度的影响

实验步骤：

1、取少量浓氨水，加热；

2、在试管口放一张湿润的红色石蕊试纸，观察现象。

现象：试管中有气泡，试纸变蓝

原理：气体的溶解度随着温度的升高而降低

注意事项：1、浓氨水要适量；2加热前要先预热；3试管口不准对着别人和自己；4试纸要先湿润。

三、无水硫酸铜的变色

实验步骤：1、取适量的硫酸铜饱和溶液与烧杯中；

2、再向烧杯中加入少量的无水硫酸铜，观察颜色变化。

现象：白色固体变成蓝色，且固体的量增加

原理：无水硫酸铜与水反应生成CuSO4 5H2O，颜色由白色变成

蓝色，同时饱和溶液的溶剂减少有溶质的析出。

四、用重结晶的方法除去硝酸钾中少量的氯化钠

实验步骤：

1、溶解；

2、加热浓缩；

3、迅速冷却，结晶；

4、过滤；

5、干燥过滤所得固体，称量；

6、得固体再溶解重复以上步骤直到相邻两次称量＜0.001g。

原理：除去固体硝酸钾中混有的氯化钠杂质，先在较高温度下制成硝酸钾的饱和溶液，然后逐步冷却，由于硝酸钾的溶解度随温度的升高而显著增大，温度降低，大部分硝酸钾成为晶体析出，而氯化钠的溶解度随温度的升高而增大得不显著，所以大部分氯化钠仍留在母液中，通过过滤把硝酸钾和氯化钠溶液分开。

问题1：为什么用冷却热饱和溶液的方法制取硝酸钾？

因为硝酸钾的溶解度随温度降低而迅速减小，温度降低，平衡向结晶方向移动，硝酸钾晶体析出。而氯化钠溶解度随温度改变而改变很小，平衡基本不移动。通过重结晶的方法可以分离提纯得到纯度更高的物质。纯度越高，产量越低。

问题2：为什么还要重结晶？

降一次温是为了结晶一次，这样析一次后再溶一次、降温一次，反复多次，确保析出的晶体完全纯净。

问题3：怎样除去氯化钠中少量的硝酸钾？

取该固体于烧杯中，热水溶解氯化钠和硝酸钾，用玻璃棒充分搅拌，再蒸发结晶。在还有一点水时，趁热过滤。滤纸上的晶体即为氯化钠。再烘干即可。

因为氯化钠的溶解度随温度变化小，硝酸钾的溶解度随温度变化大。

五、用pH计测定盐酸、醋酸溶液的pH

装置：（如右图）

实验步骤：

1、取下保护套；

2、用清水清洗电极（电极盖周围出现白色结晶盐，这是pH电极的正常现象，只要将电极浸入水中即可溶解消失）；

3、接通位于电池仓上的开关；

4、将pH计插入被测液体，直到液体浸到略底浸没线，条件允许，可使溶液浸到略高于浸没线的位置；

5、轻轻搅动，直到显示值稳定，读取显示值；

6、使用后，用清水清洗电极，以降低污染；

7、可在保护套中滴入几滴饱和KCl溶液保养电极；

8、关掉开关，套上保护套。

注意事项：

pH计测量的原理是：利用玻璃泡内的H+浓度与溶液中H+浓度差形成的电势差测量。

若是先测量浓度高的溶液形成的高电势对测量低浓度溶液有较大影响，形成较大误差。先测浓度低的，再测浓度高的则误差可忽略不计。

六、探究二氧化碳在水中的平衡

（1）在厚壁锥形瓶中放入石灰石和稀盐酸，并将瓶塞塞紧。

（2）当不再看到气泡产生时，把瓶塞打开，观察现象，并用平衡移动的观点加以解释。

七、探究溴水中的化学平衡

溴水中存在如下化学平衡：

Br 2+H 2O

H ++ Br -+HBrO

可用下列实验证明溴水中存在着以上平衡，并使该平衡发生移动。 （1）取少量溴水与一支试管中，观察它的颜色； （2）向试管中滴加氢氧化钠溶液，观察现象；

（3）在向试管中滴加盐酸，观察现象，并用平衡移动的观点加以解释。

八、温度对醋酸钠溶液水解平衡的影响

1、如图（a ），在两支试管中，各加入2毫升0.5mol/L 醋酸钠溶液和一滴酚酞试液，观察颜色的变化。

2、如图（b ），将其中一支试管加热后，再与另外一支试管比较。

Chapter Four 离子互换反应和氧化还原反应

一、铜锌原电池

实验装置：

实验操作：如图所示，用一个烧杯、盛入0.1mol·L-1的H2SO4溶液后，用固定锌、铜两电极的插座，把锌和铜两个电极浸泡在0.1mol·L-1H2SO4溶液中，再用电流计和导线把两极连接好。

实验观察到的现象是，除铜极有氢逸出外，在电流计中还可以看到指针发生偏转，表示有电流产生。

工作原理：

铜、锌两电极，一同浸入稀H2SO4时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn2+进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子，被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上放出。两极发生如下反应：负极：Zn-2e→Zn2+

正极：2H+ +2e→H2↑（硫酸铜溶液为电解质溶液）

注意事项：

原电池的形成条件

1、活泼型不同的两种电极

2、闭合回路

3、有电解质

二、钢铁的电化学腐蚀

吸氧腐蚀：

负极：Fe - 2e→ Fe2+

正极：O2 + 2H2O + 4e→4OH-

电池反应：2Fe+ O2+2H2O →2Fe(OH)2

分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。

下一步反应：

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3

2Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O

析氢腐蚀：

负极：Fe - 2e → Fe2+

正极：2H++ 2e → H2↑

电池反应：Fe + 2H+ →Fe2+ + H2↑

分析：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀。

析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。

一、铜与氯气、硫的反应

铜与氯气改进实验装置 铜与硫的反应

2Cu+S ??

→Cu 2S 现象：缓慢反应，有黑色固体生成 。

Cu+Cl 2???→点燃

CuCl 2 现象：剧烈燃烧，生成蓝绿色烟雾。

从S 、Cl 2分别于Cu 反应现象分析，S 只能把Cu 氧化到1价亚铜，氧化性低，而且从反应的剧烈程度可以看出 S ，Cl 2氧化性依次增强。

二、氮氧化物和氧气及水的反应

Chapter Five 非金属元素

实验步骤：一个针筒内装20mL一氧化氮，将氧气慢慢推入到装有20mL一氧化氮的另一只针管中。

a一氧化氮与氧气反应的现象

2NO + O 22NO2（红棕色）无色气体变成红棕色，反应中针筒都向内部移动，因为内部压强减小，最后剩余气体的体积约为20mL。

b二氧化氮与水反应

3NO2+H2O→2HNO3+NO 前者是红棕色气体，后者是无色气体。红棕色气体逐渐消失，反应中针筒都向内部移动，最后剩余气体是一氧化氮，体积约为10mL。

三、能用浓硫酸能制备溴化氢吗？

2HBr + H 2SO4（浓）??→Br2↑ + SO2↑ + 2 H2O

实验步骤：使用实验室氯化氢气体的装置，在圆底烧瓶中装入溴化钠，

制备出溴化氢气体，将分液漏斗中浓硫酸滴入圆底烧瓶，加热进行反应。

现象：有红棕色气体产生。

注意：此类实验应在通风柜中进行，因为溴化氢、二氧化硫、液溴都是有刺激性气味的有毒气体。

原因：浓硫酸除了有酸性、吸水性、脱水性还有强氧化性，所以不能用来制取有较强还原性的物质。

溴化氢较强的还原性，就算制出来了，也会立刻被氧化成溴单质。制取溴化氢可以用浓磷酸，所以，不用此法制取溴化氢。

四、硫化亚铁和酸反应

实验步骤：向配有带玻璃导管的单口橡皮塞的大试管中加入几粒硫化亚铁，在加入少量稀盐酸或稀硫酸，塞进瓶塞并把玻璃导管放在酒精灯火焰上，待管口出现火焰时，先用湿润的品红试纸放到火焰上方检验，再用蒸发皿底压灭火焰。

FeS+2HCl→FeCl2+H2S↑

品红试纸褪色，硫化氢受热分解H2S??→H2+S ，2H2S+3O2??→2H2O+2SO2。

五、硫化氢和二氧化硫反应

将盛有二氧化硫与硫化氢的集气瓶口相对，上下翻动，

二者即可反应生成水和硫。SO2+2H2S→3S+2H2O

反应条件常温下混合，生成黄色固体硫（单质）和水。

二氧化硫通入溴水中（尾气用氢氧化钠吸收）

Br2+SO2+H2O→2HBr+H2SO4

现象：溴水褪色

原因：SO2与溴水发生的是氧化还原反应，使溴水褪色。

结论：二氧化硫中硫元素处于+4价，既有氧化性又有还原性。

六、实验室制硝酸

试剂：浓硫酸，硝酸钠

装置：烧瓶，玻璃管，烧杯，橡皮塞，加热设备（酒精灯，煤气灯等）

原理：高沸点酸制低沸点酸：H 2SO4(l)+NaNO3(s) ??→NaHSO4(s)+ HNO3(g)

步骤：烧瓶中加入沸石，浓硫酸，硝酸钠。置于铁架台上的铁圈上，铁圈下隔石棉网放置加热设备，烧瓶口用带有玻璃管的橡皮塞塞住，玻璃管用橡皮管相连，另一头置于有水的烧杯中。

注意事项：加热硫酸需要用沸石以防止硫酸暴沸，玻璃管连接处要尽量挨在一起，防止反应生成的NO2泄露，制备完成后要用碱中和瓶中物质，以免污染环境

七、碳酸钠和碳酸氢钠的加热分解

2NaHCO 3??→Na2CO3 + H2O + CO2

现象：试管壁有水珠生成，剩余气体通入澄清石灰水能使之变浑浊。

碳酸钠受热无现象。

注意事项：试管口应略向下倾斜，防止生成的水使试管炸裂。药品要平铺，用酒精灯先均匀加热后再固定加热。实验完毕后应先撤导管后撤酒精灯，防止石灰水倒流。

结论：碳酸氢钠稳定性比碳酸钠差。

八、碳酸钠和二氧化碳反应

A 管口进入二氧化碳，集气瓶中放入适量的碳酸钠。

步骤：在大试管中加入三分之一的水，边加碳酸钠边振荡，直至所加碳酸钠不再溶解为止，静置片刻，把上层清夜倒入另一只大试管中，然后向此溶液中加入较纯的二氧化碳。 现象：饱和碳酸钠，那么由于产物碳酸氢钠溶解度小，会析出晶体。 Na 2CO 3+H 2O+CO 2 → 2NaHCO 3

九、电解饱和食盐水

原理：在NaCl 溶液中，NaCl 电离出Na +， 电离出Cl -。通电后，在电场的作用下，Na +和H +向阴极移动，Cl -和OH -向阳极移动。在阳极，由于Cl -比OH -容易失去电子，所以Cl -失去电子被氧化生成Cl 2。在阴极，Na +不得电子而H +得到电子被还原生成H 2。H +得电子后，使水电离向右移动，因此，阴极产物包括H 2和OH - 。

结论：阴极中酚酞溶液变成红色。两电极都有气泡产生。阳极产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，阴极产生的气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，且试管口有水珠产生。

一、钾、钠、镁和水反应

Chapter Six 金属元素