第1课时 几个有趣的化学实验

●第一课时●

几个有趣的化学实验

教学目的：

1、提高学生学习化学的兴趣，发展学生的个性，培养学生的分析和解决问题的能力、团结协作的能力和创造创新能力；

2、初步了解实验室中常见的仪器和实验基本操作、基本技能；

教学设想：教师演示4个实验，把学生分成4组，让学生观察实验过程中使用到了哪些化学仪器和一些基本操作，然后每组派一个代表说出仪器名称和基本操作。

教学方法：实验—演绎、启发—讨论

课题组成员：全班分成4人一组

教学过程：

【教师活动】演示实验

【学生活动】观察实验过程中使用到了哪些化学仪器和一些基本操作

一、三色杯实验

[实验用品]

仪器：50ml的量杯(筒)、药匙、表面皿、玻璃棒、研钵

固体药品：碘化钾、碘

液体药品：四氯化碳、异戊醇（或正丁醇）、水

[基本操作]

药匙的使用，按量取药，瓶塞取放，试剂瓶的归还，固体试剂加入到试管中的操作和加热方法，以及取用液体试剂常用的倾斜法。

[实验内容]

取一支50ml的量杯(筒)沿杯壁注入10ml四氯化碳溶液，再往里注入20ml的水，再加入10ml异戊醇（或正丁醇）溶液。用药匙小头取一匙KI固体于洁净的表面皿上，再取一小匙在研钵中研细的碘置表面皿上混合均匀。用一支用水润湿的玻璃棒粘起表面皿上的混合物，插入装有上述溶液的量杯中，不断搅动，观察量杯溶液中的三层颜色。

[实验现象]

[实验原理]

I2与I－结合生成易溶于水的I3－（I2＋I－I3

－），碘在水中溶液度虽小，但在碘化钾和其它碘化物溶液中溶解度却明显增大，所以实验室常用稀的KI溶液和碘单质配制成较浓的碘水。

二、“蓝瓶子”和“红瓶子”实验

[实验用品]

仪器：1000ml烧瓶

固体药品：氢氧化钠、葡萄糖

液体药品：1％的亚甲蓝水溶液、水

[基本操作]

[实验内容]

（1）“蓝瓶子”实验：称取10g氢氧化钠固体，放入1000ml的烧瓶中，加入500ml水使它溶解。再加入10g葡萄糖，最后加入1ml1％亚甲蓝溶液到溶液呈蓝色。溶液静置几分钟后变成无色。塞上橡皮塞，振荡后溶液变成蓝色，再静置一段时间，溶液中的蓝色又逐渐消失，再振荡溶液，蓝色又出现。溶液的颜色能在蓝色和无色之间反复发生变化。亚甲蓝不仅是个氧化还原反应的指示剂，而且还是氧的输送者，起着一种催化作用。

（3）“红瓶子”实验：称取4g氢氧化钠固体，放在250mL的锥形瓶中，加入100mL水使它溶解。再加入2g葡萄糖，最后滴入1～2滴0.5％的碱性藏花红指示液。塞上橡皮塞后按照上述相同方法操作。刚振荡时溶液呈红色，静置片刻变成无色。溶液的颜色也可以反复变化。

[实验原理]

亚甲蓝（C16H18ClN3S·3H2O2分子量373.90）是噻嗪衍生物，用作观察细菌和组织切片的染色剂，也可用来染丝和用作指示剂。亚甲蓝呈蓝色，容易被还原成无色。被还原的分子也易重被氧化成亚甲蓝。它的可逆性变化可用下式表示。

用符号MB表示亚甲蓝，则上述反应可表示如下：

由上式可知，本实验颜色变化的实质是氧化还原反应。本实验所用的溶液是亚甲蓝、葡萄糖和氢氧化钠的混合液。刚配制时溶液蓝色，放置片刻，蓝色就褪去，这是由于亚甲蓝被葡萄糖还原的结果。当振荡上述无色溶液时，瓶内溶液跟空气接触的表面增大，氧气在溶液中的溶解量也增多，氧气就把无色的H2MB重新氧化成蓝色的MB。当瓶子静置时，溶液里葡萄糖所起的还原作用渐渐起主导作用，蓝色的H2MB又被还原成无色。上述操作可以反复许多次，直到瓶内的氧气耗尽为止。

碱性藏花红（C2OH19ClN4）也是一种氧化还原型指示剂，它在氧化态时呈红色，被还原后呈无色。用它替代亚甲蓝做变色实验，则在红色和无色之间反复变化，因此又叫红瓶子实验。

[注意事项]

（1）用葡萄糖作还原剂，溶液应是碱性介质，在酸性介质或中性介质中不会产生变色现象。（2）为了增加演示效果，可适当增大碱量，这样变色周期短，现象明显。

（3）碱性藏花红试剂用量宜少，只要略显出红色即可。

（4）上述两个变色反应的最佳温度是25℃，所以冬天演示要略加热。

[问题和讨论]

试问：

（1）上述实验现象表明什么？

（2）谁做氧化剂、谁做还原剂？

（3）葡萄糖为什么具有还原性？

（4）循环操作现象是否无限重复？为什么？

（5）用Na2S溶液代替葡萄糖和NaOH溶液，事实表明有同样效果，为什么？

【解析】如何解释这一有趣的实验现象？其中涉及到O2、葡萄糖或Na2S、NaOH的性质，知识跨度大，要求学生善于探索、富于联想，勇于用学过的知识来解释新情景现象。

【答案】

（1）发生了氧化还原反应；

（2）空气中O2做氧化剂，葡萄糖做还原剂；

（3）葡萄糖因含有—CHO而具有还原性；

（4）否，当一定量葡萄糖完全作用转变成葡萄糖酸时，已无还原性基团－CHO；

（5）S2－本身有较强还原性，S2－水解使溶液呈碱性，不必另加NaOH。

三、滴水生烟

[实验用品]

仪器：药匙、研钵、蒸发皿、大烧杯

固体药品：碘、铝粉(或镁粉)

液体药品：水

[基本操作]

[实验原理]

催化剂是改变其它物质的反应速度，而它本身的质量和化学性质在反应后并不改变的物质。下面的实验可以认识水的催化作用。

[实验内容]

实验一：取1匙碘片置于研钵中研细，然后加1匙铝粉(或镁粉，约为碘量的1/10)，共同研磨，混合均匀。将混合物倒在蒸发皿中央，往混合物上滴1～2滴水，立即用大烧杯盖住蒸发皿(注意所用仪器和药品必须是干燥的)，便出现浓厚而美丽的烟雾。这是由于反应放出的热量，能使部分碘升华，碘蒸气（紫色）在钟罩壁凝成紫黑色的结晶。最后，把蒸发皿里的生成物倒入有水的烧杯里，碘化铝就溶解。我们可以在溶液里分别检验出铝离子和碘离子。（探究溶液中含有什么离子？设计

实验方案）

实验二：碘与锌反应(水作催化剂)

时放出大量的热，使碘升华成碘蒸气。

用药匙分别取少量干燥的碘和锌粉，在

纸上混合均匀。用小纸条将碘和锌的混

合物送入锥形瓶底中央，用带滴管(预

先吸入水)和导管的橡胶塞塞住锥形瓶

口。向锥形瓶的混合物中逐滴滴入4滴

水，观察现象，实验装置如图所示。将

锥形瓶中的碘蒸气通入NaOH溶液，吸收碘以防止污染空气。

四、水底花园

[实验用品]

仪器：大烧杯（或玻璃缸）、胶头滴管

固体药品：颗粒状氯化钙、硫酸铜、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸镍、沙子

液体药品：20％水玻璃（Na2SiO3）溶液

[实验内容]

取一只大烧杯(或玻璃缸)，在其底部铺一层洗净的沙子，加入20％的水玻璃溶液(约占容积的2/3)。然后把粒状的氯化钙、硫酸铜、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸镍(绿豆大小)分别小心地放入烧杯中不同的位置，约半小时后就会看到这只烧杯中长出各种不同颜色的“枝条”，有的甚至浮出水面，开出色彩艳丽的“花朵”，犹如一座美丽的“水底花园”。若要长期保存，可用吸管吸出多余的硅酸钠溶液，并小心注入清水，吸出的硅酸钠溶液可重复使用。

[实验原理]

金属盐溶解在水玻璃溶液内与Na2SiO3生成沉淀，在盐晶体表面形成一层薄膜。这种薄膜具有半透性，可使水渗透到晶体中，这样使更多的盐溶解，并使膜内压增加，最后胀破。由膜内逸出的金属盐与Na2SiO3相遇，形成新膜，这个过程不断继续下去，直到金属盐全部溶解。由于重力场的作用，在薄膜顶点处盐的浓度最低，膜最薄，从而顶点胀破，表现为晶体生长。

反应方程式：