很有趣的化学实验

•有趣化学实验

•水中写字

•灯塔实验

•点水成冰

•大象牙膏

•肥皂制作

附件四：现场实验

实验1：水中写字

原料：

市售羧甲基纤维素（俗称化学浆糊，文具店有售；分子式为

[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n ）三氯化铁(FeCl3)、硫氰化钾(KSCN)、亚铁氰化钾(K4[Fe(CN)6])

仪器设备：

注射针筒、小烧杯、水果盘

原理：

一定浓度（约 1-2%）的羧甲基纤维素溶液，具有一定粘度，呈澄清透明状，有很好的流动性。该溶液有增稠、流动、赋形、保水、保护胶体、耐酸、耐盐等特性。铁盐是一种絮凝剂，水解产物能与溶液的羧甲基纤维素进行电中和脱稳、吸附架桥，形成粗大絮体。书写液体为铁盐，该絮体形成后在水中有一定的稳定性和塑形性，可以依此来在水中写字作画并有效抑制字画扩散。

FeCl3和KSCN反应变红色，和K4[Fe(CN)6]反应变蓝色，这是中学常用的铁盐变色反应。利用能与FeCl3试剂产生颜色反应的KSCN试剂和K4[Fe(CN)6]等试剂，形成具有不同颜色的絮状物，而具有一定粘度的羧甲基纤维素溶液抑制了这些溶液的扩散和混合，因此水中形成了彩色的字画。

操作步骤：

1、称取羧甲基纤维素约 15克，加入 1000毫升清水，边加入边搅拌，至全部溶

解。溶液呈澄清透明状（市售羧甲基纤维素不纯，可能呈一定程度偏黄色，可考虑用纯试剂），将溶液倒入果盘中。

2、分别配置0.05摩尔/升的 FeCl3溶液、KSCN溶液和K4[Fe(CN)6]溶液于小烧杯

中。

3、用注射针管分别抽取一定量的KSCN溶液和 K4[Fe(CN)6]溶液，然后均匀调和

在水果盘中水溶液的左右两区（共分左中右三区，用以书写三个字）。

4、取注射针管，吸取FeCl3溶液，在盘中水溶液左中右三区分别写“化学年”三

个字。

实验现象描述：

水中写出了“化学年”三个字，三个字分别呈现鲜红色，黄色和海蓝色。

实验结果：

水中写出“化学年”三个不同颜色的字，字迹在水溶液中稳定存在。

注意事项及其他：

为保证实验效果，在左右两区将 KSCN溶液和 K4[Fe(CN)6]溶液调和到羧甲基纤维素溶液中时需要小心搅匀

实验2：灯塔实验

原料：

30%H2O2溶液，KIO32mol·L-1H2SO4)，丙二酸MnSO4·H2O，淀粉。

仪器设备：

烧杯，锥形瓶，玻璃棒，试管。

实验操作：

1、先配制[I]、[II]、[III]三种溶液：

[I]——400mL 30%H2O2溶液加水稀释至1L；

[II]——(42.8gKIO3 + 40mL 2mol·L-1H2SO4)加水稀释至1L；

[III]——(15.6g丙二酸 + 3.38gMnSO4·H2O + 0.3g淀粉)加水稀释至1L。

2、把[I]、[II]、[III]溶液在搅拌下等体积混合，溶液颜色呈现“无色→蓝黑色→无

色→蓝黑色→……”的周期性变化，亦即反应体系在两种情况之间震荡。如果能不断

加入反应物和不断排出产物（即保持体系远离平衡态），其震荡将持续下去，反之震

荡周期将逐渐变长，直至溶液维持蓝黑色。

实验原理：

此化学震荡的主要反应为：

5H2O2 + 2HIO3 I2 + 5O2↑+ 6H2O

I2的形成积集到一定浓度会使淀粉变蓝，而过量的H2O2又会氧化I2：

5H2O2 + I2 —→ 2HIO3 + 4H2O

使淀粉溶液褪色。HIO3的形成积集到一定浓度又引发与H2O2新一轮反应的发生。所以净反应为：

2H2O2 —→ O2↑+ 2H2O

其间丙二酸的作用是可与I2反应产生少量I—：

I2 + CH2(COOH)2 —→ ICH(COOH)2 + H+ + I-

I2 + ICH(COOH)2 —→ I2C(COOH)2 + H+ + I-

I—对H2O2与HIO3的反应有阻化作用，过量的I—则被IO3—氧化：

5I- + IO3- + 6H+ —→ 3I2 + 3H2O

另外，一些振荡反应还在反应容器中不同部位出现溶液浓度不均匀的空间有序结构，展现出同心圆形或旋转螺旋状的卷曲花纹波。无序怎么会自发走向有序？1969年

比利时化学家Prigogine经过近20年的研究，提出了耗散结构理论，全面、深入地揭

示了化学震荡现象的本质。

操作注意事项：

摇摆反应中使用量筒移取三个溶液时，尽量使体积相同，并同时加入，否则将导致部分现象不明显或变化太快。

实验3：点水成冰

原料：醋酸钠、水

仪器设备：玻璃棒、烧杯、电热套。

实验操作：

1、在250毫升烧杯中放入醋酸钠晶体（NaAc·3H2O）60克并注入蒸馏水40毫升，

然后在水浴上加热至晶体全部溶解，再续数分钟，取出盛有溶液的烧杯，静置冷却到室温。

2、用玻棒伸入溶液内轻轻摩擦一下杯壁或搅动一下溶液或向溶液内投入一粒醋酸

钠晶体作为“籽晶”，顿时溶液内会析出针状结晶，并迅速遍及整个烧杯底部，好象结成了“冰块”。

注意：溶液在冷却过程中，切勿受震动或粘上灰尘！醋酸钠回收！

实验原理：

这是过饱和溶液不稳定性的实验。醋酸钠的热饱和溶液在不受扰动下冷却，结晶作用往往不会发生。这种溶液称为过饱和溶液，是一种介稳体系（不稳定体系，但尚能存在）。当搅动此溶液或加入溶质的“籽晶”，即能析出过量溶质的结晶。

附：

如用硝酸钠、硫酸钠晶体（NaSO4·10H2O）可进行同样的实验。直接用硫代硫酸钠（俗称海波：Na2S2O3·5H2O）小心加热，利用其结晶水溶解制成过饱和溶液，实验现象更明显。

实验4：大象牙膏

原料：

30%过氧化氢（双氧水），酵母（或其他催化剂），有色溶液，洗洁精，水。氯化铝饱和溶液、碳酸氢钠饱和溶液、洗涤剂。

仪器设备：烧杯、长筒。

实验操作：