实 验 结 果 选 用 多 种 晶 体 盐 在 不 同 磷 酸 三 钠 溶 液 中 进 行 生 长 快 慢 探 究, 最 后 确 定 磷 酸 三 钠 溶 液 的 最 佳 浓 度 为 5% 左 右 本 实 验 方 案 提 供 了 多 种 实 验 装 置 供 大 家 选 用, 让 师 生 有 更 多 的

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1 设 计 编 号 题 目 奇 妙 的 化 学 溶 洞 原 料 磷 酸 三 钠 ( 晶 体 ) 三 氯 化 铁 ( 晶 体 ) 氯 化 铜 ( 晶 体 ) 胆 矾 ( 晶 体 ) 明 矾 ( 晶 体 ) 硫 酸 镁 ( 晶 体 ) 蒸 馏 水 等 仪 器 设 备 标 本 瓶 或 一 次 性 透 明 水 杯 或 烧 杯 EPE 珍 珠 棉 泡 沫 粗 铜 丝 塑 料 吸 管 美 工 刀 直 尺 胶 水 牙 签 镊 子 塑 料 烧 杯 (1000mL) 玻 璃 棒 药 匙 等 原 理 采 用 水 中 花 园 的 形 成 过 程 原 理 5% 磷 酸 三 钠 溶 液 能 与 多 种 晶 体 盐 表 面 形 成 具 有 半 透 膜 性 质 的 难 溶 盐, 将 晶 体 放 在 瓶 中 生 长 液 的 顶 端, 在 重 力 的 作 用 下 使 晶 体 表 面 的 难 溶 盐 从 上 往 下 生 长 操 作 步 骤 1 将 配 制 好 的 5% 磷 酸 三 钠 溶 液 倒 入 标 本 瓶 内 静 置, 备 用 2 将 固 定 有 晶 体 的 支 架, 轻 轻 放 在 步 骤 1 标 本 瓶 的 液 面 上 方, 观 察 奇 妙 的 实 验 现 象 注 : 晶 体 固 定 方 式 多 种, 仪 器 为 : 标 本 瓶 烧 杯 一 次 性 透 明 塑 料 水 杯 等 实 验 现 象 描 述 晶 体 盐 与 5% 磷 酸 三 钠 溶 液 接 触, 晶 体 表 面 溶 解 液 与 磷 酸 三 钠 溶 液 反 应 生 成 的 难 溶 盐, 沉 积 在 晶 体 表 面 成 为 倒 挂 的 钟 乳 石 顶 天 立 地 的 石 柱 石 笋 几 分 钟 能 观 察 到 奇 妙 无 比 的 实 验 现 象 1 三 氯 化 铁 晶 体 在 5% 磷 酸 三 钠 溶 液 中 的 生 长 过 程 照 片 : 2 三 氯 化 铁 晶 体 明 矾 晶 体 氯 化 铜 和 硫 酸 镁 混 合 晶 体, 在 5% 磷 酸 三 钠 溶 液 中 的 生 长 过 程 照 片 : 1

2 实 验 结 果 选 用 多 种 晶 体 盐 在 不 同 磷 酸 三 钠 溶 液 中 进 行 生 长 快 慢 探 究, 最 后 确 定 磷 酸 三 钠 溶 液 的 最 佳 浓 度 为 5% 左 右 本 实 验 方 案 提 供 了 多 种 实 验 装 置 供 大 家 选 用, 让 师 生 有 更 多 的 机 会 体 验 钟 乳 石 石 柱 和 石 笋 的 形 成 过 程 注 意 事 项 及 其 他 1 实 验 装 置 设 计 巧 妙, 实 验 现 象 千 姿 百 态, 有 利 于 激 发 中 小 学 学 生 学 习 化 学 的 兴 趣, 让 学 生 更 加 热 爱 化 学, 热 爱 大 自 然 2 石 头 悬 挂 在 生 长 液 的 顶 部, 有 的 只 需 几 秒 钟 就 能 长 出 五 彩 缤 纷 的 钟 乳 石, 几 分 钟 就 能 形 成 顶 天 立 地 的 石 柱, 石 头 的 生 长 速 度 极 其 迅 速 3 此 实 验 既 安 全 又 简 单, 实 验 材 料 很 容 易 找 到, 并 且 节 约 试 剂, 降 低 了 实 验 成 本 4 该 实 验 设 计 具 有 可 操 作 性 和 重 复 性, 绿 色 环 保 和 节 约 资 源 5 可 批 量 生 产 教 师 演 示 用 ( 大 型 装 置 ) 和 学 生 科 学 探 究 用 ( 微 型 装 置 ) 的 两 种 教 具, 还 可 批 量 生 产 多 种 一 定 规 格 大 小 的 晶 体 盐, 具 有 推 广 价 值 九 添 加 相 关 实 验 附 件 : 1 实 验 装 置 及 晶 体 固 定 支 架 的 制 作 说 明 方 法 一 : 将 粗 铜 丝 绕 成 螺 旋 漏 斗 型, 固 定 在 EPE 珍 珠 棉 泡 沫 上, 晶 体 盐 放 入 铜 丝 漏 斗 型 内, 放 在 相 应 的 生 长 瓶 或 生 长 杯 上 铜 丝 间 的 距 离 可 以 调 节, 因 此 这 种 装 置 可 以 固 定 大 晶 体 和 小 晶 体 在 如 下 图 所 示 方 法 二 : 在 一 次 性 巴 斯 德 塑 料 吸 管 上 用 打 孔 器 打 若 干 个 小 孔, 剪 去 细 管 部 分 选 取 与 容 器 上 口 匹 配 的 EPE 珍 珠 棉 泡 沫 一 块, 用 打 孔 器 打 若 干 个 与 前 面 塑 料 吸 管 匹 配 的 孔, 孔 与 孔 之 间 的 距 离 可 以 任 意 排 列, 然 后 将 有 孔 的 塑 料 吸 管 嵌 入 EPE 珍 珠 棉 泡 沫 上 将 晶 体 盐 放 入 带 泡 沫 的 塑 料 吸 管 内, 备 用 这 种 装 置 一 般 用 于 固 定 小 晶 体, 如 氯 化 铜 晶 体 硫 酸 镁 晶 体 等 如 下 图 所 示 2

3 方 法 三 : 将 薄 泡 沫 板 加 工 成 与 盛 装 生 长 液 容 器 上 口 匹 配 的 小 方 块, 在 小 方 块 泡 沫 的 一 面 涂 上 少 量 胶 水, 将 取 一 药 匙 小 晶 体 盐 ( 或 几 种 盐 ) 与 胶 水 混 合, 小 方 块 泡 沫 翻 转 时 晶 体 盐 不 下 落 为 最 佳 如 下 图 所 示 2 生 长 液 的 配 制 根 据 生 长 液 的 需 用 量 进 行 配 制, 称 取 120g 磷 酸 三 钠 晶 体 于 1000 ml 的 塑 料 烧 杯 中, 加 蒸 馏 水 溶 解, 稀 释 至 1000mL, 约 为 5% 磷 酸 三 钠 溶 液 3 几 种 晶 体 盐 在 不 同 实 验 装 置 5% 磷 酸 三 钠 生 长 液 中 的 生 长 过 程 照 片 3

4 4 设 计 意 图 由 于 远 古 时 期 的 地 壳 运 动, 大 自 然 形 成 了 千 姿 百 态 的 世 界 溶 洞 奇 观 畅 游 世 界 各 地 溶 洞 景 观, 感 受 宇 宙 万 物 的 斗 转 星 移, 岁 月 的 轮 回 与 变 迁, 一 物 一 景, 如 雕 如 缕, 如 诗 如 画, 形 态 各 异, 顶 天 立 地, 顶 天 不 立 地 有 的 只 可 意 会 不 可 言 传, 就 像 读 到 一 首 首 优 美 的 历 史 长 诗, 也 像 欣 赏 到 一 幅 幅 立 体 的 美 丽 的 历 史 画 卷 石 头 能 生 长, 不 能 不 说 是 神 奇 的, 但 人 们 又 怎 能 感 到 或 觉 察 到 钟 乳 石 和 石 笋 的 发 育 生 长 呢? 它 的 成 长 过 程 相 当 缓 慢, 时 间 相 当 漫 长, 正 是 洞 中 长 一 点, 世 上 已 千 年, 人 非 神 仙, 要 说 能 看 见 钟 乳 石 和 石 笋 在 生 长, 乃 天 方 夜 谭 ( 冀 教 版 ) 五 年 级 科 学 下 册 溶 洞 里 的 钟 乳 石, 在 教 学 条 件 好 的 学 校, 老 师 利 用 多 媒 体 展 示 钟 乳 石 景 观 的 照 片 和 视 频 有 的 老 师 也 按 教 材 要 求 安 排 了 自 制 钟 乳 石 的 科 学 探 究 活 动, 该 模 拟 实 4

5 验 所 用 的 实 验 时 间 大 约 一 周 这 样 的 实 验, 老 师 无 法 在 课 堂 上 演 示, 而 学 生 在 家 进 行 探 究 活 动, 由 于 时 间 太 长, 实 验 条 件 的 限 制, 学 生 很 难 坚 持, 因 此 在 家 自 主 探 究 活 动 也 就 变 成 一 句 空 话 有 的 商 家 已 看 到 了 商 机, 研 制 了 神 奇 的 水 中 花 园 在 西 安 奇 趣 百 货 进 行 销 售, 该 商 品 其 他 名 称 为 : 会 变 化 的 神 奇 石 头 魔 术 生 长 石 头 等 彩 色 的 小 石 头 放 入 杯 中 3 分 钟 左 右 后 就 会 开 始 生 长, 大 约 2 小 时 左 右 生 长 完 成 城 市 学 生 家 长 只 需 5 元 就 能 买 到 心 怡 的 实 验 材 料, 完 成 水 中 花 园 趣 味 化 学 实 验 这 些 商 品 对 小 学 生 很 有 吸 引 力, 石 头 的 生 长 方 向 都 是 从 杯 底 往 上 生 长 的 水 中 花 园 的 生 长 液 为 大 于 15%Na 2 SiO 3 溶 液, 溶 液 浓 度 大,Na 2 SiO 3 用 量 大, 成 本 高 用 水 中 花 园 的 形 成 原 理, 我 们 能 否 让 石 头 往 下 生 长, 以 模 拟 大 自 然 的 溶 洞 中 钟 乳 石 石 柱 和 石 笋 形 成 过 程 呢? 鲁 科 版 高 一 化 学 必 修 1 第 三 章 第 一 节 碳 的 多 样 性, 已 有 模 拟 溶 洞 的 形 成 的 活 动 探 究 内 容 课 堂 教 学 时 间 每 节 课 只 有 40 分 钟, 因 此 模 拟 实 验 时 间 越 短 越 好, 那 我 们 能 否 用 化 学 实 验 的 方 法 来 5

6 快 速 模 拟, 以 观 察 石 头 奇 妙 的 生 长 过 程 呢? 大 自 然 创 造 了 奇 迹, 我 们 就 应 该 有 办 法 模 拟 实 现 它 生 长 的 奇 妙 过 程 我 们 通 过 大 量 的 实 验 研 究, 寻 找 实 验 成 功 的 最 佳 条 件, 达 到 了 预 期 的 效 果 我 们 设 计 的 趣 味 化 学 实 验, 有 的 彩 色 晶 体 放 入 杯 中, 只 需 几 秒 钟 就 会 开 始 生 长, 几 分 钟 就 能 从 钟 乳 石 快 速 生 长 为 顶 天 立 地 的 石 柱 我 们 设 计 的 趣 味 实 验 形 成 石 笋 石 柱 和 钟 乳 石 非 常 快, 采 用 磷 酸 三 钠 溶 液 为 生 长 液, 溶 液 浓 度 低, 药 品 用 量 少, 对 玻 璃 仪 器 腐 蚀 小 该 化 学 实 验 效 果 直 观 明 显, 趣 味 性 强, 具 有 一 定 的 观 赏 性 实 验 装 置 设 计 简 单 新 颖, 材 料 易 得, 操 作 性 强 因 此 该 趣 味 实 验 适 用 于 教 师 课 堂 演 示 和 学 生 进 行 科 学 探 究 活 动, 观 众 通 过 亲 身 体 验, 欣 赏 奇 妙 的 实 验 现 象, 体 现 了 触 摸 化 学 感 受 魅 力 的 活 动 主 题, 奇 妙 的 化 学 实 验 创 造 了 奇 迹, 世 界 也 因 化 学 而 精 彩 5 奇 妙 的 化 学 溶 洞 趣 味 实 验 优 点 1 实 验 装 置 设 计 巧 妙, 实 验 现 象 千 姿 百 态, 有 利 于 激 发 中 小 学 学 生 学 习 化 学 的 兴 趣, 让 学 生 更 加 热 爱 化 学, 热 爱 大 自 然 2 石 头 悬 挂 在 生 长 液 的 顶 部, 有 的 只 需 几 秒 钟 就 能 长 出 五 彩 缤 纷 的 钟 乳 石, 几 分 钟 就 能 形 成 顶 天 立 地 的 石 柱, 石 头 的 生 长 速 度 极 其 迅 速 3 此 实 验 既 安 全 又 简 单, 实 验 材 料 很 容 易 找 到, 并 且 节 约 试 剂, 降 低 了 实 验 成 本 4 该 实 验 设 计 具 有 可 操 作 性 和 重 复 性, 绿 色 环 保 和 节 约 资 源 5 可 批 量 生 产 教 师 演 示 用 ( 大 型 装 置 ) 和 学 生 科 学 探 究 用 ( 微 型 装 置 ) 的 两 种 教 具, 还 可 批 量 生 产 多 种 一 定 规 格 大 小 的 晶 体 盐, 具 有 推 广 价 值 6 实 验 活 动 三 步 曲 小 组 成 员 分 工 情 况 : 1 夏 思 敏 主 要 负 责 演 示 和 讲 解 大 型 容 器 的 实 验 方 法, 以 及 奇 妙 的 实 验 过 程 和 现 象 2 并 用 笔 记 本 电 脑 循 环 播 放 实 验 过 程 的 视 频 ( 视 频 中 插 入 了 千 姿 百 态 的 大 自 然 溶 洞 奇 观 ) 3 吴 桂 英 夏 年 利 负 责 指 导 观 众 动 手 实 验 在 演 示 桌 上 放 置 多 种 实 验 装 置 及 效 果 的 图 片 和 实 验 操 作 步 骤, 听 过 讲 解 和 观 看 过 视 频 的 观 众, 按 提 供 的 资 料 和 实 验 用 品 自 己 动 手 完 成 实 验 过 程, 从 中 体 验 化 学 的 神 奇 6

7 设 计 编 号 题 目 能 自 动 升 降 的 水 -- 钠 与 水 反 应 实 验 趣 味 设 计 原 料 广 口 瓶 软 塑 料 瓶 ( 容 积 比 广 口 瓶 稍 小 ) 橡 胶 塞 玻 璃 管 直 形 活 塞 止 水 夹 钢 针 火 柴 金 属 钠 CO2 NaOH 稀 溶 液 仪 器 设 备 仪 器 制 作 : 用 带 有 活 塞 的 直 形 玻 璃 管 把 与 广 口 瓶 相 配 套 的 双 孔 橡 胶 塞 和 与 软 塑 料 瓶 相 配 套 的 单 孔 橡 胶 塞 相 连, 在 与 广 口 瓶 相 配 套 的 双 孔 橡 胶 塞 上 连 接 一 带 有 止 水 夹 的 导 气 管, 橡 胶 塞 小 端 插 入 一 根 钢 针, 按 图 1 所 示 装 配 仪 器 原 理 氢 氧 化 钠 溶 液 能 吸 收 二 氧 化 碳 气 体, 造 成 负 压, 使 软 塑 料 瓶 里 的 水 被 吸 入 广 口 瓶 中 ; 广 口 瓶 内 的 金 属 钠 能 跟 水 反 应, 放 出 氢 气, 流 入 广 口 瓶 内 的 水 又 被 压 回 塑 料 瓶 中 操 作 步 骤 (1) 首 先 检 查 装 置 的 气 密 性 完 好 后, 在 广 口 瓶 内 用 排 气 法 收 集 满 一 瓶 二 氧 化 碳 气 体, 在 软 塑 料 瓶 内 装 满 一 瓶 NaOH 稀 溶 液 取 一 小 块 金 属 钠, 用 滤 纸 吸 干 煤 油, 扎 在 橡 胶 塞 上 的 钢 针 上 再 按 图 1 所 示 组 装 仪 器, 此 时 活 塞 和 止 水 夹 均 处 于 关 闭 状 态 (2) 打 开 活 塞 开 关, 轻 轻 挤 压 塑 料 瓶 后 立 即 放 手, 塑 料 瓶 内 的 液 体 立 即 被 吸 入 广 口 瓶 中, 同 时 软 塑 料 瓶 逐 渐 收 缩 而 瘪 进 去 (3) 不 久, 当 广 口 瓶 内 液 体 上 升 到 与 钢 针 上 的 钠 接 触 时 ( 如 不 能 接 触, 可 用 手 轻 轻 摇 动 装 置 ), 钠 脱 离 钢 针 立 即 与 水 发 生 激 烈 的 反 应, 并 产 生 大 量 的 氢 气, 广 口 瓶 内 的 压 强 增 大, 广 口 瓶 内 的 液 体 又 被 压 入 上 面 的 塑 料 瓶 中, 变 瘪 的 塑 料 瓶 逐 渐 复 原 同 时 可 以 看 到, 钠 熔 化 成 银 白 色 的 小 球 浮 在 水 面 上 四 处 游 动, 直 至 完 全 消 失 反 应 完 后, 集 气 瓶 中 收 集 有 一 定 量 的 气 体 (4) 打 开 止 水 夹, 轻 轻 挤 压 塑 料 瓶 调 节 气 体 流 速, 同 时 点 燃 从 导 管 尖 嘴 口 逸 出 的 气 体, 可 以 看 到 气 体 安 静 地 燃 烧, 拉 出 长 长 的 火 焰 ( 如 图 2 所 示 ) 实 验 现 象 描 述 7

8 (1) 水 的 自 动 升 降 : 按 图 1 所 示 组 装 仪 器 后, 打 开 活 塞 开 关, 由 于 氢 氧 化 钠 溶 液 能 吸 收 二 氧 化 碳 气 体, 造 成 负 压, 使 软 塑 料 瓶 里 的 水 被 吸 入 广 口 瓶 中, 软 塑 料 瓶 逐 渐 收 缩 而 瘪 进 去 ; 当 流 入 广 口 瓶 内 的 液 体 跟 金 属 钠 接 触 后, 钠 与 水 反 应 放 出 氢 气, 使 广 口 瓶 的 内 压 增 加, 流 入 广 口 瓶 内 的 水 又 被 压 回 塑 料 瓶 中 (2) 气 体 的 燃 烧 : 待 钠 与 水 的 反 应 完 成 后, 打 开 止 水 夹, 轻 轻 挤 压 塑 料 瓶 调 节 气 体 流 速, 同 时 点 燃 从 导 管 尖 嘴 口 逸 出 的 气 体, 可 以 看 到 气 体 安 静 地 燃 烧, 拉 出 长 长 的 火 焰 ( 如 图 2 所 示 ) 实 验 结 果 (1) 本 实 验 设 计 融 合 了 化 学 知 识 和 物 理 知 识, 将 二 氧 化 碳 与 氢 氧 化 钠 溶 液 反 应, 钠 与 水 的 反 应 气 体 的 吸 收 气 体 的 产 生 液 体 的 升 降 氢 气 的 燃 烧 集 于 一 体 进 行 了 演 示, 不 仅 现 象 明 显, 还 能 启 发 学 生 思 考 产 生 现 象 的 原 因 实 验 新 颖, 趣 味 性 浓, 能 激 发 学 生 的 兴 趣, 活 跃 学 生 的 思 维 (2) 实 验 操 作 安 全 可 靠, 成 功 率 高 因 整 个 装 置 已 处 于 无 氧 状 态, 钠 与 水 反 应 放 热 产 生 的 氢 气 不 会 引 起 爆 炸, 故 实 验 绝 对 安 全 (3) 实 验 装 置 制 作 简 便, 取 材 容 易 注 意 事 项 及 其 他 (1) 必 须 保 证 装 置 的 气 密 性 要 好, 这 是 本 实 验 成 功 的 关 键 (2) 金 属 钠 的 取 用 不 要 太 大 8

9 设 计 编 号 题 目 揭 秘 巫 婆 神 汉 的 伎 俩 原 料 钠 酚 酞 溶 液 碘 片 锌 粉 水 杯 石 头 自 制 焰 色 反 应 器 水 硫 酸 铜 的 酒 精 溶 液 仪 器 设 备 原 理 1 钠 与 水 反 应 浮 在 水 面 上, 发 出 嘶 嘶 的 声 音 2Na+2H 2 O=2NaOH+H 2 2 碘 和 铝 在 常 温 下 不 发 生 反 应 加 水 催 化 剂 后, 反 应 便 立 即 发 生 3 铜 的 颜 色 呈 绿 色 操 作 步 骤 1 神 奇 的 水 杯 找 一 个 干 净 的 水 杯, 倒 上 清 水, 双 手 在 杯 子 上 乱 比 划, 口 中 念 念 有 词, 突 然 水 中 出 现 了 少 量 的 鲜 血 这 下 可 不 好 了 妖 魔 鬼 怪 逃 到 水 里 了,, 需 请 大 师 化 解, 大 师 双 手 比 划 时 水 面 上 突 然 出 现 了 一 个 光 亮 的 小 球, 且 不 断 地 四 处 游 动, 并 伴 有 嘶 嘶 声, 水 中 出 现 了 大 量 的 鲜 血, 直 至 最 后 完 全 消 失 2 石 头 生 烟 取 几 块 石 头, 再 取 碘 片 和 锌 的 混 合 物,, 成 小 丘, 在 丘 顶 上 压 一 小 坑 往 小 坑 内 滴 1~2 滴 水 碘 和 铝 立 即 发 生 剧 烈 反 应, 产 生 浓 厚 的 烟 雾 3 火 烧 厉 鬼 大 师 口 中 念 念 有 词, 请 出 收 妖 神 水, 对 着 火 焰 一 喷, 绿 妖 被 烧 死 4 现 场 揭 秘 警 察 进 门 捉 住 道 士, 现 场 揭 秘 实 验 现 象 描 述 道 士 依 次 表 演 水 鬼 被 杀 嘶 叫 流 血 妖 魔 逃 入 石 头 中 冒 烟 妖 魔 鬼 怪 在 神 水 作 用 下 被 烧 死 警 察 利 用 化 学 知 识 一 一 揭 秘 实 验 结 果 注 意 事 项 及 其 他 1 钠 块 取 绿 豆 大 小 2 喷 CuSO 4 的 酒 精 溶 液 时 朝 酒 精 灯 火 焰 的 斜 上 方 化 学 情 景 剧 揭 秘 巫 婆 神 汉 的 伎 俩 作 者 : 徐 华 尚 升 左 强 梁 高 亮 李 硕 单 位 : 当 阳 市 第 一 高 级 中 学 时 间 : 老 妇 人 :( 咳 嗽, 显 出 悲 凉 的 表 情 ) 唉 -, 我 的 命 怎 么 这 么 苦 啊, 染 了 一 身 怪 病, 整 天 腰 酸 背 痛, 浑 身 没 一 点 力 气 这 到 底 是 造 的 什 么 孽 啊?( 道 士 及 徒 儿 上 场 ) 徒 儿 :( 虚 弱 ) 师 傅 啊, 都 一 整 天 没 吃 饭 了, 这 年 头 杀 妖 除 魔 的 生 意 也 太 不 好 做 啦 道 士 : 徒 儿 莫 慌, 面 包 总 会 有 的 现 在 的 人 是 没 以 前 好 骗 了, 不 过 总 有 笨 的 ( 看 到 了 老 妇 人 眼 睛 一 亮, 拍 拍 徒 儿 ), 徒 儿, 有 饭 吃 有 钱 赚 啰, 跟 我 来!( 走 到 老 妇 人 面 前 ) 道 士 : 哎 呀, 这 位 老 婆 婆, 我 看 你 印 堂 发 黑, 精 神 恍 惚, 该 不 会 是 得 了 什 么 怪 病 吧? 老 妇 人 :( 吃 惊 ) 大 师 你 怎 么 知 道 的? 道 士 : 你 身 上 有 一 股 很 重 的 妖 气, 依 贫 道 看 你 家 里 来 了 位 不 速 之 客 老 妇 人 :( 惊 慌 ) 这, 这 可 怎 么 办? 徒 儿 : 老 婆 婆, 算 你 运 气 好, 你 今 天 可 是 遇 上 高 人 啦, 我 师 傅 神 通 广 大 可 以 帮 你 老 妇 人 : 大 师 你 一 定 要 帮 帮 我, 要 多 少 钱 都 可 以!( 道 士 口 中 念 念 有 词, 在 老 婆 婆 家 里 走 来 走 去 ) 老 妇 人 :( 咳 嗽 捶 胸 ) 端 起 水 杯 准 备 喝 水 徒 儿 :( 大 叫 ) 老 婆 婆, 这 水 喝 不 得! 老 妇 人 :( 停 住 手, 看 水 杯 ) 怎 么 了? 道 士 :( 装 模 作 样 ) 嗯, 徒 儿 好 眼 力 老 婆 婆 这 水 确 实 喝 不 得, 你 家 的 那 位 不 速 之 客 就 藏 在 这 杯 水 里 看 我 来 收 拾 它 ( 道 士 念 经 打 拳, 徒 弟 偷 偷 向 水 中 放 了 一 小 颗 金 属 钠 ) 老 妇 人 : 啊 呀 呀, 这 水 里 怎 么 冒 出 血 来 了? 徒 儿 :( 得 意 ) 我 师 傅 道 行 高, 你 听 小 鬼 被 我 师 傅 杀 掉 嘶 嘶 直 叫, 流 血 了 9

10 道 士 : 老 婆 婆, 你 可 以 放 心 了, 这 小 鬼 已 经 被 我 除 掉 了, 我 保 证 明 天 你 的 病 就 好 了 老 妇 人 :( 感 恩 戴 德 ) 谢 谢 大 师, 这 点 薄 礼 请 你 笑 纳 道 士 : 高 高 兴 兴 收 下 ( 徒 儿 趁 老 妇 人 不 注 意 向 一 堆 石 头 中 滴 了 几 滴 水 ) 徒 儿 : 师 傅, 你 看 这 石 头 怎 么 自 己 冒 起 烟 来 了? 道 士 : 老 人 家, 看 来 你 家 还 真 是 ( 发 出 感 慨, 撂 下 半 截 话 ) 老 妇 人 : 大 师, 你 救 救 我 吧, 我 给 你 钱 ( 硬 将 自 己 身 上 的 钱 塞 到 道 士 的 兜 里 )( 徒 儿 点 上 酒 精 灯 ) 道 士 : 好 吧, 徒 儿, 请 出 降 妖 伏 魔 水 ( 在 屋 里 又 是 一 阵 打 拳, 口 中 念 念 有 词 ) 接 过 徒 弟 递 过 来 的 神 水 对 着 酒 精 灯 一 喷 ( 产 生 一 团 团 绿 火 ) 徒 儿 : 原 来 是 个 绿 毛 厉 鬼, 师 傅 烧 死 它! 道 士 : 老 人 家, 这 回 你 可 以 高 枕 无 忧 了, 我 已 经 把 你 家 的 妖 魔 鬼 怪 都 除 尽 了 老 妇 人 :( 喜 ) 太 好 了, 谢 谢 大 师! 谢 谢 大 师!( 道 士 徒 弟 准 备 走 人, 警 察 上 场 ) 警 察 : 站 住! 道 士 : 难 道 警 察 也 想 请 我 们 捉 鬼? 警 察 : 我 不 捉 鬼, 我 要 抓 人! 我 已 经 跟 踪 你 们 两 个 很 久 了, 跟 我 到 警 察 局 去! 老 妇 人 : 警 察 先 生, 他 们 可 是 活 菩 萨 呀, 他 们 在 帮 我 除 妖 治 病 啊 警 察 : 老 人 家, 你 受 骗 了 哪 里 来 的 什 么 妖 魔 鬼 怪, 这 些 都 是 他 们 的 骗 术 茶 杯 里 的 不 是 血, 是 他 们 趁 你 不 注 意 放 了 金 属 钠, 生 成 了 氢 氧 化 钠 使 酚 酞 溶 液 变 成 了 红 色 冒 烟 的 是 他 们 放 在 石 头 中 的 碘 和 锌, 在 水 的 作 用 下 发 生 化 学 反 应 生 成 了 烟 所 谓 的 神 水 实 际 上 是 硫 酸 铜 的 酒 精 溶 液 也 没 什 么 绿 毛 鬼, 是 硫 酸 铜 的 焰 色 呈 绿 色 这 些 都 是 最 基 本 的 化 学 知 识 啊 老 妇 人 : 原 来 是 这 样, 谢 谢 你 帮 我 揭 开 了 骗 局 警 察 : 我 们 要 运 用 已 有 的 化 学 知 识 来 破 除 各 种 封 建 迷 信, 崇 尚 科 学, 远 离 愚 昧 让 我 们 共 同 努 力 让 骗 子 无 处 藏 身 齐 : 谢 谢 大 家 10

11 设 计 编 号 题 目 魔 力 酒 吧 原 料 1 碳 酸 钠 饱 和 溶 液 酚 酞 试 剂 2 10%FeCl 3 溶 液 10%KSCN 溶 液 3 醋 酸 钠 过 饱 和 溶 液 4 玻 璃 水 槽 硅 酸 钠 (Na 2 SiO 3 ) 钴 铁 铜 镍 和 铅 的 氯 化 物, 铝 铁 铜 和 镍 的 硫 酸 盐, 钴 铁 铜 和 镍 的 硝 酸 盐 5 重 铬 酸 铵 镁 条 6 氯 化 钴 稀 溶 液 实 验 仪 器 设 备 容 器 等 用 具 : 仪 器 : 100ml 200ml 500m 玻 璃 杯 玻 璃 棒 毛 笔 泥 沙 若 干 等 实 验 原 理 : 1 喷 雾 作 画 实 验 原 理 : 碱 遇 酚 酞 变 红 2 幻 变 酒 : 实 验 原 理 : 氯 化 铁 (FeCl3) 溶 液 与 硫 氰 化 钾 (KSCN) 溶 液 显 酒 红 色 3 造 冰 新 法 : 实 验 原 理 : 过 饱 和 溶 液 不 稳 定, 当 往 溶 液 中 加 入 一 小 块 溶 质 晶 体, 即 能 引 起 过 饱 和 溶 液 中 溶 质 的 结 晶 4 水 中 花 园 : 实 验 原 理 : 金 属 盐 与 硅 酸 钠 反 应, 生 成 不 同 颜 色 的 金 属 硅 酸 盐 胶 体, 在 固 体 液 体 的 接 触 面 形 成 半 透 膜, 由 于 渗 透 压 的 关 系, 水 不 断 渗 入 膜 内, 胀 破 半 透 膜 使 盐 又 与 硅 酸 钠 接 触, 生 成 新 的 胶 状 金 属 硅 酸 盐 反 复 渗 透, 硅 酸 盐 生 成 芽 状 或 树 枝 状 5 海 底 火 山 爆 发 : 实 验 原 理 : 重 铬 酸 铵 受 热 分 解 是 强 烈 的 放 热 反 应, 并 且 产 生 的 大 量 的 氮 气 6 火 填 支 票 : 实 验 原 理 : 氯 化 钴 稀 溶 液 呈 淡 红 色, 写 在 纸 上 干 后 看 不 到 颜 色 当 其 受 热 时, 水 合 氯 化 钴 就 失 水 变 为 亮 绿 色 的 无 水 氯 化 钴 四 详 细 操 作 步 骤 : 剧 情 介 绍 : 地 点 : 酒 吧 时 间 :2011 年 夏 下 午 魔 力 酒 吧 人 物 : 服 务 员 男, 二 十 出 头, 工 作 多 年, 对 酒 吧 工 作 熟 悉 客 人 李 冰, 男, 新 顾 客 老 板 女 第 一 幕 [ 幕 起 : 魔 力 酒 吧 是 老 牌 门 店, 服 务 生 每 天 都 一 样 热 情 迎 客 老 顾 客 在 酒 吧 里, 边 品 酒 边 畅 聊, 有 说 有 笑 李 冰 正 路 过 魔 力 酒 吧, 酷 暑 难 熬, 正 想 找 个 地 方 歇 歇, 顺 便 解 解 渴 ] 服 务 员 :Hi, 您 好, 请 问 需 要 点 什 么? 李 冰 : 咦? 这 什 么 酒 吧 啊? 11

12 服 务 员 :( 用 抹 布 擦 擦 招 牌 ) 这 是 魔 力 酒 吧! 显 色 反 应 李 冰 :( 点 点 头 ) 哇, 好 神 奇 啊! 服 务 员 : 要 不 来 杯 啤 酒? 李 冰 : 有 红 酒 吗? 给 我 杯 红 酒 吧! 服 务 员 : 好 吧, 请 稍 等 先 生, 您 的 啤 酒, 请 慢 用! 李 冰 : 谢 谢! 诶, 不 对 啊, 我 要 的 是 红 酒 服 务 员 : 不 好 意 思, 请 稍 等 幻 变 酒 先 生, 红 酒 好 了 ( 过 一 会 儿 ) 李 冰 : 服 务 员, 加 冰 块 服 务 员 : 好 的, 请 稍 等 造 冰 新 法 先 生, 冰 来 了 李 冰 : 还 不 错 啊! 12

13 第 二 幕 李 冰 一 边 品 酒, 一 边 看 新 闻 ( 虚 拟 电 视 新 闻 ) 新 闻 主 持 人 : 日 本, 一 个 美 丽 的 国 度, 四 面 环 海, 有 着 丰 富 的 海 底 资 源, 美 丽 的 海 底 世 界, 吸 引 了 无 数 的 游 客 前 往 观 赏 ( 虚 拟 电 视 画 面 呈 现 地 震 前 日 本 美 丽 画 面 ) 水 中 花 园 然 而, 就 在 三 月 十 一 号, 日 本 发 生 了 大 地 震, 地 震 撕 裂 原 来 面 孔, 海 啸 袭 击, 火 山 汹 涌 海 底 火 山 爆 发 13

14 李 冰 : 哎, 今 年 真 是 多 灾 多 难 的 一 年 啊! 第 三 幕 李 冰 将 要 离 开 酒 吧, 到 柜 台 结 账 李 冰 : 老 板, 埋 单 老 板 : 您 好, 总 共 100 元 李 冰 : 支 票 可 以 么? 老 板 : 嗯, 可 以 先 生, 给 你 笔 李 冰 : 谢 谢, 我 不 用 笔 ( 将 支 票 递 给 服 务 员 ) 火 填 支 票 老 板 : 先 生 慢 走, 欢 迎 下 次 光 临 ( 谢 幕 ) 注 : 1 喷 雾 作 画 实 验 步 骤 :1. 用 毛 笔 蘸 酚 酞 溶 液 在 白 纸 上 写 上 魔 力 二 字 ; 2. 把 纸 晾 干, 钉 在 木 架 上 ; 14

15 3. 用 蘸 有 Na 2 CO 3 溶 液 的 抹 布 在 绘 有 图 画 的 白 纸 上 擦 拭, 白 纸 上 显 示 出 魔 力 二 字 2 幻 变 酒 : 实 验 步 骤 : 配 置 10% 的 FeCl 3 溶 液, 置 于 酒 杯 中, 此 时 溶 液 显 黄 绿 色, 酷 似 啤 酒, 滴 加 少 量 无 色 的 10% 的 KSCN 溶 液, 溶 液 迅 速 变 成 酒 红 色, 完 成 啤 酒 到 红 酒 的 转 换 3 造 冰 新 法 : 实 验 步 骤 : 在 60 的 温 度 下 下 配 置 醋 酸 钠 (CH3COONa) 过 饱 和 溶 液, 冷 却 至 室 温, 取 一 支 吸 管, 在 吸 管 内 放 置 一 小 颗 醋 酸 钠 晶 体, 将 吸 管 插 入 到 饱 和 溶 液 中 时, 溶 液 迅 速 析 出 晶 体, 看 起 来 与 冰 无 异 4 水 中 花 园 : 实 验 步 骤 : 将 硅 酸 钠 (Na2SiO3) 溶 于 水 中 制 成 溶 质 质 量 分 数 为 40% 的 水 玻 璃, 轻 轻 将 盐 的 晶 粒, 钴 铁 铜 镍 和 铅 的 氯 化 物, 铝 铁 铜 和 镍 的 硫 酸 盐, 钴 铁 铜 和 镍 的 硝 酸 盐, 加 入 到 水 玻 ` 璃 中, 五 彩 缤 纷 的 花 就 慢 慢 地 生 长 起 来 了 5 海 底 火 山 爆 发 : 实 验 步 骤 : 将 泥 沙 堆 成 火 山 状, 做 2 个 火 山 口, 内 各 埋 一 只 100ml 烧 杯, 每 只 烧 杯 里 放 几 药 匙 研 磨 过 的 重 铬 酸 铵, 插 上 镁 条, 将 镁 条 点 燃, 镁 条 烧 热 放 出 大 量 的 热, 重 铬 酸 铵 受 热 分 解, 火 山 口 立 即 喷 出 火 焰 以 及 大 量 绿 色 的 三 氧 化 二 铬 粉 末, 类 似 于 火 山 灰, 现 象 十 分 逼 真 6 火 填 支 票 : 实 验 步 骤 : 用 蘸 有 氯 化 钴 稀 溶 液 的 笔 填 写 仿 真 支 票, 晾 干 后 看 起 来 仍 然 像 空 白 支 票, 将 支 票 放 在 火 上 烘 烤, 之 前 所 写 的 字 慢 慢 显 现 出 亮 绿 色 五 实 验 结 果 1. 剧 情 中 所 涉 及 的 实 验 均 能 在 所 设 置 情 景 中 完 成, 并 能 呈 现 精 彩 的 实 验 现 象 ; 2. 魔 力 酒 吧 意 在 运 用 所 学 化 学 知 识, 设 计 相 关 趣 味 化 学 实 验 方 案, 将 其 运 用 到 剧 情 中, 形 成 了 变 幻 莫 测 的 情 景, 颇 具 趣 味 ; 六 注 意 事 项 及 其 他 : 实 验 药 品 及 道 具 的 准 备 ; 15

16 设 计 编 号 题 目 魔 术 时 代 趣 味 实 验 设 计 原 料 30%H2O2 溶 液 (AR) FeCl3 固 体 (AR) 凡 士 林 仪 器 设 备 自 制 魔 术 花 自 制 花 盆 自 制 风 车 铁 架 台 ( 带 夹 子 ) 升 降 台 10ml 量 筒 抽 滤 瓶 乳 胶 管 止 水 夹 原 理 1 H2O2=H2O+O2 ( 绿 色 化 学 ) 2 魔 术 花 内 发 生 上 述 反 应 使 得 魔 术 花 开 放, 化 学 能 转 化 为 机 械 能, 魔 术 花 谢 时 储 存 在 花 里 的 气 体 放 出 推 动 风 车 转 动, 风 能 转 化 为 机 械 能 操 作 步 骤 1 制 作 风 车 ( 需 要 一 个 图 钉 一 张 4cm*4cm 的 蓝 色 防 水 纸 一 把 剪 刀 ) 2 自 制 花 盆 ( 将 华 师 校 徽 校 训 图 片 化 学 年 logo 趣 味 实 验 名 称 放 入 一 张 word 中 彩 打, 然 后 用 剪 刀 裁 剪 后 将 它 们 粘 贴 到 爆 米 花 盒 子 上 ) 3 自 制 魔 术 花 ( 需 要 一 个 气 球 一 个 空 气 冷 凝 管 一 张 防 水 纸 剪 刀 ) 4 按 下 图 搭 建 好 装 置 5 往 上 图 中 的 容 器 中 加 入 10ml30%H2O2 溶 液, 再 用 玻 璃 棒 蘸 取 少 量 的 饱 和 FeCl3 溶 液 加 入 其 中, 迅 速 植 入 魔 术 花 并 固 定, 魔 术 花 慢 慢 开 放, 待 魔 术 花 不 再 长 大, 打 开 容 器 侧 口 乳 胶 管 上 的 止 水 夹, 乳 胶 管 对 准 风 车, 风 车 转 动 实 验 现 象 描 述 实 验 结 果 注 意 事 项 及 其 他 1 30%H2O2 溶 液 饱 和 FeCl3 溶 液 不 要 加 入 过 多 ; 2 反 应 完 毕 后 待 装 置 冷 却 后 在 拆 卸 ( 以 防 烫 手 ); 3 选 择 容 积 大 的 气 球 ; 八 其 它 郑 重 声 明 : 魔 术 时 代 完 全 是 自 主 设 计 创 作 的, 没 有 丝 毫 抄 袭, 也 没 有 参 考 网 络 上 的 任 何 趣 味 实 验 作 品 魔 术 时 代 的 设 计 理 念 是 绿 色 环 保 循 环 再 利 用, 所 以 我 们 选 择 药 品 为 绿 色 化 学 品 :H2O2, 同 时 我 们 并 没 有 空 想 设 计 实 验, 而 是 在 实 验 室 亲 自 验 证 了 实 验 的 安 全 性 以 及 可 行 性, 实 验 结 果 完 全 符 合 我 们 的 预 想 16

17 设 计 编 号 题 目 神 奇 的 玻 璃 棒 原 料 98.3% 浓 硫 酸 高 锰 酸 钾 晶 体 碳 酸 锂 硫 酸 铜 玻 璃 棒 酒 精 灯 仪 器 设 备 原 理 1 高 锰 酸 钾 是 强 氧 化 剂, 在 浓 硫 酸 的 存 在 下 氧 化 能 力 更 强 这 是 因 为 它 们 发 生 反 应 时, 生 成 黑 绿 色 的 强 氧 化 性 油 状 液 体 Mn 2 O 7, 同 时 放 出 大 量 的 热 2KMnO 4 + H 2 SO 4 ( 浓 ) = K 2 SO 4 + H 2 O + Mn 2 O 7 Mn 2 O 7 具 有 极 强 的 氧 化 能 力, 酒 精 与 它 接 触 时, 它 可 以 使 酒 精 蒸 气 氧 化 并 燃 烧, 所 以 酒 精 灯 被 点 燃 2Mn 2 O 7 + C 2 H 5 OH = 4MnO 2 + 3H 2 O + 2CO 2 2 焰 色 反 应 : 某 些 金 属 或 它 们 的 化 合 物 在 灼 烧 时 使 火 焰 呈 现 特 殊 的 颜 色, 本 实 验 用 到 锂 的 焰 色 为 紫 红 色, 铜 的 焰 色 为 绿 色 操 作 步 骤 1 取 三 盏 酒 精 灯, 分 别 剪 去 灯 芯 顶 部 烧 焦 的 部 分, 并 将 其 一 个 灯 芯 用 硫 酸 铜 溶 液 浸 泡 后 晾 干, 另 一 个 用 碳 酸 锂 悬 浊 液 浸 泡 后 晾 干 2 将 少 量 研 得 很 细 的 高 锰 酸 钾 粉 末 放 在 一 块 玻 璃 片 上, 用 蘸 有 少 量 浓 硫 酸 的 玻 璃 棒 去 沾 一 点 高 锰 酸 钾 粉 末, 用 蘸 有 少 量 浓 硫 酸 与 高 锰 酸 钾 的 混 合 物 的 玻 璃 棒 依 次 去 接 触 三 盏 酒 精 灯 的 灯 芯 实 验 现 象 描 述 三 盏 酒 精 灯 均 被 点 燃, 且 火 焰 呈 现 不 同 的 颜 色, 未 做 处 理 的 酒 精 灯 火 焰 呈 淡 蓝 色, 用 硫 酸 铜 溶 液 浸 泡 过 灯 芯 的 酒 精 灯 火 焰 呈 绿 色, 用 碳 酸 锂 悬 浊 液 浸 泡 过 灯 芯 的 酒 精 灯 火 焰 呈 紫 红 色 实 验 结 果 注 意 事 项 及 其 他 1 高 锰 酸 钾 与 浓 硫 酸 要 临 时 调 混 用 量 要 少, 用 后 残 留 物 要 及 时 清 洗 掉 2 酒 精 灯 的 灯 芯 要 剪 平 拉 松 17

18 设 计 编 号 参 赛 人 姓 名 温 伟 题 目 五 色 糖 焰 火 原 料 氯 酸 钾, 市 售 白 糖, 碳 酸 锂, 硝 酸 锶, 氯 化 钡, 氯 化 铜, 氯 化 钴,98.3% 浓 硫 酸 仪 器 设 备 滴 管, 药 匙, 滤 纸, 白 铁 皮, 铁 架 台 ( 带 有 铁 圈 ), 坩 埚 实 验 装 置 1cm 21cm 1cm 60 2cm 22cm 原 理 浓 硫 酸 与 白 糖 反 应 时 放 热, 放 出 的 热 量 能 促 进 氯 酸 钾 分 解, 释 放 出 氧 气 氧 气 又 进 一 步 氧 化 糖, 糖 的 氧 化 放 出 大 量 热, 大 到 足 以 使 糖 燃 烧 产 生 火 焰, 金 属 的 盐 混 入 其 中, 糖 的 燃 烧 足 以 使 金 属 离 子 产 生 焰 色 : 锂 : 紫 红 色, 锶 : 洋 红 色, 钡 : 黄 绿 色, 铜 : 绿 色. 钴 : 蓝 色 操 作 步 骤 (1) 取 氯 酸 钾 约 3.0 克, 白 糖 约 3.0 克 分 别 研 细, 将 氯 酸 钾 和 白 糖 混 合 均 匀, 碳 酸 锂, 硝 酸 锶, 氯 化 钡, 氯 化 铜, 氯 化 钴 各 约 0.2 克 (2) 将 氯 酸 钾 和 白 糖 混 合 物 均 匀 平 铺 在 铁 片 凹 槽 内, 将 硝 酸 锶, 氯 化 钡, 氯 化 铜, 氯 化 钴, 碳 酸 锂, 五 小 段 相 邻 均 匀 铺 撒 在 混 合 物 的 上 面, 盖 上 带 有 圆 形 小 孔 的 铁 片 (3) 用 滴 管 将 浓 硫 酸 滴 一 滴 于 混 合 物 起 始 端, 观 察 火 焰 实 验 现 象 描 述 滴 入 硫 酸 后, 混 合 物 迅 速 燃 烧, 两 端 喷 出 红, 紫 红 两 种 条 状 火 焰, 铁 片 的 小 孔 中 发 出 红, 黄, 绿, 蓝, 紫 红 五 色 混 合 焰 色 有 少 量 烟 生 成, 有 甜 性 气 味 反 应 完 成 后 在 凹 槽 内 有 少 许 黑 色 蓬 松 状 物 质 生 成 18

19 实 验 结 果 反 应 完 成 后 在 凹 槽 内 有 少 许 黑 色 蓬 松 状 物 质 生 成 金 属 离 子 产 生 焰 色 : 锂 : 紫 红 色, 锶 : 洋 红 色, 钡 : 黄 绿 色, 铜 : 绿 色. 钴 : 蓝 色 注 意 事 项 及 其 他 (1) 反 应 过 程 中 有 些 许 烟 生 成, 为 白 糖 不 完 全 燃 烧 生 成, 不 会 产 生 污 染 环 境 的 气 体 (2) 反 应 速 率 的 快 慢 与 白 糖 和 氯 酸 钾 的 颗 粒 的 大 小 有 关, 另 外 与 氯 酸 钾 和 白 糖 的 配 比 有 关, 实 验 时 氯 酸 钾 应 稍 过 量 (3) 反 应 过 程 中 应 让 盐 均 匀 撒 在 混 合 物 上, 不 能 堆 积 过 多, 否 则 可 能 使 火 焰 不 能 保 持 连 续 性 (4) 反 应 结 束 后, 不 应 立 即 清 洗 装 置, 需 冷 却 至 室 温 19

20 设 计 编 号 参 赛 人 姓 名 梁 筱 题 目 多 彩 人 生 只 要 争 口 气 原 料 NH 4 Cl( 固 态 ) Ca(OH) 2 ( 固 态 ) 淀 粉 - 碘 化 钾 溶 液 H 2 O 2 鲁 米 诺 溶 液 白 磷 浓 硫 酸 高 锰 酸 钾 NaOH CS 2 Na 2 O 2 FeCl 3 CuSO 4 仪 器 设 备 铁 架 台 试 管 玻 璃 管 烧 杯 酒 精 灯 胶 皮 管 蜡 烛 木 棍 小 铁 球 轨 道 原 理 1. 氨 气 的 制 备 实 验 室, 氨 常 用 铵 盐 与 碱 作 用 特 性 制 备 : 2NH 4 Cl( 固 态 )+ Ca(OH) 2 ( 固 态 )===2NH 3 + CaCl 2 + 2H 2 O Li 3 N + 3H 2 O === 3LiOH + NH 3 氨 气 极 易 溶 于 水, 常 温 常 压 下, 一 体 积 水 能 溶 解 约 700 体 积 氨 气, 但 为 了 使 实 验 现 象 更 明 显, 本 实 验 采 用 稀 盐 酸 做 吸 收 液 当 在 试 管 中 稀 盐 酸 在 外 力 作 用 下 进 入 U 型 管 时, 由 于 压 力 将 稀 盐 酸 压 入 烧 瓶 时, 氨 气 即 被 溶 解 而 产 生 倒 吸,A B C 三 种 溶 液 被 吸 入 烧 瓶 形 成 喷 泉 2. 发 光 变 色 喷 泉 溶 液 A 中 的 H 2 O 2 具 有 氧 化 性 溶 液 B 中 的 鲁 米 诺 是 一 种 发 光 试 剂, 在 碱 性 溶 液 中, 变 成 2 价 负 离 子, 并 可 被 氧 分 子 氧 化 成 一 种 能 产 生 化 学 发 光 现 象 的 中 间 体 在 氧 化 剂 中, 鲁 米 诺 被 转 变 为 激 发 态, 激 发 态 衰 变 为 基 态 并 发 出 荧 光 所 以 在 暗 室 里, 就 会 产 生 耀 眼 的 蓝 色 发 光 喷 泉 如 果 溶 液 中 混 有 适 当 的 荧 光 染 料, 在 鲁 米 诺 本 身 发 光 之 前, 若 鲁 米 诺 中 间 体 可 将 能 量 传 递 给 染 料, 则 可 调 整 发 光 的 颜 色, 例 如, 加 入 曙 红, 会 呈 现 橙 红 色 ; 加 入 靛 蓝, 会 呈 现 蓝 绿 色 [3] 溶 液 C 是 淀 粉 - 碘 化 钾 溶 液, 关 闭 B 溶 液 活 塞, 溶 液 A C 进 入 烧 瓶 形 成 喷 泉,H 2 O 2 具 有 氧 化 性, 与 强 还 原 性 的 KI 发 生 反 应 生 成 I 2,I 2 遇 淀 粉 变 蓝, 形 成 蓝 色 喷 泉 3. 小 球 下 滑 蜡 烛 自 燃 产 生 炮 仗 浓 硫 酸 与 高 锰 酸 钾 反 应 生 成 氧 化 性 很 强 的 七 氧 化 二 锰, 它 和 易 燃 物 如 乙 醇 等 剧 烈 反 应 放 出 大 量 热, 可 将 乙 醇 等 点 燃 白 磷 极 易 自 燃, 用 CS 2 溶 解 白 磷 涂 在 下 滑 轨 道 两 旁 的 蜡 烛 上, 待 CS 2 挥 发 完 全, 遇 到 放 热, 蜡 烛 便 会 自 燃. 在 小 球 下 滑 轨 道 上 涂 上 一 薄 层 浓 硫 酸 与 高 锰 酸 钾 的 混 合 物, 把 小 球 用 乙 醇 浸 过, 轨 道 两 旁 备 好 加 工 好 的 蜡 烛, 蜡 烛 上 方 的 试 管 中 加 入 硝 化 棉, 用 塞 子 塞 好 当 小 球 从 轨 道 滑 下 时, 蜡 烛 自 燃, 试 管 受 热, 管 内 压 力 增 大, 将 塞 子 冲 出, 像 炮 仗 一 样 这 样 小 球 一 路 滑 下, 蜡 烛 也 跟 着 点 燃, 还 伴 随 着 响 声 4. 显 色 反 应 当 小 球 滑 到 轨 道 底 部, 撞 击 杠 杆, 拉 动 试 管, 使 试 管 中 的 稀 盐 酸 进 入 U 型 管, 压 入 烧 瓶, 喷 泉 20

21 发 生 小 球 滚 落 到 轨 道 下 方 的 盛 满 NaOH 的 圆 盘, 将 NaOH 沿 缺 口 处 压 出, 滴 入 下 方 试 管 中, 产 生 显 色 反 应 :NaOH 能 使 酚 酞 变 红, 与 Fe 3+ 生 成 红 棕 色 沉 淀, 与 Cu 2+ 生 成 蓝 色 沉 淀, 与 Co 2+ 先 生 成 蓝 色 碱 式 盐 沉 淀, 加 热 则 转 化 为 玫 瑰 色 Co(OH) 2, 反 应 方 程 式 如 下 : 5. 反 应 发 生 装 置 3NaOH + FeCl 3 ==3NaCl + Fe(OH) 3 2NaOH + CuSO 4 == Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 CoCl 2 + NaOH == Co(OH)Cl + NaCl Na 2 O 2 与 CO 2 反 应 放 出 大 量 的 热 可 以 使 棉 花 燃 烧, 燃 烧 的 棉 花 烧 断 拉 线, 木 棍 开 始 做 单 摆 运 动, 撞 击 小 球, 使 小 球 沿 轨 道 下 滑, 产 生 一 系 列 反 应 操 作 步 骤 整 个 实 验 过 程 分 为 四 个 小 过 程 来 描 述 : 1. 人 生 要 争 一 口 气 (3 分 钟 ) 2Na 2 O 2 + 2CO 2 == 2Na 2 CO 3 + O 2 将 过 量 Na 2 O 2 粉 末 揉 进 脱 脂 棉, 把 脱 脂 棉 撕 蓬 松, 用 玻 璃 管 对 着 该 脱 脂 棉 吹 气,Na 2 O 2 便 于 吹 出 的 CO 2 反 应, 反 应 放 出 大 量 热, 使 脱 脂 棉 达 到 燃 烧 点 燃 烧, 火 焰 烧 断 棉 线, 便 发 生 一 系 列 反 应 在 脱 脂 棉 中 加 入 Cu 等 金 属 粉 末, 还 可 以 出 现 彩 色 火 焰 2. 青 春 放 歌 我 将 一 路 前 行 (1 分 钟 ) 棉 线 烧 断 后, 木 棍 下 落 撞 击 小 球, 浸 泡 过 乙 醇 的 小 球 沿 轨 道 滑 下, 乙 醇 与 浓 硫 酸 高 锰 酸 钾 接 触 反 应 放 热, 所 放 出 的 热 使 涂 过 白 磷 的 蜡 烛 发 生 自 燃, 蜡 烛 给 硝 化 棉 封 闭 使 馆 加 热, 气 体 急 剧 膨 胀, 产 生 炮 仗 3. 生 命 本 五 彩, 要 能 沉 住 气 (8 分 钟 ) 小 球 在 硝 化 棉 试 管 的 欢 呼 声 中 滑 过 轨 道, 撞 击 杠 杆 后 落 入 NaOH 小 池 并 沉 到 底 部,NaOH 溶 液 从 四 面 缺 口 流 下, 滴 入 周 围 的 试 管 中, 发 生 反 应, 生 成 各 种 不 同 的 变 色 反 应 : 使 酚 酞 变 红, 与 Fe 3+ 生 成 红 棕 色 沉 淀, 与 Cu 2+ 生 成 蓝 色 沉 淀, 与 Co 2+ 先 生 成 蓝 色 碱 式 盐 沉 淀, 加 热 则 转 化 为 玫 瑰 色 Co(OH) 2, 反 应 方 程 式 如 下 : 4. 我 的 世 界 我 做 主 (5 分 钟 ) 3NaOH + FeCl 3 == 3NaCl + Fe(OH) 3 2NaOH + CuSO 4 == Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 CoCl 2 + NaOH == Co(OH)Cl + NaCl 21

22 杠 杆 在 小 球 撞 击 后 牵 引 棉 线, 使 棉 线 所 联 系 的 试 管 中 稀 HCl 流 入 U 型 管 右 端 的 球 形 储 存 器 中, 待 圆 底 烧 瓶 中 充 满 NH 3 后, 关 闭 阀 a, 打 开 阀 e, 稀 HCl 便 通 过 U 型 管 流 入 圆 底 烧 瓶, 吸 收 NH 3, 此 时 打 开 b c 两 阀, 发 生 发 光 喷 泉 ; 打 开 b d 两 阀, 发 生 蓝 色 喷 泉 整 个 过 程 还 能 通 过 开 闭 a 阀 补 充 圆 底 烧 瓶 中 的 NH3, 颇 有 意 思 实 验 结 束, 清 洗 仪 器 实 验 现 象 描 述 实 验 结 果 本 实 验 得 到 明 显 的 显 色 反 应 和 可 控 喷 泉 实 验, 具 有 可 操 作 性 和 可 观 赏 性 实 验 中 只 需 要 吹 一 口 气, 便 可 进 行 连 串 反 应, 不 但 具 有 趣 味 性, 涉 及 到 无 机 化 学 有 机 化 学 化 学 热 力 学 化 学 动 力 学 等 多 方 面 知 识, 更 有 人 生 哲 理 蕴 含 其 中 注 意 事 项 及 其 他 1. 为 了 保 证 喷 泉 实 验 成 功, 圆 底 烧 瓶 必 须 经 过 干 燥 处 理 ; 2. 试 验 中 有 发 光 喷 泉 操 作 步 骤, 因 此 操 作 过 程 需 在 有 黑 暗 环 境 又 有 光 源 的 条 件 下 进 行 ; 3. 白 磷 极 易 自 燃, 因 此 实 验 要 求 室 温 最 高 在 10 摄 氏 度 左 右 ; 4. 为 使 喷 泉 现 象 明 显, 吸 收 剂 一 改 原 高 中 化 学 教 材 中 的 水, 采 用 更 易 吸 收 NH3 的 稀 盐 酸 ; 5. 浓 硫 酸 与 高 锰 酸 钾 反 应 生 成 氧 化 性 很 强 的 七 氧 化 二 锰, 但 七 氧 化 二 锰 不 稳 定, 在 空 气 中 容 易 分 22

23 解, 这 样 会 影 响 实 验 结 果 为 保 证 实 验 正 常 进 行, 轨 道 在 涂 抹 浓 硫 酸 与 高 锰 酸 钾 后 应 快 速 进 行 下 一 步 操 作 ; 6. 试 验 中 有 硝 化 棉 炮 仗 操 作 步 骤, 因 此 操 作 者 要 非 常 小 心, 以 防 弹 出 的 试 管 塞 伤 人 ; 7. 为 确 保 实 验 正 常 进 行, 实 验 前 保 证 U 型 管 两 端 液 位 相 平, 实 验 过 程 中 通 过 调 节 活 塞 保 证 NH 3 溶 解 充 分 ; 实 验 结 束 后 清 洗 装 置, 以 便 下 一 次 操 作 23

24 设 计 编 号 题 目 爱 的 奇 迹 原 料 硅 酸 钠 硫 酸 铜 硫 酸 铁 硫 酸 亚 铁 硫 酸 锌 等 晶 体 钠 油 酸 酚 酞 仪 器 设 备 玻 璃 鱼 缸 小 烧 杯 小 刀 针 管 空 心 塑 料 管 原 理 硫 酸 铜 硫 酸 铁 硫 酸 亚 铁 硫 酸 锌 等 小 晶 体 与 硅 酸 钠 发 生 反 应, 生 成 蓝 色 的 硅 酸 铜 红 棕 色 的 硅 酸 铁 淡 绿 色 的 硅 酸 亚 铁 乳 白 色 的 硅 酸 锌 当 把 这 些 小 晶 体 投 入 玻 璃 鱼 缸 里 后, 它 们 的 表 面 立 刻 生 成 一 层 不 溶 解 于 水 的 硅 酸 盐 薄 膜, 这 层 带 色 的 薄 膜 覆 盖 在 晶 体 的 表 面 上 它 只 允 许 水 分 子 通 过, 而 把 其 他 物 质 的 分 子 拒 之 门 外, 当 水 分 子 进 入 这 种 薄 膜 之 后, 小 晶 体 即 被 水 溶 解 而 生 成 浓 度 很 高 的 盐 溶 液 于 薄 膜 之 中, 由 此 而 产 生 了 很 高 的 压 力, 使 薄 膜 鼓 起 直 至 破 裂 膜 内 带 有 颜 色 的 盐 溶 液 流 了 出 来, 又 和 硅 酸 钠 反 应, 生 成 新 的 薄 膜, 水 又 向 膜 内 渗 透, 薄 膜 又 重 新 鼓 起 破 裂 如 此 循 环 下 去 每 循 环 一 次, 花 的 枝 叶 就 新 长 出 一 段 这 样, 只 需 片 刻, 就 形 成 了 枝 叶 繁 茂 花 盛 开 的 水 下 花 园 了 硅 酸 钠 能 与 很 多 金 属 的 盐 作 用 生 成 不 同 颜 色 的 硅 酸 盐 CuSO 4 +Na 2 SiO 3 ===CuSiO 3 +2NaSO 4 ( 蓝 色 ) Fe 2 (SO 4 ) 3 +3Na 2 SiO 3 ===Fe 2 (SiO 3 ) 3 +3Na 2 SO 4 ( 红 棕 色 ) ZnSO 4 +Na 2 SiO 3 ===ZnSiO 3 +Na 2 SO 4 ( 乳 白 色 ) FeSO 4 +Na 2 SiO 3 ===FeSiO 3 +Na 2 SO 4 ( 浅 绿 色 ) 钠 与 水 反 应, 由 于 钠 的 密 度 比 水 小 熔 点 低 与 水 反 应 放 出 的 热 量 会 使 钠 熔 成 一 个 闪 亮 的 小 球 浮 在 水 面 上 钠 与 水 反 应 会 放 出 氢 气 会 使 小 球 在 水 面 上 四 处 游 动, 事 先 滴 有 酚 酞 试 液 的 水 变 红 2Na+2H 2 O=2NaOH+H 2 油 酸, 密 度 小 于 水 且 不 溶 于 水, 浮 于 水 面 上 油 酸 也 不 与 硫 酸 铜 硫 酸 铁 硫 酸 亚 铁 硫 酸 锌 等 小 晶 体 反 应 操 作 步 骤 1 湖 水 的 制 备 将 硅 酸 钠 与 水 以 重 量 比 为 1:5 的 比 例 混 合 制 成 硅 酸 钠 溶 液, 将 制 成 的 溶 液 倒 入 玻 璃 鱼 缸 中 在 小 烧 杯 中 装 满 水 将 鱼 放 入 并 将 小 烧 杯 放 入 玻 璃 鱼 缸 中 2 眼 泪 的 制 备 在 烧 杯 中 加 入 5ml 油 酸, 将 硫 酸 铜 硫 酸 铁 硫 酸 亚 铁 硫 酸 锌 的 晶 体 放 入 烧 杯 再 另 取 一 烧 杯 加 入 盐 酸 溶 液 2ml, 酚 酞 1ml 用 针 管 在 前 一 烧 杯 底 部 抽 取 几 粒 晶 体 并 抽 取 少 量 油 酸 再 在 后 一 烧 杯 中 抽 取 少 量 混 合 液 晶 体 混 合 溶 液 24 油 酸

25 3 草 的 制 备 将 一 截 中 空 的 塑 料 管 从 中 间 位 置 用 小 刀 划 一 个 口 并 折 弯, 将 新 取 出 并 已 打 磨 好 的 钠 粒 放 入 管 中, 调 整 位 置 于 管 中 间 的 开 口 处 同 理 制 作 五 个 钠 空 心 塑 料 管 将 上 述 准 备 做 好 后, 实 验 就 可 以 开 始 了 将 依 次 制 取 五 滴 眼 泪 分 别 滴 在 折 弯 处 实 验 现 象 描 述 片 刻 后 玻 璃 鱼 缸 中 溶 液 呈 粉 色 并 长 出 各 种 各 样 的 枝 条 纵 横 交 错 地 伸 长 着, 绿 色 的 叶 子 越 来 越 茂 盛, 鲜 艳 夺 目 的 花 儿 也 开 放 突 起! 五 根 草 汇 聚 在 一 起 形 成 一 个 五 角 星, 湖 水 变 为 红 色 ( 正 视 图 ) 25

26 ( 俯 视 图 ) 实 验 结 果 硅 酸 铜 硅 酸 亚 铁 硅 酸 铁 硅 酸 锌 形 成 了 不 溶 于 溶 液 的 柱 状 物, 钠 与 水 完 全 反 应 油 酸 在 水 面 铺 展 注 意 事 项 及 其 他 1 将 装 有 鱼 的 小 烧 杯 放 入 玻 璃 鱼 缸 时 液 面 应 没 过 小 烧 杯 上 沿 少 许 2 避 免 晃 动 烧 杯 3 制 作 眼 泪 时, 无 机 盐 晶 体 不 宜 太 小 4 制 作 草 时 要 快 速, 避 免 钠 过 多 的 被 氧 化 参 考 文 献 : 实 验 亮 点 一 鱼 小 烧 杯 中 的 水 与 外 界 鱼 缸 中 的 溶 液 因 浓 度 差 会 相 互 渗 透 会 带 来 两 点 好 处 : 溶 液 上 层 水 的 比 例 增 大, 有 利 于 钠 的 完 全 反 应 ; 鱼 在 水 中 的 游 动 增 加 了 实 验 的 观 赏 性 二 眼 泪 眼 泪 制 作 时 利 用 油 酸 将 晶 体 与 溶 液 分 开 : 一 方 面 保 护 晶 体 不 被 溶 解 ; 一 方 面 油 酸 在 液 体 表 面 有 铺 展 效 应 为 草 的 移 动 提 供 动 力 眼 泪 中 的 酸 是 为 了 溶 解 钠 表 面 刚 形 成 的 氧 化 物 以 便 于 反 应 的 进 一 步 进 行 溶 液 最 终 显 碱 性, 眼 泪 中 的 酚 酞 会 使 溶 液 变 红 增 加 了 实 验 的 趣 味 性 26

27 三 草 钠 与 水 反 应 放 出 气 体 为 草 的 移 动 提 供 了 主 要 动 力 而 钠 表 面 会 形 成 的 氧 化 物 薄 膜 只 有 少 部 分 露 在 管 外 与 溶 液 接 触, 当 眼 泪 滴 下 时 酸 只 会 溶 解 掉 露 在 外 的 氧 化 物 使 钠 暴 露 出 来 与 水 反 应, 少 部 分 的 反 应 使 得 放 出 热 量 减 少 不 足 以 使 钠 全 部 融 化 为 小 球 也 就 不 会 从 缝 隙 中 掉 落, 氧 化 物 也 起 了 一 定 的 保 护 作 用 反 应 放 出 气 体 本 应 是 四 面 八 方, 但 由 于 塑 料 管 的 限 制 只 向 塑 料 管 突 出 一 方 放 出 气 体, 眼 泪 中 含 有 的 油 酸 覆 盖 在 折 弯 处 阻 断 了 气 体 向 上 的 喷 出 使 得 气 体 方 向 一 致 对 外 增 强 了 动 力 四 环 保 本 实 验 还 体 现 了 环 保 的 概 念 试 验 完 成 后 溶 液 中 的 重 金 属 离 子 形 成 柱 状 不 会 溶 解 在 溶 液 中, 存 在 的 少 量 其 它 离 子 不 会 影 响 到 鱼 的 生 存 鱼 依 然 可 以 自 由 自 在 的 游 玩 废 液 处 理 时, 先 用 针 管 缓 慢 的 抽 出 玻 璃 鱼 缸 中 的 溶 液, 再 将 重 金 属 收 集 出 来 特 殊 处 理 爱 的 奇 迹 演 出 长 度 15 分 钟 演 出 形 式 舞 台 剧 剧 情 大 纲 传 说 草 原 上 的 少 女 因 担 心 爱 人 而 流 下 的 思 念 的 泪 水 滴 入 了 湖 水 中 奇 迹 出 现 了 : 水 中 出 现 了 一 座 美 丽 的 花 园 而 水 面 上 五 根 折 而 未 断 的 草 聚 到 了 一 起 形 成 了 个 五 角 星, 就 在 这 时 耳 边 传 来 了 爱 人 的 马 蹄 声 人 物 表 ( 依 出 场 顺 序 排 列 ) 湖 水 眼 泪 草 第 一 场 湖 水 的 制 备 * 景 : 玻 璃 鱼 缸 * 人 : 硅 酸 钠 溶 液, 水 片 片 云 来, 重 叠 融 合 成 块, 遮 蔽 了 草 原 上 的 天 空 暗 淡 的 光 线, 让 阔 渺 的 原 野 充 满 了 野 性 的 神 秘 ( 取 出 小 烧 杯 量 取 50ml 硅 酸 钠 水 溶 液, 大 烧 杯 量 取 250ml 水 ) 可 是 美 丽 的 科 尔 沁 少 女 却 无 心 欣 赏 这 养 育 她 长 大 的 草 原 ( 将 两 溶 液 倒 入 玻 璃 鱼 缸 中 搅 拌 均 匀 ) 因 为 她 的 爱 人 正 在 这 片 大 草 原 的 不 知 哪 个 角 落 奔 波 着, 为 了 他 们 的 牛 羊 马 匹, 他 们 的 生 活 ( 再 在 另 一 小 烧 杯 中 装 满 水 将 鱼 放 入 并 将 小 烧 杯 放 入 玻 璃 鱼 缸 中 ) 水 里 的 鱼 欢 畅 的 游 着 第 二 场 眼 泪 的 制 备 * 景 : 针 管 * 人 : 盐 酸 溶 液, 油 酸, 硫 酸 铜 硫 酸 铁 硫 酸 亚 铁 硫 酸 锌 的 晶 体 每 年 的 九 月 中 旬 草 原 就 开 始 优 雅 的 穿 上 金 黄 色 外 衣 来 抵 御 即 将 到 来 的 寒 冬, 而 他 的 子 女 们 却 要 在 此 时 争 分 夺 秒 的 奔 波 在 草 原 上 ( 在 烧 杯 中 加 入 5ml 油 酸, 将 硫 酸 铜 硫 酸 铁 硫 酸 亚 铁 硫 酸 锌 的 晶 体 放 入 烧 杯 ) 去 寻 找 那 还 没 穿 衣 的 地 方,( 再 另 取 一 烧 杯 加 入 盐 酸 溶 液 2ml, 酚 酞 1ml) 好 让 27

28 他 们 的 牛 羊 多 吃 些 肥 美 的 草 长 得 更 加 健 壮 来 迎 接 冬 季 的 寒 冷 ( 用 针 管 在 前 一 烧 杯 底 部 抽 取 几 粒 晶 体 并 抽 取 少 量 油 酸 ) 科 尔 沁 草 原 上 的 草, 像 草 原 汉 子 们 宽 厚 的 肩 膀, 能 托 起 娇 艳 灿 烂 的 牧 羊 女, 更 能 帮 助 牛 羊 们 度 过 寒 冬 ( 再 在 后 一 烧 杯 中 抽 取 少 量 混 合 液 ) 第 三 场 草 的 制 作 * 景 : 塑 料 管 * 人 : 钠 想 到 奔 波 的 情 人 不 知 他 累 不 累 吃 东 西 了 没 赶 天 黑 前 能 否 回 来 ( 将 一 截 中 空 的 塑 料 管 从 中 间 位 置 用 小 刀 划 一 个 口 并 折 弯, 将 新 取 出 并 已 打 磨 好 的 钠 粒 放 入 管 中, 调 整 位 置 于 管 中 间 的 开 口 处 ) 第 四 场 爱 的 奇 迹 * 景 : 玻 璃 鱼 缸 * 人 : 湖 水, 草, 眼 泪, 鱼 湖 边 的 的 少 女 哭 了, 眼 泪 缓 缓 滑 出 眼 眶 掉 落 在 湖 面 上 ( 将 针 管 中 的 眼 泪 依 次 滴 在 五 根 草 的 打 折 处 ) 这 是 湖 水 突 然 变 成 了 红 色,( 酚 酞 遇 碱 性 溶 液 变 红 ) 少 女 抬 头 看 原 来 是 远 方 太 阳 西 下 的 余 辉 染 红 了 湖 面 再 低 头 时, 少 女 惊 讶 的 捂 住 了 嘴, 水 里 渐 渐 长 出 了 一 座 色 彩 斑 斓 的 美 丽 花 园,( 金 属 盐 与 硅 酸 钠 的 反 应 ) 湖 面 折 而 未 断 的 草 聚 成 了 一 个 五 角 星 ( 钠 与 水 反 应 放 出 气 体 提 供 动 力 ) 就 在 此 时 少 女 听 到 了 马 蹄 哒 哒 的 绵 响, 合 着 嚓 嚓 的 掠 草 而 过 的 声 响, 猛 展 眼, 却 见 情 人 跨 着 那 匹 枣 红 马 风 驰 电 掣 般 奔 来 瞬 间 已 至 少 女 的 身 边, 爱 人 在 马 上 含 笑 而 坐, 少 女 满 含 喜 悦 的 泪 水 抬 头 看 着 她 的 这 片 天 ( 水 中 花 园 还 在 不 断 地 长 出 枝 丫 ) 爱 为 她 带 来 了 奇 迹!( 鱼 儿 依 旧 自 在 的 游 着 ) ( 全 剧 终 ) 28

29 设 计 编 号 题 目 奇 妙 的 二 氧 化 碳 设 计 目 的 : 化 学 反 应 现 象 是 化 学 最 吸 引 人 之 处, 无 论 是 专 业 的 化 学 研 究 工 作 者 还 是 从 未 接 触 过 化 学 试 验 的 人 都 会 对 化 学 反 应 中 出 现 的 各 种 变 化 感 到 激 动 和 欣 喜, 从 而 产 生 强 烈 求 知 的 欲 望 和 亲 自 动 手 的 渴 望 本 实 验 的 设 计 初 衷 就 是 通 过 化 学 反 应 中 最 为 精 彩 的 火 焰 及 颜 色 的 变 化 让 所 有 观 看 者 充 分 感 受 化 学 的 神 奇, 从 而 激 发 他 们 对 化 学 的 探 索 精 神 和 自 己 动 手 试 一 试 的 兴 趣, 充 分 体 验 神 奇 的 化 学 世 界 一 以 小 见 大, 体 现 化 学 哲 学 精 神 本 设 计 方 案 以 我 们 生 活 中 最 为 普 通 的 二 氧 化 碳 为 研 究 对 象, 通 过 巧 妙 的 设 置 和 科 学 的 组 合, 将 二 氧 化 碳 的 性 质 充 分 展 现 在 大 众 面 前 本 实 验 设 计 中 每 个 反 应 的 基 本 原 理 都 非 常 简 单, 其 中 一 些 还 是 中 学 化 学 中 的 经 典 演 示 实 验, 但 是 将 它 们 进 行 组 合 后, 却 将 化 学 变 化 的 奇 妙 之 处 展 现 地 耐 人 寻 味, 乐 趣 无 穷, 可 以 说 是 化 简 单 为 神 奇 而 且 在 每 一 步 反 应 中 所 体 现 的 化 学 哲 学 精 神, 可 以 在 相 反 或 对 立 的 实 验 现 象 里 揭 示 自 然 界 中 生 生 不 息, 循 环 往 复 的 本 质 1. 二 氧 化 碳 灭 火 和 支 持 燃 烧 CO 2 可 以 用 于 灭 火, 这 是 众 所 周 知 的 常 识, 但 是 它 可 以 支 持 燃 烧 恐 怕 很 多 人 还 不 知 道 本 实 验 中 先 让 CO 2 在 一 个 敞 开 体 系 中 由 低 到 高 地 熄 灭 蜡 烛 后, 再 在 其 中 点 燃 镁 条, 发 生 比 在 空 气 中 还 要 剧 烈 的 燃 烧 现 象, 两 种 不 同 的 现 象, 在 一 瞬 间 同 时 表 现 出 来, 具 有 强 烈 的 冲 击 和 反 差 2. 以 二 氧 化 碳 为 反 应 物 制 取 氧 气 CO 2 是 呼 吸 后 排 出 的 产 物, 不 能 支 持 呼 吸, 但 是 本 实 验 中 通 过 其 与 Na 2 O 2 反 应 生 成 O 2, 完 成 一 个 有 趣 的 化 学 转 变 本 部 分 虽 然 已 经 在 实 践 中 应 用, 但 是 结 合 在 演 示 实 验 中, 还 是 可 以 让 观 看 者 感 觉 到 非 常 神 奇, 形 象 直 观 地 将 物 质 间 的 转 化 关 系 展 现 出 来 3. 二 氧 化 碳 喷 泉 实 验 在 中 学 及 大 学 课 本 中 提 到 的 喷 泉 实 验 大 多 是 NH 3 与 水 反 应 发 生 的, 以 CO 2 为 反 应 物 进 行 的 很 少, 但 在 实 际 操 作 中, 本 反 应 简 单 易 行, 无 味 无 污 染, 不 仅 可 以 在 日 常 生 产 生 活 中 进 行, 还 可 以 拓 展 知 识 面, 打 开 化 学 学 习 者 的 视 野 和 思 路, 达 到 活 学 活 用 的 目 的 二 开 放 互 动 型 实 验 平 台 的 设 计 本 实 验 设 计 简 单 易 行, 现 象 明 显, 可 拆 分 可 组 合 实 验 中 涉 及 的 化 学 药 品 简 单, 其 中 大 多 反 应 物 和 反 应 容 器 可 以 在 生 产 生 活 中 找 到 相 应 的 替 代 品, 尤 其 在 一 些 中 小 学 可 以 很 方 便 的 进 行 演 示 ; 实 验 中 所 发 生 的 各 种 反 应 现 象 均 是 化 学 中 非 常 经 典 的 实 验, 无 需 多 次 验 证, 而 且 反 应 现 象 明 显, 具 有 强 烈 的 视 觉 效 果, 吸 引 力 很 强 本 实 验 中 的 各 个 部 分 既 可 以 单 独 的 进 行 演 示, 也 可 以 组 合 进 行 演 示 这 样 可 以 在 教 学 或 交 流 中 逐 步 深 入 地 激 发 学 习 者 的 求 知 欲 望 并 进 行 实 验 验 证, 比 如 实 验 反 应 器 F 中 的 澄 清 石 灰 水 就 可 以 用 反 应 A 中 的 产 物 与 氢 氧 化 钠 直 接 制 取, 无 需 购 置, 像 这 种 从 实 验 中 来 到 实 验 中 去 的 思 路 可 以 形 成 效 果 良 好 互 动 型 开 放 实 验 实 验 装 置 图 : 29

30 实 验 流 程 : 1. 实 验 开 始, 旋 开 反 应 发 生 器 A 中 分 液 漏 斗, 生 成 CO 2 ; 2. 打 开 a 处 弹 簧 夹,CO 2 经 管 路 1 进 入 反 应 器 B 中 进 行 实 验 ; 3.B 中 反 应 结 束 后, 关 闭 a 处 弹 簧 夹, 打 开 b 处 弹 簧 夹,CO 2 经 管 路 2 进 入 反 应 器 C; 4. 反 应 器 C 中 充 满 CO 2 后, 进 入 反 应 器 D 发 生 反 应 ; 5.D 中 反 应 结 束 后,CO 2 进 入 反 应 器 E 发 生 反 应 ; 6.E 中 反 应 结 束 后,CO 2 进 入 反 应 器 F 发 生 反 应 ; 7.F 中 反 应 结 束 后, 旋 停 分 液 漏 斗,A 中 反 应 停 止 ; 8. 关 闭 b 处 弹 簧 夹 c 处 弹 簧 夹, 触 发 反 应 器 C 处 的 反 应 ; 9.C 中 反 应 结 束 后, 实 验 结 束 实 验 用 品 : 1. 药 品 及 试 剂 : 稀 盐 酸 碳 酸 钙 氢 氧 化 钠 溶 液 过 氧 化 钠 石 蕊 试 液 酚 酞 蒸 馏 水 2. 仪 器 : 分 液 漏 斗 锥 进 瓶 广 口 瓶 止 水 夹 滴 管 铁 架 台 3. 其 它 用 品 : 玻 璃 管 橡 胶 管 橡 皮 塞 蜡 烛 火 柴 实 验 操 作 步 骤 : 1. 组 装 仪 器 按 实 验 装 置 图 连 接 好 仪 器 反 应 器 A 的 锥 形 瓶 中 放 入 适 量 的 碳 酸 钙, 分 液 漏 斗 中 注 入 适 量 10% 的 盐 酸 ; 反 应 器 C 的 烧 杯 中 注 入 配 制 好 的 氢 氧 化 钠 稀 溶 液 ; 反 应 器 D 加 入 适 量 的 紫 色 石 蕊 试 液 ; 反 应 器 E 中 加 入 适 量 的 Na 2 O 2 粉 末 ; 反 应 器 F 中 加 入 澄 清 的 石 灰 水 2. 检 查 装 置 的 气 密 性 关 闭 a 处 弹 簧 夹, 用 手 捂 住 圆 底 烧 瓶, 伸 入 烧 杯 的 导 管 口 有 气 泡 产 生, 松 开 手, 导 管 内 形 成 一 小 段 水 柱, 过 一 会 儿, 液 面 不 下 降, 说 明 装 置 不 漏 气 3. 制 取 收 集 并 检 验 二 氧 化 碳 的 灭 火 和 助 燃 性 质 打 开 a 处 弹 簧 夹, 关 闭 b 处 弹 簧 夹, 旋 开 反 应 器 A 中 分 液 漏 斗 的 活 塞, 使 反 应 发 生, 将 点 燃 的 蜡 烛 放 入 烧 杯, 观 察 实 验 现 象 ; 待 反 应 完 成 后, 用 坩 埚 钳 夹 住 一 根 用 砂 纸 打 磨 光 亮 的 镁 条, 在 空 气 中 点 燃 后 伸 入 烧 杯 中, 观 察 实 验 现 象 4. 二 氧 化 碳 制 取 氧 气 及 其 它 性 质 的 验 证 打 开 b 处 弹 簧 夹, 关 闭 a 处 弹 簧 夹,CO 2 经 管 路 2 进 入 反 应 器 C D E F 中, 依 次 与 与 紫 色 石 蕊 试 30

31 液 过 氧 化 钠 及 澄 清 石 灰 水 反 应, 观 察 每 步 的 实 验 现 象 最 后 用 带 火 星 的 木 条 在 管 路 2 的 出 口 处 检 验 生 成 的 气 体 5. 溶 于 氢 氧 化 钠 溶 液 的 喷 泉 实 验 旋 停 分 液 漏 斗, 停 止 A 中 反 应, 关 闭 b 处 弹 簧 夹 c 处 弹 簧 夹, 挤 压 反 应 器 C 中 的 胶 头 滴 管, 观 察 实 验 现 象 6. 实 验 结 束, 拆 除 仪 器, 清 洗 装 置 实 验 现 象 及 原 理 : [ 现 象 1]: 旋 开 反 应 器 A 中 分 液 漏 斗 的 活 塞,HCl 液 体 滴 入 CaCO 3 中, 迅 速 产 生 白 色 气 泡,CaCO 3 粉 末 慢 慢 膨 胀 并 溶 解 [ 原 理 ]: 二 氧 化 碳 的 制 备 : 在 实 验 室 里, 常 用 稀 盐 酸 与 大 理 石 ( 或 石 灰 石, 其 主 要 成 分 为 CaCO 3 ) 反 应 来 制 取 二 氧 化 碳, 反 应 的 化 学 方 程 式 是 : CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 +H 2 O+CO 2 [ 现 象 2]: 打 开 a 处 弹 簧 夹,CO 2 经 管 路 1 进 入 反 应 器 B, 可 以 明 显 看 到 烧 杯 中 的 按 照 由 低 到 高 的 顺 序 依 次 熄 灭 [ 原 理 ]: 二 氧 化 碳 的 物 理 性 质 : 二 氧 化 碳 的 密 度 比 空 气 大, 是 空 气 密 度 的 1.5 倍, 一 般 情 况 下, 二 氧 化 碳 不 能 燃 烧 也 不 能 支 持 燃 烧 二 氧 化 碳 从 反 应 器 A 中 释 放 出 来 后, 通 入 放 有 点 燃 蜡 烛 的 烧 杯, 由 于 二 氧 化 碳 不 能 燃 烧, 也 不 支 持 燃 烧, 可 使 蜡 烛 熄 灭, 且 二 氧 化 碳 密 度 比 空 气 大, 所 以 下 层 蜡 烛 火 焰 先 熄 灭, 上 层 的 后 熄 灭 [ 现 象 3]: 蜡 烛 熄 灭 后, 用 坩 埚 钳 夹 住 一 根 用 砂 纸 打 磨 光 亮 的 镁 条, 在 空 气 中 点 燃 后 伸 入 烧 杯 中, 可 以 看 到 二 氧 化 碳 中 点 燃 的 镁 条 产 生 耀 眼 的 白 光, 火 星 四 射, 燃 烧 要 比 在 空 气 中 剧 烈, 生 成 白 色 烟, 同 时, 在 烧 杯 壁 出 现 黑 色 细 小 的 颗 粒 物 [ 原 理 ]: 在 通 常 情 况 下 CO 2 是 不 能 燃 烧 也 不 能 支 持 燃 烧, 但 是 并 不 是 在 所 有 情 况 下, 二 氧 化 碳 都 不 能 支 持 燃 烧 有 一 些 活 泼 的 金 属 可 以 在 二 氧 化 碳 中 燃 烧, 如 金 属 镁 在 空 气 中 燃 着 的 镁 条 可 以 在 二 氧 化 碳 中 继 续 燃 烧, 并 且 反 应 剧 烈, 生 成 炭 和 氧 化 镁 由 此 可 知, 一 些 活 泼 金 属 的 灭 火 不 能 使 用 二 氧 化 碳 灭 火 器 [ 现 象 4]: 打 开 b 处 弹 簧 夹, 关 闭 a 处 弹 簧 夹,CO 2 经 管 路 2 进 入 反 应 器 C D, 可 以 看 到 反 应 器 D 中 紫 色 石 蕊 试 液 变 红 [ 原 理 ]: CO 2 溶 于 水 后 生 成 的 碳 酸 和 醋 酸 一 样 具 有 弱 酸 性, 可 以 使 紫 色 石 蕊 变 红 [ 实 验 拓 展 ] 碳 酸 很 不 稳 定, 受 热 或 浓 度 较 高 时 易 分 解, 如 果 将 变 红 色 的 石 蕊 试 液 加 热, 试 液 又 变 成 紫 色 因 此 可 以 在 D 处 设 置 一 个 能 够 加 热 的 容 器, 但 其 它 反 应 结 束 后, 进 行 加 热, 观 察 试 液 又 变 成 紫 色 [ 现 象 5]: CO 2 经 管 路 2 从 反 应 器 D 中 反 应 完 成 后 进 入 反 应 器 E 中, 可 以 观 察 到 淡 黄 色 的 Na 2 O 2 粉 末 逐 渐 变 为 白 色 31

32 [ 原 理 ]: CO 2 与 过 氧 化 钠 反 应 : 通 常 过 氧 化 钠 为 淡 黄 色 固 体, 含 有 水 蒸 气 的 CO 2 与 过 氧 化 钠 反 应 生 成 碳 酸 钠, 同 时 放 出 氧 气 2CO 2 +2Na 2 O 2 =2Na 2 CO 3 +O 2 在 Na 2 O 2 吸 收 CO 2 的 反 应 过 程 中, 不 只 简 单 地 发 生 了 上 述 反 应, 要 使 此 反 应 发 生, 必 须 有 水 参 与 反 应 水 既 是 一 种 反 应 物, 也 是 一 种 生 成 物, 而 产 物 水 不 能 引 发 新 的 反 应, 所 以 在 不 断 提 供 水 的 前 提 下,Na 2 O 2 才 能 作 为 供 氧 剂 和 CO 2 的 吸 收 剂 [ 现 象 6]: CO2 经 管 路 2 从 反 应 器 E 中 反 应 完 成 后 进 入 反 应 器 F 中, 可 以 观 察 到 澄 清 的 石 灰 水 开 始 浑 浊, 产 生 白 色 的 沉 淀 [ 原 理 ]: CO 2 是 酸 性 氧 化 物,Ca(OH) 2 溶 液 呈 碱 性, 二 者 发 生 酸 碱 中 和 反 应 生 成 难 溶 于 水 的 白 色 CaCO 3 沉 淀 CO 2 +Ca(OH) 2 =CaCO 3 +H 2 O [ 现 象 7]: CO 2 经 管 路 2 从 反 应 器 F 中 反 应 完 成 后, 在 管 路 2 的 出 口 处 用 带 火 星 的 木 条 检 验 生 成 的 气 体, 可 以 看 到 产 生 的 气 体 可 以 让 木 条 的 火 星 复 燃 或 明 显 变 亮 [ 原 理 ]: CO 2 通 过 过 氧 化 钠 反 应 放 出 氧 气, 带 火 星 的 木 条 本 身 温 度 已 经 达 到 着 火 点 左 右, 当 其 与 氧 气 接 触 的 时 候, 就 满 足 了 燃 烧 条 件, 使 木 条 复 燃 或 火 星 明 显 变 亮 此 过 程 发 生 氧 化 反 应 C+O 2 =CO 2 [ 现 象 8]: 旋 停 分 液 漏 斗, 停 止 A 中 反 应, 关 闭 b 处 弹 簧 夹 c 处 弹 簧 夹, 挤 压 反 应 器 C 中 的 胶 头 滴 管, 可 以 观 察 到 在 反 应 器 C 中 发 生 NaOH 的 喷 泉 现 象 [ 原 理 ]: 喷 泉 实 验 的 基 本 原 理 是 使 瓶 内 外 在 短 时 间 内 产 生 较 大 的 气 压 差, 利 用 大 气 压 将 瓶 下 面 烧 杯 中 的 液 体 压 入 瓶 内, 在 尖 嘴 导 管 口 处 形 成 喷 泉 当 滴 管 内 的 氢 氧 化 钠 溶 液 进 入 烧 瓶 内 时, 氢 氧 化 钠 跟 二 氧 化 碳 迅 速 反 应 生 成 碳 酸 钠 和 水 : CO 2 +2NaOH = Na 2 CO 3 +H 2 O 在 短 时 间 内 瓶 内 产 生 足 够 的 压 强 差 ( 负 压 ), 外 界 大 气 压 将 氢 氧 化 钠 溶 液 压 入 瓶 中, 在 尖 嘴 导 管 口 形 成 喷 泉, 剩 余 的 二 氧 化 碳 又 与 进 入 瓶 中 的 氢 氧 化 钠 反 应, 最 终 使 溶 液 充 满 烧 瓶 [ 现 象 9] 喷 泉 实 验 发 生 后, 喷 泉 中 喷 出 的 无 色 溶 液 变 为 红 色, 烧 瓶 顶 部 了 小 水 车 欢 快 地 转 动 [ 原 理 ]: 酚 酞 性 状 为 白 色 粉 末, 溶 于 水 无 色, 遇 碱 变 红, 据 此 在 圆 底 烧 瓶 内 尖 嘴 导 管 上 固 定 一 个 自 制 水 车, 在 水 车 叶 片 上 涂 上 少 量 酚 酞, 在 喷 泉 实 验 发 生 时, 尖 嘴 导 管 口 喷 入 的 水 柱 推 动 叶 轮 快 速 转 动 产 生 水 花, 叶 轮 上 的 酚 酞 溶 于 被 吸 入 的 氢 氧 化 钠 溶 液 使 溶 液 立 即 变 红, 这 样 就 形 成 别 具 特 色 的 彩 色 喷 泉 实 验 实 验 结 果 : 通 过 本 实 验 得 到 并 验 证 了 以 下 结 果 : 1. 通 常 情 况 下 二 氧 化 碳 不 能 燃 烧 也 不 能 支 持 燃 烧 ; 一 些 活 泼 金 属 ( 如 镁 ) 的 失 火 是 不 宜 用 二 氧 化 碳 来 扑 灭, 需 用 其 他 的 灭 火 剂 2. 二 氧 化 碳 密 度 比 空 气 大 3. 二 氧 化 碳 可 用 氢 氧 化 钠 溶 液 吸 收, 并 可 产 生 喷 泉 实 验 32

33 4. 二 氧 化 碳 通 入 水 中, 可 以 跟 水 发 生 化 合 反 应, 生 成 碳 酸 石 蕊 性 状 为 蓝 紫 色 粉 末, 是 一 种 植 物 的 色 素, 它 溶 于 水 显 紫 色, 遇 酸 变 成 红 色 5. 二 氧 化 碳 可 以 和 一 些 化 合 物 发 生 反 应 提 供 支 持 呼 吸 的 氧 气 6. 干 燥 的 二 氧 化 碳 和 过 氧 化 钠 不 反 应 ; 潮 湿 的 二 氧 化 碳 与 过 氧 化 钠 能 反 应 且 放 出 氧 气, 可 使 带 火 星 木 条 复 燃 或 火 星 明 显 变 亮 7. 二 氧 化 碳 与 澄 清 石 灰 水 反 应 产 生 难 溶 性 碳 酸 钙 固 体 注 意 事 项 1. 气 密 性 : 整 个 装 置 都 是 在 进 行 气 体 实 验, 所 以 实 验 装 置 的 气 密 性 要 好 2. 滴 加 盐 酸 的 速 度 : 加 盐 酸 时 速 度 要 适 中, 太 慢 生 成 二 氧 化 碳 的 量 不 够 维 持 后 面 的 实 验, 太 快 则 可 能 会 产 生 较 大 压 强, 将 药 品 冲 出 3. 一 般 镁 条 表 面 都 有 一 层 氧 化 物 薄 膜, 实 验 前 应 将 镁 条 表 面 打 磨 干 净, 以 减 少 镁 条 点 燃 的 时 间, 在 实 际 操 作 中 镁 条 不 宜 过 长, 可 以 观 察 到 实 验 现 象 即 可 4. 氢 氧 化 钠 溶 液 暴 露 于 空 气 中 易 变 质, 所 以 应 即 用 即 配 5. 过 氧 化 钠 易 变 质, 实 验 时 需 装 在 干 燥 的 容 器 中, 并 尽 量 避 免 与 空 气 长 时 间 接 触 6. 此 实 验 设 计 中 涉 及 的 氢 氧 化 钠 盐 酸 等 均 为 稀 溶 液, 如 果 不 慎 直 接 与 皮 肤 接 触, 请 即 刻 用 大 量 清 水 冲 洗 探 索 及 设 想 1. 此 实 验 设 计 中 既 可 以 做 为 中 小 学 校 教 学 中 的 演 示 实 验 也 可 以 做 为 大 中 专 院 校 的 探 索 实 验, 设 计 者 将 在 现 有 基 础 上 再 设 计 一 些 性 能 可 靠 的 小 附 件, 增 加 实 验 的 乐 趣 和 可 观 赏 性 2. 本 实 验 设 计 的 原 料 和 仪 器 大 多 可 以 在 生 产 生 活 找 到 替 代 品, 下 一 步 将 进 行 替 代 品 的 实 验, 争 取 将 本 设 计 融 入 大 众 生 活 3. 本 实 验 拓 展 性 很 强, 每 一 部 分 都 能 通 过 附 加 简 单 的 反 应 或 仪 器 验 证 一 些 其 它 的 基 本 知 识 或 生 活 常 识, 因 此 基 于 最 初 的 设 计 目 的, 设 计 者 将 力 争 建 立 一 个 开 放 互 动 的 实 验 平 台, 达 到 以 小 见 大 寓 教 于 乐 的 目 的 33

34 设 计 编 号 题 目 魔 棒 点 冰 花 原 料 无 水 醋 酸 钙 无 水 酒 精 浓 硫 酸 高 锰 酸 钾 蒸 馏 水 仪 器 设 备 药 匙 烧 杯 量 筒 玻 璃 棒 滴 管 表 面 皿 蒸 发 皿 原 理 1. 冰 花 的 制 作 原 理 酒 精 与 水 可 以 任 意 比 混 溶, 而 醋 酸 钙 只 溶 于 水 不 熔 于 酒 精 当 饱 和 醋 酸 钙 溶 液 注 入 酒 精 中 时, 饱 和 溶 液 中 的 水 溶 解 于 酒 精 中, 致 使 醋 酸 钙 从 酒 精 溶 液 中 析 出, 呈 半 固 态 的 凝 胶 状 物 质 冰 花, 酒 精 充 填 其 中, 即 得 所 谓 的 冰 花 2. 魔 棒 的 制 作 原 理 高 锰 酸 钾 和 浓 硫 酸 反 应 产 生 氧 化 能 力 极 强 的 棕 绿 色 油 状 液 体 七 氧 化 二 锰, 它 一 碰 到 酒 精 立 即 发 生 强 烈 的 氧 化 - 还 原 反 应, 放 出 的 热 量 使 酒 精 达 到 着 火 点 而 燃 烧 于 是 冰 花 很 快 就 被 魔 棒 点 燃 了, 其 实 质 就 是 填 充 在 冰 花 中 的 酒 精 在 燃 烧 混 合 时 生 成 Mn2O7:2KMnO4+H2SO4=K2SO4+Mn2O7+H2O Mn2O7 缓 慢 分 解 :2Mn2O7=4MnO2+3O2 Mn2O7 将 乙 醇 氧 化 发 生 燃 烧 :C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O + Q 操 作 步 骤 1. 取 一 个 小 烧 杯, 用 量 筒 量 取 10mL 蒸 馏 水, 把 它 加 入 到 小 烧 杯 中, 然 后 再 加 入 适 量 醋 酸 钙, 制 备 醋 酸 钙 饱 和 溶 液 2. 另 取 一 大 烧 杯, 在 其 中 加 入 40mL 无 水 酒 精, 再 慢 慢 加 入 8mL 左 右 饱 和 醋 酸 钙 溶 液, 并 用 玻 璃 棒 不 断 搅 拌, 烧 杯 中 的 物 质 开 始 时 出 现 浑 浊, 继 而 变 稠 并 不 再 流 动, 最 后 成 为 白 色 凝 胶 状 取 出 胶 冻, 形 如 白 色 冰 花, 把 它 放 在 蒸 发 皿 中, 制 成 冰 花 3. 在 表 面 皿 上 倒 上 少 许 高 锰 酸 钾 晶 体, 然 后 滴 上 几 滴 浓 硫 酸, 用 玻 璃 棒 搅 拌 均 匀, 混 合 物 呈 浅 绿 色 油 状 物, 只 要 用 蘸 有 这 种 混 合 物 的 玻 璃 棒 轻 轻 往 冰 花 上 一 触, 冰 花 立 即 着 火, 并 发 出 蓝 色 火 焰 实 验 现 象 描 述 实 验 结 果 注 意 事 项 及 其 他 五 所 用 的 酒 精 必 须 是 无 水 乙 醇 或 是 质 量 分 数 在 95 以 上 的 乙 醇 ; 六 制 备 的 醋 酸 钙 溶 液 必 须 是 饱 和 的 ; 七 酒 精 与 醋 酸 钙 饱 和 溶 液 的 体 积 比 需 约 为 5 比 1, 否 则 不 易 成 功 ; 八 酒 精 的 挥 发 性 较 强, 故 固 体 酒 精 ( 冰 花 ) 应 该 现 用 现 制 ; 九 七 氧 化 二 锰 很 不 稳 定, 在 0 时 就 可 分 解 为 二 氧 化 锰 和 氧 气 因 此 玻 棒 蘸 浓 硫 酸 和 高 锰 酸 钾 后, 要 立 即 点 燃 冰 花 否 则 时 间 一 长, 七 氧 化 二 锰 分 解 完, 就 点 不 着 冰 花 了 实 验 趣 味 性 1 玻 璃 棒 这 种 常 见 用 具, 在 蘸 有 些 许 棕 绿 色 混 合 物 后 充 当 魔 棒, 可 充 分 体 现 魔 术 的 魅 力 2 冰 花 的 形 态 形 象 贴 切, 引 发 冰 花 难 于 燃 烧 而 在 此 用 魔 棒 即 可 点 燃 的 思 想 冲 突, 体 现 魔 术 性 3 火 焰 漂 亮 鲜 明, 形 象 逼 真 参 考 文 献 [1] 张 宏 志, 化 学 趣 味 实 验 五 例. 教 学 仪 器 与 实 验.2008(4):24. [2] 孙 根 班, 董 丙 祥, 蒋 福 宾, 欧 阳 津. 开 设 超 市 型 开 放 式 趣 味 化 学 实 验 尝 试 与 探 讨. 中 国 现 代 教 育 装 备 2010(2) 34

35 设 计 编 号 题 目 变 色 龙 卷 风 原 料 一 化 学 试 剂 实 验 类 : ( 一 ) 变 色 龙 卷 风 : 葡 萄 糖 葡 萄 糖 NaOH 固 体 亚 甲 蓝 指 示 剂 (0.2%) 碱 性 藏 花 红 指 示 剂 (0.5%) 靛 红 指 示 剂 (1%) ( 二 ) 有 色 龙 卷 风 : 硫 酸 铜 溶 液 氯 化 铁 溶 液 品 红 溶 液 高 锰 酸 钾 溶 液 等 有 色 溶 液 ( 三 ) 荧 光 龙 卷 风 : C8H7N3O2 粉 末 10 % 的 NaOH 水 溶 液 铁 氰 化 钾 [K3Fe(CN)6] 粉 末 30% 的 双 氧 水 (H2O2) 蒸 馏 水 二 家 庭 实 验 类 : ( 一 ) 变 色 龙 卷 风 : 咖 喱 粉 白 醋 石 碱 花 瓣 ( 三 色 堇 牵 牛 花 杜 鹃 花 等 ) ( 二 ) 有 色 龙 卷 风 : 咖 喱 粉 白 醋 石 碱 花 瓣 ( 三 色 堇 牵 牛 花 杜 鹃 花 等 ) 碘 酊 淀 粉 等 仪 器 设 备 不 同 规 格 的 塑 料 瓶, 锥 形 瓶, 玻 璃 瓶, 胶 塞, 瓶 塞 等 原 理 把 两 个 塑 料 瓶 ( 玻 璃 瓶 或 锥 形 瓶 ) 上 下 口 对 口 链 接 上, 中 间 留 有 个 孔, 让 两 个 瓶 能 上 下 连 通 在 一 个 瓶 中 加 入 溶 液 ( 用 量 不 要 超 过 一 个 瓶 子 的 2/3), 再 使 两 个 瓶 子 口 对 口 链 接 上 把 两 个 瓶 子 直 立 起 上, 上 边 是 装 溶 液 的 瓶 子 摇 动 瓶 子, 让 上 边 的 瓶 子 里 的 溶 液 旋 转 起 来, 停 止 摇 动 后 直 立 瓶 子 ( 上 边 的 瓶 子 有 溶 液, 下 边 是 空 瓶 子 ) 旋 转 龙 卷 风 的 形 成 是 上 边 瓶 子 里 溶 液 密 度 大, 向 下 流 动, 使 下 边 瓶 子 里 的 空 气 被 压 到 上 边 的 瓶 子 里 由 于 溶 液 的 旋 转, 使 气 体 旋 转 上 升, 形 状 酷 似 龙 卷 风, 故 起 名 龙 卷 风 当 加 入 不 同 的 溶 液 时, 由 于 颜 色 不 同 或 化 学 反 应 而 产 生 的 现 象 不 同, 使 龙 卷 风 的 实 验 效 果 各 不 相 同 如 有 变 色 龙 卷 风 ; 有 色 龙 卷 风 和 荧 光 龙 卷 风 等 1. 变 色 实 验 以 蓝 瓶 子 红 瓶 子 和 三 色 变 的 实 验 原 理 实 验 使 用 的 亚 甲 蓝 碱 性 藏 红 花 靛 红 等 指 示 剂 都 是 氧 化 还 原 指 示 剂, 如 亚 甲 蓝 会 被 氧 气 氧 化 而 呈 蓝 色 ( 平 时 亚 甲 蓝 呈 蓝 色 ), 呈 蓝 色 的 亚 甲 蓝 能 被 碱 性 葡 萄 糖 溶 液 还 原, 还 原 后 呈 无 色, 即 还 原 态 呈 无 色 透 明 状 碱 性 藏 红 花 的 氧 化 态 红 色, 被 葡 萄 糖 还 原 后 的 还 原 态 也 呈 无 色 透 明 状 而 靛 红 指 示 剂 在 碱 性 中 的 氧 化 态 呈 绿 色, 被 葡 萄 糖 还 原 后 还 原 态 呈 淡 黄 色, 而 橙 色 则 是 其 中 间 色 本 实 验 的 变 色 反 应 均 属 于 氧 化 还 原 反 应, 其 中 氧 化 剂 都 是 空 气 中 的 氧 气, 还 原 剂 是 葡 萄 糖, 加 碱 是 为 了 提 高 葡 萄 糖 的 还 原 能 力 其 他 变 色 反 应 也 可 在 本 实 验 中 应 用 2. 有 色 某 些 溶 液 中 的 离 子 因 电 离 出 有 色 离 子 而 使 溶 液 显 色, 常 见 的 有 色 离 子 是 Cu 2+ Fe 3+ MnO - 4 Fe(SCN) - 2 也 有 因 溶 解 某 些 物 质, 如 单 质 溴 单 质 碘 等 而 显 色 ; 也 有 些 溶 液 可 以 是 酸 碱 指 示 剂 变 色 等 形 成 的 有 色 溶 液 3. 荧 光 某 些 荧 光 物 质 ( 例 如 Luminol, C 8 H 7 N 3 O 2 ) 可 將 化 学 反 应 中 产 生 的 能 量 转 化 成 使 分 子 內 的 电 子 由 基 态 跃 升 到 激 发 态, 而 非 全 以 热 能 的 形 式 释 放, 处 于 激 发 态 的 分 子 并 不 稳 定, 会 透 过 不 同 的 途 径 将 能 量 以 光 或 热 的 形 式 释 放 出 来 ; 若 光 的 波 长 恰 在 可 见 范 围 (400~780nm;1nm=10-9 m), 则 可 被 我 们 看 见 其 中 占 多 数 的 是 荧 光 4. 龙 卷 风 旋 转 龙 卷 风 的 形 成 是 上 边 瓶 子 里 溶 液 密 度 大, 向 下 流 动, 使 下 边 瓶 子 里 的 空 气 被 压 到 上 边 的 瓶 子 里 由 于 溶 液 的 旋 转, 使 气 体 旋 转 上 升 使, 形 状 酷 似 龙 卷 风, 故 起 名 龙 卷 风 35

36 操 作 步 骤 准 备 好 上 面 设 计 实 验 仪 器 的 基 础 上, 进 行 下 面 的 具 体 操 作 : 一 化 学 试 剂 实 验 类 : ( 一 ) 变 色 龙 卷 风 1. 上 边 准 备 好 的 一 只 瓶 子 里 加 入 500mL 水, 加 如 10g 葡 萄 糖 10gNaOH 固 体 (NaOH 用 量 2g/100mL 水 ) 几 滴 亚 甲 蓝 指 示 剂 (0.2%) 使 两 个 瓶 子 口 对 口 链 接 上 把 两 个 瓶 子 直 立 起 上, 上 边 是 装 溶 液 的 瓶 子 摇 动 瓶 子, 让 上 边 的 瓶 子 里 的 溶 液 旋 转 起 来, 停 止 摇 动 后 直 立 瓶 子 ( 上 边 的 瓶 子 有 溶 液, 下 边 是 空 瓶 子 ) 看 到 有 气 体 旋 转 上 升, 型 如 龙 卷 风, 并 伴 有 蓝 色 和 无 色 的 颜 色 的 变 化 当 溶 液 到 下 边 瓶 子 里 后, 再 反 转 直 立 瓶 子, 旋 转 有 溶 液 一 边 的 瓶 子, 并 重 复 上 边 操 作, 可 以 反 复 实 验, 反 复 观 察 变 色 龙 卷 风 直 到 瓶 中 的 氧 气 或 溶 液 中 的 葡 萄 糖 耗 尽 2. 将 上 述 实 验 中 的 指 示 剂 改 为 0.5% 碱 性 藏 花 红 指 示 剂, 用 量 为 5 滴,NaOH 用 量 20g(4g/100mL 水 ) ; 葡 萄 糖 的 用 量 10g(2g/100mL 水 ) 看 到 的 龙 卷 风, 伴 有 红 色 和 无 色 的 颜 色 的 变 化 当 溶 液 到 下 边 瓶 子 里 后, 再 反 转 直 立 瓶 子, 旋 转 有 溶 液 一 边 的 瓶 子, 并 重 复 上 边 操 作, 可 以 反 复 实 验, 反 复 观 察 变 色 龙 卷 风 直 到 瓶 中 的 氧 气 或 溶 液 中 的 葡 萄 糖 耗 尽 3. 将 上 述 实 验 中 的 指 示 剂 改 为 1% 靛 红 指 示 剂, 用 量 为 5mL;NaOH 用 量 5g(1g/100mL 水 ); 葡 萄 糖 的 用 量 10g(2g/100mL 水 ) 看 到 的 龙 卷 风, 伴 有 绿 色 橙 色 和 黄 色 的 颜 色 的 变 化 当 溶 液 到 下 边 瓶 子 里 后, 再 反 转 直 立 瓶 子, 旋 转 有 溶 液 一 边 的 瓶 子, 并 重 复 上 边 操 作, 可 以 反 复 实 验, 反 复 观 察 变 色 龙 卷 风 直 到 瓶 中 的 氧 气 或 溶 液 中 的 葡 萄 糖 耗 尽 4. 在 上 述 碱 性 藏 花 红 指 示 剂 的 红 色 和 无 色 的 变 化 的 溶 液 中 滴 加 几 滴 亚 甲 蓝 指 示 剂 看 到 的 龙 卷 风, 并 伴 有 蓝 色 紫 色 红 色 和 无 色 的 颜 色 的 变 化 当 溶 液 到 下 边 瓶 子 里 后, 再 反 转 直 立 瓶 子, 旋 转 有 溶 液 一 边 的 瓶 子, 并 重 复 上 边 操 作, 可 以 反 复 实 验, 反 复 观 察 变 色 龙 卷 风 直 到 瓶 中 的 氧 气 或 溶 液 中 的 葡 萄 糖 耗 尽 ( 二 ) 荧 光 龙 卷 风 1. 将 0.1 克 Luminol (C 8 H 7 N 3 O 2 ) 粉 末 溶 于 5 毫 升 10 % 的 NaOH 水 溶 液, 再 加 入 395 毫 升 之 蒸 馏 水 取 100 毫 升 的 溶 液 置 于 锥 形 瓶 中 2. 将 1.5 克 的 铁 氰 化 钾 [K 3 Fe(CN) 6 ] 粉 末 溶 于 400 毫 升 之 蒸 馏 水, 再 加 入 3 毫 升 之 30% 的 双 氧 水 (H 2 O 2 ) 取 出 50 毫 升 该 溶 液 于 另 一 锥 形 瓶 中 3. 将 塞 子 塞 好, 并 振 荡, 观 察 溶 液 的 颜 色 变 化 反 复 多 次 4. 待 光 度 降 低 后, 加 入 约 20 毫 升 的 10% NaOH 水 溶 液, 观 察 溶 液 的 变 化 ( 三 ) 有 色 龙 卷 风 可 以 加 入 硫 酸 铜 溶 液 氯 化 铁 溶 液 品 红 溶 液 高 锰 酸 钾 溶 液 甲 基 橙 溶 液 等 有 色 溶 液, 进 行 蓝 色 棕 黄 色 红 色 紫 色 等 有 色 龙 卷 风 的 实 验 二 家 庭 实 验 类 : ( 一 ) 变 色 龙 卷 风 : 1. 取 少 许 咖 喱 粉 加 入 一 个 瓶 中 加 水 溶 解, 体 积 在 瓶 容 积 的 2/3 左 右, 溶 液 呈 黄 色, 连 接 装 置 时 在 上 边 再 少 许 碳 酸 钠 加 入 另 一 个 瓶 中, 用 少 量 水 溶 解 后 溶 液, 连 接 装 置 时 在 下 边 倾 斜 组 合 装 置 后, 快 速 旋 转 瓶 子, 使 溶 液 快 速 旋 转 起 来, 马 上 停 止 旋 转 瓶 子, 把 装 置 直 立 起 来 ( 有 咖 喱 粉 的 瓶 子 在 上 边 ), 看 到 龙 卷 风 的 下 边 变 成 碱 性 颜 色 的 成 色 2. 取 鲜 花 的 花 瓣 如 三 色 堇 牵 牛 花 杜 鹃 花 等 任 何 一 种, 洗 净 炸 成 汁, 取 清 液 少 许 加 入 一 个 瓶 中, 在 取 碳 酸 钠 少 许, 加 入 同 一 个 瓶 中, 加 水 溶 解 到 瓶 的 2/3 左 右 的 容 积, 这 时 溶 液 呈 现 碱 性 颜 色, 连 接 装 置 时 在 上 边 再 取 5mL 白 醋 加 入 另 一 个 瓶 子 中, 连 接 装 置 时 在 下 边 倾 斜 组 合 装 置 后 快 速 旋 转 瓶 子, 使 溶 液 快 速 旋 转 起 来, 马 上 停 止 旋 转 瓶 子, 把 装 置 直 立 起 来, 看 到 上 边 碱 性 颜 色 的 龙 卷 风, 到 下 边 就 变 成 酸 性 颜 色 还 可 以 先 加 白 醋 显 示 酸 性 颜 色, 看 到 酸 性 颜 色 的 龙 卷 风, 再 取 碳 酸 钠 少 许 加 入 下 边 的 瓶 子 加 少 量 水 溶 解, 实 验 时 可 以 看 到 下 边 溶 液 变 成 碱 性 颜 色 36

37 ( 二 ) 有 色 龙 卷 风 : 1. 取 少 许 咖 喱 粉 加 入 一 个 瓶 中 加 水 溶 解, 体 积 在 瓶 容 积 的 2/3 左 右, 溶 液 呈 黄 色, 连 接 装 置 时 在 上 边 组 合 装 置 后, 快 速 旋 转 瓶 子, 使 溶 液 快 速 旋 转 起 来, 马 上 停 止 旋 转 瓶 子, 把 装 置 直 立 起 来 ( 有 咖 喱 粉 的 瓶 子 在 上 边 ), 看 到 黄 色 的 龙 卷 风 形 成 还 可 以 咖 喱 粉 加 碳 酸 钠 产 生 橙 色 的 龙 卷 风 2. 取 鲜 花 的 花 瓣 如 三 色 堇 牵 牛 花 杜 鹃 花 等 任 何 一 种, 洗 净 炸 成 汁, 取 清 液 少 许 加 入 一 个 瓶 中, 在 取 碳 酸 钠 少 许, 加 入 同 一 个 瓶 中, 加 水 溶 解 到 瓶 的 2/3 左 右 的 容 积, 连 接 装 置 时 在 上 边 组 合 装 置 后 快 速 旋 转 瓶 子, 使 溶 液 快 速 旋 转 起 来, 马 上 停 止 旋 转 瓶 子, 把 装 置 直 立 起 来, 看 到 上 边 碱 性 颜 色 的 龙 卷 风, 到 下 边 就 变 成 酸 性 颜 色 还 可 以 先 加 白 醋 显 示 酸 性 颜 色, 看 到 酸 性 颜 色 的 龙 卷 风, 再 取 碳 酸 钠 少 许 加 入 下 边 的 瓶 子 加 少 量 水 溶 解, 实 验 时 可 以 看 到 下 边 溶 液 变 成 碱 性 颜 色 3. 取 少 量 碘 酊 和 淀 粉 分 别 加 入 同 一 个 瓶 中, 加 水 溶 解 到 瓶 的 2/3 左 右 的 容 积, 连 接 装 置 时 在 上 边 组 合 装 置 后 快 速 旋 转 瓶 子, 使 溶 液 快 速 旋 转 起 来, 马 上 停 止 旋 转 瓶 子, 把 装 置 直 立 起 来, 看 到 上 边 蓝 色 色 的 龙 卷 风 产 生 实 验 现 象 描 述 把 两 个 塑 料 瓶 ( 玻 璃 瓶 或 锥 形 瓶 ) 上 下 口 对 口 链 接 上, 中 间 留 有 个 孔, 让 两 个 瓶 能 上 下 连 通 在 一 个 瓶 中 加 入 溶 液 ( 用 量 不 要 超 过 一 个 瓶 子 的 2/3), 再 使 两 个 瓶 子 口 对 口 链 接 上 把 两 个 瓶 子 直 立 起 上, 上 边 是 装 溶 液 的 瓶 子 摇 动 瓶 子, 让 上 边 的 瓶 子 里 的 溶 液 旋 转 起 来, 停 止 摇 动 后 直 立 瓶 子 ( 上 边 的 瓶 子 有 溶 液, 下 边 是 空 瓶 子 ) 旋 转 龙 卷 风 的 形 成 是 上 边 瓶 子 里 溶 液 密 度 大, 向 下 流 动, 使 下 边 瓶 子 里 的 空 气 被 压 到 上 边 的 瓶 子 里 由 于 溶 液 的 旋 转, 使 气 体 旋 转 上 升, 形 状 酷 似 龙 卷 风, 故 起 名 龙 卷 风 当 加 入 不 同 的 溶 液 时, 由 于 颜 色 不 同 或 化 学 反 应 而 产 生 的 现 象 不 同, 使 龙 卷 风 的 实 验 效 果 各 不 相 同 如 有 变 色 龙 卷 风 ; 有 色 龙 卷 风 和 荧 光 龙 卷 风 等 变 色 龙 卷 风 : 当 龙 卷 风 形 成 时 上 边 的 颜 色 和 下 边 的 颜 色 不 同 发 生 变 化, 为 变 色 龙 卷 风 有 色 龙 卷 风 : 瓶 子 里 的 溶 液 本 身 就 有 颜 色, 形 成 的 龙 卷 风 为 有 色 龙 卷 风 荧 光 龙 卷 风 : 瓶 子 里 的 溶 液 是 荧 光 材 料, 形 成 龙 卷 风 时 会 发 出 荧 光, 为 荧 光 龙 卷 风 不 同 的 溶 液 对 应 的 实 验 现 象 实 验 名 实 验 分 类 具 体 内 容 上 瓶 试 剂 及 现 象 下 瓶 试 剂 及 现 象 现 象 及 说 明 备 注 37

38 称 氢 氧 化 钠 溶 液 葡 萄 糖 蓝 色 无 色 互 变 亚 甲 蓝 静 止 无 色, 在 静 止 或 震 荡 时, 颜 色 在 蓝 色 无 蓝 色 无 色 互 变 和 无 色 之 间 变 化 氢 氧 化 钠 溶 液 葡 萄 糖 红 色 无 色 互 变 碱 性 藏 红 花 静 止 无 色, 在 静 止 或 震 荡 时, 颜 色 在 无 红 色 无 色 互 变 红 色 和 无 色 之 间 变 化 参 考 上 开 始 绿 色, 静 止 海 教 育 片 刻 为 橙 色, 再 出 版 社 化 学 试 剂 实 验 类 变 色 龙 卷 风 三 色 变 三 色 无 色 变 氢 氧 化 钠 溶 液 葡 萄 糖 靛 红 开 始 绿 色, 在 静 止 或 震 荡 时, 颜 色 在 绿 色 橙 色 黄 色 之 间 变 化 氢 氧 化 钠 溶 液 葡 萄 糖 靛 红 亚 甲 蓝 静 止 无 色, 在 静 止 或 震 荡 时, 颜 色 在 蓝 色 紫 色 红 色 和 无 色 无 无 静 止 片 刻 为 黄 色 震 荡 变 橙 色 激 烈 震 荡 变 为 绿 色 在 静 止 或 震 荡 中 颜 色 在 绿 色 橙 色 黄 色 之 间 变 化 开 始 震 荡 呈 蓝 色, 静 止 片 刻 为 紫 色, 再 静 止 片 刻 为 红 色, 再 过 片 刻 呈 无 色 震 荡 变 红 色, 激 烈 震 荡 变 为 紫 色, 再 震 荡 为 蓝 色 张 平 竺 际 舜 编 著 生 活 中 的 化 学 P143 页 蓝 瓶 子 红 瓶 子 和 三 色 变 实 验 之 间 变 化 在 静 止 或 震 荡 中 颜 色 在 无 色 红 色 紫 色 蓝 色 和 无 色 之 间 变 化 荧 光 龙 卷 风 荧 光 龙 卷 风 0.1 克 Luminol (C 8 H 7 N 3 O 2 ) 粉 末 溶 于 5 毫 升 10 % 的 NaOH 水 溶 液, 再 加 入 395 毫 升 之 蒸 馏 水 取 100 毫 升 1.5 克 的 铁 氰 化 鉀 [K 3 Fe(CN) 6 ] 粉 末 溶 于 400 毫 升 之 蒸 馏 水, 再 加 入 3 毫 升 之 30% 的 双 氧 水 (H 2 O 2 ) 取 出 50 毫 升 塞 子 塞 好, 并 振 荡, 观 察 溶 液 的 颜 色 变 化, 及 有 荧 光 产 生 反 复 多 次 待 光 度 降 低 后, 加 入 约 20 毫 升 的 10 % NaOH 水 溶 液, 38

39 有 色 蓝 色 棕 黄 色 红 色 紫 色 等 有 分 别 取 下 列 溶 液 ( 硫 酸 铜 溶 液 氯 化 铁 溶 液 品 红 溶 液 高 锰 酸 钾 溶 液 甲 形 成 蓝 色 棕 黄 龙 卷 色 龙 卷 风 基 橙 溶 液 等 有 色 溶 液,) 进 行 蓝 色 棕 黄 色 红 色 紫 色 等 有 色 龙 卷 风 的 实 无 色 红 色 紫 色 等 有 色 龙 卷 风 风 验 咖 喱 粉 变 咖 喱 粉 水 溶 液 呈 黄 色 碳 酸 钠 溶 液, 无 色 龙 卷 风 的 上 边 色 为 黄 色 下 边 为 橙 色 茶 水 变 色 泡 一 壶 茶 水 溶 液 浅 棕 色 柠 檬 水 龙 卷 风 上 深 下 浅 石 碱 龙 卷 风 上 浅 下 深 此 类 变 变 色 龙 卷 风 花 瓣 变 色 ( 把 花 瓣 炸 成 汁 过 滤, 制 成 指 示 剂 ) 三 色 堇 花, 取 紫 色 花 瓣 的 指 示 剂, 加 白 醋 少 许, 显 红 色 三 色 堇 花, 取 玫 瑰 红 色 花 瓣 的 指 示 剂, 加 白 醋 少 许, 显 红 色 加 碳 酸 钠 溶 液 少 许 加 碳 酸 钠 溶 液 少 许 龙 卷 风 的 上 边 为 红 色 下 边 为 绿 色 龙 卷 风 的 上 边 为 红 色 下 边 为 黄 绿 色 色 只 能 变 化 一 次 不 能 从 复 变 色, 除 再 加 白 杜 鹃 花, 取 粉 红 色 的 花 瓣 加 碳 酸 钠 溶 液 少 许 龙 卷 风 的 上 边 醋 指 示 剂, 加 白 醋 少 许, 显 为 红 色 下 边 为 家 红 色 黄 绿 色 庭 取 牵 牛 花, 蓝 色 花 瓣 的 指 加 碳 酸 钠 溶 液 少 许 龙 卷 风 的 上 边 实 示 剂, 加 白 醋 少 许, 显 红 为 红 色 下 边 均 验 色 ( 取 紫 色 花 瓣 的 指 示 为 绿 色 类 剂, 加 白 醋 显 粉 红 色 ) 有 色 碘 酊 的 蓝 色 龙 卷 风 三 色 堇 红 碘 酊 淀 粉 水 蓝 色 无 花 瓣 指 示 剂, 加 白 醋 红 无 产 生 蓝 色 龙 卷 风 产 生 红 色 绿 色 龙 卷 色 绿 色 或 黄 绿 色 龙 卷 风 色 ; 加 碳 酸 钠 溶 液 绿 色 或 黄 绿 色 龙 卷 风 或 黄 绿 色 龙 卷 风 风 杜 鹃 花 红 花 瓣 指 示 剂, 加 白 醋 红 无 产 生 红 色 或 黄 色 绿 色 龙 色 ; 加 碳 酸 钠 溶 液 黄 绿 色 绿 色 龙 卷 风 卷 风 龙 卷 风 牵 牛 花 红 蓝 色 花 瓣 指 示 剂, 白 醋 红 无 产 生 红 色 粉 红 色 粉 红 色 色 ; 碳 酸 钠 溶 液 绿 色 紫 色 或 绿 色 龙 卷 或 绿 色 龙 色 花 瓣 指 示 剂, 白 醋 粉 红 风 卷 风 色 ; 碳 酸 钠 溶 液 绿 色 产 生 红 色 粉 红 色 或 绿 色 龙 卷 风 39

40 实 验 结 果 有 多 个 装 置 同 时 进 行 时 会 看 到 变 色 龙 卷 风 ; 有 色 龙 卷 风 和 荧 光 龙 卷 风 等 变 化 出 现, 颜 色 和 动 态 的 美 感 十 分 动 人 注 意 事 项 及 其 他 1. 用 石 碱 和 白 醋 混 合 的 反 应 要 控 制 用 量, 产 生 的 气 体 要 及 时 放 出 防 止 压 强 太 大 2. 此 实 验 装 置 可 以 做 多 种 变 色 反 应 震 荡 反 应 于 装 置 中, 非 常 美 丽 参 考 文 献 : 生 活 中 的 化 学 张 平 竺 际 舜 编 著 上 海 教 育 出 版 社 40

41 设 计 编 号 题 目 神 奇 的 杯 子 倒 水 实 验 原 料 蒸 馏 水. 硅 酸 钠 固 体. 酚 酞 溶 液. 硫 酸. 氢 氧 化 钠 固 体. 1 0 毫 升 浓 硫 酸 :5 毫 升 水 配 成 的 硫 酸 溶 液 仪 器 设 备 透 明 玻 璃 杯 1 个. 不 透 明 纸 质 杯 子 2 个. 玻 棒 1 个. 100 毫 升 烧 杯 1 个. 三 脚 架. 石 棉 网. 酒 精 灯. 打 火 机. 25 毫 升 量 筒 1 个. 药 匙 2 个 原 理 20 毫 升 硅 酸 钠 热 饱 和 溶 液 装 在 透 明 杯 子 1 内, 不 透 明 纸 制 杯 子 2 内 预 先 加 好 刚 配 好 的 (10 毫 升 浓 硫 酸 :5 毫 升 水 ) 硫 酸 溶 液 5 毫 升, 酚 酞 5 滴 左 右, 将 杯 子 1 内 溶 液 向 杯 子 2 倒, 稍 加 搅 拌 2~3 秒 即 可 形 成 固 体 果 冻 状 硅 胶, 在 不 透 明 纸 质 杯 子 2 内 凝 固 不 动, 杯 子 倒 置 也 不 会 掉 下 来, 向 杯 子 2 中 加 入 一 药 匙 氢 氧 化 钠 固 体, 与 硅 酸 反 应 硅 胶 部 分 消 失, 重 新 变 成 硅 酸 钠 溶 液, 且 遇 酚 酞 变 红 色, 向 不 透 明 纸 制 杯 子 3 倒 可 看 见 红 色 有 沉 淀 的 溶 液 25 毫 升 左 右, 在 纸 制 不 透 明 杯 子 3 中 预 先 加 入 前 面 配 的 浓 度 稍 大 的 硫 酸 10 毫 升, 酸 性 环 境 使 酚 酞 红 色 消 失, 酸 的 量 有 一 个 点 可 以 在 杯 子 3 中 再 次 形 成 果 冻 状 硅 胶, 但 该 点 较 难 寻 找, 其 他 情 况 杯 子 3 内 溶 液 都 会 变 成 无 色 有 沉 淀 的 液 体, 再 倒 向 杯 子 1 操 作 步 骤 1 在 100 毫 升 烧 杯 内 倒 入 热 蒸 馏 水 50 毫 升 在 石 棉 网 上 加 热, 倒 入 硅 酸 钠 固 体 配 成 饱 和 溶 液, 加 热 到 接 近 沸 腾, 取 20 毫 升 倒 入 透 明 杯 子 1 内 2 在 不 透 明 纸 制 杯 子 2 内 加 入 5 毫 升 ( 新 制 10 毫 升 浓 硫 酸 :5 毫 升 水 配 制 ) 硫 酸 溶 液, 酚 酞 5 滴 左 右 不 透 明 纸 制 杯 子 3 内 加 入 10 毫 升 (10 毫 升 浓 硫 酸 :5 毫 升 水 配 制 ) 硫 酸 溶 液 步 骤 1 和 2 为 准 备 工 作 3 表 演 时 将 透 明 杯 子 1 的 溶 液 倒 入 不 透 明 纸 制 杯 子 2 内, 用 玻 棒 搅 拌 2 秒 左 右, 不 透 明 纸 制 杯 子 2 内 生 成 浅 红 色 果 冻 状 硅 胶, 杯 子 口 向 下 不 掉 下 来, 观 众 的 感 觉 就 是 溶 液 消 失 了. 正 放 不 透 明 纸 制 杯 子 2. 4 向 完 成 步 骤 3 的 不 透 明 纸 制 杯 子 2 内 加 入 一 钥 匙 氢 氧 化 钠 固 体, 用 玻 棒 搅 拌, 与 部 分 硅 酸 胶 体 反 应 产 生 有 沉 淀 的 硅 酸 钠 溶 液, 且 遇 到 酚 酞 变 浅 红 色, 倒 向 不 透 明 纸 制 杯 子 3, 观 众 感 觉 变 出 红 色 有 沉 淀 的 液 体 5 将 完 成 步 骤 4 的 不 透 明 纸 制 杯 子 3 内 液 体 倒 入 透 明 杯 子 1, 因 不 透 明 纸 制 杯 子 3 中 预 先 有 硫 酸 溶 液 使 酚 酞 退 色, 可 以 看 到 无 色 有 沉 淀 的 溶 液 倒 入 杯 子 1 内 实 验 现 象 透 明 杯 子 1 内 20 毫 升 溶 液 倒 入 不 透 明 纸 制 杯 子 2 内 搅 拌 2 秒, 将 不 透 明 纸 制 杯 子 2 倒 置, 什 么 都 不 会 倒 出, 溶 液 消 失 ; 再 向 不 透 明 纸 制 杯 子 2 内 加 入 一 药 匙 氢 氧 化 钠 固 体, 搅 拌 2 秒, 就 可 以 向 不 透 明 纸 制 杯 子 3 倒 出 浅 红 色 有 沉 淀 的 溶 液 25 毫 升 左 右, 溶 液 又 出 来 了 ; 将 不 透 明 纸 制 杯 子 3 内 液 体 倒 向 透 明 杯 子 1, 倒 出 的 液 体 浅 红 色 消 失, 是 无 色 有 沉 淀 的 溶 液 41

42 实 验 结 果 设 计 的 创 新 处 利 用 硅 酸 钠 热 饱 和 溶 液 和 浓 度 大 些 的 硫 酸 反 应 产 生 果 冻 状 硅 胶 的 性 质 设 计 成 溶 液 消 失 的 魔 术, 再 加 入 少 量 固 体 氢 氧 化 钠 再 次 产 生 浅 红 色 溶 液, 该 溶 液 遇 到 酸 后 浅 红 色 消 失 的 现 象 将 该 魔 术 进 一 步 深 入, 增 强 了 趣 味 性 和 视 觉 冲 击 力 注 意 事 项 在 不 透 明 纸 制 杯 子 3 中 加 入 硫 酸 的 量 有 一 个 点 可 以 在 杯 子 3 中 再 次 形 成 果 冻 状 硅 胶, 但 该 点 较 难 寻 找, 其 他 情 况 杯 子 3 内 溶 液 都 会 变 成 无 色 有 沉 淀 的 液 体, 再 倒 向 杯 子 1 42

43 设 计 编 号 题 目 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, 三 个 字 分 别 呈 现 鲜 红 色, 黄 色 和 海 蓝 色 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 43

44 设 计 编 号 题 目 在 家 里 做 纸 的 趣 味 实 验 原 料 1 张 打 印 纸 几 张 餐 巾 纸 1 页 废 报 纸 市 售 医 用 碘 酒 市 售 医 用 双 氧 水 白 醋 仪 器 设 备 打 火 机 酒 精 灯 ( 如 没 有 酒 精 灯 可 用 蜡 烛 或 打 火 机 替 代 ) 剪 刀 铝 片 ( 如 铝 箔 或 易 拉 罐 上 剪 下 的 铝 合 金 片 等 均 可 ) 镊 子 数 支 小 试 管 木 夹 滴 管 原 理 实 验 1 简 易 方 便 有 趣 的 纸 的 干 镏 实 验 : 主 要 成 分 是 纤 维 素 的 木 材 可 以 干 镏 纸 的 主 要 成 分 也 是 纤 维 素, 纤 维 素 是 高 分 子 化 合 物, 其 中 富 含 碳 元 素 平 时 烧 纸, 纸 里 的 碳 元 素 会 变 成 二 氧 化 碳 气 体 但 纸 隔 绝 空 气 烧 烤 时 没 有 氧 气 助 燃 时 也 会 发 生 木 材 干 镏 的 类 似 反 应 纸 中 部 分 碳 元 素 就 变 成 黑 炭 了, 还 能 产 生 淡 黄 的 油 状 物 和 能 燃 烧 的 气 体 产 物 实 验 2 纸 变 碳 后 能 作 催 化 剂 双 氧 水 放 久 了 会 慢 慢 分 解 并 放 出 氧 气, 这 个 变 化 很 慢, 但 一 旦 放 入 黑 碳 等 物 质, 就 会 大 大 加 快 双 氧 水 的 分 解 这 里 纸 变 成 的 黑 碳 起 了 催 化 剂 的 作 用 实 验 3 母 子 焰 实 验 沪 教 版 ( 见 图 ) 等 初 三 化 学 教 材 上 有 蜡 烛 母 子 焰 实 验, 如 改 用 纸 片 来 做, 则 更 方 便, 成 功 率 更 高, 也 更 有 趣 纸 燃 烧 当 氧 气 不 足 时, 会 产 生 CO 等 能 燃 烧 的 气 体, 当 引 燃 纸 圈 的 一 端 时, 上 口 冒 出 浓 烈 白 烟, 在 另 一 端 引 燃 气 体 可 产 生 子 焰, 该 实 验 子 火 焰 的 引 燃 要 比 蜡 烛 燃 烧 引 燃 子 火 焰 方 便 容 易 得 多 且 母 火 焰 子 火 焰 都 明 显 要 比 蜡 烛 的 母 子 焰 大, 故 实 验 可 见 度 大, 观 看 效 果 佳 另 外, 该 改 进 实 验 的 损 耗 物 仅 仅 是 1/4 张 的 A4 纸, 在 子 火 焰 被 点 燃 后, 几 乎 没 有 刺 激 性 气 味 的 气 体 产 生, 故 实 验 相 对 较 绿 色 实 验 4 白 纸 反 复 多 变 色 各 种 纸 张 的 主 要 成 份 是 纤 维 素, 纤 维 素 浸 水 后 遇 到 碘 是 不 会 变 色 的, 但 普 通 打 印 纸 或 用 于 书 写 的 纸 张 通 常 会 涂 上 一 层 淀 粉 浆, 正 是 这 个 淀 粉 浆 遇 碘 引 起 了 颜 色 变 化 即 淀 粉 液 遇 到 碘 水 或 碘 酒 是 会 变 出 蓝 色 的! 但 这 蓝 色 物 质 在 加 热 后 会 不 稳 定 而 分 解, 而 冷 却 后 通 常 又 会 恢 复 蓝 色 火 柴 头 燃 烧 后 会 产 生 SO 2 气 体,SO 2 会 和 I 2 发 生 如 下 反 应 而 使 蓝 色 又 完 全 退 尽 I 2 + SO 2 + 2H 2 O = H 2 SO 4 +2HI 双 氧 水 有 氧 化 性, 酸 性 条 件 下 会 发 生 如 下 反 应, 又 生 成 了 单 质 碘, 故 水 溶 液 再 次 渐 渐 变 成 蓝 色 4HI + 2H 2 O 2 = 4H 2 O + I 2 ( 酸 性 条 件 ) 如 果 继 续 做 下 去, 再 加 些 纯 碱 或 洗 衣 粉, 则 蓝 色 还 会 褪 尽 ( 碱 性 条 件 下, 碘 发 生 歧 化 反 应 生 成 碘 离 子 和 碘 酸 根 离 子 ) 3I 2 + 6OH - = IO I - + 3H 2 O 实 验 5 不 一 样 的 纸 变 出 不 一 样 的 颜 色 餐 巾 纸 通 常 不 含 淀 粉, 故 遇 碘 不 会 变 黑 变 蓝 打 印 纸 通 常 含 淀 粉, 但 遇 碘 后 变 出 什 么 颜 色 与 其 含 水 量 有 关, 很 干 燥 时 为 棕 色 或 深 棕 色, 有 些 潮 的 纸 ( 江 南 地 区 大 多 如 此 ) 变 黑, 加 些 液 态 水 可 变 蓝 在 干 燥 的 北 方, 打 印 纸 通 常 较 干 燥, 滴 加 碘 酒 后 2 分 钟 常 无 黑 色 出 现, 这 时 将 纸 靠 近 嘴 边, 用 嘴 哈 上 几 口 水 汽, 棕 黄 色 即 刻 变 成 黑 色 实 验 6 使 颜 色 在 纸 上 漂 移 搬 家 44

45 碘 酒 液 中 有 酒 精, 碘 酒 滴 在 滤 纸 上, 就 会 依 靠 纸 的 纤 维 向 四 周 渗 透, 等 酒 精 慢 慢 挥 发 干 后, 留 下 的 棕 黄 色 的 圆 就 不 动 了 这 时 如 再 在 棕 黄 色 的 圆 中 心 滴 加 无 色 的 酒 精, 酒 精 的 扩 散 渗 透 又 把 碘 向 外 搬 移 了 最 后 就 变 成 了 一 个 中 心 颜 色 浅 外 环 颜 色 深 的 圈 圈 啦 操 作 步 骤 实 验 1 简 易 方 便 有 趣 的 纸 的 干 镏 实 验 : 1 从 废 报 纸 上 撕 下 一 条 长 约 25 厘 米 宽 约 2.5 厘 米 的 纸 条, 从 纸 条 的 一 端 仔 细 裹 卷 起 来, 最 后 卷 成 一 个 高 约 2.5 厘 米 的 棒 状 纸 柱 2 用 剪 刀 剪 取 一 块 边 长 约 4 厘 米 的 正 方 形 铝 箔, 将 上 述 纸 柱 放 在 铝 箔 的 一 边, 用 铝 箔 把 纸 柱 仔 细 裹 卷 起 来, 卷 成 后 用 镊 子 将 一 端 折 叠 一 下, 将 口 封 死, 另 一 端 不 封 口 3 点 燃 酒 精 灯, 用 镊 子 夹 住 上 述 铝 卷 封 口 的 一 端, 将 它 放 在 火 焰 上 烧 烤 约 十 几 秒 后, 铝 卷 不 封 口 的 一 端 会 冒 出 大 量 白 烟 在 酒 精 灯 灯 焰 上 引 燃 白 烟, 白 烟 被 引 燃 形 成 一 束 明 亮 的 火 苗 ( 见 右 图 ) 该 火 苗 可 维 持 燃 烧 十 多 秒 钟 4 等 铝 卷 冷 却 后, 用 手 慢 慢 拆 开 铝 卷, 铝 箔 内 的 纸 柱 变 成 乌 黑 的 炭 棒 了 而 铝 箔 表 面 有 少 量 浅 黄 色 的 油 状 物 5 用 镊 子 夹 起 由 纸 柱 变 成 的 黑 棒, 再 置 于 酒 精 灯 火 焰 上, 可 发 现 黑 棒 能 再 次 燃 烧 实 验 2 纸 变 碳 后 能 作 催 化 剂 取 2 支 小 试 管, 各 加 入 2 滴 管 双 氧 水, 在 其 中 一 支 小 试 管 中 加 少 量 上 述 实 验 1 中 留 下 的 黑 碳 ( 纸 干 镏 后 的 产 物, 用 刀 切 一 小 块 加 入 即 可 ) 振 荡 后 观 察 比 较 两 小 试 管 中 的 现 象 实 验 3 母 子 焰 实 验 1 取 5 6mm 一 片 金 属 薄 片 ( 可 从 易 拉 罐 上 剪 取 ), 将 金 属 薄 片 在 钢 笔 杆 上 绕 成 一 个 金 属 圈, 取 1/4 张 A4 纸 或 手 掌 大 小 一 片 报 纸 在 铅 笔 杆 上 绕 成 一 个 纸 圈 把 纸 圈 一 端 插 入 到 金 属 圈 的 一 端 中, 插 入 的 深 度 约 2~3 厘 米, 手 松 开 纸 圈, 纸 圈 自 然 撑 开 就 被 固 定 在 金 属 圈 的 一 端 2 用 镊 子 或 木 夹 夹 住 金 属 圈 的 中 部, 使 金 属 圈 朝 上, 用 打 火 机 引 燃 纸 圈 的 下 端 片 刻 后 金 属 圈 上 端 口 就 冒 出 浓 浓 的 白 烟 ( 见 图 ) 3 用 打 火 机 再 引 燃 白 烟 在 金 属 圈 上 下 两 端 就 产 生 了 两 个 火 焰 ( 见 图 ), 火 焰 大 而 明 显 4 熄 火 后 等 金 属 圈 冷 却 至 室 温, 展 开 该 金 属 圈, 可 发 现 其 表 面 也 有 少 量 浅 黄 色 的 油 状 物 实 验 4 白 纸 反 复 多 变 色 1 将 打 印 纸 撕 下 一 小 条, 再 仔 细 撕 成 指 甲 大 小 的 碎 片 2 将 白 色 碎 纸 片 放 入 一 支 试 管 中, 然 后 加 水 至 浸 没 纸 片, 再 用 滴 管 加 入 2 滴 市 售 的 碘 酒, 振 荡 试 管 振 荡 片 刻 后, 白 色 纸 及 水 溶 液 渐 渐 变 成 蓝 色 3 用 木 夹 夹 住 该 试 管, 用 酒 精 灯 加 热 试 管 底 部 加 热 片 刻 后 试 管 内 的 蓝 色 退 尽 纸 片 又 成 洁 白 色 4 冷 却 试 管 至 室 温, 白 色 纸 及 水 溶 液 又 渐 渐 恢 复 成 蓝 色 5 将 试 管 中 蓝 色 溶 液 倒 入 另 一 支 试 管 待 用 再 取 一 根 火 柴, 用 小 刀 削 下 火 柴 头, 将 一 个 火 柴 头 的 碎 屑 置 于 一 支 干 燥 的 试 管 中, 用 酒 精 灯 灯 焰 加 热 盛 火 柴 头 碎 屑 的 试 管, 约 十 几 秒 就 引 燃 了 火 柴 头, 试 管 内 产 生 了 少 些 白 烟 再 塞 上 塞 子 冷 却 6 将 上 述 试 管 中 蓝 色 溶 液 倒 入 曾 产 生 白 烟 现 已 冷 却 的 试 管 中, 略 振 荡 试 管 振 荡 后 溶 液 的 蓝 色 又 完 全 退 尽 7 在 上 述 蓝 色 又 完 全 退 尽 的 溶 液 中 滴 3 滴 白 醋 和 2 滴 管 市 售 的 双 氧 水, 振 荡 试 管 振 荡 片 刻 后, 水 溶 液 再 次 渐 渐 变 成 蓝 色 实 验 5 不 一 样 的 纸 变 出 不 一 样 的 颜 色 1 取 一 小 片 打 印 纸 和 一 片 餐 巾 纸 ( 餐 巾 纸 可 叠 成 2~4 层 ), 在 每 张 纸 中 央 各 滴 加 2~3 滴 市 售 碘 酒 刚 滴 加 时 两 纸 上 都 呈 现 棕 黄 色, 这 是 碘 酒 的 颜 色 约 2 分 钟 后, 打 印 纸 上 的 颜 色 变 成 黑 色, 而 餐 巾 45

46 纸 上 的 颜 色 变 成 浅 棕 色 ( 见 图 ) 2 取 两 小 片 相 同 的 打 印 纸, 将 其 中 一 张 纸 在 酒 精 灯 火 焰 上 烘 烤 片 刻 ( 去 掉 些 水 份 ), 冷 却 后 在 每 张 纸 中 央 各 滴 加 2~3 滴 市 售 碘 酒 刚 滴 加 时 两 纸 上 都 呈 现 棕 黄 色 约 2 分 钟 后, 烘 烤 过 的 打 印 纸 上 的 颜 色 变 成 浅 棕 色, 而 没 烘 烤 过 的 打 印 纸 上 的 颜 色 变 成 黑 色 ( 见 图 ) 3 取 操 作 2 中 烘 烤 过 的 打 印 纸 ( 纸 上 的 颜 色 变 成 浅 棕 色 的 ), 朝 浅 棕 色 印 迹 的 边 缘 滴 加 1~2 滴 水 可 发 现 无 水 涉 及 的 浅 棕 色 不 变, 渗 有 少 些 水 的 浅 棕 色 变 成 蓝 黑 色, 水 多 的 地 方, 棕 色 变 成 深 蓝 色 ( 见 图 ) 实 验 6 使 颜 色 在 纸 上 漂 移 搬 家 1 取 一 小 张 滤 纸 ( 或 用 叠 成 4 层 的 餐 巾 纸 替 代 ) 放 在 干 净 的 桌 面 上 用 滴 管 在 纸 中 央 滴 加 1~2 滴 碘 酒, 静 置 几 分 钟 2 几 分 钟 后 再 用 滴 管 在 纸 中 央 碘 迹 的 中 心 滴 加 1~2 滴 酒 精, 再 等 几 分 钟 可 重 复 滴 酒 精 2~3 次 实 验 现 象 描 述 实 验 1 简 易 方 便 有 趣 的 纸 的 干 镏 实 验 : 现 象 : 将 用 铝 卷 包 裹 的 纸 卷 放 在 火 焰 上 烧 烤, 约 十 几 秒 后, 铝 卷 不 封 口 的 一 端 会 冒 出 大 量 白 烟 在 酒 精 灯 灯 焰 上 引 燃 白 烟, 白 烟 被 引 燃 形 成 一 束 明 亮 的 火 苗 ( 见 右 图 ) 该 火 苗 可 维 持 燃 烧 十 多 秒 钟 铝 卷 冷 却 后, 用 手 慢 慢 拆 开 铝 卷, 铝 箔 内 的 纸 柱 变 成 乌 黑 的 炭 棒 了, 而 且 铝 箔 表 面 有 少 量 浅 黄 色 的 油 状 物 实 验 2 纸 变 碳 后 能 作 催 化 剂 现 象 : 放 有 黑 碳 的 试 管 中, 双 氧 水 不 断 冒 出 气 泡, 而 另 一 试 管 的 双 氧 水 无 任 何 变 化 ( 见 图 ) 实 验 3 母 子 焰 实 验 现 象 :1 用 镊 子 或 木 夹 夹 住 金 属 圈 的 中 部, 使 金 属 圈 朝 上, 用 打 火 机 引 燃 纸 圈 的 下 端 片 刻 后 金 属 圈 上 端 口 就 冒 出 浓 浓 的 白 烟 ( 见 图 ) 2 用 打 火 机 再 引 燃 白 烟 在 金 属 圈 上 焰 大 而 明 显 3 熄 火 后 等 金 属 圈 冷 却 至 室 温, 展 开 黄 色 的 油 状 物 下 两 端 就 产 生 了 两 个 火 焰 ( 见 图 ), 火 该 金 属 圈, 可 发 现 其 表 面 也 有 少 量 浅 实 验 4 白 纸 反 复 多 变 色 现 象 :1 滴 加 碘 酒 后, 白 色 纸 及 水 溶 液 渐 渐 变 成 蓝 色 加 热 片 刻 后 试 蓝 色 退 尽, 纸 片 又 成 洁 白 色 冷 却 试 管 至 室 温, 白 色 纸 及 水 溶 液 又 渐 渐 恢 管 内 的 复 成 蓝 色 2 将 上 述 试 管 中 蓝 色 溶 液 倒 入 火 柴 头 燃 烧 后 产 生 白 烟 现 已 冷 却 的 试 管 荡 试 管 振 荡 后 溶 液 的 蓝 色 又 完 全 退 尽 3 在 上 述 蓝 色 又 完 全 退 尽 的 溶 液 中 滴 2 滴 管 市 售 的 双 氧 水, 振 荡 试 管 中, 略 振 振 荡 片 46

47 刻 后, 水 溶 液 再 次 渐 渐 变 成 蓝 色 再 加 些 纯 碱 或 洗 衣 粉, 则 蓝 色 又 会 褪 尽 实 验 5 不 一 样 的 纸 变 出 不 一 样 的 颜 色 现 象 :1 约 1 分 钟 后, 打 印 纸 上 的 颜 色 变 成 黑 色, 而 餐 巾 纸 上 的 颜 色 变 成 浅 棕 色 ( 见 图 ) 2 刚 滴 加 市 售 碘 酒 时 两 纸 上 都 呈 现 棕 黄 色 约 2 分 钟 后, 没 烘 烤 过 的 打 印 纸 上 的 颜 色 变 成 黑 色, 而 烘 烤 过 的 打 印 纸 上 的 颜 色 变 成 浅 棕 色 ( 见 图 ) 3 朝 浅 棕 色 印 迹 的 边 缘 滴 加 1~2 滴 水 可 发 现 无 水 涉 及 的 浅 棕 色 不 变, 渗 有 少 些 水 的 浅 棕 色 变 成 蓝 黑 色, 水 多 的 地 方, 棕 色 变 成 深 蓝 色 ( 见 图 ) 实 验 6 使 颜 色 在 纸 上 漂 移 搬 家 现 象 :1 碘 酒 滴 在 滤 纸 上 呈 棕 黄 色, 开 始 时 碘 滴 在 滤 纸 上 会 向 四 周 渐 渐 扩 散, 之 后 形 成 一 个 棕 黄 色 的 圆 2 在 棕 黄 色 的 圆 中 心 滴 加 无 色 的 酒 精 后, 棕 色 圆 又 渐 渐 变 大, 且 圆 心 的 颜 色 变 浅, 而 圆 的 四 周 颜 色 变 成 较 深 的 棕 色 ( 见 图 ) 实 验 结 果 通 过 这 一 组 自 主 创 新 设 计 的 纸 的 趣 味 实 验, 步 了 解 了 纸 的 化 学 成 份 及 其 相 关 性 质, 从 而 激 发 并 增 强 我 们 进 一 了 对 化 学 学 科 的 兴 趣 注 意 事 项 及 其 他 本 组 实 验 的 创 新 点 和 优 点 : 本 组 实 验 皆 为 自 主 创 新 设 计 的 实 验 实 验 的 材 料 及 所 涉 及 试 剂 等 用 品 都 可 以 从 生 活 中 获 得, 取 材 方 便 另 外 该 实 验 的 可 行 性 强, 成 功 率 高 各 年 级 学 生 在 家 里 都 可 方 便 地 尝 试 本 实 验 这 是 本 实 验 设 计 的 最 明 显 的 创 新 点 本 组 实 验 趣 味 性 强, 且 安 全 无 有 毒 物 质 产 生, 环 境 友 好 本 实 验 意 义 : 通 过 这 一 组 纸 的 创 新 趣 味 实 验, 可 帮 助 我 们 了 解 纸 的 化 学 成 份 及 其 相 关 性 质, 引 发 对 化 学 学 科 的 兴 趣 47

48 设 计 编 号 题 目 化 学 灯 塔 原 料 氨 水 (25%~28%) 碱 石 灰 双 氧 水 (30%) KIO3(s) MnSO4 (s) 酚 酞 试 液 丙 二 酸 淀 粉 仪 器 设 备 实 验 仪 器 : 铁 架 台 万 用 夹 烧 杯 (250ml) 抽 滤 瓶 (500ml) 磨 口 圆 底 蒸 馏 烧 瓶 (250ml) 三 口 烧 瓶 (250ml) 胶 头 滴 管 三 脚 架 石 棉 网 U 形 管 球 型 分 液 漏 斗 酒 精 灯 导 气 管 若 干 橡 胶 塞 若 干 原 理 设 计 意 图 夜 晚 在 港 口 观 察 灯 塔 时, 可 以 看 见 灯 塔 的 灯 光 呈 现 周 期 性 的 明 灭 现 象 在 化 学 的 世 界 里 我 们 也 可 找 到 一 类 特 殊 的 化 学 反 应 化 学 振 荡 反 应, 来 实 现 这 一 现 象, 通 过 某 些 化 学 成 份 周 期 性 的 变 化, 从 而 达 到 我 们 意 想 不 到 的 效 果! 一 ) 通 过 将 三 口 烧 瓶 中 的 氨 气 溶 于 水 ( 在 常 温 下,1 体 积 水 大 约 可 溶 解 700 体 积 的 氨 气 ), 致 使 三 口 烧 瓶 内 的 气 体 压 强 迅 速 减 小, 小 于 外 界 大 气 压, 从 而 将 抽 滤 瓶 和 烧 杯 中 的 溶 液 分 别 泵 入 三 口 烧 瓶 和 磨 口 圆 底 烧 瓶 中 + ( 二 ) 氨 气 溶 于 水 时 大 部 分 形 成 NH3 H2O, 在 常 温 下 约 有 1% 电 离 形 成 NH4 和 OH -, 所 以 氨 水 现 弱 碱 性, 能 使 含 有 酚 酞 的 溶 液 变 红 [1] [2] ( 三 )B-Z 反 应 1 反 应 过 程 可 用 12 个 反 应 方 程 式 来 描 述 : (1) 开 始 阶 段 产 生 I - : (2) 当 [I - ] 足 够 大 时 : (3) 当 [I - ] 很 小 时 : (4)[I - ] 的 再 生 : 2 反 应 过 程 中 呈 现 的 颜 色 : 48

49 (1) 蓝 色 为 游 离 碘 I2 和 碘 离 子 I - - 结 合 生 成 I3, 遇 淀 粉 变 蓝 (2) 无 色 为 I2 与 CH2(COOH)2 作 用 生 成 ICH(COOH)2 (3) 琥 珀 色 为 Mn 3+ 与 Mn 2+ 浓 度 比 颜 色 3 总 的 反 应 过 程 可 用 图 解 表 示 为 : 操 作 步 骤 ( 一 ) 溶 液 配 置 1 溶 液 A: 取 0.1g 淀 粉 溶 于 少 量 热 水 中 并 加 2.6g 丙 二 酸 和 0.8g 硫 酸 锰, 再 加 68.3ml30% 的 双 氧 水, 稀 释 至 250ml 2 溶 液 B: 取 7.1g 碘 酸 钾 加 2mol/L 的 硫 酸, 稀 释 至 250ml ( 二 ) 实 验 装 置 的 组 装 1 氨 气 的 发 生 装 置 如 上 图 所 示 组 装 好 实 验 装 置, 并 检 查 装 置 气 密 性 2 化 学 灯 塔 主 装 置 49

50 导 气 管 要 深 入 磨 口 圆 底 烧 瓶 的 底 部 如 上 图 所 示 组 装 好 实 验 装 置, 并 检 查 装 置 气 密 性 ( 三 ) 模 拟 灯 塔 实 验 1 向 抽 滤 瓶 中 加 入 约 400ml 的 蒸 馏 水 并 滴 加 5~6 滴 酚 酞 试 液, 关 闭 止 水 夹, 拔 下 三 口 烧 瓶 左 口 的 橡 胶 塞 与 右 口 的 玻 璃 塞 ; 将 250ml A B 两 种 溶 液 分 别 加 入 两 个 烧 杯 中 2 点 燃 酒 精 灯, 加 热 装 有 氨 水 与 碱 石 灰 的 锥 形 瓶, 约 三 十 秒 后, 将 导 气 管 由 三 口 烧 瓶 的 右 口 伸 入 烧 瓶 底 部 并 用 棉 花 团 封 口, 将 氨 气 经 U 型 干 燥 管 中 的 碱 石 灰 干 燥 后 通 入 三 口 烧 瓶, 在 三 口 烧 瓶 的 左 口 处 用 湿 润 的 PH 试 纸 检 验 氨 气 是 否 充 满 烧 瓶 3 待 PH 试 纸 变 蓝 后, 移 出 导 气 管, 将 三 口 烧 瓶 左 右 口 分 别 用 带 有 吸 满 水 的 胶 头 滴 管 的 橡 胶 塞 和 玻 璃 塞 塞 紧 4 挤 压 胶 头 滴 管 将 胶 头 滴 管 中 的 水 喷 入 三 口 烧 瓶, 同 时 打 开 止 水 夹 使 实 验 发 生 实 验 现 象 描 述 ( 一 ) 三 口 烧 瓶 中 出 现 红 色 喷 泉, 最 终 红 色 的 液 体 基 本 充 满 三 口 烧 瓶 ( 二 ) 两 烧 杯 中 的 A 液 和 B 液 同 时 被 吸 入 圆 底 蒸 馏 烧 瓶, 大 约 能 充 满 圆 底 蒸 馏 烧 瓶 体 积 的 六 分 之 五, 圆 底 烧 瓶 中 的 溶 液 开 始 时 完 全 无 色, 约 2~3 秒 后 颜 色 改 变 为 琥 珀 色, 然 后 变 为 无 色 ( 短 暂 ), 又 迅 速 变 为 蓝 色 溶 液 的 颜 色 就 在 琥 珀 色 与 蓝 色 之 间 振 荡, 并 且 这 些 颜 色 改 变 都 以 规 则 的 时 间 间 隔 发 生, 50

51 维 持 着 一 个 恒 定 周 期 变 化, 该 化 学 振 荡 大 约 能 持 续 2 分 钟 左 右 实 验 结 果 注 意 事 项 及 其 他 ( 一 ) 三 口 蒸 馏 烧 瓶 使 用 前 应 置 于 烘 箱 内 充 分 干 燥 ( 二 ) 应 确 保 装 置 的 气 密 性 ( 三 ) 收 集 氨 气 时, 应 待 湿 润 的 ph 试 纸 呈 深 蓝 色 时 再 将 三 口 瓶 密 封 ( 四 ) 磨 口 圆 底 烧 瓶 中 的 导 气 管 要 深 入 其 底 部 附 件 材 料 参 考 文 献 [1]. 黄 闻 新 等, 海 南 师 范 学 院 学 报,1999,12(34) [2]. 傅 献 彩 等 编 者, 物 理 化 学, 高 等 教 育 出 版 社,1990:743 51

52 设 计 编 号 题 目 与 龙 共 舞 原 料 溴 酸 钾 丙 二 酸 硫 酸 铈 铵 邻 菲 啰 啉 铁 (II) 配 离 子 硫 酸 蒸 馏 水 仪 器 设 备 龙 形 容 器 容 量 瓶 分 析 天 平 玻 璃 棒 烧 杯 酒 精 灯 胶 头 滴 管 漏 斗 三 脚 架 石 棉 网 原 理 硫 酸 铈 铵 催 化 溴 酸 根 分 解 产 生 溴 分 子, 溴 分 子 与 丙 二 酸 发 生 取 代 反 应 变 成 溴 离 子, 溴 离 子 与 溴 酸 根 继 续 发 生 反 应, 反 应 体 系 中 存 在 的 邻 菲 啰 啉 铁 配 离 子 被 循 环 反 应 成 二 价 和 三 价, 从 而 使 整 个 过 程 也 有 颜 色 的 循 环, 基 础 反 应 如 下 : 过 程 A:(1) Br +BrO 3 +2H + HBrO 2 +HBrO (2) Br +HBrO 2 +H + 2HBrO 过 程 B:(3) HBrO 2 +BrO 3 +H+ 2BrO 2 +H 2 O (4) BrO 2 +Ce 3+ +H + HBrO 2 +Ce 4+ (5) 2HBrO 2 BrO - 3 +H++HBrO 过 程 C:(6) 4Ce 4+ +BrCH(COOH) 2 +H 2 O+HBrO 2Br +4Ce 3+ +3CO 2 +6H + 该 体 系 的 总 反 应 为 : 2H++2BrO 3 +3CH2(COOH) 2 2BrCH(COOH) 2 +3CO 2 +4H 2 O 操 作 步 骤 溶 液 A: 称 取 溴 酸 钾 10.70g 加 热 溶 解, 转 移 入 200mL 容 量 瓶 中, 加 蒸 馏 水 定 容 到 刻 度 线 溶 液 B: 取 33.33mL 18mol 浓 硫 酸 转 移 入 200mL 容 量 瓶 中, 加 蒸 馏 水 定 容 到 刻 度 线 溶 液 C: 取 0.54g 硫 酸 铈 铵, 并 取 20mL 2mol/L 硫 酸 溶 液, 将 硫 酸 铈 铵 溶 解 于 硫 酸 溶 液 中, 将 溶 液 混 合 后 转 移 入 200mL 容 量 瓶 中, 加 蒸 馏 水 定 容 到 刻 度 溶 液 D: 分 别 称 取 1.49g 邻 菲 啰 啉 和 0.79g 硫 酸 亚 铁, 分 别 溶 于 适 量 水 中, 溶 解 后 混 合 转 移 入 100mL 容 量 瓶 中, 加 蒸 馏 水 定 容 到 刻 度 线 溶 液 E: 将 溶 液 B C D 转 移 入 1L 烧 杯 中 混 合 均 匀 ; 将 溶 液 A 加 入 到 混 合 溶 液 E 中, 再 将 反 应 液 灌 入 到 龙 形 容 器 中 实 验 现 象 描 述 溶 液 A B 均 无 色 ; 溶 液 C 为 黄 绿 色 ; 52

53 溶 液 D 混 合 后 呈 红 色 ; 溶 液 E 由 红 色 迅 速 变 成 天 蓝 色 ; 加 入 龙 形 容 器 中, 反 应 液 由 天 蓝 色 逐 渐 加 深, 为 蓝 紫 色, 一 段 时 间 后 逐 渐 变 为 天 蓝 色, 如 此 循 环 实 验 结 果 溶 液 A B 均 无 色 ; 溶 液 C 为 黄 绿 色 ; 溶 液 D 混 合 后 呈 红 色 ; 溶 液 E 由 红 色 迅 速 变 成 天 蓝 色 ; 加 入 龙 形 容 器 中, 反 应 液 由 天 蓝 色 逐 渐 加 深, 为 蓝 紫 色, 一 段 时 间 后 逐 渐 变 为 天 蓝 色, 如 此 循 环 注 意 事 项 及 其 他 1. 配 置 好 的 溶 液 不 能 互 相 接 触, 否 则 会 干 扰 反 应 现 象 2. 各 种 溶 液 所 需 量 要 控 制 精 确 3. 反 应 过 程 中 溶 液 会 逐 渐 放 出 气 体, 会 使 部 分 溶 液 溢 出, 在 周 边 准 备 毛 巾 擦 拭 台 面 53

54 设 计 编 号 题 目 化 学 彩 虹 原 料 0.01mol/L 苏 打 溶 液 500ml 氯 化 铁 粉 末 0.1mol/L 醋 酸 溶 液 150ml 铁 粉 甲 基 橙 粉 末 酚 酞 溶 液 硫 氰 化 钾 固 体 蒸 馏 水 400g/L 铁 氰 化 钾 溶 液 医 用 双 氧 水 仪 器 设 备 500ml 分 液 漏 斗 500ml 锥 形 瓶 玻 璃 导 管 若 干 壶 形 电 解 槽 两 个 止 水 夹 十 个 100ml 锥 形 瓶 七 个 原 理 橡 胶 管 若 干 胶 塞 两 个 铁 架 台 三 个 Na2CO3 + 2CH 3COOH = 2CH 3COONa + CO2 + H 2O Fe + Fe = 3Fe Fe + H 2O2 + 2H = 2Fe + 2H 2O 3+ Fe + 3SCN = Fe( SCN) Fe + 2K 红 色 :Fe 3+ 与 KSCN 反 应 显 出 的 颜 色 橙 色 : 甲 基 橙 与 稀 苏 打 水 反 应 显 出 的 颜 色 黄 色 :Fe 3+ 与 少 量 Fe 2+ 混 合 而 成 的 颜 色 绿 色 : 较 浓 Fe 2+ 溶 液 与 一 滴 400g/L K 3 [Fe(CN) 6 ] 溶 液 蓝 色 : 较 稀 Fe 2+ 溶 液 与 两 滴 400g/L K 3 [Fe(CN) 6 ] 溶 液 靛 色 : 较 稀 Fe 2+ 溶 液 与 十 滴 400g/L K 3 [Fe(CN) 6 ] 溶 液 紫 色 : 苏 打 水 与 酚 酞 溶 液 的 指 示 剂 变 色 反 应 操 作 步 骤 3 + [ Fe( CN) ] = Fe [ Fe( CN) ] + 6K 如 图 所 示, 组 装 实 验 仪 器 2. 检 验 装 置 气 密 性 3. 给 七 个 锥 形 瓶 编 号 54

55 4. 加 药 品 1) 在 分 液 漏 斗 中 加 入 500ml 0.01mol/L 的 Na CO 2 3 溶 液 ; 2) 在 500ml 锥 形 瓶 中 加 入 150ml 0.1mol/L 的 醋 酸 溶 液 ; FeCl 3) 在 A 中 加 入 1.6g 3 粉 末 与 铁 粉 的 混 合 物 ; 4) 在 B 中 加 入 2ml 医 用 双 氧 水 ; 5) 在 2 号 瓶 上 方 的 导 管 中 加 入 0.2g 甲 基 橙 粉 末 并 用 止 水 夹 夹 好 ; 6)1 号 锥 形 瓶 中 滴 加 酚 酞 ; 7)2 号 锥 形 瓶 中 加 入 200ml 蒸 馏 水 ; K [ ( ) ] 8)4 号 锥 形 瓶 中 加 入 1 滴 400g/L 3 Fe CN 6 9)3 号 锥 形 瓶 中 加 入 2ml 医 用 双 氧 水 ; K [ ( ) ] 10) 5 号 锥 形 瓶 中 加 入 2 滴 400g/L 3 Fe CN 6 11) 6 号 锥 形 瓶 中 加 入 10 滴 400g/L K 3[ Fe( CN ) 6 ] 溶 液 ; 溶 液 及 20ml 蒸 馏 水 ; 溶 液 及 20ml 蒸 馏 水 ; 12) 7 号 锥 形 瓶 中 加 0.1g 硫 氰 化 钾 固 体 和 20ml 蒸 馏 水 5. 打 开 分 液 漏 斗 活 塞 及 主 线 止 水 夹, 将 A B 中 充 满 液 体 6. 打 开 止 水 夹 溶 液 流 入 3 号 锥 形 瓶 中, 使 瓶 中 约 有 60ml 液 体, 关 闭 止 水 夹, 振 荡 锥 形 瓶, 得 黄 色 溶 液 ; 7. 打 开 4 号 锥 形 瓶 上 方 的 止 水 夹, 重 复 上 一 步 骤, 得 绿 色 溶 液 ; 8. 打 开 其 余 锥 形 瓶 上 方 的 止 水 夹, 重 复 上 一 步 骤, 分 别 得 其 余 的 红 橙 蓝 靛 紫 五 色 溶 液 实 验 现 象 描 述 3+ Fe 与 KSCN 反 应 显 出 的 颜 色 化 学 反 应 甲 基 橙 与 稀 苏 打 水 反 应 显 出 的 颜 色 3+ Fe 较 浓 较 稀 较 稀 与 少 量 Fe 2+ 混 合 而 成 的 颜 色 [ ] 2+ Fe K ( ) 溶 液 与 1 滴 400g/L 3 Fe CN 6 [ ] 2+ Fe K ( ) 溶 液 与 2 滴 400g/L 3 Fe CN 6 [ ] 2+ Fe K ( ) 溶 液 与 10 滴 400g/L 3 Fe CN 6 苏 打 水 与 酚 酞 溶 液 的 指 示 剂 变 色 反 应 溶 液 溶 液 溶 液 导 管 下 方 的 无 色 溶 液 与 导 管 中 的 溶 液 反 应 得 到 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 七 种 颜 色 的 溶 液 如 下 图 所 示 : 现 象 55

56 实 验 结 果 所 有 的 瓶 中 本 来 都 是 无 色 溶 液, 在 思 维 和 时 间 的 碰 撞 下 孕 育 出 了 七 彩 的 绽 放 实 验 贴 近 生 活, 趣 味 性 十 足, 堪 比 一 个 小 魔 术, 展 现 化 学 实 验 的 趣 味 性, 将 彩 虹 永 远 定 格! 注 意 事 项 及 其 他 1. 气 密 性 是 本 实 验 成 功 的 关 键, 本 实 验 中 导 管 器 材 使 用 较 多, 因 此 具 有 良 好 的 气 密 性 尤 为 重 要 2. 药 品 量 的 控 制 要 精 确, 特 别 是 在 做 绿 蓝 靛 的 颜 色 时, 药 品 相 差 一 滴 实 验 效 果 就 有 可 能 改 变 56

57 设 计 编 号 参 赛 人 姓 名 赵 志 恒 题 目 化 学 喷 泉 广 场 原 料 实 验 启 动 及 串 联 装 置 棉 花, 生 石 灰 1. 神 秘 的 气 体 生 石 灰 粉 末, 化 肥 ( 氯 化 铵 ) 粉 末, 自 来 水 2. 植 物 变 色 龙 月 季 花, 自 来 水 3. 长 腿 的 小 球 蜡 油, 高 锰 酸 钾, 甘 油, 棉 线, 自 来 水 4. 化 学 开 关 白 醋, 碱 面, 凡 士 林 5. 多 彩 喷 泉 荧 光 素, 石 蕊, 自 来 水 6. 摇 钱 树 铝 丝, 硫 酸 铜, 食 盐, 自 来 水 7. 彩 旗 飘 飘 自 制 旗 杆, 自 制 彩 旗, 棉 线 仪 器 设 备 1. 实 验 启 动 及 串 联 装 置 乒 乓 球 1 个, 自 制 导 轨, 开 关 1 个, 导 线 若 干, 八 音 盒 1 个, 棉 线 1 根, 票 据 夹 2 个, 铁 架 台 1 个, 气 体 干 燥 装 置 (U 形 管 1 个,3 号 橡 胶 塞 2 个, 试 管 夹 1 个, 止 水 夹 2 个 ) 2. 神 秘 的 气 体 100ml 锥 形 瓶 1 个,4 号 橡 胶 塞 1 个, 玻 璃 管, 乳 胶 管 3. 植 物 变 色 龙 250ml 烧 杯 1 个, 乳 胶 管, 防 倒 吸 装 置 ( 见 下 图 ), 止 水 夹 2 个 4. 长 腿 的 小 球 乒 乓 球 1 个, 棉 线 5. 化 学 开 关 250ml 抽 滤 瓶 1 个,6 号 橡 胶 塞, 铁 丝, 小 盒, 乳 胶 管, 小 型 注 射 器 ( 改 进 型 ), 双 刀 双 至 开 关 1 个 57

58 6. 多 彩 喷 泉 1000ml 三 口 烧 瓶 1 个,6 号 橡 胶 塞 1 个,4 号 橡 胶 塞 2 个, 移 液 管 2 根, 止 水 夹 2 个, 乳 胶 管, 矿 泉 水 瓶 2 个, 铁 架 台 1 个, 铁 夹 1 个 7. 摇 钱 树 LED 灯 10 个, 导 线 8. 彩 旗 飘 飘 玩 具 电 机 1 个, 自 制 制 动 装 置,5 号 电 池 2 节 原 理 神 秘 的 气 体 此 装 置 利 用 以 下 两 个 反 应 制 造 氨 气 : CaO+H 2 O=Ca(OH) 2 ( 放 出 热 量 ) Ca(OH) 2 +2NH 4 Cl=CaCl 2 +2NH 3 +2H 2 O( 产 生 氨 气 ) 利 用 第 一 个 反 应 放 出 的 热 量 对 第 二 个 反 应 进 行 加 热, 在 加 快 反 应 速 率 率 的 同 时 避 免 了 使 用 外 部 加 热 装 置 ( 实 现 了 实 验 的 绿 色 环 保 与 反 应 自 动 进 行 的 目 的 ) 另 外, 为 了 使 制 取 的 氨 气 保 持 干 燥, 在 干 燥 装 置 中 加 入 生 生 石 灰 植 物 变 色 龙 月 季 花 花 瓣 中 的 花 青 素 原 本 为 土 红 色 ( 下 图 左 ), 在 碱 性 (ph=12) 环 境 中 呈 现 黄 色 ( 下 图 右 ) 所 以, 当 尾 气 中 的 氨 气 溶 于 该 溶 液 时, 月 季 花 的 酒 精 提 取 液 变 成 黄 色, 同 时 又 起 到 了 吸 收 尾 气 的 作 用 长 腿 的 小 球 小 球 在 八 音 盒 发 条 的 牵 引 下 先 上 升, 而 后 甘 油 与 和 高 锰 酸 钾 粉 发 生 的 氧 化 还 原 反 应, 虽 然 不 会 产 生 明 火, 但 仍 会 放 出 大 量 的 热, 使 乒 乓 球 和 棉 线 连 接 处 的 蜡 熔 化, 棉 线 与 乒 乓 球 迅 速 脱 离 ( 说 明 : 乒 乓 球 事 先 需 注 水, 一 是 为 增 加 重 量, 二 是 吸 热 保 证 甘 油 与 高 锰 酸 钾 反 应 放 出 的 热 量 不 会 烧 坏 乒 乓 球 ) 方 程 式 为 : 2C 3 H 8 O 3 +14KMnO 4 =7K 2 MnO 4 +7MnO 2 +6CO 2 +8H 2 O 58

59 化 学 开 关 小 球 沿 导 轨 下 落, 碰 到 铁 丝 及 开 关, 使 碱 面 与 白 醋 反 应 放 出 CO 2 气 体, 方 程 式 为 : Na 2 CO 3 +2CH 3 COOH=2CH 3 COONa+CO 2 +H 2 O 反 应 产 生 的 气 体 给 小 型 注 射 器 加 压, 使 注 射 器 中 的 白 醋 进 入 三 口 烧 瓶, 以 启 动 喷 泉 反 应 多 彩 喷 泉 众 所 周 知, 氨 气 极 易 溶 于 水 (1:700) 当 氨 气 在 三 口 烧 瓶 中 溶 于 水 时, 产 生 负 压, 就 会 吸 取 矿 泉 水 瓶 中 的 红 色 液 体 ( 加 入 白 醋 的 石 蕊 溶 液 ) 和 黄 色 液 体 ( 荧 光 素 溶 液 ) 来 平 衡 气 压, 产 生 喷 泉 喷 泉 下 落 后 混 合 液 的 颜 色 由 其 酸 碱 性 决 定, 呈 酸 性 时 混 合 液 体 呈 现 黄 色, 呈 碱 性 时 呈 现 绿 色 此 图 为 荧 光 素 溶 液 和 酸 性 石 蕊 溶 液 混 合 后 加 入 石 灰 控 制 溶 液 为 碱 性 时 产 生 的 亮 绿 色 和 实 验 完 成 后 混 合 液 颜 色 摇 钱 树 所 谓 的 摇 钱 树 就 是 铜 树, 紫 红 色 的 铜 树 十 分 美 丽 铝 和 硫 酸 铜 溶 液 中 的 铜 离 子 发 生 置 换 反 应, 在 铝 表 面 生 成 美 丽 的 铜 树, 为 了 使 效 果 更 明 显, 在 硫 酸 铜 溶 液 中 加 入 食 盐, 其 中 的 氯 离 子 会 加 速 反 应 并 且 使 铜 树 更 加 生 动 美 丽 方 程 式 为 : 2Al+3CuSO 4 =2Al 2 (SO 4 ) 3 +3Cu 彩 旗 飘 飘 电 动 机 接 通, 拉 动 小 旗 上 升, 小 旗 到 顶 端 时, 拉 断 触 点 的 导 线, 电 动 机 与 电 源 断 开, 实 现 彩 旗 的 自 动 停 止 操 作 步 骤 首 先 要 准 备 好 实 验 用 具 和 药 品, 按 照 每 个 分 支 实 验 所 需 的 药 品 依 次 备 好 1. 实 验 的 启 动 与 连 接 将 八 音 盒 固 定 在 铁 架 台 底 座, 将 棉 线 的 一 端 系 到 转 动 的 八 音 盒 上, 另 一 端 绕 过 滑 块 与 乒 乓 球 连 接 2. 神 秘 的 气 体 将 锥 形 瓶 中 加 入 约 8g 的 氯 化 铵 并 塞 紧 橡 胶 塞, 插 入 玻 璃 管 以 及 乳 胶 管 备 用 59

60 干 燥 装 置 ( 如 下 图 ): 将 棉 花 撕 成 小 块, 沾 上 生 石 灰 粉 末 放 入 U 形 管 中, 塞 紧 橡 胶 塞, 乳 胶 管 一 端 连 接 氨 气 发 生 装 置, 另 一 端 装 上 止 水 夹 并 连 接 三 口 烧 瓶 3. 植 物 变 色 龙 将 酒 精 与 水 1:1 混 合 形 成 的 月 季 花 花 青 素 提 取 液 ( 约 25ml) 装 入 烧 杯 中, 加 入 自 来 水 至 200ml 左 右, 将 乳 胶 管 一 端 放 入 烧 杯 中, 另 一 端 装 上 止 水 夹 与 橡 胶 塞, 塞 入 三 口 烧 瓶 60

61 4. 长 腿 的 小 球 将 乒 乓 球 用 针 打 两 个 孔, 将 水 灌 入 其 中, 封 住 一 端 的 孔, 将 另 一 端 的 孔 中 塞 入 实 验 启 动 部 分 棉 线 的 另 一 端, 用 融 化 的 蜡 油 固 定, 并 在 蜡 油 融 化 时 在 蜡 油 中 掺 入 高 锰 酸 钾 颗 粒 ( 注 : 高 锰 酸 钾 以 小 米 粒 大 小 为 最 合 适 ), 在 导 轨 的 顶 端 放 置 一 个 蘸 有 甘 油 的 棉 花, 并 用 拉 小 球 的 棉 线 穿 过, 将 乒 乓 球 放 置 在 导 轨 底 端, 此 时 棉 线 拉 紧 5. 化 学 开 关 将 加 有 大 约 0.02g~0.06g 碱 面 的 小 盒 放 置 在 弯 曲 的 铁 丝 上, 抽 滤 瓶 中 加 入 白 醋, 塞 紧 橡 胶 塞, 将 抽 滤 瓶 放 置 在 导 轨 底 端, 并 且 铁 丝 要 靠 近 处 于 断 开 状 态 的 开 关, 改 进 的 小 注 射 器 中 加 入 白 醋, 一 端 和 乳 胶 管 相 连, 并 在 小 孔 处 抹 上 薄 薄 的 一 层 凡 士 林, 形 成 氨 气 与 白 醋 的 暂 时 隔 离 层 6. 彩 色 喷 泉 将 三 口 烧 瓶 倒 立 固 定 在 铁 架 台 上, 在 6 号 橡 胶 塞 上 打 三 个 孔, 分 别 插 入 两 根 移 液 管 和 化 学 开 关 中 的 小 注 射 器 在 550ml 的 废 旧 矿 泉 水 瓶 中 加 入 约 0.2 g 荧 光 素, 另 一 瓶 中 加 入 约 0.1 g 石 蕊 及 5ml 白 醋, 加 满 水, 使 之 溶 解, 将 两 根 移 液 管 分 别 插 入 矿 泉 水 瓶 中, 将 三 口 烧 瓶 上 的 橡 胶 塞 塞 紧 7. 摇 钱 树 在 室 温 下, 向 饱 和 的 硫 酸 铜 溶 液 中 加 入 食 盐 至 饱 和, 将 铝 丝 弯 成 树 状, 浸 入 上 述 溶 液 中, 等 待 约 20 分 钟, 即 形 成 紫 红 色 的 摇 钱 树, 放 置 在 实 验 底 座 上, 并 用 LED 灯 围 成 一 圈 ( 注 : 铜 树 在 生 成 时 需 溶 液 静 置, 切 勿 搅 拌 ) 8. 彩 旗 飘 飘 在 彩 旗 上 系 上 棉 线, 绕 过 顶 端 与 电 机 相 连, 再 用 一 根 铜 线 将 彩 61

62 旗 与 电 动 机 的 一 根 导 相 连 接 将 彩 旗 降 低 到 最 底 端 折 好, 并 连 接 好 电 路 9. 启 动 实 验 完 成 上 述 连 接 后, 向 锥 形 瓶 中 加 入 约 10g 生 石 灰 粉 末 与 少 许 自 来 水, 塞 紧 橡 胶 塞, 打 开 所 有 止 水 夹, 待 无 气 体 产 生 时 关 闭 止 水 夹 转 动 八 音 盒 发 条, 实 验 就 能 自 发 的 进 行 了 实 验 现 象 描 述 1. 神 秘 气 体 锥 形 瓶 中 出 现 白 色 多 孔 的 膏 状 固 体, 向 外 放 热 并 且 放 出 气 体 2. 植 物 变 色 龙 烧 杯 中 冒 出 气 泡, 溶 液 渐 渐 的 由 土 红 色 变 为 黄 色 3. 长 腿 的 小 球 转 动 的 风 车 唱 着 动 听 的 歌, 一 边 拉 着 乒 乓 球 上 升, 乒 乓 球 到 达 顶 端 时 与 棉 花 接 触, 小 球 下 落, 碰 到 铁 丝 与 开 关, 使 碱 面 与 白 醋 产 生 CO 2 气 体 4. 彩 旗 飘 飘 彩 色 的 LED 灯 亮 起, 彩 旗 上 升 至 顶 端 停 止 5. 多 彩 喷 泉 三 口 烧 瓶 中 浅 黄 色 和 红 色 的 两 个 喷 泉 喷 出, 混 合 后 形 成 亮 绿 色 的 液 体 最 终, 一 个 化 学 主 题 喷 泉 广 场 呈 现 在 大 家 眼 前! 62

63 实 验 结 果 本 实 验 以 趣 味 性 和 环 保 性 为 主, 实 验 原 材 料 来 自 于 生 活 以 自 制 导 轨, 化 学 开 关 为 连 接 点, 自 主 启 动 喷 泉, 体 现 了 实 验 的 流 畅 性 而 后 在 视 觉 听 觉 等 方 面 给 人 以 全 方 位 的 感 官 冲 击, 从 而 展 现 了 一 个 化 学 主 题 广 场 我 们 的 实 验 原 理 虽 然 源 于 化 学, 但 许 多 创 意 却 来 自 生 活 贴 近 生 活, 使 用 的 材 料 和 用 具 也 来 源 于 生 活, 并 且 巧 妙 地 运 用 各 种 连 接 方 式 演 绎 出 了 精 彩 的 化 学 现 象 让 我 们 在 实 验 中 真 正 触 摸 了 化 学 感 受 了 魅 力 注 意 事 项 及 其 他 注 意 事 项 (1) 实 验 装 置 的 气 密 性 要 好, 这 是 产 生 喷 泉 的 关 键 (2) 实 验 时 环 境 的 温 度 要 适 中, 湿 度 也 不 宜 太 大 (3) 为 保 证 试 验 效 果 更 好, 此 实 验 最 好 在 塑 料 泡 沫 做 成 的 试 验 台 上 进 行 特 别 说 明 : 实 验 现 象 中 的 彩 旗 飘 飘, 虽 然 没 有 用 到 化 学 原 理, 但 为 了 保 证 实 验 的 效 果 更 好, 趣 味 性 更 强, 所 以 在 实 验 中 加 入 了 此 部 分 63

64 设 计 编 号 题 目 多 米 诺 骨 牌 打 开 的 化 学 魔 盒 一 实 验 原 料 及 用 具 1. 实 验 串 联 装 置 多 米 诺 骨 牌, 码 牌 器, 自 制 杠 杆, 自 制 单 摆, 剪 刀 2. 突 然 膨 胀 的 气 球 小 型 U 形 管 一 个, 小 气 球, 注 射 器 一 支, 自 制 U 形 管 底 座 ; 废 旧 锌 锰 电 池 的 粉 末, 医 用 双 氧 水 3. 神 奇 的 魔 粉 铁 架 台, 自 制 单 摆, 用 废 旧 矿 泉 水 瓶 自 制 的 容 器, 棉 线 ; 硫 酸 锌 溶 液, 氯 化 亚 铁 溶 液, 硫 酸 铜 溶 液, 清 水, 铁 氰 化 钾 粉 末 4. 神 秘 的 发 热 源 自 制 杠 杆, 铁 架 台, 燃 烧 匙, 棉 线, 蜡 ; 防 风 甘 油, 高 锰 酸 钾 粉 末 5. 死 灰 复 燃 铁 架 台, 自 制 杠 杆, 燃 烧 匙, 棉 线, 蜡 ; 生 石 灰, 脱 脂 棉, 清 水 6. 可 乐 喷 泉 铁 架 台, 铁 架 圈, 铁 丝 一 根 ( 长 约 12 厘 米 左 右 ), 大 烧 杯 ; 可 乐 一 瓶 (500ml), 曼 妥 思 薄 荷 糖 一 条 (37g 左 右 ) 7. 变 色 的 牵 牛 花 自 制 杠 杆, 试 管, 烧 杯, 试 管 夹 ; 牵 牛 花 的 酒 精 提 取 液, 小 苏 打 水 溶 液 8. 花 式 水 果 电 池 导 线, 铜 片, 锌 片, 培 养 皿,LED 灯, 铜 丝, 自 制 开 关 ; 西 红 柿 12 个 二 实 验 原 理 1. 突 然 膨 胀 的 气 球 将 废 旧 锌 锰 电 池 中 含 有 二 氧 化 锰 的 粉 末 和 医 用 双 氧 水 反 应 生 成 氧 气 由 于 小 型 U 形 管 的 空 间 狭 小, 使 小 气 球 迅 速 膨 胀 MnO 2 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 2. 神 奇 的 魔 粉 这 里 所 说 的 魔 粉 就 是 铁 氰 化 钾 (1) 铁 氰 化 钾, 又 名 赤 血 盐, 因 其 溶 于 水 成 赤 血 色 而 著 称 第 一 个 用 矿 泉 水 瓶 自 制 的 容 器 里 面 装 的 是 自 来 水, 水 溶 解 铁 氰 化 钾 呈 赤 血 色 (2) 铁 氰 化 钾 和 二 价 铁 盐 溶 液 反 应 生 成 亚 铁 氰 化 铁 蓝 色 沉 淀 第 二 个 用 矿 泉 水 瓶 自 制 的 容 器 里 面 装 的 是 氯 化 亚 铁 溶 液, 与 铁 氰 化 钾 反 应 溶 液 成 蓝 色, 并 附 有 蓝 色 沉 淀 (3) 铁 氰 化 钾 和 锌 离 子 的 盐 溶 液 反 应 生 成 亚 铁 氰 化 锌 黄 色 沉 淀 第 三 个 用 矿 泉 水 瓶 自 制 的 容 器 里 面 装 的 是 硫 酸 锌 溶 液, 与 铁 氰 化 钾 反 应 溶 液 成 黄 色, 并 附 有 黄 色 沉 淀 (4) 铁 氰 化 钾 和 铜 离 子 的 盐 溶 液 反 应 生 成 亚 铁 氰 化 铜 第 四 个 用 矿 泉 水 瓶 自 制 的 容 器 里 面 装 的 是 硫 酸 铜 溶 液, 与 铁 氰 化 钾 反 应 溶 液 成 紫 红 色, 并 附 有 紫 红 色 沉 淀 3. 神 秘 的 发 热 源 防 风 甘 油 与 和 高 锰 酸 钾 粉 末 发 生 的 氧 化 还 原 反 应, 虽 然 不 会 产 生 明 火, 但 仍 会 放 出 大 量 的 热, 使 燃 烧 匙 底 部 的 蜡 熔 化, 棉 线 迅 速 脱 离 4. 死 灰 复 燃 64

65 生 石 灰 溶 于 水 生 成 氢 氧 化 钙, 释 放 的 热 量 使 燃 烧 匙 底 部 的 蜡 熔 化, 棉 线 迅 速 脱 离 CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 5. 可 乐 喷 泉 曼 妥 思 薄 荷 糖 含 一 种 叫 做 阿 拉 伯 胶 的 化 学 物 质, 遇 到 含 碳 酸 成 分 的 可 乐 后, 会 以 惊 人 速 度 剧 烈 释 放 二 氧 化 碳 致 使 可 乐 迅 速 喷 出, 产 生 喷 泉 一 样 的 效 果 ( 提 醒 : 曼 妥 思 薄 荷 糖 可 不 要 和 可 乐 不 可 同 时 食 用!) 6. 变 色 的 牵 牛 花 牵 牛 花 花 瓣 中 的 牵 牛 花 色 素 在 碱 性 (ph=12) 环 境 中 呈 现 黄 绿 色 所 以, 牵 牛 花 的 酒 精 提 取 液 遇 到 呈 碱 性 的 小 苏 打 水 溶 液 变 成 黄 绿 色 7. 花 式 水 果 电 池 水 果 中 含 有 大 量 的 有 机 酸, 可 以 用 作 原 电 池 的 电 解 质, 在 水 果 中 插 入 两 个 金 属 活 动 性 相 差 较 大 的 铜 片 和 锌 片, 就 能 产 生 电 压, 这 就 是 所 谓 的 水 果 电 池 将 插 上 铜 片 和 锌 片 的 西 红 柿 电 池 连 接 起 来 就 可 以 为 LED 灯 提 供 电 源, 使 灯 亮 起 来 三 实 验 操 作 步 骤 首 先 要 准 备 药 品, 按 照 每 个 分 支 实 验 所 需 的 药 品 依 次 备 好 1. 突 然 膨 胀 的 气 球 首 先 将 2g 废 旧 的 电 池 粉 末 装 入 小 U 形 管 中, 左 端 用 橡 胶 塞 塞 上, 右 端 套 上 小 气 球, 并 使 小 气 球 向 右 侧 下 垂, 然 后 再 注 射 器 中 吸 入 5ml 的 医 用 双 氧 水, 并 将 注 射 器 插 入 橡 胶 塞 中, 备 用 2. 神 奇 的 魔 粉 将 四 个 用 废 旧 矿 泉 水 瓶 子 自 制 的 容 器 放 在 单 摆 的 下 方, 在 第 一 个 容 器 中 装 入 自 来 水, 第 二 个 容 器 中 装 入 氯 化 亚 铁 溶 液, 第 三 个 容 器 中 装 入 硫 酸 锌 溶 液, 第 四 个 容 器 中 装 入 硫 酸 铜 溶 液, 此 时 将 研 细 的 铁 氰 化 钾 粉 末 装 入 单 摆 装 置 中 用 棉 线 悬 挂 在 包 有 高 锰 酸 钾 粉 末 的 棉 花 的 正 上 方 3. 神 秘 的 发 热 源 将 防 风 甘 油 用 滴 管 滴 在 固 定 于 杠 杆 另 一 端 的 脱 脂 棉 上, 用 蜡 将 棉 线 固 定 在 燃 烧 匙 的 底 部, 将 1.5 g 的 高 锰 酸 钾 粉 末 装 入 燃 烧 匙 中 4. 死 灰 复 燃 用 蜡 将 棉 线 固 定 在 燃 烧 匙 的 底 部, 将 研 细 的 生 石 灰 装 入 燃 烧 匙 中, 向 固 定 于 自 制 杠 杆 另 一 端 的 脱 脂 棉 上 滴 加 清 水 5. 可 乐 喷 泉 将 一 瓶 500ml 的 可 乐 放 入 大 烧 杯 中, 暂 时 先 不 要 打 开 盖 子 ( 在 引 发 实 验 前 再 打 开 盖 子 ) 将 曼 妥 思 薄 荷 糖 用 铁 丝 穿 成 一 串, 用 棉 线 悬 挂 在 可 乐 瓶 口 的 正 上 方 6. 变 色 的 牵 牛 花 将 用 酒 精 提 取 的 牵 牛 花 酒 精 提 取 液 装 入 试 管 中 ( 约 半 试 管 ), 试 管 由 试 管 夹 固 定, 试 管 倾 斜 放 置, 底 部 下 方 为 自 制 杠 杆 的 一 端, 在 试 管 口 的 正 下 方 放 盛 有 小 苏 打 水 溶 液 的 烧 杯 7. 花 式 水 果 电 池 准 备 西 红 柿 12 个, 分 别 用 手 揉 软 分 别 用 带 有 铜 锌 电 极 的 导 线 连 接, 并 接 入 已 做 好 的 LED 灯 电 路 中 准 备 工 作 完 成 后, 就 可 以 开 始 进 行 实 验 间 的 串 联 了 第 一 步 : 组 装 第 一 部 分 实 验 65

66 按 照 上 面 照 片 连 接 实 验, 首 先 桌 子 的 两 个 角 分 别 为 突 然 膨 胀 的 气 球 和 神 奇 的 魔 粉 反 应, 中 间 为 自 制 杠 杆 ( 神 秘 的 发 热 源 ) 杠 杆 前 面 的 骨 牌 有 个 绕 行 的 路 线, 这 一 点 要 特 别 注 意 骨 牌 绕 行 的 路 线 要 把 握 好, 确 保 砸 杠 杆 的 部 件 能 砸 到 杠 杆 绕 过 的 骨 牌 启 动 100 式 的 骨 牌, 这 是 我 们 为 纪 念 国 际 化 学 年 的 两 个 100 周 年 而 特 别 制 作 的 在 100 式 骨 牌 的 右 上 角, 有 一 个 较 宽 的 骨 牌, 可 以 启 动 两 路 骨 牌 第 二 步 : 组 装 第 二 部 分 实 验 如 上 图 ( 左 ) 所 示, 引 发 的 两 路 骨 牌, 其 中 一 路 触 发 杠 杆, 另 一 路 直 接 延 伸 到 后 面 ( 注 意 : 棉 线 要 用 蜡 固 定 在 燃 烧 匙 底 部 ) 66

67 如 上 图 ( 右 ) 所 示, 要 确 保 砸 杠 杆 的 部 件 能 砸 到 杠 杆, 使 杠 杆 的 另 一 端 挑 起 试 管, 确 保 溶 液 顺 利 倒 入 烧 杯 中 中 间 自 制 杠 杆 装 置 ( 神 秘 的 发 热 源 ) 引 发 的 一 路 骨 牌 如 图 所 示 : 燃 烧 匙 底 部 用 蜡 固 定 的 棉 线 的 另 一 端 栓 着 骨 牌, 随 着 蜡 被 融 化, 棉 线 迅 速 脱 离, 骨 牌 倒 下 引 发 水 果 电 池 的 自 制 机 关 如 下 图 所 示 : 至 此, 所 有 的 装 置 已 经 组 装 完 毕, 蓄 势 待 发 了 第 三 步 : 启 动 实 验 将 注 射 器 中 的 液 体 推 入 U 形 管 中, 气 球 鼓 起, 反 应 启 动 一 路 骨 牌 再 用 剪 刀 剪 断 棉 线, 启 动 单 摆, 单 摆 撞 倒 骨 牌, 启 动 另 一 路 骨 牌 四 实 验 现 象 首 先, 将 注 射 器 中 的 医 用 的 双 氧 水 注 入,U 形 管 中 迅 速 产 生 泡 沫, 小 气 球 迅 速 膨 胀 鼓 起, 推 倒 前 面 的 骨 牌 骨 牌 依 次 倒 下, 如 下 图 所 示 : 67

68 然 后, 骨 牌 撞 倒 砸 杠 杆 机 关, 启 动 死 灰 复 燃 的 杠 杆 如 图 所 示 : 杠 杆 的 另 一 端 迅 速 下 垂, 与 带 有 清 水 的 棉 团 与 生 石 灰 接 触, 生 石 灰 与 水 反 应 放 热, 融 化 燃 烧 匙 底 部 的 蜡, 棉 线 迅 速 脱 离, 如 图 所 示 : 悬 挂 的 曼 妥 思 糖 迅 速 落 入 可 乐 瓶 中, 使 可 乐 迅 速 喷 出, 产 生 喷 泉 效 果 如 图 所 示 : 另 一 路 骨 牌 倒 下 去, 启 动 一 个 自 制 杠 杆, 杠 杆 的 另 一 端 挑 起 试 管, 试 管 中 的 紫 色 的 牵 牛 花 酒 精 提 取 液 倒 入 烧 杯 中 溶 液 瞬 间 变 成 黄 绿 色 如 图 所 示 : 68

69 剪 断 棉 线, 启 动 单 摆, 单 摆 划 过 溶 液 的 上 空, 洒 下 粉 末, 溶 液 分 别 变 色 如 图 所 示 : 单 摆 撞 倒 骨 牌, 骨 牌 依 次 倒 下, 启 动 一 个 砸 杠 杆 的 机 关, 杠 杆 的 另 一 端 含 有 防 风 甘 油 的 棉 团 与 高 锰 酸 钾 粉 末 接 触, 冒 出 白 烟, 反 应 放 出 的 热 量 使 蜡 熔 化, 棉 线 迅 速 脱 离, 启 动 另 一 路 骨 牌 启 动 的 这 一 路 骨 牌, 砸 到 水 果 电 池 的 机 关, 机 关 倒 下, 电 路 闭 合,90 式 的 灯 光 闪 亮 如 图 所 示 : 69

70 所 有 实 验 演 示 完 毕 五 实 验 结 果 本 实 验 以 多 米 诺 骨 牌 产 生 的 骨 牌 效 应 为 主 线, 联 合 自 主 设 计 改 装 的 杠 杆 和 单 摆 依 次 引 发 7 个 现 象 各 不 相 同 的 趣 味 化 学 实 验, 从 而 打 开 了 一 个 绚 丽 多 彩 的 化 学 魔 盒 因 此, 我 们 的 实 验 原 理 虽 然 源 于 化 学, 但 许 多 创 意 确 源 于 生 活 贴 近 生 活, 使 用 的 许 多 材 料 原 料 和 用 具 也 源 于 生 活, 并 且 巧 妙 地 运 用 多 米 诺 骨 牌 效 应 将 这 些 精 彩 的 化 学 现 象 演 绎 出 来 让 我 们 在 实 验 中 真 正 触 摸 了 化 学 感 受 了 魅 力 六 注 意 事 项 本 实 验 的 原 材 料 和 用 具 大 多 来 源 于 生 活, 因 此, 操 作 者 可 以 在 不 影 响 实 验 效 果 的 前 提 下 就 地 取 材 对 实 验 进 行 改 造, 但 一 定 要 突 出 绿 色 环 保 的 理 念, 保 证 实 验 集 趣 味 性 创 新 性 和 观 赏 性 于 一 身 另 外, 本 实 验 需 在 室 内 进 行, 且 需 约 5m 2 的 实 验 场 地 ( 宽 约 1.40m, 长 约 3.40m) 70

71 设 计 编 号 题 目 水 之 韵 前 言 辛 弃 疾 曾 有 长 短 句 曰 : 楚 天 千 里 清 秋, 水 随 天 去 秋 无 际 如 果 细 细 品 味 这 一 句 词 的 妙 处, 我 们 不 难 看 出, 这 里 的 水 随 天 去 有 画 龙 点 睛 之 功 效 的 确, 水 的 存 在 总 是 会 让 我 们 浮 想 联 翩, 从 随 风 潜 入 夜, 润 物 细 无 声 的 雨 到 乱 石 穿 空, 惊 涛 拍 岸, 卷 起 千 堆 雪 的 浪 ; 从 忽 如 一 夜 春 风 来, 千 树 万 树 梨 花 开 的 雪 到 千 形 万 象 竟 还 空, 映 水 藏 山 片 复 重 的 云 ; 从 平 林 漠 漠 烟 如 织 的 雾 到 月 落 乌 啼 霜 满 天 的 霜, 水 总 是 以 不 同 的 物 质 形 态 来 展 现 她 独 有 的 魅 力 与 韵 味, 而 在 化 学 中 水 也 扮 演 着 不 可 被 替 代 的 角 色 水 不 仅 是 连 接 物 质 与 物 质 之 间 传 输 和 反 应 的 桥 梁, 还 是 很 多 重 要 化 学 反 应 不 可 或 缺 的 原 料 对 于 化 学 人 来 说, 水 总 是 以 低 调 的 姿 态 扮 演 着 各 种 各 样 的 角 色, 让 我 们 在 潜 移 默 化 中 感 受 她 独 有 的 韵 味 在 此 国 际 化 学 年 之 际, 我 们 以 千 古 不 绝 的 水 为 主 线, 用 化 学 方 法 展 现 一 场 绚 丽 多 彩 的 视 觉 盛 宴, 凸 显 化 学 科 技 进 程 中 水 的 悠 然 韵 味, 以 强 烈 的 趣 味 性 吸 引 和 激 发 青 少 年 学 习 化 学 的 兴 趣 实 验 目 的 以 水 为 桥 梁, 将 四 组 看 似 孤 立 的 实 验 紧 密 联 系 起 来, 以 强 烈 的 趣 味 性 和 视 觉 冲 击 吸 引 和 激 发 青 少 年 学 习 化 学 的 兴 趣 具 体 实 验 内 容 用 小 型 真 空 泵 抽 走 圆 底 烧 瓶 内 空 气, 使 瓶 内 形 成 负 压, 在 外 界 大 气 压 下 的 推 动 下, 水 会 从 锥 形 瓶 中 喷 到 圆 底 烧 瓶 中, 形 成 喷 泉 碘 酸 钾 和 稀 硫 酸 反 应 生 成 碘 酸 过 氧 化 氢 和 碘 酸 在 锰 离 子 存 在 下 生 成 氧 气 和 单 质 碘, 碘 遇 淀 粉 变 成 蓝 色 相 关 反 应 方 程 式 为 : KIO 3 +H2SO 4 =HIO 3 +KHSO 4 5H 2 O 2 +2HIO 3 =5O 2 +I 2 +6H 2 O 过 氧 化 氢 和 碘 反 应 生 成 碘 酸, 使 变 蓝 的 淀 粉 褪 色 碘 和 丙 二 酸 反 应 生 成 琥 珀 色 的 一 碘 丙 二 酸 和 二 碘 丙 二 酸 相 关 反 应 方 程 式 : I 2 +CHI (COOH) 2 CI 2 (COOH) 2 +HI I 2 +CH 2 (COOH) 2 ICH(COOH) 2 +HI 在 化 学 反 应 的 同 时 进 行 喷 泉 实 验, 在 圆 底 烧 瓶 即 可 观 察 到 三 色 喷 泉 的 现 象 1.2 仪 器 :500 ml 烧 杯 250mL 烧 杯 三 只 250 ml 量 筒 玻 璃 棒 500 ml 圆 底 烧 瓶 锥 形 瓶 铁 架 台 夹 子 小 型 真 空 泵 橡 胶 管 和 导 管 若 干 药 品 :30% 过 氧 化 氢 溶 液 碘 酸 钾 2 mol/l 稀 硫 酸 丙 二 酸 硫 酸 锰 可 溶 性 淀 粉 配 制 下 列 三 种 溶 液 : 溶 液 A: 在 烧 杯 里 倒 入 H 2 O ml, 加 水 稀 释 到 250 ml 溶 液 B: 在 烧 杯 里 放 入 10.7 g KIO 3, 再 加 入 10 ml 稀 硫 酸, 加 水 稀 释 到 250 ml 溶 液 C: 在 烧 杯 里 放 入 g 可 溶 性 淀 粉, 加 2 ml 水 调 成 薄 糊, 再 加 水 10 ml 水 煮 沸 片 刻 制 成 淀 粉 溶 液 静 置 冷 却 后, 加 入 3.9 g 丙 二 酸 和 g 硫 酸 锰, 再 加 水 稀 释 到 71

72 250 ml 按 实 验 图 示 搭 好 实 验 装 置, 检 查 装 置 气 密 性 取 A B C 三 种 溶 液 各 40 ml 于 一 250 ml 的 锥 形 瓶 中 备 用 关 闭 止 水 夹 2, 打 开 止 水 夹 1, 用 小 型 真 空 泵 将 圆 底 烧 瓶 中 空 气 抽 尽 后, 关 闭 止 水 夹 1, 关 闭 真 空 泵 将 连 有 止 水 夹 2 的 导 管 插 入 混 合 溶 液 中, 打 开 止 水 夹 2, 进 行 喷 泉 实 验 1.4 实 验 中, 锥 形 瓶 中 溶 液 颜 色 蓝 色 琥 珀 色 无 色 三 色 快 速 交 替 转 变 当 溶 液 上 升 到 导 管 口 喷 出 时, 喷 泉 的 颜 色 在 蓝 色 无 色 间 交 替 出 现, 形 成 变 色 的 喷 泉, 而 且 最 后 留 在 圆 底 烧 瓶 中 溶 液 其 颜 色 依 然 在 蓝 色 琥 珀 色 无 色 间 交 替 出 现 给 人 带 来 一 种 神 奇 美 丽 的 视 觉 盛 宴 A B C 三 种 溶 液 应 现 配 现 用, 若 在 实 验 条 件 不 允 许 的 情 况 下 也 可 提 前 一 小 时 配 置 好 活 性 炭 具 有 很 大 的 比 表 面 积, 因 此 有 很 强 的 吸 附 作 用, 能 够 吸 附 水 中 色 素 并 具 有 除 臭 除 异 味 等 功 能 以 活 性 炭 为 吸 附 剂, 对 喷 泉 实 验 中 的 残 液 进 行 净 化 2.2 自 制 的 净 水 器 原 材 料 为 针 筒, 该 针 筒 柱 子 结 构 如 下 : 将 三 个 针 筒 紧 密 嵌 接 在 一 起, 其 中, 中 间 那 个 针 筒 底 部 用 针 头 扎 了 很 多 小 孔, 在 其 上 覆 盖 一 层 脱 脂 棉, 其 上 再 铺 上 一 层 活 性 炭 粉 末 使 充 满 第 二 个 针 管 通 过 该 过 滤 装 置 的 水 流 将 从 紫 黑 色 变 为 无 色, 实 现 水 的 净 化

73 按 下 图 图 示 搭 建 装 置 ; 将 待 碘 钟 反 应 完 成 后 圆 底 烧 瓶 中 的 紫 黑 色 溶 液 以 及 产 生 的 少 量 的 黑 色 固 体 颗 粒 经 止 水 夹 1 流 入 自 制 净 水 器 中, 用 此 装 置 除 去 水 中 的 固 体 颗 粒 和 有 色 物 质 2.4 紫 黑 色 液 浑 浊 液 进 入 净 化 器 中, 约 一 分 钟 后 流 出 无 色 的 水 于 烧 杯 中 2.5 净 化 前 净 化 后 无 色 黑 水 通 入 由 二 元 羧 酸 和 二 元 醇 经 过 缩 聚 反 应 而 生 成 的 聚 合 物 称 为 聚 酯 当 聚 酯 分 子 结 构 中 含 有 非 芳 族 的 不 饱 和 键 时, 我 们 把 这 类 聚 酯 称 为 不 饱 和 聚 酯 通 常 情 况 下 缩 聚 反 应 结 束 后, 趁 热 加 入 一 定 量 的 活 性 单 体 配 制 成 一 定 粘 度 的 液 体 树 脂, 称 为 不 饱 和 聚 酯 树 脂 纤 维 增 强 塑 料 中, 热 固 性 树 脂 的 应 用 品 种 有 很 多, 其 中 不 饱 和 聚 酯 树 脂 的 用 量 最 大, 远 远 超 过 其 他 各 种 树 脂 通 用 型 不 饱 和 聚 酯 是 由 1,2 - 丙 二 醇 邻 苯 二 甲 酸 酐 和 顺 丁 烯 二 酸 酐 经 缩 聚 反 应 合 成 的 聚 合 物 该 缩 聚 反 应 的 特 点 在 于 首 先 进 行 酸 酐 的 开 环 加 成 反 应, 形 成 羟 基 酸 ; 形 成 的 羟 基 酸 可 进 一 步 进 行 缩 聚 反 应 相 关 实 验 方 程 式 : 2HOR'OCORCOOH HOR'OCORCOOR'OCORCOOH+H2O 或 者 羟 基 酸 与 二 元 醇 进 行 缩 聚 反 应 : HOR'OCORCOOH+HOROH HOR'CORCOOR'OH+H2O 由 酸 酐 开 环 后 生 成 的 羟 基 酸 出 发 进 行 的 聚 酯 化 反 应 的 历 程 与 二 元 酸 与 二 元 醇 的 线 型 缩 聚 反 应 的 历 程 相 同 3.2 药 品 : 顺 丁 烯 二 酸 酐 邻 苯 二 甲 酸 酐 1,2- 丙 二 醇 苯 乙 烯, 对 苯 二 酚 顺 丁 烯 二 酸 酐 苯 酐 丙 二 醇 乙 醇 丙 酮 氢 氧 化 钠 标 准 溶 液 氢 醌 硫 氰 化 铵 溶 液 氯 化 铁 溶 液 仪 器 : 四 口 瓶 冷 凝 管 温 度 计 (300,100 ) 搅 拌 器 搅 拌 器 尾 接 管 玻 璃 棒 移 液 管 洗 耳 球 五 角 星 模 型 滤 纸 滴 管 等 73

74 实 验 室 制 备 组 装 仪 器 : 将 四 口 瓶 置 于 电 热 套 上, 并 装 上 温 度 计 搅 拌 器 和 冷 凝 管 等 蒸 馏 装 置, 电 热 套 上 安 上 升 降 台 按 下 表 的 用 量 将 1,2 丙 二 醇 50.2 g 顺 酐 29.4 g 苯 酐 44.4 g 依 次 准 确 加 入 500 ml 四 口 烧 瓶 内, 逐 渐 加 热 至 温 度 100, 待 瓶 内 固 体 物 料 熔 化 后 开 动 搅 拌 反 应 初 期 : 逐 渐 缓 慢 升 温 至 160 酯 化 反 应 开 始, 在 165 恒 温 反 应 维 持 此 反 应 30 min 注 意 观 察 柱 温 和 出 水 情 况 反 应 中 期 : 在 控 制 柱 温 在 100~105 之 间 的 前 提 下, 缓 慢 升 高 烧 瓶 内 温 度, 烧 瓶 内 温 度 最 高 不 超 过 220, 然 后 在 220 恒 温 反 应, 该 反 应 过 程 约 2~3 h 反 应 后 期 : 随 着 反 应 程 度 的 增 加, 出 水 量 减 少, 柱 温 会 逐 步 下 降, 并 反 复 波 动 在 控 制 瓶 内 温 度 在 220 恒 温 的 前 提 下, 待 柱 温 下 降 到 70 以 下, 开 始 测 量 酸 值, 当 酸 值 降 到 PH=6 以 下 时, 停 止 加 热 降 温 至 烧 瓶 内 温 度 在 180, 加 入 20 mg 氢 醌 ( 阻 聚 剂 ), 继 续 降 温 搅 拌, 得 到 了 黄 色 的 黏 稠 状 液 体, 冷 却 到 室 温 后 得 到 黄 色 固 体, 备 用 现 场 演 示 用 双 面 胶 将 滤 纸 固 定 在 玻 璃 板 上, 然 后 在 适 当 的 位 置 用 双 面 胶 固 定 五 个 五 角 星 模 型 适 当 加 热 上 述 制 得 的 黄 色 固 体 使 其 熔 化, 用 滴 管 吸 取 液 体, 滴 加 到 五 角 星 模 型 的 凹 槽 内, 使 其 自 身 进 行 固 化 反 应 取 实 验 2 中 净 化 得 到 的 透 明 的 水 配 制 饱 和 硫 氰 酸 铵 溶 液 和 氯 化 铁 溶 液, 用 滴 管 吸 取 饱 和 硫 氰 酸 铵 溶 液 滴 到 滤 纸 上 使 其 全 部 润 湿, 利 用 三 价 铁 粒 子 遇 硫 氰 根 粒 子 变 为 血 红 色 的 原 理, 将 氯 化 铁 溶 液 喷 到 湿 润 的 滤 纸 上, 即 得 到 红 色 背 景 加 上 黄 色 的 五 角 星 将 得 到 五 星 红 旗, 而 且 是 可 以 举 起 来 的 国 旗! 其 制 备 完 毕 ( 具 体 实 验 图 案 如 下 )

75 把 两 种 活 性 不 同 的 金 属 片 ( 例 如 铜 片 锌 片 ) 插 入 酸 性 水 果 中, 活 泼 的 金 属 ( 锌 片 ) 会 因 事 去 电 子 而 不 断 溶 解, 而 水 果 中 的 酸 性 物 质 产 生 的 氢 离 子 则 移 向 不 活 泼 的 金 属 片 ( 铜 片 ) 并 在 其 表 面 还 原 为 氢 气 在 该 过 程 中, 利 用 两 个 电 极 之 间 金 属 性 的 不 同, 使 其 产 生 电 势 差, 从 而 推 动 电 子 定 向 移 动, 产 生 电 流 这 就 是 原 电 池 原 理 用 该 原 电 池 供 电 能 够 使 LED 紫 外 小 灯 泡 发 光 紫 外 光 具 有 较 高 能 量, 照 射 物 质 分 子 时 能 够 使 其 内 电 子 从 稳 定 的 基 态 跃 迁 到 不 稳 定 的 激 发 态, 并 以 电 磁 辐 射 的 形 式 回 到 基 态 对 于 特 定 结 构 的 分 子, 其 发 出 的 光 可 以 落 在 可 见 光 范 围 内 4.2 西 红 柿 柠 檬 Cu 片 Zn 片 LED 紫 外 灯 紫 外 光 显 色 的 隐 形 荧 光 材 料 (7- 羟 甲 基 -4- 甲 基 香 豆 素 ) 圆 孔 木 板 开 关 导 线 若 干 取 两 只 柠 檬, 横 向 切 开, 将 果 肉 略 微 捣 碎, 均 插 上 Cu-Zn 片 ( 二 者 间 距 离 1.0 cm 左 右 ), 并 保 证 充 分 接 触 果 汁, 使 交 叉 连 接 组 成 串 联 电 路 将 导 线 的 端 与 一 开 关 连 接, 然 后 将 导 线 的 两 端 与 一 个 由 LED 紫 外 小 灯 泡 连 接 取 1 个 50 ml 的 小 烧 杯, 内 装 1 mg/10 ml 的 隐 形 荧 光 溶 液 10 ml, 将 LED 灯 由 夹 子 固 定 在 该 烧 杯 上 并 置 于 暗 室 中 将 开 关 置 于 断 路 状 态, 观 察 烧 杯 中 现 象 将 开 关 闭 合, 观 察 烧 杯 中 现 象 75

76 开 关 处 于 断 路 状 态 时,LED 紫 外 小 灯 泡 不 发 光, 烧 杯 中 没 有 明 显 变 化 闭 合 开 关 后, 紫 外 灯 发 光, 烧 杯 中 液 体 发 出 蓝 色 荧 光 4.5 总 的 装 置 图 断 开 开 关 闭 合 开 关 后 记 在 历 史 长 河 中, 水 总 是 会 被 赋 予 人 的 特 质 老 子 曰 : 天 下 莫 柔 弱 于 水, 而 攻 坚 强 者 莫 之 先 也 此 语 不 仅 道 出 了 水 的 柔 弱 秀 美 与 坚 韧 顽 强, 还 象 征 着 水 无 尽 的 生 命 活 力 与 光 泽 在 化 学 中, 水 是 液 态, 没 有 固 定 的 形 态 它 或 为 井, 或 为 湖, 或 为 河, 或 为 海 水 适 应 着 不 同 的 环 境 而 成 为 不 同 的 形 态 海 固 然 可 以 吞 吐 日 月, 湖 亦 可 把 天 空 与 白 云 揽 入 怀 中, 而 一 滴 水 同 样 可 以 反 射 太 阳 的 光 辉 生 活 就 是 我 们 的 生 存 环 境, 我 们 也 应 该 像 水 一 样 去 适 应 生 活 即 使 我 们 是 一 滴 水, 也 用 不 着 妄 自 菲 薄 生 活 存 在 无 尽 的 美 感, 用 心 发 现 生 活 中 随 处 可 见 的 趣 味, 我 们 同 样 能 反 映 出 生 活 的 五 彩 缤 纷 实 验 的 创 新 点 以 生 命 之 源 水 为 主 线, 将 一 系 列 实 验 紧 密 联 系 在 一 起, 从 知 识 的 角 度 来 讲 来 跨 越 初 中 化 学 ( 水 的 净 化 ) 高 中 化 学 ( 喷 泉 及 原 电 池 ) 大 学 化 学 相 关 知 识 ( 高 分 子 及 荧 光 分 子 的 应 用 ), 体 现 趣 味 的 同 时 又 体 现 了 一 定 的 专 业 水 准 和 专 业 技 能, 从 学 科 分 类 来 讲, 涉 及 无 机 化 学, 物 理 化 学, 高 分 子 化 学 等 相 关 内 容, 体 现 化 学 学 科 多 分 枝, 多 具 特 色 的 特 点, 以 下 是 具 体 实 验 的 创 新 点 : 喷 泉 实 验 中, 经 过 我 们 实 验 团 队 的 反 复 改 进, 虽 然 来 自 于 大 家 熟 知 的 喷 泉 实 验, 但 有 一 定 的 突 破 性, 结 合 碘 钟 反 应, 将 变 色 的 彩 色 喷 泉 展 现 的 淋 漓 尽 致, 尽 显 化 学 神 奇 之 处 2 水 的 净 化 装 置, 完 全 是 我 们 团 队 自 行 设 计 的 3 五 星 红 旗 的 制 备, 紫 外 荧 光 实 验 部 分 均 属 于 原 创 作 品 4 本 实 验 的 最 大 突 破 之 处, 将 各 学 科 之 间 紧 密 联 系 起 来, 实 现 了 水 的 反 复 利 用, 现 场 演 示 的 实 验 几 乎 是 在 常 温 下 进 行, 体 现 了 当 代 绿 色 化 学, 低 碳 生 活 的 特 点, 而 且 实 验 具 有 操 作 简 单 和 重 复 性 强 等 特 点, 具 有 一 定 的 可 推 广 性 76

77 设 计 编 号 题 目 化 学 霓 虹 灯 原 料 溴 酸 钾 (G.R.); 浓 硫 酸 (A.R.); 溴 化 钠 (A.R.); 丙 二 酸 (A.R.); 1,10- 菲 碄 ; 硫 酸 亚 铁 ; 蒸 馏 水 仪 器 设 备 仪 器 :20mL 试 管 4 支 ; 量 筒 12 支 ; 滴 管 ; 烧 杯 4 只 ; 试 管 架 原 理 1) 此 实 验 主 要 是 根 据 溶 液 的 振 荡 反 应 原 理 来 设 计 的, 振 荡 反 应 有 一 定 的 周 期 ( 本 振 荡 反 应 实 验 周 期 为 9 秒 左 右 ), 而 没 加 Br - 的 反 应 较 慢, 在 振 荡 周 期 内 又 可 以 人 为 的 错 开 颜 色 变 化 的 时 间, 从 而 在 不 同 的 试 管 里 产 生 颜 色 流 动 变 化 的 霓 虹 灯 效 果 振 荡 反 应 之 机 构 相 当 之 复 杂, 到 目 前 尚 未 十 分 清 楚 通 常 振 荡 反 应 之 反 应 物 的 浓 度 会 逐 渐 降 低, 而 生 成 物 会 逐 渐 增 加, 平 衡 时, 反 应 即 中 止 2) 本 霓 虹 灯 振 荡 实 验 主 要 涉 及 下 列 反 应 式 : BrO H + + 5Br - 3Br 2 ( 橙 黄 色 )+ 3H 2 O HOOCCH 2 COOH + Br 2 ( 橙 黄 色 ) HOOCCHBrCOOH + Br - + H + ( 无 色 ) 3HOOCCH 2 COOH + 2BrO 3 + 2H + 2HOOCCHBrCOOH + 3CO 2 + 4H 2 O ( 气 泡 ) BrO Fe(phen) 3 ( 红 色 ) + 6H + Br - + 6Fe(phen) 3 ( 蓝 色 ) + 3H 2 O HOOCCHBrCOOH+4Fe(phen)3( 蓝 色 )+2H2O Br- + 4Fe(phen)3( 红 色 )+5H+ +2CO2 +HCOOH 操 作 步 骤 1 实 验 准 备 1) A 溶 液 配 制 : 用 烧 杯 A 装 33.5mL 蒸 馏 水, 加 入 1mL 浓 硫 酸, 再 加 入 2.8g 的 溴 酸 钾 搅 拌 均 匀 2) B 溶 液 配 制 : 用 烧 杯 B 装 5mL 的 蒸 馏 水, 加 入 溴 化 钠 0.5g, 搅 拌 均 匀 3) C 溶 液 配 制 : 用 烧 杯 C 装 5mL 的 蒸 馏 水, 加 入 丙 二 酸 0.5g, 搅 拌 均 匀 4) D 溶 液 配 制 : 用 烧 杯 D 装 5mL 的 蒸 馏 水, 加 入 1,10- 菲 碄 ( 一 种 有 机 物 )0.743g 和 0.348g 硫 酸 亚 铁, 搅 拌 均 匀 2 演 示 步 骤 1) 把 试 管 架 上 的 四 支 试 管 分 别 标 记 为 试 管 1, 试 管 2, 试 管 3, 试 管 4, 分 别 加 入 A 溶 液 8.6mL, 2) 往 试 管 2, 试 管 3, 试 管 4 中 分 别 加 入 1.2mL B 溶 液 ( 马 上 变 成 橙 黄 色 ) 3) 往 四 支 试 管 中 分 别 加 入 1.2 ml C 溶 液, 等 待 黄 色 褪 去 再 继 续 4) 黄 色 褪 去 后, 往 试 管 1 中 加 入 1~2 滴 D 溶 液,2 秒 钟 后 再 往 试 管 2 中 加 入 1~2 滴 D 溶 液, 再 过 2 秒 钟 后 再 往 试 管 3 中 加 入 1~2 滴 D 溶 液, 再 过 2 秒 钟 后 再 往 试 管 4 中 加 入 1~2 滴 D 溶 液. 5) 观 察 漂 亮 的 霓 虹 灯 变 化 效 果 ( 上 下 流 动 效 果, 左 右 流 动 效 果 ) 可 以 振 荡 反 应 十 多 分 钟, 最 后 都 变 成 淡 黄 色 溶 液 实 验 现 象 描 述 1) 步 骤 1 无 明 显 现 象, 只 是 无 色 透 明 的 溶 液 如 图 1 2) 步 骤 2 加 入 B 溶 液 后 马 上 变 成 橙 黄 色 如 图 2 3) 步 骤 3 中 加 入 C 溶 液 后 还 是 橙 黄 色, 但 是 随 着 反 应 的 进 行, 会 慢 慢 变 成 无 色 如 图 3 4) 步 骤 4 中 试 管 1 变 成 蓝 色, 慢 慢 又 变 成 紫 红 色 刚 开 始 较 慢, 随 着 反 应 的 进 行, 越 来 越 快, 这 以 后 是 蓝 色 与 红 色 互 变, 蓝 色 紫 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 一 直 这 样 反 复 进 行 互 变, 最 后 变 成 淡 黄 色 ; 试 管 2 加 入 D 溶 液 后 马 上 变 成 红 色, 一 会 又 变 成 蓝 色, 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 一 直 这 样 反 复 进 行 互 变, 最 后 变 成 淡 黄 色 ; 试 管 3 试 管 4 出 现 的 现 象 跟 试 管 2 的 一 样, 只 是 有 一 定 的 时 间 差 这 样 整 体 看 起 来 就 形 成 一 个 流 动 的 霓 虹 灯 效 果 如 图 4 如 图 5 如 图 6 如 图 7 5) 反 应 达 到 平 衡 后, 溶 液 都 变 成 了 淡 黄 色 如 图 8 77

78 实 验 结 果 最 成 功 的 效 果 应 该 是 看 到 : 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 蓝 色 红 色 78

79 由 于 是 连 在 一 起 的, 人 看 起 来 就 会 有 一 种 奇 妙 而 有 趣 的 霓 虹 灯 效 果, 给 你 视 觉 冲 击 力 注 意 事 项 及 其 他 1) 实 验 中 溴 酸 钾 试 剂 纯 度 要 求 高 至 少 要 优 级 纯 (G.R) 2) 此 实 验 在 28.0 o C 环 境 下 实 验, 此 振 荡 反 应 可 以 不 搅 拌 不 摇 动 3) 所 使 用 的 反 应 容 器 一 定 要 干 净 4) 要 出 现 流 动 的 霓 虹 灯 第 四 步 时 间 控 制 比 较 关 键 5) 用 锥 形 瓶 效 果 会 更 好, 本 实 验 为 了 节 约 药 品 改 成 用 试 管 来 做 其 他 有 关 的 附 带 效 果 等 1) 在 步 骤 4 中, 试 管 1 开 始 为 蓝 色, 没 加 Br- 反 应 较 慢, 等 过 了 数 分 钟 后, 会 有 红 色 一 闪 而 过 ( 刚 开 始 时 不 明 显, 有 点 偏 紫 色 ) 试 管 2 试 管 3 试 管 4 马 上 变 红 色, 偶 尔 有 蓝 色 一 闪 即 过 现 象 2) 换 一 种 角 度, 从 上 面 看 四 个 试 管, 会 给 你 更 真 实 的 圆 形 的 霓 虹 灯 效 果 更 多 改 进 方 法 : 1) 可 以 这 样 改 进 : 改 变 试 管 的 排 列 方 式, 如 排 成 圆 形 三 角 形 等, 那 样 效 果 会 更 眩 目 2) 根 据 颜 色 的 叠 加 原 理, 你 可 以 设 想, 添 加 一 种 或 几 种 颜 色, 它 们 分 别 与 蓝 红 色 叠 加, 会 有 更 丰 富 的 颜 色 那 样 的 话 会 更 神 奇 如 : 蓝 + 红 = 紫 色 ; 红 + 黄 = 橙 色 ; 红 十 绿 = 黄 等 79

80 设 计 编 号 题 目 紫 海 里 升 起 的 太 阳 原 料 高 脚 杯 浓 硝 酸 熟 鸭 蛋 高 锰 酸 钾 溶 液 镊 子 仪 器 设 备 原 理 操 作 步 骤 1 用 镊 子 在 鸭 蛋 壳 表 面 敲 出 一 个 图 案 2 在 敲 出 的 图 案 上 滴 加 浓 硝 酸 3 将 高 脚 杯 中 加 入 高 锰 酸 钾 溶 液 并 加 入 鸭 蛋 4 向 高 脚 杯 中 滴 入 浓 硝 酸 实 验 现 象 描 述 实 验 结 果 1 鸭 蛋 表 面 的 图 案 变 成 黄 色 2 鸭 蛋 在 高 锰 酸 钾 溶 液 中 上 下 沉 浮 注 意 事 项 及 其 他 1 利 用 蛋 白 质 与 浓 硝 酸 发 生 显 色 反 应 的 原 理 2 浓 硝 酸 与 鸭 蛋 壳 中 的 碳 酸 钙 反 应 产 生 汽 泡 气 体 附 着 在 鸡 蛋 壳 表 面 上, 将 鸡 蛋 托 起, 此 时, 鸡 蛋 受 到 的 浮 力 大 于 重 力, 鸡 蛋 就 向 上 浮 起 ; 接 近 液 面 时, 气 泡 破 裂, 逸 到 空 气 中 去, 鸡 蛋 的 重 力 又 大 于 其 受 到 的 浮 力, 又 向 下 沉, 不 断 循 环, 不 断 上 下 浮 沉 80

81 设 计 编 号 题 目 萤 火 虫 与 发 光 化 学 原 料 CPPO 双 (2, 4, 5- 三 氯 水 杨 酸 正 戊 酯 ) 草 酸 酯 MBPEA(2- 甲 基 -9,10- 二 苯 乙 炔 基 蒽 ) BPEA(9,10- 二 苯 乙 炔 基 蒽 )DBPEA( 1,8- 二 氯 -9,10- 二 苯 乙 炔 基 蒽 )CBMPA(2- 氯 二 对 苯 甲 醚 蒽 )DTPI 罗 丹 明 B 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯 叔 丁 醇 水 杨 酸 钠 30% 过 氧 化 氢 仪 器 设 备 比 色 管 :1-2 套 锥 形 瓶 :2 个 玻 璃 管 若 干 原 理 其 化 学 原 理 为 : 萤 火 虫 体 内 的 荧 光 素 被 三 磷 酸 腺 苷 ATP 得 一 环 过 氧 化 物, 其 不 稳 定 分 解 而 将 荧 光 素 分 子 激 发 至 激 发 态, 在 分 子 从 激 发 态 回 到 基 态 的 过 程 中 产 生 光 子 而 发 生 荧 光 ; 我 们 使 用 CPPO 模 拟 萤 火 虫 体 内 的 荧 光 素, 用 过 氧 化 氢 替 代 ATP 氧 化 CPPO 而 得 到 二 氧 杂 环 丁 二 酮 的 环 过 氧 化 物, 在 分 解 过 程 中 将 溶 液 内 的 荧 光 染 料 激 发 至 激 发 态, 回 到 基 态 而 产 生 光 子 这 两 者 唯 一 不 同 的 是, 萤 火 虫 体 内 的 荧 光 素 在 被 氧 化 时 激 发 自 身 分 子 发 光, 而 我 们 模 拟 时 还 需 借 助 荧 光 染 料 的 激 发 而 发 光 本 实 验 通 过 模 拟 萤 火 虫 体 内 化 学 氧 化 发 光 的 过 程, 利 用 近 年 来 新 兴 的 荧 光 材 料 CPPO 为 激 发 剂, 用 过 氧 化 氢 氧 化, 激 发 荧 光 染 料 于 有 机 相 中 发 光 ( 详 细 内 容 见 下 图 ), 其 实 验 经 校 内 表 演, 结 果 显 示 在 科 技 馆 等 可 提 供 光 线 较 暗 的 场 所 演 示 效 果 极 佳, 颇 具 震 撼 效 果, 同 时 引 起 观 众 的 强 烈 兴 趣, 适 于 对 青 少 年 的 化 学 科 普 表 演, 能 够 激 起 他 们 对 化 学 的 兴 趣 81

82 操 作 步 骤 (1) 准 备 好 两 套 12 支 25ml 的 比 色 管 ; (2) 称 取 各 色 染 料 ( 约 一 药 匙 尖 ) 加 入 比 色 管 中, 详 细 如 下 : 红 色 DTPI: 黄 色 DBPEA: 1,8- 二 氯 -9,10- 二 苯 乙 炔 基 蒽 翠 绿 MBPEA: 2- 甲 基 -9,10- 二 苯 乙 炔 基 蒽 绿 色 BPEA:9,10- 二 苯 乙 炔 基 蒽 蓝 色 CBMPA:2- 氯 二 对 苯 甲 醚 蒽 玫 瑰 红 : 罗 丹 明 B * 用 其 他 荧 光 染 料 替 代 也 可, 染 料 间 互 相 混 合 可 获 得 新 的 颜 色 (3) 若 室 温 较 低, 则 先 用 温 水 浴 融 化 结 晶 的 叔 丁 醇 备 用 (4) 量 取 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯 150ml, 加 入 一 锥 形 瓶 中 ; (5) 称 取 15gCPPO, 加 入 锥 形 瓶 中, 热 水 浴 促 进 其 溶 解 ; (6) 待 CPPO 完 全 溶 解 后, 在 每 只 比 色 管 中 加 入 12.5ml 溶 液, 摇 匀 ; (7) 另 取 一 锥 形 瓶, 量 取 90ml 叔 丁 醇,60ml30% 过 氧 化 氢 加 入, 混 匀 ; 82

83 (8) 称 取 0.36g 水 杨 酸 钠 加 入 锥 形 瓶 中, 溶 解 ( 见 图 9); (9) 将 混 合 好 的 上 述 溶 液 每 支 比 色 管 中 注 入 12.5ml, 摇 匀 (10) 即 可 见 明 亮 的 荧 光 发 出 除 此 以 外, 还 可 将 玻 璃 管 弯 成 各 种 形 状 ( 如 : 字 母 Chemistry ), 固 定 于 支 架 上 后 于 上 端 安 装 一 漏 斗, 下 端 出 口 放 置 一 烧 杯, 然 后 按 照 上 面 的 步 骤 配 与 比 例 置 好 CPPO- 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯 溶 液 与 叔 丁 醇 - 过 氧 化 氢 溶 液, 然 后 同 时 倒 入 漏 斗 中 混 合, 即 可 在 玻 璃 管 中 显 现 出 明 亮 的 荧 光 与 相 应 的 图 案 也 可 于 一 块 平 置 的 玻 璃 板 上 随 意 撒 上 两 种 混 合 溶 液 ( 染 料 以 蓝 色 CBMPA 为 主, 加 以 少 量 绿 色 BPEA 以 获 得 孔 雀 蓝 色 荧 光 ), 可 获 得 如 璀 璨 星 空 般 的 效 果 更 多 更 有 趣 的 表 演 方 法, 请 充 分 发 挥 您 的 想 象 力 ~ 实 验 现 象 描 述 一 旦 两 种 溶 液 混 合 后, 将 产 生 明 亮 的 各 色 荧 光, 且 亮 度 随 温 度 升 高 而 变 大, 但 同 时 发 光 时 间 会 变 短 在 想 获 得 长 时 间 荧 光 的 情 况 下, 可 以 把 容 器 置 于 冷 水 浴 中, 如 此 发 光 时 间 可 长 达 十 几 个 小 时 正 常 情 况 下, 荧 光 也 可 维 持 八 小 时 以 上, 若 见 发 光 变 暗 可 震 荡 试 管, 荧 光 又 会 变 亮 这 样 产 生 的 荧 光 色 泽 鲜 艳, 现 场 效 果 非 常 好 需 要 注 意 的 是, 氧 化 过 程 中 会 产 生 二 氧 化 碳 气 体, 如 果 使 用 的 是 具 塞 容 器, 请 务 必 注 意 不 要 将 塞 子 83

84 塞 进, 并 不 时 开 塞 放 气, 放 止 内 部 压 力 过 大 而 发 生 危 险 实 验 结 果 以 CPPO 模 拟 萤 火 虫 的 化 学 发 光, 效 果 直 观 强 烈, 在 表 演 同 时 介 绍 相 关 生 物 化 学 知 识, 寓 教 于 乐 极 其 适 合 于 科 技 馆 内 等 现 场 表 演 注 意 事 项 及 其 他 (1) 实 验 过 程 中 会 产 生 CO2 气 体, 注 意 容 器 内 压 力 过 大 并 及 时 放 气 ; (2) 实 验 中 避 免 使 用 了 含 有 较 大 毒 性 腐 蚀 性 的 药 品, 但 要 注 意 不 要 触 及 到 溶 液, 表 演 时 最 好 使 用 手 套, 若 不 慎 有 液 体 溅 到 皮 肤 上, 应 立 即 用 表 面 离 子 活 性 剂 ( 肥 皂 洗 手 液 ) 清 洗 即 可 ; (3) 本 实 验 使 用 的 CPPO- 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯 溶 液 与 叔 丁 醇 - 过 氧 化 氢 溶 液 均 不 稳 定, 光 照 或 储 存 都 会 逐 渐 分 解 而 变 质 影 响 实 验 结 果 甚 至 导 致 实 验 失 败, 因 此 溶 液 均 应 现 用 现 配, 如 需 段 时 间 储 存 则 应 存 于 棕 色 瓶 中 ( 不 超 过 3 天 ) ; (3) 本 实 验 为 了 取 得 较 好 的 发 光 效 果 而 选 择 在 有 机 相 中 进 行, 因 而 会 消 耗 较 多 的 有 机 溶 剂 为 了 满 足 绿 色 化 学 的 要 求, 特 别 对 废 液 进 行 了 研 究 表 演 结 束 后 可 将 废 液 混 合 后 加 入 少 量 碳 酸 钠 溶 液 以 中 和 生 成 的 酚, 再 分 液 分 出 有 机 相 后 进 行 蒸 馏 回 收, 先 在 常 压 下 收 集 79.9 馏 分, 得 粗 叔 丁 醇, 用 氧 化 钙 初 步 除 水 后 过 滤 所 得 回 收 的 叔 丁 醇 可 以 再 使 用, 然 后 减 压 蒸 馏 得 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯, 也 可 再 使 用, 蒸 馏 后 的 残 渣 直 接 弃 去 即 可 同 时 实 验 中 使 用 的 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯 与 叔 丁 醇 使 用 溶 剂 级 的 即 可 84

85 设 计 编 号 题 目 七 彩 水 帘 原 料 淀 粉 碘 化 钾 溶 液 双 氧 水 溶 液 次 氯 酸 溶 液 白 醋 紫 色 石 蕊 试 剂 甲 基 橙 溶 液 HCl 稀 溶 液 FeCl 3 溶 液 C 6 H 5 OH 溶 液 细 铁 粉 CH 3 COONa 溶 液 活 性 炭 仪 器 设 备 漏 斗, 圆 柱 形 塑 料, 小 型 加 压 泵, 喷 泉 装 置 七 彩 水 帘 杯 ( 自 制, 具 体 如 下 ): 密 封 玻 璃 盖, 带 有 旋 钮, 与 中 间 的 圆 柱 塑 料 外 壳 相 固 定 六 个 小 圆 柱 容 器, 可 用 漏 斗 加 料, 发 生 发 应 出 现 颜 色 变 化 的 地 方 圆 柱 形 胶 体, 外 面 用 稍 大 些 的 塑 料 包 裹, 塑 料 连 接 上 面 的 盖 子 实 验 末 期 从 装 置 中 间 抽 出 塑 料 圆 柱, 使 得 胶 柱 与 液 体 接 触, 开 始 吸 附 圆 形 玻 璃 板, 分 成 六 块 的 圆 形 玻 璃 面, 上 面 有 六 个 由 15 个 小 的 圆 孔 组 成 的 圆 形 大 孔, 小 孔 很 细 小, 是 水 帘 形 成 的 主 要 装 置 圆 形 的 带 有 螺 口 的 圆 底 封 头, 用 于 封 闭 中 间 圆 柱 与 液 体 流 出, 实 验 结 束 是 打 开, 从 下 游 排 出 液 体 喷 泉 装 置 及 草 坪, 內 部 有 增 压 泵, 底 部 可 收 集 水 底 座, 固 定 支 撑 实 验 装 置 图 1 七 彩 水 帘 杯 示 意 图 原 理 (1) 淀 粉 碘 化 钾 溶 液 和 双 氧 水 与 次 氯 酸 混 合 溶 液 液 显 蓝 色 2I + ClO + 2H + = I 2 + Cl +H 2 O I 2 + SO OH = 2I 2 + SO 4 + H 2 O (2) 白 醋 与 紫 色 石 蕊 变 红 色 变 色 原 理 : 石 蕊 的 变 色 范 围 在 ph= 之 间, 酸 性 条 件 下 显 红 色 (3) 甲 基 橙 与 碳 酸 氢 钠 变 黄 色 甲 基 橙 的 酸 色 是 红 色, 碱 色 为 黄 色, 中 间 色 为 橙 色 甲 基 橙 变 色 在 ph=4.2 附 近 若 滴 定 理 论 终 点 在 ph=4.2 附 近, 则 中 间 色 --- 橙 色 为 终 点 颜 色 ; 若 滴 定 理 论 终 点 在 ph>4.2, 则 中 间 色 ( 橙 色 ) 的 消 失 点 颜 色 ( 黄 色 ) 为 终 点 颜 色 (4)FeCl 3 +6C 6 H 5 OH H 3 [Fe(C 6 H 5 O) 6 ] +3HCl ( 溶 液 变 成 紫 色 ) 85

86 (5)2FeCl 3 + Fe 3FeCl 2 ( 溶 液 变 成 绿 色 ) (6)FeCl 3 +3CH 3 COONa Fe(CH 3 COO) 3 +3NaCl ( 溶 液 变 成 褐 色 ) 操 作 步 骤 图 2 小 圆 柱 的 装 置 示 意 图 1 按 实 验 装 置 图 组 装 装 置 ; 2 向 装 置 底 部 添 加 圆 环 状 的 吸 附 胶 体 ; 3 打 开 装 置 封 盖, 打 开 如 图 所 示 的 六 种 不 同 颜 色 的 小 圆 柱 中 的 活 塞, 利 用 漏 斗 向 小 圆 柱 下 层 加 入 实 验 溶 液, 加 好 后 关 闭 活 塞, 上 层 加 入 检 验 物 质, 盖 好 装 置 封 盖 3 打 开 上 层 与 下 层 之 间 的 阀 门, 使 两 者 反 应 ; 4 待 六 个 小 圆 柱 内 物 质 都 发 生 反 应 后, 同 时 打 开 小 圆 柱 底 部 的 活 塞 ; 5 此 时 流 出 的 混 合 液 体 分 别 经 过 各 小 圆 柱 正 下 方 的 由 许 多 细 小 的 圆 孔 组 成 的 环, 便 形 成 六 种 不 同 颜 色 的 水 帘 ; 6 利 用 活 性 炭 除 色 抽 出 圆 柱 塑 料, 使 胶 体 柱 发 挥 作 用 与 胶 体 环 共 同 去 除 色 素 作 用 ; 7 打 开 装 置 底 端 的 阀 门, 收 集 已 除 完 色 的 混 合 溶 液, 利 用 泵 提 供 能 量, 喷 泉, 用 于 浇 灌 草 坪 ( 如 图 所 示 右 边 绿 色 平 面 ) 实 验 现 象 描 述 (1) 小 圆 柱 内 的 下 层 溶 液 颜 色 发 生 变 化 分 别 为 : 蓝 色 红 色 黄 色 紫 色 褐 色 绿 色 86

87 图 3 实 验 现 象 局 部 图 (2) 形 成 六 种 不 同 颜 色 的 水 帘 : 蓝 红 黄 紫 褐 绿 ; (3) 装 置 底 端 混 合 溶 液 为 无 色 透 明 (4) 装 置 底 端 的 泵 将 混 合 液 体 抽 出, 装 置 的 右 边 喷 出 无 色 的 喷 泉 实 验 结 果 形 成 六 种 不 同 颜 色 的 水 帘, 经 吸 附 后 六 种 有 色 溶 液 转 变 成 无 色 透 明 溶 液 通 过 加 压 泵 后 与 喷 泉 装 置 后 形 成 无 色 的 喷 泉, 从 而 表 现 出 蓝 红 黄 紫 褐 绿 六 色 水 帘 及 无 色 喷 泉 共 七 种 色 彩 效 果 喷 泉 的 水 模 拟 成 向 绿 地 浇 水, 达 到 宣 传 污 水 回 收 再 利 用 与 保 护 环 境 的 目 的 注 意 事 项 及 其 他 (1) 注 意 事 项 : 1 实 验 开 始 利 用 漏 斗 加 化 学 试 剂 时 要 注 意 加 的 两 不 能 太 多 也 不 能 太 少 加 到 小 圆 柱 容 积 的 2/3; 2 从 装 置 的 中 间 抽 走 塑 料 时 要 注 意 力 度 不 能 太 大 胶 体 吸 附 要 彻 底, 所 以 注 意 实 验 的 时 间 ; 3 加 压 泵 的 压 力 不 能 太 大, 实 验 开 始 时 要 事 先 控 制 好 ; 4 喷 泉 要 控 制 好, 不 能 喷 射 的 范 围 超 过 绿 色 草 坪 (2) 附 带 效 果 : 1 实 验 过 程 中 产 生 一 定 量 的 气 体, 要 即 使 打 开 封 盖 ; 2 水 帘 的 孔 要 保 证 足 够 的 小, 各 个 活 塞 打 开 要 恰 到 时 候 87

88 编 号 题 目 : 模 拟 地 球 生 命 起 源 实 验 原 料 质 量 分 数 为 40% 的 硅 酸 钠 水 溶 液,CoCl2,FeCl3,CuCl2,NiCl2,PbCl2,Al2(SO4)3,Fe2 (SO4)3,CuSO4,NiSO4,Co(NO3)2,Fe(NO3)3,Cu(NO3)2,Ni(NO3)2, 重 铬 酸 铵, 火 山 口 模 型, 镁 粉, 铝 箔, 白 磷, 纯 氧, 过 饱 和 醋 酸 钠 溶 液, 饱 和 碳 酸 氢 钠 有 色 溶 液, 稀 盐 酸 实 验 仪 器 设 备 容 器 等 用 具 球 形 玻 璃 瓶 胶 塞 药 匙 玻 璃 棒 烧 杯 玻 璃 缸 胶 头 滴 管 玻 璃 板 玻 璃 烧 瓶 实 验 原 理 1 模 拟 宇 宙 大 爆 炸 银 河 系 形 成 : 镁 粉 在 铝 箔 中 被 点 燃 后 会 产 生 轻 微 爆 炸 声, 且 燃 烧 后 会 产 生 白 色 亮 光 2Mg+O2=2MgO;4Al+3O2=2Al2O3 2 模 拟 太 阳 系 形 成 : 红 磷 在 纯 氧 中 燃 烧 会 发 出 金 黄 色 火 焰 4P( 白 磷 )+5O2=2P2O5 3 模 拟 地 球 早 期 火 山 喷 发 : 重 铬 酸 铵 受 热 分 解 是 强 烈 的 放 热 反 应, 产 生 的 氮 气 会 带 着 铬 粉 末 从 火 山 口 冲 出 (NH4)2Cr2O7=====N2 +Cr2O3( 绿 色 )+4H2O 4 模 拟 海 洋 原 始 植 物 形 成 : 很 多 金 属 的 硅 酸 盐 都 不 溶 于 水, 且 颜 色 各 异 不 溶 于 水 的 硅 酸 盐 在 加 入 水 玻 璃 的 金 属 盐 晶 粒 表 面 形 成 一 层 难 溶 于 水 而 有 半 渗 透 性 的 薄 膜, 即 只 允 许 水 向 晶 体 中 渗 透 而 不 许 其 他 离 子 透 出, 渗 入 的 水 溶 解 了 可 溶 性 盐 使 薄 膜 胀 裂 后 又 形 成 新 的 薄 膜, 这 一 过 程 不 断 循 环 使 金 属 盐 在 水 玻 璃 中 长 出 各 色 美 丽 的 枝 状 晶 体 MmAn+m/2Na2SiO3=m/2M2SiO3+nNaA( 其 中 M 代 表 金 属 离 子,A 代 表 酸 根 ) 5 模 拟 大 陆 的 形 成 : 过 饱 和 醋 酸 钠 溶 液 在 碰 到 凝 固 的 部 分 后 会 立 刻 固 化 利 用 醋 酸 钠 溶 液 制 作 陆 地 雕 塑 6 模 拟 生 物 的 形 成 : 将 事 先 准 备 好 的 生 物 模 型 浸 润 在 含 有 饱 和 碳 酸 氢 钠 的 有 色 溶 液 中, 通 过 特 殊 途 径 使 其 塑 造 成 立 方 体 模 型 在 实 验 中, 倒 入 稀 盐 酸 将 模 型 外 层 的 碳 酸 氢 钠 晶 体 除 去, 展 示 出 生 物 模 型 详 细 操 作 步 骤 1. 将 镁 粉 包 在 铝 箔 中, 引 燃 镁 粉 2. 在 充 满 氧 气 的 玻 璃 球 体 中 心 放 约 0.5g 白 磷, 用 微 热 的 棍 子 一 端 轻 触 白 磷 使 其 燃 烧, 封 住 球 体 的 口 3. 在 烧 杯 中 放 入 几 匙 研 细 的 重 铬 酸 铵, 用 加 热 过 的 玻 璃 棒 一 端 轻 触 重 铬 酸 铵 引 出 反 应 4. 在 玻 璃 缸 中 倒 入 40% 的 硅 酸 钠 溶 液, 向 其 中 加 入 各 种 金 属 盐 固 体 88

89 5. 在 玻 璃 板 上 用 干 净 的 玻 璃 烧 瓶 按 一 定 速 度 倒 入 预 先 准 备 好 的 过 饱 和 醋 酸 钠 溶 液 7 将 预 先 准 备 好 的 生 物 模 型 放 在 玻 璃 容 器 中, 然 后 加 入 热 过 饱 和 碳 酸 氢 钠 溶 液, 放 入 冰 箱 中 冷 却, 结 晶, 使 其 形 成 立 方 体 模 型 在 实 验 中, 加 入 稀 盐 酸, 使 其 模 型 外 层 晶 体 溶 解, 除 去 实 验 现 象 描 述 ( 鼓 励 以 图 表 照 片 等 直 观 形 式 描 述 ) 现 象 效 果 图 如 下 : 1 模 拟 宇 宙 大 爆 炸 银 河 系 形 成 : 89

90 实 验 结 果 本 实 验 可 由 简 单 安 全 的 无 机 实 验 演 示 地 球 初 期 形 成 的 过 程 注 意 事 项 1 模 拟 宇 宙 大 爆 炸 银 河 系 形 成 过 程 初 步 有 轻 微 爆 炸, 铝 包 中 的 镁 条 不 可 过 量 2 模 拟 太 阳 系 形 成 过 程 产 生 的 P2O5 气 体 有 一 定 危 险 性, 故 实 验 前 要 检 验 仪 器 的 气 密 性 3 模 拟 海 洋 原 始 植 物 形 成 过 程 必 须 保 证 仪 器 不 受 到 任 何 震 动, 任 何 轻 微 的 震 动 都 会 导 致 形 成 的 晶 体 塌 方 90

91 编 号 实 验 名 称 : 神 秘 的 纸 杯 实 验 原 料 过 饱 和 酚 酞 溶 液, 碳 酸 钠, 氯 化 钙, 硫 酸,2% 硫 氰 化 钾 (KSCN) 溶 液, 碘 化 钾, 氨 水, 氯 化 钠,1mol/L 氯 化 铁 (FeCl3) 溶 液, 聚 丙 烯 酸 钠, 硝 酸 钾 溶 液,98% 浓 硫 酸, 高 锰 酸 钾, 酒 精, 硅 酸 钠 实 验 仪 器 设 备 容 器 等 用 具 铅 笔 一 枝, 图 画 纸 一 张, 喷 雾 器 一 个, 纸 杯 5 个, 试 管 ( 或 者 小 烧 杯 ) 5 个, 毛 笔, 白 纸, 玻 棒 玻 璃 片 实 验 原 理 1. 硫 氰 化 钾 (KSCN) 溶 液 与 氯 化 铁 (FeCl3) 溶 液 反 应 生 成 红 色 的 硫 氰 化 铁 (Fe(SCN)3); 2. KNO3 与 带 火 星 的 木 条 接 触 时,KNO3 受 热 分 解 放 出 O2, 纸 被 烧 焦 2KNO3 = 2KNO2 + O2 3. 高 锰 酸 钾 和 浓 硫 酸 反 应 产 生 氧 化 能 力 极 强 的 棕 色 油 状 液 体 七 氧 化 二 锰 它 一 碰 到 酒 精 立 即 发 生 强 烈 的 氧 化 - 还 原 反 应, 放 出 的 热 量 使 酒 精 达 到 着 火 点 而 燃 烧 2KMnO4+H2SO4=K2SO4+Mn2O7+H2O 2Mn2O7=4MnO2+3O2 C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O 4. 利 用 吸 水 能 力 超 强 的 高 分 子 聚 合 物 聚 丙 烯 酸 钠 置 于 杯 底 吸 水 量 约 可 达 聚 丙 烯 酸 钠 重 量 的 800 倍 ( 每 克 聚 丙 烯 酸 钠 可 吸 收 825 ml 的 水 ), 因 此 经 倒 入 水 后, 杯 中 之 水 会 被 超 强 的 高 分 子 聚 合 物 吸 住 且 膨 胀 起 来, 进 而 会 卡 住 杯 底, 若 将 该 杯 反 转 过 来 时 便 觉 得 水 不 会 掉 下 来 5. Na2CO3 水 解 显 碱 性, 遇 到 酚 酞 试 剂 显 红 色, Na2CO3+CaCl2= CaCO3+2NaCl; 2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2; Cl - +Ag + =AgCl ; AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2] + +Cl - ; [Ag(NH3)2] + +I - =AgI +2NH3; AgI+I - =[AgI2] - ; 91

92 详 细 操 作 步 骤 1. 在 图 画 纸 上 先 用 铅 笔 轻 轻 地 写 出 2011 国 际 化 学 年 几 个 字 的 轮 廓 ; 2. 用 2% 硫 氰 化 钾 (KSCN) 溶 液 涂 画 此 轮 廓 ; 3. 表 演 时, 用 盛 有 1mol/L 的 氯 化 铁 (FeCl3) 溶 液 喷 雾 器 向 纸 上 喷 洒 ; 4. 在 5 个 小 烧 杯 中 分 别 放 入 酚 酞,Na2CO3,CaCl2,HCl, 在 5 个 纸 杯 中 依 次 加 入 AgNO3, 氨 水,KI, KI, 聚 丙 烯 酸 钠 ; 5. 将 第 一 杯 倒 入 第 二 杯, 第 二 杯 又 倒 入 第 三 杯, 依 次 倾 倒 直 至 第 四 杯 ; 将 第 四 个 透 明 塑 胶 杯 中 的 水 倒 入 第 一 个 纸 杯 中, 将 第 一 个 纸 杯 中 的 水 全 部 倒 入 旁 边 第 二 个 纸 杯 中, 依 次 倒 入 至 最 后 一 个 纸 杯, 在 这 期 间 要 观 察 从 杯 子 里 流 出 来 的 水 是 什 么 颜 色 最 后 将 此 五 个 纸 杯 的 位 置 调 整 几 次 之 后, 让 观 察 者 猜 猜 看 最 后 由 最 后 一 个 纸 杯 中 倒 出 来 的 水 会 在 哪 一 个 纸 杯 里 面 6. 在 烧 杯 中 加 入 饱 和 硝 酸 钾 溶 液, 用 毛 笔 蘸 取 溶 液 在 白 纸 上 写 下 CCS, 三 个 字 的 笔 画 应 该 连 在 一 起, 保 证 反 应 一 次 进 行 完 成 写 完 之 后 再 用 毛 笔 蘸 溶 液 描 3 次 ; 7. 在 写 的 字 的 开 头 做 一 个 小 标 记, 并 将 写 过 字 的 纸 晾 干, 在 记 号 处 加 一 些 酒 精 ; 8. 用 药 匙 的 小 端 取 少 许 研 细 的 高 锰 酸 钾 粉 末, 放 在 玻 璃 片 上 并 堆 成 小 堆 ; 将 玻 棒 先 蘸 一 下 浓 硫 酸, 再 粘 一 些 高 锰 酸 钾 粉 末, 轻 触 做 标 记 的 地 方 引 发 反 应 实 验 现 象 描 述 1. 白 色 的 图 画 纸 被 喷 雾 器 喷 过 1mol/L 的 氯 化 铁 (FeCl3) 溶 液 之 后, 便 会 显 现 出 红 色 的 2011 国 际 化 学 年 四 个 字 2. 可 以 看 到 依 次 红 酒 牛 奶, 牛 奶 汽 水, 汽 水 豆 浆, 豆 浆 白 酒, 白 酒 变 菠 萝 汁, 菠 萝 汁 茅 台 酒, 最 后 几 个 纸 杯 中 都 没 有 水 流 出 3. 最 后 在 纸 上 显 示 CCS ; 92

93 实 验 结 果 1. 白 色 的 图 画 纸 被 喷 雾 器 喷 过 1mol/L 的 氯 化 铁 (FeCl3) 溶 液 之 后, 便 会 显 现 出 红 色 的 2011 国 际 化 学 年 四 个 字 2. 可 以 看 到 依 次 红 酒 牛 奶, 牛 奶 汽 水, 汽 水 豆 浆, 豆 浆 白 酒, 白 酒 变 菠 萝 汁, 菠 萝 汁 茅 台 酒, 最 后 几 个 纸 杯 中 都 没 有 水 流 出 ; 3. 最 后 在 纸 上 显 示 CCS ; 注 意 事 项 及 其 他 注 意 事 项 : 1 七 氧 化 二 锰 很 不 稳 定, 在 0 时 就 可 分 解 为 二 氧 化 锰 和 氧 气 因 此 玻 棒 蘸 浓 硫 酸 和 高 锰 酸 钾 后, 要 立 即 引 燃 否 则 时 间 一 长, 七 氧 化 二 锰 分 解 完, 就 达 不 到 效 果 了 2 要 严 格 控 制 硝 酸 钾 浓 度, 硝 酸 钾 必 须 饱 和, 否 则 会 不 能 达 到 效 果 ; 3 在 第 二 个 KI 纸 杯 中, 要 放 稍 过 量 KI, 否 则 沉 淀 不 会 完 全 溶 解 4 写 字 时 各 个 字 之 间 要 连 续, 否 则 不 能 一 次 燃 烧 完 93

94 设 计 编 号 题 目 氨 之 魔 幻 世 界 气 体 连 续 发 生 器 与 氨 的 系 列 趣 味 实 验 原 料 药 品 名 称 药 品 浓 度 需 用 量 备 注 1 Al 2 (SO 4 ) 3.18H 2 O 0.1mol.L ml 3 CuSO 4.5H 2 O 0.01mol.L ml 4 HgCl mol.L ml 5 AgNO 3 2% 30ml 6 ZnCl 2 0.1mol.L -1 30ml 酸 化 7 FeSO 4.7H 2 O 0.1mol.L -1 30ml 酸 化 并 加 适 量 还 原 铁 粉 8 葡 萄 糖 10% 30ml 9 NH 3 H 2 O 5% 30ml 10 浓 NH 3 H 2 O >28% 200 ml 11 H 2 O 2 5% 20ml 12 H 2 SO 4 5% 200 ml 13 H 2 SO 4 2:1 20ml 14 浓 HCl >38% 20 ml 15 NaOH 12mol.L ml 16 百 里 酚 蓝 50% 乙 醇 溶 液 17 溴 百 里 酚 蓝 50% 乙 醇 溶 液 18 溴 甲 酚 绿 50% 乙 醇 溶 液 4% 200 ml 4% 200 ml 4% 200 ml 19 酚 酞 50% 乙 醇 溶 液 4% 200 ml 20 甲 基 橙 50% 乙 醇 溶 液 4% 200 ml l 21 茜 素 红 50% 乙 醇 溶 液 4% 200 ml l 22 NaOH (S) 20g 23 无 水 Na 2 SO 3 (S) 20g 24 蒸 馏 水 4000 ml ( 以 上 试 剂 请 用 无 离 子 水 或 蒸 馏 水 新 鲜 配 制, 谢 谢 ) 仪 器 设 备 仪 器 名 称 仪 器 规 格 需 用 量 备 注 1 具 上 口 玻 璃 钟 罩 mm 2 个 请 保 证 规 格 相 符 2 烧 杯 250 ml 6 个 3 烧 杯 500 ml 6 个 4 圆 底 烧 瓶 长 颈,250 ml 2 个 干 燥 5 具 支 试 管 mm 2 支 干 燥 6 试 管 mm 2 支 94

95 7 玻 璃 管 4 6mm 2m 8 玻 璃 管 5 7mm 2m 9 玻 璃 珠 ( 碱 式 滴 定 管 用 ) 60g 10 玻 璃 棒 6 根 11 T 型 管 5 7mm 8 支 12 乳 胶 管 4 6mm 1m 13 乳 胶 管 5 7mm 1m 14 胶 头 滴 管 8 支 15 药 匙 2 个 16 镊 子 160 mm 1 把 17 小 三 角 锉 1 把 截 玻 璃 管 用 18 止 水 夹 5 个 19 剪 刀 1 把 20 滤 纸 18cm 1 盒 原 理 1 云 山 雾 海 NH 3 与 HCl 气 体 相 遇, 产 生 大 量 的 NH 4 Cl 小 颗 粒, 宛 如 缥 缈 云 雾, 又 如 滚 滚 浓 烟 NH 3 + HCl = NH 4 Cl (1) 2 原 味 果 汁 与 鸡 尾 酒 2.1 Al 2 (SO 4 ) 3 溶 液 与 NH 3 反 应, 生 成 白 色 絮 状 Al(OH) 3 沉 淀 Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NH 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) (NH 4 ) 2 SO 4 (2) 2.2 由 于 Al(OH) 3 具 有 酸 碱 两 性, 能 分 别 溶 于 H 2 SO 4 及 NaOH 溶 液 2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O (3) 3 蓝 色 经 典 Al(OH) 3 + NaOH = Na[Al(OH) 4 ] (4) 酸 性 溶 液 及 碱 性 溶 液 分 别 使 甲 基 橙 呈 红 色 黄 色 3.1 少 量 NH 3 与 CuSO 4 溶 液 反 应, 生 成 浅 蓝 色 碱 式 硫 酸 铜 [CuSO 4 3Cu(OH) 2] 沉 淀 4CuSO 4 + 6NH 3 + 6H 2 O = Cu 4 (OH) 6 SO 4 + 3(NH 4 ) 2SO 4 (5) 3.2 继 续 通 入 过 量 NH 3, 沉 淀 溶 解 为 深 蓝 色 的 硫 酸 四 氨 合 铜 溶 液 Cu 4 (OH) 6SO NH 3 +3(NH 4 ) 2SO 4 = 4[Cu(NH 3 ) 4]SO 4 + 6H 2 O (6) 4 优 质 牛 奶 4.1 NH 3 量 少 时 产 生 白 色 氨 基 氯 化 汞 沉 淀 HgCl 2 + 2NH 3 = Hg(NH 2 )Cl + NH 4 Cl (7) 4.2 NH 3 量 多 时, 产 生 白 色 二 氯 四 氨 化 汞 沉 淀, 反 应 分 为 两 步 第 一 步 HgCl 2 + 2NH 3 = [Hg(NH 3 ) 2Cl 2 ] (8) 第 二 步 [Hg(NH 3 ) 2 Cl 2 ] + 2NH 3 = [Hg(NH 3 ) 4 ]Cl 2 (9) 5 百 变 魔 瓶 5.1 烧 瓶 中 的 NH 3 收 集 满 后, 通 过 导 管 进 入 滴 有 酚 酞 的 水 中, 立 即 形 成 弱 碱 性 的 NH 3 H 2 O 溶 液, 使 酚 酞 显 红 色 NH 3 + H 2 O =NH 3 H 2 O (10) 5.2 用 冰 块 冷 敷 集 满 NH 3 的 烧 瓶 外 壁 时, 烧 瓶 内 形 成 负 压, 使 下 面 杯 中 的 水 被 吸 到 烧 瓶 里 由 于 NH 3 极 易 溶 于 水, 当 少 量 的 水 把 大 量 的 NH 3 溶 解 后, 烧 瓶 内 产 生 更 大 的 负 压, 因 此 下 面 的 水 不 断 被 吸 向 95

96 烧 瓶, 产 生 持 续 的 喷 泉 现 象 5.3 NH 3 H 2 O 与 AgNO 3 反 应 先 产 生 棕 色 AgOH 沉 淀, 继 续 加 入 NH 3 H 2 O, 沉 淀 溶 解, 生 成 羟 基 化 二 氨 合 银 溶 液 ( 俗 称 银 氨 溶 液 [Ag(NH 3 ) 2 ]OH), 它 是 一 种 很 弱 的 氧 化 剂, 但 很 容 易 把 葡 萄 糖 中 的 醛 基 氧 化 NH 3 H 2 O + AgNO 3 = AgOH + NH 4 NO 3 (11) AgOH+ 2NH 3 H 2 O = [Ag(NH 3 ) 2 ]OH +2H 2 O (12) CH 2 OH(CHOH) 4 CHO + 2[Ag(NH 3 ) 2 ]OH CH 2 OH(CHOH) 4 COONH 4 +2Ag +3NH 3 + H 2 O (13) 5.4 喷 泉 形 成 的 NH 3 H 2 O 浓 度 较 小, 与 ZnCl 2 溶 液 反 应 生 成 白 色 Zn(OH) 2 沉 淀,Zn(OH) 2 与 下 面 试 管 中 浓 度 稍 大 的 NH 3 H 2 O 反 应, 形 成 羟 基 化 四 氨 合 锌 溶 液 [Zn(NH 3 ) 4 ](OH) 2 2NH 3 H 2O + ZnCl 2 = Zn(OH) 2 + 2NH 4 Cl (14) Zn(OH) 2 + 4NH 3 H 2 O = [Zn(NH 3 ) 4 ](OH) 2 + 4H 2 O (15) 5.5 NH 3 H 2 O 与 FeSO 4 溶 液 反 应 生 成 白 色 Fe(OH) 2 沉 淀, 又 迅 速 成 为 灰 绿 色 物 质, 这 种 物 质 与 下 层 试 管 中 的 H 2 O 2 反 应, 生 成 红 褐 色 Fe(OH) 3, 溶 液 中 的 Fe 3+ 加 速 H 2 O 2 的 分 解, 因 而 产 生 大 量 氧 气 2NH 3 H 2 O + FeSO 4 = Fe(OH) 2 + (NH 4) 2 SO 4 (16) 6 神 偷 天 龙 与 葫 芦 娃 2Fe(OH) 2 + H 2O 2 = 2Fe(OH) 3 (17) 2H 2 O 2 = O 2 + 2H 2 O (18) NH 3 与 SO 2 反 应 生 成 (NH 4) 2 SO 3, 气 体 体 积 减 小, 三 口 瓶 内 形 成 负 压, 把 水 从 上 面 吸 来 由 于 反 应 中 NH 3 是 过 量 的, 因 而 部 分 NH 3 进 入 冷 凝 管, 当 水 中 溶 解 了 NH 3 以 后, 形 成 碱 性 溶 液, 使 百 里 酚 蓝 与 酚 酞 的 混 合 指 示 剂 显 蓝 紫 色 Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 = SO 2 + Na 2 SO 4 + H 2 O (19) 2NH 3 + SO 2 + H 2 O = (NH 4) 2 SO 3 (20) 7 奇 异 花 束 NH 3 H 2 O 使 不 同 的 指 示 剂 显 示 不 同 的 颜 色 8 连 续 产 气 8.1 通 过 气 体 连 续 发 生 器 ( 本 人 于 去 年 发 明 创 造 的 一 款 化 学 实 验 仪 器, 并 已 获 得 国 家 发 明 专 利, 专 利 授 权 号 X), 采 用 氢 氧 化 钠 ( 事 先 用 粘 合 剂 把 固 体 氢 氧 化 钠 外 面 包 裹 上 一 层 粘 合 物 质, 如 同 难 溶 于 水 的 块 状 物 质 ) 分 解 浓 氨 水 制 取 氨 气 在 气 体 连 续 发 生 器 中, 这 个 实 验 变 成 典 型 的 不 需 要 加 热 的 固 液 反 应 类 型, 并 达 到 即 开 即 用 即 关 即 停 的 效 果 药 品 用 量 极 小, 却 可 连 续 高 效 产 生 大 量 纯 净 气 体 每 一 个 趣 味 实 验 ( 共 八 个 趣 味 实 验, 含 13 个 小 实 验 ) 都 设 有 独 立 开 关, 能 轻 松 自 如 地 控 制 氨 气 的 发 生 与 停 止 8.2 开 启 玻 璃 活 塞, 液 体 进 入 反 应 管, 固 液 接 触, 反 应 开 始 ; 关 闭 活 塞, 液 体 被 压 回 储 液 管 中, 固 液 分 离, 反 应 停 止 达 到 即 开 即 用, 即 关 即 停 的 效 果 8.3 NH 3 H 2O 是 弱 电 解 质, 其 存 在 氨 气 的 溶 解 平 衡 及 电 离 平 衡 即 如 下 式 所 示 的 两 个 平 衡 : (21) NH + 4 +OH - NH 3 H 2 O NH 3 +H 2 O 首 先, 固 体 NaOH 溶 于 水 放 出 的 热 量, 减 小 了 氨 气 在 水 中 的 溶 解 度, 促 使 反 应 向 右 进 行, 故 氨 气 易 释 放 出 来 再 则,NaOH 溶 于 水 增 加 大 量 的 OH, 抑 制 NH 3 H 2 O 的 电 离, 进 一 步 促 使 反 应 向 右 进 行 因 而 浓 NH 3 H 2 O 与 固 体 NaOH 接 触, 能 剧 烈 释 放 出 NH 3 操 作 步 骤 1 云 山 雾 海 玻 璃 钟 罩 内 滴 2-3 滴 浓 HCl, 通 入 NH3( 挤 捏 乳 胶 管 内 的 玻 璃 珠 ) 2 原 味 果 汁 与 鸡 尾 酒 96

97 2.1 向 Al2(SO4) 3 溶 液 中 通 入 NH3, 产 生 沉 淀 ; 2.2 把 沉 淀 分 别 导 入 盛 有 H2SO4 及 NaOH 的 酒 杯 中 3 蓝 色 经 典 向 CuSO4 溶 液 中 通 入 NH3 4 优 质 牛 奶 向 HgCl2 溶 液 中 通 入 NH3 5 百 变 魔 瓶 5.1 拉 菲 红 酒 : 在 烧 瓶 中 收 集 NH3,NH3 集 满 后, 被 排 到 下 面 盛 水 ( 含 有 酚 酞 ) 的 杯 中 ; 5.2 自 动 喷 泉 : 用 冰 块 冷 敷 烧 瓶 外 壁, 形 成 喷 泉 ; 5.3 滴 水 生 银 : 喷 泉 后 的 溶 液 ( 烧 瓶 中 的 溶 液 ) 加 到 盛 AgNO 3 溶 液 的 试 管 中, 再 把 产 物 加 到 下 一 层 盛 有 C 6H 12O 6 溶 液 的 试 管 中, 同 时 把 试 管 浸 泡 在 热 水 中 ; 5.4 还 原 本 色 : 烧 瓶 中 的 溶 液 加 到 盛 有 ZnCl 2 溶 液 的 试 管 中, 再 把 产 物 加 到 下 一 层 盛 有 稍 浓 NH 3 H 2O 的 试 管 中 ; 5.5 色 彩 渐 变 : 烧 瓶 中 的 溶 液 加 到 盛 有 FeSO 4 溶 液 的 试 管 中, 再 把 产 物 加 到 下 一 层 盛 有 H 2O2 的 试 管 中 6 神 偷 天 龙 与 葫 芦 娃 6.1 在 装 有 少 量 无 水 Na 2SO 3 的 试 管 中 滴 入 2:1 的 H2 SO4 6.2 当 冷 凝 管 上 方 的 水 中 ( 滴 有 百 里 酚 蓝 ) 只 有 很 少 气 泡 逸 出 时, 通 入 NH 3 7 奇 异 花 束 向 放 置 花 束 的 玻 璃 钟 罩 内 通 入 NH3 8 连 续 产 气 在 气 体 连 续 发 生 器 的 反 应 管 中 加 固 体 反 应 物 (NaOH), 储 液 管 加 液 体 反 应 物 ( 浓 NH3 H2O) 开 启 玻 璃 活 塞, 液 体 进 入 反 应 管, 固 液 接 触, 反 应 开 始 ; 关 闭 活 塞, 液 体 被 压 回 储 液 管 中, 固 液 分 离, 反 应 停 止 实 验 现 象 描 述 整 套 实 验 包 含 八 个 趣 味 实 验 ( 含 13 个 小 实 验, 共 21 个 趣 味 现 象 ), 下 面 用 照 片 及 照 片 中 的 少 量 文 字 来 描 述 所 有 的 趣 味 现 象 97

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102 实 验 结 果 这 是 一 个 多 元 集 成 的 趣 味 实 验 几 乎 囊 括 中 学 阶 段 有 关 氨 的 所 有 知 识 点 :A 氨 气 的 制 取 ( 在 气 体 连 续 发 生 器 中, 用 固 体 NaOH 分 解 浓 NH 3 H 2 O 制 取 );B 收 集 ( 倒 挂 烧 瓶 );C 验 满 ( 拉 菲 红 酒 );D 易 溶 于 水 ( 自 动 喷 泉 );E 与 酸 反 应 ( 云 山 雾 海 );F 与 各 种 盐 反 应 { 原 味 果 汁 (Al 3+ ) 蓝 色 经 典 (Cu 2+ ) 优 质 牛 奶 (Hg 2+ ) 滴 水 生 银 (Ag + ) 还 原 本 色 (Zn 2+ ) 色 彩 渐 变 (Fe 2+ )}; G 与 酸 性 氧 化 物 反 应 ( 神 偷 天 龙 与 葫 芦 娃 );H 与 盐 形 成 配 合 物 ( 蓝 色 经 典 优 质 牛 奶 还 原 本 色 滴 水 生 银 );I 使 多 种 指 示 剂 变 色 ( 奇 异 花 束 神 偷 天 龙 与 葫 芦 娃 ) 方 案 包 含 8 个 趣 味 实 验 ( 含 13 个 小 实 验,21 个 趣 味 现 象 ), 共 25 个 化 学 变 化 { 云 山 雾 海 原 味 果 汁 ( 含 红 黄 鸡 尾 酒 ) 蓝 色 经 典 优 质 牛 奶 百 变 魔 瓶 ( 拉 菲 红 酒 自 动 喷 泉 滴 水 生 银 还 原 本 色 色 彩 渐 变 ) 神 偷 天 龙 与 葫 芦 娃 ( 含 二 氧 化 硫 的 制 取 ) 奇 异 花 束 ( 含 多 种 指 示 剂 变 色 ) 连 续 产 气 ( 含 氨 气 的 制 取 )} 涉 及 21 个 化 学 反 应 式 ( 不 含 指 示 剂 显 色 ) 洋 洋 大 观, 多 而 不 乱 整 个 实 验 操 作 连 同 解 说 词, 只 需 要 十 分 钟 左 右 把 氨 的 系 列 知 识 以 纵 向 实 验 横 向 实 验 的 趣 味 形 式 呈 现 出 来 尤 其 适 合 中 学 化 学 氨 的 一 节 教 学 及 总 复 习 所 用, 寓 教 学 于 实 验 中 于 乐 趣 中, 完 全 符 合 化 学 以 实 验 为 基 础 的 学 科 要 求 各 个 实 验 现 象 及 操 作 时 间 统 计 名 称 主 要 现 象 时 间 /s 云 山 雾 海 浓 烈 的 烟 2 原 味 果 汁 与 鸡 尾 酒 氢 氧 化 铝 如 一 粒 粒 果 肉, 分 别 溶 解 于 酸 碱 后, 加 入 水 果 粒 ( 含 甲 基 橙 ), 如 同 红 黄 鸡 尾 洒 30 蓝 色 经 典 天 蓝 色 变 成 海 一 般 浅 蓝 色, 再 变 成 梦 幻 般 的 蓝 色 10 优 质 产 奶 牛 奶 般 的 白 色 液 体 10 百 变 魔 瓶 清 水 变 红 酒 持 续 喷 泉 产 生 棕 色 沉 淀 溶 解 浑 浊 产 生 银 镜 产 生 白 色 沉 淀 溶 解 产 生 白 色 沉 淀 灰 绿 色 沉 淀 红 褐 色 沉 淀, 并 有 气 体 生 成

103 神 偷 天 龙 与 葫 芦 娃 水 杯 中 有 气 泡 三 口 烧 瓶 中 有 浓 烟 黄 色 液 体 变 成 美 丽 的 蓝 紫 色 液 体 25 奇 异 花 束 浅 黄 色 的 花 分 别 变 成 七 彩 颜 色 5 连 续 产 气 即 开 即 产 生 氨 气, 即 关 即 停 止 反 应 即 时 注 意 事 项 及 其 他 1 固 体 氢 氧 化 钠 必 须 预 先 处 理 ; 2 因 为 是 气 体 性 质 实 验, 应 保 证 良 好 的 气 密 性, 尤 其 是 百 变 魔 瓶 及 神 偷 天 龙 与 葫 芦 娃 两 部 分 ; 3 蓝 色 经 典 及 优 质 牛 奶 奇 异 花 束 等 实 验, 药 品 浓 度 应 控 制 在 合 适 的 范 围 ; 103

104 设 计 编 号 题 目 灰 肺 烟 灭 从 一 只 鲜 红 的 肺 到 一 只 黑 肺 的 蜕 变 [ 实 验 目 的 ] 1. 本 实 验 用 模 型 模 拟 吸 烟 导 致 人 肺 部 的 变 化, 配 以 文 字 和 图 片 说 明, 以 宣 传 禁 烟 ; 2. 让 感 兴 趣 的 人 们 了 解 该 模 型 中 的 化 学 反 应 原 理 和 过 程, 体 验 化 学 的 魅 力 [ 实 验 整 体 说 明 ] 气 体 发 生 装 置 产 生 气 体, 气 体 进 入 人 工 肺 装 置, 使 浸 透 指 示 剂 的 人 工 肺 变 黑, 同 时 伴 有 白 烟 生 成 染 色 前 染 色 后 变 色 后 ( 正 常 肺 ) ( 受 损 肺 ) [ 实 验 材 料 ] 1. 药 品 : 百 里 酚 蓝 浓 盐 酸 浓 氨 水 95% 乙 醇 蒸 馏 水 ; 2. 仪 器 : 电 热 套 蒸 馏 烧 瓶 烧 杯 锥 形 瓶 T 形 管 导 管 若 干 橡 皮 管 若 干 胶 塞 ; 3. 其 它 用 具 : 海 绵 透 明 塑 料 盒 塑 料 波 纹 管 透 明 胶 剪 刀 [ 实 验 原 理 ] 1. 百 里 酚 蓝 在 碱 性 条 件 下 变 蓝 ; 百 里 酚 蓝 指 示 剂 的 颜 色 变 化 : ( 图 片 来 源 :General Chemistry Online) ph 值 颜 色 < 1.2 红 色 1.2 ~ 2.8 红 色 黄 色 2.8 ~ 8.0 黄 色 8.0 ~ 9.6 黄 色 蓝 色 ( 图 片 来 源 :WIKIPEDIA) > 9.6 蓝 色 104

105 红 色 黄 色 蓝 色 百 里 酚 蓝 的 结 构 及 其 随 溶 液 酸 碱 度 的 变 化 而 产 生 的 变 化 2. 氨 气 和 氯 化 氢 气 体 反 应 生 成 氯 化 铵 白 烟 NH 3 + HCl ==== NH 4 Cl [ 制 作 过 程 ] 1. 人 工 肺 及 其 相 关 部 件 的 制 作 : 1) 用 剪 刀 将 海 绵 剪 成 人 肺 的 形 状, 分 别 在 两 片 肺 的 侧 面 穿 一 个 小 孔, 然 后 用 剪 刀 伸 入 小 孔 并 将 海 绵 内 部 适 当 挖 空 将 T 形 管 等 长 的 两 端 插 入 上 述 小 孔 中, 第 三 端 与 橡 皮 管 相 连, 橡 皮 管 外 面 套 上 塑 料 波 纹 管 以 模 拟 气 管 ; 2) 取 一 个 废 旧 的 透 明 塑 料 包 装 盒, 在 一 面 的 中 间 开 口 ; 3) 把 人 工 肺 装 入 上 述 盒 子 内, 将 套 有 塑 料 波 纹 管 的 橡 皮 管 从 上 述 开 口 中 抽 出, 通 过 玻 璃 导 管 橡 皮 管 等 与 气 体 发 生 装 置 相 连 2. 气 体 发 生 装 置 的 组 装 : 人 工 肺 装 置 105

106 A ( 图 片 来 源 : 百 度 图 片 ) B C 1) 将 蒸 馏 头 C 端 与 蒸 馏 烧 瓶 相 连,B 端 蒸 塞 馏 入 头 带 导 管 的 胶 塞 ( 与 人 工 肺 装 置 相 连 ),A 端 用 胶 塞 密 封 ; 2) 蒸 馏 烧 瓶 ( 含 沸 石 ) 置 于 电 热 套 中 ; 3. 尾 气 处 理 装 置 的 组 装 : 在 透 明 塑 料 盒 底 部 打 一 个 小 孔, 将 玻 璃 导 管 塞 入 孔 中, 然 后 在 玻 璃 导 管 的 另 一 端 连 上 橡 皮 管, 橡 皮 管 的 另 一 端 通 入 水 中 4. 试 剂 的 配 制 : 1) 百 里 酚 蓝 指 示 剂 : 取 一 药 匙 百 里 酚 蓝 粉 末 于 烧 杯 中, 加 入 50mL 95% 乙 醇, 再 加 入 50mL 蒸 馏 水, 充 分 搅 拌, 静 置 后 过 滤 ; 2) 取 25% 氨 水 37% 盐 酸 各 100mL, 分 别 倒 入 两 个 蒸 馏 烧 瓶 中, 塞 上 胶 塞, 备 用 5. 前 期 准 备 : 1) 把 百 里 酚 蓝 指 示 剂 均 匀 浇 于 人 工 肺 上 ; 2) 将 装 有 浓 盐 酸 的 蒸 馏 烧 瓶 放 入 电 热 套 中, 与 人 工 肺 装 置 相 连, 加 热 一 段 时 间 后, 可 见 人 工 肺 变 成 鲜 红 色 ; 氯 化 氢 气 体 使 百 里 酚 蓝 指 示 剂 变 成 鲜 红 色 ( 注 : 黑 色 部 分 为 未 溶 解 的 百 里 酚 蓝 粉 末 ) 3) 将 装 有 浓 氨 水 的 蒸 馏 烧 瓶 放 入 电 热 套 中, 与 人 工 肺 装 置 相 连 [ 展 示 过 程 ] 开 启 电 热 套, 加 热 氨 水 一 段 时 间 后, 可 见 塑 料 盒 中 有 白 烟 生 成, 且 鲜 红 色 的 人 工 肺 慢 慢 变 黑 106

107 [ 实 验 效 果 ] 通 入 氨 气 后, 可 见 鲜 红 色 的 人 工 肺 逐 渐 变 蓝, 最 终 变 成 蓝 黑 色, 同 时 伴 有 白 烟 生 成 白 烟 能 够 模 拟 香 烟 烟 雾 缭 绕 的 效 果 ; 人 工 肺 由 鲜 红 色 变 成 蓝 黑 色, 能 够 体 现 吸 烟 对 人 体, 尤 其 是 肺 部 的 严 重 伤 害 左 肺 鲜 红 色 处 开 始 冒 烟 人 工 肺 逐 渐 变 黑, 并 伴 有 白 烟 生 成 [ 创 新 点 ] 1. 在 实 验 选 材 方 面, 我 们 选 择 了 用 海 绵 制 作 人 工 肺 代 替 猪 肺 进 行 实 验 除 了 因 为 指 示 剂 在 海 绵 上 的 显 色 效 果 较 猪 肺 上 的 效 果 好 之 外, 我 们 还 希 望 模 拟 肺 由 内 至 外 颜 色 逐 渐 变 深 变 黑 的 过 程 如 此 的 颜 色 渐 变 过 程 可 以 较 好 地 模 拟 肺 部 受 香 烟 影 响 致 病 的 过 程, 让 观 众 深 刻 地 认 识 到 香 烟 对 人 体 的 危 害 同 时, 颜 色 由 内 至 外 由 红 变 黑, 增 强 了 实 验 的 趣 味 性 2. 在 实 验 过 程 中, 我 们 先 向 盒 子 中 通 入 氯 化 氢 气 体, 当 气 体 充 满 盒 子 时, 再 通 氨 气, 两 种 气 体 相 遇 生 成 白 烟 白 烟 在 透 明 盒 子 中 缭 绕, 正 是 模 仿 了 吸 烟 时 烟 雾 缭 绕 的 效 果 人 工 肺 在 白 色 烟 中 逐 渐 由 红 色 变 为 黑 色, 形 象 地 表 现 出 香 烟 以 及 二 手 烟 对 人 的 危 害, 进 一 步 凸 显 出 禁 烟 的 主 题 同 时, 也 使 实 验 更 具 观 赏 性 3. 在 实 验 中, 我 们 使 用 了 氨 气 和 氯 化 氢 两 种 气 体 两 种 气 体 互 相 接 触, 发 生 中 和 反 应, 生 成 氯 化 铵, 107

108 是 很 好 的 氮 肥, 不 会 对 环 境 造 成 污 染 如 此, 呼 应 了 大 赛 绿 色 环 保 的 主 题 [ 注 意 事 项 ] 1. 氨 气 和 氯 化 氢 气 体 对 人 体 呼 吸 道 有 一 定 刺 激 作 用, 实 验 操 作 时, 应 在 通 风 处 进 行 ; 2. 可 用 玻 璃 盒 等 其 它 透 明 盒 子 代 替 塑 料 盒, 但 盒 子 应 保 持 密 封 若 有 缝 隙, 可 用 硅 胶 透 明 胶 带 等 密 封 ; 3. 可 以 把 人 工 肺 浸 泡 在 百 里 酚 蓝 指 示 剂 中, 以 使 人 工 肺 充 分 浸 透 指 示 剂 若 人 工 肺 不 浸 透 指 示 剂, 会 对 变 色 效 果 有 一 定 影 响 4. 用 电 热 套 加 热 时, 应 往 蒸 馏 烧 瓶 中 加 入 沸 石, 防 止 溶 液 暴 沸 同 时, 蒸 馏 烧 瓶 外 壁 应 保 持 干 燥, 以 防 对 电 热 套 和 蒸 馏 烧 瓶 造 成 损 害 ; 5. 氨 气 和 氯 化 氢 气 体 反 应 生 成 的 氯 化 铵 白 烟 需 要 较 长 一 段 时 间 才 能 逐 渐 溶 于 水 中 ( 注 : 照 片 中 的 颜 色 可 能 与 实 际 有 出 入 ) 108

109 设 计 编 号 题 目 The World In Chemistry 原 料 甲 基 橙 30%H2O2 粗 CuSO4 3mol L-1NH3 H2O HCl(1+3) 2 mol L-1NaOH 酚 酞 浓 H2SO4 大 理 石 KMnO4 固 体 CoCl2 亚 甲 基 蓝 仪 器 设 备 铁 架 台 5 个 滴 液 漏 斗 250mL 三 颈 烧 瓶 2 个 直 角 夹 2 个, 冷 凝 管 夹 1 个 大 试 管 1 支 单 孔 胶 塞 大 胶 塞 烧 瓶 夹 磨 口 仪 器 扣 19# 空 心 塞 250mL 锥 形 瓶 1 个 层 析 柱 塑 料 泡 沫 毛 细 管 100mL 三 颈 烧 瓶 1 个 自 制 玻 璃 导 管 胶 塞 升 降 台 硬 卡 纸 及 作 画 宣 纸 乳 胶 管 细 绳 原 理 1 增 压 装 置 主 要 是 利 用 了 大 理 石 与 HCl 反 应 生 成 CO 2 气 体, 使 烧 瓶 内 部 压 强 增 大 此 处 在 大 理 石 中 加 入 甲 基 橙, 是 利 用 了 甲 基 橙 在 酸 性 溶 液 中 显 红 色 的 性 质 使 得 反 应 过 程 有 颜 色 变 化, 给 观 众 呈 现 一 个 多 彩 直 观 的 反 应 效 果 此 外, 实 验 材 料 选 用 大 理 石 和 HCl 反 应 是 因 为 该 反 应 的 原 材 料 简 单 易 得, 安 全 且 绿 色 环 保 作 为 酸 液 的 另 一 选 择 HAc, 与 HCl 相 比,HAc 酸 性 没 有 HCl 强, 与 CaCO 3 的 反 应 剧 烈 程 度 不 足, 反 应 过 慢, 使 反 应 不 够 精 彩 直 观 而 利 用 HCl 则 不 存 在 上 述 问 题, 利 用 HCl 与 大 理 石 反 应, 则 反 应 的 剧 烈 程 度 适 中 2. 毛 细 管 上 推 装 置 该 装 置 主 要 是 把 上 述 的 增 压 装 置 所 产 生 的 气 体 通 到 毛 细 管 上 推 装 置 中, 使 锥 形 瓶 内 压 强 大 于 大 气 压, 在 压 强 差 的 作 用 下, 使 溶 液 沿 着 装 置 上 升 而 在 该 装 置 上 部 即 层 析 柱 中 加 一 块 泡 沫, 利 用 泡 沫 和 液 体 的 密 度 差 异 ( 泡 沫 的 密 度 小 于 液 体 的 密 度 ), 泡 沫 浮 在 液 体 表 面 所 以, 液 体 在 层 析 柱 中 上 升 过 程 中, 随 着 液 面 的 上 升, 泡 沫 也 会 随 之 上 升, 当 它 到 一 定 的 高 度 时, 就 与 毛 细 管 接 触, 将 毛 细 管 顶 起, 毛 细 管 也 随 着 上 升, 上 升 到 一 定 高 度, 将 装 置 上 端 的 重 物 ( 即 胶 塞 ) 顶 倾 斜, 从 而 使 重 物 掉 落 在 该 装 置 中 的 锥 形 瓶 中 加 入 的 溶 液 是 [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 络 合 溶 液, 是 由 硫 酸 铜 与 氨 水 反 应 制 得 我 们 不 直 接 选 用 CuSO 4 的 原 因 是 : 将 液 体 配 成 颜 色 较 深 的 CuSO 4 溶 液, 需 要 大 量 的 CuSO 4, 与 实 验 要 求 中 资 源 节 约 这 一 点 不 符 合 了 如 果 CuSO 4 用 量 较 少, 现 象 不 明 显 由 于 [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 溶 液 颜 色 本 身 颜 色 较 深, 只 需 少 量 的 CuSO4 和 少 量 NH 3 H 2 O 本 装 置 中 使 用 泡 沫 则 是 由 于 泡 沫 较 硬, 能 顶 起 毛 细 管 而 不 变 形, 同 时 其 密 度 较 小, 在 水 溶 液 中 浮 力 较 大, 有 足 够 的 力 量 去 推 动 后 续 装 置 使 用 毛 细 管, 则 是 由 于 其 较 轻, 不 需 要 较 大 的 力 量 就 能 推 动 它 3 旋 转 装 置 由 试 管 构 成 的 部 分, 这 部 分 主 要 用 了 利 用 重 力, 使 试 管 外 的 活 塞 一 经 滑 落, 试 管 的 重 力 使 试 管 旋 转 变 为 管 口 方 向 倾 斜, 从 而 使 液 体 能 从 试 管 中 流 进 下 端 的 三 颈 烧 瓶 中, 在 试 管 所 装 的 溶 液 为 HCl 和 H 2 O 2 的 混 合 溶 液, 在 试 管 口 放 几 颗 较 大 的 KMnO 4 固 体, 当 试 管 倾 斜 的 时 候, 混 合 溶 液 中 的 H 2 O 2 就 与 KMnO 4 固 体 接 触, 反 应 产 生 O 2, 增 大 试 管 中 的 气 压, 使 盐 酸 溶 液 顺 利 进 入 到 下 一 个 装 置, 从 而 进 行 下 一 个 实 验 在 这 里 我 们 选 择 HCl 和 H 2 O 2 混 合 溶 液, 是 为 了 让 试 管 中 的 溶 液 能 更 容 易 进 入 下 一 个 装 置, 防 止 因 压 力 不 足 进 不 到 下 一 个 装 置 试 管 的 塞 子 上 除 了 装 有 一 个 溶 液 输 送 的 导 管, 还 另 外 接 了 一 个 导 管, 这 同 样 也 是 为 了 防 止 试 管 内 的 气 压 过 小, 使 溶 液 无 法 进 入 到 下 一 个 装 置 中 4 吹 液 装 置 随 着 上 旋 转 装 置 的 溶 液 进 入 到 这 个 装 置,HCl 会 与 大 理 石 反 应, 产 生 大 量 的 CO 2 气 体, 气 体 将 沿 着 自 制 的 U 型 玻 璃 导 管 排 出 到 大 气 中 而 我 们 将 大 约 1mL 的 浓 H 2 SO 4 装 于 U 型 玻 璃 导 管 的 底 部, 产 生 109

110 的 气 体 会 使 浓 硫 酸 被 压 出 导 管, 最 后 沿 着 导 管 滴 到 绳 子 上 由 于 浓 H 2 SO 4 的 强 腐 蚀 性 使 经 处 理 过 的 绳 子 被 腐 蚀 断 在 这 个 断 线 装 置 中, 同 样 也 应 用 较 为 直 观 的 颜 色, 重 力 装 置 中 的 HCl 和 H 2 O 2 的 混 合 溶 液 中 同 样 加 入 了 甲 基 橙, 使 溶 液 呈 现 出 深 粉 红 色 5 褪 色 装 置 在 H 2 SO 4 冲 出 的 导 管 口 下 方 摆 放 着 一 个 盛 着 粉 红 色 的 溶 液, 它 是 在 少 量 的 稀 NaOH 溶 液 中, 加 入 酚 酞 指 示 剂 制 作 而 成 由 于 酚 酞 在 酸 性 条 件 下 是 为 无 色 的,H 2 SO 4 一 滴 到 溶 液 中, 使 溶 液 变 为 酸 性 的, 溶 液 也 因 此 从 红 色 变 为 无 色 使 用 磁 力 搅 拌 器, 只 要 是 烧 杯 中 的 溶 液 迅 速 混 合, 并 且 溶 液 的 变 色 过 程 更 加 明 显 6 卷 画 舒 展 装 置 通 过 经 处 理 的 绳 子 与 上 一 个 装 置 连 接 起 来, 当 绳 子 断 开 是, 由 于 重 力 的 作 用 使 该 装 置 中 的 塞 子 掉 落, 塞 子 底 部 所 连 的 药 槽 则 与 溶 液 接 触, 从 而 引 起 了 化 学 反 应 在 药 槽 中 盛 有 KMnO 4 固 体, 在 三 颈 烧 瓶 中 盛 有 H 2 O 2 溶 液, 它 们 一 经 接 触 则 会 进 行 剧 烈 反 应, 产 生 大 量 的 O 2, 这 些 气 体 便 沿 着 导 管 冲 出 当 卷 好 的 画 纸 放 置 导 管 出 口, 当 有 大 量 O 2 冲 出 时, 会 推 动 卷 着 的 画 纸 展 开 画 纸 是 经 过 处 理 的, 画 纸 上 的 画 不 是 采 用 普 通 颜 料 画 的, 它 是 用 试 剂 药 品 画 的, 在 图 上 画 的 一 个 图 画 主 要 是 一 个 锥 形 瓶 里 装 着 蓝 色 的 地 球, 寓 意 是 世 界 在 化 学 里, 世 界 因 化 学 而 多 姿 多 彩, 蓝 色 地 球 和 锥 形 瓶 都 是 用 亚 甲 基 蓝 画 的, 而 锥 形 瓶 内 液 体 则 是 用 氯 化 钴 饱 和 溶 液 画 的 此 装 置 中 选 择 了 H 2 O 2 与 KMnO 4 的 反 应, 是 由 于 该 反 应 比 较 剧 烈, 喷 出 气 体 的 力 量 速 度 都 足 够 强, 而 且 更 重 要 的 是 产 生 的 气 体 是 氧 气, 符 合 绿 色 环 保 的 要 求 操 作 步 骤 1 增 压 装 置 步 骤 1: 在 250mL 的 三 颈 烧 瓶 中 加 入 几 小 块 已 敲 碎 的 大 理 石 并 往 里 滴 加 3 滴 甲 基 橙 指 示 剂, 用 已 截 短 的 导 气 管 (19#) 塞 进 三 颈 烧 瓶 中 间 的 口 中, 并 用 磨 口 仪 器 扣 固 定 随 后 用 烧 瓶 夹 固 定 在 平 稳 的 铁 架 台 上 面, 高 度 离 台 面 约 20cm 往 气 密 性 良 好 的 分 液 漏 斗 中 加 入 体 积 比 1:3 的 HCl 约 60mL, 把 该 滴 定 漏 斗 接 到 上 述 的 三 颈 瓶 左 边 口 中, 另 外 一 口 先 用 空 心 塞 (19#) 塞 好 2. 毛 细 管 上 推 装 置 步 骤 2: 往 250mL 的 锥 形 瓶 中 加 入 适 量 的 CuSO 4 固 体, 加 适 量 的 水 ( 约 100mL) 溶 解, 往 该 溶 液 中 在 加 入 3mol L -1 的 NH 3 H 2 O 直 至 沉 淀 溶 解 ; 用 事 先 准 备 好 的 橡 胶 塞 塞 好 并 用 乳 胶 管 把 步 骤 1 中 的 导 气 管 跟 橡 胶 塞 的 短 玻 璃 管 连 起 来 ; 往 一 支 已 检 漏 的 层 析 柱 中 把 准 备 好 的 圆 柱 形 泡 沫 放 到 底 部, 用 已 在 中 间 打 有 一 细 孔 的 胶 塞 把 层 析 柱 的 上 口 塞 上, 并 往 细 孔 上 插 入 加 工 过 的 毛 细 管, 用 乳 胶 管 把 层 析 柱 的 下 口 和 锥 形 瓶 的 长 玻 璃 管 用 乳 胶 管 连 接, 然 后 用 烧 瓶 夹 固 定 在 稳 固 的 铁 架 台 上, 调 整 高 度 适 应 步 锥 形 瓶 的 位 置 3 旋 转 装 置 步 骤 3: 把 两 直 角 夹 先 套 进 铁 架 台, 上 面 的 用 于 把 冷 凝 管 夹 固 定 在 铁 架 台 上, 冷 凝 管 夹 再 固 定 一 支 装 有 水 的 大 试 管, 调 整 直 角 夹 和 冷 凝 管 夹 的 高 度 试 管 与 层 析 柱 的 高 度 然 后 再 慢 慢 地 调 整 冷 凝 管 夹 和 直 角 夹 之 间 的 滑 动, 使 试 管 可 以 自 由 的 转 动 ; 下 面 的 直 角 夹 用 于 调 节 试 管 的 旋 转 度 把 试 管 换 回 盛 有 药 品 ( 见 步 骤 4) 的 大 试 管, 用 一 个 处 理 过 的 大 橡 胶 塞 压 在 试 管 的 下 端 上 部, 调 节 好 之 间 的 滑 动, 尽 量 到 临 界 点 ( 轻 轻 一 碰 橡 胶 塞 就 掉 下 来 ), 再 调 节 好 橡 胶 塞 与 毛 细 管 的 位 置, 使 橡 胶 管 在 毛 细 管 的 正 上 方 步 骤 4: 往 大 试 管 中 加 入 1:3 的 HCl40mL 和 30% H 2 O 2 10mL, 再 加 入 3 滴 甲 基 橙 指 示 剂, 混 合 均 匀 把 试 管 倾 斜, 小 心 翼 翼 地 往 离 试 管 口 约 1.5 cm 的 地 方 放 入 少 量 的 KMnO 4 颗 粒, 塞 上 接 有 短 导 管 ( 接 有 乳 胶 管 并 用 夹 子 夹 住 ) 的 橡 胶 塞 ; 整 个 装 置 如 图 所 示 4 吹 液 装 置 步 骤 5: 往 100 ml 的 三 颈 烧 瓶 中 加 入 适 量 的 大 理 石 小 碎 片, 把 三 颈 烧 瓶 用 烧 瓶 夹 固 定 在 平 稳 的 铁 架 110

111 台 上 面, 调 整 好 高 度, 要 求 要 与 上 一 步 的 装 置 相 适 应, 中 间 的 瓶 口 再 用 19# 的 玻 璃 塞 塞 住 并 用 磨 口 仪 器 扣 固 定, 用 导 气 管 连 接 上 步 中 的 乳 胶 管, 再 把 导 气 管 连 到 三 颈 烧 瓶 的 左 端 瓶 口, 用 磨 口 仪 器 扣 固 定 右 边 的 口 也 用 一 连 有 乳 胶 管 的 导 气 管 塞 住 并 用 磨 口 仪 器 扣 固 定 步 骤 6: 往 自 制 的 玻 璃 管 中 加 入 适 量 的 浓 H 2 SO 4, 用 直 角 夹 和 试 管 夹 ( 中 间 要 垫 些 纸 ) 固 定 在 铁 架 台 上, 调 整 高 度, 平 长 的 一 端 与 上 步 的 导 气 管 相 接, 调 整 玻 璃 管 使 之 水 平 与 上 面 连 起 来 的 效 果 图 如 图 所 示 5 褪 色 装 置 步 骤 7: 在 玻 璃 管 口 的 正 下 方 放 一 个 磁 力 搅 拌 器 ; 往 一 个 150 ml 烧 杯 中 加 水 约 70 ml, 滴 入 几 滴 酚 酞 作 指 示 剂, 再 加 几 滴 2mol L -1 的 NaOH 溶 液, 使 溶 液 呈 红 色, 混 合 均 匀 后 加 入 磁 子, 放 到 磁 力 搅 拌 器 上, 调 整 位 置 既 可 以 接 收 到 滴 下 来 的 H 2 SO 4 又 可 以 使 磁 子 转 动 时 不 碰 壁 具 体 参 考 右 图 6 卷 画 舒 展 装 置 步 骤 8: 往 与 橡 胶 塞 用 铜 丝 相 连 的 药 槽 ( 笔 头 ) 里 加 入 小 量 的 KMnO 4 小 固 体, 再 往 铁 架 台 上 套 上 用 烧 瓶 夹 改 装 成 的 仪 器, 固 定 把 橡 胶 塞 上 的 绳 子 跨 过 后 转 向 吹 液 装 置 ( 步 骤 6) 中 的 铁 架 台 下 端, 调 整 使 线 条 刚 好 在 玻 璃 管 口 的 下 端 并 把 绳 子 的 一 端 固 定 好, 然 后 再 调 节 烧 瓶 使 之 与 橡 胶 塞 适 应 ( 橡 胶 塞 掉 下 来 刚 好 可 以 把 烧 瓶 口 塞 住, 橡 胶 塞 下 的 小 容 器 不 可 以 与 液 体 相 接 触 ) 步 骤 9: 把 步 骤 5 中 的 与 导 气 管 连 接 的 乳 胶 管 的 另 一 端 与 加 工 过 的 玻 璃 管 ( 形 如 滴 管 ) 粗 的 一 端 相 接, 用 直 角 夹 固 定 在 铁 架 台 上, 把 画 好 的 画 的 一 端 固 定 在 硬 卡 纸 上, 把 硬 卡 纸 放 在 升 降 台 上, 调 整 升 降 台 高 度 与 玻 璃 管 口 适 应, 小 心 的 把 画 纸 卷 起 来, 并 移 动 硬 纸 片 使 卷 起 来 的 纸 面 抵 住 玻 璃 管 细 口 处 7 启 动 反 应 步 骤 10: 搭 建 装 置, 检 查 气 密 性 ; 打 开 步 骤 4 中 的 夹 子, 再 把 步 骤 1 的 三 颈 烧 瓶 右 边 口 的 空 心 塞 拿 开, 旋 开 滴 液 漏 斗 的 活 塞 使 HCl 流 下 约 35 ml 后 迅 速 关 闭 活 塞, 并 把 烧 瓶 右 边 瓶 口 用 空 心 塞 塞 住, 再 用 磨 口 仪 器 扣 固 定 好, 待 层 析 柱 的 液 体 快 溢 出 时 可 把 滴 液 漏 斗 的 活 塞 稍 微 旋 开 一 点 以 泄 压, 观 察 现 象 反 应 前 装 置 图 实 验 现 象 描 述 当 演 示 者 启 动 装 置, 即 将 动 力 装 置 上 的 分 液 漏 斗 旋 开,HCl 溶 液 流 进 动 力 装 置 中 的 三 颈 烧 瓶 中, 溶 液 变 为 深 粉 红 色, 固 液 反 应, 产 生 大 量 气 体 111

112 毛 细 管 上 推 装 置 中 蓝 色 溶 液 逐 渐 沿 着 层 析 柱 上 升, 长 条 形 泡 沫 浮 在 蓝 色 溶 液 液 面 上, 也 随 着 溶 液 徐 徐 上 升, 当 上 升 到 一 定 高 度 时, 长 条 形 泡 沫 顶 到 毛 细 管, 长 条 形 泡 沫 推 着 毛 细 管 上 升, 毛 细 管 也 沿 着 竖 直 方 向 上 升, 上 升 到 一 定 高 度 后, 毛 细 管 顶 端 遇 到 重 力 装 置 中 的 重 物 ( 橡 胶 塞 ) 重 物 ( 橡 皮 塞 ) 会 逐 渐 倾 向 一 边, 最 后 由 于 重 力 的 作 用, 重 物 掉 落, 装 着 反 应 液 的 试 管 由 原 来 试 管 底 部 倾 斜 向 下 旋 转 为 试 管 口 倾 斜 向 下, 试 管 中 本 来 与 溶 液 未 接 触 的 KMnO 4 固 体 和 粉 红 色 溶 液 接 触, 缓 慢 的 产 生 O 2, 粉 红 色 溶 液 沿 着 导 管 进 入 斜 下 方 的 气 体 发 生 装 置, 与 大 理 石 反 应, 产 生 大 量 CO 2 O 2 将 U 型 导 管 中 的 H 2 SO 4 冲 出 并 滴 在 经 处 理 的 绳 子 上, 而 未 沾 在 绳 子 的 H 2 SO 4 进 入 绳 子 下 方 的 盛 着 粉 红 色 溶 液 中, 随 着 H 2 SO 4 的 滴 入, 溶 液 迅 速 变 为 无 色 经 过 大 约 十 几 秒 的 H 2 SO 4 的 腐 蚀, 绳 子 突 然 断 开, 右 边 装 置 中 的 悬 着 的 塞 子 掉 落, 并 刚 好 堵 住 三 颈 烧 瓶 的 瓶 口, 塞 子 下 方 的 药 槽 也 由 原 来 悬 着 瓶 内 也 随 着 塞 子 掉 落 后 与 无 色 溶 液 接 触, 在 接 触 后 剧 烈 反 应, 产 生 大 量 的 气 体, 气 体 沿 着 试 管 冲 出, 推 开 抵 住 导 管 口 的 卷 画, 原 本 卷 着 的 画 逐 渐 舒 展 开 来, 展 现 出 一 幅 用 化 学 试 剂 画 的 主 题 为 The World In Chemistry 图 反 应 后 总 装 置 图 实 验 结 果 通 过 一 个 化 学 上 的 多 米 诺 反 应, 将 写 有 The World In Chemistry 的 宣 纸 展 现 在 观 众 面 前 说 明 我 们 的 生 活 与 化 学 息 息 相 关, 与 化 学 同 在 注 意 事 项 及 其 他 夹 试 管 的 冷 凝 管 夹 与 直 角 夹 相 连 部 位 表 面 最 好 涂 上 凡 士 林, 这 样 可 以 使 旋 转 装 置 的 转 动 性 能 更 好 压 试 管 的 大 胶 塞 要 放 好 位 置, 尽 管 向 后 倾 斜, 这 样 可 以 更 加 容 易 推 开 毛 细 管 应 竖 直 对 准 大 胶 塞, 否 则 实 验 将 失 败 U 型 玻 璃 管 内 不 要 装 入 太 多 H 2 SO 4, 否 则 容 易 溢 出, 反 应 未 启 动, 绳 子 已 被 腐 蚀 ; 出 液 口 要 对 准 下 面 装 有 溶 液 的 烧 杯, 防 止 H 2 SO 4 腐 蚀 仪 器 绳 子 最 好 抵 着 U 型 玻 璃 导 管 管 口, 这 样 可 以 让 绳 子 更 加 充 分 的 接 触 H2SO4, 减 少 断 112

113 掉 的 时 间 带 有 药 槽 的 胶 塞 要 竖 直 对 准 三 颈 烧 瓶 口, 笔 头 高 度 不 宜 过 低, 防 止 固 体 与 液 体 接 触 卷 画 装 置 中 的 喷 气 导 管, 对 着 画 的 部 分 得 是 小 口 径, 这 样 可 以 增 加 吹 气 的 力 度, 让 画 更 加 容 易 展 开 宣 纸 所 作 的 画 注 意 卷 好, 让 风 一 吹 就 可 以 展 开 整 个 过 程 应 处 于 无 风 环 境 113