人教版高中化学选修6 第一单元 从实验走进化学 1.1实验化学起步 上课课件（共44张ppt）

(共44张PPT)

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古代炼丹炉
青铜器的冶炼
铁器的铸造
现代化学实验
古代炼丹炉

化学的进步离不开化学实验的发展
化学的进步离不开化学实验的贡献，主要表现在：
1.化学实验是人类认识自然、认识物质的有力工具
2.化学的理论、规律及应用都是通过对大量实验事实、资料进行分析、概括、综合和总结而发现的
3.化学家的设想、假说、理论都要求通过科学实验或实际生活的验证
生活中你又有哪些发现呢？
实验化学不仅可以帮助我们学习新知识，而且能真正的感受到发现的乐趣。
同学们快快进入化学的奇趣世界吧
课题一 实验化学起步
1. 实验化学的目标、内容与学习方法
2. 保证实验安全
3. 试验成功的关键

教学目标
知识与能力
了解化学实验的重要性
基本掌握化学实验的方法和技术
通过实验总结一般实验规律，形成基本解决问题的能力
情感与态度
培养科学的严谨态度和锐意进取的创新精神；
形成绿色化学的观念。
过程与方法
通过化学实验历史的了解，增加化学知识
通过实验增加动手能力

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重点
难点
了解化学发展史，知道实验的重要性
理解实验成功的一般规律
1. 实验化学的目标、内容与学习方法
1.1 实验化学的目标
（1）认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法；
（2）掌握基本的化学实验方法和技能，了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用；
（3）了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用化学实验解决相关问题的能力；
（4）形成严谨求实的科学态度，具有批判精神和创新意识；
（5）形成绿色化学的观念，强化实验安全意识。
1.2 实验化学的内容
（1）通过实验活动，获得一些化学事实，在经过思考、 归纳、小结，进一步认识化学变化的本质；
（2）初步掌握分离、提纯、制备、合成物质的方法；
（3）认识反应条件的控制在化学研究中的作用与意义；
（4）认识定量分析在化学研究中的重要性；
（5）学习实验设计的基本方法和思路
1.3 实验化学的学习方法
每一门课都有自己的特点和规律，要善于分析和总结：
（1）预习：认真阅读教科书，明确实验目的、基本原理和实验内容；
（2）实验：严格遵守实验规则，按步骤实验；
（3）完成实验报告：认真分析总结实验现象，简明扼要填写报告
2. 保证实验安全
化学实验中不仅使用了很多化学试剂，而且要用到许多专门的仪器，这些都可能对人体造成伤害。
2.1 实验室应该遵守的规则
(1)不准带食物进入实验室，违者，教师有权拒绝其进入。
(2)进入实验室后，按指定座位就坐（一般不变动），轻放凳子，不得在实验室大声喧哗、追逐，就坐后，检查桌子、仪器整洁情况，若发现问题，立刻报告老师。
(3)在实验过程中，若不小心损坏仪器，即向任课教师报告。并申请补领。
(4)实验结束时，及时搞好清洁，摆好仪器、药品；挂起凳子，有序地离开课室。小组长协助老师检查。
(5)绝不能乱写画桌子，爱护设备，若有违反，照价培偿，并公开批评或处分。
(6)在实验室上课时动作要迅速。
2.2 常见危险品的分类和标志
2.2.1 易燃试剂
在处理易燃试剂时，都应严格检查在附近有无明火。在有机化学实验室，有机溶剂通常是由一些易燃的液体组成。下列常用的有机溶剂都具有很大的易燃性：碳氢化合物如己烷、轻石油（即石油醚）、苯、甲苯；醇类如甲醇、乙醇；酯类如乙酸乙酯；酮类如丙酮；醚类化合物因其暴露在空气或见光会产生易爆炸的过氧化物，因此，使用时要特别注意。
2.2.2 易爆试剂
一些药品因其能与水或其他物质发生爆炸性的反应，因而具有爆炸性的危险。碱金属就是一个普通的例子，金属钠和水剧烈反应，金属钾与水发生爆炸性的反应。也有一些化合物具有爆炸的危险性是和它们自身的结构有关的。通常这些分子中含有许多的氧原子或氮原子，因而能够发生分子内氧化还原反应，或产生像氮气这样稳定的分子。当这些化合物是干燥的时候，对撞击震动较敏感，具有爆炸性的危险。例如：聚氮化合物、苦味酸、炔银等炔金属、叠氮化合物、重氮化合物、过氧化物、过氯酸盐等。
2.2.3 氧化剂
在有机化学实验室里，由于氧化剂与纸张等易燃物质接触使其着火，因此也是有相当的危险的。硫酸、硝酸既有很强的腐蚀性，也有很强的氧化性
像漂白粉、过氧化氢、过酸、二氧化钴和高锰酸钾等都是很强的氧化剂。
2.2.4 腐蚀性药品
处理或使用腐蚀性试剂时一定要戴上防护手套。一旦溅到皮肤上，应立即用大量的水冲洗干净。无机酸当中的硫酸、盐酸、氢溴酸、磷酸和硝酸，有机酸中的羧酸、磺酸都是具有腐蚀性的。苯酚也是相当危险的，能导致皮肤灼伤，它的有毒蒸气能够被皮肤吸收。无机碱中的氢氧化钠、氢氧化钾这样的强碱，硫酸钠、硫酸钾这样的弱碱都具有腐蚀性，有机碱中的胺、羟胺、三乙胺、吡啶等都具有腐蚀性。
2.2.5 有害有毒试剂
有害和有毒的区别仅仅是程度而已，大多数有机化合物都可说是有害的。通常所见的化合物有很多是有毒性的，例如，苯、溴、硫酸二甲脂、氯仿、己烷、碘甲烷等。必须清楚急性中毒与慢性中毒的区别。一些急性中毒一般会很快就被觉察，而慢性中毒，一般不易察觉，是因为长时间处于某种环境中而导致对身体的长期伤害的积累。我们不能因此而否定它们在有机化学实验室的使用。尽量避免长期接触，一定要在通风橱里使用。
2.2.6 致癌物质
现在，大家都知道将健康体细胞长期受一定的药品作用会产生肿瘤。然而，从受药品作用到在人体中产生肿瘤这可能需要几年、几十年的时间，因此它们危害并不是立即发生的。在处理这类药品时，要格外仔细，小心。在本书中所选的这类试剂都被提醒为致癌物质。也就是说根据经验，这些药品会在人体或动物身上产生肿瘤。
许多有机化合物对眼睛、皮肤和呼吸道有相当的刺激性。应当尽量避免与这些试剂或其蒸汽接触。下列物质应在通风橱中使用：芳香醛和脂肪族醛，α-卤代羰基化合物，异硫氰酸酯，氯化亚砜以及羧酸的酰氯。
2.2.7 刺激性和催泪试剂
3. 试验成功的关键
自然界中物质的变化或者工业生产过程中都伴随着复杂的化学物理过程，如何认识、理解其中的关系，人们通过实践总结出“逐个解决”的方法。即固定其他因素，只让一种因素变化的方法。
实验1-1
蓝瓶子实验
1.了解控制化学反应条件的作用；
2.通过观察亚甲基蓝和亚甲基白在不同条件下的相互转化，学习观察方法，体验对比实验法。
实验目的：
亚甲基蓝又名次甲基蓝，是一种指示剂。在氧化态时为蓝色，还原态时为无色。葡萄糖在碱性条件下容易被氧化。当它们在瓶中混和静置时，葡萄糖能使蓝色的亚甲基蓝由氧化态被还原成无色的还原态。当瓶子被振荡时，空气中的氧又将还原态的亚甲基蓝氧化成氧化态。所以，溶液由无色又变为蓝色。
实验原理：
实验用品：
0.1%亚甲基蓝溶液、30%NaOH溶液、
葡萄糖、蒸馏水
锥形瓶、试管、滴管、橡胶塞、烧杯、
酒精灯、量筒、托盘天平、温度计、计时器。
亚甲基蓝
锥形瓶
烧杯
托盘天平
酒精灯
实验步骤：
1.在锥形瓶中加入50ml水，溶解1.5g葡萄糖，逐滴加入8~10滴0.1%亚甲基蓝至溶液程蓝色。振荡锥形瓶，观察并记录现象。
2.加入2ml 30%NaOH溶液，振荡、静置锥形瓶，观察并记录现象。再振荡锥形瓶至溶液变蓝，又静置锥形瓶，连续记录两次振荡周期
3.把锥形瓶中的溶液分别倒入两只试管：①号试管装满溶液并用橡胶塞塞紧；②号试管只装半试管溶液并用橡胶塞塞好。同时振荡两试管，观察现象，对有颜色变化的试管，连续观察并记录两次振荡周期。
4.把①号试管中的溶液分一半到③号试管中，再向③号试管中滴加2滴0.1%亚甲基蓝，塞好两支试管。同时振荡，静置试管，观察并记录现象和振荡周期。
5.把①号、③号试管置于40℃的水浴中，约10min后，再振荡，静置试管于水浴中，观察并记录振荡周期的时间。
6.实验结束时，集中回收反应溶液，留作以后使用。
实验中有关问题：
1.该实验温度控制在30℃左右，遇天冷时，
可以用热水、冷水混合，也可以用水浴加
热促使反应进行。
2. 此反应可反复进行多次。
3. 振荡该瓶子时，用力不能太猛。
4.具塞平底烧瓶可以用盐水瓶或其他无色透
明的小口瓶代替。
思考与讨论
1.实验步骤1和实验步骤2的目的是什么？
2.你对“控制实验条件对化学反应会产生影响”是否有了新的理解？
让“蓝瓶子”变绿

知识拓展
著名的演示实验“蓝瓶子实验”最初由Campbell于1963年在美国Journal of Chemical Education详细介绍，其后国内外对其改进方法的研究层出不穷，至今仍是研究化学反应速率和机理的经典演示工具。
根据“蓝瓶子”实验，可以设计一个类似的“绿瓶子”实验！
使用生活中常见还原剂维生素C代替传统实验中的葡萄糖，亚甲基蓝（MB+）被VC片还原为亚甲基白（MB2+），但这种无色溶液在空气中振荡后不能被氧化自行逆转回到蓝色，需要添加Cu2+催化亚甲基白，才能被氧气氧化为亚甲基蓝；Cu2+同时又可以在亚甲基蓝被VC片还原过程中起到催化作用。整个实验中添加NaHCO3调节溶液的pH，促进反应更加完全。Cu2+的加入，使溶液还原后最终的颜色显现为淡绿色。
实验原理：
4.80g维生素C(分析纯)、152mg NaHCO3（固体粉末），3.8mg亚甲基蓝（或者用对应浓度的溶液若干），1.00gNaCl（固体）；48.8mgCuSO4·5H2O；600mH2O
实验药品：
在干净的1.25L的可乐瓶（要求塑料无色，雪碧瓶通常为绿色塑料，所以不宜使用）中加入600ml H2O，按照上述所给的各物质的量称量各种药品，后依次加入抗坏血酸、NaHCO3、亚甲基蓝、NaCl到可乐瓶中，塞上瓶塞，振荡使之完全溶解，一段时间后溶液变为无色，最后加入CuSO4·5H2O，塞上瓶塞，溶液迅速变为蓝色，静置大约十分钟后蓝色溶液渐渐褪为淡绿。继续振荡，淡绿色溶液又会变为蓝色，静置，溶液又恢复为淡绿色。等瓶中氧气耗尽，可乐瓶中的溶液最终呈现为淡绿色。
实验步骤：
1.该实验不仅可以用CuSO4·5H2O做催化剂，还可以用CuCl2·2H2O也能起到相似效果；高浓度的Cu2+会缩短还原反应以及褪色时间，但是容易导致最后溶液的颜色变为淡黄色。CuSO4·5H2O的质量适宜在20～45mg，相应的褪色时间为6min～3min。
2. MB+浓度过高，将会使反应溶液的颜色呈深蓝色，并且振荡后还原时间增长不易褪色，也会使最后的溶液颜色偏淡黄色。
实验分析及注意事项：
3.振荡过程中由于蓝色并不是立刻全部消退，所以必须振荡至少20s使其充分反应。
4.维生素C浓度过高可以加快MB+的还原反应，因此可使褪色速率加大，但是也使MB2+不易返回蓝色。
5.NaCl中的Cl－可以加速MB+还原反应，同时降低最终颜色呈黄色的几率，对实验结果的正常呈现有一定促进作用。但是过多的Cl－（如4.00g NaCl）反而会减缓MB+还原反应速率，并且在振荡的时候抑制蓝色的出现。
6.用NaHCO3溶液调整溶液的pH，可以使反应更加完全，但pH≧3.5会导致伴有碱式碳酸铜沉淀的析出，使得观察效果受到影响，所以对NaHCO3的量也要严格控制。
1. 该实验也可以采用生活中常见素材来进行。氯化钠用普通的食盐即可代替，其它如维生素片在药房里面即可购买，医院里的用于肌肉注射的VC注射液纯度非常高，且澄清透明，我们用来替换瓶装药品也能观察到效果较好的现象。亚甲基蓝、硫酸铜均用于水产养殖中的消毒剂，小苏打可在药房购买。利用生活中素材做这个实验，还可以开发为“摇摇乐”的变色实验玩具作为课堂演示的教具。
实验反思：
2. 在传统实验药品的原料基础上，我们同样可以使其产生绿色，只要在合适配比的亚甲基蓝、NaOH和葡萄糖的混合溶液中加入2-3滴甲基橙即可。由于甲基橙遇碱显橙色，亚甲基蓝的蓝色和甲基橙的橙色混合就是绿色，所以溶液在橙色和绿色间来回变化。