从实验走进化学

(共29张PPT)
本节学习目标：
1、了解实验化学的学习内容和学习方法。
2、了解做好实验的基本要求，强化安全意识。
3、了解实验条件对化学实验的影响以及实验成功的关键因素。
一、实验化学的目标、内容与学习方法：
1、实验化学的目标：
2、实验化学的内容：
3、实验化学的学习方法：
（1）预习——复习或学习相关知识；明确实验目的、原理、内容；设计实验。
（2）实验——按预习时所作设计进行实验；认真操作、仔细观察、积极思考；如实记录，必要时可对原设计进行修改。
（3）完成实验报告——认真分析现象及出现的问题；对实验数据进行处理；分析失败、误差原因；小结实验过程，完成“问题与讨论”。
二、保证实验安全：
1、了解安全警示图标：
有腐蚀性的物质：
有毒的物质：
易燃易爆的物质：
浓盐酸、浓硫酸、硝酸、氢氧化钠等强碱。
CO、CH3OH、NaNO2等。
P4、H2、CH4、汽油等可燃物。
2、正确取用药品：
（1）液体药品——少量用胶头滴管滴加；用量较多时，可用倾倒法。
（2）块状、片状固体——用镊子夹取。
（3）粉末状、小颗粒固体——用药匙取。
任何药品都不能用手直接接触！
不能品尝任何药品！
3、正确进行基本操作：
（1）药品用量——用量以能观察到明显现象即可；不超过仪器加药品的最大量。
（4）药品处理——用过的药品要倒入指定容器
（钾、钠等要放回原试剂瓶）；
有毒气体应回收或吸收 。
（2）加热——加热时试管口不得对着人；
给试管中的固体加热，试管口要向下倾斜；
除试管外，玻璃仪器要隔着石棉网加热；
给试管加热时，要将试管上下移动……
（3）点燃气体——点燃可燃性气体前要验纯。
三、实验成功的关键：
亚铁化合物具有较强的还原性，易被氧化：
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，有何现象？说明原因，并写出反应的离子方程式：
产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
Fe2+ + 2OH－ = Fe(OH)2↓
科学探究：
如何制备较纯净的Fe(OH)2白色沉淀
哪些因素可能引入O2
①溶液中溶解;
②滴加NaOH溶液时带入;
③反应后生成物与O2接触;
若滴入NaOH溶液后未看到白色沉淀,而是生成红褐色沉淀,试分析原因.
原溶液中的Fe2+部分或全部被氧化成Fe3+。
如何除去亚铁盐溶液中含有的少量Fe3+？
加入足量的铁粉。
如何消除这些影响因素
将NaOH溶液煮沸除去溶解的O2
将滴管伸入液面以下再挤出溶液。
用油等液体隔绝空气。
Fe+2Fe3+=3Fe2+
编号 实验内容 操作 原理或结论
（1） 除去FeSO4溶液中的Fe3+
（2）
（3）
（4）
实验方案设计与记录
加入铁粉,
过滤
Fe+2Fe3+=3Fe2+
除去NaOH溶液中的O2
加热煮沸
将溶解的O2赶出
反应体系隔绝空气
取少量植物油滴加在FeSO4溶液上方
植物油比水轻，浮在溶液上方隔绝空气
生成沉淀
用长滴管取NaOH溶液，插入溶液液面以下加入NaOH溶液
NaOH溶液在液面以下加入FeSO4中，避免了滴加过程引入O2
科学探究：
还有哪些因素可能对化学反应产生影响？
实验的外界条件：温度、压强、浓度等
实验的操作方法：试剂的加入顺序、操作要点等
小结：实验成功的关键：
实验的原理要科学；
控制实验的条件——控制实验的外界条件；控制实验的操作方法；注重实验的环保性；加强实验的安全性。
例题2：由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得Fe(OH)2白色沉淀。若用左图所示实验
装置，则可制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀。已知两极材料分别为石墨和铁：
（1）a极材料为 ，电极反应式
为 。
（2）电解液d可以是 ，则
白色沉淀在电极上生成；电解液d也可
以是 ，则白色沉淀在两极
间的溶液中生成。A．纯水 B.NaCl溶
C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
铁
Fe－2e-=Fe2+
C
B
（3）液体c为苯，其作用是 ，在加苯之前对d溶液进行加热煮沸处理，目的是 。
（4）为了在短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是 。
A．改用H2SO4作电解液 B．适当增大电源电压
C．适当缩小两极间距离 D．适当地降低电解液的温度
（5）若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源继续电解，除了电极上看到的气泡外，另一明显的现象为 。
隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被空气氧化
排净溶液中溶解的氧气，防止生成的Fe(OH)2在溶液中被氧化
BC
白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
实验1—1：蓝瓶子实验
实验目的：了解控制化学反应条件的重要作用；
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。
③静置溶液，部分溶解的O2逸出，亚甲基蓝又被葡萄糖还原为亚甲基白
实验原理：亚甲基蓝 亚甲基白
①碱性溶液中，亚甲基蓝被葡萄糖还原为亚甲基白
②被氧气氧化
①被葡萄糖还原
蓝色溶液
无色溶液
现象：溶液由蓝色变为无色
②振荡溶液，溶液与空气的接触面积增大，溶解的O2量增多，亚甲基白被O2氧化为亚甲基蓝
现象：溶液由无色变为蓝色
现象：溶液又由蓝色变为无色
重复以上②③步，溶液颜色交替出现蓝色—无色—蓝色—无色……的现象，这叫亚甲基蓝的化学振荡。
振荡周期：由蓝色出现至变成无色所需要的时间。
1、探究溶液的酸碱性对该反应振荡周期的影响：
步骤1、将1.5g 葡萄糖溶解在50mL水中，逐滴滴入8~10滴0.1%亚甲基蓝至溶液呈蓝色。
振荡锥形瓶，观察记录现象。
步骤2、向上述溶液中加入2mL 30%的NaOH溶液，振荡、静置锥形瓶，观察记录现象。
再振荡、静置锥形瓶，观察记录现象。
复、量筒、滴管的使用方法
2、探究O2或亚甲基蓝对该反应转化速率的影响：
步骤3、将上述溶液分别倒入两支试管：
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紧。
同时振荡两支试管，观察现象。
有颜色变化的试管，连续观察并记录两次振荡周期。
步骤4、把①号试管中的溶液分一半到③号试管中，向③号试管中滴加2滴0.1%亚甲基蓝，塞好两支试管，同时振荡两支试管，观察并记录现象和振荡周期 。
3、探究温度对该反应转化速率的影响：
步骤5、把①、③号试管置于40℃的水浴中，约10min后，再振荡、静置观察记录振荡周期。
复习水浴加热时，温度计的放置位置
实验结束后，回收反应溶液，完成实验报告。
本节学习目标：
1、了解绿色化学的含义和微型实验的特点，树立环境保护意识。
2、利用已有化学知识设计简单的微型实验。
又叫环境友好化学或清洁化学。
绿色化学：
从源头上防止污染产生或把化学过程对环境的负面影响降低到最低程度的化学。
绿色化学要求原料和产品无害，在化学过程中不产生“三废”或使“三废”降低到最低程度。
资料：使用化学品的5个原则：
拒用危害品；减量使用；再生；循环利用；再生利用
化学实验绿色化的途径：
（1）开发绿色实验，实现原料和反应过程的绿色化。
（2）防止实验过程中尾气、废物等对环境的污染，加强尾气的吸收，对产物尽可能再利用。
（3）尽量减少实验试剂的用量，使实验小型化、微型化。
（4）危险或条件苛刻，污染严重或价格昂贵的实验，可采用模拟实验或看录象等方法。
（5）妥善处置产生的废物，防止污染环境。
上面的实验是否体现了绿色化学的思想？
实践活动
水的电解与氢氧混合气爆鸣的微型实验
思考与交流
与初中做过的电解水实验相比，有哪些优点？
从减少试剂的用量方面体现了化学实验的绿色化。
优点：反应物用量少，节约能源，现象、结果未变，效果好。
实验室可用哪些反应来制O2？从绿色化学观点看，用哪种药品较好？有何优点？
用H2O2分解制O2较好。
产物无污染；不需加热，节约能源；反应速率易控制；反应易控制，节约药品。
实验1—2：氯气的生成及其性质的微型实验
实验目的：复习Cl2的制取原理，用微型实验制取微量Cl2并试验其性质；体验实验微型化与规范化的关系；培养实验创新设计的意识。
实验原理：
KClO3 + 6HCl (浓) = KCl + 3Cl2↑ + 3H2O
利用表面皿与玻璃片形成相对密闭的气室，减少药品用量，现象明显，并可防止Cl2泄漏。
物理性质 颜色、状态、气味
溶解性
化
学
性
质 现象 方程式
与金属反应
与非金属反应
通入含KSCN的FeSO4溶液
通入KI溶液
遇湿润的淀粉KI试纸
遇湿润的有色布条
与水反应
与碱反应
复习：Cl2的物理、化学性质
黄绿色、有刺激性气味气体
水中可溶，有机溶剂中易溶
金属剧烈燃烧
H2、P等燃烧
溶液变红
溶液变黄色
试纸变蓝
布条褪色
氯水呈浅黄绿色
讨论：1、Cl2的以上各化学性质哪些不可用微型实验装置来完成？
Cl2与金属、非金属的反应需加热或点燃，无法利用该微型实验装置来完成。
讨论：2、Cl2与NaOH溶液反应无明显现象，可利用什么试剂证明两者发生了反应？
NaOH溶液显碱性，生成的NaCl显中性，NaClO显弱碱性，可利用酚酞试液证明两者发生了反应。
向NaOH溶液中加一滴酚酞，接触Cl2后，溶液的红色逐渐褪去。
问题与讨论
1、利用这套简易装置，可能进行哪些实验？它们之间有什么相同特点？
可进行的实验有：CaCO3与盐酸反应并检验CO2的性质；Na2SO3与硫酸反应并检验SO2的性质。
可用来制备气体并试验气体的性质，有关反应不需加热
实验1—3：污水处理——电浮选凝聚法
实验目的：了解电浮选凝聚法处理污水的原理及装置；培养环境保护的意识。
实验原理：
用Fe作阳极，Al作阴极，电解污水
阳极：
Fe - 2e－= Fe2+
2H2O - 4e－= 4H+ + O2↑
Fe2+ +10H2O + O2 = 4Fe(OH)3↓+ 8H+
阴极：
2H+ - 2e－= H2↑
Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来
H2气泡把悬浮物带到水面形成浮渣而除去
1、该实验中的盐酸起什么作用？
问题与讨论
提供H+，使之在阴极得电子产生H2
2、盐酸的阴离子对实验有无影响？
有，Cl－在阳极也会失电子：Cl－- 2e－= Cl2↑，
从而对环境产生污染。
3、如何消除以上影响？
用硫酸代替盐酸
5、加入Na2SO4的作用是什么？
增大溶液中离子浓度，从而增强溶液的导电性
4、加入NaOH的作用是什么？
调节溶液的pH在5~6之间
6、如何测定溶液的pH值？
将pH试纸放在洁净、干燥的表面皿中，用洁净、干燥的玻璃棒沾取溶液，滴在pH试纸上，待溶液散开后，与标准比色卡对比，读取溶液的pH值。
讨论：通过以上实验分析微型实验有哪些特点
药品用量少、仪器容量小、对环境的污染少、操作方便、实验现象明显、实验过程快速安全。
除以上装置属于微型实验外，我们以前在点滴板上做的物质的性质实验（浓硫酸的脱水性）也是微型实验。