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文檔簡介
1、Jieyang Vocational & Technical College 教 案系(部): 師范教育系課程: 無機化學實驗任課教師: 專業班級: 化教141分組數:2組學期: 2014-2015學年第一學期實驗一:酒精(噴)燈的使用和玻璃管的簡單加工(3學時)教學目標:1、知道化學實驗對化學學習的重要性,熟悉實驗室規則,實驗課的程序和要求,實驗室安全守則,養成良好的實驗習慣,以及實事就是和嚴謹的科學態度。2、能夠辨認化學實驗的常用儀器并知道名稱和作用。3、了解儀器洗滌的基本知識,能夠掌握不同儀器的洗滌方法,培養學生認真、細致的良好習慣,激發學生嚴肅認真科學的態度。4、了解酒精燈和酒
2、精噴燈的構造,并能正確運用進行加熱操作。5、初步練習玻璃管的截斷、彎曲、拉制、熔燒等操作。重點:酒精噴燈的使用,玻璃管的加工。難點:用酒精噴燈進行加熱操作,玻璃管的加工。教學方法:講述、演示、講解、實驗。實驗準備:儀器:各種常用化學儀器;酒精燈、酒精噴燈、長玻璃管、抹布、銼刀、試管、試管刷、試管清洗液、試管夾、火柴等。 藥品:酒精教學過程:一、化學實驗室的一般知識1、化學實驗室規則 為了保證化學實驗室正常進行,培養良好的實驗方法,并保證實驗室的安全,學生必須嚴格遵守化學實驗室規則。(1)切實做好實驗前的準備工作;(2)進入實驗室時,應熟悉實驗室滅火儀器,急救藥箱的放置地點和使用方法;(3)實驗
3、室應遵守紀律,保持安靜;(4)遵從教師的指導,按照實驗教材所規定的步驟、儀器及試劑的規格和用量進行實驗;(5)應經常保持實驗室的整潔;(6)愛護公共儀器和工具,應在指定地點使用,保持整潔;(7)實驗完畢離開實驗室時,應把水、電開關關閉。2、實驗課的程序和要求(1)預習:為了獲得實驗的預期效果,實驗前必須認真預習,閱讀實驗教材和教科書中的有關內容,明確實驗目的和要求,弄清基本原理、操作步驟和安全注意事項等。(2)實驗:(3)記錄:對每一實驗的開始、中間過程及最后結果的現象或數據,都應細心觀察、用心記錄,要養成一邊觀察一邊記錄的良好習慣,以便了解實驗的全過程。(4)實驗報告:根據實驗記錄認真寫出實
4、驗報告,處理實驗數據,對實驗現象進行解釋,對實驗進行討論并作出結論等,若不符合要求應重做實驗或重寫報告。二、常用化學儀器的名稱、用途和注意事項:試管、離心試管、試管夾、試管架、玻璃棒、酒精燈、酒精噴燈、膠頭滴管、滴瓶、鐵架臺、燒杯、量筒、藥匙、漏斗等。三、常用玻璃儀器的洗滌方法(1)用水刷洗:在儀器里加入約為儀器容積1/3-2/5的自來水洗,后用洗瓶淋洗儀器內壁1-2遍;儀器內壁如富有塵土等雜物時,可用試管刷等毛刷刷洗。(2)玻璃儀器中附有油脂:先用熱的純堿(Na2CO3)溶液或洗衣粉洗滌,再用水沖洗。(3)玻璃儀器中附有難溶于水的堿、碳酸鹽等:先用稀鹽酸溶解,再用水沖洗。(4)玻璃儀器洗滌干
5、凈的標準:玻璃儀器上附著的水,既不聚成水滴,也不成股流下。四、酒精燈和酒精噴燈的使用1、酒精燈:(1)構造:燈帽、燈芯、燈壺(加熱溫度400-500)(2)使用方法:檢查燈芯,如果燈芯頂端不平或已燒焦,需要剪去使其平整;檢查酒精量是否為酒精燈容積的1/42/3;點燈;熄滅。(3)注意事項:不能給燃著的酒精燈添加酒精;點燃酒精燈用火柴,不能用酒精燈引燃另一盞酒精燈;熄滅酒精燈時,必須用燈帽蓋滅,不能用嘴吹滅。(防止發生火災。)課堂練習1、拆裝酒精燈,觀察各部件構造;2、點燃酒精燈,比較酒精燈火焰個部分溫度高低。2、加熱操作:(1)用酒精燈的外焰:酒精燈的燈焰分為外焰、內焰、焰心,其中外焰的溫度最
6、高。(2)加熱固體物質時試管口應略向下傾斜,先預熱試管,再把酒精燈固定在放固體物質的部位用外焰加熱;(3)加熱液體物質時試管應傾斜約45度角,液體體積不超過試管容積的1/3,先使液體均勻受熱,再使外焰對準液體的中下部加熱,并且不時地上下移動試管,為了避免傷人,管口不對著自已和他人。(4)玻璃容器加熱時注意:外壁不要有水,不要接觸燈芯,不要遠離外焰,過熱的容器不要立即用冷水沖洗或直接放在實驗臺上。(5)特別注意在夾持時應該從試管底部往上套,撤除時也應該由試管底部撤出。3、酒精噴燈(1)構造:座式:燈管、空氣調節器、預熱盤、銅帽、酒精壺;掛式:燈管、空氣調節器、預熱盤、銅帽、酒精儲藏罐。(2)使用
7、方法:添加酒精;燒杯取適量酒精,擰下銅帽,用漏斗向酒精壺內添加酒精,酒精量不超過其體積的2/3,并擰緊銅帽。預熱盤中加適量酒精(盛酒精的燒杯須遠離火源)并點燃,充分預熱,保證酒精全部氣化,并適時調節空氣調節器。若一次預熱后不能點燃噴燈時,可在火焰熄火后重新往預熱盤添加酒精(用石棉網或濕抹布蓋在燈管上端即可熄滅酒精噴燈),重復上述操作點燃。但連續兩次預熱后仍不能點燃時,則需用捅針疏通酒精蒸氣出口后,方可再預熱。注意觀察在預熱過程中是否有酒精蒸汽溢出,如果沒有,應等火焰熄滅后,用捅針疏通蒸汽出口。還應注意控制好空氣調節器,以防止形成火雨,造成火災。當燈管中冒出的火焰呈淺藍色,并發出“哧哧”的響聲時
8、,擰緊空氣調節器,此時可以進行玻管加工了。正常的氧化火焰分為三層:a氧化焰(溫度約800900);b還原焰;c焰心;d最高溫度點。調節:用空氣調節器,控制空氣的進入量不能太多,也不能太少,使火焰保持一個完整的形狀。熄滅:用石棉網或濕抹布蓋在燈管上端即可熄滅酒精噴燈。(3)注意事項:座式酒精噴燈連續使用不能超過半小時,掛式噴燈使用完須關好儲藏罐的開關,以免酒精漏失,造成危險;預熱盤加少量酒精點燃,可多次,但2次不出氣,必須在火焰熄滅后加酒精并使用捅針疏通酒精蒸汽出口后方可再預熱。 課堂練習1、拆裝座式酒精噴燈,觀察各部件構造;2、用捅針將酒精蒸汽出口清理干凈后點燃酒精噴燈,旋轉調節器以得到穩定火
9、焰。五、玻璃管的簡單加工(挫痕、截斷、熔光、燒制、彎曲)1、玻璃管的截斷和熔光:(1)銼痕:左手按緊玻璃管(平放在桌面上),右手持銼刀,用刀的棱適當用力向前方銼,銼劃痕深度適中,不可往復銼,銼痕范圍在玻管周長的1/61/3之間,且銼痕應與玻璃管垂直。(2)截斷:雙手持玻璃管銼痕兩端,拇指齊放在劃痕背后向前推壓,同時食指向外拉。(3)熔光:將玻管斷面斜插入氧化焰上,并不停轉動,均勻受熱,熔光截面,待玻管加熱端剛剛微紅即可取出,若截斷面不夠平整,此時可將加熱端在石棉網上輕輕按一下。2、彎曲玻璃管: (1)進行彎管操作時,兩手水平的拿著玻璃管,將其在酒精噴燈的火焰中加熱,見圖(1)。受熱長度約1厘米
10、,邊加熱邊緩慢轉動使玻璃管受熱均勻,加熱過程中,玻璃管始終在一條軸線上轉動。當玻璃管加熱至黃紅色并開始軟化時,就要馬上移出火焰(切不可在燈焰上彎玻璃管),兩手水平持著輕輕用力,順勢彎曲至所需要的角度,見圖(2),注意彎曲速度不要太快,否則在彎曲的位置易出現癟陷或糾結;也不能太慢,否則玻璃管又會變硬。(2)大于90°的彎導管應一次彎到位。小于90°的則要先彎到90°,再加熱由90°彎到所需角度。質量較好的玻璃彎導管應在同一平面上,無癟陷或糾結出現,見圖(3)。(3)對于管徑不大(小于7毫米)的玻璃管,可采用重力的自然彎曲法進行彎管。其操作方法是:取一段適當
11、長的玻璃管。一手拿著玻璃管的一端,使玻璃管要彎曲的部分放在酒精燈的最外層火焰上加熱(火不宜太大!),不要轉動玻璃管。開始時,玻璃管與燈焰互相垂直,隨著玻璃管的慢慢自然彎曲,玻璃管手拿端與燈餡的夾角也要逐漸變小。這種自然彎法的特點是玻璃管不轉動,比較容易掌握。但由于彎時與燈焰的夾角不可能很小,從而限制了可彎的最小角度,一般只能是45°左右。(1)酒精噴燈加熱玻璃管 (2)彎管 (3)彎成的玻璃管3、制備滴管:(1)燒管:將兩端已熔光的10cm長的玻管,按彎曲玻璃管的要求在火焰上加熱,但燒管的時間要長些,軟化程度要大些,玻管受熱面積應小些。注:玻管加熱時間與其厚度有很大關系。(2)拉管:
12、待玻管軟化好后,自火焰中取出,沿水平方向向兩邊邊拉邊轉,使中間細管長約8cm左右為止,并使細管口徑約等于1.5mm。(3)擴口:待拉管截斷后,細端熔光,粗端灼燒至紅熱后,用灼熱的銼刀柄斜放在管口內迅速而均勻的轉動。擴口示意圖 實驗過程應注意的事項1、酒精噴燈的工作原理是怎樣的?如何調節火焰的大小?答:工作原理是由于預熱使酒精在燈管內受熱氣化,跟來自氣孔的空氣混合,通過用火點燃管口地氣體,就產生高溫火焰。可以通過調節酒精的進量和空氣的進量來調節火焰的大小。2、使用酒精噴燈應該注意哪些問題?答:噴燈工作時,燈座下絕不能有任何熱源,環境溫度一般應在35以下,周圍不要有易燃物。當罐內酒精耗剩20毫升左
13、右時,應停止使用,如需繼續工作,要把噴燈熄滅后再增添酒精,不能在噴燈燃著時向罐內加注酒精,以免引燃罐內的酒精蒸氣。使用噴燈時如發現罐底凸起,要立即停止使用,檢查噴口有無堵塞,酒精有無溢出等,待查明原因,排除故障后再使用。每次連續使用的時間不要過長。如發現燈身溫度升高或罐內酒精沸騰(有氣泡破裂聲)時,要立即停用,避免由于罐內壓強增大導致罐身崩裂。使用時出現的問題與解決:噴燈噴火一開始火焰正常,等預熱碗里的酒精燒完以后,火焰漸漸變小,最后熄滅。原因:這是由于噴管尾端沒有火焰噴出到預熱碗的原因。處理:可在重新預熱前將空氣調節閥降低。壺內酒精爆沸,噴口無氣體噴出。原因:噴孔堵塞。處理:這很危險,首先用
14、濕抹布蓋住壺體,或用冷水潑灑使壺體降溫。然后檢查壺體,確認無損壞后,用探針疏通噴孔。噴出氣體無法燃燒,原因:酒精濃度太低。解決:換用高濃度酒精。噴出氣體量少。原因:燈芯燒焦,或燈芯塞的太緊。解決:前者更換燈芯。后者將燈芯適當減細。3、斷、彎、拉玻璃管各應注意哪些問題?答:切割玻璃管時、玻璃棒時要防止劃破手。使用酒精噴燈前,必須先準備一塊濕抹布備用。灼熱的玻璃管、玻璃棒,要按先后順序放在石棉網上冷卻,切不可直接放在實驗臺上,防止燒焦臺面;未冷卻之前,也不要用手去摸,防止燙傷手。裝配洗瓶時,拉好玻璃管尖嘴,彎好60度角后,先裝橡皮塞,再彎120度角,并且注意60度角與120度角在同一方向同一平面上
15、。4、彎曲玻璃管時如何防止彎曲處變癟?答:彎玻璃管的操作中應注意以下兩點:兩手旋轉玻璃管的速度必須均勻一致,否則彎成的進璃管會出現歪扭,致使兩臂不在一平面上。玻璃管受熱程度應掌握好,受熱不夠則不易彎曲,容易出現糾結和癟陷,受熱過度則在彎曲處的管壁出現厚薄不均勻和癟陷。為此:加熱部分要稍寬些,同時要不時轉動使其受熱均勻。不能一面加熱一面彎曲,一定要等玻璃管燒軟后離開火焰再彎,彎曲時兩手用力要均勻,不能有扭力,拉力和推力。玻璃管彎曲角度太大時,不能一次彎成,先彎曲一定角度將加熱中心部位稍偏離原中心部位,再加熱彎曲,直至到達所要求的角度為止。彎制好的玻璃管不能立即和冷的物件接觸,要把它放在石棉網上自
16、然冷卻。5、玻璃管加工過程中有哪些不安全因素?如何避免?答:切割玻璃管時、玻璃棒時要防止劃破手。灼熱的玻璃制品,應放在石棉網上冷卻,不要放在桌面上,以免燒焦桌面,也不要用手去摸,以免燙傷,未用完的酒精應遠離火源,在實驗過程中要細致小心,防燙傷,防割傷,防火災。6、實驗完畢后:應清理臺面,玻璃碎渣,未用完的玻管放在指定的容器中,熄滅酒精噴燈,保證臺面整潔,待成品冷卻后,才可用手拿。實驗二:化學反應熱效應的測定(3學時)一、實驗目的1、了解化學反應熱效應的測定方法。2、熟悉臺秤、溫度計的正確使用方法。3、學習數據測量、記錄、整理、計算等方法。二、實驗原理化學反應常伴隨著能量的變化。在恒壓下進行化學
17、反應時,體系吸收或放出的熱量稱為恒壓熱效應,也稱反應熱,用H表示。對于放熱反應H<0;吸熱反應H>0。本實驗采用量熱計法測定化學反應的熱效應。假設反應物在量熱計中進行的化學反應是在絕熱條件下進行的,即反應體系(熱量器)與環境不發生熱量傳遞。這樣,從反應體系前后的溫度變化和量熱器的熱容及有關物質的質量和比熱容等,就可以按有關計算式計算出反應的熱效應。本實驗以鋅粉和硫酸銅溶液發生置換反應:該反應是一個放熱反應,所以其反應熱效應計算式為:式中: H反應熱效應(kJ·mol-1) V硫酸銅溶液的體積(mL)溶液的密度(g·mL-1) c溶液的比熱容(J·g-1
18、·K-1)Cp熱量計的熱容(J·K-1) T溶液反應前后的溫差(K) n體積為V(L)的硫酸銅溶液中硫酸銅物質的量 (mol)熱量計的熱容量是指熱量計溫度升高1所需要的熱量。在測定反應熱之前,應先測定熱量計的熱容量。本實驗的測定方法是:在熱量計中加入一定量(如50g)的冷水,測得其溫度為T1,加入相同量的熱水(加入前測得熱水溫度為T2),混合均勻后,測得體系(混合水)的溫度為T3。已知水的比熱容為4.18 J·g-1·K-1,測熱量計的熱容量可由下式計算:冷水得熱= ( T3 - T1)×50g×4.18 J·g-1
19、3;K-1熱水失熱= ( T2 T3)×50g×4.18 J·g-1·K-1熱量計得熱= ( T3 - T1)×Cp三、儀器和藥品儀器:保溫杯熱量計,精密溫度計(-5+50,1/10刻度),移液管(50mL)、臺秤,秒表,洗耳球藥品:鋅粉(化學純),CuSO4溶液(0.200mol·L-1)四、實驗內容及數據記錄1、測量熱量計的熱容量(Cp) 用量筒量取50mL自來水,小心打開熱量計的蓋子,將水倒入,加上蓋后輕輕攪拌,5min后開始記錄溫度,讀數精確到0.1,然后每隔20s記錄一次,直至三次溫度讀數相同,表示體系溫度已達到平衡,此即溫
20、度t1。 用量筒取50mL自來水,倒入小燒杯中加熱至比t1高約20,停止加熱,靜置1min,用同一支溫度計測量其溫度,然后每隔20s記錄一次,直至三次溫度讀數不變,此即溫度t2。 迅速將燒杯中熱水倒入熱量計中,加蓋攪拌,同時立即記錄溫度計讀數,然后每隔20s記錄一次,直至三次溫度相同,此溫度即t3。數據記錄:室溫 大氣壓力 測溫度t1t/s020406080溫度/測溫度t2t/s020406080溫度/測溫度t3t/s020406080溫度/2、鋅與硫酸銅置換反應熱的測定 用蒸餾水將熱量計沖洗兩次,在臺秤上稱2.5g鋅粉。 用移液管移取0.200 mol·L-1 CuSO4溶液100
21、mL于潔凈的熱量計中,加蓋攪拌5min后開始記錄溫度,然后每隔20s記錄一次,直至三次溫度相同,該溫度為t4。 打開熱量計蓋子,小心、迅速地將鋅粉倒入CuSO4溶液中,蓋好、攪拌,記錄溫度,每隔20s記錄一次,直至最高溫度后三次溫度相同,該最高溫度為t5。數據記錄:t/s020406080溫度/五、數據處理1、熱量計熱容量測定冷水溫度t1=熱水溫度t2=混合水溫度t3=熱水降低溫度t2- t3=冷水升高溫度t3- t1=熱量計的熱容量Cp =2、鋅與硫酸銅置換反應熱H的測定硫酸銅溶液溫度t4=反應后溶液溫度t5=反應中升溫t = t5- t4=溶液的體積V =硫酸銅或生成銅的物質的量n =設溶
22、液的比熱容近似于水的比熱容c =4.18 J·g-1·K-1;溶液的密度近似于水的密度 = 1.0g·mL-1,則:反應的熱效應H =3、已知在恒壓下,上述置換反應的焓變H =-218.7kJ·mol-1。計算實驗的相對誤差并分析造成誤差的原因。補充:六、思考與討論1、實驗中硫酸銅的濃度和體積要求比較精確,為什么鋅粉只用臺秤稱量?2、實驗中哪些操作易產生誤差,應加以注意?預習內容:1、p33:化學反應熱效應的測定;2、p10:加熱;3、p11:溫度的測量;4、p13:臺秤的使用;5、移液管的使用等。實驗三:化學反應速率和化學平衡(3學時)教學目標:1、使
23、學生理解并掌握濃度、溫度、催化劑對反應速率的影響。2、使學生理解并掌握濃度、溫度對化學平衡移動的影響。3、學會在水浴上進行恒溫操作的方法。4、學會根據實驗數據作圖。教學方法:講述、講解、實驗。教學內容:一、實驗目的1、掌握濃度、溫度、催化劑對反應速率的影響。2、掌握濃度、溫度對化學平衡移動的影響。3、練習在水浴上進行恒溫操作。4、學會根據實驗數據作圖。二、實驗原理化學反應速率是以單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示的。化學反應速率首先與化學反應的本性有關,此外反應速率還受到反應進行時所處的外界條件(濃度、溫度、催化劑)的影響。1、濃度對反應速率的影響碘酸鉀和亞硫酸氫鈉在水溶液中的
24、反應:2KIO3 + 5NaHSO3 Na2SO4 + 3NaHSO4 +K2SO4 + I2+ H2O反應中生成的碘遇淀粉變為藍色。如果在反應物中預先加入淀粉作指示劑,則淀粉變藍色所需的時間t可以用來表示反應速率的大小。反應速率與t成反比而與1/t成正比。本實驗中固定NaHSO3的濃度,改變KIO3濃度,可以得到一系列與不同濃度KIO3相應的淀粉變藍的時間,將KIO3濃度與1/t作圖,可得到一條直線。2、溫度對反應速率的影響溫度可顯著地影響化學反應速率,對大多數化學反應來說,溫度升高,反應速率增大。溫度每升高10,反應速率增大到原來的2-3倍。3、催化劑對反應速率的影響(1)均相催化(催化劑
25、與反應系統處于同相)2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 2MnSO4 + 3NaHSO4 + 10CO2 + + 8H2O在KMnO4 和H2C2O4 的酸性混合溶液中,加入Mn2+可增大反應速率。(2)多相催化H2O2 溶液在常溫下不易分解放出氧氣,而加入催化劑MnO2則H2O2 分解速率明顯加快。4、外界條件對化學平衡的影響在可逆反應中,當正、逆反應速率相等時即達到化學平衡。改變平衡系統的條件如濃度(或系統中有氣體時的壓力)或溫度時,會使平衡發生移動。根據呂·查里德原理,當條件改變時,平衡就向著減弱這個改變的方向移動。Cu(SO)4 + 4KBr K2 CuBr4
26、 + K2SO4該反應中,Cu(SO)4呈藍色,CuBr42-為綠色,改變反應物或生成物濃度,會使平衡移動,從而使溶液改變顏色。該反應為吸熱反應,升高溫度會使平衡向右移動,降低溫度會使平衡向左移動,從而引起顏色變化。三、儀器和藥品儀器:秒表,溫度計(100),量筒(100mL、10mL各2只),燒杯(100mL6只,400mL2只)藥品:固體 MnO2,KBr酸 H2SO4 (3mol/L),H2C2O4 (0.05mol/L)鹽 KIO3(0.05mol/L),NaHSO3(0.05mol/L, 帶有淀粉),KMnO4(0.01mol/L),MnSO4(0.1mol/L), FeCl3(0.
27、1mol/L), NH4SCN(0.1mol/L),CuSO4(1mol/L),KBr(2mol/L)其他 H2O2(質量分數為3%),碎冰四、實驗內容1、濃度對反應速率的影響(固定NaHSO3的濃度,改變KIO3的濃度)2KIO3 + 5NaHSO3 Na2SO4 + 3NaHSO4 +K2SO4 + I2+ H2O其中碘遇淀粉變藍。用量筒準確量取10mL0.05mol/LNaHSO3溶液和35mL蒸餾水(加淀粉溶解),倒入100mL小燒杯中,攪拌均勻。用另一只量筒準確量取5mL 0.05mol/L KIO3溶液,將量筒中的KIO3溶液迅速倒入盛有NaHSO3溶液的燒杯中,立刻按表計時,并攪
28、拌溶液,記錄溶液變為藍色的時間,并填入下表。用同樣方法依次按下表編號進行實驗。數據記錄:室溫_實驗編號NaHSO3體積/mLH2O體積/mLKIO3體積/mL溶液變藍時間t/s1/t/s-1c(KIO3)/(mol/L)1103552103010310251541020205101525根據上列實驗數據,以c(KIO3)為橫坐標,1/t為坐標紙繪制曲線。2、溫度對反應速率的影響在一只100mL的小燒杯中,混合10mL NaHSO3溶液和35mL蒸餾水(預先溶解一定量淀粉),在試管中加入5mLKIO3溶液,將小燒杯和試管同時放在水浴中,加熱到比室溫高出約10,恒溫3分鐘左右,將KIO3溶液倒入N
29、aHSO3溶液中,立即計時,并攪拌溶液,記錄溶液變為藍色的時間,并填入下面表格中。數據記錄:實驗編號NaHSO3體積/mLH2O體積/mLKIO3體積/mL實驗溫度/溶液變藍時間t/s110355210355根據實驗結果,說明溫度對反應速率的影響。3、催化劑對反應速率的影響(1)均相催化2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 2MnSO4 + 3NaHSO4 + 10CO2 + + 8H2O 紫色(a)在試管中加入3mol/L H2SO4溶液1mL、0.1mol/L MnSO4溶液10滴、0.05mol/L H2C2O4 溶液3mL。(b)在另一只試管中加入3mol/L H2SO4
30、溶液1mL、蒸餾水10滴、0.05mol/L H2C2O4 溶液3mL。(c)向兩支試管中各加入0.01mol/L KMnO4溶液3滴,搖勻,觀察并比較兩支試管中紫紅色褪去的快慢。(2)多相催化在試管中加入3%H2O2溶液1mL,觀察是否有氣泡產生,然后向試管中加入少量MnO2粉末,觀察是否有氣泡放出,并檢驗是否為氧氣。4、濃度對化學平衡的影響(1)在小燒杯中加入10mL蒸餾水,然后加入0.1mol/L FeCl3及0.1mol/L NH4SCN(硫氰酸銨)溶液各2滴,得到血紅色溶液,即發生如下反應:Fe3+ + nSCN- Fe(SCN)n3-n n=16 淺黃色 血紅色 (a)將所得溶液等
31、分于兩支試管中;(b)在第一只試管中逐滴加入0.1mol/L FeCl3溶液,觀察顏色的變化,并將其與第二支試管中的顏色比較。說明濃度對化學平衡的影響;(2)在三支試管中分別加入1mol/L CuSO4溶液10滴、5滴、5滴,在第二、三支試管中各加入2mol/L KBr溶液5滴,在第三支試管中加入少量固體KBr,比較三支試管中溶液的顏色,并解釋之。5、溫度對化學平衡的影響Cu(SO)4 + 4KBr K2 CuBr4 + K2SO4 藍色 綠色在試管中加入1mol/L CuSO4溶液1mL和2mol/L KBr溶液1mL,混合均勻,分裝在三支試管中,將第一支試管加熱至近沸,第二支試管放入冰水槽
32、中,第三支試管保持室溫,比較三支試管中溶液的顏色,并解釋之。五、思考與討論1、影響化學反應速率的有哪些?在本實驗中如何試驗溫度、濃度、催化劑對反應速率的影響?2、如何應用呂·查里德原理判斷濃度、溫度的變化對化學平衡移動方向的影響?實驗四:醋酸解離常數的測定(3學時)一、實驗目的1、使學生了解用酸度計測定醋酸離解常數的原理和測定方法。2、進一步理解并掌握離解平衡的概念。3、熟悉酸度計的使用方法。二、實驗原理醋酸在水溶液中存在下列離解平衡:HAc H+ + Ac-K(HAc) = c(H+) ·c(Ac-)c(HAc)其標準離解常數表達式: 設醋酸的原始濃度為 c0,平衡時c(
33、H+) =c(Ac-)=x,則:K(HAc)= x2/ c0- x在一定溫度下,用酸度計測定一系列已知濃度的醋酸溶液的pH,根據pH =-lg(c(H+)/ c),可換算出相應的c(H+),將c(H+)的不同值代入上式,可求出一系列對應的K(HAc)值,即為該溫度下醋酸的離解常數。三、儀器和藥品儀器:雷磁pHS-3B型精密數顯酸度計,其配套的是E-201-C-9復合電極。 150mL燒杯1只,52mL酸式滴定管2只,00mL小燒杯5只。藥品:HAc溶液(0.1mol/L)。四、儀器的使用(一)滴定管的使用本實驗用酸式滴定管來量度溶液的體積。1、洗滌滴定管的洗滌用玻璃儀器的洗滌方法。洗凈的滴定管
34、在裝入某溶液之前,需要用5-10mL該溶液蕩洗三次,以免加入滴定管內的溶液被管壁的水膜稀釋而降低濃度。2、裝液將標準溶液加入滴定管,至“0.00”刻度稍上,輕輕開啟旋塞,緩緩放出溶液,使管內液面的位置逐步調節在刻度“0.00”。必須注意滴定管旋塞下端不應有氣泡,否則會造成讀數的誤差。逐出氣泡的方法是:在滴定管中裝入一定量的溶液后,將滴定管適當傾斜,迅速開啟旋塞,氣泡就可被沖出溶液而除去。3、讀數常用滴定管容量為25.00mL和50.00mL,每一大格為1mL,每一小格分10小格,各為0.10mL。管中液面位置可讀到小數點后兩位,讀數時視線應對準管內液面凹面最低處與刻度線相切的位置且保持水平。偏
35、高或偏低均會帶來誤差。另外,滴定后不能馬上讀數,要靜止約1min再讀數。(二)雷磁pHS-3B型精密數顯酸度計的使用1、測量原理儀器使用的E-201C9復合電極是由pH玻璃電極與銀-氯化銀電極組成,玻璃電極作為測量電極,銀-氯化銀電極作為參比電極,當被測氫離子濃度發生變化時,玻璃電極和銀-氯化銀電極之間的電動勢也隨著引起變化,而電動勢變化關系符合下列公式:E(MV)=59.16×(273+t)/298×pH式中:E(mV)電動勢的變化值 pH溶液pH的變化值 t 被測溶液的溫度從上式可見,復合電極電動勢的變化,比例于被測溶液的pH值的變化,儀器經用標準緩沖溶液校準后,即可測
36、量溶液的pH值。2、操作步驟:(1)開機前準備電極梗旋入電極梗插座,調節電極夾到適當位置。復合電極,T-818溫度傳感器夾在電極夾上,拉下電機前端的電極套。拉下橡皮套,露出復合電極上端小孔。用蒸餾水清洗電極。(2)開機電源線插入電源插座。按下電源開關,電源接通后,預熱30min,接著進行標定。pH值自動溫度補償的使用:只要將后面板轉換開關置于自動位置,該儀器就可進行pH值自動溫度補償狀態。溶液溫度測量方法:將儀器“選擇”開關置于“”,數字顯示值即為測溫傳感器所測量的溫度值。(3)標定在測量電極插座處插上復合電極及T-818溫度傳感器。如不用復合電極,則在測量電極插座處插上電極轉換器的插頭,玻璃
37、電極插頭插入轉換器插座處,參比電極接入參比電極接口處。把選擇開關旋鈕調到pH檔。先測量溶液溫度,將“選擇”開關置于“”數字顯示值為溶液溫度值。把斜率調節旋鈕順時針旋到底(即調到100%位置)。把清洗過的電極插入pH=6.86的緩沖溶液中。調節定位調節旋鈕,使儀器顯示讀數與該緩沖溶液當時溫度下的pH值相一致(如用混合磷酸鹽定位溫度為10時,pH=6.86)用蒸餾水清洗電極,再插入pH=4.00(或pH=9.18)的標準溶液中,調節斜率旋鈕使儀器顯示讀數與該緩沖溶液當時溫度下的pH值一致。重復直至不用再調節定位或斜率兩調節旋鈕為止。儀器完成標定。(4)測量pH值用蒸餾水清洗電極,再用被測溶液清洗電
38、極,然后將電極插入被測溶液中,搖動燒杯,使溶液均勻后讀出溶液的pH值。 (5)標定注意事項經標定后,定位調節旋鈕及斜率調節旋鈕不應再有變動。標定的緩沖溶液第一次應用pH=6.86的溶液,第二次應接近被測溶液的值,如被測溶液為酸性時,緩沖溶液應選pH=4.00;如被測溶液為堿性時,緩沖溶液應選pH=9.18。一般情況下,在24小時內儀器不需在標定。(6)電極使用維護的注意事項電極在測量前必須用已知pH值的標準緩沖溶液進行定位校準,其值愈接近被測值愈好。取下電極套后,應避免電極的敏感玻璃泡與硬物接觸,因為任何破損或擦毛都使電極失效。測量后,及時將電極保護套套上,套內應放少量補充液以保持電極球泡的濕
39、潤。切忌浸泡在蒸餾水中。復合電極的外參比補充液為3mol/L氯化鉀溶液,補充液可以從電極上端小孔加入。電極的引出端必須保持清潔干燥,絕對防止輸出兩端短路,否則將導致測量失準或失效。電極經長期使用后,如發現斜率略有降低,則可把電極下端浸泡在4%HF溶液中35秒,用蒸餾水洗凈,然后在0.1mol/L鹽酸溶液中浸泡,使之復新。五、實驗內容及數據處理1、配制不同濃度的HAc溶液將五只烘干的小燒杯,用滴定管加入已知濃度的HAc溶液40.00 mL、20.00 mL、10.00 mL、5.00 mL和2.00mL,再從另一滴定管中依次加入0.00 mL、20.00 mL、30.00 mL和38.00mL蒸
40、餾水,并分別攪拌均勻。2、醋酸溶液pH的測定數據記錄與處理: 室溫:燒杯編號加入的HAc體積/ mL加入的水體積/ mL混合后原始HAc溶液濃度/(mol/L)pHc(H+)/(mol/L)c(Ac-)/(mol/L)c(HAc)/(mol/L)K(HAc)140.000.00220.0020.00310.0030.0045.0035.0052.0038.003、計算醋酸溶液的(標準)離解常數K(HAc)根據實驗數據計算出溶液各溶液K(HAc),求出平均值。由實驗可知:在一定溫度條件下, HAc的離解常數為一個固定值,與溶液的濃度無關。六、思考與討論1、測得的HAc的離解常數是否與附表中所給的
41、K(HAc)有誤差?試討論怎樣才能減小誤差。2、怎樣配制不同濃度的醋酸溶液?3、怎樣從測得的醋酸溶液的pH計算出K(HAc)?實驗五:電導率法測定硫酸鋇的溶度積(3學時)一、實驗目的1、熟悉沉淀的形成、陳化、離心分離、洗滌等基本操作。2、了解飽和溶液的制備。3、了解難溶電解質溶液積測定的一種方法。4、復習鞏固電導率儀的使用。二、實驗原理難溶電解質的溶解度很小,很難直接測定,但是,只要有溶解作用,溶液中就有電解出來的帶電離子,就可以通過測定該溶液的電導或電導率,再根據電導與濃度的關系,計算出難溶電解質的溶解度,從而換算出溶解度。在BaSO4的飽和溶液中,存在著下列平衡:其一定溫度下的溶度積為:在
42、25時,三、儀器和藥品儀器:雷磁DDS11D型電導率儀、離心機、DJS1型波光亮電極藥品:酸 H2SO4(0.05mol·L-1)鹽 BaCl2(0.05mol·L-1),AgNO3(0.01mol·L-1)四、實驗內容1、BaSO4沉淀的制備(1)分別取0.05mol·L-1BaCl2和H2SO4溶液各30mL,分別倒入小燒杯中。(2)將H2SO4加熱至近沸時,在不斷攪拌下,逐滴將BaCl2溶液加入到H2SO4溶液中,加完后以表面皿作蓋,繼續加熱煮沸5min,再小火保溫10min,攪拌數分鐘后,取下靜置、陳化,當沉淀上面的溶液澄清時,用傾析法傾去上層清
43、液。(3)將沉淀和少量余液,用玻璃棒攪成乳狀,分次轉移至離心管中,進行離心分離,棄去溶液。(4)在小燒杯中盛約40mL蒸餾水,加熱近沸,用其洗滌離心管中的BaSO4沉淀;每次加入約45mL水,用玻璃棒將沉淀攪混后,再離心分離,棄去洗滌液,重復洗滌至洗滌液中無Cl-為止(一般洗滌至第四次時,就可進行有無的檢查),如何檢查Cl-?2、BaSO4飽和溶液的制備在上面制得的純BaSO4沉淀中,加入少量水,用玻璃棒將沉淀攪渾后,全部轉移到小燒杯中,再加蒸餾水60 mL,攪拌均勻后,以表面皿作蓋,加熱煮沸35min,稍冷后,再置于冷水浴中攪拌5min,再重新浸在另一盛有少量冷水的水浴中靜置、冷卻至室溫。3
44、、電導率的測定(1) 測定配制BaSO4飽和溶液的蒸餾水的電導率;(2) 測定BaSO4飽和溶液的電導率。室溫/k(BaSO4溶液)/(S·cm-1)k(H2O)/(S·cm-1)五、計算與討論1、計算BaSO4的溶度積。2、計算實驗的相對誤差。3、討論產生實驗誤差的原因。4、本實驗洗滌液中無Cl-時,Cl-的濃度為多少?六、實驗前應思考的問題1、制備BaSO4時,為什么要洗至無Cl-?2、制備BaSO4飽和溶液時,溶液底部一定要由沉淀嗎?雷磁DDS-11A型電導率儀的使用方法1、檢查儀器(1)在未接通電源前,先檢查電表指針是否指在零位。如不指零,則調整到指針指零。(2)將
45、校正、測量開關5撥到校正位置。(3)將量程選擇開關7撥到最大電導率測量檔,測量時逐檔下降至所需測量范圍。如果已知測量范圍,也可以直接撥到所需位置。2、預備(1)將儀器接上電源,打開電源開關2,指示燈3應亮,預熱5min。(2)將電極夾在電極夾上,再將有鉑片的電極頭浸入盛有待測水(或溶液)的燒杯中,浸泡35min。(3)將高低周開關4撥向低周位置(當測量溶液的電導率低于300S·cm-1時選用低周)。(4)將電極常數調節器12調節在與所用電極標示的電極常數相對應的數值上(即把電極常數調整為1,此時所測就是水或溶液的電導率)。3、測量(1)將電極插頭插入電導電極插口10,旋緊插口上的螺絲。當待測溶液的電導率小于10S·cm-1時,使用DJS-1型鉑光亮電極;當待測溶液的電導率為10104S·cm-1時,使用DJS-1型鉑黑電極。(2)調節校正調節器6,使電表1的指針指在滿刻度。(3)把校正、測量開關5撥到測量位置上,逐檔調節量程選擇開關7,使電表1上的指針能指示出讀數,此時電表1上指針指示的數值乘以量程選擇開關7所指的倍數,即為待測水(或溶液)的電導率。(4)測量時手不要靠
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