目录化学创新实验大学 创新化学100个小实验
化学变化多端、奥秘神奇。实验者精心设计的化学实验中出现的色彩斑斓现象,会使学习者产生无穷的遐想,能启迪他们的智慧,他们的思考,并让他们从实验中学到许多的化学知识和技能,学习兴趣也得到很好的培养。通过实验现象的观察,能够引发学习者化学思维方法的形成,进而应用化学思维方法去解决实验中的问题。介绍一个趣味亩大化学实验——“变色冰火球”实验以及该实验的设计过程和方案,并对中学化学实验教学提出了几点思考。
实验原理
乙酸钙只溶于水而不溶于酒精;酒精和水能以任意比混溶。当饱和的乙酸钙溶液倒入含有酚酞的酒精中时,致使乙酸钙从酒精溶液中析出,呈半固态的无色半透明凝胶状物质——“冻胶”,又称固体酒精[2-3],而凝胶网状结构的间隙中充满了酒精分子和酚酞分子。用手取出凝胶,挤压成无色的半透明“冰球”,点燃,酒精便燃烧起来,形成了一个“冰火球”。随着燃烧的进行,“冰火球”出现了一系列的颜色变化。出现的颜色有:白色、紫红色、黑色、灰色等。
实验用品
乙酸钙晶答耐袭体(A.R)、灯用酒精(质量分数95%以上)、1%的酚酞溶液、自来水;托盘天平、药匙、烧杯、量筒、滴管、白瓷片、玻璃棒、火柴。
实验步骤
(1)称取3.5 g乙酸钙晶体,放入小烧杯中,再加入10 mL自来水,搅拌,溶解,制得饱和的乙酸钙溶液(室温11 ℃)。
(2)量取30 mL灯用酒精,倒入大烧杯中,滴入2滴1%的酚酞溶液,搅拌后,再慢慢加入6 mL上述饱和的乙酸钙溶液,用玻璃棒快速搅拌几圈,静置片刻,烧杯中的物质先浑浊,再变稠,后成为无色的半透明凝胶。
(3)取出凝胶,快速捏成球状,为无色的半透明“冰球”,放在白瓷片上点燃。“冰球”立即着火,并发出蓝色火焰,被视为无色的“冰火球”。观察现象。
趣味化学实验:冰与火中的绚丽色彩!
实验现象
随着燃烧的进行,无色的“冰火球”逐渐变成白色的“冰火球”;在约1.5 min时,白色的“冰火球”出现紫红色斑点,随着燃烧时间延长,紫红色的斑点越来越多,连接成片,成为紫红色球,颜色十分美丽;在约3.5 min时,紫红色的“冰火球”上出现黑色斑点; 随着燃烧继续进行,“冰火球” 出现白色、紫红色、黑色、灰色等斑点,成为彩色的“冰火球”; 在约15 min时,火焰熄灭,灯用酒精已被燃烧完全,后成为近似灰黑色的球(见图1变色“冰火球”中所示)。
现象解释
(1)出现白色。随着“冰火球”的燃烧,温度升高,无色半透明凝胶中的酒精逐渐消耗,水分蒸发,生成白色(CH3COO)2Ca·H2O、无水乙酸钙粉末(乙酸钙晶体脱水)。
(2)出现紫红色。随着“冰火球”的燃烧,温度升高,凝胶中的乙酸钙溶液加速水解,同时生成乙酸挥发,其碱性增强,能使酚酞变成紫红色。为了证明升高温度有利于增强乙酸钙溶液的水解,便设计了如下的实验验证:在10 mL 10%的乙酸钙溶液中加入1滴1%的酚酞溶液,振荡,混合液仍然呈现无色,说明室温下乙酸钙溶液水解的碱性不能使酚酞变成紫红色。加热该混合液,约20 s后,溶液出现很淡的红色;加热到约62 s至沸腾后,都出现淡紫红色;冷却后,该混合液恢复到原来的无色。该验证实验,同时也说明水解反应是吸热反应。
(3)出现黑色。随着“冰火球”的燃烧,温度上升很高,水分蒸干,无水乙酸钙粉末发生炭化,生成黑色的炭黑。另外,红色酚酞受热,温度升高,直到炭化。
(4)出现灰色。随着“冰火球”的燃烧,温度升高,由于“冰火球”表面高低不平,表面局部温度也就高低不同,生成清兄白色的无水乙酸钙粉末(还有白色的氧化钙粉末)和黑色的炭黑,黑白2种物质相互混合,呈现灰色。
1+1是否一定等于2
①将1体积黄豆与1体积绿豆混弊卖合,所得体积是否等于这两体积之和?
②将100mL水与100mL酒精混合,所得体积是否等于200mL?
自制简易净水器
取一个空塑料饮料瓶,剪去底部,瓶口用带导管的单孔橡卜桐塞塞紧,将瓶子倒置,瓶内由下向上分层放置洗净的膨松棉、纱布、活性炭、石英沙、小卵石等,就得到一简易的净水器。
鸡蛋壳与酸的反应
取一个小玻璃杯,放入洗净的碎鸡蛋壳,然后加入一些醋精(主要成分是醋酸),立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住。仔细观察有什么现象发生。根据实验现象推测鸡蛋壳里可能含有什么物质。
自制汽水
在约500mL的饮料瓶中加入2匙白糖和适量果汁,加入约1.5g小苏打(碳酸氢钠),注入凉开水,再加入约1.5g柠檬酸,立即旋紧瓶盖,摇匀,放入冰箱。半小时后,你就可以喝到清凉甘甜的汽水了。
粗盐的潮解
用月季花,胡萝卜制酸碱指示剂,弄碎后用酒精浸泡后现清液
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