化学反应条件的控制

1专题4：化学反应条件的控制实验操作方案与原人教版教材相同。专题4课题1拓展4－1：蓝瓶子实验一、药品：30％氢氧化钠，0.1％亚甲基蓝，蔗糖二、教材实验流程：（实验时室温16oC）步骤操作现象褪色周期注意点1锥形瓶中加50mL水，1.5克葡萄糖，逐滴滴入8～10滴0.1％亚甲基蓝，振荡溶液呈蓝色2加入2mL30％NaOH溶液，振荡试管，静置溶液褪色约25秒NaOH的用量不能太多3将溶液分装在两个小试管中，1号试管装满，2号试管装半管，均用塞子塞好，振荡，静置1试管始终呈无色2试管振荡后变蓝，然后之下而上褪色约45秒4把1号试管溶液分一半到3号试管中，再在3号试管中加5滴0.1％亚甲基蓝，塞好两支试管，振荡、静置1试管振荡后变蓝，然后之下而上褪色19秒3试管振荡试管后蓝色较1试管深，然后自下而上褪色16秒5将1、3号试管置于40oC水浴中，约2～3min后振荡、静置振荡后迅速变蓝，然后迅速褪色2～3秒水浴加热至40oC，水温不能太高。否则，溶液变黄失效三、注意事项NaOH的用量太多或水浴加热的水温太高会导致葡萄糖在强碱性条件下形成双键在不同位置的烯醇式和碳键断裂分解为醛，醛又聚合生成树脂状物质，最终溶液变黄失效。四、实验时间：40分钟专题4课题2：催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响一、教材实验流程：课本实验要求注意点改进意见21、采用MnO2、CuO等作H2O2分解的催化剂。各物质的用量以0.1g左右为宜。0.1gMnO2反应过于剧烈；0.1gCuO反应很慢。减少MnO2用量；增加CuO用量2、将50mL量筒中装满水，倒置于水槽中，通过分页漏斗把5mL6％H2O2溶液加到锥形瓶中。记录各时间段收集到O2的体积。实验室内H2O2药品浓度一般是3％～5％。可以适当增加取用的体积，直接使用。（例如：若是3％的过氧化氢，取10mL即可）用MnO2作催化剂时，可使用100mL量筒收集气体用CuO作催化剂时，可使用10mL量筒收集气体3、选择某些物质作催化剂进行实验可以选用氧化铁、活性炭、氯化铁、猪肝、土豆等二、实验改进设想：教材方案是记录单位时间产生的气体的量。可改为收集等量气体所需的时间。例如不使用量筒，让学生记录集满一试管气体所需的时间。三、实验结果催化剂0.1gMnO20.2gCuO5滴1mol/LFeCl3前15秒产生氧气的量50mL很少3mL前30秒产生氧气的量100mL3mL10mL前45秒产生氧气的量5mL30mL前60秒产生氧气的量7mL60mL注意点反应速度均匀；MnO2药品颗粒大小对催化效率有很大影响反应速度很慢，但可见有气泡长生反应先慢后快，最后剧烈反应，直到H2O2用尽四、注意事项：要注意过氧化氢对人体的危害，还要预防瞬间产生大量氧气，引起实验事故。五、实验时间：45分钟专题4拓展4－2：过氧化氢酶的催化作用一、教材实验流程：课本实验要求注意点1、探究过氧化氢酶的催化作用（1）准备一些新鲜猪肝，切成小块备用，（2）取两支试管，分别加入5mL6％H2O2溶液，比较产生O2快慢，用带火星木条检验长生的气体猪肝切成边长0.5cm的正方体32、探究酸度对氧化氢酶的活性的影响（1）取三支试管，各加入5mL6％H2O2溶液。（2）向一支试管中加6mol/LHCl数滴，另一支加6mol/LNaOH数滴。留一个试管作对照（3）向三支试管中加相同大小猪肝3、温度对过氧化氢酶活性的影响（1）取两支试管，各加入5mL6％H2O2溶液。（2）将一支试管放在50oC水浴加热，片刻后取出，另一试管作对照（3）向两支试管中加相同大小猪肝在50oC水浴加热的实验现象不能说明升高温度，酶的活性减弱。将猪肝放在水中煮沸2分钟，再加到6％H2O2中，猪肝无催化作用4、用新鲜土豆块、动物血液代替动物肝脏，进行上述实验，观察现象二、实验参考数据实验操作参考速度解释15秒30秒1分钟过氧化氢酶的催化作用只用猪肝203048酸度对过氧化氢酶活性的影响加HCl3712在酸性或碱性条件下，过氧化氢酶的催化活性受到抑制加NaOH71220温度对过氧化氢酶活性的影响50oC水浴加热254060放入的猪肝是室温的，所以催化活性未受太大影响。相反升高H2O2溶液温度，反应速率增加了煮沸的猪肝无O2无O2无O2酶变性，完全失活三、附件：1、一些含过氧化氢酶的物质：（摘自化学教学2006（11）－9）如果将土豆中的过氧化氢酶的催化活性看成是1.0的话，其它来源的过氧化氢酶催化活性参见下表：42．温度对过氧化氢酶有很大影响，一般来说，过氧化氢酶的催化活性最佳温度在４０℃左右，下图为一种酶的相对活性与温度的变化关系图。（摘自化学教学2006（11）－9）3．抑制剂对过氧化氢酶的催化活性也有影响，常见的抑制剂有乙酸、乙醇、甲酸、亚硝酸等。在实验过程中，只要每毫升反应液加入１０－２０ｍｇ上述物质，过氧化氢的分解速率大大降低。（摘自化学教学2006（11）－10）四、实验时间：30分钟专题4课题2拓展4－3：蔗糖燃烧一、仪器和药品：蔗糖、小苏打、稻草灰、头发灰、棉花灰、茶叶灰、活性炭、95％乙醇、铁盘（石棉网）、火柴二、教材实验流程：1、药品的预处理：a、将蔗糖、小苏打用研钵研细，装入小烧杯中，放在干燥器中干燥2小时以上。b、制备稻草灰：将稻草放在铁锅中，用火柴引燃，除去未燃尽的稻草，收集部分未经碾磨的稻草灰，装入试剂瓶备用。将剩余的稻草灰充分碾磨成细灰，装入另一试剂瓶备用。c、制备头发灰：取人发，剪成0.5cm以下的小段，装入坩锅中，在通风橱内用酒精灯加热、灰化。用药匙刮取头发灰，装入研钵碾成细灰，装入试剂瓶备用。d、制备棉花灰：将脱脂棉花拉成蓬松状，装入铁锅，用火柴引燃。充分燃烧后，取棉花灰，用研钵研成细灰，装入试剂瓶备用。e、制备茶叶灰：将干燥茶叶装入研钵。碾成颗粒，装入坩锅，在通风橱内用酒精灯加热灰化。冷却后倒入碾钵碾细，装入试剂瓶备用。2、蔗糖、小苏打混合物的比例探究在铁盘上，将碾细的稻草灰铺成厚0.3毫米，直径6厘米饼状催化剂层。加2药匙药品混合物，堆成圆锥状。滴2滴管95％酒精，引燃。探究蔗糖与小苏打以不同质量比混合的实验效果，得到蔗糖与小苏打质量比8：1时混合效果最好。3、催化剂种类对反应程度的影响:将头发灰、棉花灰、稻草灰、茶叶灰碾细（活性炭不用碾细），铺成厚0.3毫米，直径5厘米饼状催化剂层。加2药匙药品混合物，堆成圆锥状。滴2滴管95％酒精，引燃。实验结果是活性5炭催化效果最好。4、催化剂颗粒大小对反应程度影响分别将碾细和未碾细的稻草灰成厚0.3毫米，直径5厘米饼状催化剂层。加药品混合物2药匙，堆成圆锥状。滴2滴管95％酒精，引燃。实验结果是碾细的稻草灰催化效果越好。三、实验时间：按探究次数计算，约8分钟/次专题4课题3：反应条件对化学平衡的影响－氯化钴溶液变色原理一、实验药品：按书本要求准备二、教材实验流程：1、观察稀释酸性氯化钴溶液时颜色的变化内容解释注意点改进意见在试管○1中加入3mL、0.5mol/LCoCl2溶液，观察颜色加入能取代[Co(H2O)6]2+中水分子的物质（浓盐酸）使水解平衡逆向移动，溶液变蓝留一些溶液作对比可在白色点滴板上进行实验再在试管○1中加入6mL浓盐酸加到溶液颜色有显著变化为止将试管○1中的溶液一分为二，另一份倒在○2试管中，在○2试管中加3mL蒸馏水加水促进水解，溶液又显粉红色2、温度对氯化钴颜色的影响内容解释注意点在试管中加3mL95％乙醇和少量氯化钴，振荡溶解，在加蒸馏水至溶液恰好显紫红色氯化钴的水合物失水而显蓝色工业酒精溶解氯化钴以后，溶液可能已经显紫红色，此时只要加热试管就有颜色变化。在酒精灯上加热片刻三、实验改进设想由于浓盐酸具有强烈的腐蚀性和挥发性，建议使用饱和食盐水代替浓盐酸：取洁净试管，加少量氯化钴晶体。再将1～2mL氯化钠饱和溶液注入试管，溶解氯化钴晶体，配成粉红色溶液。再加热观察现象。停止加热，冷却观察现象。（此改进方案源引自中教参2007(5)－40）四、实验时间：25分钟专题4课题3拓展4－4：淀粉与碘显色现象探究一、仪器和药品0.5%淀粉溶液，饱和碘水，0.1mol/LKI溶液，1×10-4mol/LKI溶液，0.1mol/LAgNO3，0.1mol/L6NaCl，乙醇，CCl4，苯，试管（比色管），胶头滴管，过滤装置，酒精灯，手表。二、教材实验流程1、浓度的影响（1）I－、浓度的影响：a、碘水的预处理：向4mL饱和碘水中加过量0.1mol/LAgNO3溶液，除去溶液中的I－，再加过量0.1mol/LNaCl溶液，除去Ag＋，过滤，将滤液分别转移到4个比色皿中，每个比色皿各盛滤液1mL。b、对比操作：1号比色管2号比色管3号比色管4号比色管操作I加4滴0.5％淀粉加4滴0.5％淀粉加4滴0.5％淀粉不加淀粉II不加KI4滴1×10-4mol/LKI溶液4滴0.1mol/LKI溶液不加KI现象无色浅蓝紫色深蓝色无色解释加入I－，显色灵敏度增高。且I－浓度越大，显色灵敏度越高。当碘离子浓度在2×10-5mol/L时就能促进显色。(2)淀粉浓度影响a、实验操作：将0.5%的新制淀粉溶液分别稀释10倍，100倍，1000倍。取4种浓度的淀粉溶液各1毫升倒入比色管，依次编号。再在比色管中各滴加饱和碘水5滴，比色。b、实验现象：四支比色管内溶液依次呈深蓝色、天蓝色、浅蓝色、淡蓝紫色c、实验结论：当淀粉溶液的浓度在十万分之五左右时,仍能用肉眼观察到其与碘作用显色。碘浓度越高，显色越深。2、溶剂的影响：(1)CCl4或苯a、实验操作：向3支比色管中加水1毫升，滴5％淀粉溶液5滴，饱和碘水5滴。编号。1号比色管不加有机试剂，用作对比，2号比色管中加CCl41mL,3号比色管中加苯1mL。振荡三支比色管。b、实验现象：2号，3号比色管中水层蓝色褪去，有机层显浅紫红色。c、现象解释：因为I2被CCl4或苯萃取，从包容物中逃逸出来，混合液蓝色消失。（2）乙醇1号比色管2号比色管3号比色管4号比色管实验操作I2mL乙醇1mL乙醇，1mL水0.5mL乙醇，1.5mL水2mL水II加淀粉5滴，碘水5滴7实验现象不显色蓝紫色深蓝色天蓝色实验结论(1)当溶液中含有乙醇时,淀粉与I2仍能发生显色,当乙醇浓度较低(50%)时显蓝色,浓度较高(50%)时显蓝紫色。(2)当溶液中少量乙醇存在时,显色灵敏度提高，乙醇含量越高,显色的灵敏度降低解释：(1)少量醇存在时，由于醇和水对光的折射率不同而导致显示出不同的。(2)往水中逐渐加入水溶性有机溶剂时,水的比例逐渐降低,形成的稳定多碘链长度逐渐变短,因而与淀粉作用呈现的颜色不断变化,溶液由蓝色逐渐变为无色。反过来,再往此无色溶液中逐渐加水,随着水的比例逐渐升高,形成的稳定多碘链长度又逐渐增长,因此溶液的颜色又由无色逐渐变为蓝色。3、酸碱性的影响：(1)实验操作：a、利用PH计配制PH从1~11不等的溶液。（教师可在实验前配好）b、取八支试管，各加pH从1~11不等的溶液3毫升，淀粉4滴，c、置于90oC水浴中加热5分钟，充分冷却后，静置5分钟，再加碘水4滴，比色。(2)实验现象：PH值1357910现象紫红色品蓝色天蓝色浅蓝色褪色(3)结论与解释：a、在pH=3~5的弱酸性溶液中显色最灵敏，其原因可能是在弱酸性溶液中,单质碘的极微弱的歧化反应:I2+H2OH++I-+HIO(Kc=2x10-13)受到抑制,使单质碘更有利于与淀粉结合。b、在pH2的强酸性溶液中，淀粉水解产生糊精，糊精与I2作用显红色，混合淀粉与碘产生的蓝色而呈现蓝紫色。c、在碱性溶液中，I2将歧化成次碘酸盐和碘化物,I2+2OH-＝IO-+I-+H2O,因而在pH10的碱性溶液中不显色。4、温度的影响：（1）实验内容和步骤：（实验时。室温为24oC）a、取一支试管，加入5毫升水，0.5%淀粉5滴，饱和碘水5滴，溶液呈蓝色。b、将蓝色溶液等量分装在3支试管中，并编号。c、第1号试管置于50oC热水浴中加热，2号试管置于65oC水浴加热，3号试管置于100oC水浴中加热，并记下时间。d、记下蓝色退尽的时间和