高中化学课外实验大全

高中化学课外实验大全1/13高中化学课外实验大全1.能自燃的金属【原理】有些金属处于极细的粉末状态时，能在空气中自燃。这类活性较强的金属粉末一般要用化学方法制得。例如，能自燃的铁粉，可以用草酸亚铁加热分解制得，反应式是FeC2O4•2H2O=CO↑+CO2↑+2H2O+FeO3FeO=Fe2O3+Fe4FeO=Fe3O4+Fe得到的铁粉表面积很大，在室温下遇到空气会发生激烈的氧化还原反应，放出大量的热而燃烧起来，反应式是4Fe+3O2=2Fe2O3【准备】（1）实验室里如没有草酸亚铁，可以自制。配制一定浓度的草酸溶液和亚铁盐溶液（如FeCl2、FeSO4），使这两溶液以等摩尔混合，就能得到黄色的草酸亚铁沉淀。然后经过过滤、洗涤、干燥等处理，得到粉末状草酸亚铁，可以装在瓶里长期保存。（2）为了防止加热时铁粉跟空气接触而发生反应，试管口要配一个单孔塞子，孔里插一段细玻管，用来阻止外面的空气进入反应管。【操作】（1）在大试管中加入约4药匙粉状草酸亚铁，塞上带有导管的塞子，再固定在铁架台上（见下图）。（2）用煤气灯（也可以用酒精灯）较彻底地预热准备好的试管，然后加热试管尾部，使草酸亚铁慢慢地分解。实验时管口如果出现冷凝水珠，可再次在试管前端加热，尽量赶去水分。（3）加热到发生反应时，试管内粉末会出现翻腾现象，随之黄色粉末慢慢变黑。到试剂呈黑色而不再有翻腾现象时，停止加热，留在试管里的是自燃铁粉。（4）趁热取下带导管的塞子，重新塞上橡皮塞，让它自然冷却。冷却后再检查一下塞子是否漏气，要保证在演示前没有空气混入。如果存放时间较长，最好用蜡封住塞子和管口的相接边。（5）实验时先把铁粉堆放在近试管口处，再拔下塞子，立即使铁粉分批轻轻撒出。铁粉在空气中下落时发生自燃，产生一束束火花。【说明】（1）在制取自燃铁粉时有大量气体产生，极可能发生冲料现象，所以试管口应向上倾斜。为了防止凝冷水回落而使试管破裂，所用试剂应充分干燥。此外，还应选用硬质试管，同时在反应前对整个试管作较彻底的预热。（2）撒出的铁粉在空气中自燃的时间较长，不能把它撒在地毯或木质地板上。（3）做铅粉的自燃实验时，取硝酸铅60g溶于100g水中。再取酒石酸钾钠45g，溶于100g水中。这两种溶液混合后得到酒石酸铅的沉淀。把沉淀洗涤2～3次，再抽滤、干燥，即得粉末状酒石酸铅试剂。用酒石酸铅制取自燃铅粉以及表演铅粉自燃的装置和方法，与上述用草酸亚铁加热制自燃铁粉的实验相同。酒石酸铅受热分解而得到自燃铅粉的化学反应式是PbC4H4O6=Pb+2C+2CO2↑+2H2O↑（4）把草酸镍放在上述装置的试管内，用加热草酸亚铁相同的方法操作，能制得自燃镍粉。自燃镍粉也能在空气中迅速自燃。下面是自制草酸镍的方法。取0.5mol/L硫酸镍（NiSO4）溶液和0.5mol/L草酸溶液以等体积混合，搅拌后有淡绿色的草酸镍沉淀生成。再将沉淀洗高中化学课外实验大全2/13涤、过滤、干燥（当pH达到7时，放在烘箱内在50℃下烘干）即可。由草酸镍制得自燃镍粉的反应式是NiC2O4=Ni+2CO2↑自燃镍粉封存及表演的方法同上述自燃铁粉实验。2.皮革鞣制【原理】皮革的鞣制就是用鞣质对皮内的蛋白质进行化学和物理加工。它通过一系列工艺，并采用一些化学药剂，使牛、猪、羊等动物生皮内的蛋白质发生一系列变化，使胶原蛋白发生变性作用。鞣制后的皮革既柔软、牢固，又耐磨，不容易腐败变质。所以鞣制后的皮革可用来制各种皮制的日常生活用品。本实验根据中学的条件，只介绍较易掌握的鞣制工艺。【操作】（1）把500g干的动物皮浸泡在水桶里到软（约需3～5天）。（2）取出变软的皮，摊在平板上，毛面朝下，用铲刀把皮上附的肉和油铲除干净。然后取300g饱和石灰水，加入50g硫化钠，搅拌均匀，制成脱毛液。用刷子蘸取脱毛液，刷在皮板毛根部，刷时尽量均匀。然后把皮子对折，约经3～4小时，皮上的毛很容易脱落，这时用铲子把毛完全脱去。（3）脱毛后立即将皮放在流水中冲洗，除去绝大部分石灰、硫化钠，再在水里浸泡1～2天。（4）备一只铁锅，加入饱和芒硝溶液约2L，略加热使溶液温度保持在40℃左右。从清水里取出皮子，拧干后放入锅中。用手不断地揉皮，等它基本“吃饱”了芒硝后取出，晾干，约半小时后再进行第二、第三次“吃硝”，方法跟第一次相同。500g干皮约可“吃掉”250g硝。把吃硝后的皮晾干后除去皮上的浮硝。（5）另备一只铁锅，加入500g清油（不会全部用完），加热使油温保持在40℃左右。把“吃硝”后的皮放入温油中，用手不停地推拉，使油跟皮不断接触、均匀地渗入皮板里。“吃足”油后，把皮晾在木棒上，使它自然阴干。【说明】石灰、硫化钠混合液的作用是使皮易于脱毛，所以只要涂刷有毛的一面。该液对皮板有损害，脱毛后要立即洗刷干净。3.自制酸碱指示剂【原理】有许多植物色素在不同pH值的溶液里会呈现不同的颜色。因此每个地方都可以就地取材，自制一些酸碱指示剂。【操作】（1）从红萝卜皮中提取酸碱指示剂刮下红萝卜的红皮，用95％酒精浸泡一天左右，过滤后取它的滤液。按检验的需要制作pH1～14的标准溶液若干个。每个标准溶液取10mL，分别加入试管中，各试管中加入红萝卜皮浸泡液（即酸碱指示剂）10滴，用橡皮塞塞紧，作为标准样品。在测定某溶液的酸碱度时，加入上述红萝卜皮指示剂，当发生颜色变化时，跟上述制得的标准样品的颜色作比较，就能确定待测溶液的pH值大致范围。红萝卜皮浸泡液实测的结果是pH值在6以下时显红色，pH值在6～8时显紫红色，pH值在8～10时显绿色，pH值在10以上时显黄色。（2）紫草中提取酸碱指示剂在中药店买50g紫草，取5克，用50％酒精溶液浸泡，浸泡一高中化学课外实验大全3/13天就得到紫草色素的酒精溶液，呈紫色。把浸泡液一分为二，一份加入极少量稀酸（稀磷酸或稀硫酸）到溶液刚变红色，这是红色的紫草试液；另一份加极少量氢氧化钠稀溶液到溶液刚变蓝色，这是蓝色的紫草试液。把滤纸剪成条状，一半浸入红色紫草试液中，另一半浸入蓝色紫草试液中，片刻后取出晾干，就能分别替代红色石蕊试纸和蓝色石蕊试纸（变色范围和使用方法跟石蕊试纸相同）。（3）从紫色卷心菜中提取酸碱指示剂取约250g紫色卷心菜，洗净后切碎，放在大烧杯或不锈钢锅内，加水到浸没1／2菜叶，加热煮沸10分钟，并不断搅拌菜叶。再把煮后的卷心菜汁滤入一只容器中，放置到室温后装瓶。得到的紫色卷心菜滤汁可以用作酸碱指示剂。使用时可参照上述操作（1）的方法，先制几个标准pH值样品，用于不同pH值的检验。也可以把滤纸剪成条状，浸在紫色卷心菜汁内，浸透后取出晾干，再次浸泡、晾干1～2遍，得到自制的pH试纸。该指示剂的显色情况如下。pH值小于3时显红色，pH值在3～5时显浅紫色，pH值在6～7时显蓝色，pH值在8～9时显青绿色，pH值在10～12时显绿色，pH值大于13时显黄色。（4）从米苋菜中提取酸碱指示剂把250g红色米苋洗净切碎，放在约500g水中加热煮沸约10分钟，滤去残渣，就得到红色的酸碱指示剂。它的变色范围是pH值小于2时显紫红色，pH值在2～4时显玫瑰红色，pH值在5～7时显洋红、酒红色，pH值在7～9时显黄色，pH值在9～13时显黄绿色，pH值大于14时显亮黄色。（5）用咖喱粉测试溶液的酸碱性取一药匙咖喱粉，用50％的酒精调成糊状，涂在一块白布的两面。放置一段时间后用水冲去多余的咖喱粉，白布被染成黄色，这就制成一块可以多次反复使用的酸碱指示布。它遇碱性溶液呈红色，遇酸性溶液呈黄褐色。每次用完后，用水把布上的酸性或碱性物质漂洗干净，指示布又恢复原来的黄色，可以供下次使用。【说明】（1）米苋菜等汁中含有果胶、糖粉、淀粉等，用普通过滤法不能使滤液变得澄清。为了减少菜汁内有效成份见光分解、被氧化，菜汁不用过滤，煮沸后用凉水迅速冷却，立即用于显色，效果较好。（2）月季花、菊花、喇叭花、丝瓜花、一串红、牵牛花、凤仙花等浸出液在酸性溶液或碱性溶液里会明显地显示不同的颜色。只要把这些花切碎捣烂，用酒精浸制，所得浸泡液也可以用作酸碱指示剂。4.自制“羊皮纸”【原理】纤维素能溶于浓硫酸，并发生水解反应。利用以上特点，把纯纤维素滤纸浸入硫酸中，使滤纸表面发生部分溶解和水解，并生成一薄层粘稠物。这时停止反应，用大量清水洗涤，使粘稠层均匀地附在滤纸的表面，使滤纸的孔隙变小。用这种方法处理后的滤纸可以做有关半透膜的实验。由于滤纸表面部分的纤维素，在溶于酸时已改变原有的疏松结构，所以高中化学课外实验大全4/13用清水洗涤后它的牢固度明显增强，据测试它的耐拉力可达原滤纸的28倍。又因为纸色洁白，人们叫它“羊皮纸”。【准备】（1）将两份体积的浓硫酸慢慢加入一体积水中，搅拌均匀后冷却到室温。这时得到硫酸的浓度为75％左右，冬天配的浓度要大一些，夏季配的浓度要小一些。（2）取一只水槽，加入约1／2容积的水，再加入少量氨水。【操作】（1）取一张滤纸，放入上述配制成75％的硫酸中，用玻璃棒使它全部浸没在酸液中，浸泡约60～90秒（跟温度有关，温度高，时间短一些）。（2）用玻棒取出变软的滤纸，在清水中漂洗一下，再浸入稀氨水中柔洗片刻，使滤纸上的酸全部中和。这时滤纸已变得比较坚固，取出后放在干净的玻璃板上让它自然晾干。（3）如果不晾干，也能用于有关半透膜的实验，实验效果跟羊皮纸的制作过程（温度、硫酸浓度、浸泡时间等）有很大关系。【说明】（1）用于浸滤纸的硫酸一定要冷却到室温，否则滤纸会全部溶解掉，甚至发生炭化。（2）浸泡时间受诸多因素影响，往往要通过实践摸索才可得到一个最佳值。（3）滤纸只能一张一张地浸泡，千万不能重叠浸泡和在浸泡时折叠。5.水面鞭炮【原理】镁粉和二氧化硅粉在引燃时产生如下反应。2Mg+SiO2=2MgO+Si2Mg+Si=Mg2Si上述产物（Mg2Si）遇盐酸会产生一种叫硅烷的气体。它跟空气里的氧气接触，会自燃和爆鸣，发出火光和“噼啪”声。Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑【准备】取一只100mL烧杯，加入20mL浓盐酸，再加入约20mL水，搅拌均匀，配成约18％的盐酸溶液，冷却后待用。【操作】（1）称取5g二氧化硅粉末，放在研钵里。再称取8g镁粉，也放入研钵，使它们尽可能研细混匀。用药匙把混合物装入约30mL的铁质坩埚内，用药匙压紧混合物。（2）把这坩埚放在铁架台上或砖块上，并置于通风环境中或通风橱内，移开四周的易燃物。取一根长约80mm的镁条，一端插入混合物内，外露一端用火引燃。当燃烧的镁条引燃坩埚中的混合物后，用坩埚钳迅速盖好坩埚盖，避免空气中的氧参与部分反应及坩埚内灼热的物质飞溅。待坩埚冷却后，把坩埚内灰黑色的产物倒入研钵内研碎。（3）用药匙取上述研碎的产物逐步撒入上述配制好的盐酸溶液中。煤渣一样的上述粉末一旦撒入盐酸中，液面上立即发出噼噼啪啪的爆鸣声，并伴随有点点闪闪的火花，在烧杯上方还会出现一缕缕的白烟。【说明】（1）镁粉跟二氧化硅粉反应会放出大量的热。用瓷坩埚作反应容器，坩埚常会破裂，因此要选用铁质坩埚。这反应持续近1分钟，点燃反应物盖上坩埚盖后，不要急于掀盖观察，等反应结束并冷却后再启盖。（2）制得的硅化镁固体，如果暂时不用，可以封存在试剂瓶中，几月甚至一、两年都不会变质。高中化学课外实验大全5/136.示温涂料【原理】四碘合汞酸银（Ag2[HgI4]）是黄色粉状物质，它的结构为四方晶系。它在常温下呈黄色，加热到40℃以上时，结构转为立方晶系，外观呈橙色。四碘合汞酸铜（CuHgI4）是红色粉状物质，常温下的结构为四方晶系，外观呈红色，加热到71℃以上，结构也转为立方晶系，外观呈棕黑色。用这两种原料配制成的涂料，能在不同温度下反复显示不同的颜色，因此叫示温涂料。四碘合汞酸银和四碘合汞酸铜在实验室里的制取过程和变色条件可以用下面的简式表示。【操作】（1）称取2g硝酸汞，溶于40mL水中。另取4.5g碘化钾，溶于另40mL水中。把少量碘化钾溶液加入到硝酸汞溶液中，稍加搅拌，有橙色的沉淀（HgI2）生成。继续加入碘化钾溶液，开始橙色沉淀越来越多，以后慢慢减的无色透明溶液一分为二，分别放在两只烧杯里。（2）称取1g硝酸银，溶