无机化学实验教案(30页).doc
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1、-无机化学实验教案-第 29 页 实验十六 氯及其化合物实验目的1.了解改进实验装置的方法,增强节能、环保意识;2.验证卤素离子的还原性;3.验证卤素及其含氧酸盐氧化性的强弱。实验内容1.设计微型装置制取氯气、氯水、次氯酸盐、氯酸盐等;2.验证卤素单质的氧化性、卤素离子的还原性强弱;3.验证次氯酸盐、氯酸盐的氧化性。实验重点1.装置改进的设计;2.氯气、氯酸钾性质验证的安全操作。难点 装置改进的设计。实验用品烧杯、橡胶手套、皮筋、青霉素药瓶、注射器、热水壶、淀粉碘化钾试纸、标签、pH试纸、醋酸铅试纸、原液:浓HCl、浓H2SO4 、Br2、水晶体:KMnO4 、NaC1、KBr、KI0.1mo
2、l/L: HCl、FeCl2、MnSO4、CCl4、H2SO46mol/L: NaOH、KOH安全知识1.卤素单质有一定的毒性,注意操作规范,在通风厨内进行。2.实验药品用量要尽量的少,浓盐酸逐滴加入因反应剧烈。3.移取液溴时,需戴橡皮手套。溴水的腐蚀性较液溴弱,在取用时不允许直接倒而要使用滴管。不慎把溴水溅在皮肤上,立即用水冲洗,再用碳酸氢钠溶液或稀硫代硫酸钠溶液冲洗。4.氯酸钾是强氧化剂,实验时应将撒落的氯酸钾及时清除。课时安排3课时教学方法讲解法、演示法、指导法、练习法作业布置撰写本次实验报告;预习过氧化氢、硫的化合物。教学过程实验教学内容一、装配多功能装置 制取氯气、次氯酸钠、氯水等,
3、同时验证卤素单质的氧化性。密闭多功能瓶:将橡胶手套套在烧杯上 。 注射器:浓盐酸2mL。 反应器:7个青霉素药瓶(贴签)KMnO4 晶体1/4平勺(放在外侧,易于观察),KBr溶液1/2V、 KI溶液1/2V、水1/3V、FeCl2溶液1/3V、NaOH溶液70%V、空瓶(放中间)。用橡皮筋捆绑。检查气密性:用手挤压手套的手指,若手套膨胀,说明不漏气。注射器:浓HCl逐滴加入(严禁快速,以防冲料。本装置的缺点:反应条件不温和,不便于控制)。制取Cl2、 NaClO 溶液、氯水等备用。同时验证卤素单质氧化性,观察现象。注:3Cl2 + 6KOH(70-80) = 5KCl + KClO3+ 3H
4、2O等不再有气体产生,用注射器在空瓶中加入脱氯剂Na2S2O3溶液。(此时可先做卤素离子的还原性实验)Na2S2O3+4Cl2+5H2O=2H2SO4+2NaCl+6HCl比较卤素单质氧化性的强弱。 注:I2萃取在CCl4中,少量I2萃取在CCl4中CCl4层浅红色。随着I2在CCl4中浓度增大,CCl4层颜色逐渐加深,最终为紫色。 KMnO4溶液,随着溶液浓度增大 颜色由 浅红红紫红紫黑色二、验证卤素离子的还原性。 取3只试管,各加入少量(黄豆粒大小)NaC1、KBr 、KI晶体(或饱和溶液),再加入7-8滴浓H2SO4,并分别用pH试纸、湿润淀粉碘化钾试纸、湿润醋酸铅试纸验证产物。三、验证
5、次氯酸盐、氯酸盐的氧化性强弱 取4支试管,分别加入制得的NaClO溶液,再往各试管中分别加入少量HCl(浓), MnSO4、KI、品红溶液,观察反应现象(试剂要尽量少用)。 再取2支试管,分别加入KClO3(s)(黄豆粒大小),再往2试管中分别加入少量HCl(浓), KI溶液,观察反应现象。四、思考题:1.过氧化氢的氧化性没有氯气强,按理说过氧化氢应该不能和盐酸反应。但H2O2的浓溶液,加入金属作催化剂(Fe),反应剧烈,可以生成氯气。与浓度和有关,稀的氧化性的确不如,但是浓度和酸度同时增大时,过氧化氢的氧化性就有可能大于氯气了。2单质碘:紫色?但大块晶体银白色(像锡纸)萃取到 CCl4中:随
6、着浓度增大颜色逐渐加深。教学反思本实验的优点:装置简单,操作安全,现象直观,节能环保。缺点:实验过程中,有些学生滴加浓HCl稍快,造成冲料,导致实验失败,重做了一遍,致使实验时间延长。在以后的教学中,要反复强调控制滴加速度,确保实验成功。在制备氯水时,由于氯气在水中的溶解度不大,未看到黄绿色。由于是密闭容器,不能做燃烧实验,在以后的教学中继续探寻新的方法。 实验十七 过氧化氢、硫的化合物实验目的1.掌握实验室制备过氧化氢的方法;2.掌握H2O2的性质;3.了解硫化物的溶解性;4.掌握过二硫酸盐的氧化性。实验内容1.H2O2的制备;2.设计一组实验,验证H2O2的性质;3.H2O2的鉴定方法;4
7、.验证硫化物的性质。实验重点H2O2与硫化物的性质难点 设计实验实验用品 Na2O2 、pH试纸、乙醚、MnO2、火柴、0.2mol/L:稀硫酸、KI、KMnO4、K2Cr2O7、Na2S2O3、MnSO4、Pb(NO3)2、CuSO4、Na2S、稀HCl、AgNO3 、3mol/L:稀H2SO4、浓盐酸、浓硝酸、过二硫酸钾K2S2O8 、品红溶液、氯水、碘水、电炉。 安全知识 Na2O2、H2O2、K2Cr2O7有强氧化性。课时安排3课时教学方法讲解法、演示法、指导法、练习法作业布置撰写本次实验报告;预习氮的化合物。教学过程一、H2O2的制备 1.原理: 第一步Na2O2+2H2O(冷水)
8、= 2NaOH+H2O2 (冷水:减少H2O2分解) 2H2O2=分解=2H2O+O2 总反应:2Na2O22H2O = 4NaOH+O2) 第二步 2NaOH + H2SO4 + 8H2O+H2O2 = Na2SO410H2O(芒硝)+H2O2 过滤后,溶液含6%-8%的H2O2 。 总反应:Na2O2+ H2SO4 + 10H2O = Na2SO410H2O(芒硝)+ H2O2此实验的 关键步骤是控制温度(若温度高,产物中 H2O2的含量极少甚至没有,温度太低不利于反应的进行。) 2.实验步骤: 大试管中加入Na2O2(约一平勺)、5mL冷H2O后,用冷的2mol/L 稀H2SO4 (约3
9、mL)调至弱酸性(使Na2O2完全反应),pH试纸pH=5-6,过滤后的溶液含6-8% 的H2O2 。分成4份(3份做性质,1份做鉴定)。二、验证H2O2性质。1.原理: 过氧根: 是得到的电子,sp2杂化轨道是直线,p轨道是相碰的椭圆。是两个氧以共价键结合的一个离子团,他们共用了一对电子,所以每个氧原子是7电子的结构,呈-1价,需要左右各一个电子,达到8电子的稳定结构。H2O2 O为-1价,氧化态居中,因此既有氧化性又有还原性。2. 实验试剂: 铁粉、碎瓷片、MnO2、0.2mol/L的稀硫酸、稀HCl、KI 、KMnO4 、品红溶液、pH试纸等。观察现象并写出方程式。注:H2O2 +KI现
10、象与H2O2的量有关3.实验步骤: 向 KI 溶液中滴加 H2O2,溶液变黄生成 KI3 H2O2 + 3KI + 2 H+ = KI3 + 2H2O + 2K+ 继续滴加 H2O,观察溶液颜色变化。三、H2O2的鉴定-过氧链的转移 1.实验步骤: 在试管中加入2mLH2O2溶液,0.5mL乙醚,1mL稀H2SO4,再加3滴K2Cr2O7溶液,观察溶液和乙醚层颜色变化。在条件下,重铬酸钾(K2Cr2O7 ,橙红色,不溶于乙醇,一类致癌物)具有强氧化性,与 H2O2反应可将 -O-O- 转移至重铬酸钾中,生成不稳定过氧化铬CrO5(即CrO(O2)2蓝色,+6价铬),易分解。但易溶于乙醚,若萃取
11、到乙醚层中则相对稳定。为防止其分解,须在冷水中进行。萃取到乙醚层中的CrO5,时间久了,也会分解,生成3价铬,进入水相呈绿色。因此,通常用此方法鉴定Cr2O72-、CrO42-和过氧化物的存在。 2.应用: 交警用经硫酸酸化处理的(CrO3)(与重铬酸钾原理类似)硅胶检查司机呼出的气体,根据硅胶颜色的变化(硅胶中的+6价铬能被酒精蒸气还原为+3价铬,颜色发生变化,同时根据平衡,发现喝的越多一般颜色越深橙黄变灰绿),可以判断司机是否酒驾。 CrO(O2)2 前一个O -2价,后4个O -1价,2CrO42-黄色(K2CrO4)+ 2H+(酸性条件下) = Cr2O72-(橙色)+ H2O +6价
12、二类致癌物致癌 +3价无毒注意:实验室废液不能随意倾倒,需倒入指定器皿。四、硫的化合物的性质1.硫化物的溶解性 取3支试管分别加入MnSO4、Pb(NO3)2、CuSO4溶液各0.5mL 分别滴加Na2S溶液 观察现象。过滤。再分别加入稀盐酸、浓盐酸、浓硝酸。观察溶解情况。注:硫化物的溶解性氢硫酸可形成正盐和酸式盐,酸式盐均易溶于水,正盐中除碱金属(包括NH4+)的硫化物和BaS易溶于水外,碱土金属硫化物微溶于水(BeS难溶),其它硫化物大多难溶于水,并具有特征颜色。CuS 极难溶 CuCl2+H2S=CuS+2HCl(弱酸制强酸)该反应可以发生的原因是硫化铜过于难溶,导致平衡向右移动。HgS
13、 (黑色)仅溶于王水2.过二硫酸盐的氧化性 试管中加入:稀H2SO4 3mL、H2O(3mL)、MnSO4 3滴混合后分成两份。第一份溶液 + (s),第二份溶液 + 硝酸银( 1滴)+ (s)将两份溶液同时水浴加热,观察现象。教学反思验证H2O2的弱酸性时,本实验使用的是普通的pH试纸,有些组制备的H2O2浓度较高或过低,滴加到试纸上,会出现强氧化性或极弱氧化性的现象。以后将使用抗氧化的pH试纸,滴入后发现变色,再撒少许MnO2粉末到试纸上,使颜色再变回去来验证H2O2的弱酸性。实验十八 氮的化合物实验目的掌握铵盐、亚硝酸、亚硝酸盐、硝酸、硝酸盐的性质。实验内容1.氨的制备、性质;2.铵盐的
14、性质;3.亚硝酸及亚硝酸盐的性质;4.硝酸和硝酸盐的性。实验重点 氨的制备;铵盐的性质;亚硝酸及亚硝酸盐的性质;难点 验证氨在水中溶解性的实验实验用品具之试管、试管、烧杯、橡胶管、红色石蕊试纸、火柴、酒精、橡胶塞、NH4Cl、 Ca(OH)2、NaNO3、CuNO3、AgNO3、浓盐酸、浓氨水、NH4HCO3、NH4NO3、3moldm-3H2SO4、饱和NaNO2、0.1moldm-3 KI、0.5moldm-3 NaNO2、0.1moldm-3 KMnO4、浓HNO3、铜片、S粉、澄清石灰水。 安全知识硝酸的强氧化性课时安排3课时教学方法讲解法、演示法、指导法、练习法.作业布置撰写本次实验
15、报告;预习磷及其化合物。教学过程一、氨的制备、性质1.原理: 加热铵盐与碱的混合物: 2NH4Cl+Ca(OH)2= CaCl2+2NH3+2H2O (不能写离子式)或用NH3H2O加热 = NH3H2O(但NH3不纯也不干燥)2. 实验步骤: 称取NH4Cl、Ca(OH)2固体各1g,均匀混合后,装入干燥的具支试管试管,用橡皮塞堵住管口,支管连橡胶管,再连玻璃导管,伸入一干燥的试管,试管口堵棉花:目的是防止NH3与空气对流,确保收集纯净),向下排气法收集NH3,充分预热后,加热。(验满:湿润的红色石蕊试纸或pH试纸)橡皮塞堵管口。二、氨的性质1.用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,观察现象。2.
16、收满NH3的试管倒扣入水槽中,去掉胶塞,观察现象。3.用2只玻璃棒分别蘸取浓盐酸、浓氨水,靠近。观察现象。三、铵盐的性质 取3只试管分别装入少量的NH4Cl、NH4HCO3、NH4NO3固体(黄豆粒大小),加热,观察现象。四、亚硝酸的制备及其性质1.原理: 通过亚硝酸盐与酸作用而制得。2.实验步骤: 取一支试管,加1mL冷饱和NaNO2(若无现象,加入NaNO2晶体)溶液,再加1mL冷稀H2SO4,观察试管中气相和液相的颜色变化,并解释之。3.性质验证: (1)试管中加入3滴0.5moldm-3 NaNO2,再加3滴0.1moldm-3 KI,观察现象(无现象)。若再加入3滴稀 H2SO4,又
17、有何现象? (2) 试管中加入3滴0.5moldm-3 NaNO2溶液,加12滴0.1moldm-3 KMnO4溶液,有何现象(无现象)?若再加入3滴稀 H2SO4,又有何现象?五、硝酸和硝酸盐的性质1. HNO3的氧化性 取1支试管,加入少量硫粉(米粒大小),滴加浓HNO3,观察现象。 另取1支试管,加入铜片(米粒大小),滴加浓HNO3,观察现象。2.硝酸盐的热分解 三支试管中,分别加入NaNO3、Cu(NO3)2、AgNO3,加热,观察现象,写出反应式。讨论:硝酸根的检验方法1.常规检验硝酸根的方法是向待测溶液中加入铜然后加热,溶液蓝色。2.在试管中加入绿豆粒大FeSO4固体,用少量蒸馏水
18、溶解后,再加入3滴0.1moldm-3 KNO3溶液,摇匀后,将试管斜持,沿管壁慢慢加入约0.5 cm3 浓H2SO4。由于浓H2SO4相对密度比水大,溶液分成两层。观察浓H2SO4 和溶液交接面处棕色环的出现。 其反应如下: Fe2+ + NO3- +4H+ 3Fe3+ + 2H2O + NO Fe(H2O)62+ + NO FeNO(H2O)52+ + H2ONO2- 也能产生同样的反应,因此当有NO2- 存在时,必须除去之。除去方法是在混合液中加入饱和NH4Cl一起加热,反应如下: NH4+ + NO2- N2+ 2H2ONO2-和FeSO4在HAc酸性溶液中生成棕色溶液。用这一反应来鉴
19、定NO2- 的存在(检验NO3-时用浓H2SO4酸化,检验NO2- 使用HAc酸化。) NO2- + Fe2+ + 2HAc NO + Fe3+ + 2Ac- + H2O Fe(H2O)62+ + NO FeNO(H2O)52+ + H2O 棕色环成分是FeNO(H2O)52+配合物,不稳定,微热或振摇它的溶液时“棕色环”立即消失。教学反思在做硝酸盐的热时,NaNO3、CuNO3现象明显,但AgNO3分解需要的温度更高,时间更长,有少数学生未将实验进行到底,在以后的教学中多做强调。实验十九 磷及其化合物实验目的1.了解磷的同素异形体;2.掌握磷的重要化合物及磷酸盐的性质;3.掌握偏磷酸根、磷酸
20、根、焦磷酸根离子鉴定方法。实验内容1.比较磷的同素异形体;2.磷的重要化合物及磷酸盐的性质;3.偏磷酸根、磷酸根、焦磷酸根离子的鉴定。实验重点磷酸盐的性质;偏磷酸根、磷酸根、焦磷酸根离子的鉴定。难点磷酸盐的性质;偏磷酸根、磷酸根、焦磷酸根离子的鉴定。实验用品红磷、白磷、五氧化二磷、pH试纸、0.1mol/L:Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4、AgNO3、Na2CO3;0.5mol/L:CaCl2、H3PO4、HAc; 稀HCl、澄清石灰水、钼酸铵试剂、6mol/L HNO3 、0.5mL0.2mol/LCuSO4、0.1mol/L焦磷酸钠、偏磷酸钠、小刀、火柴、pH试纸、鸡蛋清。安
21、全知识白磷有剧毒,注意操作规范。课时安排3课时教学方法讲解法、演示法、指导法、练习法。作业布置撰写本次实验报告;预习碱金属、碱土金属及其化合物。教学过程一、比较磷的同素异形体观察白磷、红磷的颜色、状态及保存情况二、磷的重要化合物 1. 观察五氧化二磷 白色粉末,易吸潮,强脱水剂。 2.磷酸盐的性质 三类:正盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐。 (1)溶解性(酸碱性)三支试管分别装分别加入适量Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4溶液。测pH值,再分别加入AgNO3溶液,观察现象,测pH值,并解释说明。 (2)在酸中的溶解性三支试管分别加入1mL Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4溶液各
22、加入0.5mL 0.5mol/LCaCl2溶液 观察现象,前2支试管再分别滴加稀HCl观察现象。 3.三类盐之间的相互转化关系 取1支试管先加入适量澄清石灰水,再逐滴滴加H3PO4,边滴边振荡。观察现象,写出反应式。 再取1支试管先加入适量H3PO4,再逐滴滴加澄清石灰水边滴边振荡。观察现象,写出反应式。 结论: 在强碱环境下,磷酸盐离子(PO43-)会较多;而在弱碱的环境下,磷酸氢盐离子(HPO422-)则较多。在弱酸的环境下,磷酸二氢盐离子(H2PO4-)较为普遍;而在强酸的环境下,则水溶的磷酸(H3PO4)是主要存在的形式。 4.配位性 取0.5mL0.2mol/LCuSO4溶液,逐滴加
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