人教版高中化学教材(选修4)实验(PDF版)

人教版高中化学选修4教材实验人教版高中化学选修4教材实验目录序号内容页码1中和反应反应热的测定选修4，P4-P52锌粒和不同浓度稀硫酸反应速率比较选修4，P183不同浓度草酸与高锰酸钾反应速率比较选修4，P204不同温度下硫代硫酸钠与硫酸反应速率的比较选修4，P215不同温度下I－在酸性溶液中被氧化的速率比较选修4，P21-P226催化剂对反应速率的影响----二氧化锰催化双氧水分解实验选修4，P227不同催化剂对反应速率的影响选修4，P238重铬酸钾溶液中加酸或碱的平衡移动选修4，P26-P279Fe3+、SCN－浓度对Fe(SCN)3溶液中平衡移动的影响选修4，P2710温度对二氧化氮、四氧化二氮平衡体系的影响选修4，P2811等浓度的盐酸、醋酸溶液酸性的比较选修4，P4012醋酸与饱和硼酸溶液酸性比较选修4，P4213实验测定酸碱滴定曲线选修4，P50-P5114探究促进或抑制FeCl3水解的条件选修4，P5715氢氧化镁沉淀在蒸馏水、盐酸、氯化铵溶液中的溶解选修4，P6316氯化银、碘化银、硫化银沉淀的转化选修4，P6417氢氧化镁、氢氧化铁沉淀的转化选修4，P6418双液锌铜原电池选修4，P7119电解氯化铜溶液选修4，P7920钢铁生锈原理选修4，P8521验证牺牲阳极的阴极保护法选修4，P87实验名称中和反应反应热的测定（选修4，P4-P5）实验装置实验原理强酸与强碱中和反应的实质是H++OH－==H2O，反应放出的热量会引起溶液温度的变化。在一绝热的容器里加入一定量的盐酸和氢氧化钠溶液，通过测定反应前后溶液的温度，再利用比热容公式——Q=cm△t，即可计算出该反应的反应热，最后再换算成生成1mol水所放出的热量，即得该反应条件下的中和热。实验用品0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液；大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。实验步骤①在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的。②用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸溶液的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。③用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。④把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次性倒入小烧杯(注意不要洒到外面)，盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。⑤重复实验步骤②〜④三次。⑥计算反应热。温度实验次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃温度差(t2-t1)/℃HClNaOH平均值123实验现象------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------实验结论通常条件下，强酸与强碱溶液反应的中和热约为57.3kJ/mol。巳知生成1mol水时的反应热为：△H=－0.418(t2-t1)/0.025kJ/mol。取接近的温度差值的平均值代入进行计算。实验说明①本实验成败的关键在于容器的绝热效果及温度测量的准确。因此，若用上述仪器进行组装，则要严格按照操作进行，也可以用保温杯等其他绝热较好的容器代替进行。②酸碱溶液的混合要迅速，以减少热量的损失。③为了保证盐酸完全被碱中和，使碱稍过量。实验名称锌粒和不同浓度稀硫酸反应速率比较（选修4，P18）实验装置实验原理通过观察收集10mLH2所用的时间或1分钟收集到的H2的体积来比较反应速率的快慢。实验用品锌粒(颗粒大小基本相同)，40mL1mol/L稀硫酸、40mL4mol/L稀硫酸；锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、注射器、铁架台、直角导气管、橡胶管、秒表实验步骤①按上图安装两套装置。②检查装置的气密性(关闭分液漏斗的活塞，将注射器往外拉一段距离，松开手后观察是否会迅速回到原位)。③在锥形瓶内各盛有2g锌粒(颗粒大小基本相同)，然后通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40ml4mol/L的硫酸。比较两者收集10mL氢气所用的时间。实验现象收集10mLH2，4mol/L硫酸所用时间比1mol/L硫酸所用时间短。实验结论在温度及金属质量大小相同的条件下，酸的浓度越大，速度越快。实验说明本实验需要注意的几个关键操作有：①实验装置的气密性要好。②尽可能做好“不变量的控制”——锌粒的表面积、温度、氢气的体积或时间等。③可用恒压漏斗代替分液漏斗滴加稀硫酸，减少滴加硫酸对气体体积测量的影响。实验名称不同浓度草酸与高锰酸钾反应速率比较（选修4，P20）实验装置实验原理在实验中，控制KMnO4溶液的浓度及反应温度不变，探究草酸的浓度不同时对反应速率的影响。本实验涉及的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O实验用品0.1mol/LH2C2O4溶液、0.2mol/LH2C2O4溶液、0.01mol/L的酸性KMnO4溶液；试管2支、胶头滴管2支、10mL量筒、秒表。实验步骤取两支干净试管，各加入4mL0.01mol/L的酸性KMnO4溶液，然后向一支试管中加入0.1mol/LH2C2O4溶液2mL，记录溶液褪色所需的时间。向另一支试管中加入0.2mol/LH2C2O4溶液2mL，记录溶液褪色所需的时间。实验现象加入较浓H2C2O4溶液的试管褪色所需时间较短。实验结论在其他条件相同时，增大反应物的浓度反应速率增大。实验说明在实验过程中的计时由刚加入H2C2O4溶液开始按秒表，当溶液刚好完全褪色时停止计时。为了对比更明显、观察得更清楚，可在试管后面衬一张白纸来观察现象。实验名称不同温度下硫代硫酸钠与硫酸反应速率的比较（选修4，P21）实验装置实验原理在实验中，控制Na2S2O3与H2SO4溶液浓度不变，探究温度不同时对反应速率的影响。本实验涉及的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O实验用品0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液；试管4支、胶头滴管2支、10mL量筒、100mL烧杯两个、秒表、温度计。实验步骤取两支试管各加入5mL0.1mol/LNa2S2O3溶液；另取两支试管各加入5mL0.1mol/LH2SO4溶液；将四支试管分成两组（各有一支盛有Na2S2O3和H2SO4的试管），一组放入盛冷水的烧杯中，另一组放入盛有热水的烧杯中。经过一段时间后，分别将同一烧杯中的两溶液混合并振荡，记录每组中从混合到出现浑浊的时间。实验现象加热的一组首先出现浑浊。实验结论在其他条件相同时，升高温度反应速率增大，降低温度反应速度减小。实验说明在实验过程中计时由刚混合两溶液开始按秒表，当溶液出现浑浊时停止计时。实验名称不同温度下I－在酸性溶液中被氧化的速率比较（选修4，P21-P22）实验装置实验原理在实验中，控制KI与H2SO4溶液的浓度不变，探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系。本实验涉及的离子方程式为：4H++4I－+O2=2I2+2H2O实验用品1mol/LKI溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、淀粉溶液；试管4支、胶头滴管2支、10mL量筒、100mL烧杯两个、秒表、温度计。实验步骤取两支试管各加入5mL1mol/LKI溶液，并分别滴加几滴淀粉溶液，另取两支试管各加入5mL0.1mol/LH2SO4溶液，将四支试管分成两组（各有一支盛有淀粉KI混合溶液和H2SO4溶液的试管），一组放入盛有冷水的烧杯中，另一组放入盛有热水的烧杯中。经过一段时间后，分别将同一烧杯中的两溶液混合并振荡，记录每组中从混合到溶液出现蓝色的时间。实验现象加热的一组溶液首先出蓝色。实验结论在其他条件相同时，升高温度反应速率增大，降低温度反应速度减小。实验说明在实验过程中计时由刚混合两溶液开始按秒表，当溶液出现蓝色时停止计时。实验名称催化剂对反应速率的影响----二氧化锰催化双氧水分解实验（选修4，P22）实验装置实验原理2H2O2=====MnO22H2O+O2↑实验用品10%的双氧水、二氧化锰；锥形瓶、双孔橡胶塞、短导管、漏斗、木条、火柴实验步骤锥形瓶内盛入10mL左右10%的双氧水，用双孔橡皮塞塞上锥形瓶，插上短导管和漏斗，将带有余烬的木条伸入短导管，再通过漏斗加入少量二氧化锰，观察现象。实验现象未加入二氧化锰时没有明显现象；加入二氧化锰后，锥形瓶内迅速产生大量气泡，余烬复燃。实验结论二氧化锰能够加快双氧水的分解，是此反应的催化剂，催化剂能加快反应速率。实验说明①带余烬的木条不宜伸入太多，否则会因泡沫过多而使余烬熄灭。②加入的双氧水和二氧化锰的量需适宜，不能过量加入，以防瞬间气压过大导致爆炸。③二氧化锰在催化过程中没有消耗，但参与了反应。二氧化锰降低反应活化能导致加快速率，而不是提供能量。实验名称不同催化剂对反应速率的影响（选修4，P23）实验装置实验原理2H2O2======催化剂2H2O+O2↑2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4======催化剂K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O(C6H10O5)n+nH2O======催化剂nC6H12O6实验用品5%的双氧水、0.1mol/LFeCl3、0.1mol/LCuSO4；试管2支、胶头滴管2支、10mL量筒0.1mol/LH2C2O4溶液、0.01mol/L的酸性KMnO4溶液、MnSO4固体；试管2支、胶头滴管2支、10mL量筒、秒表。淀粉溶液、2mol/L的H2SO4溶液、碘水、唾液；试管2支、胶头滴管2支、10mL量筒实验步骤在两支试管中分别加入2mL5%的H2O2溶液，再向H2O2溶液中分别滴入0.1mol/LFeCl3和CuSO4(使用CuCl2更好)溶液各1mL，摇匀，比较H2O2的分解速率在两支试管中各加入4mL0.01mol/L的酸性KMnO4溶液和2mL0.1mol/LH2C2O4溶液，再向其中一支试管中加入一粒黄豆大的MnSO4固体。摇匀，记录溶液褪色所需的时间取两支试管，各加入5mL淀粉溶液和2滴碘水，然后向其中一支试管中加入1mL2mol/L的H2SO4溶液(必要时可加热)；向另一支试管中加入1mL唾液，振荡。比较硫酸溶液、唾液对淀粉水解的催化效果实验现象试管中均有气泡产生，且速率均较快试管④中溶液褪色比试管③中的快试管⑥中溶液褪色比试管⑤中的快实验结论FeCl3和CuSO4对H2O2的分解都有催化作用，但催化效果不同Mn2+对KMnO4与H2C2O4的反应有催化作用，可加快反应速率唾液、稀硫酸对淀粉的水解都有催化作用，但唾液的催化作用强正催化剂能显著加快化学反应速率，且不同催化剂对同一化学反应的催化作用是不同的实验说明若使用CuCl2，可说明Fe3+和Cu2+对H2O2的分解都有催化作用加热时颜色变浅，冷却后会恢复原来的颜色实验名称重铬酸钾溶液中加酸或碱的平衡移动（选修4，P26-P27）实验装置实验原理已知在K2Cr2O7溶液中存在着如下平衡：Cr2O2－7(橙色)+H2O2CrO2－4(黄色)+2H+（K2Cr2O7固体是橙红色晶体）。增大H+浓度，平衡向逆反应方向移动，溶液逐渐变为橙色；增大OH－浓度，平衡向正反应方向移动，溶液逐渐变为橙色。实验用品0.1mol/LK2Cr2O7溶液、浓硫酸、6mol/LNaOH溶液；三支试管、胶头滴管、白纸。实验步骤取三支试管编号为A、B、C，各加入5mL0.1mol/L的K2Cr2O7溶液，然后试管A中滴加3〜10滴浓硫酸，另一支试管B中滴加10〜20滴6m