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文檔簡(jiǎn)介

1、探索1:物質(zhì)的導(dǎo)電性,1。任何能在水溶液或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電的化合物都是電解質(zhì),在上述情況下不能導(dǎo)電的化合物是非電解質(zhì)。電解質(zhì)和非電解質(zhì)可以通過(guò)用導(dǎo)電裝置測(cè)試各種化合物的導(dǎo)電性來(lái)區(qū)分。其次,探究的目的是從物質(zhì)的導(dǎo)電性來(lái)理解電解質(zhì)和非電解質(zhì)的區(qū)別。三.供應(yīng)準(zhǔn)備導(dǎo)電燈座,電源,燒杯,磁性坩堝,泥三角,鐵三腳架和酒精燈。鹽晶體、硝酸鉀晶體、氫氧化鈉晶體、無(wú)水硫酸、蒸餾水、酒精和蔗糖。4.查詢(xún)流程1。導(dǎo)電燈座裝置(1)簡(jiǎn)單的導(dǎo)電燈座裝置如圖12.9-1A所示。由石墨或粗銅線(xiàn)制成的電極穿過(guò)軟木塞(或木屑)并插入罐子(或燒杯)中。(2)更簡(jiǎn)單的裝置如圖12.9-1B所示,其電極由廢棄燈泡組裝而成。加熱酒精燈上

2、的廢燈泡,并將其浸泡在冷水中,燈泡會(huì)爆裂。鎢絲將被移除,與鎢絲連接的兩根銅線(xiàn)將被保留,從而形成一對(duì)電極。為安全起見(jiàn),可以適當(dāng)加長(zhǎng)銅線(xiàn),并分別套入細(xì)玻璃管,使銅線(xiàn)伸出玻璃管口約12厘米,玻璃管口封閉在火焰上,玻璃管的另一端固定在雙孔膠塞的小孔中,膠塞與廢燈泡頭結(jié)合牢固。(3)為了節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間,最好使用導(dǎo)電燈座盒,如圖12.9-2所示。有6個(gè)15瓦的電燈泡,側(cè)面有6組電極,每組2個(gè),下底座前側(cè)有6個(gè)開(kāi)關(guān),燈座側(cè)有插頭和主開(kāi)關(guān)。電極由銅線(xiàn)制成,一端的絕緣體被切斷,露出一根2厘米長(zhǎng)的銅線(xiàn)。2。溶液電導(dǎo)率測(cè)試(1)將約1/3燒杯的干鹽晶體、硝酸鉀晶體、氫氧化鈉晶體、無(wú)水硫酸、無(wú)水乙醇和蔗糖加入6個(gè)100

3、毫升燒杯中,分別插入電極,用木塊調(diào)節(jié)燒杯的高度,連接DC電源,觀(guān)察燈泡是否發(fā)光。結(jié)果所有的燈泡都不發(fā)光,說(shuō)明6個(gè)燒杯中的物質(zhì)都是不導(dǎo)電的。(2)切斷電路后,另取6個(gè)燒杯,每個(gè)燒杯中裝有1/3杯蒸餾水,按照上述方法插入電極,連接電路,發(fā)現(xiàn)蒸餾水不導(dǎo)電。然后切斷電路,將少量的上述六種物質(zhì)逐一加入到裝有蒸餾水的六個(gè)燒杯中,用玻璃棒攪拌,然后逐一連接電路。發(fā)現(xiàn)鹽溶液、硝酸鉀溶液、氫氧化鈉溶液和硫酸溶液可以導(dǎo)電,而乙醇溶液和蔗糖溶液不導(dǎo)電。(3)選擇硝酸鉀和蔗糖進(jìn)行熔融狀態(tài)下的電導(dǎo)率測(cè)試。將5克硝酸鉀晶體放入一個(gè)磁性坩堝中,放在一個(gè)泥漿三腳架上,加熱熔化,插入一個(gè)簡(jiǎn)單的導(dǎo)電燈座裝置的電極,打開(kāi)電源,看到

4、燈泡發(fā)光。換成融化的蔗糖,結(jié)果,燈泡不發(fā)光。綜上所述,我們可以得出電解質(zhì)和非電解質(zhì)的區(qū)別。思考與交流1。每次更換測(cè)試物質(zhì)時(shí),必須先切斷電源。2.每次更換燒杯時(shí),必須用蒸餾水清洗電極。3.鹽、硝酸鉀和氫氧化鈉的晶體必須干燥。4.當(dāng)使用商用濃硫酸進(jìn)行測(cè)試時(shí),燈泡會(huì)發(fā)光。無(wú)水硫酸不能通過(guò)蒸餾獲得,因?yàn)榱蛩崛芤壕哂凶罡叩暮愣ǚ悬c(diǎn)(338),此時(shí)的濃度為98.3。無(wú)水硫酸是通過(guò)將三氧化硫溶解在適量的水中制備的,水幾乎不導(dǎo)電。商業(yè)發(fā)煙硫酸是通過(guò)將三氧化硫溶解在硫酸中來(lái)制備的,但是它很容易吸收空氣中的水蒸氣。因此,我們應(yīng)該盡快做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。5.其他實(shí)驗(yàn)方法:DC電源和小燈泡可用于實(shí)驗(yàn),干電池和小電珠也可用于實(shí)

5、驗(yàn)。探索2:強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)1。背景知識(shí)酸、堿和鹽是電解質(zhì),它們的水溶液可以溶解其次,探究的目的是從酸、堿和鹽水溶液的電導(dǎo)率來(lái)了解強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)。三.準(zhǔn)備導(dǎo)電燈座、電源、燒杯、量筒、洗瓶器和電流計(jì)。鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、氯化鈉、碳酸鈉、硫酸銨、醋酸銨等溶液、蒸餾水。4.調(diào)查過(guò)程1。分別配制0.1N鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、氯化鈉、碳酸鈉、硫酸銨和醋酸銨溶液。2.取11個(gè)100毫升燒杯,分別放入30毫升上述11種溶液,并在燒杯外面貼上帶有試劑名稱(chēng)的標(biāo)簽。根據(jù)酸、堿和鹽將它們排成三行。拿另一個(gè)小燒杯,盛半杯蒸餾水清洗電極。3.將四個(gè)裝有酸的

6、燒杯一個(gè)接一個(gè)地放在導(dǎo)電燈座盒的底座上(圖12.9-2),根據(jù)前面實(shí)驗(yàn)的操作觀(guān)察燈泡是否發(fā)光,并比較光的亮度。結(jié)果鹽酸和硫酸溶液最亮,磷酸溶液次之,醋酸溶液最暗。切斷電路,用蒸餾水清洗所有電極。4.將三個(gè)裝有堿溶液的燒杯放在導(dǎo)電燈座盒的底座上,用與上述相同的方法測(cè)試,發(fā)現(xiàn)氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液的燈泡是亮的,而氨水的燈泡是暗的。5.同樣,四個(gè)裝滿(mǎn)鹽溶液的燒杯被用來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),燈泡都很亮。6.水是一種非常弱的電解質(zhì),它的弱導(dǎo)電性可以用靈敏的電流計(jì)來(lái)測(cè)試。電流計(jì)配備有干電池(如果不能配備干電池,應(yīng)串聯(lián)一個(gè)6伏電池)。然后,如圖12.9-3所示,將電極(碳棒或銅片)插入裝有半杯蒸餾水的小燒杯中,電流計(jì)指

7、針偏轉(zhuǎn)。思考和交流每當(dāng)你更換燒杯時(shí),你必須切斷電路。用蒸餾水清洗電極。2.燒杯的外壁應(yīng)保持干燥。燒杯的底部應(yīng)該用干木塊填充。3.強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)也可以通過(guò)電流計(jì)上指針的偏轉(zhuǎn)角來(lái)比較。測(cè)量前,應(yīng)選擇合適的電阻與檢流計(jì)串聯(lián),并選擇電阻值,使指針偏向用待測(cè)強(qiáng)電解質(zhì)溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)最大刻度附近的位置,以便在測(cè)試弱電解質(zhì)溶液時(shí),現(xiàn)象明顯。詢(xún)問(wèn)3:中和滴定1。背景知識(shí)根據(jù)當(dāng)量定律,當(dāng)酸與堿反應(yīng)時(shí),酸的克當(dāng)量數(shù)必須等于堿的克當(dāng)量數(shù)。當(dāng)N1V1=N2V2達(dá)到等當(dāng)點(diǎn)時(shí),加入一滴酸(或堿)溶液將導(dǎo)致溶液的酸堿度發(fā)生很大變化,從而導(dǎo)致甲基橙試劑或酸堿指示劑變色。其次,探究的目的是學(xué)習(xí)用酸性滴定管和堿性滴定管進(jìn)行中和

8、滴定的操作,學(xué)習(xí)中和滴定的計(jì)算技巧。三.供應(yīng)制劑酸滴定管、堿滴定管、滴定管夾、錐形瓶、移液管、洗耳球和滴管。標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液(0.2N)、待測(cè)氫氧化鈉溶液、待測(cè)鹽酸溶液、酚酞測(cè)試溶液、甲基橙測(cè)試溶液和蒸餾水。4.查詢(xún)流程1。清洗滴定管,檢查酸性滴定管的活塞、橡膠管和堿性滴定管下的尖嘴是否泄漏或堵塞。圖12.9-4中和滴定設(shè)備和操作。2.用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液沖洗酸滴定管23次,每次用23毫升酸溶液。用氫氧化鈉溶液沖洗堿性滴定管23次,每次使用23毫升氫氧化鈉溶液。3.取標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液,注入酸式滴定管,至刻度“0”以下23厘米處。將滴定管固定在滴定管夾上,在滴定管下放一個(gè)燒杯,輕輕旋轉(zhuǎn)活塞,直到滴定管的尖口充

9、滿(mǎn)溶液,這樣滴定管內(nèi)就沒(méi)有氣泡了。使液位低于刻度“0”,并記下液位的刻度直到加入一滴酸性溶液后,溶液的顏色才從黃色變?yōu)槌壬⑶也粫?huì)立即褪色。這意味著已經(jīng)達(dá)到滴定終點(diǎn),然后記下液位標(biāo)尺。6.重復(fù)上述操作,記下液位標(biāo)尺。7.取兩個(gè)測(cè)量值的平均值,計(jì)算待測(cè)氫氧化鈉溶液的當(dāng)量濃度。8.用計(jì)算精確濃度的氫氧化鈉溶液滴定另一種未知濃度的鹽酸溶液。取20毫升未知濃度的鹽酸溶液,放入錐形瓶中,滴加23滴酚酞試劑,用堿性滴定管滴加已知濃度的氫氧化鈉溶液,直至溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色,紅色在半分鐘內(nèi)不褪色。再次重復(fù)滴定操作并記錄數(shù)據(jù)。最后,計(jì)算該鹽酸溶液的濃度。5.思考與交流1。開(kāi)始快速滴加酸性溶液。當(dāng)接近等效點(diǎn)時(shí),

10、紅色將出現(xiàn)在黃色溶液中,并且紅色將慢慢褪色。酸性溶液應(yīng)一滴一滴地加入,溶液應(yīng)均勻搖動(dòng),看紅色是否立即褪色。如果紅色立即褪色,可以加入第二滴酸性溶液。如果添加一滴后溶液的顏色從黃色變?yōu)槌壬?,它不?huì)立即褪色,這表明滴定終點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到。2.為了準(zhǔn)確閱讀,可以使用閱讀卡(圖12.9-5)。黑色彎月面下邊緣的最低點(diǎn)是要讀取的值。3。分析并解釋“水洗機(jī)切割清晰,檢查有無(wú)泄漏并收集氣體,然后將其調(diào)整到零;向待測(cè)液體中加入試劑,用左手和右手控制;看瓶子下面紙的顏色,讀數(shù)應(yīng)該與切面平齊;酚酞指示劑通常被稱(chēng)為強(qiáng)酸和弱堿甲基橙;使用酸性滴定管,記住不要含有堿液?!钡囊馑际?。1.背景知識(shí)當(dāng)鋅片和銅片通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接并一起進(jìn)

11、入稀硫酸時(shí),將發(fā)生以下電極反應(yīng):鋅片:Zn-2e=Zn2(氧化反應(yīng))銅片:2H 2e=2H(還原反應(yīng))2H=H2。通過(guò)上述氧化還原反應(yīng),通過(guò)電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生電流。這是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。如果一個(gè)小電流計(jì)與導(dǎo)線(xiàn)串聯(lián),你可以看到指針偏轉(zhuǎn)。如果另外兩種具有不同活性的金屬,或者金屬和非金屬(可以導(dǎo)電)被用作電極和其他電解質(zhì)溶液,類(lèi)似的現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。不純金屬(或合金)可與電解質(zhì)溶液反應(yīng),活性金屬原子失去電子并被氧化,這就是電化學(xué)腐蝕。比較不純鋅和純鋅與相同濃度硫酸的反應(yīng)程度,或者比較鋅、錫等金屬與銅連接或不連接時(shí)在酸性溶液中的反應(yīng)程度,可以初步了解金屬電化學(xué)腐蝕的原因。了解原電池的基本原理和金屬電化學(xué)

12、腐蝕的原因。目的了解原電池的基本原理和金屬電化學(xué)腐蝕的原因。準(zhǔn)備燒杯、試管、滴管、電線(xiàn)、檢流計(jì)的用品。稀硫酸、稀鹽酸、硫酸銅溶液、鋅片、銅片、鋅粒、不純鋅、錫粒和銅線(xiàn)。4.調(diào)查過(guò)程1。將2/3杯稀硫酸注入燒杯中,插入鋅片,觀(guān)察鋅片上的氣體生成情況。然后插入一個(gè)銅片,銅片不會(huì)釋放氣體。鋅片和銅片用導(dǎo)線(xiàn)連接。結(jié)果,更多的氣體從銅片排出,但是更少的氣體從鋅片排出。在線(xiàn)中間連接一個(gè)電流計(jì)(圖12.9-6),觀(guān)察指針的偏轉(zhuǎn)。這證明有電流通過(guò)電線(xiàn)。2.在一個(gè)試管中放一小塊純鋅,在另一個(gè)試管中放一小塊含雜質(zhì)的鋅,然后向兩個(gè)試管中注入相同濃度的稀硫酸,觀(guān)察現(xiàn)象。結(jié)果,含有鋅雜質(zhì)的試管中的反應(yīng)比其它試管中的反應(yīng)

13、強(qiáng)烈得多。5.思考與交流1。銅鋅一次電池裝置中使用的銅片和鋅片應(yīng)進(jìn)行清潔和表面處理。如果銅片生銹或2.如果電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)不明顯,可適當(dāng)增加酸濃度(如1摩爾/升或1.5摩爾/升硫酸溶液),銅片和鋅片用導(dǎo)線(xiàn)連接,同時(shí)插入稀硫酸中。3.其他實(shí)驗(yàn)方法:在一個(gè)試管中放入一小粒錫,在另一個(gè)試管中放入一小粒用銅絲扎好的錫,然后在兩個(gè)試管中各注入2毫升濃度相同的稀鹽酸??梢钥闯?,用銅線(xiàn)綁著的錫與鹽酸反應(yīng)劇烈。1.背景知識(shí)氯化銅是一種強(qiáng)電解質(zhì),在水溶液中會(huì)發(fā)生電離。通電后,Cu2移動(dòng)到陰極,cl-移動(dòng)到陽(yáng)極,發(fā)生以下電極反應(yīng):陰極:cu2e=銅(還原反應(yīng))陽(yáng)極:2cl-2e=2cl(氧化反應(yīng))2Cl=Cl2在飽

14、和鹽溶液中的電極反應(yīng)如下:陰極:2H 2e=2H(還原反應(yīng))2H=H2陽(yáng)極:2cl-2e=2cl(氧化反應(yīng))2Cl=Cl2。2.研究目的:了解電解是電流通過(guò)電解質(zhì)溶液后,陰極和陽(yáng)極之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程,鞏固電離理論的相關(guān)知識(shí)。目的了解電解是電流通過(guò)電解質(zhì)溶液后,陰極和陽(yáng)極之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程,鞏固電離理論的相關(guān)知識(shí)。三.供應(yīng)制備U型管、石墨電極、導(dǎo)線(xiàn)、DC電源、燒杯、滴管、玻璃導(dǎo)管、雙孔膠塞和小試管。鹽酸、氯化銅溶液、淀粉碘化鉀試紙、食鹽、酚酞試劑、氫氧化鈉和碳酸鈉。查詢(xún)流程1。氯化銅溶液的電解如圖12.9-8所示。將鹽酸酸化的濃氯化銅溶液注入一個(gè)U形管中,使液面距離噴嘴約2厘米,

15、并將其固定在一個(gè)鐵架上。將石墨電極插入到U形管的兩個(gè)噴嘴中的每一個(gè)中,并且連接12伏DC電源,以觀(guān)察在兩極發(fā)生的現(xiàn)象??梢钥闯觯c電源正極相連的石墨電極(陽(yáng)極)上產(chǎn)生氣體,有刺鼻的氣味。如果將濕淀粉碘化鉀試紙放在陽(yáng)極碳棒附近,將會(huì)檢測(cè)到排放的氣體,試紙會(huì)立即出現(xiàn)藍(lán)色,這可以證明氯氣逸出。幾分鐘后,停止供電,取出陰極??梢钥闯?,石墨陰極已經(jīng)涂上了一層紅色金屬銅。2.飽和鹽溶液電解用的鹽溶液必須先精制。可以將36克鹽加入到裝有100毫升的燒杯中,加熱并攪拌以形成鹽飽和溶液。當(dāng)溶液稍冷時(shí),滴入2滴酚酞試劑,然后加入氫氧化鈉和碳酸鈉的混合溶液,直至鹽溶液明顯呈堿性(36克鹽需要約2克氫氧化鈉和2克碳酸

16、鈉)。這樣,鹽溶液中的Ca2和Mg2可以被除去(如果不除去,在電解過(guò)程中陰極附近會(huì)出現(xiàn)乳白色的混濁),靜置幾個(gè)小時(shí),過(guò)濾后產(chǎn)生的CaCO3和Mg2(OH)。碳酸鎂沉淀出來(lái),加熱濾液至沸騰,稍微冷卻后滴加鹽酸,直到酚酞變成無(wú)色。實(shí)驗(yàn)中,將U型管放在鐵架上,倒入精制飽和鹽溶液,使液面距離管口約2厘米,在每個(gè)管口上塞一個(gè)帶石墨電極和玻璃導(dǎo)管的雙孔橡膠塞,將一個(gè)小試管倒置在陰極玻璃導(dǎo)管上,收集逸出的氫氣(圖12.9-9)。連接到12 v DC電源,通電后,陰極上釋放出氣體,氣體被收集在試管中,并通過(guò)爆破方法證明是氫氣。氣體也在陽(yáng)極釋放,但是速度很慢。將濕淀粉碘化鉀試紙放在噴嘴上檢查時(shí),試紙立即呈藍(lán)色,證明氯氣逸出。由于酚酞試劑已經(jīng)滴入溶液中,陰極附近的液體會(huì)出現(xiàn)紅色,這證明液體是堿性的。思考與交流1。在氯化銅溶液電解實(shí)驗(yàn)中,陽(yáng)極應(yīng)由石墨棒制成,石墨棒可由廢干電池中的碳棒制成。在該裝置中,與碳棒連接的銅線(xiàn)不能與溶液接觸,否則溶液中的氯離子如果使用1號(hào)干電池作為電源,應(yīng)并聯(lián)幾組(23組)電池,如果使用燈泡限流整流器,應(yīng)使用100瓦以上的燈泡作為外部電阻。電解飽和鹽水的實(shí)驗(yàn)也可以用圖12.9-10所示的簡(jiǎn)單裝置進(jìn)行。為了模擬氯堿工業(yè)中的電解槽。可以使用圖12.9-11所示的裝置。瓷管(無(wú)釉)用作隔膜,將陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)分開(kāi)。瓷管上有小孔,離子容易。探索6:電鍍。1.背景知

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