某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应[定稿]

第一篇：某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应[定稿]

某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下系列实验。

【实验1】铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示。

实验步骤：

①先连接好装置，检验气密性，加入试剂；

②加热A试管直到B中品红褪色，熄灭酒精灯；

③将Cu丝上提离开液面。

（1）装置A中发生反应的化学方程式为_________________。

（2）熄灭酒精灯后，因为有导管D的存在，B中的液体不会倒吸，其原因是____________。

（3）拆除装置前，不需打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是________________________。

【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜。

查阅资料：

①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜。

②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。

为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图所示的实验：

（4）②中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是___________。

（5）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为_____________________。

（6）下列对于固体甲的成分的判断中，正确的是（填字母选项）____________。

A．固体甲中，CuS和Cu2S不能同时存在B．固体甲中，CuO和Cu2O至少有一种

C．固体甲中若没有Cu2O，则一定有Cu2S

D．固体甲中若存在Cu2O，也可能有Cu2S

（1）2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O

（2）试管A中气体压强减小，空气从D导管进入试管A中

（3）从D管口向A中大量鼓气

（4）取最后一次洗涤后所得液体于试管中，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则说明

沉淀洗涤干净，若有白色沉淀生成，则说明未洗干净

（5）2CuS+3O22CuO+2SO2(条件也可为“煅烧”)

（6）

BCD

第二篇：浓硫酸雨蔗糖反应的实验改进与教学策略

浓硫酸与蔗糖反应的实验改进与教学策略

现行人教版高中化学教材第一册第143页,[实验6-4]蔗糖与浓硫酸的反应(如图1所示)，（图1）

是高中化学常见实验，教材中实验设计为 ：在200毫升的烧杯中放入20克蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀，然后再加入15毫升溶质的质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌，观察实验现象。这是一个非常有趣的实验。课本上对现象的描述：可以看到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成一种海绵状的炭。虽然方法简单,现象明显, 能很好地激发学生的学习兴趣。但因蔗糖与浓硫酸反应产生大量刺激性的二氧化硫等有毒气体,污染室内环境, 危害师生身心健康影响师生健康,不利于培养学生的环保意识，对激发学生的学习兴趣有一定的负面效应。为此，以绿色化学思想和优化化学实验教学为教学理念，采用密封装置，进行多次实验研究和教学实践。对该实验做了以下改进。一．实验改进

（一）实验目的

改进蔗糖与浓硫酸反应的实验装置，避免二氧化硫的排放，检验气体产物，进一步验证硫酸的脱水性和强氧化性，并探究二氧化硫的还原性。

（二）实验设计思路和原理

蔗糖和浓硫酸反应包括蔗糖的碳化和浓硫酸与碳的反应，为防止二氧化硫散逸在空气中，采用了密封装置，同时为检验气体产物和探究二氧化硫的性质，最终设计的实验装置如图。(如图2所示)浓硫酸

蔗糖

品红1

KMnO4溶液 品红2 澄清石灰水 NaOH溶液

（图2）

（三）实验仪器和药品

铁架台、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯、双孔橡胶塞、导管。浓硫酸、蔗糖、品红、酸性高锰酸钾、澄清石灰水、氢氧化钠溶液

（四）实验步骤

1．连接好实验装置并检查装置气密性

2.在圆底烧瓶中放入20g蔗糖，并滴入几滴水是蔗糖湿润，在分液漏斗中加入浓硫酸，按从下到上、从左到右的顺序连接好仪器，并在第一个洗气瓶中装入品红溶液，第二个洗气瓶中装入酸性高锰酸钾，第三个洗气瓶中装入品红溶液，第四个洗气瓶装入澄清石灰水，最后将导管伸入氢氧化钠溶液中。(如图2所示)3.将浓硫酸缓慢的从分液漏斗放入圆底烧瓶中，是浓硫酸与蔗糖充分混合。

（五）实验现象 加入浓硫酸后现象为：

1.蔗糖开始先是变黄，再变黑，黑色物体体积迅速膨胀充满整个烧瓶，同

时产生大量气体。

2.气体通过导管依次进入4个洗气瓶的现象：品红1褪色、高锰酸钾溶液褪色、品红2溶液无色、澄清石灰水变浑浊。

（六）实验结论

1.浓硫酸使蔗糖炭化变黑，证明浓硫酸有脱水性。

2.品红1褪色（验证有SO2产生）、高锰酸钾溶液褪色（除去SO2）、品红2溶液无色（验证SO2除干净）、澄清石灰水变浑浊（验证有CO2产生）。3.浓硫酸和蔗糖反应生成了SO2和CO2，浓硫酸中+6价的被还原为SO2中的+4价，浓硫酸有氧化性。

（七）改进实验的应用前景

本实验改进时，保留了该实验原有的现象明显的特色，不仅能使学生看到“黑面包”，而且本实验室在密封的状态下进行，装置的最后用氢氧化钠溶液消除了实验产生的SO2造成的空气污染，增强了学生环保的意识。还有助于学习SO2的还原性、漂白性以及SO2与CO2的鉴别。在实际的教学中，利用此实验可增强实验的演示效果，同时，大幅度减少了有害气体的生成量，渗透绿色化学理念。我对单一操作的化学实验进行改进，大大增强了丰富了教学效果。二．教学策略

一般我们用这个实验来验证了浓硫酸的脱水性。而我在通过做实验及教学中，发现这个实验的意义远远不止如此。

首先在加入浓硫酸后，发现蔗糖先是变黄，再变黑，会发现烧杯里的黑色固体迅速膨胀，并有刺激性气味的气体产生。这个实验非常吸引学生的眼球。当做完这个实验后，教室里气氛空前活跃。趁此机会，我向学生

提出问题：

一、提出问题

问题

一、蔗糖为什么会变黑？为什么固体的体积会发生膨胀？验证了浓硫酸具有怎样的性质？

问题

二、你们能猜想能是品红1溶液退色的原因吗？高锰酸钾溶液褪色起怎样的作用？为什么要用品红2溶液？使澄清石灰水变浑浊的气体是SO2吗？通过一系列的现象说明了什么

问题

三、我们为什么要加水？为什么加水前固体体积不膨胀，当加入水后固体的体积马上会发生膨胀？

二、讨论问题

学生们积极思考起来并回答。

1.对于第一个问题他们认为这种黑色固体是炭，是蔗糖经脱水后变成了炭。生成了气体所以黑色固体体积膨胀。第一个问题证明了该实验证明浓硫酸有脱水性。

2.对于对二个问题。学生们认为通过一系列现象证明有SO2和CO2生成（上节课刚学习）。

（1）追问：二氧化硫中的硫只可能来自什么物质？学生从微粒的角度思考，回答：来自浓硫酸。

（2）追问：是浓硫酸与什么反应后得到的？是直接与蔗糖吗？学生回答：是与脱水后的炭反应。

（3）我请大家运用氧化还原的知识试着写出反应的方程式。通过这个方程式，我引出了该实验还证明浓硫酸有强氧化性。

3.对于第三个问题。学生们首先考虑的是水是否参加了反应。结合上面浓

硫酸与炭反应的方程式，（1）提问：在这个反应我们另外地提供了热量没有？学生说：没有。（2）反问：那么，这反应的热量来自何处？学生这时想到：浓硫酸溶于水是放热的。

我就此引入了该实验还说明浓硫酸有吸水性。并指出浓硫酸的吸水是放热的反应。

三、总结归纳

浓硫酸与蔗糖的反应的实验可以同时证明浓硫酸有脱水性、吸水性、强氧化性。

四、展开教学

对于这个实验，课本上设计是非常好的。我仅做了小小改进。解决了一些问题。浓硫酸这节课，我以此实验为基础设计了我整节课的内容。以此为基础引出了后面的内容。深入的展开讨论除了在该实验中体现出浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性，还有哪些方面能够体现浓硫酸的三的特性呢？本堂课就围绕着讨论浓硫酸的三大特性展开了。

【参考文献】：

1.人教版《高中化学教材第一册》第143页,《硫酸》； 2.《志鸿优化设计》教师用书，《硫酸》习题；

论文题目：浓硫酸与蔗糖反应的实验改进与教

学策略

单位：西宁市虎台中学生化组

作者：胡生昌

联系电话：0971-6311962

第三篇：某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。

某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。

甲同学设计了图1装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。

(1)乙同学认为甲同学的结论是错误的，他的理由是____________________ ________(用化学方程式表示)，所以他认为应该检验________(填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸发生了反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0 ℃时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图2所示。

(2)为了减少干扰，对于A装置有下面4种操作方案，其中最合理的是(填写数字序号)________。

①将炭与浓硝酸一同放在装置中加热； ②先加热浓硝酸，然后将炭投入其中； ③先加热炭，再加入冷浓硝酸； ④先加热炭，再将炭投入冷浓硝酸中。(3)请用平衡移动原理解释B装置的作用

________________________________________________________________________________________________。

(4)C装置中出现的现象是______________，经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO－3形式存在，写出生成该离子的化学方程式_________________。

解析(1)该反应是在加热的条件下进行的，而加热时浓硝酸也能分解产生红棕色的NO2气体；要验证碳与浓硝酸反应的进行，需要检验氧化产物CO2；(2)为防止浓硝酸分解应该是先加热炭，再将炭投入冷浓硝酸中；(3)因存在：2NO2

N2O4平衡体系，该过程是放热的，用冰水冷却，降低温度促进N2O4液化，使平衡右移，从而除去混合气体中的NO2。(4)得到的CO2和氢氧化钡作用生成难溶的BaCO3，故C中出现白色沉淀。因为C中的氮元素以NO－3形式存在，所以，必然有氧气参与了反应，其生成该离子的方程式为：

4NO2＋O2＋2Ba(OH)2===2Ba(NO3)2＋2H2O。

答案(1)4HNO3=====4NO2↑＋O2↑＋2H2O CO2

(2)④

(3)因存在平衡体系：2NO2

N2O4，降低温度N2O4液化，△使平衡右移，从而除去混合气体中的NO2

(4)溶液变浑浊(或产生白色沉淀)4NO2＋O2＋2Ba(OH)2===2Ba(NO3)2＋2H2O

第四篇：铜与稀硝酸反应演示实验的改进

铜与稀硝酸反应演示实验的改进 蔡燕丹、梁威威、刘宇文、杨彦斐

【问题的提出】

现行人教版高中化学第二册《硝酸》一节中铜与稀硝酸反应的演示实验，笔者认为有以下不足：

⑴演示实验前未充分考虑到一氧化氮极易被氧化的性质，装置内的空气没有排除，反应后试管内会有一定量的红棕色气体生成，使实验的对比性不强，效果不甚理想。教师往往需要引导学生再作讨论分析，才能消除学生疑惑，得出正确的结论。

⑵使用教材中的装置进行实验演示，反应一旦开始，就只好任其将反应进行下去，直到反应物铜或稀硝酸消耗完为止。常常是师生活动已告段落，化学反应仍激烈进行着。有经验的教师会注意到限量使用反应物以控制反应的进行，但不能保证每次控制都恰到好处。⑶每进行一次课堂实验演示，教师都必须从头再来，重复进行的仪器安装和取加试剂的操作既繁琐又耗时，对平行班级较多的学校来说，造成的试剂浪费和环境污染也是显而易见的。

鉴于此，笔者对此实验认真进行了分析探讨，对实验装置及操作方法进行了改进。

【实验改进】 【方案一】

实验说明：

装置的气密性完好与否，是演示实验成败的关键，必须在装置的气密性检查完好后，方可进行后续操作。

【改进后的实验优点】

5.本实验现象明显，能充分体现演示实验的直观性，功能性，目的性。

6.通过该演示实验的改进，能培养学生对实验设计的科学性、安全性、可行性、严密性的了解和认识，为今后学习《化学实验方案设计》形成铺垫。同时，能积极调动学生对实验仪器功能应用的探索兴趣，对无氧条件下进行实验的制备也得到一定的启发。

7.改进后的实验省时、省料、无污染。

总之，改进后的该演示实验，有较好的推广使用价值。【方案二】

取一支洁净的100毫升注射器，在注射器的细管口接一小段5厘米长的橡胶管。抽出针栓，加入3-5块铜片。用弹簧夹夹紧橡胶管，再加入约15毫升稀硝酸。将针栓推入后使橡胶管一端朝上，打开弹簧夹，推动针栓至注射器内空气排完为止。夹上弹簧夹，铜与稀硝酸反应。产生气体后，再把弹簧夹打开抽入空气。实验完毕，将注射器插入盛有稀碱溶液的烧杯中，终止反应。

【实验优点】

第五篇：过氧化钠与水反应异常现象探究实验

《过氧化钠与水反应异常现象探究实验》反思

今天下午是中学教学实验研究，做了《过氧化钠与水反应异常现象探究》的实验，刚开始做实验时感觉实验本身超级简单，用不了多长时间就会做完。进实验室之前感觉自己都准备好了，因为按照自己的想法设计出了实验方案，又通过查找资料进行了修改，但是进了实验室，老师的一个个问题，还有“深思熟虑”的见解，让我感到自己开始时想得有点肤浅。这个探究实验远远不止自己原先想的那么浅，那么简单。它不同于普化、综合实验，它不仅要求以实验者的角度去思考、实施实验本身，而且更要求以一个化学教师的角度去更深层次的思考，更加规范自己的操作，还要思考实验给教学什么样的启示，让学生从中真正能获益什么。科学探究过程可以说是科学知识的产生过程，是个人层面的科学。如果我们按照查好的资料进行实验，不加入自己的思考，这就是知识的再认知过程，而这样的过程是不合格的科学探究。本实验是探究的实验，培养学生的科学探究能力，让学生从停留在知识表面上整体上的感性认识转向理性地对单独因素的作用机制的科学认识。基于这样的思考我进行了本实验的内容。

首先针对异常现象我提出了以下猜想：

由于过氧化钠与水反应实质上分两步进行，而且释放出热量，2Na2O2+4H2O=4NaOH+2H2O2;2H2O2=2H2O+O2↑.导致溶液红色褪去的原因从物质与热量方面来考虑可能有： ⑴、反应产生的热量导致溶液的温度上升，可能使红色褪去； ⑵、可能是产物中氧气的氧化性使溶液红色褪去； ⑶、可能是过氧化氢漂白性使溶液红色褪去； ⑷、可能是受生成物氢氧化钠浓度的影响。

然后从理论知识进行了分析：

酚酞是4，4—二羟基三苯甲醇一2一羧酸的内酯，具有弱酸性、弱还原性，无色晶体，在稀酸和中性溶液中，酚酞分子中三个苯环与一个SP3杂化的中心碳原子相连，三个苯环(生色基)之间未形成共轭关系，因此是无色的。遇碱后内酯开环并生成二钠盐，中心碳原子转化为SP2杂化状态，与三个苯环形成多个生色基共扼体系（醌式结构），因而显颜色（红色）。但在过量碱的作用下，由于生成3了三钠盐，中心碳原子又恢复到SP杂化状态，共扼体系消失，颜色也随之褪去。

可见红色酚酞褪色的原因可能是显红色的醌式结构被破坏了。从上图示可以看出，酚酞遇过量的碱，可使红色溶液褪色。通过分析化学中的知识知道，酚酞变色范围是pH值介于8.2--10.0之间。可见氢氧化钠使溶液褪色与其浓度有关。根据假说及推理我设计并进行了以下实验：

实验一：

实验目的：探究反应产生的热量是否使红色酚酞溶液褪色 实验药品：过氧化钠粉末、蒸馏水、酚酞溶液 实验仪器：试管、烧杯、量筒 实验步骤：⑴、向小试管中加入一小药匙过氧化钠粉末，加入10mL蒸馏水待反

应完全后将溶液分成两份；

⑵、将一份浸入装有冷水的烧杯中，冷却后滴加2滴酚酞溶液；

⑶、将另一份侵入热水中，再向其中滴加2滴酚酞溶液； 实验现象：两份溶液的红色的逐渐退去，只不过热的褪色快点

实验结论:反应产生的热量不是使红色酚酞溶液褪色的原因，热水中的那份溶液

褪色较快的原因是物理反应，因为温度高加快了分子的或离子的运动。

由于猜想氢氧化钠的浓度可能是使红色酚酞溶液褪色的原因，因此在分析其它因素是，应首先要排除氢氧化钠浓度的影响。即是找到一个较低的氢氧化钠浓度，再此浓度时可以保证红色酚酞溶液长时间不褪色。因此我配制了0.01mol/LNaOH溶液以供下面实验用。

实验二：

实验目的：探究氧气是否能使红色酚酞溶液褪色

实验药品：30%的过氧化氢溶液、二氧化锰、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液 实验仪器：试管、试管架、带有导气管的单孔胶塞，胶头滴管 实验步骤：⑴、向试管中加入0.01mol/LNaOH溶液3mL，滴加2滴酚酞溶液使

其变为红色；

⑵、向一支试管中加入3mL30%H2O2,用试管架固定，之后向其中加

入少量MnO2,并将制得的氧气通入红色溶液中，观察现象。实验现象：红色酚酞溶液没有褪色

实验结论：氧气不能使红色酚酞溶液褪色

实验三：

实验目的：探究H2O2是否使红色酚酞溶液褪色

实验药品：30%H2O2、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液 实验仪器：试管、胶头滴管

实验步骤：向一支试管中加入0.01mol/LNaOH溶液3mL，再向其中滴加2滴酚

酞溶液，观察到溶液变为红色并长时间不褪色，再向其中加入

2mL30%H2O2，振荡试管，2~3min后观察现象。实验现象：红色酚酞溶液颜色逐渐变浅至褪色 实验结果：H2O2可以使红色酚酞溶液褪色

实验四：

实验目的：探究NaOH是否为红色酚酞溶液褪色的原因 实验药品：氢氧化钠固体、酚酞溶液、盐酸 实验仪器：试管、胶头滴管 实验步骤：⑴、配制3mol/L的氢氧化钠溶液；

⑵、向试管中加入3mL3mol/LNaOH溶液，向其中滴加2滴酚酞溶液，可以看到溶液先变红后褪色。将所得溶液分为两份。

⑶、向其中一份滴加少量盐酸，并与另一份进行对比。观察现象。实验现象：当向其中一支试管中逐滴加入盐酸中和氢氧化钠，随着氢氧化钠浓度 的减小，溶液又恢复为红色。

实验结论：氢氧化钠使溶液褪色与其浓度有关。由于酚酞变色范围是pH值介

于8.2--10.0之间，而实验中氢氧化钠浓度很大，pH值在10以上，导致酚酞呈现无色。加入盐酸后，由于中和反应，氢氧化钠浓度下降，pH值降至10.0以下，由于变色的可逆性，溶液再次呈现红色。所以，是NaOH的浓度造成酚酞褪色，而并非酚酞结构被破坏。

以上实验是自己的一点小想法，在向老师汇报之后基于老师提出的更深层次的问题又进行了下面的实验。首先是在探究反应产生的热量是否能使红色酚酞溶液褪色中，我考虑的是反应产生的热量能否使红色酚酞溶液褪色，所以用的是过氧化钠与水反应这一体系，这样证明的结论就是在混合体系中反应产生的热量不能使红色酚酞溶液褪色。但也可以从另一个层面进行分析，探究热量对红色酚酞溶液的影响，这样更广泛，不仅适用于这一个实验，对一类都使用。其次是对高浓度的氢氧化钠使酚酞溶液变红又褪色后得到的无色溶液的探究。在探究氢氧化钠浓度对红色酚酞溶液的影响时我们已经得出了氢氧化钠浓度使红色酚酞溶液褪色并没有破坏酚酞显红色时的结构，而是具有可逆性的变色。但是并没有对过氧化氢使红色酚酞溶液褪色后得到的无色溶液进行深入探究。基于上述两点我又进行了以下实验。

实验五: 实验目的：探究热量能否使红色酚酞溶液褪色 实验药品：0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液 实验仪器：烧杯、试管、试管夹 实验步骤： ⑴、取两支试管，分别向其中加入3mL0.01mol/LNaOH溶液；

⑵、将一支试管放在冷水中冷却，将另一支试管放在热水中加热。

⑶、向两支试管中分别加入2滴酚酞溶液，观察现象。实验现象：两支试管中的红色酚酞溶液都没有褪色 实验结论：热量并不能使红色酚酞溶液褪色

实验六：

实验目的：探究过氧化氢使红色酚酞溶液褪色后得到的无色溶液的性质 实验药品：30%H2O2、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液、实验步骤：⑴、向试管中加入3mL3mol/LNaOH溶液，向其中滴加2滴酚酞溶

液，可以看到溶液先变红后褪色。将所得溶液分为两份。

⑵、向其中一份无色溶液中滴加少量盐酸；向另一份无色溶液中加

入2mL30%H2O2，再加入一定量的盐酸，观察现象；

⑶、向另一支试管中加入 2mL30%H2O2，再滴入2滴酚酞溶液，再

加入3mL0.01mol/LNaOH溶液，观察现象。

实验现象：第一份中加入盐酸变为红色，第二份中加入过氧化氢还是无色溶液，再向其中加盐酸得到的仍然是无色溶液。第三支试管中得到红色溶

液。实验结论：说明过氧化氢不能破坏酚酞无色内酯式的结构，遇到低浓度的氢氧化

钠溶液还是会变为红色；但过氧化氢却破坏了酚酞溶液显红色时的醌

式结构，能够使红色酚酞溶液褪色但却不能可逆，即恢复不到显色的醌式结构。