经全国中小学教材审定委员会 2005年初审通过 普通高中课程标准实验教科书 化学 选修6 实验化学 人民教育出版社课程教材研究所编著 化学课程教材研究开发中心 人忒社
日录 的奇用、, 第一单元从实验走进化学 课题一实验化学起步 ““““““ 实验1-1蓝瓶子实验… 课题二化学实验的绿色追求 实验1-2氯气的生成及其性质的微型实验 579 实验1-3污水处理—电浮选凝聚法 ………………10 归纳与整理……… ,,,,,,,,· …12 第二单元物质的获取 课题一物质的分离和提纯 …14 实验2-1纸上层析分离甲基橙和酚酞 …17 实验2-2海水的蒸馏… 18 实验2-3从海带中提取碘…… 20 课题二物质的制备 ;++++++,+,,,,;;;,,; 实验2-4硫酸亚铁铵的制备………25 实验2-5乙酸乙酯的制备及反应条件探究 实验26氢氧化铝的制备……………………… 28 归纳与整理 第三单元物质的检测 课题一物质的检验…… 32 实验3-1几种无机离子的检验………………………37 实验3-2几种有机物的检验……………38 实验3-3植物体中某些元素的检验 课题二物质含量的测定 ……………………41 实验3-4酸碱滴定曲线的测绘……49 实验35比色法测定抗贫血药物中铁的含量… ……52 实验3-6食醋中总酸量的测定…………………………53 归纳与整理…… 和·,,,,,,,,,,,,,, 目录》1
第四单元研究型实验 课题一物质性质的研究 实验4-1纯净物与混合物性质的比较………57 实验4-2金属镁、铝、锌化学性质的探究… 课题二身边化学问题的探究…………59 实验43含氯消毒液性质、作用的探究…………… 实验4-4饮料的研究…62 课题三综合实验设计(选学)……63 实验45综合实验设计实践 归纳与整理………………………………………………… 附录 附录I化学实验规则… ,书,4,,,,,.,,,,,,,非,,,,,,,,,,,, 68 附录Ⅱ化学实验中的一些常用仪器… ………………69 附录Ⅲ部分盐、氧化物、碱溶解性表…… 附录Ⅳ常见离子和化合物的颜色………………………………73 附录Ⅴ实验室常用酸、碱溶液的配制方法… …………………74 附录Ⅵ一些酸、碱溶液中溶质的质量分数和溶液的密度…………………75 附录Ⅶ几种仪器分析方法简介……………… 、质谱分析法简介……… 红外光谱分析法简介 78 三、核磁共振谱分析法简介……………………80 附录Ⅷ元素周期表 2目录
第一单元从实验走进化学 化学是一门实验科学,化学所取得的丰硕成果,是与实验的重要作用分不开的。归纳 起来有以下几方面: ●化学实验是人类认识自然、认识物质的有力工具; ●化学的理论、规律及应用都是通过对大量实验事实、资料进行分析、概括、综合 和总结而发现的; ●化学家的设想、假说、理论都要求通过科学实验或实际生活的验证; 夸与交流 1.在以前的化学课程中,你已经学过许多化学知识,做过一些化学实验,请举出几 个通过化学实验认识物质性质的例子。 2.在查阅资料,收集实例的基础上,交流对化学实验在促进社会、生产、科技发展 方面重要作用的认识。以下是供选题目,你也可以自选课題来研究。 (1)科学家通过实验,发现并证实了门捷列夫预测的三种未知“元素”。 (2)科学家通过化学实验发明了合成氨技术。 (3)从乙烯到聚乙烯,从天然橡胶到合成橡胶,或其他有机合成技术的发展。 实验化学不仅可以帮助我们学习一些新的化学知识,为正确认识物质及其变化规律提 供实验事实,更重要的是通过学习和实践培养实验能力和科学素质。只有亲自动手实验, 才能掌握实验的方法和技能,真实地体验实验探究的艰辛,真正感受发现的乐趣和科学的 魅力 课题一实验化学起步 实验化学的目标、内容与学习方法 1.实验化学的目标 (1)认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和 方法; (2)掌握基本的化学实验方法和技能,了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究 中的应用; 课题一实验化学起步
(3)了解化学实验研究的一般过程,初步形成运用化 学实验解决相关问题的能力; (4)形成严谨求实的科学态度,具有批判精神和创新 ●“兴趣是最好的老师”, 意识; 积极的态度是最有效的催 (5)形成绿色化学的观念,强化实验安全意识。 化剂。 2.实验化学的内容 “工欲善其事,必先利」 (1)通过实验活动,获得一些化学事实,再经过思其器”有了正确的学习方 考、归纳、小结,进一步认识化学变化的本质; 法,可以帮助你做到事半 (2)初步掌握分离、提纯、制备、合成物质的方法; 功倍。 ●“胜不骄,败不馁”,成 (3)认识反应条件的控制在化学研究中的作用与意义; 功固然令人兴奋,失败也不 (4)认识定量分析在化学研究中的重要性; 要气馁,要善于总结,从中 (5)学习实验设计的基本方法和思路。 汲取宝责的经验教训。 3.实验化学的学习方法 ●“Head+Hand+ 每门课程都有自身的特点,也有适合该课程的不同的 Hardworking=Sucs”这 学习方法。要学好实验化学,建议你理论联系实际,把实句话告诉我们成功是怎样得 验和化学原理的学习结合起来,充分利用现有的实验条来的。 件,勤于思索,勇于实践,有条不紊地进行探究。学习中 定要重视以下三个环节 (1)预习 ●认真阅读教科书,复习或学习相关的化学知识,查阅有关参考资料、数据; 明确实验目的、基本原理和实验内容; ●设计实验(包括设计步骤、选择用品、绘制装置图、设计记录用表等)。 (2)实验 严格遵守实验规则,注意安全; ●按预习时所作设计进行实验,在实验过程中,认真操作、仔细观察、积极思考, 及时并如实地记录实验现象和数据; ●实验中出现异常现象或发现新问题时,应认真分析和 检查原因,必要时可对原设计进行修改,经指导老师同意后《求真 可重新实验; ●实验后清洗仪器,整理实验台。 思 (3)完成实验报告 于合作 贴于思考 ●认真分析实验现象及实验中出现的问题; ●对实验数据进行处理(如计算、作图等),分析导致失零 败和产生误差的原因; ●小结实验过程,完成“问题与讨论”; ●进行自我评价,总结收获,对实验提出改进意见或建议; 图1-1科学家的品质 2第一单元从实验走进化学》
●独立完成实验报告,报告应实事求是、简明扼要。 思考与交 阅读下面的科学史实,思考这段历史对我们有什么 启示?科学家应具备哪些科技素质和优良品质?把你想到 的填入图1-1的空白(网纹)处。 制导史话 第三位小数的胜利 1892年,英国学者雷利发现从空气中除去氧气、二氧化 碳和水蒸气得到的氮气的密度是1.2572g/L;而从分解亚硝 酸铵得到的氮气的密度为1.2508g/L。为什么这两种不同来 源的氮气会有不同的密度?他百思不得其解,便写了一封公 开求助信。英国化学家拉姆塞认为,这种差异可能是由空气 制得的氮气中还含有密度较大的不活泼气体引起的。于是他 图1-2雷利 们相约进一步开展研究。拉姆塞把镁放在前者中燃烧,使镁d.w. S Raylegh,1842-1m19 与氮作用生成氮化镁(MgN2)以消除氮气,结果剩下 小部分气体;雷利用别的实验方法也证明了这剩下的气体 占空气总体积的1/80。通过对这种剩余气体进行光谱分析, 确定该气体是一种新元素——氩。由于氲气的化学性质很 不活泼,当时的元素周期表中还没有它的位置。这又启发 他们去寻找氩的同族元素。经过10余年不懈努力,在众多 化学家的协作下,终于发现了一整族的稀有气体元素,即 周期表中的0族元素。0族元素的发现以雷利利用实验探索 两种不同来源氮气的密度差异为开端。这段史实被形象地 图1-3拉姆塞 (W. Ramsay,l852-1916) 称为化学史上“第三位小数的胜利”。 、保证实验安全 化学实验不仅要用到许多化学试剂(其中有些属于危险品),而且要用到一些专门仪器 (如易破裂的玻璃仪器和加热用的灯具),它们有可能给使用者造成伤害。有毒气体的产 生、实验废液的排放也会引发环境问题。所以正确使用各种仪器,避免身体与化学试剂直 接接触,防止污染环境是科学实验工作者必须遵守的基本规则。对于初学者来说,则更应 课题一实验化学起步3
重视实验安全。本书实验活动内容中将使用一些安全警示图标①,用以提示在该活动中应 当特别注意的安全问题。我们应当积极地理解并加强这种意识,认真学习和练习各种仪器 的使用方法,安全地完成实验。 思砉与交流 1.根据你的经验,举例说明在实验活动中,哪些试剂(或实验)或哪些做法可能会导 致事故 2.归纳在化学实验中保诬安全的具体措施。例如,应如何使用有毒、有腐蚀性的试 剂?怎样使用玻璃仪器?怎样闻气体的气味?点燃气体前应如何验纯?加热时应怎样保证 安全?怎样防止污染环境?… 、实验成功的关键 自然界中的变化或工业生产过程往往由多个因素所控制,在研究其变化规律时,为了 避免各因素间相互作用带来的复杂性,在科学实验中,经常采取“逐个解决”的方法。如 固定其他因素,只让一种因素变化的方法。例如,在必修化学的学习中,我们曾分别做过 温度、催化剂、浓度等对化学反应速率影响的实验,综合考虑这些因素,我们对为什么化 学反应进行的快慢不同有了初步的认识。这种控制一些条件不变,研究某一因素对反应影 响的实验方法已经成为最常用的一种科学方法 在以下科学探究活动中,你一定会有许多收获,也能初步体验控制实验条件的方法 对于每一个具体的化学实验而言,控制好实验的条件极其重要,是达到实验目标、完成实 验的关键。 、铁的+2价化合物有较强的还原性,易被氧化。如Fe(OH)2易被空气中的氧气 氧化,甚至能被溶解于溶液中的氧气氧化。在必修化学课程中,我们曾做过FeSO溶液 与NaOH溶液反应的实验,生成的灰白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。 请根据以下提示,设法控制实验条件,制备较纯净的Fe(OH)2白色沉淀。 1.确定研究问题的突破口时,可以从考虑以下问题入手。 (1)FeSO4溶液中的Fe2+可能已有少量被氧化,要设法除去,如何实现? ①安全警示图标及含义: ((日(习(日 4《第一单元从实验走进化学
(2)NaOH溶液中已溶解了少量氧气,如何除去? (3)为了防止氧气参与反应,反应体系需隔绝空气,应如何操作? (4)还应考虑哪些影响因素? 2.设计实验步骤(可以用表格形式表示,下表供参考)。 实验方案设计与记录 实验内容 操作 现象 结论 (1)除去FeSO4溶液中的Fe+ (2) (3) (4) 3.进行实验探究,并把探究结果填入上表或你自己设计的表中。 二、回忆学习过的化学反应或化学实验,思考还有哪些因素可能对化学反应产生影 响?举一些例子并对所举的例子分类,从中能否找出一些规律? 实验1-1蓝瓶子实验 实验目的 1.了解控制化学反应条件的作用。 2.通过观察亚甲基蓝和亚甲基白在不同条件下的相互转化,学习观察方法,体验对 比实验法。 实验原理 亚甲基蓝①是一种暗绿色晶体,溶于水和乙醇,在碱性溶液中,蓝色亚甲基蓝很容易 被葡萄糖还原为无色亚甲基白。振荡此无色溶液时,溶液与空气的接触面积增大,溶液中 氧气的溶解量就增多,氧气把亚甲基白氧化为亚甲基蓝,溶液又呈蓝色。 亚甲基蓝一气哥一亚甲基白 静置此溶液时,有一部分溶解的氧气逸出,亚甲基蓝又被葡萄糖还原为亚甲基白。若 重复振荡和静置溶液,其颜色交替出现蓝色一无色一蓝色一无色……的现象,这称为亚 甲基蓝的化学振荡。它是反应体系交替发生还原与氧化反应的结果。由蓝色出现至变成 无色所需要的时间是振荡周期,振荡周期的长短受反应条件如溶液的酸碱度、反应物浓 度和温度等因素的显著影响。当反应受到多个因素影响时,通常采用只改变某个因素, 而维持其他因素不变的对照实验法来进行研究。 ①一种碱性染料,除用于丝、毛染色外,还用作组织切片和细菌的染色剂 课题一实验化学起步
实验用品 0.1%亚甲基蓝溶液、30%NaOH溶液、葡萄糖、蒸馏水。 锥形瓶、试管、滴管、橡胶塞、烧杯、酒精灯、量筒、托盘天平、温度计、计时器。 实验步骤 (3 1.在锥形瓶中加入50mL水,溶解1.5g葡萄糖,逐滴滴入8~10滴0.1%亚甲基蓝 至溶液呈蓝色。振荡锥形瓶,观察并记录现象。 2.加入2mL30%NaOH溶液,振荡、静置锥形瓶,观察并记录现象。再振荡锥形 瓶至溶液变蓝,又静置锥形瓶,连续记录两次振荡周期 3.把锥形瓶中的溶液分别倒入两支试管:①号试管装满溶液并用橡胶塞塞紧;②号 试管只装半试管溶液并用橡胶塞塞好。同时振荡两试管,观察现象,对有颜色变化的试 管,连续观察并记录两次振荡周期。 4.把①号试管中的溶液分一半到③号试管中,再向③号试管中滴加2滴0.1%亚甲 基蓝,塞好两支试管。同时振荡,静置试管,观察并记录现象和振荡周期。 5.把①号、③号试管置于40℃的水浴中,约10min后,再振荡,静置试管于水浴 中,观察并记录振荡周期的时间。 6.实验结束时,集中回收反应溶液,留作以后使用 问题与讨论 1.实验步骤1和步骤2的目的是什么? 2.本实验探究了哪些因素对亚甲基蓝振荡反应的影响?请设计探究其他因素对此反 应影响的实验方案。 3.通过实验,你对“控制实验条件对化学反应会产生影响”是否有了新的理解?简 述你的体会与感受。 实验报告1-1蓝瓶子实验① 班级 实验者合作者 日期 实验目的 实验原理 亚甲基蓝豎,裂化亚甲基白 实验用品 实验步骤及记录② ①这是一种形式的实验报告示例。不同类型、不同内容的实验,报告的形式、内容、记录表格也不相同,例如, 有的实验报告还应包括“实验记录整理与分析”“实验数据处理”等栏目 ②实验目的、实验原理、实验用品、实验步骤及记录(表格设计)等栏目应在预习时完成 6《一单元从实验走进化学
实验现象 振荡周期 步骤 操作 静置振荡()「(2)结论 「锥形瓶中加入50mL水,1.5葡萄糖 「逐滴滴入8-10滴0.1%亚甲基蓝,振荡 2加人2mL30%NOH溶液,振荡、静置 把溶液分别倒人两支试管,①号试① 3管装满,②号试管只装半管,都用 塞子塞好,振荡、静置 把①号试管中溶液分一半到③号试管① 中,再向③号试管中滴加2滴01%亚 甲基蓝,寨好两支试管,荡、静置③ 5把①、⑤号试管置于40℃水浴中 约2~3min后,振荡、静置 实验小结 问题与讨论 2. 课题二化学实验的绿色追求① 化学制品的广泛应用,促进了社会进步与发展,提高 了人们的生活质量,但化学制品的不合理使用也给环境带绿色化学 green chemistry 来一定影响,甚至造成危害。为了实现科技、社会与生态 环境和谐发展,可持续发展战略已成为世界各国的基本国策,绿色化学应运而生。 绿色化学又称环境友好化学或清洁化学,是从源头上防止污染产生或把化学过程对环 境的负面影响降低到最低程度的化学。绿色化学要求原料和产品无害,在化学过程中不产生 三废”或使“三废”降低到最低程度。这些原则不仅适用于化工生产,同样是化学实验与日 常生活中使用化学品时所应遵循的原则。 ①本课题安排的实验或拓展实验中,每个学生至少应选做一个 ②指废气、废水和废渣 课题二化学实验的绿色追求7