中学化学课外实验

1、中学化学课外实验    蓝瓶子、红瓶子【原理】亚甲蓝（C16H18ClN3S·3H2O2分子量373.90）是噻嗪衍生物，用作观察细菌和组织切片的染色剂，也可用来染丝和用作指示剂。亚甲蓝呈蓝色，容易被还原成无色。被还原的分子也易重被氧化成亚甲蓝。它的可逆性变化可用下式表示。用符号MB表示亚甲蓝，则上述反应可表示如下：由上式可知，本实验颜色变化的实质是氧化还原反应。本实验所用的溶液是亚甲蓝、葡萄糖和氢氧化钠的混合液。刚配制时溶液蓝色，放置片刻，蓝色就褪去，这是由于亚甲蓝被葡萄糖还原的结果。当振荡上述无色溶液时，瓶内溶液跟空气接触的表面增大，氧气在

2、溶液中的溶解量也增多，氧气就把无色的H2MB重新氧化成蓝色的MB。当瓶子静置时，溶液里葡萄糖所起的还原作用渐渐起主导作用，蓝色的H2MB又被还原成无色。上述操作可以反复许多次，直到瓶内的氧气耗尽为止。碱性藏花红（C2OH19ClN4）也是一种氧化还原型指示剂，它在氧化态时呈红色，被还原后呈无色。用它替代亚甲蓝做变色实验，则在红色和无色之间反复变化，因此又叫红瓶子实验。【操作】（1）称取2g氢氧化钠固体，放入250mL锥形瓶中，加入100mL水使它溶解。再加入2g葡萄糖，最后加入几滴亚甲蓝溶液（0.2）到溶液呈蓝色。溶液静置几分钟后变成无色。（2）塞上橡皮塞，振荡后溶液变成蓝色，再静置一段时间，

3、溶液中的蓝色又逐渐消失，再振荡溶液，蓝色又出现。溶液的颜色能在蓝色和无色之间反复发生变化。（3）称取4g氢氧化钠固体，放在250mL的锥形瓶中，加入100mL水使它溶解。再加入2g葡萄糖，最后滴入12滴0.5的碱性藏花红指示液。塞上橡皮塞后按照上述相同方法操作。刚振荡时溶液呈红色，静置片刻变成无色。溶液的颜色也可以反复变化。【说明】（1）用葡萄糖作还原剂，溶液应是碱性介质，在酸性介质或中性介质中不会产生变色现象。（2）为了增加演示效果，可适当增大碱量，这样变色周期短，现象明显。（3）碱性藏花红试剂用量宜少，只要略显出红色即可。（4）上述两个变色反应的最佳温度是25，所以冬天演示要略加热。碘时钟

4、【原理】在酸性溶液中，碘酸钾和亚硫酸钠会发生如下一些反应反应式（2）产生的单质碘，在反应式（3）中被亚硫酸氢根消耗，所以当溶液中有淀粉时不会显蓝色。当溶液中亚硫酸氢根离子消耗完以后，反应式（3）不再继续，于是单质碘的浓度突然增大，使淀粉溶液变蓝色。如果亚硫酸钠溶液的浓度大于碘酸钾溶液浓度的3倍，由于碘酸根离子在亚硫酸根离子消耗完以前已消耗殆尽，就不再出现蓝色。【准备】分别配制下面三种溶液。溶液A：0.9g碘酸钾溶于少量温水中，再稀释到500mL。溶液B：0.45g亚硫酸钠配成溶液，稀释到500mL。溶液C：取5g可溶性淀粉，放在小烧杯中，加入25mL冷水，搅拌成悬浊液。另取200mL水加热至沸

5、，趁沸腾时倒入淀粉悬浊液并迅速搅拌，使淀粉糊化、溶解。到溶液冷却后边搅拌边慢慢加入12.5mL浓硫酸，最后也稀释到500mL。【操作】（1）浓度对反应速率的影响取两只大烧杯，配制混合液D和E。溶液 D：200mL水+50mLA液+50mL C液溶液 E：225mL水+25mLA液+50mL C液在盛放D液和E液的两只烧杯里同时加入50mLB液。室温下D液约10秒钟左右由无色突然变成深蓝色，E液约在20秒后突然变成深蓝色。（2）温度对反应速度的影响 准备三份E液（各30OmL，配法同上），加入三只大烧杯里。把一份放在石棉网上加热到50左右，一份维持在室温，另一份浸在冰水里冷却到近冰点。用三支量筒

6、分别量取50mL B液，同时把三份B液分别加入上述不同温度的三份E液中。接近50的溶液先呈现蓝色，处于近0的溶液最后变色。【说明】（1）在操作（1）中如保持温度不变，变色所需时间可由改变溶液A的量来作调节。每当碘酸钾在反应混合物中的浓度加倍时，变色的时间约减半。（2）在操作（2）中，E液和B液混合后的温度不宜超过50，否则会出现蓝色到橙色的变化。变色液【原理】酸性靛蓝（商品名）又名靛蓝胭脂红，分子式是C16H8O2（SO3Na）2，试液pH11.6时呈蓝色，pH14.0时呈黄色。酸性靛蓝也是氧化还原型指示剂，它在碱性条件下被氧气氧化后呈绿色，被葡萄糖还原后呈黄色，它的中间态呈橙红色。因此又叫“

7、三变色”魔术，该反应也能反复多次变色。【操作】（1）称取2g氢氧化钠，放在400mL烧杯里，加少量水使它溶解，然后配制成200mL溶液。把这碱溶液倒在250mL的锥形瓶中。（2）在上述锥形瓶中加入4g葡萄糖，在它溶解后加入12mL1的酸性靛蓝溶液，轻微地摇匀瓶内的混合液，塞好瓶塞。这时溶液呈绿色。（3）把锥形瓶静置在桌面上，片刻后绿色渐渐变成橙红色，接着变成黄色。轻轻摇动锥形瓶，黄色溶液又变橙红色。较激烈地振荡锥形瓶，橙红色又变绿色。静置后又由绿色变成橙色，不久又变黄色。随着不断静置和振荡，三种颜色能反复互变。【说明】上述变色的最佳温度是2530，温度过低时要加热，但不可高于50。振荡实验【原

8、理】把碘酸钾、双氧水、硫酸、丙二酸、淀粉、硫酸锰等试剂按一定比例配成混合液，会发生如下一些反应。（2）I2+5H2O2+K2SO4=2KIO3+4H2O+H2SO4（3）I2+CH2（COOH）2CHI（COOH）2+I-+H+（4）I2+CHI（COOH）2CI2（COOH）2+I-+H+反应初碘酸钾浓度较大，反应主要按（1）式进行，生成的单质碘与淀粉作用产生蓝色。当单质碘的浓度增大到一定程度，反应主要按（2）式进行，由于耗去单质碘，溶液的蓝色褪去。以后（1）式反应又成主要反应，溶液再次出现蓝色。如此反反复复，溶液颜色不断变化直到双氧水浓度减小到不能再溶解度的作用。这样能延长变色的周期，便于

9、观察，还能增加颜色循环变化的次数。【准备】配制下列三种溶液。溶液A：102.5mL30双氧水用水稀释到250mL。溶液B：10.7g碘酸钾加10mL2mol/L的硫酸，再用水稀释到250mL。溶液C：取0.075g淀粉溶于少量热水中，然后加入3.9g丙二酸（CH2（COOH）2）和0.845g硫酸锰，再稀释到250mL。【操作】用三支量筒分别量取 A、 B、 C三种溶液各50mL。同时把三种溶液加入洁净的250mL烧杯中，用玻棒略加搅拌后静置。烧杯里的溶液不久出现无色琥珀色蓝色无色琥珀色的交替变色现象，溶液颜色反复变化的时间长达几分钟。【说明】（1）在表演前约1小时配好溶液。（2）当双氧水浓度

10、降低时，它的分解速率减小，溶液颜色变化的时间间隔增长，直到双氧水分解完全而颜色不再变化为止。（3）反应温度最好调节到2223，冬天要把烧杯放在水浴中温热。（4）试剂的称量要尽量精确，硫酸锰等试剂要用分析天平称取。碘酒五变色【原理】火柴头里含有硫磺、氯酸钾等，划燃火柴头后会产生少量二氧化硫气体。在水溶液中，单质碘跟二氧化硫反应，生成无色的氢碘酸，氢碘酸遇双氧水后被氧化而又析出单质碘。单质碘遇淀粉会变蓝。单质碘遇氢氧化钠，会发生歧化反应而生成无色的物质。I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI2HI+H2O2=I2+2H2O3I2+6NaOH=NaIO3+5NaI+3H2O【准备】称取2g碘、1

11、.5g碘化钾，用75乙醇溶解、稀释到100mL，得到碘酒溶液（药房购买的医用碘酒溶液也能用）。【操作】（1）找一只无色透明的带盖小瓶子（容积约30mL），加入约1OmL水，再滴加24滴碘酒，无色的水变成啤酒色。（2）取几根火柴，把火柴头靠在一起，划燃后迅速把这束火柴插入上述小瓶内。等火柴头在瓶内的液面上燃尽后取出火柴杆，盖上盖子，振荡瓶内溶液。片刻后啤酒色变成无色透明。（3）向上述小瓶内加入少量双氧水，溶液呈现浅棕黄的啤酒色（如果变色不明显，可以滴加几滴稀硫酸）。（4）在小瓶内再加入少量面包粉或饼干屑或家用淀粉等，略摇晃一下瓶子，溶液变成深蓝色。（5）向上述瓶内加入几毫升碱溶液（如6mol/L

12、氢氧化钠），略振荡一下，深蓝色褪尽，溶液变成浊白色（溶液的浑浊是由饼干屑等造成的）。【说明】上述各步变化的顺序可以自行编排。例如，在水中放入碘酒后，先加淀粉使溶液呈深蓝色，再划火柴使蓝色褪尽。在上述第（5）步得到的浊白色溶液中加些酸，碘会再次析出而使溶液又呈深蓝色。喷雾显色【原理】（1）酚酞和百里酚酞试液都是酸碱指示剂，在酸性和中性溶液中都呈无色。酚酞遇碱会变红色，在室温下它的变色范围是pH8.210。百里酚酞遇碱则变蓝色，它在室温下的变色范围是pH9.410.6。（2）硫氰化钾跟铁离子反应，会生成配离子Fe（SCN）n3-n，它呈血红色。亚铁氰化钾跟铁离子反应生成六氰合铁（）酸铁Fe4Fe（

13、CN）63。沉淀，该物质呈深蓝色（人们叫它普鲁士蓝）。上述两个反应常用来检验铁离子。【操作】（1）取一张有吸水性的白纸，用毛笔蘸取1的酚酞试液，在纸上画几朵花，再用另一支毛笔蘸取1的百里酚酞试液，在纸上画一些枝叶，晾干或晒干后，白纸上几乎看不出有痕迹。表演时先展示一下白纸，然后取装有5的氢氧化钠溶液的喷雾器，对准画过图案的地方喷洒，瞬间，在白纸上出现红花蓝叶的画。（2）取一张有吸水性的白纸，用毛笔蘸取510的硫氰化钾（KSCN）溶液，画上几朵花，再用另一支毛笔蘸取510的亚铁氰化钾（K4Fe（CN）6）溶液在纸上画些枝叶，晾干或晒干后，白纸上也看不出痕迹。表演时取装有510的氯化铁溶液喷雾器，对准用试剂画过的白纸喷洒，瞬间，白纸上出现红花和深蓝枝叶。【说明】（1）氯化铁还能跟不少物质起反应而显色。例如，