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趣味化学小实验:化学冰箱指纹鉴定水下花园合成香精



文章发布时间:2015/5/27 23:51:22



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     趣味化学实验一  模拟酸雨腐蚀岩石的过程     

    背景资料:酸雨是pH小于5.6的降水,5.6这个数值来源于蒸馏水跟大气中的二氧化碳达溶解平衡时的酸度。酸雨主要是人为活动排放的硫氧化物、氮氧化物等物质,大量扩散至大气层与水蒸气结合形成的。酸雨的危害是多方面的,可造成土壤、岩石中的重金属溶解,流入河川或湖泊,严重时使得鱼类大量死亡。水生植物和以河川酸化水质灌溉的农作物,因累积有毒金属,经食物链进入人人体,影响人类的健康。酸雨会腐蚀建筑物、公共设施、古迹和金属物质,造成人类经济、财物及文化遗产的损失。

    实验药品:蒸馏水、98%的硫酸、大理石(主要成分CaCO3)。

    实验仪器:玻璃棒、烧杯、镊子、量筒、胶头滴管。

    实验步骤:

      1)配置150mL浓度约为0.01mol/l的稀硫酸溶液(注意配制的安全性);

      3)用量筒取50mL溶液,将大小适中的块状大理石用镊子夹住,小心投入稀硫酸中,观察大理石表面的现象;

      4)再取50mL硫酸溶液,用胶头滴管一滴一滴滴加到大理石的表面,观察实验现象;                     

      5)比较步骤34的现象异同

    问题思考:

      1、步骤3的现象:

      2、步骤4的现象:

      3、配置稀硫酸溶液时应该注意哪些问题?

      4、请根据已知酸雨形成及危害的资料,提出关于如何治理酸雨的可行性建议

 

趣味化学实验二:自制酸碱指示剂

    背景知识:指示剂(indicator)是指用以指示滴定终点的试剂。在各类滴定过程中,随着滴定剂的加入,被滴定物质和滴定剂的浓度都在不断变化,在等当点附近,离子浓度会发生较大变化,能够对这种离子浓度变化作出显示(如改变溶液颜色,生成沉淀等)的试剂就叫指示剂。如果滴定剂或被滴定物质是有色的,它们本身就具有指示剂的作用,如高锰酸钾。

    适用于各类滴定反应的指示剂有以下几种:①酸碱指示剂。指示溶液中H+浓度的变化,是一种有机弱酸或有机弱碱,其酸性和碱性具有不同的颜色。指示剂酸HIn在溶液中的离解常数Ka[H+][In-][HIn],即溶液的颜色决定于[In-][HIn],而[In-][HIn]又决定于[H+]。以甲基橙(Ka103.4)为例,溶液的pH3.1时,呈酸性,具红色;pH4.4时,呈碱性,具黄色;而在pH3.14.4,则出现红黄的混合色橙色,称之为指示剂的变色范围。不同的酸碱指示剂有不同的变色范围。②金属指示剂。络合滴定法所用的指示剂,大多是染料,它在一定pH下能与金属离子络合呈现一种与游离指示剂完全不同的颜色而指示终点。③氧化还原指示剂。为氧化剂或还原剂,它的氧化形与还原形具有不同的颜色,在滴定中被氧化(或还原)时,即变色,指示出溶液电位的变化。④沉淀滴定指示剂。主要是Ag+与卤素离子的滴定,以铬酸钾、铁铵矾或荧光黄作指示剂。

实验原理

   许多植物的花、果、茎、叶中都含有色素,这些色素在酸性溶液或碱性溶液里显示不同的颜色,可以作为酸碱指示剂。

实验用品

   试管、量筒、玻璃棒、研钵、胶头滴管、点滴板、漏斗、纱布。

   花瓣(如牵牛花)、植物叶子(如紫甘蓝)、萝卜(如胡萝卜、北京心里美萝卜)、酒精溶液(乙醇与水的体积比为11)、稀盐酸、稀NaOH溶液。

实验步骤

    1.取一些花瓣、植物叶子、萝卜等,分别在研钵中捣烂后,各加入5mL酒精溶液,搅拌。再分别用4层纱布过滤,所得滤液分别是花瓣色素、植物叶子色素和萝卜色素等的酒精溶液,将它们分装在3支试管中。

   2.在白色点滴板的孔穴中分别滴入一些稀盐酸、稀NaOH溶液、蒸馏水,然后各滴入3滴花瓣色素的酒精溶液。观察现象。

   3.用植物叶子色素的酒精溶液、萝卜色素的酒精溶液等代替花瓣色素的酒精溶液做上述实验,观察现象。

问题思考:

      1、写出你知道的其他的酸碱指示剂以及他们的变色范围

      2、画坐标图(横轴:醋酸的量 纵轴:溶液pH的变化)描述往氢氧化钠溶液中缓慢滴加醋酸后溶液pH的变化

      3、带上pH试纸,回家后测定一种你熟悉易得的植物作为指示剂的灵敏度即变色范围,把它与酚酞的变色范围做对照

 

趣味化学实验三    化学“冰箱”与冰袋

   

    背景知识:

    现代家庭离不开电冰箱,尤其在夏天,储存食物可以长期不腐败。但外出与郊游时,需要保鲜食品或致冷饮料就成了难题,本实验使用化学试剂制冷技术,可在夏季形成0-5低温小环境,食物一天不变味,饮料随时取用都凉爽可口。

    实验一:实验原理

    无机盐溶于水的过程包括两个部分,首先是在水分子作用下破坏原有无机盐的离子晶格,使无机盐的组成离于进入水溶液,这个过程需吸热;然后离子与水分子化合形成水合离子,这个过程放热。无机盐溶解于水时总的热效应就由这两部分的综合效应来决定。硝酸铵等少数盐类溶解时吸热特别强烈,因而是常用的化学制冷剂。

    实验用品:

    硝酸铵(NH4NO3)(化肥或试剂) 水保温瓶或保温饭盒 10号铁丝 量筒(100毫升) 台秤 烧杯(200毫升)

    实验步骤:

      1.将硝酸铵在台秤上称出几份,每份120,分别装入小塑料袋,封口携带备用。

      2.用10号铁丝弯成一铁丝支架,以备放置待保鲜致冷的食品。

      3.使用时先用烧杯盛100毫升水,然后将硝酸铵全部—次倒入烧杯中,不要搅拌。

      4.将上述烧杯放入保温瓶底部,把铁支架架在其上方,最后将饮料、食品等放在铁架上,盖好保温瓶盖,连续约5个小时瓶内可保持在5以下。

      5.使用后硝酸铵水溶液可以再生。方法是将硝酸铵水溶液加热浓缩或在野外敞口晾晒,使水分蒸发,硝酸铵晶体析出后,可重复使用。

      说明:也可以使用氯化铵等溶解时强吸热性物质作为制冷剂。

    实验二、化学“冰袋”

    背景知识:夏季储存食品离不开冰箱,但是如果家中没有冰箱,怎么办?我们可以采取化学方法制造“冰袋”,以最简单、廉价、安全的方法,取得最低0的温度;外出旅游、郊游时,想致冷饮料和食品更是方便。还可应用于其他得简便制冷的场合。这种便携式“冰袋”最适宜制成商品,创造经济价值。

    实验目的:掌握某些铵盐解于结晶水的吸热反应,制造冰袋。

    实验原理:几种特殊的铵盐如硝酸铵、氯化铵等,溶于水时具有强烈吸热降温的性质,它们还可以从与其相接触的晶体盐中夺取结晶水而溶解吸热,利用这种性质,可以通过简单地混合两种盐而制冷,制成化学“冰袋”。

    实验用品:硝酸铵(化肥)(NH4N03;NH4Cl)  结晶碳酸纳(Na2CO3·10H2O) 聚氯乙烯薄膜小袋  蒸发皿  铁架台(含铁圈) 玻璃棒  酒精灯  药匙  研钵  温度计 电子(托盘)天平  封口机(或锯条与酒精灯)  细绳 (讲台上)

    实验操作:

      1.称取无水碳酸钠20,加水少许,蒸发结晶得到若干碳酸钠结晶水合物。

      2.称取23硝酸铵晶体并研细。

    3.先将制得的碳酸钠晶体装入小塑料袋底部,压紧后,用细绳系住(活结)塑料袋,将碳酸钠封在袋子下半部;然后将研细的硝酸铵装在袋子上半部,再用封口机(或灼热锯条)将塑料袋封闭.即成“冰袋”

    4.使用时,只要将细绳解开,用手使袋内两种固体粉末充分混合,便可以立即产生低温,袋子最低温度可降至约0(可用温度计测量温度的变化)。将饮料瓶等用化学冰袋裹住降温,即可凉爽可口。

    说明:不能使用无水碳酸钠(纯减)粉末,必须是含结晶水的晶体碳酸钠或成块状纯碱。可以将无水碳酸钠粉末溶于水,然后加热浓缩至晶体析出,自制晶体碳酸钠。

      

趣味化学实验四:指纹鉴定以及检验加碘食盐中的碘元素

    背景知识:我们在侦探小说中,经常看到利用“指纹”来破案的情节。现代的许多国家都是建立了自己的指纹档案库,装入了本国居民和一些国际犯罪分子的指纹档案。这为通过在现场找到的指纹找到犯罪嫌疑人提供了一个破案的工具。

    指纹鉴定的科学基础就在于,指纹人各不同,终身不变;而且只要物体表面有足够的光滑度,人手接触物体,必然留下指纹。人类很早就认识到指纹"因人而异"的特性,并将它用于个人识别,如文书契约、断案等方面。我国民间又有"一斗穷,二斗富"之类的说法,可见指纹是分成不同类型的。用肉眼观察,指纹就可分1000多类。指纹的不同形状是由纹线(乳突线)组成,纹线分叉或中断的地方叫细节点(特征点),有100个左右;细节大致又分4种:分叉、结合、起点、终点,它们都因人而异。仅仅机械地计算这一差异,就有4100次方,这是一个天文数字,加上点与点之间的不同关系,说是"人各不同",是毫无问题的。在现代社会中,指纹鉴定已被保安部门作为鉴定人物身份的有力武器,就在需要高度戒备或保密的地方也被作为一个人进出的身份证和通行证。

    我们通常会认为鉴定指纹是专家才能做的事情,其实我们也可以成为这样的专家。

扩展实验:【碘蒸气法】指纹鉴定

    实验原理:碘受热时会升华变成碘蒸气。碘蒸气能溶解在手指上的油脂等分泌物中,并形成棕色指纹印迹。每个人的手指上总含有油脂、矿物油和水。用手指在抵面上按的时候,指纹上的油、矿物油和汗水就会留在纸面上,只不过人的眼睛看不出来。当我们把这隐藏有指印的纸放在盛有碘的试管口并加热时,碘就开始升华——变成紫红色的蒸气(注意,碘蒸发有毒,不可吸入)。由于纸上指印中的油脂、矿物油都是有机溶剂,因此碘蒸气上升到试管口以后就会溶解在这些油类物质中,于是指纹也就显示出来了。

    实验用品 :试管、橡胶塞、药匙、酒精灯、剪刀、白纸、碘。

    实验步骤

      1.取一张干净、光滑的白纸,剪成长约4 cm、宽不超过试管直径的纸条,用手指在纸条上用力摁几个手印。

      2.用药匙取芝麻粒大的一粒碘,放入试管中。把纸条悬于试管中(注意摁有手印的一面不要贴在管壁上),塞上橡胶塞。

      3.把装有碘的试管在酒精灯火焰上方微热一下,待产生碘蒸气后立即停止加热,观察纸条上的指纹印迹。

      问题思考:其他方法(原理说明)___________________________

     

      小提示:【硝酸银溶液法】

      向指纹印上喷硝酸银溶液,指纹印上的氯化钠就会转化成氯化银不溶物。经过日光照射,氯化银分解出银细粒,就会象照相馆片那样显示棕黑色的指纹,这是刑侦中常用方法。这种方法可检测出更长时间之前的指纹。(原理说明:____________________________________

      另外,碘和人的健康有着很大的关系。一个成人的体内大约含有20~50毫克的碘,主要集中在人的甲状腺内。人如果缺少了碘,舍引起甲状腺的肿大,俗称“大脖子病”。在我国,许多地方的食品和水中都缺少这种碘元素。因此在建国后,我们加强了预防,主要是多供应含碘的食物。现在我国使用的食盐中都加入了碘元素,叫做碘盐,这也是为了预防甲状腺肿大症。此外,多吃海带也可以加强人体对碘的吸收。

      相关实验:检验含碘食盐成分中的碘

      实验原理:含碘食盐中含有碘酸钾(KIO3),除此之外,一般不含有其他氧化性物质。在酸性条件下IO3-能将I-氧化成I2,  I2遇淀粉试液变蓝;而不加碘的食盐则不能发生类似的反应。

      实验用品: 试管、胶头滴管。

      含碘食盐溶液、不加碘食盐溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉试液。

      实验步骤:

      1.2支试管中分别加入少量含碘食盐溶液和不加碘食盐溶液,然后各滴入几滴稀硫酸,再滴入几滴淀粉试液。观察现象。

      2.在另一试管中加入适量KI溶液和几滴稀硫酸,然后再滴入几滴淀粉试液。观察现象。

      3.将第3支试管中的液体分别倒入前2支试管里,混合均匀,观察现象。

      问题思考:

      碘的性质:1.________________________________________________

                          2.________________________________________________    

                          3.________________________________________________

      

      扩展实验:密写信

      实验原理:在白纸上用无色试液写字,晾干后看不到字迹,再用能与这种无色试液作用显示一定颜色的试剂来处理,就能显示出所写的字迹。例如:酚酞遇氨水变红色;淀粉遇碘变蓝紫色等。

     实验步骤: ①取一张白纸,用酚酞试剂写一封信,晾干后放在盛有浓氨水的试剂瓶口熏,立即显示出红字迹。放在通风处,稍等一会又变成无色。可以反复若干次。

      ②用稀淀粉溶液在白纸上写字,干后无字迹,用碘水(碘和碘化钾的水溶液)涂抹,显出蓝色字迹,放在火焰上方烘,蓝色又褪去,也可以反复若干次

 

趣味化学实验五 水下公园

    背景知识:

    可溶性硅酸盐如硅酸钠与可溶性重金属盐发生离子反应生成不溶与水的硅酸盐沉淀,这些不溶性硅酸盐常有特殊的颜色。

    实验原理:氯化亚钻、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸镍等这些小晶体与硅酸钠发生化学反应,结果生成紫色的硅酸亚钻、蓝色的硅酸铜、红棕色的硅酸铁、淡绿色的硅酸亚铁、深绿色的硅酸镍、白色的硅酸锌。这些小晶体和硅酸钠的反应,是非常独特而有趣的化学反应。当把这些小晶体投入到玻璃缸里后,它们的表面立刻生成一层不溶解于水的硅酸盐薄膜,这层带色的薄膜覆盖在晶体的表面上)然而,这层薄膜有个非常奇特的脾气,它只允许水分子通过,而把其他物质的分子拒之门外,当水分子进入这种薄膜之后,小晶体即被水溶解而生成浓度很高的盐溶液于薄膜之中,由此而产生了很高的压力,使薄膜鼓起直至破裂。膜内带有颜色的盐溶液流了出来,又和硅酸钠反应,生成新的薄膜,水又向膜内渗透,薄膜又重新鼓起、破裂……如此循环下去每循环一次,花的枝叶就新长出一段。这样,只需片刻,就形成了枝叶繁茂花盛开的水下花园了。

      实验用品:

      硅酸钠溶液、大烧杯 镍子、  氯化亚钻、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸镍 的晶体

      实验步骤:

      1、先在烧杯中盛多半下无色透明的硅酸钠水溶液(俗称水玻璃)。

      2、然后投入氯化亚钻、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸镍等几种能溶解于水的有色盐类晶体。不一会儿,就会在玻璃缸中出现各种各样的枝条来,纵横交错地伸长着,绿色的叶子越来越茂盛,鲜艳夺目的花儿也开放突起!一座根深叶茂、五光十色的水下花园,即刻展现出来。

      问题思考:其他方法(原理说明)______________________________

     

趣味化学实验六:豆腐中钙质的检验

   知识背景:

   生活小常识:富含蛋白质的食物多属于酸性食物 

   蔬菜、水果多属于碱性食物1、豆腐是人们公认的保健佳品,其在防病保健上的奉献是多方面的,适量地食用豆腐确实对人体健康大有好处。但是,食豆腐并非多多益善,过量也会危害健康。制作豆腐的大豆,含有一种叫皂角苷的物质,它能预防动脉粥样硬化,但又能促进人体内碘的排泄。长期过量食豆腐很容易引起碘的缺乏,发生碘缺乏病。

   豆腐中含有极为丰富的蛋白质,一次食用过多,不仅阻碍人体对铁的吸收,而且容易引起蛋白质消化不良,出现膨胀、腹泻等不适症状。在正常情况下,人吃进体内的植物蛋白质,经过代谢变化,最后大部分成为含氮废物,由肾脏排出体外。人到老年,肾脏排泄废物的能力下降。此时,若不注意饮食,大量食用豆腐,摄入过多的植物性蛋白质,势必会使体内生成的含氮废物增多,会加重肾脏的负担,使肾功能进一步衰退,不利于身体健康。

    2、豆腐最好不要和菠菜一起煮。菠菜营养丰富,有“蔬菜之王”之称,但是菠菜里含有很多草酸,每100菠菜中约含300毫克草酸。豆腐里含有较多的钙质,两者若同时进入人体,可在人体内发生化学变化,生成不溶性的草酸钙。人体内的结石正是草酸钙、碳酸钙等难溶性的钙盐沉积而成的,所以最好不要把菠菜和豆腐一起熬着吃。另外,单独吃菠菜也不宜一次吃得过多,因为菠菜里的草酸能够跟人体内的钙、铁质结合,从而使人体缺乏钙、铁,影响健康。在钙和草酸的比例为12时,最易形成结石。若通过食物搭配破坏这个比例,则结石可以防止。例如吃菠菜时搭配着吃些含钙丰富的芝麻、牛奶或鱼,就可以克服菠菜的这个缺点。

      实验:检验豆腐中钙质

      实验用品:烧杯、漏斗、滤纸、铁架台(带铁圈)pH试纸。草酸钠、浓硝酸。

      实验原理:豆腐中的钙质与草酸钠溶液反应便生成不溶于水的草酸钙白色沉淀。

                                 Ca2+Na2(COO)2-→Ca(COO)2↓+2Na+

      实验步骤:

      1、测定豆腐的pH

      豆腐的酸碱性试验取200豆腐放入烧杯中,加入20毫升蒸馏水,用玻棒搅拌,并捣碎到不再有块状存在。过滤(注意此操作的规范性),得到无色澄清的滤液和白色的滤渣。用精密pH试纸测试豆腐滤液的酸碱性(一般测得的pH值为6.2,显弱酸性)

      2、豆腐中钙质的检验 

      取上述豆腐滤液2毫升于试管中,再滴入几滴浓草酸钠溶液,试管中立即出现明显的白色沉淀。说明豆腐中含有丰富的钙质,而且能溶于水,不一定与蛋白质结合在一起。

      注意事项:

      1.在制豆腐滤液前,一定要把豆腐捣碎,才能使钙离子溶解到水中。

      2.由于豆腐中含有较多蛋白质,形成胶体,故过滤较慢。但蛋白质一般不易透过滤纸,所以反应。

      问题思考:  1、豆腐的pH值是:_________________________

                            2、豆腐中钙质的检验的原理:________________________

                                  你能想到的其他方法:_________________________

      课后选作家庭小实验:自制豆腐

【实验步骤及现象】

   A)浸泡:加 300 mL水浸泡 24 小时(若气温较高时,中间可更换一次水),使黄豆充分膨胀,然后倒掉浸泡水。

   B)研磨:将泡好的大豆放在家用粉碎机内,加入200 mL水,进行粉碎。

   C)制浆:将研磨好的豆浆和豆渣一并倒入放有双层纱布的过滤器中抽滤,另取100 mL水,分多次冲洗滤饼,充分提取豆渣中的豆浆。滤液即为浓豆浆。

   D)凝固变性:将自制的浓豆浆(或直接用市售的袋装浓豆浆)倒入一个洁净的500 mL的烧杯中,用酒精灯加热至80左右,然后边搅拌,边向热豆浆中加入饱和石膏水,直至有白色絮状物产生。停止加热,静置片刻后,就会看到豆浆中有凝固的块状沉淀物析出。

   E)成型:将上述有块状沉淀物的豆浆静置20分钟后过滤,再将滤布上的沉淀物集中成一团,叠成长方形,放在洁净的桌面上,用一个盛有冷水的小烧杯压在包有豆腐团块的滤布上,大约30分钟后,即可制成一小块豆腐。若用市售的浓豆浆为原料,制成的豆腐更为细嫩洁白。

   F)保存:为了使制成的豆腐保鲜而不变质,将新制成的豆腐浸于2%5%的食盐水中,放在阴凉处,可使豆腐数天内保鲜而不变质。

       

   趣味化学实验七 食物中常见元素的测定

   

   上节知识巩固:豆腐中含有丰富的钙质、蛋白质等营养物质,但最好不要和菠菜一起煮,否则会在人体内发生化学变化,生成不溶性的草酸钙。长期多食豆腐会造成碘缺乏症。

   背景知识:维持人体生长发育和从事正常活动除需要碳水化合物,脂肪、蛋白质、维生素等,还需要许多种化学元素,如钠、镁、铁、钙、锌、铜等等。这些化学元素都要从食物中获取。

实验步骤:

    1 加热食物:实验步骤及现象:取少量下列物质,分别加热,直至开始燃烧;(1)碳水化合物,如淀粉或糖; 2)脂肪,如奶油; 3)蛋白质,如肉类。注意它们在燃烧时气味的不同:燃烧的碳水化合物有种焦糖的气味,燃烧的脂肪发出一种能使人流泪的丙烯醛气味,加热蛋白质生成类似氨的化合物。它们散发出不同的气味。

    2 将氧化铜与食物共热

      实验原理:            2CuO(s)+C(s)=2Cu(s)+CO2(g)     

                                                  CO2(g)+Ca(OH)2(aq)=CaCO3(s)+H2O

      实验步骤及现象:

    将一小块馒头加热至变黑,剩下碳渣。用研钵研细,与氧化铜充分混合后,装入硬质试管中,在酒精灯上加热,用导管将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中,石灰水变浑浊,证明气体产物为二氧化碳。同时试管中有红色的铜生成。

    3.将碱石灰与食物混合加热

      实验步骤及现象:

    将肉末或压碎的奶酪与碱石灰混合后放入试管中加热。注意从试管口散发出的氨的刺激性气味,用湿润的石蕊试纸检验,该气体能使红色石蕊试纸变蓝,证明食物与碱石灰共热产生氨气,而氨中的氮一定来自食物。

  

趣味化学实验八 铝器表面刻字以及制备可燃的“胶冻”

      实验一:铝器表面刻字

      实验用品:硫酸铜晶体、氯化铁、易拉罐、毛笔、汽油、油漆、稀盐酸、棉花球

      实验步骤:①配制腐蚀液

      150mL水中加入30g硫酸铜晶体与50g氯化铁,搅拌制成溶液,此溶液能腐蚀铝。

                                            2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu

                                                   Al+FeCl3==AlCl3+Fe

   ②铝器表面处理

   将要刻字的地方用细砂细心擦净,用毛笔蘸油漆写好字,阴干后在字迹笔画周围滴稀盐酸并用蘸稀盐酸的棉花球轻涂,稍待片刻,用干净的布拭去盐酸,擦净表面。

   ③蚀刻

    用毛笔蘸取腐蚀液涂在油漆写的字迹及其周围,稍待片刻,用水洗去,再涂一次或多次。最后用清水洗去腐蚀液,用棉花蘸汽油擦去油漆字迹,这时便会看到铝表面出现稍微凸起的字迹。

      实验二:制备可燃的“胶冻”

    实验原理

    酒精与水可以任意比混溶,醋酸钙只溶于水而不溶于酒精。当饱和醋酸钙溶液注入酒精中时,饱和溶液中的水溶解于酒精中,致使醋酸钙从酒精溶液中析出,呈半固态的凝胶状物质——“胶冻”,酒精充填其中。点燃胶状物时,酒精便燃烧起来。

      实验用品

      药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、蒸发皿、火柴。

      酒精(质量分数95%以上)、醋酸钙、蒸馏水。

      实验步骤

      1.在烧杯中加入20 mL蒸馏水,再加入适量醋酸钙,制备醋酸钙饱和溶液。

      2.在大烧杯中加入80 mL酒精,再慢慢加入15

      mL饱和醋酸钙溶液,用玻璃棒不断搅拌,烧杯中的物质开始时出现浑浊,继而变稠并不再流动,最后成为凝胶状。

      3.取出胶冻,捏成球状,放在蒸发皿中点燃。胶冻立即着火,并发出蓝色火焰。

     

 趣味化学实验九 合成香精         

 背景资料:

    从大自然提取的香味总是有限的。人们研究弄清香味的成分和结构后,已不再满足众自然的赐予,开始研制更多更有用的香料。

    1850年,人们用乙酸戊酯和丁酸戊酯制成了香蕉水;1875年,用邻-苯二酚和木质素制成了香草素(香草醛);1893年,合成了具有紫罗兰香味的紫罗兰酮;上世纪初,香料的人工合成从实验室小型试制扩大为大规模的工业化生产,人造香料逐步走进人们的日常生活。生产人造香料,不像提取天然香料那样受气候和地理条件的限制,许多人造香料可以用石油和煤焦油为原料提炼、合成得到。香料厂有巨大的蒸馏锅和冷却装置,将从煤焦油和石油中提取出的苯、酒精、醋酸、甲醇等原料放进锅内,经过加热使它们发生化学反应,然后加以分馏,就制成了多种人造香料。现在人造香料的品种已有3000多种,全世界年产约10万吨,大大弥补了天然香料的不足,也创造了很多自然界没有的品种。

    人造香料主要含有三类化合物:醛类、酮类和酯类。醛类化合物中主要是一些芳香族化合物,如柠檬醛有强烈的柠檬香味,苯甲醛发出一种苦杏仁香味,香草醛的气味很诱人,还有一些醛类散发着肉桂香、紫丁香气味,这些醛类被用来作香料和调味料;酮类化合物中主要是含碳环的酮类,如紫罗酮、麝香酮和灵猫香酮等;酯类化合物大多能散发香味,乙酸乙酯散发香蕉香,异戊酸戊酯散发橘子香,异戊酸异戊酯散发苹果香等。单一香料的香味,往往过于单纯,经过调和后生成的混合香料,叫做香精,香味更加醇厚,经久不褪。根据用途,香精可分为各种香气类型。由于香料品种不同,不同比例混合成的香精各有风韵:浓烈的、淡雅的、优美的、清新的。一瓶普通的香水常常由几十种人造香料配合而成,其中包括起主要香气作用的主香剂,起保持香气作用的定香剂,以及起增添特色作用的修饰剂。如在玫瑰香精中,主香剂有香叶醇、苯乙醇、香茅醇和玫瑰醇等,定香剂有安息香膏、苏合香膏、土鲁香育和桂皮酸等,修饰剂有桂醇、松香油、柠檬油、苯乙醛、紫罗兰酮等。

    一般日用化妆品的香气,会因贮藏过期而衰退。可是花露水为什么存放时间越长,散发的香气越好闻呢?花露水的配方一般以花露油做主要原料,再辅以柠檬、橘子、丁香、藿香等香料,加酒精等调配而成。香糖大多由人工合成,成分很复杂,除含醇外,还有酸、醛、酮、酯、肟、内酯、胺等化合物,它们在贮藏过程中,其中的羧酸同酒精起化学反应,产生新的酯类物质,不同的酯类化合物具有各自特殊的香气。这种酯化反应十分缓慢,所以花露水存放时间越长香气越好闻。当然,酯化反应到了一定程度就会趋于平衡,出现停止状态,如果无限期存放,酒精浓度减少,香气也将散尽。

    几年前,中国科学院上海有机化学研究所的科研人员以松节油为原料,研制成功一种新铃兰醛香料,它具有新鲜、淡雅而持久稳定的铃兰花香,一诞生便跻身国际20个大品种香料之列,被调配成“上海之春”高级香水和制成铃兰花香膏用及铃兰香皂,深受欢迎。

    实验原理:人们很早知道从各种植物的花、果实中提取一类叫香精的物质,用于护肤、护发或添加到食品中。从植物中提取香精油的方法有蒸馏、萃取或直接榨取等法。由于天然物质来源有限,人类便合成各种人造香精,在香精家庭中,酯类最多,合成原料是相应的羧酸和醇,如薄荷香精主要成分是苯甲酸乙酯,由苯甲酸和乙酸制得:

                   C6H5COOH+C2H5OHC6H5COOC2H5 +H2O

        梨香精油是乙酸异戊酯,由乙酸和异戊醇反应得:

                   CH3COOH+C5H11OHCH3COOC5H11 +H2O

    本实验就来实现它们的合成。

      实验用品:

      冰醋酸,异戊醇,浓H2SO4 ,苯甲酸,无水乙醇

      100mL烧瓶,水浴锅,10mL量筒,50mL量筒,分液漏斗

      实验步骤:

      实验1:梨香精油的合成

      在烧瓶中注入10mL冰醋酸(用温水融化)和15mL异戊醇,再加入5mLH2SO4,混合均匀,置于水浴上加热数分钟后冷却,冷却后再慢慢加入30mL水,振荡5min,注入分液漏斗,静置分层,油层即为醋酸异戊酯。

      实验2:薄荷精油的合成

      在烧瓶中加入苯甲酸10g,无水乙醇35mL,浓硫酸5mL,混合均匀,置于水浴上加热数分钟后冷却,冷却后慢慢加入30ml水,振荡5min,注入分液漏斗,静置分层,油层即为薄荷精油。

      问题思考:

      通过本次实验说说有机化学反应与无机化学反应的区别

      

趣味化学实验十:消字灵的制作

背景资料:

    物质在不同条件下表现出来的各种性质都与它的结构有关,因而该物质的性质反过来也能在一定程度上反映其结构,并决定它的用途和制法。乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸,常见的草酸是含有两分子结晶水的无色晶体,从结构上看,乙二酸与乙酸都含有相同的官能团——羧基,因此可推断乙二酸应具有相似的一些化学性质,但乙酸为二元酸,它应该还具有与乙酸不同的特殊性质,根据常识,乙二酸能使蓝墨水褪色。

    基于上述的推测,乙二酸在我们日常写作中有一个非常重要的应用。如教师写教案、作家写文章、学生记笔记等,写字时常出现一些写错或需要修改的地方,涂改会显得文章很零乱。特别是有些写错的段落不想把痕迹留在原稿上,用橡皮擦也擦不掉。怎么办呢?以乙二酸为原料制作的“消字灵”将原来的字迹消除是最理想的方法。那么,让我们自己动手制作“消字灵”吧!

    实验原理:草酸(H2C2O4)为络合剂,与Fe3+形成H3FeC2O43],可除去黑色的鞣酸铁,再加氯水溶液擦拭时,可漂白蓝色的斑点。

    试验药品:

      草酸、蒸馏水、高锰酸钾、浓盐酸、漂白粉。   

    试验步骤:

      1.先配甲液(草酸溶液),用角匙取少量草酸晶体、放入烧杯或锥形瓶中、加蒸馏水使之溶解。然后将此溶液倒入一只滴瓶中,标签注明甲液。

    2.再配制乙液(氯水或漂白粉溶液)。

       ①氯水的配制方法:将一角匙高锰酸钾晶体加入5ml小烧杯中,将烧杯放入盛有20ml水的集气瓶中,然后再向小烧杯中加入浓盐酸,将集气瓶永玻璃片塞好,待反应停止后,将集气瓶中新制成的氯水装入乙滴瓶中。

       ②漂白粉溶液的配制:如果没有条件准备一套制氯水的装置,就可以用漂白粉溶液代替氯水。配制漂白粉溶液的方法比较简单。用角匙将漂白粉加入到烧杯中,然后加蒸馏水溶解。漂白粉的溶解度较小,因此配制的溶液有些浑浊。将此液倒入乙滴瓶中即可。

          这样,消字灵就制成了。

      实验时,先用蓝黑墨水在白色的硬纸板上写字。去字迹时,先用甲液滴在字迹上,然后再将乙液滴上一滴,字迹会立即消失。注意晾干后再将修改的字迹写上去。

      

      问题与思考:

      1.乙二酸能消字的原理是什么?

      2根据乙二酸的结构推测它还有哪些性质

    


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