高中化学人教版 (新课标)选修6 实验化学第一单元 从实验走进化学课题一 实验化学起步第2课时导学案

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修6 实验化学第一单元 从实验走进化学课题一 实验化学起步第2课时导学案，共4页。学案主要包含了蓝瓶子实验注意事项，实验小结等内容，欢迎下载使用。

1．本实验主要探究了浓度、温度以及溶液的碱性对葡萄糖还原亚甲基蓝反应的影响。要严格按照实验步骤中的操作要求进行实验，尤其是实验中使用的溶液一定要严格按照实验用品中的要求进行配制。因为亚甲基蓝浓度过高，将会使反应溶液的颜色呈深蓝色，并且振荡后还原时间增长不易褪色。葡萄糖浓度过高可以加快亚甲基蓝的还原反应，使褪色速率加快，但是也使亚甲基白不易返回蓝色。NaOH溶液的浓度最好控制在30%左右，过稀，反应速率太慢，过浓，腐蚀性太强，有潜在的安全问题。
2．步骤2中，加入NaOH溶液后，振荡变蓝色，静置变为无色所需时间略长，所以需要耐心等待一会儿。在步骤3中，要求①号试管中装满液体，使上部没有空气。
3．振荡锥形瓶中液体的方法要正确：用拇指、食指和中指拿住锥形瓶口，用手腕轻轻画圈摇动锥形瓶中的液体。
4．实验的环境温度不能过低，否则实验现象可能和预期的不同。在含有亚甲基蓝和葡萄糖的锥形瓶中，加入30%的NaOH溶液后，振荡静置，若环境温度较低时，蓝色需较长时间才能褪去，即第一次的振荡周期较长，可以用温水配制葡萄糖溶液，但水温不宜超过30 ℃。
由于温度升高，反应速率加快，所以在40 ℃的水浴中溶液的褪色速率加快，振荡周期变短，这时操作计时器动作要快速准确。另外水浴加热时温度计应放在水浴的中间位置，控制温度在40 ℃左右。水浴的温度不宜太高，否则振荡的周期过短，不利于记录实验现象。
5．振荡过程中由于蓝色并不是立刻全部褪去，所以必须振荡至蓝色完全褪去。认真记录实验现象，对于振荡周期的记录要仔细。
二、实验小结
这是一个利用对比实验的方法来探究亚甲基蓝被还原的条件的实验。通过观察溶液颜色的变化来判断改变外界条件对反应速率的影响情况。实验中的步骤1和步骤2的目的是要对比探究溶液酸碱性对该反应的影响。亚甲基蓝与葡萄糖溶液混合，由于亚甲基蓝在碱性条件下易被还原，所以开始溶液的蓝色不易褪去。当加入了2 mL 30% NaOH溶液后，振荡、静置，亚甲基蓝被还原为无色亚甲基白；再次振荡锥形瓶，亚甲基白与氧气接触而被氧化，又生成蓝色的亚甲基蓝。如此重复操作，溶液交替出现蓝色和无色。
步骤3和步骤4中，通过改变反应物氧气或亚甲基蓝的浓度来研究转化速率大小。①号试管中液体上部没有空气，所以振荡后溶液不会变为蓝色。③号试管中由于又滴加了两滴亚甲基蓝，使得溶液中亚甲基蓝的浓度增大，所以振荡后溶液的蓝色比①号试管要深，且振荡周期要短。
步骤5中，研究温度对该转化反应的影响，温度升高，反应加快，所以振荡周期变短。
知识点1 蓝瓶子实验
【例题1】 蓝瓶子实验操作步骤如下：
①如图所示，在250 mL锥形瓶中，依次加入2 g NaOH、100 mL H2O和3 g葡萄糖，搅拌溶解后，再加入3～5滴0.2%的亚甲基蓝溶液，振荡混合液呈现蓝色；
②塞紧橡皮塞(活塞a、b关闭)，将溶液静置，溶液变为无色；
③再打开瓶塞，振荡，溶液又变为蓝色；
④再塞紧橡皮塞，将溶液静置，溶液又变为无色。
以上③④可重复多次。
试回答下列问题：
(1)某学生将起初配得的蓝色溶液分装在A、B两支试管中(如上图，A试管充满溶液，B中有少量溶液)，塞上橡皮塞静置片刻，两溶液均显无色。若再同时振荡A、B试管，能显蓝色的是________(填“A”或“B”)；
(2)若塞紧锥形瓶塞并打开活塞a、b，通入足量氢气后，再关闭活塞a、b并振荡，溶液能否由无色变为蓝色________(填“能”或“不能”)；若塞紧锥形瓶塞并打开a、b，通入足量氧气，溶液能否由无色变为蓝色________(填“能”或“不能”)；
(3)上述转化过程中，葡萄糖的作用是________，亚甲基蓝的作用____________________；
(4)上述实验中葡萄糖也可用鲜橙汁(其中含丰富维生素C)代替，这是因为维生素C具有________________；
(5)该实验中③④操作能否无限次重复进行________(填“能”或“不能”)，理由是______________________________。
解析：蓝瓶子实验原理：亚甲基蓝亚甲基白。显然(1)由于A试管中充满溶液，无氧化剂O2，故不能变为蓝色。(2)由于充入的是H2，也无氧化剂O2，不能变为蓝色；充入O2后则亚甲基白能被氧化而变为蓝色。(3)通过上述分析可知葡萄糖能还原亚甲基蓝，故作还原剂，亚甲基蓝同时还作指示剂。(4)由于维生素C可代替葡萄糖，故具有还原性。(5)实验不能无限次进行，因葡萄糖最终被消耗尽。
答案：(1)B
(2)不能 能
(3)还原剂 氧化剂(或兼作指示剂)
(4)较强的还原性
(5)不能 在重复多次后葡萄糖被完全消耗
点拨：蓝瓶子实验的实质是利用了氧化还原反应的原理使有色物质的颜色发生改变。
知识点2 反应条件的控制
【例题2】 用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀硫酸和________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是：用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是______________________。
方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是__________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是______。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是______________。
解析：方法一：(1)由于Fe2＋具有较强的还原性易被氧化为Fe3＋，故在配好的溶液中常加一枚铁钉或适量铁屑以防止其被氧化。(2)由于气体的溶解度随温度升高而迅速减小，故可用加热的方法除去蒸馏水中溶解的O2。(3)空气中含有大量的O2，为防止生成的Fe(OH)2沉淀与空气接触，需将吸取NaOH溶液的滴管放到液面以下后再挤出。方法二：(1)由所给试剂及装置特点知，试管Ⅰ为封闭系统，应为产生H2并赶尽溶液中的空气及液面上方空气的装置，故试管Ⅰ中加入的试剂为铁屑和稀硫酸。(2)试管Ⅱ中加入的试剂为NaOH。(3)为确保实验在无氧状态下进行，必须把系统中的O2排除干净，故接下来的操作应为检验试管Ⅱ出口处排出的氢气纯度，当产生氢气较纯时再夹紧止水夹。(4)由于试管Ⅰ中产生的H2充满了Ⅰ、Ⅱ两支试管，外界空气不易进入，即Fe(OH)2是在H2形成的气氛中产生的，故Fe(OH)2白色沉淀可保持较长的时间。
答案：方法一：(1)铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
方法二：(1)稀硫酸、铁屑 (2)NaOH溶液
(3)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹 (4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
点拨：实验室制备氢氧化亚铁时，由于Fe2＋的还原性强，所以整个实验过程中就是围绕着如何避免试剂中的少量氧气和空气中的氧气将Fe2＋氧化。其方法是：①亚铁盐需新制(用足量铁与稀硫酸反应或还原氯化铁溶液)；②将所用氢氧化钠溶液煮沸以赶尽溶于其中的空气(O2)；③使用长滴管吸入氢氧化钠溶液后将滴管伸至硫酸亚铁或氯化亚铁溶液的液面以下，慢慢挤压乳胶头使氢氧化钠与硫酸亚铁或氯化亚铁接触。④可以利用液封来隔绝空气，可选用的试剂应与水互不相溶、密度比水小，不易与空气发生作用，如苯、甲苯、植物油等有机试剂均可，其中植物油是无毒无害的液体，所以最佳试剂是植物油。