中学化学教与学-中学化学教与学
实验室里的“大闹天宫”:中学生化学实验忒好玩了 想想看,当试管里红棕色的二氧化氮气体一秒钟就变成清澈透明的二氧化氮溶液,中间那层浑浊的“泥潭”像被哪位用力挤了一下,瞬间就散了。
这种视觉上的突变,在课本上可能只有一两行公式,但在中学实验室里,这就是个让人晕翻的“大闹天宫”。
为啥大家总爱把自己关进化学实验室,而不是用计算器算一算?出于那里藏着肉眼由此可见的魔法,藏着只要轻轻磕一下要么一加热就能炸裂的惊喜。 先聊聊那个著名的二氧化氮变水溶液的实验。
要是你记得那会儿老师讲,二氧化氮溶于水会放热,颜色会变浅,那得等到加热,它才会重新变回红棕色的四氧化三氮。但要是你直接往烧杯里倒进去,那种红棕色还没等你看清,那股子热腾腾的气流就把红棕色的气体给“赶”走了,瞬间变成了水清澄的溶液。等到你松手,那股热浪把溶液里的二氧化氮又挤回来了,红棕色再次占据上风,这时候再倒入氢氧化钠,溶液变白,红棕色又退去了。
这个过程简直像一场永不停歇的争吵,一边是红棕色气体的挑衅,一边是氧气对它的温柔驱赶。
要是此时你往溶液里加一点酚酞,溶液变成酸性的,酚酞毫无反应,但要是你往气体里通入石灰水,那石灰水会变浑浊,原来那红棕色的气体里藏着二氧化碳,它像个小偷一样混在二氧化氮里,把原本浑浊的溶液给“洗”白了。
这一套操作下来,瓶子里的装置里,颜色一直在变,状态一直在变,绝对没有“死”的终止。 说起变白,那是另一种神奇的现象。把氯气通入淀粉碘化钾溶液中,溶液瞬间变成蓝色,这不是蓝色的碘单质,而是碘离子被氧化成了蓝色的三碘离子。
要是你把这个蓝色溶液再倒进浓盐酸里,溶液又变回清澈透明,并且颜色比之前更亮了。
这时候往溶液里滴一滴酚酞,居然不会变红,出于它本身就是酸性的。但这真不怪,出于氯气刚出来时带着一股子酸味。
要是你往这个蓝色的溶液中再通入二氧化硫,那种蓝色又回来了,并且颜色更深。
这时候再滴一滴酚酞,它依然不红,出于氯气还是酸性的,它把二氧化硫给压下去了。
这两种气体的较量,就像两个性格迥异的少年在争抢舞台中心,哪位强哪位弱一目了然。 说到气体的收集,中学化学里有一种叫排水法,听起来好办,做起来却全是门道。先把烧瓶里装满水,盖上玻璃片,口朝下,把它倒扣在水里,这时候瓶子里的空气已经被赶走了,只剩下水。
然后把导管伸到瓶子里,让气体进去。气体进不去,水就出不去,直到瓶子里充满了气体,你就把玻璃片盖好,拿出来,这就收集成功了。
有时候,就连不需求盖玻璃片,只要把导管口略微伸进瓶子里,气体进去,水被挤出来,这时候瓶子里的气体就“自生”了,一直到瓶口充满了,这时候你才能拿起来。
这个过程看着是好办的“进”,实际上里面充满了瓶口、导管、弯曲的导管、烧瓶、上升的水柱,这里面全是空气,空气跑得比哪位都快。
要是不小心,水柱一高一低,空气还没进够,瓶口就被挤出来了,这时候再倒回去,水柱又立起来了,空气又进去,这简直是一个永无止境的循环。 再说说物质的变化。拿一根粗铜丝和铁钉做对比,把铜丝浸入硫酸亚铁溶液中,铜丝没忒多变化,铁钉也没变。
然后把铜丝浸入硫酸铜溶液中,铜丝表面挺快就结了一层红色的铜,这时候再浸入硫酸亚铁溶液,红色的铜丝又褪掉了,连铁钉都没如何动。
这说明啥?说明铁比铜活泼,铁跟硫酸铜反应生成了硫酸亚铁,与此同时把铜给置换出来了。
要是你把铜丝换成铁钉,把硫酸铜换成硫酸亚铁,这时候铁钉表面会覆盖一层红色的铜,溶液颜色变浅。
这就像是一场“投资”游戏,铁把钱(电子)输给了铜,铜就发财了。 还有那个经典的氢气还原氧化铜实验。在一个烧瓶里放红热的铜粉,通入氢气,一启动没啥现象,等氢气慢慢跑进,铜粉变成了黑色的,烟雾变淡,最终烧瓶里只剩下一层黑色的粉末。
这时候再把氢气持续通待会儿,黑色的粉末又变红了,烧瓶里又冒出了红棕色的气体。
这时候再点燃氢气,一冲一冲,烧瓶里就只剩下一层红色的粉末,烧瓶口全是蓝色的火焰。整个过程看起来像是在玩捉迷藏,一会藏起来,一会露出来。 自然,化学里不一定都是红棕色的要么黑色的。
像氢氧化钠和硫酸钙反应,溶液里要是放一点硫黄粉,一启动看起来是白色的,过了待会儿又变成了黄色,这说明里面可能有硫化氢存有。
这时候再通入二氧化硫,那黄色又褪回了白色,说明又是硫化氢在捣乱。
这种颜色在变,状态在变,绝对没有“死”的终止。 实际上,化学实验的魅力,不在于它有多复杂,而在于它有多“疯”。
那种红棕色气体在清澈溶液里“大闹天宫”的过程,那种蓝色液体被强行还原回透明的过程,那种气体在瓶子里永不停歇地进出的循环,那种铜丝和铁钉里的电子换游戏。
这些画面,比任何教科书里的文字都生动,都比任何计算题都刺激。
要是你也去试试,你会发现,化学的世界确实像一个一辈子开不完的游乐场,你一辈子不知道下一件会形成啥“意外”。
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