钠与硫酸铜反应 宿豫实验高中王之兵 在高一必修1《钠的性质与应用》中提到钠与硫酸铜溶液的反应，其中很多老师都提到钠与硫酸铜反应是否置换出铜的问题，现根据其他老师的观点及资料，把钠与硫酸铜反应做一个简单探讨。 钠与硫酸铜反应分三种情况： 一、钠与硫酸铜溶液反应 （一）钠投入到硫酸铜中是不能置换出铜，实验现象： 1、金属钠在投入水中的时候与水反应。2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 和钠与水反应时现象一样，钠熔化成小球，游走。 2、生成气体。 3、而后与硫酸铜反应，2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 有蓝色絮状沉淀生成，其中还有少量Cu(OH)2分解生成黑色的氧化铜。 （二）若在新鲜的钠片上滴加1 ～ 2 滴CuSO4浓溶液，反应非常剧烈，显著放热，生成大量棕褐色的固体物质，将该物质洗涤干净后加入少量的浓氨水，物质会慢慢全部溶解，溶液会逐渐呈现出深蓝色，说明其中含有C u 2 O 。因此，N a 与CuSO溶液的反应，不论溶液是浓还是稀，都不能置换出铜。 二、钠与CuSO4·5H2O反应 硫酸铜晶体不稳定，受热会分解生成水，所以钠与CuSO4·5H2O反应的与钠与硫酸铜溶液反应产物是相同的。 三、钠与无水硫酸铜反应 1 、室温条件下的反应 取绿豆大小的钠经表面处理后立即放入无水CuSO4粉末里。使粉末将钠均匀包裹住，防止空气中的氧将钠氧化。室温下放置一段时间后，两物质均无明显变化。说明在室温下钠与无水硫酸铜不能发生反应。 2 、加热条件下的反应 取适当大小的钠，均匀包埋于粉末中置于坩埚里，并将粉末压实，止加热时容器里的氧气将反应物和产物氧化。把处理好后的坩埚于酒精灯火焰上加热，1 0
实验十四 连续流动反应器中的返混测定 4学时 A 实验目的 本实验通过单釜与三釜反应器中停留时间分布的测定，将数据计算结果用多釜串联模型来定量返混程度，从而认识限制返混的措施。本实验目的为 (1) 掌握停留时间分布的测定方法。 (2) 了解停留时间分布与多釜串联模型的关系。 (3) 了解模型参数n 的物理意义及计算方法。 B 实验原理 在连续流动的反应器内，不同停留时间的物料之间的混和称为返混。返混程度的大小，一般很难直接测定，通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。然而测定不同状态的反应器内停留时间分布时，我们可以发现，相同的停留时间分布可以有不同的返混情况，即返混与停留时间分布不存在一 一对应的关系，因此不能用停留时间分布的实验测定数据直接表示返混程度，而要借助于反应器数学模型来间接表达。 物料在反应器内的停留时间完全是一个随机过程，须用概率分布方法来定量描述。所用的概率分布函数为停留时间分布密度函数f ()t 和停留时间分布函数F ()t 。停留时间分布密度函数f ()t 的物理意义是：同时进入的N 个流体粒子中，停留时间介于t 到t+dt 间的流体粒子所占的分率N dN 为f ()t dt 。停留时间分布函数F ()t 的物理意义是：流过系统的物料中停留时间小于t 的物料的分率。 停留时间分布的测定方法有脉冲法，阶跃法等，常用的是脉冲法。当系统达到稳定后，在系统的入口处瞬间注入一定量Q 的示踪物料，同时开始在出口流体中检测示踪物料的浓度变化。 由停留时间分布密度函数的物理含义，可知 ()()Q dt t C V dt t f ?= (1) ()?∞ =0 dt t VC Q (2) 所以 ()() ()() ()dt t C t C dt t VC t VC t f ??∞ ∞ = = (3) 由此可见()t f 与示踪剂浓度()t C 成正比。因此，本实验中用水作为连续流动的物料，
初 三 化 学 实 验 与 探 究 1.某化学探究小组准备用碳酸钠溶液与石灰水反应来制取氢氧化钠。 （1）实验过程： ①把石灰水加人盛有碳酸钠溶液的烧杯中充分搅拌，发生反应的化学方程式： ②再通过 操作，得到无色滤液。 ③将无色滤液通过 操作，得到白色固体。 （2）猜想：得到的白色固体是纯氢氧化钠吗？三位同学分别作出以下猜想： 小李：是纯净的氢氧化钠！ 小强：可能还含有碳酸钠！ 小陈：也可能含有 。 2．某化学兴趣小组的同学对一瓶久置的熟石灰粉末的组成进行实验探究，请你一起参与他们的探究活动。 提出问题：这瓶熟石灰粉末是否已经变质生成了CaCO 3？ 进行猜想 ：猜想一：熟石灰全部变成了CaCO 3。 猜想二：熟石灰部分变成了CaCO 3。 猜想一：熟石灰没有变质。 设计实验： 该小组同学对猜想一设计了下列探究方案，请你帮助他们完成下表 ①要证明猜想二成立，可参照上述实验方案进行探究，在步骤②中产生的实验现象是_____________________。 ②熟石灰变质是由于_____________________的缘故。在初中化学我们所学过的物质中还有_____________________（举一例）等具有这样的性质，因此像熟石灰这类物质在实验室应_____________________保存。 ③称取1.0g 上述熟石灰样品，加适量水使之充分溶解，搅拌过滤后，往滤液中滴入酚酞试液，同时加入溶质质量分数为10%的盐酸至溶液刚好变为无色，消耗盐酸溶液7.3g 。求样品中Ca(OH)2的质量分数（写出计算过程）。 3．据估计，每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢产量的十分之一。某化学兴趣小组的同学探究金属腐蚀的原因，设计如下实验： (1)如图，取一根约10cm 的光亮铁钉放在自来水中，观察A 、B 、C 三处的变化。几天后，他们会发现 处最先出现铁锈，大家结合书本知识知道，铁在空气中生锈实际是铁和 、 等物质相 互作用发生一系列复杂的化学反应的过程。
课题3 走进化学实验室 试管① 量试剂的反应容器 ②溶解少量物质 ③收集少量气体或作简易气体发生装置 玻璃棒 酒精灯 用于加热 烧杯用作配制溶液和较多量试剂的反应容器， 使用。 铁架台 集气瓶①用于收集或贮存少量气体 ②用作一些气体的反应容器 胶头滴管 滴瓶①胶头滴管用于吸取和滴加少量液体。 ②滴瓶用于盛放少量液体药品 量筒 用于量取液体体积
二、常用仪器的分类 直接加热：试管蒸发皿坩埚燃烧匙 反应容器间接加热（需垫石棉网）：烧杯烧瓶锥形瓶 （不能加热：量筒集气瓶水槽） 固体---广口瓶 存放仪器液体---细口瓶滴瓶 气体---集气瓶 仪器取用仪器：药匙镊子胶头滴管 夹持仪器：试管夹铁架台坩埚钳 加热仪器：酒精灯 分离仪器：漏斗（洗气瓶干燥管） 质量---托盘天平 计量仪器：体积---量筒 温度---温度计 其他：石棉网试管刷试管架玻璃棒长颈漏斗 三、化学药品的取用 （一）药品的取用规则 1、“三不”原则：不触、不闻、不尝。 即：①不能用手接触药品②不要把鼻孔凑到容器口去闻药品③不得尝任何药品的味道 2、用量原则：严格按规定用量取用；无规定的——液体取1-2ml，固体盖满试管底部即可。 3、剩余药品：不放回原瓶、不随意丢弃、不带出实验室，要放入指定容器。 （二）固体药品的取用 工具：块状的用镊子；粉末状的用药匙或纸槽。 1、取用块状固体用镊子。(一横二放三慢立) 步骤：先把容器横放，用镊子夹取块状药品或金属颗粒放在容器口，再把容器慢慢地竖立起来，使块状药品或金属颗粒缓缓地沿容器壁滑到容器底部，以免打破容器。 2、取用粉末状或小颗粒状的药品时要用药匙或纸槽。（一斜二送三直立） 步骤：先把试管倾斜，用药匙（或纸槽）把药品小心送至试管底部，然后使试管直立起来，让药品全部落入底部，以免药品沾在管口或试管壁上。 注意：使用后的药匙或镊子应立即用干净的纸擦干净。 （三）液体药品的取用：“多倒少滴”。 工具——量筒和滴管。 1、取用大量液体时可直接从试剂瓶中倾倒。（一倒二向三挨四刮五原） 步骤： ①瓶盖倒放在实验台（防止桌面上的杂物污染瓶塞，从而污染药品）； ②倾倒液体时，应使标签向着手心（防止残留的液体流下腐蚀标签）， ③瓶口紧挨试管口，缓缓地将液体注入试管内（快速倒会造成液体洒落）； ④倾注完毕后，瓶口在试管口刮两下。并立即盖上瓶塞（防止液体的挥发或污染），标签向外放回原处。 2、取用少量液体时可用胶头滴管。要领：“垂直悬空四不要”。 3、取用定量液体时可用量筒和胶头滴管，视线与凹液面的最低处保持水平。 步骤：选、慢注、滴加 注意事项：使用量筒时，要做倒：①接近刻度时改用胶头滴管 ②读数时，视线要与量筒内液体凹液面的最低处保持水平 ③错误读数：“仰小俯大” 若仰视则读数偏低：液体的实际体积＞读数 俯视则读数偏高：液体的实际体积＜读数 *准确称量固体药品——托盘天平 1、构造(指针，分度盘，托盘，平衡螺母，标尺，游码，砝码) 2、准确度：0.1g 天平平衡时：m左盘=ｍ砝码+ｍ游码 3、使用方法：⑴平放；⑵调衡(游码归零在左边—指针摆动不均匀—平衡螺母来帮忙—指针处于零刻度)；⑶称量(左物右码，用镊子夹取砝码，先取大砝码，再取小砝码，最后用游码调节)； ⑷称量结束后将砝码放回砝码盒中，游码归零； ⑸注意事项：○1干燥粉末放在纸上称量○2易潮解，有腐蚀性的药品可用玻璃仪器（小烧杯，表面皿）称量。 4、错误操作○1.物码错位:ｍ药＝ｍ砝码—ｍ游码 ○2.未调节天平平衡便称量：指针偏左: 读数＞实际质量指针偏右: 读数＜实际质量 ③指针未指到中央便读数：指针偏左: 读数＜实际质量指针偏右:读数＞实际质量 装置气密性检查：A、连接装置； B、将导管的一端浸入水中； C、用手紧握试管外壁；D、过一会儿导管 口有气泡产生，当手离开后导管内形成一段水柱。说明气密性良好 清洗干净的标准是：仪器内壁附着的水既不聚成水滴，也不成股流下时，表明仪器已洗干净
钠与硫酸铜溶液的反应 教学目标： 1、巩固学生对钠的性质的认识 2、使学生对初中学习化学的金属活动顺序有一个更全面、更科学的认识。 教学过程方式： 提出问题，激发学生主动思索，引导学生得出结果。过程力求简洁，方式力求引人入胜。 师：前面已经学习了钠能与水发生剧烈的反应，也能与盐酸反应，那么，钠与硫酸铜溶液能反应吗？如果能反应，预测一下可能观察到什么现象？生成什么物质？ 生1：钠比铜活跃，反应中能置换出金属铜。 生2：钠不能置换出金属铜，因为钠更容易与水反应产生氢气。 生3：还能观察到蓝色的氢氧化铜沉淀。 生4：可能还有黑色的沉淀产生。 师：大家可从氧化还原的角度展开思维，能否仔细分析一下反应是如何进行的？ 生5：从金属活动性顺序表可知，氢的还原性比铜强，所以铜离子的氧化性比氢离子的强。两种氧化剂与一种还原剂反应时，应是强者先反应，所以钠先与铜离子反应，我赞同生1的观点。 师：大家对生5的观点有什么看法？ 生6：在初中科学课上，老师曾做过此实验，好像生成的是絮状的蓝色沉淀，不是紫红色的铜。 (很多学生同意了生6的观点，但无法否定生5的观点。) 师：大家想不想再做一次这个实验？ 生：(齐声)想。 师：请同学们翻开课本第13面，仔细观察图1—11，谁能解释这个实验现象呢？（钠首先和水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠再跟硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜。由于钠与水反应放出大量的热，可使部分的氢氧化铜分解成黑色难溶物氧化铜。） 生：噢，原来如此啊…… 实验过程： 实验原理：由于金属钠的密度介于煤油和硫酸铜溶液之间。因此，金属钠在煤油和硫酸铜溶液界面处与硫酸铜溶液中的水剧烈反应，生成的氢气把金属钠推回煤油中,钠与水的反应被暂时终止。随后，金属钠在重力的作用下又再次与硫酸铜溶液接触并剧烈反应。这样,金属钠在煤油中上下浮动，反应忽起忽停，缓和了反应。 实验用品：钠，2%硫酸铜溶液，煤油，试管，胶头滴管，镊子，小刀，滤纸，玻璃片。 实验步骤：a.在盛硫酸铜溶液的试管中,加入煤油。 b.再把黄豆大小的钠粒放入盛有硫酸铜溶液和煤油的试管中。 知识点： 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
化学反应工程是建立在生产和科学实验基础上的一门学科，它不仅有完整的理论体系，而且具有一些独特的实验研究方法。化学反应工程实验应达到如下教学目的： 加深对化学反应工程专业知识的理解与运用，学习并掌握各种仪器设备的安装、使用，熟悉化学反应工程中所学的原理，熟练掌握反应停留时间的测定和各种反应器的校正、使用。 连续流动反应器中的返混测定 通过单釜与三釜反应器中停留时间分布的测定，将数据计算结果用多釜串联模型来定量返混程度 掌握停留时间分布的测定方法；了解停留时间分布与多釜串联模型的关系；了解模型参数N的物理意义及计算方法。 反应精馏制备技术 设计反应精馏实验装置，将分离过程、传热过程与化学反应在精馏塔内有机耦合了解反应精馏是既服从质量作用定律又服从相平衡规律的复杂过程；掌握反应精馏的操作；能进行全塔物料衡算和塔操作的过程分析；了解反应精馏与常规精馏的区别；学会分析塔内物料组成的方法。培养学生的开放性思维和动手能力。 反应精馏法是将化学反应过程与精馏分离过程同时进行生产产品的操作。由于物理过程与化学过程同时存在，使过程更加复杂。 在实验教学过程中注重激发学生的学习热情和兴趣，采用引导、启发、讨论、讲授多种方式结合的方法，理论与科研的成果和需要结合。 在讲课中检查学生是否预习实验讲义，在实验过程中考察他们的动手能力和解决问题能力，要求他们认真记录和处理数据，完成实验报告并对实验现象进行讨论，对他们进行综合考核和评分。以平时成绩为主。 视实验条件成熟与否，部分实验采用上机模拟或改用仿真实验系统进行。以达到实验教学要求为目标，拓宽学生的认识，提高学生解决工程问题的能力，适应规模日益扩大且过程日益复杂的现代化工系统对计算机模拟和优化的需求在连续流动反应器中进行化学反应时，反应进行的程度除了与反应系统本身的性质有关外，还与反应物料在反应器中停留时间长短有密切关系。停留时间越长，则反应越完全。停留时间通常是指从流体进入反应器开始，到其离开反应器为止的这一段时间。显然对流动反应器而言，停留时间不象间歇反应器那样是同一个值，而是存在一个停留时间分布。造成这一现象的主要原因是流体在反应器内流速分布的不均匀，流体的扩散，以及反应器内的死区等。停留时间分布的测定不仅广泛应用于化学反应工程及化工分离过程，而且应用于涉及流动过程的其它领域。它也是反应器设计和实际操作所必不可少的理论依据。
1、小明买了一种“汽泡爽”的冲调饮料。 【饮料说明】①主要原料：柠檬酸（C6H8O7）和小苏打（NaHCO3）； ②使用说明：将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中，加入200 mL 冷水，看到有大量气泡快速生成，待粉末完全 溶解，就得到一杯果味饮料。 小明观察了饮料说明后，他借助化学实验的方法，探究“汽泡爽”产生气体的成分，以及加水温度对产生气体量的影响。 【实验一】探究“汽泡爽”产生气体的成分。 （1）小明阅读资料发现：“汽泡爽”原料中的柠檬酸（C6H8O7）和小苏打（NaHCO3）粉末混合后加水，可以发生以下反应，填写生成气体的化学式。 3NaHCO3 + C6H8O7 ==== C6H5O7Na3 + 3H2O + 3 ↑ （2）为了检验该气体，小明选择的试剂是。 【实验二】探究加水温度对产生气体量的影响。 （1）小明先用冷水和热水各冲了一杯饮料，品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多，热水冲的饮料中气泡较少。当他摇动杯子时，发现有大量气泡从水中逸出。他查阅资料发现：随着温度升高，气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低。于是小明设计了如下实验方案，请填写表中空白。 2）在老师的帮助下，小明采用相同的两套实验装置（如下图）分别完成上述实验，在 A 中加入水，再加入一袋“汽泡爽”，迅速塞紧胶塞。量筒C 用于收集A中产生的气体所排出的液体，冷却至室温后读取数据。B 中油层的作用是。 A B C （3）通过实验，小明测得：a = 64 mL，b = 132 mL，由此获得结论：“汽泡爽”产生气体的量与加水温度有关系。但是老师看到小明的实验报告后却指出：两套装置中，“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等，与温度关系不大，其本质原因是。 （4）通过反思，为了证明老师的观点，小明继续利用（3）中已反应完的两套装置，又做了一步实验，发现两套装置最终收集到的气体的总量确实相近，他的实验操作是。 2、【2012.1 西城】33．（5分）某小组同学做“硫在氧气中燃烧”的实验时，老师建议在集气瓶底部放少量NaOH 溶液吸收生成的SO2。这种做法引起了同学们的思考：SO2与NaOH是否发生反应。 【查阅资料】通常状况下，1体积水约能溶解40体积SO2。
班级姓名号数 课题名称：溴、碘的提取的实验 实验目的： 1、初步认识卤素单质与化合物之间的相互转化。 2、练习萃取的实验操作方法； 3．充分认识从海水中提取卤素单质的化学反应原理 实验用品： 仪器：______________________________________________________________ 药品：______________________________________________________________ 实验过程：【提出问题】从海水中提取溴和从海带等海洋植物中提取碘的化学反应原理？ [疑问或体会]____________________________________________________________
班级姓名号数 课题名称：碳酸钠的性质与应用的实验探究 实验目的： 1.让学生学会如何设计实验来区别碳酸钠与碳酸氢钠。 2.通过比较来了解碳酸钠和碳酸氢钠在性质上有什么异同 实验用品： 仪器：______________________________________________________________ 药品：______________________________________________________________ 实验过程： [疑问或体会]____________________________________________________________
班级姓名号数 课题名称：电解质溶液的导电性的实验探究 实验目的： 探究电解质溶液的导电性。 实验用品： 仪器：______________________________________________________________ 药品：______________________________________________________________ 实验过程： 思考：物质的量浓度相等的不同电解质溶液，其导电能力是否相同？ [疑问或体会]____________________________________________________________
教学准备 一、教学目标 知识与能力 1．知道化学实验是进行科学探究的重要手段，严谨的科学态度、正确的操作方法和实验原理是保证实验成功的关键。 2．了解一些化学实验室的规则。 3．掌握常见仪器的名称和使用。 4．掌握药品的取用、加热、洗涤仪器等基本实验操作。 5．培养学生的观察能力和动手能力。 过程与方法 在本课题材的教学过程中，应采用用教师的讲解、演示与学生的探究相结合的方式进行授课。首先在教师的讲解中学生得到启示，然后学生在探究中得出结论，进而通过学生的亲处演示找出问题，最后在教师正确的演示实验中使学生加深理解。整个教学过程在教师与学生的互动中进行，使课堂气氛活跃，同时激发学生的兴趣。 情感、态度与价值观 1．培养学生严谨的科学态度。 2．初步使学生养成良好的实验习惯。 二、教学重点/难点 重点 1．化学实验室的实验规则和常用仪器的名称、作用。 2．药品的取用。 3．酒精灯的使用方法和给物质加热的方法。 难点 1．药品的取用。 2．酒精灯的使用方法和给物质加热的方法。 三、教学用具 四、标签 教学过程 一、初中化学实验常用用仪器和药品的取用规则 （一）初中化学实验常用用仪器 反应容器可直接受热的：试管、蒸发皿、燃烧匙、坩埚等 能间接受热的：烧杯、烧瓶（加热时，需加石棉网） 常存放药品的仪器：广口瓶（固体）、细口瓶（液体）、滴瓶（少量液体）、 集气瓶（气 体） 用加热仪器：酒精灯
计量仪器：托盘天平（称量）、量筒（量体积） 仪分离仪器：漏斗 取用仪器：药匙（粉末或小晶粒状）、镊子（块状或较大颗粒）、胶头 器滴管（少量液体） 夹持仪器：试管夹、铁架台（带铁夹、铁圈）、坩埚钳 其他仪器：长颈漏斗、石棉网、玻璃棒、试管刷、水槽 1．试管 （1）用途：a、在常温或加热时，用作少量试剂的反应容器。b、溶解少量固体 c、收集少量气体 （2）注意事项：a、加热时外壁必须干燥，不能骤热骤冷，一般要先均匀受热，然后才能集中受热，防止试管受热不均而破裂。 b、加热时，试管要先用铁夹夹持固定在铁架台上（短时间加热也可用试管夹夹持）。 c、加热固体时，试管口要略向下倾斜，且未冷前试管不能直立，避免管口冷凝水倒流使试管炸裂。 d、加热液体时，盛液量一般不超过试管容积的1/3（防止液体受热溢出），使试管与桌面约成45°的角度（增大受热面积，防止暴沸），管口不能对着自己或别人（防止液体喷出伤人）。 2．试管夹 （1）用途：夹持试管 （2）注意事项：①从底部往上套，夹在距管口1/3处（防止杂质落入试管） ②不要把拇指按在试管夹短柄上。 3．玻璃棒 （1）用途：搅拌、引流（过滤或转移液体）。 （2）注意事项：①搅拌不要碰撞容器壁②用后及时擦洗干净 4．酒精灯 （1）用途：化学实验室常用的加热仪器 （2）注意事项： ①使用时先将灯放稳，灯帽取下直立在灯的右侧，以防止滚动和便于取用。 ②使用前检查并调整灯芯（保证更地燃烧，火焰保持较高的的温度）。 ③灯体内的酒精不可超过灯容积的3/4，也不应少于1/4（酒精过多，在加热或移动时易溢出；太少，加热酒精蒸气易引起爆炸）。 ④禁止向燃着的酒精灯内添加酒精（防止酒精洒出引起火灾） ⑤禁止用燃着的酒精灯直接点燃另一酒精灯，应用火柴从侧面点燃酒精灯（防止酒精洒出引起火灾）。 ⑥应用外焰加热（外焰温度最高）。 ⑦用完酒精灯后，必须用灯帽盖灭，不可用嘴吹熄。（防止将火焰沿着灯颈吹入灯内）
实验3 连续流动反应器中的返混性能测定 一、实验目的 1. 掌握停留时间分布的测定方法。 2. 了解脉冲法示踪剂测定反应器内示踪剂浓度随时间的变化关系。 3. 了解停留时间分布与多釜串联模型的关系及模型参数的计算方法。 二、实验原理 在连续流动的反应器内，不同停留时间的物料之间的混合称为返混。在反应器设计、放大和操作时，需要知道反应器内返混程度的大小，返混程度一般很难直接测定，通常采用示踪剂停留时间分布测定来研究。经研究发现相同的停留时间分布可以有不同的返混情况，但返混与停留时间分布不存在一一对应的关系，因此不能用停留时间分布的实验测定数据直接表示返混程度，而要借助于反应器数学模型来间接表达。 停留时间分布的测定有脉冲法和阶跃法等，常用的是脉冲法，当系统达到稳定后，在系统的入口处瞬间注入一定量的示踪剂，同时开始在出口流体中检测示踪剂浓度的变化。 000 ()()()()()()()()()()t dF t F t E t E t dt t dtmKCl dt c t Qc t dt mE t dtE t m Qc t dt Qc t dt ∞∞==+===???停留时间分布可用分布函数()F t 和停留时间分布密度函数()E t 来表示，两者的关系为： 0()()t F t E t dt =? ()()dF t E t dt = 停留时间分布密度函数()E t 的物理意义是：同时进入的流体粒子中，停留时间介于t 到t dt +之间的流体粒子所占的分率为()E t dt 。停留时间分布函数()F t 的物理意义是：流过系统的物料中停留时间小于t 的物料所占的分率为()F t 。 当系统达到稳定后，在系统的入口处瞬间注入一定量m 的示踪剂，并开始在出口流体中检测示踪剂的浓度变化。 那么， ()()Q c t d t m E t d t = ()()Qc t E t m = ()m Qc t dt ∞=? 0() ()()c t E t Qc t dt ∞=? 可见()E t 与示踪剂的浓度()c t 成正比。本实验中用水作为连续流体，饱和KCl 作为示踪剂，在反应器出口处检测溶液电导值。在一定的范围内，KCl 浓度与电导值成正比，可用电导值来表达示踪剂的停留时间变化关系。 三、实验装置与试剂
初中化学实验探究题的解题技巧 初中化学实验探究性题体现了素质教育的要求，不仅能考查学生的基本实验技能，还能考查学生对科学探究方法和过程的理解程度，有效检测学生的科学素养，突出了新课标、新教材的特点，代表了教材改革和中考改革的方向，在近几年中考中起到了一定的导向作用，因此此类题在中考中频频出现，且分值相对较高，现已成为中考命题的热点和亮点。从历年的考试中看，初中化学实验探究的题型主要有应用型探究、构建型探究和综合型探究等，涉及的内容主要是：利用控制变量法研究影响化学反应速率的因素、在类似物质的干扰下定性探究物质的组成、利用对比实验法探索化学反应中的异常现象及其发生原因等。为了更好的提高学生对化学实验及探究题的解题能力，本人通过对近几年南京市化学实验及探究题的研究，结合自己在教学实践中改编、设计的一些实验探究题，谈谈这类试题的设计新视角。 一、创新类探究试题 创新类探究试题涉及提出问题、作出猜想或假设、设计实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。以探究为形式或情景,可考察考生化学基础知识和基本技能,测试考生解决化学问题的思路、过程和方法。 解答探究创新类试题一般步骤是:首先要能根据题干背景材料提出问题,联想到相对应的化学知识。第二,作出猜想或假设时,最重要的是要有科学依据,要从化学的视角作出科学的猜想或假设。第三,设计探究(实验)方案,要围绕寻找特征反应作为论证(肯定或否定)的依据,同时应注意排除其他因素的干扰。第四,对探究问题作出解释与结论时,要通过实验、观察等多种手段获取事实和证据,或通过查阅资料获取的信息,以事实为依据,应用化学原理进行分析推理,不能随意编造,牵强附会。最后,从反应原理是否正确、实验方案是否完善、探究过程是否合理以及经济效益、资源利用、环境保护等方面对探究方案或过程进行反思与评价。探究
课题3 走进化学实验室讲义 教学目标 知识与能力 1．知道化学实验是进行科学探究的重要手段，严谨的科学态度、正确的操作方法和实验原理是保证实验成功的关键。 2．了解一些化学实验室的规则。 3．掌握常见仪器的名称和使用。 4．掌握药品的取用、加热、洗涤仪器等基本实验操作。 5．培养学生的观察能力和动手能力。 过程与方法 在本课题材的教学过程中，应采用用教师的讲解、演示与学生的探究相结合的方式进行授课。 首先在教师的讲解中学生得到启示，然后学生在探究中得出结论，进而通过学生的亲处演示找出问题，最后在教师正确的演示实验中使学生加深理解。整个教学过程在教师与学生的互动中进行，使课堂气氛活跃，同时激发学生的兴趣。 情感、态度与价值观 1．培养学生严谨的科学态度。 2．初步使学生养成良好的实验习惯。 教学重点、难点及突破 重点 1．化学实验室的实验规则和常用仪器的名称、作用。 2．药品的取用。 3．酒精灯的使用方法和给物质加热的方法。 难点 1．药品的取用。 2．酒精灯的使用方法和给物质加热的方法。 教学突破 对于教学重点的突破，可采用教师的讲解、演示与学生的讨论、观察相结合的方式。教师先向学生简单介绍药品的性质、仪器的作用等，然后让学生进行观察、分析，在学生得出结论的基础上，最后教师进行正确的演示，以加深学生对实验结论的理解和记忆。 教学过程 第一课时 一、初中化学实验常用用仪器和药品的取用规则
（一）初中化学实验常用用仪器 反应容器可直接受热的：试管、蒸发皿、燃烧匙、坩埚等 能间接受热的：烧杯、烧瓶（加热时，需加石棉网） 常存放药品的仪器：广口瓶（固体）、细口瓶（液体）、滴瓶（少量液体）、 集气瓶（气体） 用加热仪器：酒精灯 计量仪器：托盘天平（称量）、量筒（量体积） 仪分离仪器：漏斗 取用仪器：药匙（粉末或小晶粒状）、镊子（块状或较大颗粒）、胶头 器滴管（少量液体） 夹持仪器：试管夹、铁架台（带铁夹、铁圈）、坩埚钳 其他仪器：长颈漏斗、石棉网、玻璃棒、试管刷、水槽 1．试管 （1）用途：a、在常温或加热时，用作少量试剂的反应容器。 b、溶解少量固体 c、收集少量气体 （2）注意事项：a、加热时外壁必须干燥，不能骤热骤冷，一般要先均匀受热，然后才能集中受热，防止试管受热不均而破裂。 b、加热时，试管要先用铁夹夹持固定在铁架台上（短时间加热也可用试管夹夹持）。 c、加热固体时，试管口要略向下倾斜，且未冷前试管不能直立，避免管口冷凝水 倒流使试管炸裂。 d、加热液体时，盛液量一般不超过试管容积的1/3（防止液体受热溢出），使试管 与桌面约成45°的角度（增大受热面积，防止暴沸），管口不能对着自己或别人（防 止液体喷出伤人）。 2．试管夹 （1）用途：夹持试管 （2）注意事项：①从底部往上套，夹在距管口1/3处（防止杂质落入试管） ②不要把拇指按在试管夹短柄上。 3．玻璃棒 （1）用途：搅拌、引流（过滤或转移液体）。 （2）注意事项：①搅拌不要碰撞容器壁②用后及时擦洗干净 4．酒精灯 （1）用途：化学实验室常用的加热仪器 （2）注意事项： ①使用时先将灯放稳，灯帽取下直立在灯的右侧，以防止滚动和便于取用。
关于氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的探究文章来源：新洲初中许先锁发布时间：2012-03-01 浏览：628 编辑：新洲初级中学 关于氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的探究 新洲中学许先锁 一、问题提出 人教版初中化学教材第22页有一个演示实验，用10mL量筒量取2mLNaOH溶液，倒入试管中，用滴管向试管中滴加CuSO4溶液，观察有什么现象发生。用试管夹夹住试管，放在酒精灯火焰上加热，观察有什么现象发生。考虑到实验有利于培养学生的多种实验操作技能，提高学生学习化学的兴趣，我们把演示实验改成学生实验并要求学生如实记录观察到的实验现象。实验结果不仅出乎学生意外，更让我们始料不及。氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的现象，有的学生记录的是蓝色沉淀，有的学生记录的却是蓝白色沉淀，加热后的现象，大部分学生是产生黑色沉淀，有少数学生却不能产生黑色沉淀。为什么反应的现象差异如此之大呢？ 二、实验探究 以下平行实验见表1和表2。 三、理论分析 1、向2mL NaOH溶液中滴5滴CuSO4溶液，若两者恰好完全反应，所得反应产物为蓝色絮状沉淀，久置后上层溶液无色，即生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠。加热后生成黑色氧化铜沉淀。 反应式：2NaOH+ CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 Cu(OH)2==CuO+H2O 若NaOH过量，但局部环境可认为NaOH和CuSO4恰好完全反应，所得反应产物仍为蓝色絮状的
氢氧化铜沉淀。加热后生成黑色氧化铜沉淀。一般不会出现CuSO4过量的情况。 2、向CuSO4溶液中滴NaOH溶液，，局部环境可认为NaOH过量，沉淀为一种蓝白色的糊状沉淀，此为铜酸钠。它的形成原因相当复杂，删繁就简地就是氢氧根离子与铜离子结合成氢氧化铜后，由于溶液中氢氧根偏多，而氢氧化铜又微显两性（氢氧化铜可写为Cu(OH)2及H2CuO2）故又结合两个氢氧根离子，再与钠离子结合生成铜酸钠。 这是一种相当不稳定的蓝白色物质，难溶于水，它只有在碱性条件下才能存在，溶液稀释后，它即分解成氢氧化铜和氢氧化钠，在久置之后，它会风化分解。 反应式：Na2Cu(OH)4=2NaOH+Cu(OH)2↓ Na2Cu(OH)4=2NaOH+Cu(OH)2↓ 4NaOH+CuSO4=Na2[Cu(OH)4]↓+Na2SO4 加热后，若CuSO4过量，溶液呈酸性，不管加热多长时间都不会有黑色氧化铜沉淀形成。既使某个时刻有少量黑色氧化铜沉淀形成，但最终又会被硫酸溶液溶解。如果CuSO4适量或不足，溶液呈中性或碱性，加热后，则有黑色氧化铜沉淀形成。 四、反思与评价 1．要严格按照实验步骤进行实验，个别学生实验现象的异常就是没有严格按照实验步骤进行实验。 2．NaOH溶液和CuSO4溶液浓度不宜过大，特别是CuSO4溶液要用稀溶液。否则不容易产生蓝色絮状沉淀，加热后难生成黑色氧化铜沉淀。 3、通过这次实验探究，开阔了视野，渊博了知识，增强了实践能力，培养了化学兴趣心，这些都将在我以后的人生道路上为我指航，为我扬帆。
连续均相管式循环反应器中的返混实验 一、实验目的 在工业生产上，对某些反应为了控制反应物的合适浓度，以便控制温度，转化率和收率，同时需使物料在反应器内有足够的停留时间，并具有一定的线速度，而将反应物的一部分返回到反应器的进口，使其与新鲜的物料混合再进入反应器进行反应，对于这种反应器循环比与返混之间的关系就需通过实验来测定，此研究是很有现实意义的。 本实验通过用管式循环反应器来研究不同循环比下的返混程度。掌握用脉冲法测停留时间分布的方法。改变不同的条件观察分析管式循环反应器中流动特征，并用多釜串联模型计算参数N 。 二、实验原理 在实际连续操作的反应器内由于各种原则，反应器内流体偏离理想流动而造成不同程度的逆向混合，称为返混。通常利用停留时间分布的测定方法来研究反应器内返混程度，但这两者不是完全对应的关系，即相同的停留时间分布可以由不同的流动情况而造成，因此不能把停留时间分布直接用于描述反应器内的流动状况。而必须借助于较切实际的流动模型，然后由停留时间分布的测定求取数学期望，方差，最后求取模型中的参数。 停留时间分布的表示方法有二种，一种称为分布函数，()F t =。 其定义是： ()1 0E F t dt =? 即流过系统的物料中停留时间小于t 的（或说成停留时间介于0—t 之间的）物料的百分率。 另一种称为分布密度E()t 。其定义即在同时进入的N 个流体粒子中其中停留时间介于t t dt +和间的流体粒子所占的分率/dN N 为E()t dt 。 E()()t F t 和之间关系 ()E()dF t t dt = 停留时间分布的测定方法是多种多样的。其中脉冲法最为简单。即当被测定的系统达到稳定后，在系统入口处瞬时注入，定量的示踪剂，同时开始在出口流体中检测示踪物的浓度变化。（本实验用电导仪来检测示踪物的浓度变化，因浓度与电导成正比关系，示踪剂为强电解质）。所以可得停留时间分布密度E()t 的关系，可求得平均停留时间τ 和停留时间分布的离散度2 t σ E()E()t t t t t τ?=?∑∑ 222E()E()t t t t t t σ τ?=-?∑∑ 同样，无因次方差为：2212θσστ =，以N 表示虚拟釜数，则21N θσ=，可以求取模型参数N 。
中考化学实验探究题归类及解法 实验探究活动是新课标理念中的一种全新的学习方法，也是中考考查的重点和热点，但不少同学对于实验探究类试题，往往不知如何入手去解答。实验探究题中的许多内容都是平时学习（实验）或生活中司空见惯的，只是命题形式新颖，选择素材陌生度高，但基础知识或原型实验来源于教材的演示实验或学生实验。很多同学做题时联想不到，这就要求我们在平时学习和生活中要多想多问几个为什么？要注意从化学的视角去观察思考学习和生产生活中的各种问题，并能根据自己已有的化学知识和经验对问题做出有意义的猜想和假设，并设法用实验去检验验证它。在解答实验探究类试题时要①通读全题划出关键的语句，审清题意,明确要求；②回归教材确定知识点；③细心分析明确设计意图，灵活应用基础知识解决探究题中的问题（关键是分析题中的设计方案和实验装置图）。现从近年来各地中考试题中选取数题，进行简要的归类与评析。 根据探究题的内容可分为以下几种类型： 一、气体成分的探究 如人吸入和呼出气体成分探究、酒精和蜡烛等可燃物燃烧后产生气体成分探究、两种物质反应后产生气体成分探究、鱼瞟内气体成分探究等。涉及的知识点有空气、O2、N2、H2、CO、CO2等这些物质的制法及检验，以及它们与氧气、水、碱溶液等反应产生的特有现象。
例1．(07长春)请你阅读下列短文后，回答有关问题。 “二氧化碳本身没有毒性，但当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体产生有害影响，所以在人群密集的地方，应该注意通风换气，保持空气新鲜。” （1）根据上述短文，提出一个你想探究的问题：。 （2）对你的问题做出一个比较合理的猜想：。 （3）请自选用品设计实验验证你的猜想，并填写下表。
初三化学实验与探究汇总与答案 1.某化学探究小组准备用碳酸钠溶液与石灰水反应来制取氢氧化钠。 （1）实验过程： ①把石灰水加人盛有碳酸钠溶液的烧杯中充分搅拌，发生反应的化学方程式： ②再通过操作，得到无色滤液。 ③将无色滤液通过操作，得到白色固体。 （2）猜想：得到的白色固体是纯氢氧化钠吗？三位同学分别作出以下猜想： 小李：是纯净的氢氧化钠！ 小强：可能还含有碳酸钠！ 小陈：也可能含有。 2．某化学兴趣小组的同学对一瓶久置的熟石灰粉末的组成进行实验探究，请你一起参与他们的探究活动。 提出问题：这瓶熟石灰粉末是否已经变质生成了CaCO3？ 进行猜想：猜想一：熟石灰全部变成了CaCO3。 猜想二：熟石灰部分变成了CaCO3。 猜想一：熟石灰没有变质。 设计实验：该小组同学对猜想一设计了下列探究方案，请你帮助他们完成下表中相关实验内容。 验现象是_____________________。 ②熟石灰变质是由于_____________________的缘故。在初中化学我们所学过的物质中还有_____________________（举一例）等具有这样的性质，因此像熟石灰这类物质在实验室应_____________________保存。 ③称取1.0g上述熟石灰样品，加适量水使之充分溶解，搅拌过滤后，往滤液中滴入酚酞试液，同时加入溶质质量分数为10%的盐酸至溶液刚好变为无色，消耗盐酸溶液7.3g。求样品中Ca(OH)2的质量分数（写出计算过程）。 3．据估计，每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢产量的十分之一。某化学兴趣小组的同学探究金属腐蚀的原因，设计如下实验： (1)如图，取一根约10cm的光亮铁钉放在自来水中，观察A、B、C三处的变化。几天后，他们会发现处最先出现铁锈，大家结合书本知识知道，铁在空气中生锈实际是铁和、等物质相互作用发生一系列复杂的化学反应的过程。 (2)一同学联想到家里铜制餐具上有一层绿色物质，认为铜在空气中也会生锈。他们上网查阅资料，知道这种绿色物质的化学成分为Cu2(OH)2CO3(铜绿)。他们从铜绿组成和空气的成分大胆猜测，铜生锈除了与铁生锈条件相同外，还应该有CO2参加反应。
关于金属钠与硫酸铜溶液的反应探究 摘要：我们高中化学教学过程中，学生或者教师常将金属活动性 和元素金属性概念混为一谈，没有加以辨析，同时教材也没有加以区别。如人教版高中《化学（必修加选修）》（第一册）对于判断元素金属性的依据这样叙述道：元素金属性的强弱，可以从它的单质跟水（或酸）反应置换出氢的难易程度，以及它的最高价氧化物和水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断。但是金属在溶液中发生置换反应是一个复杂的过程，既包括金属原子脱离晶体表面变为气态原子，气态原子变为气态阳离子，气态阳离子再变为水合离子的过程；又包括被置换的金属由水合离子变为气态离子，气态离子得电子变为气态原子，气态原子沉积变为金属的过程。金属的电极电势就是综合考虑上述各种因素并用以表示金属活动性强弱的物理量。 关键字：金属性离子电极电势水合离子金属活动性顺序置换反应 I n d e x：O u r hi gh s ch oo l c h em i s t r y t e a c hi n g pr o c es s, st u d en t s o r t e a ch e r s o f t e n m e t a l a c t i v i t y a n d t h e c on c e pt of m i x ed m et al l i c e l em e nt, n ot t o b e A n al ys i s, an d m at er i al s n ot t o b e di s t i n gu i s h ed. S u ch as P EP H i gh S c ho ol"C h em i st r y (c om pu l s o r y p l u s op t i on al)" (V ol um e I) f o r t h e m et a l l i c el em e nt s t o d et e rm i n e t h e b a s i s f o r t hi s s t at em en t an d s a i d:t h e st r en gt h o f m et a l l i c el e m ent s, f ro m i t s s i m p l e su bs t a n ce wi t h w at e r(o r a ci d) r e a c t i on t h e r e pl a ce m e nt of e a s e o f h yd r o ge n an d i t s ox i d e s an d hyd r a t e s t h e hi gh e s t p r i c e- t o d e t er m i n e t h e s t r en gt h o f al ka l i ne h yd r ox i d e. H ow e ve r,m e t a l r e pl a c em e nt r e a ct i o n i n s ol ut i on i s a c o m pl ex p r o c es s, bo t h m et al a t om s f ro m t he c rys t a l su r f a c e i n t o t h e gas e ou s at o m s, ga s e o us a t om s i nt o gas e ous c at i o n,c at i on an d t he n i nt o a gas e ou s i o n h yd r a t i o n p ro c es s;a n d i n c l u di n g t h e re p l ac e m ent o f m et al b y t h e h yd r a t e d i on s i n t o ga s e o us i on s, t h e el e c t ro n-gas i o ns i nt o ga s e o u s a t om s, i nt o ga s eo us m et al a t om d e po si t i o n p r o ce s s. M e t al e l e ct r od e p ot e nt i al i s t ak e n i n t o a c cou nt t h e ab ov e f a ct or s a nd t o i nd i c a t e t h e s t r en gt h of t h e ph ys i c al ac t i vi t y o f t h e m et al. K e yw o r d s: m et a l i on el e ct r od e po t ent i a l o f h yd r a t ed m et al i on r e pl a c em e nt r e a ct i on s e qu e n ce of a ct i vi t y 鉴于高中化学知识的局限性，我们将大学物理化学的知识引入，便于解决金属钠与硫酸铜溶液反应中涉及到的电化学的知识加以应用。