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标题 测量锌与硫酸反应速率实验改进的研究
范文

    

    

    测量锌与硫酸反应速率实验,是现行人教版高中课程标准实验教科书(选修4)中一个重要的实验,做好这个实验,对学生理解“化学反应速率”重要概念很有帮助,按教科书实验装置,如图1,做这个实验存在以下问题:实验现象不明显(生成的气体,难观察到推动注射器的活塞,难以收集到气体);试剂用量大(2g鋅粒,40mL1mol·L-1和40mL4mol·L-1的硫酸);所用的实验器材多且笨重,不易连接,不易携带。笔者针对以上不足,做了对这个实验改进的研究,经过多次实验收到理想的教学效果。

    一、实验装置及用品

    1.改进的实验装置如图2。

    2.实验用品

    实验所需要的用品有:硫酸(分析纯)、锌粒、蒸馏水、锥形瓶(规格:100mL)2只、注射器(规格:10mL,一次性塑料注射器,也可以用废弃的塑料注射器)2支、双孔橡皮塞2只、秒表1块。

    二、操作过程

    实验操作过程按下面步骤进行。

    1.新的注射器不需要进行清洗,废弃的注射器要进行清洗

    干净。

    2.按照图2装好实验装置。

    3.配制好5mol·L-1、4.5mol·L-1、4mol·L-1、3.5mol·L-1、3mol·L-1、2.5mol·L-1、2mol·L-1、1.5mol·L-1、1mol·L-1、0.5mol·L-1的硫酸溶液,待用。

    4.拆下注射器,拉出活塞,往注射器中加入约0.3g锌粒(4颗像绿豆大小的锌粒),并套上活塞,推到底部。

    5.装有锌粒的注射器吸取约5mL水,把注射器的尖嘴向上,推活塞把注射器内的空气排掉,及排掉过多的水也要排出,然后把注射器的尖嘴插到不同浓度的硫酸中,吸取10mL的硫酸,记好时间,把注射器安装到原锥形瓶橡皮塞的孔上(注意:安装注射器倾斜与水平面成45°角,并抖动一下,让锌粒靠到注射器底部一边,以防止气体从尖嘴排出),注意观察锌与硫酸反应的现象,并对比反应的激烈程度,把锌与不同浓度的硫酸反应,生成10mLH2所需的时间记于表1中。

    6.把收集好的10mLH2的注射器取下,套上针头,平稳地推动活塞,把针头对到酒精灯火焰上,点燃后离开酒精灯火焰,就可以看到针头上有淡蓝色火焰在安静地燃烧。

    说明:笔者经过反复实验,利用5mol·L-1以及小于5mol·L-1的硫酸与锌在塑料注射器中反应,完全安全可靠,不存在着塑料注射器不能承受的问题,以及其他危险问题。

    三、锌与不同浓度硫酸反应的实验

    利用实验装置图2,取0.3g锌粒(4颗像绿豆大小的锌粒)与10mL不同浓度的硫酸反应生成10mLH2(常温常压)所需要的时间,如表1。

    四、实验结果

    综合上述实验,利用实验⑤,硫酸浓度为3mol·L-1与锌粒反应,生成10mLH2所需的时间为3:43,和实验⑨,硫酸浓度为1 mol·L-1与锌粒反应,生成10mLH2所需的时间为6:47,选用这两个实验,时间相差3:04,也很好地比较出:锌与硫酸反应,硫酸浓度大,反应激烈、反应快,相反硫酸浓度小,反应平缓、反应慢。通过这实验学生更加深刻理解,浓度对化学反应速率影响的关系。

    作者简介:黎茂坚(1972—),男,汉,广西玉林市人,本科,高级教师,从事中学化学实验方面的研究。

    编辑 鲁翠红

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更新时间:2025/3/15 10:07:41