探究一分子運動
一、背景知識
擴散是分子運動的重要現象。帶有一定顏色的氣體如二氧化氮等向空氣中擴散（空氣也同時向二氧化氮中擴散），就能明顯地看到氣體擴散過程。這樣可以說明氣體是由分子構成的，分子在不停地運動著（實際觀察到的是大量二氧化氮分子集合體的顏色）。利用染成紅色的酒精受熱後體積膨脹，證明液體分子間存在間隔。
二、探究目的
認識分子是構成物質的一種微粒，分子總是在不斷地運動著。認識分子間有一定的間隔。
三、用品準備燒瓶、燒杯、集氣瓶、玻璃片、長玻璃管、膠頭滴管、導管。銅片、濃硝酸、純酒精、紅墨水。
四、探究過程
1．將銅片放入燒瓶內，再注入濃硝酸，瓶口塞上帶有導管的橡皮塞，用向上排空氣法收滿一瓶二氧化氮氣體，蓋上玻璃片，正放在桌上。用同樣大小的一隻空集氣瓶，口對口倒合在上麵。抽去玻璃片，靜置，觀察紅棕色氣體逐漸向上麵空瓶中擴散，最後充滿瓶內全部空間。這個實驗說明分子在不停地運動。
2．取長約50cm，口徑為9～10mm的一根玻璃管，將一端封閉。用膠頭滴管吸取染成紅色的酒精，注入玻璃管，使其體積約為玻璃管容積的2/3，在管外做上記號，將玻璃管豎直，把封閉的一端浸入盛有熱水的燒杯裏，觀察酒精液麵上升，由此說明酒精分子間有間隔，受熱後分子運動加快，間隔變大，所以體積就膨脹。
五、思考與交流
1．做二氧化氮氣體擴散的實驗，應在瓶的背麵襯一白屏，這樣可以觀察得更清楚。
2．二氧化氮有毒，應在通風良好的地方製備、收集（如果能在通風櫥內進行則更好），實驗時抽去玻片應動作迅速，防止二氧化氮擴散到外麵，汙染大氣。實驗結束時，瓶內二氧化氮可用堿液充分吸收，或置於通風櫥中排氣。
3．做液體受熱膨脹實驗，燒杯裏熱水溫度不宜太高，以防玻璃管破裂。
六、課外探究提示
1．用溴蒸氣代替二氧化氮做氣體擴散實驗，觀察效果。
2．分別做氫氣、氨、二氧化硫、二氧化碳、氯化氫等氣體向空氣中擴散的實驗，分別用發生爆鳴、酚酞試液、酸性高錳酸鉀稀溶液、澄清的石灰水、濃氨水等進行檢驗。
探究二溶解過程中的熱現象
一、背景知識
物質溶解在水裏，通常發生兩種過程：一種是溶質的分子（離子）的擴散過程，這種過程吸收熱量，是物理過程；另一種是溶質的分子（離子）和水分子作用，形成水合分子（水合離子）的過程，這種過程放出熱量，是化學過程。
硝酸銨（硝酸鉀）溶解在水裏的時候，吸收的熱量多於放出的熱量，致使溶液溫度降低。相反，濃硫酸溶解在水裏的時候，放出的熱量多於吸收的熱量，使溶液溫度升高。
二、探究目的
從溶解過程中的吸熱現象和放熱現象，認識溶解過程的本質。
三、用品準備
燒杯（250mL）、小木板、量筒（100mL）、試管、溫度計（150℃）。硝酸銨（硝酸鉀）、濃硫酸。
四、探究過程
1．溶解過程中的吸熱現象
在一塊刨光的小木板上（也可以用一小塊膠合板）先滴上一些水，放上一個小燒杯，然後往燒杯裏注入100mL水，把溫度計放入燒杯裏，觀察溫度計讀數。取出溫度計，再放入約50g硝酸銨（實驗時所用硝酸銨的質量，應視當時室溫而定，如果室溫在20～25℃時，每100g水裏加50～60g硝酸銨），小心地用玻璃棒攪動溶液至硝酸銨溶解完畢，再把溫度計放入燒杯裏，觀察溫度計上讀數變化情況。輕輕將燒杯拿起，觀察小木塊已凍結在燒杯底部，這充分說明，硝酸銨溶解於水時要吸收熱量。
2．溶解過程中的放熱現象
把一個小燒杯用熔化的蠟黏結在一塊小木塊上，然後在燒杯裏加入100mL水，把溫度計放入燒杯裏，觀察其讀數。取出溫度計，再慢慢注入約40mL濃硫酸，邊注入邊用玻璃棒小心地攪拌，再把溫度計放入燒杯中，觀察溫度計讀數上升情況。當溫度不再上升時，將燒杯拿起，小木板就掉下來。這充分說明濃硫酸溶解於水時要放出熱量。
五、思考與交流
1．比較硝酸銨溶解前後溫度計讀數的變化差值。
2．比較濃硫酸稀釋前後溫度計讀數的變化差值。
六、課外探究提示
（1）用其他鹽代替硝酸銨。
幾種常見的鹽溶解在100g水中降低的溫度數
（2）用固體氫氧化鈉代替濃硫酸（但放熱現象不如濃硫酸那樣顯著）。
探究三氧氣的實驗室製取和性質
一、背景知識
一般是用含氧較多的化合物受熱後分解釋出氧氣，常用的有氯酸鉀（二氧化錳作催化劑）、高錳酸鉀、氧化汞和過氧化氫（二氧化錳作催化劑）等。
2KClO32KCl+3O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2HgO2Hg+O2↑
2H2O22H2O+O2↑
二、探究目的
1．了解二氧化錳對氯酸鉀分解的催化作用並了解它的原理。
2．掌握實驗室製取氧氣和氧氣性質實驗的基本操作技能。
3．認識氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體，它能跟許多物質發生化學反應，同時放出熱量。
三、用品準備
鐵架台、酒精燈、研缽及杵、蒸發皿、水槽、集氣瓶、燒杯、錐形瓶、分液漏鬥、橡皮管、燃燒匙、鑷子、藥匙、毛玻璃片、玻璃導管。氯酸鉀、二氧化錳、高錳酸鉀、氧化汞、過氧化氫、木炭、硫粉、紅磷、細鐵絲、蠟燭、澄清石灰水、石蕊試液、木條。
四、探究過程
1．二氧化錳對氯酸鉀分解的催化作用
（1）在一隻幹燥和潔淨的試管裏，加入研細的氯酸鉀0．5g，先緩緩加熱，受熱均勻後再在氯酸鉀下麵加以強熱，3～4分鍾後，氯酸鉀即熔化（熔點365℃）。用帶火星的木條在試管口檢驗，發現放出氧氣不多。氯酸鉀加熱到395℃時照下式分解：
4KClO33KClO4+KCl同時有少量氧氣產生：
2KClO32KCl+3O2↑
（2）在另一試管內加入二氧化錳4．5g，同法加熱，並用帶火星的木條檢驗，不見有氧氣逸出。二氧化錳必須加熱到800℃才會分解：
3MnO2=Mn3O4+O2↑
用酒精燈加熱達不到這個溫度。
（3）重新加熱第一試管裏的氯酸鉀到熔化，移去酒精燈，迅速撒入二氧化錳約0．2g，立即用帶火星的木條放在管口上，木條發火燃燒。表明二氧化錳能使氯酸鉀在較低的溫度下迅速放出氧氣。
2．氧氣的實驗室製法
加熱分解氯酸鉀製取氧氣。取氯酸鉀晶體6g，在研缽內壓碎後和幹燥的二氧化錳1g放在潔淨的瓷蒸發皿裏或玻璃片上，用玻璃棒輕輕攪和均勻，然後裝入已檢查好氣密性的大試管中，配上帶導氣管的塞子及氣體收集裝置，先緩緩預熱，然後集中在藥品的部位強熱。先加熱試管的中下部，使這一部分的氯酸鉀分解，再將火焰逐漸移向試管底部。收集氧氣可用排空氣法，也可以用排水法收集，中間的空瓶是為了防止水槽內的水倒流入試管用的，一般不用。檢驗氧氣是否收滿可用帶有火星的木條放在瓶口檢驗。
3．氧氣的化學性質
（1）木炭的燃燒。取片狀的木炭一小塊，用鑷子夾住後放在酒精燈上加熱到發紅，觀察在空氣裏燃燒的情況。趁木炭紅熱時放入燃燒匙內伸入盛有氧氣的集氣瓶中，即見木炭燃燒得很劇烈並發出白光。待瓶裏的氧氣基本上耗盡，木炭熄滅後，取出燃燒匙，立即往瓶裏倒入一些清石灰水，振蕩。澄清的石灰水變渾濁，證明木炭跟氧氣化合後生成了二氧化碳。如果缺少木炭，可以用細木條代替。
（2）硫粉的燃燒。在潔淨的燃燒匙裏盛兩粒黃豆般大的硫粉一小撮，用酒精燈點燃後，先觀察它在空氣裏燃燒的情況，這時隻有微弱的淡藍色火焰。然後伸入氧氣瓶裏，從瓶口慢慢地伸到瓶底。硫在氧氣裏燃燒時發出明亮的藍紫色火焰，生成有刺激性氣味的二氧化硫氣體。待火焰熄滅，取出燃燒匙，注入少量蒸餾水後，振蕩，再用藍色石蕊試液檢驗，石蕊變成紅色。
（3）紅磷的燃燒。可用燃燒硫粉同樣的方法燃燒紅磷，但隻能使用一粒黃豆般大小的一小撮。磷燃燒時，生成的五氧化二磷白煙彌漫全瓶，加水振蕩後，白煙即溶解，生成的溶液也能使藍色石蕊試液變成紅色。
（4）鐵絲的燃燒。在細鐵絲螺旋形的末端係上一根火柴。先點燃火柴，待它大部分將燒完，趁鐵絲熱時，伸入氧氣瓶裏。這時鐵絲跟氧氣發生劇烈反應，火星四射，生成黑色的四氧化三鐵。為了避免落下的熔渣炸裂瓶底，在集氣瓶裏要預先注入少量水或在瓶底上鋪一層細沙。
（5）蠟燭的燃燒。取一小段蠟燭豎直在燃燒匙裏，在火焰上微微加熱，待底部的蠟熔化後，立即取出冷卻，使它固定在燃燒匙上。點燃蠟燭後伸入盛有氧氣的瓶裏，蠟燭燃燒得更旺，發出明亮的白光。當瓶裏的氧氣耗盡，燭火漸漸發暗而熄滅，這時有黑煙產生。如果集氣瓶裏的氧氣是用排空氣法收集的，在幹燥的瓶壁上可以看到有水霧出現。取出燃燒匙，注入少量澄清的石灰水，振蕩變渾濁。這說明主要成分為碳和氫的石蠟在燃燒時跟氧氣起發應，生成了二氧化碳和水。黑煙是石蠟分解出來還未燃燒的炭粒。
五、思考與交流
1．關於二氧化錳的催化
（1）二氧化錳對氯酸鉀分解的催化作用是由於產生了容易分解的中間產物的緣故。有兩種解釋，一種是：
2KClO3+2MnO2=2KMnO4+Cl2+O2↑
4KMnO4=2K2MnO4+2MnO2+2O2↑
K2MnO4+Cl2=2KCl+MnO2+O2↑
另一種是：
2KClO3+4MnO2=2KCl+2Mn2O7
2Mn2O7=4MnO2+3O2↑
（2）市售二氧化錳中混有有機物和炭屑等雜質，可能引起爆炸。處理方法是將二氧化錳粉末放在鐵盤內加以強熱，使這些可燃物在空氣裏燒盡。
（3）研細氯酸鉀晶體時，要用杵慢慢壓碎，不可研磨，以防其中混有還原性物質時會引起爆炸。
（4）二氧化錳不能使冷卻的氯酸鉀分解，所以操作時要迅速。
2．關於氧氣的製取
（1）用排水法收集氧氣，在實驗結束時應先把導管從水槽中取出，然後移去燈火。
（2）氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱到240℃即分解出氧氣來，而且速度很快。如果要收集好幾瓶氧氣，應把所有的集氣瓶都預先充滿水，倒立在集氣瓶座上。加熱分解氯酸鉀放出的氧氣中，常含有少量氯氣和微量的二氧化氯以及臭氧等，通入水中時往往會產生白霧。
（3）6g氯酸鉀約可收集氧氣1600mL。氯酸鉀和二氧化錳的質量比可以用3∶1、6∶1或10∶1。用3∶1時分解速度最快，教師在準備實驗時常用這個比；演示實驗常用6∶1；學生實驗則用10∶1，這時分解速度較慢，便於收集氣體。
（4）可以用氧化銅、氧化鐵、三氧化二鉻、褐色砂土、玻璃粉或粗食鹽等代替二氧化錳。
（5）高錳酸鉀，俗名“灰錳氧”，市售高錳酸鉀有暗紫色略帶光澤的小顆粒晶體，也有成黑色粉末的，本實驗都可以應用。高錳酸鉀15g約可製得氧氣1000mL。高錳酸鉀加熱時分解出氧氣的速度較氯酸鉀慢，適宜於學生實驗用。
（6）氧化汞又名三仙丹，市售氧化汞有黃色和紅色兩種，都可以用。黃色的顆粒較細，較易分解。氧化汞分解所需的溫度較高，加熱時最好用三芯燈。汞呈液態，故本裝置采用試管上斜的形式。為了防止汞蒸氣汙染空氣，在試管口上可裝一個盛少量硫粉或碘粉的玻璃管，使它生成HgS或HgI2。
（7）過氧化氫在酸性和中性介質中比較穩定，在堿性介質中容易分解。40mL稀釋的過氧化氫可分解出約1000mL氧氣。
3．關於氧氣的性質
在燃燒硫粉和紅磷時，一定要把瓶口蓋好。操作時要把燃燒匙從集氣瓶口慢慢向下移動，接近瓶底，讓物質充分燃燒。
六、課外探究提示
1．加熱分解高錳酸鉀製取氧氣。在幹燥試管裏裝入高錳酸鉀15g，用一小團疏鬆的棉花放在試管口，再塞上帶有導管的塞子。棉花團用來防止加熱時微小的高錳酸鉀顆粒可能隨著氧氣流擴散到集氣瓶中。照上法加熱，當溫度高於200℃時，高錳酸鉀即分解出氧氣來。
2．加熱分解氧化汞製氧氣。在硬質試管內盛幹燥的紅色氧化汞0．5g，均勻平鋪在試管的底部，要鋪得薄而麵較寬。氧化汞在500℃以上分解成汞和氧氣。
3．過氧化氫的分解。用過氧化氫製取氧氣無須加熱。在錐形瓶裏盛二氧化錳1g，塞上配有分液漏鬥和導管的橡皮塞。在小燒杯中加水40mL，加入30%的過氧化氫10mL，用玻璃棒緩緩攪和後注入分液漏鬥內，從分液漏鬥慢慢注入稀釋的過氧化氫溶液，受二氧化錳的催化作用，即有氧氣放出。
探究四氫氣的實驗室製取和性質
一、背景知識
1．活潑金屬跟稀酸反應能置換出酸中的氫。
2．氫氣的質量特別輕，約為同體積空氣質量的1/14，它有可燃性和還原性。這些性質可以通過吹肥皂泡、點燃純淨的氫氣和還原氧化銅等實驗表現出來。
二、探究目的
1．了解實驗室裏製取和收集氫氣的方法。
2．掌握實驗室製取氫氣及性質實驗的操作技能。
3．通過實驗認識氫氣的一些物理性質，掌握氫氣的化學性質。
三、用品準備
啟普發生器、燒杯、橡皮管、玻璃導管、集氣瓶、幹燥管、尖嘴管、毛玻璃片、鐵皮罐（塑料瓶）、水槽。鋅粒、稀硫酸、木條。肥皂液、堿石灰、氯氣、氧化銅。
四、探究過程
1．氫氣的製取
（1）組裝啟普發生器。鋅粒不要用純的。新裝的啟普發生器有時反應很劇烈，很快就會把容器內的酸液壓上球形漏鬥。如果加入的酸量過多，可能溢出漏鬥口。為了安全起見，可在漏鬥口上裝一個安全漏鬥作為緩衝器。也可在雙球瓶的底座裏裝一些潔淨的碎玻璃或碎瓷片，以減少加酸量。
（2）讓鋅和稀硫酸接觸，發生反應，開啟導氣管活塞上的閥門，讓氫氣經導氣管逸出，待氫氣收滿後，關閉閥門，酸液從底座壓入球形漏鬥，待鋅跟稀硫酸脫離接觸，反應即停止。
（3）收集氫氣可用排水法或向下排空氣法，收集氫氣前，應檢驗氫氣的純度。先用排水法將氫氣收集在小試管裏，倒移試管到離發生器較遠處，用燃著的小木條在試管口點燃，如有尖銳的聲音發生，說明試管裏的氣體中混有氧氣，直到隻發生輕微的“噗”聲為止。如果用排空氣法收集氫氣，檢驗氫氣的純度時，當第一個試管檢驗後，再要收第二管時必須要另換一個試管。因為在第一個試管檢驗後，試管口可能仍存在氫氣燃燒的火焰。
2．氫氣的性質
（1）氫氣流吹肥皂泡。檢驗氫氣的純度後，把肥皂泡吹管的管口伸入盛肥皂液的器皿中，調節氫氣流速度使皿中泛起的肥皂泡不過急。然後把管口提出液麵後，先使管口向下，讓肥皂泡逐漸脹大到桂圓大小時，迅速將管口轉向上方。待肥皂泡繼續長大到乒乓球大小時，急速抖動手腕或用嘴輕輕地吹一下，肥皂泡即脫離管口迅速上升。
實驗時可取另一支吹管用嘴吹成肥皂泡，做比較。用氫氣吹成的肥皂泡在空氣裏迅速直線上升，而用嘴吹成的肥皂泡則緩慢下降。這就表明氫氣質量比空氣輕得多。
（2）純淨氫氣的燃燒。在導管口裝一支尖嘴管，在檢驗氫氣純淨後，在管口上點燃，純淨的氫氣在空氣裏能安靜地燃燒。氫氣燃燒時應產生淡藍色火焰，但它在玻璃導管口燃燒時的火焰卻略帶黃色。如果在管口套上一段鋁皮卷的尖嘴管，可以看到淡紫藍色的火焰。
取一隻幹燥而潔淨的冷燒杯，罩在氫氣火焰的上方，稍待一會兒，即見有微細的水珠凝聚，執持燒杯的手感到有微熱。這表明氫氣燃燒時跟空氣裏的氧氣發生反應，生成水並放出大量的熱。
（3）氫氣和空氣混和氣體的爆炸。純淨的氫氣在空氣、氧氣或氯氣裏能安靜地燃燒，但它跟這些氣體混和後再點燃就會發生爆炸。
用排水法在集氣瓶裏收集一瓶氫氣，用毛玻璃片蓋好後取出水麵，正立桌上。拿一隻空的集氣瓶口對口地對合在上麵。抽去玻璃片，將兩個瓶子合在一起顛倒幾次，使兩種氣體充分混和。在兩隻瓶口之間插入毛玻璃兩片，把兩隻集氣瓶連同玻璃片分開後倒立桌上。用布把瓶底和2/3的瓶身包裹起來，拿去玻璃片後，迅即把瓶口移到火焰上，發出“砰”一聲巨響，再拿另一瓶混和氣體試驗，獲得相同的結果。
這個實驗也可以用鐵罐頭、塑料杯等進行。取一個一端開口、一端在底上鑽有小孔的塑料瓶，將棉花條或火柴梗堵住小孔後，用排水集氣法在其中收滿氫氣，倒立桌上。注意瓶口和桌麵接觸處不要被水封閉，必要時可墊一根火柴梗或小木片以便空氣能流入。拔去小孔上的棉花條或火柴梗，用燃著的細木條在小孔處點燃。開始時，筒上部的氫氣較純，火焰尚屬平穩。當氫氣逐漸從小孔逸出，空氣就從瓶底流入，當達到爆炸極限時，即聽到“砰”然巨響，把塑料瓶衝向空中。氫氣和空氣混合物的爆炸極限為4%～74．2%。當氫氣和空氣的混和體積比為2∶5或氫氣和氧氣混和體積比為2∶1時爆炸力最強。
（4）氫氣在氯氣裏燃燒將收集好的氯氣一瓶正立桌上。先在空氣裏點燃經過檢驗純度後的氫氣，使它發生安靜地燃燒。然後把導管伸進盛有氯氣的瓶裏，瓶口用硬紙片或塑料片蓋住，氫氣在氯氣裏能繼續燃燒，發出蒼白色的火焰，並有大量的熱產生。生成的氯化氫在空氣裏很易跟水蒸氣化合，因此有白霧出現。
（5）氫氣還原氧化銅。先通入氫氣將試管內的空氣排出，注意流速不要過快，微熱後，集中火力在氧化銅下加熱，即見黑色氧化銅受熱後開始像著火似地發紅，慢慢由土紅色變成紫紅色，同時試管口有水滴凝聚並有水蒸氣逸出。生成的土紅色物質是氧化亞銅，紫紅色的是金屬銅。
2CuO+H2Cu2O+H2O
Cu2O+H22Cu+H2O
移去燈火後，繼續通入氫氣直到試管冷卻。
如果缺少氧化銅粉末，也可以將廢導線裏的細銅絲繞成一個小團，在酒精燈火焰上灼燒，使它的表麵生成一層黑色的氧化銅進行實驗。
五、思考與交流
1．配製稀硫酸溶液。稀硫酸的濃度以1∶4為宜。在大燒杯內盛4體積水，慢慢注入1體積98%的濃硫酸，邊注入邊用玻璃棒攪拌均勻。
2．如果要給啟普發生器中添加鋅粒，可以用橡皮塞塞緊球形漏鬥的口，使酸液維持不動，拔去導氣管上的橡皮塞，從這裏加入鋅粒。如果硫酸濃度降低，可將啟普發生器側轉，拔去底座上的塞子，讓酸液倒出一部分，然後再添加新酸。
3．製備肥皂溶液。將上等肥皂片或肥皂粉1g溶於40mL水中，製成黏稠的溶液。如果用普通的鈉肥皂配製，要在肥皂溶液內加稀氨水1mL以中和氫氣中帶來的酸霧，因鈉肥皂溶液遇酸霧會分解出脂肪酸，妨礙肥皂泡的形成。市售的某些黏稠液體狀合成洗滌劑可直接用來吹肥皂泡。
4．裝置肥皂泡吹管。用玻璃管吹肥皂泡常會滑到管側，當抖動手腕使它起飛時容易破碎。如將玻璃管在肥皂上摩擦一下，粘上一些肥皂，能防止滑動。最好在氫氣的出口導管上裝一個幹燥管，裏麵裝盛堿石灰作為幹燥劑，以除去水蒸氣和酸霧，這樣容易吹成較大的肥皂泡。
5．氫氣還原氧化銅的實驗也可以用裝置進行。出口導管的下端插入一浸在冷水中的幹燥試管裏，試管口上裝一帶有放空管的雙孔塞。硬質玻璃管的下部鋪一薄層氧化銅。氫氣經幹燥管後由上端通入。操作方法同前。這一方法的優點是可以使生成的水凝聚在試管內，還原出來的銅則留在玻璃管裏，使反應後的兩種生成物能看得更清楚。
六、課外探究提示
自製簡易氫氣發生器。在長頸漏鬥的下部裝一個橡皮或塑料製的多孔墊片，鋅粒放在墊片上，稀酸從漏鬥管注入，由導管上的彈簧夾控製反應的發生和停止。由底上有破碎小孔的試管和錐形燒瓶組裝的。試管底部放幾塊碎玻璃片以堵住上麵的鋅粒漏下。錐形燒瓶內盛稀硫酸。使用時將試管插入酸中，使用完畢，將試管提起跟酸液脫離接觸，反應即停止。用U形管裝配的，隻是稀酸從左管加入。由球形幹燥管和漏鬥用橡皮管連接起來的。球形幹燥管的底部裝一些玻璃纖維，上麵盛鋅粒，稀硫酸由漏鬥注入，反應除由彈簧夾控製外，還可以用漏鬥的升降來控製。
探究五二氧化碳的實驗室製取和性質
一、背景知識
實驗室裏常用鹽酸和大理石的反應製取二氧化碳。
CaCO3+2HCl=CaCl2＋CO2↑+H2O
二氧化碳是一種不能燃燒也不助燃的氣體，比空氣重1．53倍。二氧化碳在20℃、56．5大氣壓時即能液化，在常壓下於-78℃升華，同時吸取大量的熱使另一部分液態二氧化碳結成“幹冰”。二氧化碳的化學性質不活潑，但與活潑金屬如鉀、鎂等在高溫時能發生反應。二氧化碳是碳酸的酸酐，跟強堿作用能生成碳酸鹽。
二、探究目的
認識二氧化碳的實驗室製法和它的一些重要性質。
三、用品準備
錐形瓶、分液漏鬥、玻璃導管、雙孔橡皮塞、集氣瓶、玻璃片、天平、砝碼、貯液態二氧化碳的鋼筒、絨布袋、白鐵皮條、蠟燭、燒杯、坩堝鉗。大理石、稀鹽酸、細木條、鎂條、氨水、酚酞試劑。
四、探究過程
1．二氧化碳的製取
在錐形瓶裏盛大理石20g，將15mL稀鹽酸分次加入錐形瓶裏跟大理石反應，即有氣體產生，用向上排空氣法收集。用點燃的木條放在集氣瓶口，如果火焰熄滅，表示二氧化碳已滿。
2．二氧化碳的性質
（1）二氧化碳比空氣重。在托盤天平的一邊放一個空的集氣瓶，用砝碼平衡後，把一瓶二氧化碳象倒水一樣地倒入空瓶裏，排出裏麵的空氣。可見天平傾斜。
（2）幹冰的製取。用繩子把絨布袋縛在貯液態二氧化碳鋼筒的排氣管上，小心旋開閥門。待一些液態二氧化碳流入絨布袋後，關閉閥門，解開布袋，可以看到有雪花狀的固體二氧化碳。
（3）二氧化碳的滅火性：將一條白鐵皮彎成梯形，在每一階層上固定一支小蠟燭，點燃後放入一隻高形燒杯內。另取一隻盛滿二氧化碳的燒杯，沿著燒杯壁靠小梯子最低層慢慢地傾倒。即見燭火由低處向高處逐漸熄滅。
（4）鎂在二氧化碳裏燃燒：取長約15cm的鎂條一根，用砂紙擦去外層的氧化膜後，夾持在坩堝鉗上，在酒精燈上點燃後，立即伸入充滿二氧化碳氣體的燒杯裏，鎂條能繼續燃燒，同時燒到有白色的氧化鎂和黑色的炭粒飛濺在燒杯壁上。
（5）二氧化碳跟水的反應。在試管裏盛水半管，加入一滴稀氨水和一滴酚酞試液，溶液呈淺紅色，顯堿性。通入二氧化碳氣體，紅色逐漸褪去，表明溶液已被酸（碳酸）中和了。
（6）二氧化碳跟堿的反應。在試管裏盛澄清的石灰水半管，通入二氧化碳氣體，澄清的石灰水立即變成渾濁，有白色的碳酸鈣沉澱生成。二氧化碳不要過量。
五、思考與交流
1．製取二氧化碳應用大理石或石灰石，不要用白雲石，也不要用稀硫酸。因白雲石中含有碳酸鎂，反應較慢。
2．使用液態二氧化碳時慎勿使它跟皮膚接觸，以防凍傷。
3．鎂在二氧化碳裏燃燒生成的炭粒很小，如在燃燒後加入一些稀鹽酸，把氧化鎂溶解掉，黑色的炭粒可以看得更清楚些。
4．本探究實驗要點速記：
二氧化碳易製取，大理石與稀鹽酸；兩種蘇打皆不用，速度太快控製難。
不用硫酸代鹽酸，鎂鹽不如鈣鹽廉；硝酸見光易分解，鑒別火柴不能燃。
六、課外探究提示
放在同一平麵上的兩支蠟燭，一高一低，點燃以後，用透明玻璃鍾罩罩在蠟燭上麵，探究哪一支蠟燭先熄滅並分析原因。
探究六氯氣的實驗室製取和性質
一、背景知識
1．氧化劑常用二氧化錳、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、漂白粉等。從它們的標準電極電位可知，用漂白粉和高錳酸鉀做氧化劑時可以不必加熱，用二氧化錳和重鉻酸鉀作氧化劑時必須用很濃的鹽酸，還需要加熱。實驗室中一般采用二氧化錳與濃鹽酸的反應來製取氯氣。
MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑
2．氯原子最外層有7個電子，在化學反應中很容易得到電子，具有強非金屬性。氯氣是一種強氧化劑，它跟一些金屬元素、非金屬元素、氫氣、水、氫氧化物等發生反應，生成氯化物和次氯酸。
二、探究目的
1．了解實驗室裏製取氯氣的原理和方法。
2．掌握實驗室製取氯氣及性質實驗的操作技能。
3．通過實驗掌握氯氣的化學性質。
三、用品準備
圓底燒瓶、分液漏鬥、導氣管、雙孔塞、石棉鐵絲網、集氣瓶、玻璃片、燒杯、氫氣發生器、貯氣瓶、水槽、引爆裝置、鑷子、小刀、燃燒匙、導管、單孔塞、膠囊、坩堝鉗、圓底燒瓶、水槽。濃鹽酸、二氧化錳、氫氧化鈉。飽和食鹽水、金屬鈉、銅絲、鎂條、紅磷。
四、探究過程
1．氯氣的製取
（1）裝置氯氣發生器。
（2）在250mL圓底燒瓶裏盛二氧化錳10g，分液漏鬥裏盛密度1．19、38%的濃鹽酸約20mL。將探究裝置安裝好後，逐漸將濃鹽酸加入圓底燒瓶裏，並用酒精燈微微加熱。當有黃綠色的氣體逸出時就可開始收集。在集氣瓶後襯一白紙，以便觀察氯氣是否收滿。
2．氯氣的性質
（1）氯氣的顏色和氣味
在瓶後襯一塊白紙板可以清楚地看出氯氣是一種黃綠色的氣體。把蓋著的玻璃片略向前推移，露出一些瓶口，用手輕輕扇動，使極少量氯氣飄近鼻孔，可聞到有一股強烈的刺激性氣味。
（2）氯氣跟金屬的反應
①跟鈉的反應。用鑷子從煤油裏取出一小塊鈉，放在玻璃片上，用紙拭幹煤油，切去外層的硬殼，切取黃豆大的一小塊鈉，放玻璃燃燒匙上，移到酒精燈火焰上加熱。將燃著的鈉連同燃燒匙一起伸入氯氣瓶裏，鈉在氯氣裏發出黃色的火焰並繼續燃燒。燃盡後取出觀察，燃燒匙上生成氯化鈉白色固體（如果用銅製燃燒匙進行實驗，為了防止銅跟氯氣發生反應，可以在燃燒匙內先鋪上一層細砂或石棉紙，即使用粉筆的粉末也可以）。
②跟銅的反應。從電線中取出細銅絲一束，在酒精燈上灼熱後，立即伸入盛滿氯氣的集氣瓶裏。紅熱的銅絲在氯氣裏燃燒，瓶裏充滿棕色的煙。把少量水注入瓶裏，振蕩，氯化銅溶於水生成綠色溶液。
（3）氯氣跟非金屬的反應
①跟氫氣的反應。見氫氣性質的實驗。除用點燃火焰作氯氣、氫氣的引爆實驗以外，還可用紫外光引爆。在集氣瓶裏準備好氯、氫混和氣體，用塑料片蓋好，把點燃的鎂條放在離瓶約2cm外，混合氣體就會發生爆炸。
②跟磷的反應。把幹燥的紅磷放在燃燒匙裏，點燃後伸入盛有幹燥氯氣的集氣瓶裏。紅磷在氯氣中仍繼續燃燒產生白色的煙霧，這是三氯化磷和五氯化磷的混合物。三氯化磷是無色液體，五氯化磷是白色固體。後者在高溫時不穩定，300℃時能分解成三氯化磷和氯氣。
（4）跟水的反應
將氯氣通入水裏使它達到飽和。在常溫下，1體積水能溶解2．5體積的氯氣。把剛製備好的氯水裝滿圓底燒瓶後，倒立在盛有飽和食鹽水的水槽裏，放在日光下照射，不久就可以看到有氣泡上升，這是分解出來的氧氣，要3～4天才能收集到一定體積，可用帶火星的木條檢驗。
（5）次氯酸的漂白作用
把幹燥的和潮濕的有色布條各一條分別放在兩個集氣瓶裏，用導管通入幹燥的氯氣。幹燥布條不褪色，潮濕布條上的顏色不久即褪去。
五、思考與交流
1．氯氣是有毒氣體，要盡量防止逸入空氣中。盛放氯氣的瓶子要蓋嚴，排出的氯氣必須通過氫氧化鈉吸收。
2．氯氣的光爆實驗要掌握兩個必要條件，一是光源要很強，二是混和氣體的集氣瓶選125mL為宜。
3．氯氣還可用排飽和食鹽水法收集。
4．二氧化錳常用天然的軟錳礦，為了減少與鹽酸反應時發生泡沫，要放在鐵盤內焙燒。實驗中如果用粒狀二氧化錳，可以避免反應時產生大量泡沫。粒狀二氧化錳是人工製備的，價格較貴，反應較慢，所需濃鹽酸的量也較多些。製取過程中加熱的溫度不應超過90℃，加熱時要經常移動火焰。
5．氯氣和鈉反應的改進：氯氣通過熔化的鈉使它們發生反應的方法。在幹燥管球部放黃豆大的鈉一小塊。用酒精燈加熱到鈉熔化時停止加熱，迅即由一端通入氯氣。再一法是將一小塊鈉放在石棉鐵絲網上加熱到熔化時，撤去燈火，立即將盛氯氣的集氣瓶罩在上麵。
6．本探究實驗要點速記：
二氧化錳鹽酸逢，隔網熱瓶氯氣生；鹽水硫酸除雜質，吸收通入火堿中。
六、課外探究提示
1．用高錳酸鉀、重鉻酸鉀、漂白粉代替二氧化錳製取氯氣。
2．設計該實驗的環保型實驗裝置。
探究七粗鹽的提純
一、探究目的
初步學會溶解、過濾和蒸發等基本操作技能，並能提純固體物質。
二、用品準備
鐵架台、燒杯、蒸發皿、酒精燈、漏鬥、量筒、濾紙、托盤天平。粗鹽。
三、探究原理
粗食鹽中除含有泥沙等雜質外，還含有可溶性的鈣、鎂離子和硫酸根離子等。提純食鹽，應將所有雜質都除盡。考慮到中學教學要求，隻需除去泥沙等不溶性雜質，所以用溶解、過濾、蒸發溶劑等方法就可以了。
四、探究過程
1．粗鹽溶解
在天平上稱取5g粗鹽備用。用量筒（10mL）量取10mL水倒入燒杯裏。用藥匙取一匙粗鹽加入水中，先不攪拌，觀察發生的現象。隻見粗鹽沉到燒杯底部，燒杯裏的水仍是澄清的。然後再用玻璃棒攪拌，並觀察發生的現象，可以看到燒杯裏出現渾濁現象，粗鹽逐漸溶解，最後全部溶解。
接著再加入粗鹽，邊加邊用玻璃棒攪拌，一直加到粗鹽不再溶解為止，觀察食鹽水的渾濁現象。
2．鹽液過濾
取一張圓形濾紙折疊後放入漏鬥，用水潤濕，使濾紙緊貼著漏鬥內壁，中間不要留有氣泡。
進行過濾，等過濾完畢，觀察濾紙上剩餘物質及濾液的顏色、狀態，如果濾液還渾濁，應該再過濾一次，觀察濾液是否透明。
3．濾液蒸發
把透明的濾液倒入蒸發皿裏，再把蒸發皿放在鐵架台的鐵圈上，用酒精燈加熱，加熱過程中，用玻璃棒不斷攪拌液體，等到蒸發皿裏出現大量固體時，停止加熱。
固體冷卻後，用玻璃棒把固體移入一個新做的過濾器裏，用少量水均勻衝洗，洗掉固體表麵殘留的液體，並把製得的鹽跟原來的粗鹽進行比較，觀察兩種鹽有什麼不同。
五、思考與交流
1．蒸發時蒸發皿中有較多固體出現時，會有鹽爆裂飛濺，要注意防止濺入眼內，更不能直接蒸發至幹。
2．粗鹽提純，僅是除去鹽中泥沙等不溶性物質，要除去氯化鈉中鈣、鎂、鉀、硫酸根等離子，可用下述擴展探究的方法。
六、課外擴展探究
粗鹽的精細
1．原理粗食鹽中含有泥土及KCl，CaCl2和MgSO4等雜質，如何將其純化呢？泥土是不溶於水的物質，可在粗食鹽溶解後過濾除去。餘下都是易溶的物質，但是它們的溶解度隨溫度變化不大，因此一般的結晶方法無法除去，為此要求助於化學方法進行離子分離。
在粗食鹽溶液中加入稍過量的BaCl2溶液，則：
Ba2++SO42-=BaSO4↓
加入NaOH和Na2CO3溶液：
2Mg2++2OH-+CO32-=Mg2（OH）2CO3↓
Ca2++CO32-=CaCO3↓
Ba2++CO32-=BaCO3↓
濾去沉澱，不僅除掉Mg2+，Ca2+，而且連前一步驟中過量的Ba2+亦除去了。
過量的NaOH與Na2CO3，則可用HCl中和除去。
其他少量可溶性雜質（KCl）再用濃縮結晶的方法留在母液中除去。
2．步驟
（1）在天平上稱取15g粗食鹽於250mL燒杯中，加入60mL水。加熱溶解。趁熱用普通漏鬥過濾，以除去泥土等不溶性雜質。
（2）將濾液加熱煮沸後，加入3mL20%BaCl2，繼續加熱使BaSO4沉澱顆粒長大。趁熱用普通漏鬥過濾，於濾液中滴加BaCl2溶液。若無BaSO4沉澱生成，則表明BaCl2加入量已夠，否則，將濾液倒回原液中，再加少許BaCl2溶液，重複上述操作。