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高中化學研究性學習

以下報告中組成人員、分工等自己填入

課題名稱:探究彩色噴泉

壹、課題的提出:老師在課堂上演示了氨氣噴泉實驗時,學生無不為其美麗而驚嘆,雖然在老師的講解下,我們初步明白噴泉實驗利用氨氣在水中溶解度很大(體積比1:700),在短時間內燒瓶內氣壓減小,從而使外界大氣壓大於瓶內氣壓,在打開活塞後,大氣壓將燒杯內的液體壓入燒瓶中,在尖嘴導管口形成噴泉。但是除了形成單壹的紅色噴泉,能不能形成其他顏色的噴泉呢?如果可以要選用什麽藥品?能不能設計出彩虹般的噴泉?

二、查閱資料,得到以下信息:

材料壹:

噴泉的顏色是由以下條件所決定

(1)由溶液的酸堿性決定。

如氨氣溶於水顯堿性,向燒杯中的水溶液滴加酚酞,酚酞遇堿顯紅色,因此形成了紅色噴泉。若改用紫色石蕊試劑,則會形成藍色噴泉。氯化氫、二氧化硫等溶水呈酸性,向燒杯滴加紫色的石蕊試劑,石蕊遇酸變紅色,因此形成了紅色噴泉。

(2)由氣體與液體反應後的生成物所決定的。

噴泉溶液的顏色還可通過瓶內氣體與所選的特定溶液反應後得到的生成物的顏色決定的。

常見氣體較易形成噴泉實驗組合

氣體

吸收液

噴泉顏色

HCl(SO2)

H2O+石蕊

紅色

HCl

H2O+AgNO3

白色

NH3

H2O+酚酞

紅色

NH3

H2O+FeCl3

紅褐色

Cl2

NaOH+AgNO3

白色

NaOH+KI-(澱粉)

藍色

NaOH+NaBr

橙色

CO2

NaOH+澄清石灰水

白色

材料二:

課本中利用氨氣和滴有酚酞的水形成紅色的噴泉,在驚嘆其美麗的同時,卻也因其顏色單壹而感到乏味,於是通過查閱資料,有三種方案可以設計出多種顏色的噴泉。

第壹種方案:燒瓶中由裝壹種氣體改裝兩種或多種氣體。這些氣體互不反應,但卻能與同壹種液體反應生成不同顏色的產物而形成彩色噴泉。

第二種方案:燒杯中由盛壹種溶液改盛幾種互不反應的溶液,而燒瓶中只盛壹種氣體,且這種氣體能與上述幾種溶液反應生成不同顏色的產物而形成彩色噴泉。

第三種方案:用燒瓶裝幾種互不反應的氣體,燒杯也裝幾種互不反應的液體,且這幾種氣體能與上述幾種溶液反應生成不同顏色的產物而形成彩色噴泉。

三、實驗過程:

1、設計實驗裝置(如圖)

2、本課題分為四個小組,選擇HCl、NH3、Cl2、CO2做為原料氣,再通過選擇不同的實驗溶液,達到彩色噴泉的效果。

3、實驗步驟:

(1)先用壹個幹燥的圓底燒瓶收集足夠量實驗用氣體;

(2)用帶有三根玻璃管(壹端成尖嘴狀,且尖嘴狀壹端應插入燒瓶內)的塞子塞緊瓶口,倒置燒瓶,三根玻璃管的末端分別插入盛有實驗需用的三種不同試劑溶液的酸奶瓶裏;

(3)三位學生同時擠壓酸奶瓶,由於燒瓶內的氣體極易溶於上述三種溶液中,使燒瓶內壓強減小,酸奶瓶內溶液由玻璃管進入燒瓶,從而形成多種顏色的彩色噴泉。

(4)更換燒瓶內其他與酸奶瓶中溶液,達到更多的顏色噴泉。

實驗的氣體、溶液、顏色、變色原因如下表(其中顏色和變色原因由我們通過實驗和查閱相關資料填寫),裝置如圖

編號?燒瓶中氣體燒杯中的液體?噴泉的顏色?變色的原因

1?HCl?石蕊試液?紅色?HCl的水溶液呈酸性,遇石蕊試液變紅

硝酸銀溶液?白色?產生了白色的AgNO3沈澱

氫氧化銅懸浮液?綠色?2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O,在CuCl2的水溶液中存在[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+兩種綠色離子

2?Cl2?KSCN的FeCl2溶液?紅色?Cl2氧化Fe2+變為Fe3+,使KSCN變紅

KI的澱粉溶液?藍色?Cl2置換出KI中的I2,I2與澱粉變藍

KBr的CCl4溶液?橙色?Cl2置換出KBr中的Br2,Br2的CCl4溶液呈橙色

3?NH3?酚酞試液?紅色?NH3的水溶液呈堿性,遇酚酞變紅

石蕊試液?藍色?NH3的水溶液呈堿性,遇石蕊變藍

FeCl3溶液?紅褐色?產生了紅褐色的Fe(OH)3沈澱

4?CO2?酚酞NaOH溶液?無色透明?CO2與NaOH產生Na2CO3,使酚酞褪色

紫色石蕊試液?紅色?CO2的水溶液呈酸性,遇石蕊試液變紅

澄清石灰水?白色?產生了白色碳酸鈣沈澱

四、實驗總結:

通過“探究彩色噴泉”的實驗研究,我們知道了形成化學噴泉的各種原理,探索了噴泉實驗裝置及改進,成功的做成了多種顏色的化學噴泉,獲得了學習的能力。

缺點是依賴老師的地方還比較多,以後要更多的自己動腦筋,做到自主學習,爭取更大的收獲。

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