高中化学实验锌与稀硫酸反应的改进研究.docx
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1、 高中化学实验锌与稀硫酸反应的改进研究 摘要:本实验为人教版化学选修 4化学反应原理第二章第一节 化学反应速率 实验 2-1以及新人教版化学选择性必修 1化学反应原理第二章第一节 化学反应速率 实验 2-1,通过分析课本实验的不足,从设计装置方面和数据处理两个方面,结合微型实验的优点进行改进,在化学实验教学过程中渗透“实验探究与创新意识”的化学学科核心素养,启发学生思维,激发学生在实验中探究化学的乐趣。关键词:实验;改进;化学反应速率的测定1. 实验原理化学反应速率属于化学动力学的范畴,在前面的学习过程中,同学们已经能够定性地感受化学反应速率的快慢。反应速率是通过实验测定的,想要研究化学反应进
2、行的快慢以及如何定量表示化学反应速率,就必须建立一套行之有效确定起点,确定时间,易于测量的某种量或性质的变化的方法。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物),所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。当体系为气态或溶液时,可用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示这个反应的速率,但是,一般来说在测量时化学反应仍在进行,应用一般化学分析方法测定反应速率存在困难。一个近似的办法是使反应立即停止(如果可以),如通过稀释、降温、加入阻化剂或除去催化剂等方法可以使反应进行得非常慢,便于进行化学分析。但这样即费时费力,又不准确,可以研究的
3、反应也有限。广泛使用的方法是测量物质的性质,如压力、电导率、吸光度等,通过它们与物质浓度的关系实现连续测定。1二、教材中实验的不足实验步骤: 按如图所示安装两套装置,在锥形瓶内各盛有2 g锌粒。取一套装置,通过分液漏斗加入40 mL 1 mol/L的硫酸,测出收集10 mLH2所用的时间。取另一套装置,通过分液漏斗加入40 mL 4 mol/L的硫酸,测出收集10 mL H2所用的时间。存在的问题:不足点一:没有排除硫酸的体积对H2体积测量的干扰,导致无法判断是氢气在推还是空气在推活塞不足点二:因为产生的氢气会向上反冲导致硫酸从分液漏斗处溢出不足点三:注射器活塞与针筒之间存在较大摩擦阻力,导致
4、注射器内外气压不相等不足点四:因为锥形瓶体积太大,而实验用的药品量不多,反应产生的气体少,产生气体气压不能迫使注射器活塞移动不足点五:由于50 mL的注射器内径大,活塞移动的距离短,不同浓度的硫酸制得的气体体积读数刻度差距小,不易观察不足点六:不能实现连续测定三、实验改进的方面设计装置方面使用锌粒向硫酸中加入的方式使反应物进行接触,不需要向反应装置内加入液体,排除了硫酸的体积对H2体积测量的干扰使用青霉素瓶做反应装置,排除了因锥形瓶体积太大,而实验用的药品量多,反应产生的气体少导致的测量误差用输液管做量气装置,没有使用注射器时,活塞与针筒之间存在的摩擦阻力,导致注射器内外气压不相等,以及注射器
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