高一6化学研究性学习Word格式.docx
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2、小组成员分工:
石佳丽:
组长,负责组织、协调、分配各成员的活动,并完成结题报告
郑锐:
查阅资料,网上搜索相关信息
吴学良、王杰、俞曼妮、王鑫:
实验探究
3、研究过程:
(1)、确定研究方案(2011年9-10月)
(2)、查阅寻找有关资料(2011年10月—12月)
(3)、实验探究(2012年2-3月)
(4)、整理材料(2012年3-4月)
(5)、撰写论文,结题(2012年5月)
三、研究过程
(一)SO2的漂白实验(化合型漂白)
1、实验原理:
利用碳酸盐和亚硫酸盐分别和酸反应生成CO2和SO2,然后让生成的两种气体直接与品红溶液作用。
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑
2、设计思路:
考虑SO2具有污染性,我们尽量使用仪器较少的装置,同时在设计实验方案时,因为是与CO2的比较,故需在相同的仪器中进行,可以根据溶液的浓度来控制反应速率,另外还要考虑有尾气处理的装置。
3、实验装置:
在Ⅰ试管中加入品红和Na2CO3的混合溶液;
在Ⅱ试管中加入品红和Na2SO3的混合溶液,并分别用铁丝将蘸有浓的氢氧化钠溶液的棉花球连在塞子下。
4、实验操作:
准备好有两个空的橡皮塞,用铁丝将蘸有浓的氢氧化钠溶液的棉花球固定在一个橡皮塞空上,用于尾气的吸收,同时也不会造成很大的压强差。
(1)、将碳酸钠溶液、亚硫酸钠溶液分别与品红溶液混合于两试管中;
(2)、向两试管中加入一定量的稀硫酸,并立即塞上塞子;
(3)、观察实验现象;
(4)、得出实验结论。
5、实验现象:
将碳酸钠溶液、亚硫酸钠溶液分别与品红溶液混合时,溶液的颜色逐渐褪去,加稀硫酸后溶液的颜色逐渐变红,而加亚硫酸钠溶液的试管中随着反应的进行,颜色最终又逐渐消失。
6、问题探究:
(1)、问题提出:
当碳酸钠溶液、亚硫酸钠溶液分别与品红溶液混合时,溶液的颜色逐渐褪去,原因何在?
加稀硫酸后溶液的颜色逐渐变红,又是为什么?
(2)、现象推测:
品红会不会是一种酸碱指示剂?
(3)、设计方案:
将品红分别与稀硫酸、稀硝酸、稀盐酸混合,观察混合后溶液的颜色变化情况;
再将品红溶液分别与NaOH溶液、KOH溶液混合,观察溶液颜色变化情况。
(4)、实验现象:
品红溶液与酸混合颜色更深,与碱混合颜色逐渐变淡,直至褪去。
(5)、实验结论:
品红是一种酸碱指示剂。
(6)、现象解释:
通过实验现象和一些资料的查阅,可知品红是一种酸碱指示剂。
当品红与碳酸钠溶液、亚硫酸钠溶液等一些强碱弱酸盐混合时,由于强碱弱酸盐水解后溶液显碱性,故溶液的颜色逐渐褪去。
随着硫酸量的增加,酸性逐渐增强,故溶液颜色逐渐加深。
7、实验结论:
二氧化硫能使品红溶液褪色。
8、实验注意事项:
考虑该实验是验证SO2的漂白性,所以产生SO2的量要相对较多,故在产生SO2时,要求亚硫酸钠的量不可少,品红量不能多,尾气处理时使用的是浓度较大的NaOH溶液。
(二)过氧化氢的漂白实验(氧化型漂白)
过氧化氢(俗名双氧水,化学式H2O2)是一种无色粘稠液体,密度1.438g/mL(20℃)熔点-0.41℃,沸点150.2℃.可与水任意比互溶,市售商品为30%或3%的水液。
H2O2常温下能缓慢分解(2H2O2=2H2O+O2
↑),H2O2具有弱酸性(H2O2=H++HO2-,K1=1.55×
10-12,20℃)、还原性和强氧化性。
Na2O2+H2O=NaOH+H2O2H2O2=H2O+O2
↑
2、实验步骤:
第一步:
取一支洁净的试管,向其中加入少量的Na2O2粉末,使用胶头滴管向其中滴加少量的蒸馏水,再向其中滴加几滴无色酚酞试液。
第二步:
在试管中加入过氧化氢。
3、实验现象:
无色酚酞先变红,然后褪色。
4、实验结论:
过氧化氢具有强氧化性,能使无色酚酞褪色,且褪色后不恢复。
(三)活性炭的漂白实验(吸附型漂白)
活性炭又称活性炭黑,是黑色粉末状或颗粒状的无定性碳。
活性炭主要成分除了碳以外还有氧、氢等元素。
活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列,在交叉连接之间有细孔,在活化时会产生碳组织缺陷,因此它是一种多孔碳,堆积密度低,比表面积大。
①取少量红墨水于烧杯中,加入适量水,用玻璃棒搅拌。
②向烧杯中加入适量活性炭,静置一段时间。
红墨水褪色溶液变为无色。
活性炭具有漂白性。
四、研究结果
1、漂白的种类及原理
(1)氧化型漂白
有色有机物的生色基团实际上是一种具有特殊结构的原子团,可以吸收某些波长的光,表现其补色的颜色,而这些生色基团不少因具有不饱和性或还原性而可被氧化导致有机物褪色。
这类氧化物常见的有:
次氯酸(还有像次氯酸钠、次氯酸钙之类次氯酸盐),过氧化氢(还有像过氧化钠、过氧化钙、过氧乙酸等过氧化物),还有臭氧、二氧化氯、浓硫酸等。
这些物质在一定条件下均能产生活性很大的原子氧,原子氧氧化性极强,能将很多有色物质氧化褪色,这类的漂白是彻底的,不可逆转的,因而是长期的。
例、漂白粉
漂白粉是由氯气与氢氧化钙(消石灰)反应而制得。
因为绝对干燥的氢氧化钙与氯气并不发生反应,氯只能被氢氧化钙所吸附。
为此,在工业上系采用含有1%以下游离水分的消石灰来进行氯化,所用的氯气也含有0.06%以下水分。
利用这些原料中的游离水分,使氯气水解生成酸(HClO、HCl),生成的酸为消石灰所中和。
随后,依靠氯化反应时由氢氧化钙析出的水分,使氯继续进行水解,使更多的氢氧化钙参与反应过程,生成一系列化合物。
漂白粉就是这些化合物所组成的复合体。
漂白粉是氢氧化钙、氯化钙和次氯酸钙的混合物,其主要成分是次氯酸钙[Ca(ClO)2],有效氯含量为30%-38%。
漂白粉为白色或灰白色粉末或颗粒,有显著的氯臭味,很不稳定,吸湿性强,易受光、热、水和乙醇等作用而分解。
漂白粉溶解于水,其水溶液可以使石蕊试纸变蓝,随后逐渐褪色而变白。
遇空气中的二氧化碳可游离出次氯酸,遇稀盐酸则产生大量的氧气。
HClO产生的原理:
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO
或Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO
(2)加合型漂白
漂白剂和有色物质内部的生色基团加成(化合),化合后的物质不再吸收可见光,所以有色物质的颜色消失。
但要注意,这些化合物往往不够稳定,受热或其它因素影响下,又恢复为有色物质和漂白剂,所以此类漂白是可逆转的,不彻底的,短期的,因而这类漂白剂选择性更强。
硫粉熏蒸粉丝、银耳,二氧化硫、亚硫酸氢盐使品红褪色等均属此类情况。
(3)吸附型漂白
有些物质结构疏松,多孔,具有很大的比表面积,可以吸附一些物质中的色素使其褪色,与上述两种明显不同的是这类漂白剂漂白过程大多主要属物理过程。
例如:
1活性炭:
活性炭吸附色素使糖脱色或墨水褪色等。
②漂白土
漂白土是指任何细粒的、天然产出、高吸附率的土状物质,具有从脂肪、油脂或油类里吸附杂质或带色物质的能力。
漂白土也叫活性白土,活性凹土、吸附白土、脱色土、吸附剂、脱色白土等。
漂白土采用优质纯天然非金属矿——凹凸棒粘土[1]为主要原料,辅以科学配方,经特殊加工工艺精制而成,表观呈灰白色或淡黄色粉体,是活性碳的理想替代品。
漂白土具有广泛的脱色性能,脱色力极大,有较强的吸附性及净化力,对色素、杂质具有极强的吸附力。
漂白土在应用中具有较强的稳定性,且应用十分方便、安全,不需改变生产企业的原生产工艺。
漂白土过滤后的滤饼可再生利用,不对环境造成污染。
漂白土脱色率高,带油率低,过滤速度快,游离酸含量低。
漂白土的性能:
1、吸附能力强、脱色率高、带油率低、过滤速度快、添加量少;
2、能有效脱除油脂总的磷脂、皂和微量金属离子,可用作天然的抗氧化剂;
3、可脱除油脂中的黄曲霉素、农药残留等毒素和异味物质;
4、脱色后的油品酸值不回升,不回色、清亮透明,品质稳定、保质期长。
5、特别适合矿物油、植物油、动物油的精炼生产。
2、漂白的影响因素
(1)影响双氧水漂白的因素:
浓度、温度、时间、PH值等因素是化学反应的主要条件。
在双氧水漂白的工艺中,应该弄清这些因素的相互关系,以便制定合理的工艺。
(2)影响次氯酸钠漂白的因素:
①PH值的影响②温度的影响③漂白浓度和漂白时间的影响④脱氯问题
(3)、影响活性炭漂白的因素
①活性炭吸附剂的性质、其表面积越大,吸附能力就越强;
活性炭是非极性分子,易于吸附非极性或极性很低的吸附质;
活性炭吸附剂颗粒的大小,细孔的构造和分布情况以及表面化学性质等对吸附也有很大的影响。
②吸附质的性质,取决于其溶解度、极性、吸附质分子的大小和不饱和度、附质的浓度。
③废水PH值、活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中有较高的吸附率。
PH值会对吸附质在水中存在的状态及溶解度等产生影响,从而影响吸附效果。
④共存物质、共存多种吸附质时,活性炭对某种吸附质的吸附能力比只含该种吸附质时的吸附能力差
⑤温度、温度对活性炭的吸附影响较小
⑥接触时间、应保证活性炭与吸附质有一定的接触时间,使吸附接近平衡,充分利用吸附能力。
综上所述:
浓度、温度、时间、PH值等因素是影响漂白的主要因素
3、漂白的适用范围
常用漂白剂的适用范围
次氯酸钠
次氯酸钙
双氧水
过硼酸钠
保险粉
丝毛
×
√
锦纶
棉
涤纶
腈纶
醋纤
维纶
丙纶
四、查阅的有关网站
五、致谢
本课题研究过程中,我们得到老师的指导和帮助,谨在此向指导老师俞锋、帮助过我们研究的自来水公司的工作人员等感谢。
六、附件
附件一:
实验报告SO2的漂白实验的实验报告
附件二:
实验报告过氧化氢的漂白实验报告
附件三:
实验报告活性炭的漂白实验报告
附件四:
研究性学习体会
实验报告
SO2的漂白实验的实验报告
实验名称:
实验者:
郑锐王鑫
实验时间:
2012年4月27日
条件控制:
考虑该实验是验证SO2的漂白性,所以产生SO2的量要相对较多,故在产生SO2时,要求亚硫酸钠的量不可少,品红量不能多,尾气处理时使用的是浓度较大的NaOH溶液
实验器材:
试管、橡皮塞、铁丝、烧杯、铁架台、导管等
实验步骤:
准备好有两个空的橡皮塞,用铁丝将蘸有浓的氢氧化钠溶液的棉花球固定在一个橡皮塞空上。
1、将碳酸钠溶液、亚硫酸钠溶液分别与品红溶液混合于两试管中;
2、向两试管中加入一定量的稀硫酸,并立即塞上塞子;
3、观察实验现象;
4、得出实验结论。
实验现象:
实验结论:
二氧化硫能使品红溶液褪色。
实验报告
过氧化氢的漂白实验报告
俞曼妮、石佳丽
2012年4月28日
试管、烧杯、胶头滴管等
第一步:
取一支洁净的试管,向其中加入少量的Na2O2粉末,使用胶头滴管向其中滴加少量的蒸馏水,再向其中滴加几滴无色酚酞试液。
第二步:
活性炭的漂白实验报告
吴学良王杰
2012年4月29日
烧杯、红墨水、活性炭等
取一洁净的烧杯,向其中加入少量的红墨水,向其中加入适量的蒸馏水。
在烧杯中加入活性炭。
红墨水逐渐褪色。
活性炭具有吸附性,能使红墨水褪色。
研究性学习体会
课题研究体会
高一(6)班郑锐
刚开始对于学习性研究感到很新奇,觉得这个活动会很好玩,但真正开题后,才觉得当时的想法太简单,研究工作需要了解很多知识,例如我们小组是探究漂白性的,这需要我们自己去找资料,了解漂白剂的种类、效果、范围,实践探究各种试剂的漂白现象及效果。
高一(6)班石佳丽
此次研究让我们了解到了许多未知的内容,在日常生活中,人们往往忽略了漂白背后的原理过程,以及危害等。
我们知道了漂白受时间、温度、浓度、PH值影响,这些是生活中人们在漂白过程中所忽视的,而这些因素恰恰影响了漂白的效果。
漂白有利也有弊,自来水中用漂白粉杀菌消毒,若不注意漂白粉的含量,很容易对皮肤造成一定的伤害,影响人们的健康,所以在生活中要适量使用漂白粉,正确应用漂白知识,此次研究也让我们意识到了团队研究的重要性。
如果每一位小组成员没有完成好各自的任务,那么这一次研究不会顺利完成,在研究过程中,我们也遇到了一些困难,但大家一起努力,克服这些困难,圆满地完成了此次研究。
课题研究体会
高一(6)班俞曼妮
在这次研究性中,我们大家都从刚开始的不重视到最后的尽心探讨,也明白了团队的重要性,明白了做一件事就要尽自己所能去努力认真的完成它,我们应该对自己的工作负责。
从开题到结题的整个过程,大家都自觉地尽力做好分配给自己的任务,并帮助同伴,积极发表自己的见解,大家的合作是这次研究能够圆满完成的最主要原因。
通过这次的研究活动,我们大家受益匪浅,不仅仅是了解了这次研究的对象内容,更多地是生活中的很多事物都有其自身的价值,效果和原理,丰富了我们的课外知识面。
任何事物都有两面性,那有有益的方面,也有其不利的方面,例如漂白粉的应用,若不科学掌握其用量对人体会造成危害,因此我们要善于利用,掌握科学知识,充分发挥它的效果,避免它的反面作用,这也需要通过对他的探究,这也奠定了科学实验探究的重要性,这也激发我们应该去掌握更多的科学文化知识,来为探究奠定理论基础。
总之,此次研究让我们的思想更上一层楼,给我们的人生上了一堂有意义的课。
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- 化学 研究性学习