两个实验＜估算高锰酸根离子＞＜测定硫酸铜晶体中结晶水的含量＞＞.

实验一:估算高锰酸根离子（MnO4）的大小 目标：1、利用简易可行的实验，估算构成物 质微粒的大小（感受离子的存在） 2、练习量筒、试管的使用 3、对实验方案进行评价 掌握基本操作技能： 药品的取用（固体、液体） 液体体积的测量、振荡 器材： 镊子、毫米刻度尺、量筒、试管、试管架、 高锰酸钾、烧杯、水。 书本26面 实验一:估算高锰酸根离子（MnO4）的大小 认识高锰酸钾： 高锰酸钾常温下是一种黑紫色 固体，它的化学式为KMnO4， 它由K+和MnO4构成。 高锰酸钾溶液呈紫红色，主 要原因是高锰酸钾中的高锰 酸根离子（MnO4）离子显 紫红色。 实验一:估算高锰酸根离子（MnO4）的大小 实验设计方案： 因为高锰酸钾由K+和MnO4构成（ MnO4比K+体 积大得多），所以一个高锰酸根离子（MnO4）的 大小就可以按下列实验方案来进行估算： 1、先用一定方法测量并估算出高锰酸钾晶体的体 积V。 2、再用一定方法测量并估算出高锰酸钾晶体中高 锰酸根离子（MnO4）的个数n 3、一个高锰酸根离子（MnO4）的体积大小为 ： V/n 1用镊子取出一块高锰酸钾晶体，用毫米刻度尺测量 并估算出晶体的体积，放入1号试管后加入10 mL水， 振荡，使晶体溶解，放在试管架上。 实验一:估算高锰酸根离子（MnO4）的大小 实验过程： 2从1号试管中取1 mL高锰酸钾溶液，加入2号试管中 ，再加入9 mL水，稀释10倍，放在试管架上。 3再从2号试管中取1 mL高锰酸钾溶液，加入3号试管 中，再加入9 mL水，这样又稀释了10倍，依次放在试 管架上。 4继续用上述方法稀释高锰酸钾溶液，用对比的方法 ，稀释到看不出高锰酸钾溶液的紫红色为止。 讨论与思考： 某一组同学测量并估算出高锰酸钾晶体的体积为V ，它们按照上述实验步骤将晶体溶解后得到的高锰酸钾 溶液连续稀释了5次才看不出紫红色，（已知在最后能 看出紫红色的那一支试管中，每10 mL 的溶液中大约存 在1 000个高锰酸根离子），请你帮助他们估算高锰酸 根离子的大小？ 实验过程： 1用镊子取出一块高锰酸钾晶体，用毫米刻度尺测量并估算出 晶体的体积，放入1号试管后加入10 mL水，振荡，使晶体溶解 ，放在试管架上。 2从1号试管中取1 mL高锰酸钾溶液，加入2号试管中，再加入 9 mL水，稀释10倍，放在试管架上。 3再从2号试管中取1 mL高锰酸钾溶液，加入3号试管中，再加 入9 mL水，这样又稀释了10倍，依次放在试管架上。 4继续用上述方法稀释高锰酸钾溶液，用对比的方法，稀释到 看不出高锰酸钾溶液的紫红色为止。 讨论与思考： 某一组同学测量并估算出高锰酸钾晶体的体积为V ，它们按照上述实验步骤将晶体溶解后得到的高锰酸钾 溶液连续稀释了5次才看不出紫红色，（已知在最后能 看出紫红色的那一支试管中，每10 mL 的溶液中大约存 在1 000个高锰酸根离子），请你帮助他们估算高锰酸 根离子的大小？ 分析：高锰酸根离子的个数n： n÷104=1000n=1000 ×104=107 高锰酸根离子的大小为：V/107 练习： 某一组同学测量出某一正方形高锰酸钾晶体的边长 为1.5毫米。然后它们按照课本实验步骤将晶体溶解后 得到的高锰酸钾溶液连续稀释了11次才看不出紫红色， （已知在最后能看出紫红色的那一支试管中，每10 mL 的溶液中大约存在1 000个高锰酸根离子），请你帮助 他们估算高锰酸根离子的大小？ 解：高锰酸根晶体的体积为3.375毫米3 高锰酸根离子的大小为：3.375× 103毫米3 高锰酸根离子的个数为： 1013 硫酸铜晶体里结晶水含量的测定 实验指导 白色的硫酸铜粉末 ： 、认识硫酸铜晶体： 硫酸铜晶体 CuSO4·5H2O 、认识硫酸铜： 常温下，硫酸铜是一种白色粉末状固体， 它的化学式为CuSO4，它与硫酸铜晶体化学性 质不同，是不同种物质，它很容易吸收空气中 的水蒸气发生化学反应生成硫酸铜晶体。 反应式： CuSO45H2OCuSO4·5H2O （白色） （蓝色） 常温下，硫酸铜晶体是一种蓝色的固体，俗称为“胆矾”、“蓝 矾”，它的化学式为CuSO4·5H2O。它是一种结晶水合物（结 晶水合物是一种化合物，属于纯净物）。 注意：硫酸铜晶体不是硫酸铜和水的混合物 （1）、CuSO4·5H2O在常温下是一种比较稳定的结晶水合物 、认识硫酸铜晶体（ CuSO4·5H2O ）的化学性质 （2）、硫酸铜晶体CuSO4·5H2O加热至258 左右，会全部失 去结晶水变成白色的硫酸铜粉末（ CuSO4 ）。 受热时失去结晶水的过程可表示如下： CuSO4·5H2O 258 CuSO4 + 5H2O （蓝色） （白色） 实验：测定硫酸铜晶体中结晶水的含量 目标：1、了解在一定条件下，分解物质是分析物质组成 的一种方法。 2、了解硫酸铜晶体中结晶水的含量是一定的，从 而加深对硫酸铜晶体是纯净物的认识。 3、学习在坩埚里灼烧物质的实验技能。 品材 ： 天平、研钵、铁三角架、 石棉网、坩埚、坩埚钳、 干燥器、火柴、酒精灯、 硫酸铜晶体。 坩埚 三角架 实验：测定硫酸铜晶体中结晶水的含量 实验设计思路： 结晶水的质量=硫酸铜晶体质量硫酸铜质量 硫酸铜晶体 中结晶水的 质量分数 = 结晶水质量 硫酸铜晶体质量 = 硫酸铜晶体质量硫酸铜质量 硫酸铜晶体质量 1、硫酸铜晶体CuSO4·5H2O加热至258 左右，会 全部失去结晶水变成白色的硫酸铜粉末（ CuSO4 ） CuSO4·5H2O 258 CuSO4 + 5H2O （蓝色） （白色） 2、根据加热前后的质量之差，可求算出硫酸铜晶体 中结晶水的质量。 3、从而再求算出硫酸铜晶体中结晶水的质量分数 二、实验步骤 1、研磨 将块状硫酸铜晶体研细 2、称空坩埚（洁净而干燥）质量m1克 4、加热 把坩埚置于石棉网中央，用小火慢慢加热，直到蓝色 的硫酸铜晶体全部变成白色粉状物，并不再有水蒸气逸出为止。 然后将坩埚放在干燥器中冷却至室温，称量记录数据。 6、计算 5、将上述4中的坩埚连同无水硫酸铜再加热，冷却后再称量。反 复三次，至质量不同变化为止（相邻两次称量误差不得超过0.1g） 3、称坩埚及晶体总质量m2克 加热次数1234 加热后坩埚和无水硫酸铜的总质量 m3m4m5m6 硫酸铜晶体 中结晶水的 质量分数 = m2m6 m2m1 讨论与思考：下面是学生甲做硫酸铜晶体里结晶水含 量测定实验记录的数据。 根据上述数据计算： （1）硫酸铜晶体的质量为 ，硫酸铜晶体中结晶水的质 量为 ，胆矾中结晶水的质量分数为_。 （2）根据硫酸铜晶体的化学式，计算硫酸铜晶体中结晶水含量 的理论值为多少？ （3）比较：结果是偏低还是偏高？_。 m1m2m3 40% 偏高 （4）请你分析其中的偏差是由哪些因素导致的？ 2.5克 1.0克 硫酸铜晶体 中结晶水的 质量分数 = 5H2O CuSO4·5H2O = 90 250 = 36% 6 . 9 实验偏差分析： 上述实验中设坩埚质量为m1，坩埚和硫酸铜晶体质量 为m2，坩埚和无水硫酸铜质量为m3。 从上面看出：凡实验过程使得（m2-m3）偏大或（m2-m1）偏 小的，都会使结晶水含量的测定结果偏大，反之亦然。 硫酸铜晶体 中结晶水的 质量分数 = m2m3 m2m1 偏高 偏低 偏高 偏高 偏低 偏低 偏高 操作步骤 加热时晶体溅出 加热不充分 加热温度过高部分硫酸铜分解 坩埚不干燥 晶体中含有易分解的杂质 在空气中冷却 晶体中含有不分解的杂质 回答硫酸铜晶体中结晶水含量测定实验的有关问题： （1）下面是学生甲做硫酸铜晶体里结晶水含量测定实验记 录的数据。 坩埚质量：m1g，坩埚硫酸铜晶体质量：m2g 坩埚无水CuSO4质量为：m3g 则硫酸铜晶体中的结晶水的质量分数为：_。 （2）若实验过程中出现下列情况对结晶水含量的测定有何 影响？（填“偏大”“偏小”“无影响”） 加热过程中有少量CuSO4分解得灰白色粉末_； 加热过程中有少量CuSO4粉末溅出_； 加热后，坩埚放置在空气中冷却称重_。 偏大 偏大 偏小 四、实验习题