‘壹’ 初三化学实验
有趣的化学实验—隐形墨水
相信有很多人在孩童时代便已看过或玩过所谓的“隐形墨水”,当时一定会感觉到相当的好奇,即使告知原因也无法了解。然而当我们学过国小自然科、国中理化或高中化学之后,对应形墨水的原理便能恍然大悟了。其实当时的隐形墨水之原理也非常简单,它仅仅是利用酸检指示剂在酸性或碱性溶液中的颜色变化而已,除了应用化学变化中的酸碱中和之原理之外,还可利用其它的化学反应—如沈淀反应、氧化还原、错离子形成及催化反应等现象,来配制隐形墨水。为了进一步揭开隐形墨水的秘密,以下仅以酸碱型、沈淀型、错离子型、氧化还原型及催化型等五种隐形墨水的配制与使用加以说明供作参考。
一、酸验型之隐形墨水
将酸碱指示剂如酚钛溶液滴2滴于酸性溶液(如0.1M HCl)中,并利用毛刷沾酸性溶液将滤纸涂满,待干后再利用毛笔沾取碱性溶液(如0.5M NaOH)做为隐形墨水(无色透明),并在滤纸上写字,则便会在白色滤纸上出现粉红色字来。如改用其它常用的酸检指示剂(如广用指示剂)加于酸性(或碱性)溶液中,再用毛刷将其涂在滤纸上而呈现红色(或蓝色)纸张,待干后用毛笔沾取碱性(或酸性)溶液在上述处理过的红色滤纸(或蓝色滤纸)上写字,便会出现红色底蓝色字(或蓝色底红色字)来。其结果列于表一,而常用指示剂之颜色变化范围列于表二。
表一 酸碱型隐形墨水之颜色变化
0.1M HCl加指示剂
0.1M NaOH加指示剂
酚钛(滤纸呈白色)
溴瑞香草蓝(滤纸呈黄色)
广用指示剂(滤纸呈红色)
酚钛(滤纸呈红色)
溴瑞香草蓝(滤纸呈蓝色)
广用指示剂(滤纸呈蓝色)
0.5M HCl
-
-
-
红色底白色字
蓝色底黄色字
蓝色底红色字
0.5M NaOH
白色底红色字
黄色底蓝色字
红色底蓝色字
-
-
-
表二 常用指示剂之颜色变化
指示剂
pH和颜色变化范围
酚钛
8.2(无色)~10.0(红色)
溴瑞香草蓝
6.0(黄色)~7.6(蓝色)
广用指示剂
4 5 6 7 8 9 10
红 橙 红 绿 蓝 靛 紫
二、沈淀型之隐形墨水
利用两种不同的化合物反应时会产生不溶性之有色沈淀物来配制成沈淀型隐形墨水,例如(1)由硝酸铅或硝酸银溶液与硫化铵溶液作用产生黑色的硫化铅(PbS)或黑色的硫化银(Ag2S)沈淀。(2)由硝酸铅或硝酸银溶液与碘化钾溶液作用产生黄色的碘化铅(PbI2)或黄色的碘化银(AgI)沈淀。(3)由硝酸铅或硝酸银溶液与氯化钠溶液作用产生白色的氯化铅(PbCl2)或白色的氯化银(AgCl)沈淀。前者(1)与(2)可在白色滤纸上呈现出黑色或黄色字体,而后者(3)可在预先染成黑色的滤纸上呈现白色字体来。其结果列于表三,其反应方程式如下:
Pb2+(aq)+S2-(aq)→PbS(s)黑色
2Ag+(aq)+S2-(aq)→Ag2S(s)黑色
Pb2+(aq)+2I-(aq)→PbI2(s)黄色
Ag+(aq)+I-(aq)→AgI(s)黄色
Pb2+(aq)+2Cl-(aq)→PbCl2(s)白色
Ag+(aq)+Cl-(aq)→AgCl(s)白色
表三 沈淀型隐形墨水之颜色变化
硫化铵溶液
(NH4)2S
(滤纸呈白色)
碘化钾溶液
KI
(滤纸呈白色)
氯化钠溶液
NaCl
(滤纸先染成黑色)
硝酸铅溶液
Pb(NO3)2
白色底
黑色字
白色底
黄色字
黑色底
白色字
硝酸银溶液
AgNO3
白色底
黑色字
白色底
黄色字
黑色底
白色字
三、错离子型之隐形墨水
由金属阳离子和非金属阴离子结合成有色的错离子(Complex ion)来配制而成隐形墨水。例如(1)由氯化铁溶液和硫氰酸钾溶液作用形成红色的硫氰酸铁[Fe(SCN)2+]错离子。(2)由可溶性淀粉溶液和碘液作用而形成深蓝色的I3--Starch错离子。(3)由氯化铁或氯化亚铁与亚铁氰化钾或铁氰化钾溶液作用皆分别形成深蓝色错化合物,其结果列于表四,其反应方程式如下:
Fe3+(aq)+SCN-(aq)→Fe(SCN)2+红色
I3-(aq)+Starch→I3—Starch深蓝色
4Fe3+(aq)+3Fe(CN)64-(aq)→Fe4[Fe(CN)6]3深蓝色
3Fe2+(aq)+2Fe(CN)63-(aq)→Fe3[Fe(CN)6]2深蓝色
表四 错离子型之隐形墨水颜色变化
氯化铁溶液
FeCl3
(滤纸呈淡棕色)
碘-碘化钾溶液
(I3-)
(滤纸呈棕色)
氯化亚铁溶液
FeCl2
(滤纸呈淡棕色)
硫氰酸钾溶液
KSCN
棕色底
红色字
-
-
可溶性淀粉溶液
Soluble starch
-
棕色底
深蓝色字
-
亚铁氰化钾溶液
K4Fe(CN)6
淡棕色底
深蓝色字
-
-
铁氰化钾溶液
K3Fe(CN)6
-
-
淡棕色底
深蓝色字
四、氧化还原型之隐形墨水
由氧化剂与还原剂作用时产生颜色变化(产生或消失)之现象而配制成隐形墨水。例如(1)由硫代硫酸钠溶液与碘液作用时碘液的棕色会消失。(2)由过氧二硫酸钾溶液将碘化钾溶液中之碘离子氧化成碘分子而呈现棕色。(3)由草酸将紫红色的过锰酸钾溶液还原成无色的锰离子。其结果列于表五,其反应方程式如下:
I2+2S2O32-→2I-+S4O62-
棕色 无色
2I-+S2O82-→I2+2SO42-
无色 棕色
5C2O42-+2MnO4-+16H+→2Mn2++10CO2+8H2O
紫红色 无色
表五 氧化还原型隐形墨水之颜色变化
碘酒
I2
(滤纸呈棕色)
碘化钾溶液
KI
(滤纸呈白色)
过锰酸钾溶液
KMnO4
(滤纸呈紫红色)
硫代硫酸钠溶液
Na2S2O3
(还原剂)
棕色底
白色字
-
紫红色底
白色字
过氧二硫酸钾溶液
K2S2O6
(氧化剂)
-
白色底
棕色字
-
草酸钠溶液
Na2C2O4
(还原剂)
-
-
紫红色底
白色字
五、傕化型之隐形墨水
由于催化剂之催化作用而使化学反应发生而且产生明显的颜色变化来配制的隐形墨水。例如(1)由二铬酸钾(K2Cr2O7)催化过氧化氢而分解成水和氧气时,二铬酸钾先转变成暗褐色的过氧二铬酸钾(K2Cr2O9),随后又会放出氧气而回复为原来的二铬酸钾。(1)鲁米诺(Lumionl)在碱性溶液和双氧水存在下受到Fe3+或Fe2+等离子之催化而出现蓝绿色光。因此若将二铬酸钾溶液处理在滤纸上,随后用毛笔沾取双氧水在滤纸上写字,则会出现暗褐色字体,但不久又会消失。若将赤血盐[K3Fe(CN)6]、氯化铁(FeCl3)或氯化亚铁(FeCl2)溶液分别处理在滤纸上,然后在鲁米诺之氢氧化钠溶液中加入少许双氧水,于暗室内在滤纸上写字,则会出现蓝绿色光之字迹,但不久又会消失。其结果列于表六。
表六 催化型隐形墨水之颜色变化
二铬酸钾溶液
K2Cr2O7
(滤纸呈橘红色)
赤血盐溶液
K3Fe(CN)6
(滤纸呈红色)
氯化铁溶液
FeCl3
(滤纸呈淡棕色)
氯化亚铁溶液
FeCl2
(滤纸呈淡棕色)
双氧水
(H2O2)
橘红色底暗褐色字随后又消失 -
-
-
鲁米诺之碱性溶液
(Lumionl/NaOH)
-
于暗室内呈现蓝绿色光字,随后又消失 于暗室内呈现蓝绿色光字迹,但在光线下呈深棕色字迹 于暗室内呈现蓝绿色光字迹,但在光线下呈深棕色字迹
六、结论
上述所介绍的五种隐形墨水乃是分别由不同的化学药品,如酸碱性溶液和指示剂,沈淀剂、氧化剂、还原剂、错化剂或催化剂及发光剂等分别调配而成无色透明的溶液作为隐形墨水,而且必须分别在特殊药品处理过之滤纸上来写字,才会由于分别发生酸碱中和、产生沈淀、氧化还原、形成错离子或错化合物或催化作用等而出现各种不同颜色的字体,此乃为隐形墨水之秘密所在。
若将上述几种隐形墨水加以混合,则便可同时针对不同药品处理的滤纸写出不同颜色的字体来,由此配制成一综合型的隐形墨水。如将碘化钾溶液、硫代硫酸钠溶液及硫氰酸钾溶液等混合成一综合型的隐形墨水时,便可分别在硝酸铅溶液、碘酒溶波及氯化铁溶液等处理过的滤纸上写出白底黄色字体(PbI2)、棕褐色底白色字(I-)及白色底红色字[Fe(SCN)2+]来。
七、参考数据
方金祥:趣味化学实验讲义。国立高雄师大化学系。中华民国七十九年二月。
萧韵玲、邱宝凤、苏昭瑾、方泰山:化学能转变成光能的示范实验-一套方便的教具。化学;第四十二卷第三期,A52-A56。中华民国七十三年九月。
国立编译馆:高中基础理化实验手册上册实验3-4化学能转换成光能。中华民国七十六年八月四版。
E.J.King:Qualitative Analysis and Electrolytic Solutions.
作者:方金祥(国立高雄师范大学化学系)
资料来源:科学教育月刊,第140期,民国八十年五月\
‘贰’ 初三化学有哪些简单有趣的小实验
魔棒点灯
建造一座“水中花园”
喷雾作画
‘叁’ 初中化学趣味 实验有哪些
首先老师在开学第一节课会做一些小实验,让你体会一些化学的奇妙,包括:制作氢氧化铜蓝色沉淀,制备一些气体,镁的燃烧等等。
开始学习实验的是气体那个部分,氧气的制备是最重要的(中考经常考),金属、非金属(C、S、P)的燃烧,木炭和氧化铜的反应
第二学期学金属就有金属的很多个反应 (都是置换反应),二氧化碳的制取(也是很重要的),酸碱盐的反应等等。
个人认为最有趣的是自己和同桌制备几瓶氧气,一瓶用来助燃小木条,然后拿氧气自己吸一吸,感觉很有趣,然后再吸一吸那小木条烧剩的二氧化碳。
‘肆’ 初中化学趣味实验
反应吸热所以使瓶内温度降低,压强变小,从而使气球变大。如:氢氧化钡晶体跟氯化铵的吸热反应。还有其他物质跟铵盐的反应,都是吸热反应。而且都不需要加热。
‘伍’ 有哪些有趣的化学小实验(适合初中生做的)
喷泉实验:利用氨气溶于水从而引起瓶内气压低 从而引起倒流 形成喷泉!实验安全 操作简单
变色的玫瑰:指示剂的实验 指示剂遇酸变色,遇碱变另一种颜色
实验简单,易于操作
‘陆’ 初中化学实验有哪些实验比较简单还安全有趣
高中化学实验的方法有哪些?做实验的注意事项
我们从到了七年级就开始学习化学,但是学过的孩子们应该都知道,在初中只是先接触一下,到了高中化学才开始真正的学习,但是学习化学就会做实验,做实验的方式都有什么?
化学实验仪器
在上面的文章当中我给你们说了很多关于高中化学实验有哪些方法的类别,我相信大家应该也都知道了,每个实验都有它适合的方法,你们一定要择选适宜他的方式,还要注意一些事项.
‘柒’ 初中化学小实验有哪些
一高锰酸钾制氧气
1.实验前先检查装置的气密性
2.试管口要略微向下倾斜:防止生成的水回流,使试管底部破裂
3导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞(不要太长)有利于产生的气体排出
4试管口塞一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导气管,污染制取的气体和水槽中的水
5加热时先预热
6排气法收集气体时,导气管要伸入接近集气瓶底部:有利于集气瓶内空气排出,使收集的气体更纯
7实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯:防止水槽中的水倒流,炸裂试管
二二氧化碳制取
实验室制造二氧化碳:2HCl+CaCO3====CaCl2+ H2CO3由于碳酸很不稳定,容易分解:H2CO3==H2O+CO2↑
三.粗盐提纯
1.溶解
用托盘天平称取5克粗盐(精确到0.1克).用量筒量取10毫升水倒入烧杯里.用药匙取一匙粗盐加入水中,观察发生的现象.用玻璃棒搅拌,并观察发生的现象(玻璃棒的搅拌对粗盐的溶解起什么作用?搅拌,加速溶解).接着再加入粗盐,边加边用玻璃棒搅拌,一直加到粗盐不再溶解时为止.观察溶液是否浑浊.
在天平上称量剩下的粗盐,计算在10毫升水中大约溶解了多少克粗盐.
2.过滤
将滤纸折叠后用水润湿使其紧贴漏斗内壁并使滤纸上沿低于漏斗口,溶液液面低于滤纸上沿,倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒,玻璃棒的末端紧靠有三层滤纸的一边,漏斗末端紧靠承接滤液的烧杯的内壁。慢慢倾倒液体,待滤纸内无水时,仔细观察滤纸上的剩余物及滤液的颜色.滤液仍浑浊时,应该再过滤一次.
如果经两次过滤滤液仍浑浊,则应检查实验装置并分析原因,例如,滤纸破损,过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘,仪器不干净等.找出原因后,要重新操作.
3.蒸发
把得到的澄清滤液倒入蒸发皿.把蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯加热(图16).
同时用玻璃棒不断搅拌滤液(晶体析出时,防止固体飞溅).
等到蒸发皿中出现较多量固体时,停止加热.利用蒸发皿的余热使滤液蒸干.
4.用玻璃棒把固体转移到纸上,称量后,回收到教师指定的容器.比较提纯前后食盐的状态并计算精盐的产率.
5.粗盐中含有Mg2+、Ca2+、SO42-
去除可溶性杂质:
溶解
加入过量BaCl2(去除硫酸根离子)SO42-+Ba2+=BaSO4↓
加入过量NaOH(去除镁离子)Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
加入过量Na2CO3(去除钙离子及BaCl2中的钡离子) Ca2++CO32-=CaCO3↓
Ba2++CO32-=BaCO3↓
过滤
向滤液中加入适量HCl(除去过量NaOH,Na2CO3,可选择用pH试纸控制加入的量,或是直接蒸发)
蒸发,结晶
注意:一贴二低三靠
①“一贴”是指滤纸折叠角度要与漏斗内壁口径吻合,使湿润的滤纸紧贴漏斗内壁而无气泡,因为如果有气泡会影响过滤速度.
②“二低”是指滤纸的边缘要稍低于漏斗的边缘,二是在整个过滤过程中还要始终注意到滤液的液面要低于滤纸的边缘。这样可以防止杂质未经过滤而直接流到烧杯中,这样未经过滤的液体与滤液混在一起,而使滤液浑浊,没有达到过滤的目的。
③“三靠”一是指待过滤的液体倒入漏斗中时,盛有待过滤液体的烧杯的烧杯嘴要靠在倾斜的玻璃棒上(玻璃棒引流),防止液体飞溅和带过滤液体冲破滤纸;二是指玻璃棒下端要轻靠在三层滤纸处以防碰破滤纸(三层滤纸一边比一层滤纸那边厚,三层滤纸那边不易被弄破);三是指漏斗的颈部要紧靠接收滤液的接受器的内壁,以防液体溅出。
‘捌’ 初三化学有哪些简单有趣的小实验
链接:
德拉创新实验室
‘玖’ 初三能在家里做的化学小实验(我有部分试剂)谢谢
蜡烛燃烧实验 ,醋酸与纯碱反应,都是可以做的,金属与醋酸反应也可以做的,还有过滤 等
‘拾’ 初中化学趣味小实验
德拉创新实验室网络网盘免费下载
链接: https://pan..com/s/1SPi8TBkPu1sVoA2igF6uSQ
德拉创新实验室