绿色圃中小学教育网

标题: 中考化学探究实验设计──酸、碱溶液与指示剂的作用 [打印本页]
作者: 网站工作室    时间: 2010-4-16 15:05
标题: 中考化学探究实验设计──酸、碱溶液与指示剂的作用
1．化学反应原理：


⑴
石蕊和酚酞等酸碱指示剂能与酸溶液或碱溶液作用，生成不同颜色的物质，因此可用这些物质指示酸或碱，称为酸碱指示剂。其显色情况如下表。



指示剂
酸性溶液
中性溶液
碱性溶液
石蕊
红色
紫色
蓝色
酚酞
无色
无色
红色


⑵
很多植物色素在酸溶液或碱溶液中也显不同的颜色，也可用于作为酸碱指示剂。


2．实验仪器：试管、滴管、研钵、纱布等。



实验药品：石蕊试液、酚酞试液、食醋、石灰水、稀盐酸、稀氢氧化钠溶液、牵牛花、月季花、紫卷心菜、胡萝卜、酒精、蒸馏水等。


3．探究方案：


方案一：


将8支试管分成两组，每组的4组试管中分别加入少量食醋、石灰水、稀盐酸、稀氢氧化钠溶液。向其中一组试管中滴入几滴紫色石蕊试液，向另一组试管中滴入几滴无色酚酞试液。观察现象。




加入石蕊试液后的颜色
加入酚酞试液后的颜色
食醋
红色
无色
石灰水
蓝色
红色
稀盐酸
红色
无色
稀氢氧化钠溶液
蓝色
红色


以上实验证明石蕊试液遇酸变红色，遇碱变蓝色；酚酞试液遇酸显无色，遇碱显红色。


方案二：


⑴
取几种植物的有色花瓣或有色表皮，如牵牛花瓣、月季花瓣、紫卷心菜叶、胡萝卜皮等，放入研钵中捣烂，加适量的酒精溶液（乙醇与水的体积比以1∶1为宜）浸泡十分钟。


⑵
用纱布将浸泡出的汁液过滤或挤出，得到指示剂；


⑶
将自制的指示剂分别滴加到食醋、石灰水、稀盐酸和稀氢氧化钠溶液中，检测指示剂的变色情况。


4．探究评价：


本实验的操作很简单，但现象是否明显，在于指示剂的配制。市售的石蕊试剂中含有较多的红色素杂质，若没有除去就配成溶液，将该试液加入碱性溶液中后，由于红色素的干扰，使颜色偏紫，现象不明显。酚酞不溶于水，因此，酚酞试液浓度过大，在溶液中易形成白色浑浊，干扰了实验现象的观察。氢氧化钠溶液浓度过大，滴加酚酞试液后，变红色后会立即变无色，教师在学生面前可能遇到“有理说不清”的尴尬。所以，氢氧化钠溶液的浓度切不可过高，一般在0.1 mol／L以下为宜。


理论上，有色植物器官的浸出液都可以做酸碱指示剂，但有些植物色素在酸碱溶液中变色不明显。教师要多取几种植物色素，通过比较有选择性地推荐给学生。一般来说，在自然条件下颜色较深的植物花瓣、果皮、茎叶表皮等，变色相对比较明显。


5．资源开发：


⑴
月季花、菊花、喇叭花、丝瓜花、一串红、牵牛花、凤仙花等浸出液在酸性溶液或碱性溶液里会明显地显示不同的颜色。只要把这些花切碎捣烂，用酒精浸制，所得浸泡液也可以用作酸碱指示剂。


植物
浸出液颜色
遇酸时颜色
遇碱时颜色
白菜叶
绿色
黄色
黄绿色
月季花
土红色
桃红色
黄色
红玫瑰
红色
红色
黄色
牵牛花
紫色
红色
蓝色


⑵
经比较精确的试验，红萝卜皮浸出液、紫卷心菜浸出液和米苋菜浸出液的变色范围如下表。由于浸出液的浓度和制做方法上的差异，其变色范围略有差异。仅供参考：


pH
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
红萝卜皮浸出液
红色
紫红色
绿色
黄色
紫卷心菜浸出液
红色
浅紫色
蓝色
青绿色
绿色
黄色
米苋菜浸出液
紫红色
玫瑰红色
洋红色
黄色
黄绿色
亮黄色
⑶
常见酸、碱指示剂
指示剂
指示剂本身性质
在酸溶液中的颜色
在碱溶液中的颜色
室温下变色
范围（pH）
配制方法
每10 mL试
液用的滴数
甲基橙
碱
红
黄
3.1～4.4
每升水中溶解1 g（0.1%）。
1
石蕊
酸
红
蓝
5.0～8.0
1g石蕊溶于50mL水中，静置一昼夜后过滤。在滤液中加入30mL95%乙醇，再加水稀释至100mL。
3
酚酞
酸
无
深红
8.2～10.0
每升90%乙醇中溶解1g。
1～3
百里酚蓝
酸
红
黄
1.2～2.8
0.1g指示剂溶于4.3mL0.05mol／L NaOH溶液中研匀，用水稀释至　250mL（0.04%）；或1g溶液于1L 20%乙醇中。
1～2
甲基黄
碱
红
黄
2.3～4.0
每升90%乙醇中溶解1 g。
1
溴酚蓝
酸
黄
蓝
3.0～4.6
0.1g指示剂溶于3mL0.05mol／L NaOH溶液中研匀，用水稀释至250mL；或每升20%乙醇中溶解1g。
1
溴甲酚蓝
酸
黄
蓝
3.8～5.4
0.1g指示剂溶于3mL0.05mol／L NaOH溶液中研匀，用水稀释至250mL；或每升20%乙醇中溶解1g。
1
甲基红
碱
红
黄
4.2～6.3
每升60%乙醇中溶解1g。
1
酚红
碱
黄
红
6.6～8.9
0.1g指示剂溶于5.7mL0.05mol／L NaOH溶液中研匀，用水稀释至250mL。
1
中性红
碱
红
黄橙
6.8～8.0
每升60%乙醇中溶解1g。
1
百里酚酞
酸
无
蓝
9.4～10.6
每升90%乙醇中溶解1g。
1～2
6. 创新思维：


⑴　当酚酞试液滴入较浓的NaOH溶液（大于2.0 mol／L），立即显紫红色，很快褪成无色；再滴入无色酚酞，又显红色，立即又褪成无色，可以如此反复多次。实验还表明，NaOH溶液的浓度越大，红色褪去的速度越快。


⑵
把上面实验中滴有酚酞并褪成无色的NaOH溶液分装在几支试管中，做如下实验：


①
加热煮沸，红色又复出现，冷却红色又消失；再加热，再冷却，上述现象不断重复。


②
滴入稀盐酸（或稀硫酸）又出现红色，滴入过量稀盐酸（或稀硫酸）将溶液酸化，红色又消失。





③
将溶液加水稀释若干倍（10倍以上），再滴入酚酞试液或把稀释液加热煮沸，都会再次显红色。前者说明稀释液仍显碱性，后者说明稀释液在加热时有酚酞生成跟碱反应显红色。


⑶
把1.0 mol／L NaOH溶液稀释成不同浓度的溶液，再滴入酚酞试液。现象记录如下：


NaOH溶液浓度（mol／L）
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.1
0.05
NaOH溶液体积（mL）
5
5
5
5
5
5
5
酚酞试液（滴）
3
3
3
3
3
3
3
红色褪去时间（min）
4～5
6～7
10～12
15～20
30～40
40～50
数小时


实验说明，溶液浓度小于0.6 mol／L之后，红色褪去的时间长，褪色也很不彻底（呈粉红色）。


⑷
在浓氨水、饱和Na2CO3溶液，饱和石灰水，以及浓度小于0.05 mol／L的NaOH溶液中滴入酚酞试液，溶液都呈红色，而且红色均几乎不褪。


酚酞与氢氧化钠溶液反应，其实是酚酞与氢氧化钠生成钠盐的过程。酚酞钠盐有红色二钠盐和无色三钠盐，它们之间存在如下图所示的转化关系：





酚酞的二钠盐只有在稀碱溶液中才是的，当NaOH溶液浓度大于０.１mol／L或在pH值大于13的强碱性溶液中，这种红色会转化为无色的三价钠盐。


无色三钠盐在水溶液中相当稳定，但与酸反应时又重新生成酚酞二钠盐呈红色。所以在浓碱溶液中滴加酚酞后又变无色的溶液中，滴加酸溶液，一方面酸将碱中和了使碱的浓度降低，同时又使三钠盐转化为二钠盐，溶液再次转化为红色。


有鉴于此，在做指示剂和碱反应的实验时，可以选用任意浓度的氨水或石灰水，也可以用Na2CO3溶液代替，尽可能不要用NaOH、KOH等溶液，也不要用pH＞13的碱溶液。



欢迎光临 绿色圃中小学教育网 (http://lspjy.com/) Powered by Discuz! X3.2