1、化学家庭小实验

1.紫包菜汁白色实验

实验目的：比较紫包菜色素，在酸性溶液和碱性溶液中的不同颜色

实验用品: 紫包菜叶片2~3片，医用酒精（或纯净水），白醋、纯碱(口碱)、小苏打、

柠檬，捣蒜器具等，一次性透明塑料杯（6~8只）。

2.实验结论：（1）紫包菜汁在不同酸性或碱性溶液中颜色不同，如果某种溶液能使紫包菜汁变成红色，该溶液性质应该和上述物品中的哪种物质相似？

（2）其他哪些花的色素也和紫包菜汁有相似，在酸性或碱性溶液中颜色不同？

3.请把你的实验过程拍成照片或视频，保存下来。

2. 比较鸡蛋壳（或贝壳）在怎样的条件下和白醋反应更快

1.实验准备：2个玻璃杯，2片大小相似的鸡蛋壳（去除蛋白）或贝壳，白醋等

2.实验过程：

（1）把2片鸡蛋壳，其中一片研碎成粉末状，分别放在2个玻璃杯中

（2）分别倒入等量白醋，观察实验现象

（3）再取2片鸡蛋壳（形状相似），分别放置在玻璃杯中

（4）倒入不等量的白醋在一次性杯子中，在其中少的白醋中加入水，使得2杯白醋体积相等

（5）分别将白醋倒入2个玻璃杯中，观察实验现象

3. 实验记录和问题：

请总结影响白醋和鸡蛋壳反应速率的因素有哪些？

4.请把你的实验过程拍成照片或视频，保存下来。

2、科普阅读：

稀有气体的发现

稀有气体的发现有一段颇有趣味的历史，1868年法国天文学家詹森(Janssen)观察全日蚀时，发现了一条特殊的黄色普线。后来经英国天文学家洛克耶尔（Lockyer）的研究，发现它与地球上已知元素的谱线都不同，说明太阳大气中从在一种地球上还没有发现的新元素，于是把这种元素命名为氦（Helium），希腊文是太阳的意思。1895年英国化学家拉姆齐（Ramsay）用光谱实验证明了地球上也有氦存在。

氩的发现经历了更为曲折的历程。早在1785年，卡文迪许（Cavendish）在空气中入过量的氧气，用放电法使氮气氧化为一氧化氮，生成的一氧化氮用氢氧化钠溶液吸收，剩余的氧气用红热地铜除去，可是即使把所有的氧气和氮气除尽，仍有少量的气体存在。这种残余气体是什么？卡文迪许没有得出正确的结论。1893年英国物理学家瑞利（Rayleigh）发现从氮的化合物制得的氮气每升重1.2505g，而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升重1.2572g。虽然两者相差不大，但已超出了实验误差的允许范围。这个现象引起雷利的兴趣，他把这个问题公开在一本杂志上，并重做了卡文迪许的实验。瑞利的文章发表后，拉姆齐也开始对这个问题进行研究。但是他和瑞利采取了不同的途径。他把已经不含有CO₂、H₂O和O₂的空气通过灼热的镁以吸收其中的氮气。雷利和拉姆齐虽然采用了不同的途径，但都能得到一些残余气体。他们确定了所得气体的密度为1.9086g·cm^ˉ3，考察所的气体的光谱，断定该气体为一新元素。因它极不活泼，便给它命名为氩（Argon），希腊文是“懒惰者”的意思。

　　由于氦和氩的性质非常相近，而且它们与周期系中已被发现的其它元素在性质上有很大差异，拉姆齐根据周期系的规律性，推测出氦和氩可能是另一族元素。果然，在1898年6月，拉姆齐和特拉弗斯在蒸发液态氩时收集了最先逸出的气体，用光谱分析发现了比氩轻的氖。他们把它命名为neon，源自希腊词neos，意为新，即从空气中发现的新气体。中译名为氖，也就是现在霓虹灯里的气体。（霓虹就是Neon的音译）

随后氪、氙、氡气体相继被人们发现，由于这六种气体元素的化学惰性，很久以来，它们被称为"惰性气体"。但人类的认识是永无止境的，经过实践的检验，理论的相对真理性会得到发展和完善。1962年，在加拿大工作的英国青年化学家巴特列特(Bartlett N,1932~)首先合成出第一个惰性气体的化合物──六氟合铂酸氙Xe[PtF₆]（经后人重复试验，发现此物可能事实上是[XeF][PtF₆]），动摇了长期禁锢人们的思想。"惰性气体（inert gas）"也随之改名"稀有气体（rare gas）"。

1.下列说法正确的是（  ）

A.太阳中有氦元素，但地球上没有     B.稀有气体和所有物质都不能反应

C. 霓虹灯内的填充气是稀有气体      D.氖气的发现与化学变化有关

2. 请分别写出卡文迪许除去空气中氮气和氧气的方程式                 、                  。

3. 拉姆齐用不含有CO₂、H₂O和O₂的空气通过灼热的镁以吸收其中的氮气，生成氮化镁，请写出其化学式                。

酸碱指示剂的发现

酸碱指示剂是检验溶液酸碱性的常用化学试剂，像科学上的许多其它发现一样，酸碱指示剂的发现是化学家善于观察、勤于思考、勇于探索的结果。
‎    300多年前,英国年轻的科学家罗伯特· 波义耳在化学实验中偶然捕捉到一种奇特的实验现象，有一天清晨波义耳正准备到实验室去做实验，一位花木工为他送来一篮非常鲜美的紫罗兰，喜爱鲜花的波义耳随手取下一块带进了实验室，把鲜花放在实验桌上开始了实验。
‎当他从大瓶里倾倒出盐酸时,一股刺鼻的气体从瓶口涌出，倒出的淡黄色液体冒着白雾，还有少许酸沫飞溅到鲜花上.他想“真可惜，盐酸弄到鲜花上了”。为洗掉花上的酸沫，他把花用水冲了一下，一会儿发现紫罗兰颜色变红了，当时波义耳感到既新奇又兴奋。他认为可能是盐酸使紫罗兰颜色变红色，为进一步验证这一现象他立即返回住所，把那篮鲜花全部拿到实验室，取了当时已知的几种酸的稀溶液,把紫罗兰花瓣分别放入这些稀酸中，结果现象完全相同：紫罗兰都变为红色。由此他推断不仅盐酸，而且其它各种酸都能使紫罗兰变为红色。他想这太重要了，以后只要把紫罗兰花瓣放进溶液看它是不是变红色，就可判别这种溶液是不是酸。偶然的发现激发了科学家的探求欲望，后来他又弄来其它花瓣做试验并制成花瓣的水或酒精的浸液，用它来检验是不是酸。同时用它来检验一些碱溶液，也产生了一些变色现象。
‎    他还采集了药草、牵牛花、苔藓、月季花、树皮和各种植物的根……泡出了多种颜色的不同浸液，有些浸液遇酸变色、有些浸液遇碱变色。不过有趣的是，他从石蕊苔藓中提取的紫色浸液，酸能使它变红色，碱能使它变蓝色。这就是最早的石蕊试液，波义耳把它称作指示剂。然而，当时他无法解释为什么石蕊一再变色。现在科学进步了，根据现代理论化学的研究结果，石蕊中所含的蓝色素具有酚酞环结构，并受到氢离子或氢氧根离子的影响，有时“开环”，有时“闭环”，从而产生不同的颜色变化。石蕊是一种常用的酸碱指示剂，变色范围是pH=5.0-8.0之间；是一种弱的有机酸，相对分子质量为3300，在酸碱溶液的不同作用下，发生共轭结构的改变而变色。也就是说，在溶液中，随着溶液酸碱性的变化，其分子结构发生改变而呈现出不同的颜色变化:在酸性溶液里，分子是其存在的主要形式，使溶液呈红色;（由于[H+]增大，平衡向左移）在碱性溶液里，石蕊水解发生的电离平衡向右移动，电离产生的酸根离子是其存在的主要形式，故使溶液呈蓝色;（由于[OH-]增大，平衡右移）在中性溶液里，分子和酸根离子共存，因而溶液呈紫色。

为使用方便,波义耳用一些浸液把纸浸透、烘干制成纸片，使用时只要将小纸片放入被检测的溶液，纸片上就会发生颜色变化，从而显示出溶液是酸性还是碱性。今天，我们使用的石蕊、酚酞试纸、pH试纸，就是根据波义耳的发现原理研制而成的。
‎    后来随着科学技术的进步和发展，许多其它的指示剂也相继被另一些科学家所发现。

1.紫色石蕊遇酸性溶液变           色，遇碱性溶液变         色。

2.除了紫罗兰，还有哪些植物的在酸性溶液或碱性溶液会变色？

                                                       。

3.在使用酸碱指示剂时，我们通常用紫色石蕊可能原因是什么？

                                                        。

“燃素说”与“氧化说”

燃烧的氧化理论是近代化学史上第一个科学的化学理论，它取代错误的却又盛极一时的燃烧理论——燃素说是一个比较漫长的历史过程，几乎贯串整个十八世纪。

燃素说是德国哈雷大学医学与药理学教授施塔尔(Georg Ernst Stahl，1660-1734）在1723年提出的。施塔尔在其教科书《化学基础》（Elementa Chemiae）中提出，所有燃烧的物体中都含有燃素。随着燃烧的进行，物体中的燃素以光和热的形式释放最终只剩下灰烬。比如我们煅烧铅，燃素向外发散，失去了燃素的铅变成了红色的铅灰，而将铅灰和木炭一起焙烧时，铅灰吸收了木炭的燃素，又重生出铅来。他把这种观点加以发挥而形成了一个解释燃烧现象甚至整个化学的完整、系统的学说。按照他的学说，一切化学变化，甚至物质的化学性质乃至颜色，气味的改变都可以归结为物质释放或吸收燃素的过程。由于燃素说能把大量事实联系起来，解释当时发现的化学现象并指引人们进行新的实验，因此很快得到许多化学家的支持。然而，由于施塔尔和他的支持者没能制取纯净的燃素，也不能解释金属煅烧失去燃素却增重的问题，燃素说也受到质疑。

氢气的发现曾一度使燃素说的支持者们摆脱了困境。客观而言，19世纪以前的许多科学家在实验中接触过氢气，但最先把它收集并仔细研究其性质的是英国科学家卡文迪什（Henry Cavendish，1731-1810）。1766年，他向英国皇家学会提交了一篇研究报告《人造空气实验》，文中谈到他用铁、锌等与盐酸作用制取并用排水集气法收集的气体，他称之为可燃空气（inflammable air）。由于这种气体燃烧后没有灰烬，作为燃素说的虔诚信徒，他曾认为这种可燃空气就是燃素。这种推测很快被其他信奉燃素说的化学家采纳。1782年，已经发现了氧气的拉瓦锡以红热的枪筒分解了水蒸气，证明水是氢气和氧气的化合物，并于1787年将这种气体命名为“Hydrogen”（氢气）。但卡文迪什等人拒绝这种见解，仍然坚持水是一种元素，认为可燃空气是水与燃素的结合体。

1796年，普里斯特利通过木炭在铁锈上的反应得到了一种气体，这种气体的化学性质与卡文迪什从金属中得到的气体的表现相似。这种气体燃烧时也是蓝色火焰而不留下任何灰烬，并能使金属灰还原为金属。普里斯特利相信，就像卡文迪什从金属中得到燃素一样，他从木炭中得到了燃素。由于这种可燃空气比卡文迪什发现的可燃空气重，故称之为重可燃空气。

1774年11月，拉瓦锡试做普利斯特里用凸透镜聚焦日光加热红色沉淀物（氧化汞）的实验。又于1775年2月和3月，重复并改进了此项实验。拉瓦锡不仅把普利斯特里的实验工作及其成果传承下来，而且用自己精密细致的定量实验予以补充和加强。1777年，在给巴黎科学院呈送的论文《燃烧概论》中，拉瓦锡描述了这一著名实验。曲颈甑与钟罩内水银面上的空气相通，空气的总体积已被测定。经过一段时间，他注意到在水银面上生成烧渣的红色鳞斑（氧化汞）。12天后，鳞斑不再增加，把火撤去停止试验。经测定，空气体积缩减，剩下的气体是“有臭味的空气”（最初称作“大气的碳气”，后被命名为氮）。又把水银烧渣的红色鳞斑收集在一起，称量后转移到一个小曲颈甑中加热，最终得到一定量的汞和一定体积的“脱燃素空气”。拉瓦锡指出，这是“一种弹性流体（气体），比一般空气更适合于呼吸和助燃，称之谓“纯粹空气”（后被命名为氧）。拉瓦锡明确指出，若将这种“纯粹空气”（氧）加到“大气的碳气”（氮）中就组成了一般的空气。被拉瓦锡抓住的历史性机遇，终于开花结果了，1777年9月5日，他发出了一篇全面推翻燃素说的战斗檄文《燃烧概论》，其中提出了他的新燃烧理论，其要点如下：

(1)燃烧时，均有热或光放出；

(2)物体只能在纯粹空气中燃烧；

(3)燃烧物体重量的增加精确等于它所吸收的部分空气（被破坏或分解了的纯粹空气）的重量；

(4)已燃烧物体由于加上使其重量增加的物质而变成酸，故纯粹空气可称谓“成酸元素”。

(5)纯粹空气是热质或光和一个基的结合物，其内部存在着一种吸引与排拆力的平衡，物体燃烧使其失衡，热质释放出来，表现为火焰、热和光。（关于热质、光和基等概念的认识还有待深化）。

至此，拉瓦锡建立起了以氧为中心的燃烧理论。

阅读材料，回答以下问题：

1.请举出一个燃素说不能解释的实例。

2.普利斯特利发现的重可燃空气实际是什么？请写出普利斯特利通过木炭在铁锈上反应得到这种气体的化学方程式。

3.从现在观念来看，拉瓦锡的新燃烧理论有没有不合理的地方？请指出并完善。