师:同学们,今天我们学习人教版化学选择性必修一第二章实验活动一:探究影响化学平衡移动的因素。实验开始前,我们先明确实验目的。本次实验目的有二:一是通过改变反应物或产物的浓度,探究浓度改变对化学平衡的影响;二是通过改变温度条件,探究温度改变对化学平衡的影响。同时,进一步学习控制变量、对比实验等科学探究方法,培养变化观念与科学探究等核心素养。
本次实验所需的用品有:小烧杯、大烧杯、量筒、试管架、玻璃棒、胶头滴管、酒精灯、打火机,两个封装有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的连体小球,透明塑料盒,铁粉,0.05 摩尔每升的三氯化铁溶液,0.15 摩尔每升的硫氰化钾溶液,0.1 摩尔每升的重铬酸钾溶液,6 摩尔每升的氢氧化钠溶液,6 摩尔每升的硫酸溶液,0.5 摩尔每升氯化铜溶液,热水、冷水、蒸馏水。
首先进行第一组探究实验,研究浓度对化学平衡的影响。第一个实验,是氯化铁溶液与硫氰化钾溶液的反应。这个反应存在一个平衡体系,产物硫氰化铁是什么颜色呢?
生:红色。
师:对,那反应物之一的三价铁离子溶液是什么颜色?
生:浅黄色。
师:非常好,另一种反应物硫氰化钾溶液是无色的。所以,我们可以通过观察颜色变化,来判断这个平衡体系中化学平衡状态的改变情况。同学们要注意,影响化学平衡的因素有多种,设计实验探究规律时,需控制其他条件不变,只改变一个条件,探究这一条件对反应平衡的影响。下面按实验步骤开始实验,大家仔细观察并记录实验现象。
氯化铁溶液与硫氰化钾溶液反应的实验用品有:铁粉,0.15 摩尔每升的硫氰化钾溶液,0.05 摩尔每升的三氯化铁溶液,蒸馏水,试管架、试管、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管。在小烧杯中加入 10 毫升蒸馏水,再滴入 5 滴 0.05 摩尔每升的三氯化铁溶液和 5 滴 0.15 摩尔每升硫氰化钾溶液,用玻璃棒搅拌,使其充分混合。然后将混合均匀的溶液平均注入 a、b、c 三支试管中。向试管 a 中滴入 5 滴 0.05 摩尔每升的三氯化铁溶液,与试管 c 对比,观察到什么现象?
生:溶液红色加深。
师:向试管 b 中滴入 0.15 摩尔每升硫氰化钾溶液,与试管 c 对比,又观察到什么?
生:溶液红色也加深。
师:根据实验现象完成表格。与 c 试管对比,a 和 b 试管溶液红色加深。在这个实验探究中,我们增大了反应物的浓度。通过分析实验现象,能得出什么实验结论?
生:在其他条件不变时,增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动。
师:很好,接下来进一步探究。继续向上述两支试管中分别加入少量铁粉,大家观察并记录现象。
生:向试管 a 中加入少量铁粉,溶液红色变浅;向试管 b 中加入少量铁粉,溶液红色也变浅。
师:根据现象完成表格。与 c 试管对比,a 和 b 试管溶液红色变浅。在这个实验中,我们减小了反应物的浓度。通过分析现象,又能得出什么结论?
生:在其他条件不变时,减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
师:非常正确。下面做第二个实验,探究浓度对重铬酸钾溶液中平衡的影响。铬酸根和重铬酸根在水溶液中存在一个化学平衡体系,铬酸根水溶液呈橙色,重铬酸根溶液呈黄色。下面开始实验,大家观察并记录现象。
浓度对重铬酸钾溶液中平衡影响的实验用品有:试管架、试管,0.1 摩尔每升的重铬酸钾溶液,6 摩尔每升的氢氧化钠溶液,6 摩尔每升的硫酸溶液,烧杯,胶头滴管。加入两毫升 0.1 摩尔每升的重铬酸钾溶液,向试管中滴加 5 - 10 滴 6 摩尔每升的氢氧化钠溶液,观察到什么?
