第四章學生化學小試驗小製作小發明3
50.魔棒點燈
【實驗原理】
濃硫酸與高錳酸鉀反應生成氧化性很強的七氧化二錳，它和易燃物如乙醇等劇烈反應放出大量熱，可將乙醇等點燃。
【實驗步驟】
（1）目的：利用高錳酸鉀（KMnO4）和酒精的氧化還原反應產生火花，以點燃酒精燈，說明化學反應中的反應熱。
（2）器材：高錳酸鉀固體005克，酒精燈1個，濃硫酸2滴，玻璃棒1支，燒杯（400ml）1個
（3）操作步驟：
①在燒杯內邊緣的任意位置滴兩滴濃硫酸，在濃硫酸的對麵邊緣（隔180度相對）放005克高錳酸鉀固體，帶到課堂上後將玻棒底端放在濃硫酸上斜靠在杯內。
②將玻棒取出展示給學生看，表示玻棒潔淨無物(潤濕的無色硫酸看不出來)，待學生認同無物後將玻棒放回大燒杯中，此時玻棒的底端需置於高錳酸鉀上。
③把酒精燈的蓋子取下，展示給學生看，確認為一般的酒精燈。
④取出玻棒在酒精燈的燈芯上碰觸一下，即見酒精燈被玻棒點燃。
（4）討論：
①高錳酸鉀和酒精反應為何能點燃酒精燈？
②寫出高錳酸鉀和酒精的反應方程式。
③反應過程中，濃硫酸扮演什麼角色？
51.水中花園實驗
【實驗原理】
除了堿金屬的矽酸鹽能溶於水外，其餘金屬的矽酸鹽都不溶於水，並且大多都能呈現各種美麗的顏色。利用這點，我們可以做一個有趣的“水中花園”的實驗。當把硫酸銅、氯化錳、氯化鈷、硝酸鋅等鹽投入水玻璃溶液中時，會發生如下的反應：
CuSO4+Na2SiO3=CuSiO3↓＋Na2SO4藍綠色
MnCl2＋Na2SiO3＝MnSiO3↓＋2NaCl紫色
以上這些不溶性的矽酸鹽首先在CuSO4、MnCl2等晶粒表麵形成一層難溶於水而有半滲透性的薄膜，該薄膜隻允許水往晶體中滲透，而其他離子則不能透過去，當滲入的水又溶解了可溶性鹽將薄膜脹裂後又會遇到矽酸鈉作用形成新的薄膜，這一過程不斷重複使矽酸銅等鹽在矽酸鈉膠體中長成美麗的枝狀“樹”，如“水中花園”一樣。
【實驗步驟】
（1）用品：燒杯，砂子，水玻璃稀溶液（20％），CuSO4固體，Co(NO3)2固體、Zn(NO3)2固體，Ni(NO3)2固體，Mn(NO3)2固體，Ca(NO3)2固體。
（2）操作方法：取一個大燒杯或小型魚缸，在底部鋪上厚度為5毫米左右經水洗過的砂子，並倒入為20％的水玻璃溶液，深度10厘米左右。
取硫酸銅晶體、硫酸亞鐵晶體、醋酸鉛晶體、氯化錳晶體、氯化鈷晶體、氯化鐵晶體、硫酸鎳晶體豆粒大小各一粒，分別分散地投入水玻璃溶液中，靜置二三分鍾後，這些晶體就開始長出約5毫米長的各色芽狀物，隨著時間推移又會長出好多絲狀分支。硫酸銅晶體的芽枝是藍白色樹狀，氯化鈷晶體的是紫色絲狀物，氯化鐵晶體的是橙色粗狀樹等等，整個水下成為絢麗多彩的“植物園”。一天以後，用虹吸法抽出水玻璃溶液，換上清水，這些“花草樹木”並不溶解，它們在清水中顯得更加美麗。
52.高錳酸鉀的製作實驗
【實驗原理】
高錳酸鉀為強氧化劑，易和水中的有機物和空氣中的塵埃等還原性物質作用；KMnO4溶液還能自行分解，見光時分解更快，因此KMnO4標準溶液的濃度容易改變，必須正確地配製和保存。
KMnO4溶液的標定常采用草酸鈉（Na2C2O4）作基準物，因為Na2C2O4不含結晶水，容易精製，操作簡便。KMnO4和Na2C2O4反應如下：
滴定溫度控製在70～80℃，不應低於60℃，否則反應速度太慢，但溫度太高，草酸又將分解。
【實驗步驟】
（1）目的：掌握高錳酸鉀標準滴定溶液的配製、標定和保存方法。掌握以草酸鈉為基準物標定高錳酸鉀的基本原理、反應條件、操作方法和計算。
（2）試劑：基準試劑Na2C2O4；3mol/LH2SO4溶液；
（3）步驟：
1、002mol/LKMnO4標準溶液的配製
稱取16克KMnO4固體，置於500mL燒杯中，加蒸餾水520毫升使之溶解，蓋上表麵皿，加熱至沸，並緩緩煮沸15分鍾，井隨時加水補充至500毫升。冷卻後，在暗處放置數天（至少2～3天），然後用微孔玻璃漏鬥或玻璃棉過濾除去MnO2沉澱。濾液貯存在幹燥棕色瓶中，搖勻。若溶液煮沸後在水浴上保持1小時，冷卻，經過濾可立即標定其濃度；
2、KMnO4標準溶液的標定
準確稱取在130℃烘幹的Na2C2O4015～020克，置於250mL錐形瓶中，加入蒸餾水40mL及H2SO410mL，加熱至75～80℃（瓶口開始冒氣，不可煮沸），立即用待標定的KMnO4溶液滴定至溶液呈粉紅色，並且在30秒內不褪色，即為終點。標定過程中要注意滴定速度，必須待前一滴溶液褪色後再加第二滴，此外還應使溶液保持適當的溫度。
根據稱取的Na2C2O4質量和耗用的KMnO4溶液的體積，計算KMnO4標準溶液的準確濃度。
53.噴霧作畫
【實驗原理】
溶液遇到硫氰化鉀(KSCN)溶液顯血紅色，遇到亞鐵氰化鉀〔K4［Fe(CN)6］〕溶液顯藍色，遇到鐵氰化鉀〔K3［Fe(CN)6］〕溶液顯綠色，遇苯酚顯紫色。FeCl3溶液噴在白紙上顯黃色。