Учебник для 11 класса

Естествознание

Практические работы №1, №2, №3, №4

1. Изучение фотографий треков заряженных частиц

Цель работы: анализировать и объяснять характер движения заряженных частиц.

Источники информации: фотографии треков заряженных частиц.

Ход работы..............................................

Рассмотрите фотографию трека электрона и ответьте на следующие вопросы.

1. В каком поле — электрическом или магнитном — движется электрон?
2. Почему трек электрона имеет форму спирали, а не прямой линии или окружности?
3. Почему радиус траектории движения электрона уменьшается?
4. Как можно по треку частицы определить знак её заряда?
5. Как можно по треку частицы определить её массу?

Сделайте вывод о причинах и характере движения электронов.

2. Получение, собирание и распознавание газов

Цель работы: получить, собрать и распознать водород, кислород, углекислый газ, аммиак и этилен.

Оборудование и реактивы: пробирки, спиртовки, спички, лучинки, шпатели, стеклянные трубочки, лакмусовые бумажки, держатели, приборы для получения газов, штативы. Гранулы цинка, оксид марганца (IV), кусочки мрамора, вода, гранулы или кусочки полиэтилена, растворы: соляной кислоты, пероксида водорода, уксусной кислоты, из вест ко вой воды, хлори да ам мо ния, щёло чи, пер ман га на та ка лия (подкисленный).

Ход работы..............................................

1. Получение, собирание и распознавание водорода

В пробирку поместите две гранулы цинка и прилейте в неё 1—2 мл соляной кислоты. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.

Накройте пробирку пробиркой большего диаметра, расположив её немного ниже краёв меньшей пробирки. Через 1—2 мин поднимите большую пробирку вверх и, не переворачивая её, поднесите к пламени спиртовки. Что наблюдаете? Что можно сказать о чистоте собранного ва ми водорода? По че му водород соби ра ли в пе ре вёр ну тую пробир ку?

2. Получение, собирание и распознавание кислорода

В пробирку объёмом 20 мл прилейте 5—7 мл раствора пероксида водорода. Подготовьте тлеющую лучинку (подожгите её и, когда она загорится, взмахами руки погасите). Поднесите к пробирке с пероксидом водорода, куда предварительно насыпьте немного (на кончике шпателя) оксида марганца (IV). Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.

3. Получение, собирание и распознавание углекислого газа

В пробирку объёмом 20 мл поместите кусочек мрамора и прилейте раствор уксусной кислоты. Что наблюдаете? Через 1—2 мин внесите в верхнюю часть пробирки горящую лучинку. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

В пробирку налейте 1—2 мл прозрачного раствора известковой воды. Используя чистую стеклянную трубочку, осторожно продувайте через раствор выдыхаемый вами воздух. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

4. Получение, собирание и распознавание аммиака

В пробирку прилейте 1—2 мл раствора хлорида аммония, а затем такой же объём раствора щёлочи. Закрепите пробирку в держателе и осторожно нагрейте на пламени горелки. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

Поднесите к отверстию пробирки влажную красную лакмусовую бумажку. Что наблюдаете? Осторожно понюхайте выделяющийся газ. Что ощущаете?

5. Получение, собирание и распознавание этилена

Соберите прибор для получения газов. Проверьте его на герметичность. В пробирку поместите несколько гранул или кусочков полиэтилена. Закройте пробкой с газоотводной трубкой и закрепите прибор в лапке штатива, как показано на рисунке 83. Нагрейте содержимое пробирки. Что наблюдаете? Пропустите полученный газ через подкисленный раствор перманганата калия. Что наблюдаете? Запишите уравнения проделанных реакций.

Рис. 83. Прибор для получения этилена деполимеризацией полиэтилена

3. Изучение химических реакций

Цель работы: закрепить на практике сведения о классификации химических реакций и факторах, от которых зависит скорость их протекания.

Оборудование и реактивы: пробирки, спиртовки, пробиркодержатели, химические стаканы, мерная посуда. Растворы сульфата меди (II), соляной, серной и уксусной кислот, оксид меди (II), канцелярская кнопка или скрепка, гранулы цинка и кусочки железа приблизительно одинакового размера, мрамор (в порошке и крошке).

Ход работы..............................................

1. Налейте в пробирку 2 мл раствора сульфата меди (II) и опустите в него канцелярскую кнопку или скрепку. Что на блюдаете? Запишите уравнения реакции в молекулярной и ионной формах. Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы. На основе молекулярного уравнения отнесите эту реакцию к той или иной группе реакций на основании следующих признаков:
   • по числу и составу реагирующих и образующихся веществ (как вы на верняка знаете, по этому признаку различают реакции соединения, разложения, замещения и обмена, в том числе и реакции нейтрализации);
   • по направлению (напомним, что по этому признаку реакции делятся на обратимые и необратимые);
   • по тепловому эффекту (различают реакции эндо- и экзотермические, в том числе и реакции горения);
   • по изменению степеней окисления элементов, образующих вещества, участвующие в реакции (окислительно-восстановительные и без изменения степеней окисления);
   • по агрегатному состоянию реагирующих веществ (гомогенные и гетерогенные);
   • по участию катализатора (некаталитические и каталитические, в том числе и ферментативные).
2. Налейте в две пробирки по 1—2 мл соляной кислоты и опустите в первую — гранулу цинка, во вторую — кусочек железа такого же размера. Природа какого реагента оказывает влияние на скорость взаимодействия кислоты с металлом? Почему? Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах. Рассмотрите их спозиции окисления-восстановления.
3. Опустите в две пробирки по одинаковой грануле цинка и прилейте к ним растворы кислот одинаковой концентрации: в первую — соляной кислоты, во вторую - уксусной. Природа какого реагента оказывает влияние на скорость взаимодействия кислоты с металлом? Почему? Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах. Рассмотрите их спозиции окисления-восста новления.
4. Прилейте в первую пробирку 3 мл соляной кислоты, во вторую — 2 мл, в третью —3 мл. Затем добавьте во вторую пробирку 1 мл воды, а в третью — 2 мл. Следовательно, в пробирках будут одинаковые объёмы раствора кислоты, которые, однако, будут отличаться концентрацией. В какой из пробирок концентрация выше, а в какой — ниже? Опустите в каждую пробирку по грануле цинка. В какой из пробирок скорость выделения водорода выше? Почему?
5. Прилейте в две пробирки по 1 мл соляной кислоты и опустите: в первую пробирку — гранулу цинка (или кусочек мрамора), во вторую — порошок цинка (или мраморную крошку). В какой из пробирок скорость выделения газа выше? Почему?
6. В две пробирки насыпьте с помощью шпателя немного чёрного порошка оксида меди (II) и прилейте в каждую по 3—4 мл раствора серной кислоты. Одну пробирку опустите в стакан с горячей водой, другую нагрейте с помощью пробиркодержателя на пламени спиртовки. Что наблюдаете?

Объясните результат наблюдений. Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

4. Сборка гальванического элемента и испытание его действия

Цель работы: изготовить простейшую модель гальванического элемента и исследовать зависимость напряжения на его выводах от материала электродов и силы тока в цепи.

Оборудование: два медных, цинковый и графитовый электроды, миллиамперметр, вольтметр, ключ, соединительные провода, стакан с раствором поваренной соли (3 г NaCl на 100 мл H2O).

Ход работы..............................................

Одним из наиболее простых гальванических элементов является элемент Вольта. Он состоит из медной и цинковой пластин, называемых электродами элемента, погружённых в слабый раствор серной кислоты. Медь при этом заряжается положительно, а цинк — отрицательно. Положительный электрод принято называть анодом, а отрицательный — катодом.

1. Соберите гальванический элемент, используя стакан с раствором поваренной соли в воде, цинковый и медный электроды. Затем к цепи присоедините ключ и вольтметр. Ключ до начала наблюдений размыкают. Обратите внимание на полярность подключения вольтметра. Его гнездо, помеченное знаком « + », должно соединяться через ключ с медным электродом.

Принципиальная схема собранной вами установки показана на рисунке 84.

Рис. 84

После того как цепь собрана, замкните ключ, определите и запишите показание вольтметра.

2. Исследуйте зависимость напряжения на электродах от материала, из которого они изготовлены.

Для этого повторите опыт (см. п. 1), заменив один медный электрод графитовым. Для его изготовления используется кусочек карандашного грифеля и провод с оголёнными концами. Один конец прикручивают к грифелю, а второй используется для подключения в цепь.

Опыт повторяют ещё насколько раз, используя электроды в различных сочетаниях. Для наглядности результаты измерений заносят в таблицу.

Сделайте вывод, в каком случае наблюдается наибольшее значение напряжения.