0  40520  40528  40534  40538  40544  40546  40550  40556  40558  40564  40570  40574  40576  40580  40586  40588  40594  40598  40600  40604  40606  40610  40612  40614  40615  40616  40618  40619  40620  40622  40624  40628  40630  40634  40636  40640  40646  40648  40654  40658  40660  40664  40670  40676  40678  40684  40688  40690  40696  40700  40706  40714  447090 

(1)取锌用剪刀取出废电池的外皮,洗净后剪碎晾干,即得锌的碎片,可用于制氢气。如果想得到锌粒,把碎片放在铁坩埚中加强热使它熔化(锌的熔点是410.6℃),熔化时会有少量氧化锌白雾生成。熔化后除去浮渣,倒出熔融液,让它冷却。按上法再熔化一次,把熔融液倒在铁板上,在它凝固时把锌割碎,就得到锌粒。

(2)取铜片取下废电池上的铜帽捶扁,先用煮沸的稀硫酸洗涤,再用清水漂洗干净、晾干,就得到紫红色的铜片。

(3)取炭棒从废电池中取出炭棒,洗净即可。它可用作电解器中的电极和燃料电池的电极等。

(4)取二氧化锰取出干电池中的黑色糊状物,放在烧杯里,加热水搅拌,洗涤2~3次,除去其中氯化铵和氯化锌等可溶物。取出黑色沉淀物,放在石棉网上,先用小火烘干,然后渐渐加大火焰,对烘干的黑色粉末强热灼烧(温度由低到高慢慢加热),使黑粉中的炭黑和石墨不断被氧化(灼烧温度不能过高,时间不宜过长,因为超过530℃会有部分二氧化锰被分解: )。当粉末中不再产生气体时,停止加热,略冷却,加入1药匙高锰酸钾,充分研细混匀,再次加热灼烧。这时会产生一些火星,说明有一部分炭跟高锰酸钾反应。见没有火星后再次冷却,这时少量残留炭已基本被除尽。用自制的二氧化锰作氯酸钾或双氧水制氧气的催化剂,效果不错。

(5)取氯化铵洗涤干电池中黑色糊状物时,其中不溶于水的物质主要是二氧化锰(含少量炭黑)。氯化铵溶于洗液中,把洗液抽滤一次即得澄清的滤液,经加热、蒸发、浓缩、结晶,即得到氯化铵晶体(其中含有少量的氯化锌)。如果要得到较纯的氯化铵,可以作重结晶处理。

 

废酸、废铁屑的利用

【原理】化学实验用的有些铁盐,可以用废铁屑跟相应的废酸反应制得。例如

Fe+2HCl=FeCl2+H2

Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2

【操作】

(1)制取氯化亚铁把废铁屑用筛子筛一下。把筛下的细铁粉放在大烧杯里,加适量水和纯碱,加热后搅拌,去掉铁屑表面的油污。用水洗法除去碱液。用工业废盐酸浸泡上述洗净的铁粉6~7天,到不再产生气泡为止。其中铁屑要过量。把溶液过滤并蒸发,即得氯化亚铁。

(2)制取硫酸亚铁废铁屑的洗涤处理同上。用工业废硫酸(或1:4的硫酸)浸泡铁屑6~7天,使它们充分反应,铁屑略为过量。然后过滤,使滤液浓缩、结晶,即得硫酸亚铁晶体(FeSO4?7H2O)。

 

废机油的再生

【原理】一般用的机油是矿物性机油,它是石油的重质馏分经减压蒸馏而得到的一类产品。所谓废机油,一是指机油在使用中混入了水分、灰尘、其他杂油和机件磨损产生的金属粉末等杂质;二是指机油逐渐变质,生成了有机酸、胶质和沥青状物质。废机油的再生,就是用沉降、蒸馏、酸洗、碱洗、过滤等方法除去机油里的杂质。

【操作】

 

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【说明】

(1)当封管内产生液氨时,管内压强较大,所以决不可加热液氨,也不要撞击封管,以免发生炸裂。让液氨在自然升温条件下逐步跟氯化银结合,管内就恢复常压。

(2)该封管也可反复多次使用,不用时要包上黑纸,防止光照。

 

废电池的利用

干电池里有铜片、炭棒、锌片、二氧化锰、氯化锌、氯化铵、炭黑、石墨等单质和化合物。通过溶解、洗涤、过滤、蒸发、灼烧等操作,能得到这些物质。

【操作】

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从以上化学方程式可以看出,加热氨合物,封管内的压强会随着氨气的增加而变大。撤去热源,氨能有效地被氯化银“吸收”。如果一面加热氨合物,一面使生成的氨冷却,就能顺利地使氨在受压和冷却的条件下转变成液态。如果取消上述反应条件,随着液氨的气化,氨又跟氯化银结合而恢复原状。

【操作】

(1)称取3g氯化钠和5g硝酸银,分别溶于蒸馏水中配成溶液,然后在避光条件下使两种溶液混合。过滤所得的溶液,并把氯化银沉淀烘干,研碎后待用。

(2)把氯化银移入25×200mm的试管中,用一根长玻管插入到氯化银固体的下方,缓慢通入干燥的氨气。这时可以从试管外壁感到氨跟氯化银反应的热效应。10~15分钟后,热效应已不明显,氯化银的氨合即告完成。

(3)取一根长约200mm,内径约8mm的硬质玻璃管,把一端熔封起来,然后在中部加热并弯成直角。冷却后装入氯化二氨合银,并使它集中在已封口的一端,长达30mm左右。接着小心地把玻管的另一端也熔封住,制成一支特制的直角封管。

(4)如右图所示,把直角封管的一端浸没在冰盐混合冷却剂中,微微加热封管装有氯化二氨合银的一端。很快就能看到冷却端有无色液态氨形成。

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【原理】氨冷却到―33.4℃就能凝聚成无色液体。储存在钢瓶里的液态氨处于700~800kPa压强下,因此把液态氨封存在玻璃的封管里是不安全的。把氯化二氨合银[Ag(NH3)2Cl]封存在封管里,可以利用它的热离解平衡实现氨和氨合物之间的转换。

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 【说明】

(1)阳极氧化的温度不能过高,过高对形成氧化膜不利。阳极氧化反应是放热的,在氧化时溶液的温度会不断升高。为了不使温度升高过快,电解液可适当多配一些。如果氧化件面积是1dm2,电解液的体积不应小于3L。

(2)电解液中不能含有铅、铜等杂质离子,否则会影响铝表面的光泽。

(3)阳极氧化的电源也可以用交流电,用交流电得到的氧化膜,硬度和耐磨性虽然差一些,但是膜的透明度比较好,可以获得满意的光泽。

(4)原料和染料都要选用纯度高的产品。有些产品中含有元明粉、糊精等,用来染色效果不好。

(5)氧化后不能用热水清洗,原因是为了防止孔隙封闭,影响染色效果。清洗和染色要用蒸馏水,不能用普通水,以免普通水里的钙、镁离子进入空隙,影响染色封闭质量。

(6)如果染色不匀想要除去,可以用1%的次氯酸钠溶液为清洗液除色。

(8)本实验在去油污以后的各步操作中,手指和脏物不能接触氧化件,以保证制品质量。

 

皮革鞣制

【原理】皮革的鞣制就是用鞣质对皮内的蛋白质进行化学和物理加工。它通过一系列工艺,并采用一些化学药剂,使牛、猪、羊等动物生皮内的蛋白质发生一系列变化,使胶原蛋白发生变性作用。鞣制后的皮革既柔软、牢固,又耐磨,不容易腐败变质。所以鞣制后的皮革可用来制各种皮制的日常生活用品。本实验根据中学的条件,只介绍较易掌握的鞣制工艺。

【操作】

(1)把500g干的动物皮浸泡在水桶里到软(约需3~5天)。

(2)取出变软的皮,摊在平板上,毛面朝下,用铲刀把皮上附的肉和油铲除干净。然后取300g饱和石灰水,加入50g硫化钠,搅拌均匀,制成脱毛液。用刷子蘸取脱毛液,刷在皮板毛根部,刷时尽量均匀。然后把皮子对折,约经3~4小时,皮上的毛很容易脱落,这时用铲子把毛完全脱去。

(3)脱毛后立即将皮放在流水中冲洗,除去绝大部分石灰、硫化钠,再在水里浸泡1~2天。

(5)另备一只铁锅,加入500g清油(不会全部用完),加热使油温保持在40℃左右。把“吃硝”后的皮放入温油中,用手不停地推拉,使油跟皮不断接触、均匀地渗入皮板里。“吃足”油后,把皮晾在木棒上,使它自然阴干。

【说明】石灰、硫化钠混合液的作用是使皮易于脱毛,所以只要涂刷有毛的一面。该液对皮板有损害,脱毛后要立即洗刷干净。

 

自制酸碱指示剂

【原理】有许多植物色素在不同pH值的溶液里会呈现不同的颜色。因此每个地方都可以就地取材,自制一些酸碱指示剂。

【操作】

(1)从红萝卜皮中提取酸碱指示剂刮下红萝卜的红皮,用95%酒精浸泡一天左右,过滤后取它的滤液。按检验的需要制作pH1~14的标准溶液若干个。每个标准溶液取10mL,分别加入试管中,各试管中加入红萝卜皮浸泡液(即酸碱指示剂)10滴,用橡皮塞塞紧,作为标准样品。在测定某溶液的酸碱度时,加入上述红萝卜皮指示剂,当发生颜色变化时,跟上述制得的标准样品的颜色作比较,就能确定待测溶液的pH值大致范围。红萝卜皮浸泡液实测的结果是

pH值在6以下时显红色,

pH值在6~8时显紫红色,

pH值在8~10时显绿色,

pH值在10以上时显黄色。

(2)紫草中提取酸碱指示剂在中药店买50g紫草,取5克,用50%酒精溶液浸泡,浸泡一天就得到紫草色素的酒精溶液,呈紫色。把浸泡液一分为二,一份加入极少量稀酸(稀磷酸或稀硫酸)到溶液刚变红色,这是红色的紫草试液;另一份加极少量氢氧化钠稀溶液到溶液刚变蓝色,这是蓝色的紫草试液。把滤纸剪成条状,一半浸入红色紫草试液中,另一半浸入蓝色紫草试液中,片刻后取出晾干,就能分别替代红色石蕊试纸和蓝色石蕊试纸(变色范围和使用方法跟石蕊试纸相同)。

(3)从紫色卷心菜中提取酸碱指示剂取约250g紫色卷心菜,洗净后切碎,放在大烧杯或不锈钢锅内,加水到浸没1/2菜叶,加热煮沸10分钟,并不断搅拌菜叶。再把煮后的卷心菜汁滤入一只容器中,放置到室温后装瓶。得到的紫色卷心菜滤汁可以用作酸碱指示剂。使用时可参照上述操作(1)的方法,先制几个标准pH值样品,用于不同pH值的检验。也可以把滤纸剪成条状,浸在紫色卷心菜汁内,浸透后取出晾干,再次浸泡、晾干1~2遍,得到自制的pH试纸。该指示剂的显色情况如下。

pH值小于3时显红色,

pH值在3~5时显浅紫色,

pH值在6~7时显蓝色,

pH值在8~9时显青绿色,

pH值在10~12时显绿色,

pH值大于13时显黄色。

(4)从米苋菜中提取酸碱指示剂把250g红色米苋洗净切碎,放在约500g水中加热煮沸约10分钟,滤去残渣,就得到红色的酸碱指示剂。它的变色范围是

pH值小于2时显紫红色,

pH值在2~4时显玫瑰红色,

pH值在5~7时显洋红、酒红色,

pH值在7~9时显黄色,

pH值在9~13时显黄绿色,

pH值大于14时显亮黄色。

(5)用咖喱粉测试溶液的酸碱性取一药匙咖喱粉,用50%的酒精调成糊状,涂在一块白布的两面。放置一段时间后用水冲去多余的咖喱粉,白布被染成黄色,这就制成一块可以多次反复使用的酸碱指示布。它遇碱性溶液呈红色,遇酸性溶液呈黄褐色。每次用完后,用水把布上的酸性或碱性物质漂洗干净,指示布又恢复原来的黄色,可以供下次使用。

【说明】

(1)米苋菜等汁中含有果胶、糖粉、淀粉等,用普通过滤法不能使滤液变得澄清。为了减少菜汁内有效成份见光分解、被氧化,菜汁不用过滤,煮沸后用凉水迅速冷却,立即用于显色,效果较好。

 

(2)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。

 

自制“羊皮纸”

【原理】纤维素能溶于浓硫酸,并发生水解反应。利用以上特点,把纯纤维素滤纸浸入硫酸中,使滤纸表面发生部分溶解和水解,并生成一薄层粘稠物。这时停止反应,用大量清水洗涤,使粘稠层均匀地附在滤纸的表面,使滤纸的孔隙变小。用这种方法处理后的滤纸可以做有关半透膜的实验。由于滤纸表面部分的纤维素,在溶于酸时已改变原有的疏松结构,所以用清水洗涤后它的牢固度明显增强,据测试它的耐拉力可达原滤纸的28倍。又因为纸色洁白,人们叫它“羊皮纸”。

【准备】

(1)将两份体积的浓硫酸慢慢加入一体积水中,搅拌均匀后冷却到室温。这时得到硫酸的浓度为75%左右,冬天配的浓度要大一些,夏季配的浓度要小一些。

(2)取一只水槽,加入约1/2容积的水,再加入少量氨水。

【操作】

(1)取一张滤纸,放入上述配制成75%的硫酸中,用玻璃棒使它全部浸没在酸液中,浸泡约60~90秒(跟温度有关,温度高,时间短一些)。

(2)用玻棒取出变软的滤纸,在清水中漂洗一下,再浸入稀氨水中柔洗片刻,使滤纸上的酸全部中和。这时滤纸已变得比较坚固,取出后放在干净的玻璃板上让它自然晾干。

(3)如果不晾干,也能用于有关半透膜的实验,实验效果跟羊皮纸的制作过程(温度、硫酸浓度、浸泡时间等)有很大关系。

【说明】

(1)用于浸滤纸的硫酸一定要冷却到室温,否则滤纸会全部溶解掉,甚至发生炭化。

(2)浸泡时间受诸多因素影响,往往要通过实践摸索才可得到一个最佳值。

(3)滤纸只能一张一张地浸泡,千万不能重叠浸泡和在浸泡时折叠。

 

制取液态氨

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(3)阳极氧化用180~200g/L的硫酸作电解液,以铝板或石墨作阴极,铝制品作阳极,接上13~24V的电源。开始时,阳极电流密度应控制在0.5A/dm2左右,1分钟后把电流密度加大到0.8~1.5A/dm2。电解温度保持在13~26℃范围内,经30~40分钟氧化完成。

(4)染色氧化后的铝制品,用冷的(不能用热的)蒸馏水仔细清洗,再用1%的氨水(用蒸馏水配制)浸几秒钟,中和可能残留在孔隙中的酸液。然后立即浸入事先准备好的染色溶液中染色。染料可选用专门染丝、毛织物的一些有机染料,也可选用无机颜料。有机染料配成染色液的浓度、温度、酸度(pH值)和染色时间可参阅下表。染色液的pH值可以用氨水或醋酸调节。染色的深浅可以通过染色时间的长短来控制。有机染料染色液的配制方法是:先将染料用少量蒸馏水调成糊状,然后加适量水,煮沸15~20分钟。滤去不溶物,倒入染色容器中,用蒸馏水稀释到所需要的浓度,再按规定调节好pH值就能使用。无机颜料一般分甲液和乙液两种浸液,通常先投入甲液浸5~10分钟,再投入乙液浸5~10分钟。几种无机颜料的浓度配比可参阅下页上的表。

(5)封闭从染料液中取出铝制品,用蒸馏水洗去表面的染色液。如果用的是有机染料,放入煮沸的蒸馏水中在95℃以上的温度下保持20分钟,就能完成封闭处理。如果用无机颜料,只要在60~80℃温度下烘干。

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(1)大烧杯里加入100mL水,再加入约3.5g氢氧化钠、2.5g无水碳酸钠,放在石棉网上加热到沸。取几片坚韧的树叶放入上述腐蚀液中连续煮沸6~10分钟,这时常用玻棒或镊子轻轻翻动。

(2)当叶肉煮烂后,用镊子取出叶片,放在清水中漂洗。当叶片上残留碱液漂洗干净后取出,把叶片平铺在一块木板上(或平铺在手心上),用小试管刷或毛质柔软的旧牙刷轻轻刷掉叶片两面已烂的叶肉,一边刷一边常用小流量的自来水冲洗,直到只留下叶脉。

(3)刷净的叶脉片,漂洗后放在玻璃片上晾干。当晾到半干半湿状时涂上所需的各种染料,然后夹在书页中等它自然晾干、压平。干燥后在叶柄上系一根彩色丝绸带,便制得一片叶脉清晰、色质艳丽、美观实用的书签。

【说明】树叶宜选用白杨树、桂花树、广玉兰等质地较坚韧的叶。在洗刷时必须极仔细小心,切忌急于求成,否则叶脉易刷坏。

 

铝的染色

【原理】经过染色处理的铝制品,颜色鲜艳、美观,抗腐蚀性强,它的耐磨性和绝缘性都高于一般的铝制品。铝根据阳极氧化法原理染色。以硫酸为电解液,铝制品作阳极,经过一段时间的通电,铝的表面就会被氧化。阳极氧化的实质是水的放电,生成的初生态氧对铝电极发生氧化,反应式可以简单表示如下。

H2O=[O]+2H++2e

2Al+3[O]=Al2O3

形成的氧化膜厚度可达几十到近百微米,孔隙率是10~15%。这样新生成的多孔氧化膜,有强烈的吸附能力,能吸附各种色素,因此能染制成各种颜色的铝制品。

多孔氧化膜的保护性不强,只有经过封闭处理,才能提高氧化膜的抗蚀能力和绝缘性,还能起保护颜色的作用。氧化膜的孔隙可借沸水或水蒸气的作用来封闭,使电解时生成的氧化铝转化成水合氧化铝(Al2O3?H2O或Al2O3?3H2O)。水合氧化铝呈透明状,当氧化铝水化成一水合物后,体积增大33%,水化成三水合物时,体积几乎增加100%。这是铝的氧化膜水化后能封闭孔隙的原因。

【操作】

(1)除去铝制品表面的油污把铝制品浸入60~70℃含碳酸钠30~40g/L和磷酸三钠50~60g/L的溶液中,不断翻动,直到油污被除尽。新的铝制品只要浸2~3分钟。处理后分别用热水和冷水清洗。

(2)碱液浸蚀把去油污后的铝制品浸入60~70℃含氢氧化钠60~80g/L的溶液中,这时铝的表面有大量气泡生成。浸蚀时间不应超过半分钟,随即分别用热水和冷水清洗。浸蚀后,铝制品表面洁净光亮,适宜做阳极氧化处理。

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③制备燃烧芯用18根30号棉线捻成芯线,浸在浓度0.2g/L的铂触媒粉氧化促进剂中(该铂触媒粉氧化促进剂的配制方法同前),经干燥后,再在52℃的氨基甲酸乙酯中浸渍一次,干燥后即为燃烧芯。

④制作成品把发色芯以40mm的螺距按前述的方法缠绕在燃烧芯上制得彩烛芯。然后用前述相同的方法制成彩焰烛。这种彩焰烛点燃时发出鲜艳的青绿色火焰。

(3)彩焰蜡烛简易制法

 

简易法的模具制作和主燃剂的灌注方法跟上述相同。不同之处在于简易制法把发色剂通过酒精与主燃剂蜂蜡互溶一体。制作方法如下。

①红色火焰烛把约1~3份体积的氯化锂溶解在4份体积的乙醇中,在加热时加入5~10份体积的蜂蜡,全部熔化后搅拌均匀倒入模具。冷却后取出即可。

②绿色火焰烛把约2份体积的硝酸铜和1份体积的高氯酸钡溶解在4份体积的乙醇中,再加入5~10份蜂蜡熔化混均后灌入模具,冷却即成。

③蓝色火焰烛把约1~3份体积的氯化铜溶解在4份体积的乙醇中,在加热时加入5~10份体积蜂蜡。其他操作同上。

【说明】

(1)把草木灰浸泡在热水里,这种浸泡液也能用作氧化促进剂。把芯线浸在浸泡液里,取出晾干,即为彩焰烛的燃烧芯。也可以把这种浸泡液和铂触媒粉混合后作为氧化促进剂。

(2)氯化钒等物质也可作氧化促进剂。

(3)在简易制作方法中,如果想使火焰大一些,可适当增加乙醇的含量。要使蜡烛燃烧时间长一些,可适当减少乙醇的含量,用乙二醇代替。乙二醇的含量不能太高,否则易熄灭或不易点燃。这种彩焰烛熔化下来的蜡收集起来再熔化倒入配有烛芯的模具中,能制成相同的彩焰烛。

 

自制化学暖袋

【原理】铁粉在水存在下能跟空气里的氧气反应,放出热量。

4Fe+2H2O+3O2=2Fe2O3?H2O+Q

【准备】取一只约80×120mm的自封式塑料袋,另用无纺布缝制一只略大于上塑料袋的布袋。

【操作】

(1)用大头针在自封式塑料袋上扎几十个针眼(袋的两层同时扎穿)。

(2)称取15g小颗粒状活性炭、40g还原铁粉、5g细木屑,都放在一只烧杯中,再加入15mL15%的食盐水,用玻棒搅拌均匀。

(3)把烧杯里的混合物全部加入扎过孔的塑料袋内,封上袋口。把这塑料袋放入自制的布袋中,扎住袋口。

(4)反复搓擦这袋5~8分钟,能感觉布袋的温度明显上升。

【说明】

(1)在塑料袋上扎针眼,为了能使空气进入袋内,维持氧化发热反应。搓动袋子是促使空气流动,使氧气跟铁粉较好地接触。

(2)搓擦5~8分钟后,暖袋温度可达60~70℃。以后间断地搓动布袋,使暖袋保持该温度达1~3小时(发热的速度和保持发热的时间跟铁粉的纯度、粒度及其他试剂的配比有关)。

(3)最好选用总铁量在98%以上的多孔质还原铁粉。

(4)还可以预先将铁粉作如下处理:称取50g铁粉放在蒸发皿中,加热到铁粉微热,再加入3mL3%的醋酸,搅拌几分钟后铁粉呈现灰黑色,这时停止加热,让它冷却。冷却后的产物立即装入瓶内封存。使用时将这产物加入自封塑料袋内,再装入12g活性炭和5g蛭石,搓揉袋内物料,几分钟后袋内温度明显上升。该暖袋能持续20小时以上,平均发热温度是50~60℃。本配方会产生醋酸亚铁,醋酸亚铁易被空气中的氧气氧化,同时放出大量的热量。

 

自制叶脉书签

【原理】不少植物的叶、叶脉由坚韧的纤维素构成,在碱液中不易煮烂,而叶脉四周的叶肉在碱液中容易煮烂。

【制作】

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取0.02g/L的聚酯线在发色剂-氧化促进剂液中浸润片刻,取出晾干,再浸在涂覆树脂液中片刻,取出晾干,即制得发色芯。

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同步练习册答案