求助 | 註冊 | 登入
二個固體之雙取代反應
by yangsp, 2011-07-31 21:36:00, 人氣(2679)

中學化學示範實驗

Chemical Demonstrations for High School


國立彰化師範大學理學院化學系 提供

【策劃者:楊水平】  【製作者:吳鍬佩  E424031


二個固體之雙取代反應

簡介

小燒杯中置有兩種白色固體,搖晃燒杯或以玻棒攪拌之,產生黃色固體。

示範步驟

1. 取等量的硝酸鉛和碘化鉀二種固體,分別置於二燒杯中,如圖一所示。
2. 觀察燒杯中兩種固體的顏色。
3. 將兩種固體倒在一起,用玻棒攪拌或搖晃燒杯使兩種固體互相混合。
4. 觀察杯中的顏色變化,如圖二所示。
5 . 以銷酸鉛和碘化鉀兩種溶液作為對照,如圖三所示。
註:鉛化合物具有毒性,進行實驗時,宜應戴上手套及護目鏡。

圖一

圖二

圖三

溶液和器材

1. 硝酸鉛固體若干。
2. 碘化鉀固體若干。
3. 100 mL 燒杯二個。
4. 玻棒一支。

原理和概念

1. Metathesis Reaction(雙取代反應,又稱交換反應):
即元素或基之間交換的反應,其通式為AX + BY → AY + BX。
2.

Metathesis Reaction:本為無機化學的雙取代同義名詞,近來已成為烯(olefin)二分子間所發生的亞烷基(alkylidene)的交換反應之專有名詞。例如從二分子的丙烯生成2–丁烯及乙烯1(三烯法)。 
2CH2=CHCH3 → CH2=CH2 + CH3CH=CHCH3

3. 此雙取代反應實驗之反應式為:
Pb(NO3)2(s) + 2KI(s)  → PbI2(s) + 2KNO3(s)
   (白色)           (白色)       (黃色)      (白色)

教學提示

1. 此示範實驗可用以討論表面積的大小影響化學反應的速率之重要性。
2. 可混合等體積的碘化鉀和硝酸鉛溶液,而得亮黃色的碘化鉛沉澱物,如上圖三所示,並說明為什麼常將試劑配製成溶液進行實驗的原因。
3. 可讓學生親自動手做實驗,並觀察整個實驗的反應情形。
4. 可將此二固體置於一附有塞子的大試管中進行混合,反應較為方便。

問題和參考答案

1. 二種固體之間是如何發生化學反應的呢?
答: 利用接觸表面的機會,將各化合物中的兩個元素互相交換,產生新物質。
2.  試寫出此實驗的反應式。
答: Pb(NO3)2(s) + 2KI(s)  → PbI2(s) +2KNO3(s)
   (白色)           (白色)       (黃色)      (白色)
3. 試以此化學反應描述交換反應。
答: Pb(NO3)2 和 KI 兩化合物的離子鍵斷裂,各元素相互交換,Pb2+ 和 I結合,以及 K和 NO3結合,最後形成 PbI2 和 KNO3
4. 實驗中,黃色化合物是此化學反應的唯一產物嗎?
答: 不是。產物還有 KNO
5. 表面積的大小對化學反應速率有何影響?
答: 表面積愈小,反應速率愈快。

參考資料

1. Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd ed., 1988, Volume 1, p 115, Washington, D.C., American Chemical Society.
2. 牛頓出版股份有限公司著,牛頓化學辭典,民國78年初版,頁 342,台北市,牛頓出版股份有限公司出版。
3. 林敬二等主編,英.中.日化學大辭典,民國82年2月初版,頁 979,台北市,高立圖書有限公司出版。

適用程度

國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 ˇ大學普通化學

安全

 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。
 ● 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。

發表討論