中学化学实验_氨气的制备和性质检验
合成氨
实验装置：
实验结果：
1．如图所示搭好装置，观察Y型管可以发现，Y型管的一端的内部是有一个露出来的小角，这一端放置锌片和稀硫酸来制备氢气，另外一段放置氯化铵饱和溶液和固体亚硝酸钠来制备实验所需的氮气，反应管中放置铁粉作为合成氨的催化剂，我们是将铁粉紧凑的夹在石棉中间。
2．在盛有要亚硝酸钠和饱和氯化铵溶液的一边加热，到氮气产生较快时候，将酒精灯移到催化剂下面加热。
3．过了将近四分钟左右，锥形瓶中的酚酞试液变红色。
这时候Y型管中亚硝酸钠和饱和氯化铵溶液反应很剧烈，液体有可能会贱到另外一端，这时候用盛有冷水的烧杯在这一端将温度降下来，会让反应不那么剧烈。
问题讨论：
1.这个实验的Y型管有角的一端为何放的是锌粒和稀硫酸？
答：因为锌粒是颗粒状，而亚硝酸钠是粉末状的，在有角的一边加入颗粒状的锌粒，可以在加入粉末状亚硝酸钠的时候，这个突出来的角可以防止锌粒滑落出来。
2.实验过程中为什么亚硝酸钠和饱和氯化铵的一端如此剧烈？
答：若要制取较纯的氮气，可以用加热氯化铵饱和溶液与亚硝酸钠晶体(或饱和溶液)的混合物来制备氮气。
由于该反应是放热反应，所以当加热到开始反应时就应停止加热，并且在反应过程中，如果反应太剧烈，应用盛有凉水的烧杯将试管冷却。
3.制取氮气为何要用饱和氯化铵溶液，用稀溶液可以么？
4.还有没有其它简单制氨气的方法？
答：氯化铵和氢氧化钙，固固加热型，装置较简单，一般用Ca(OH)2，而不用NaOH，因NaOH碱性太强，对大试管腐蚀比Ca(OH)2强，在选用Ca(OH)2时要检验消石灰是否变质，因经过长期存放后消石灰部分变成碳酸钙，最好用新制的消石灰。
氯化铵与氢氧化钙Ca(OH)2质量比5：8为宜，如用硫酸铵代替氯化铵,则质量比为1：1，消石灰过量，以防止生成氨合物
氨催化氧化制硝酸
实验装置：
实验结果：
1.取半勺重铬酸铵置于石棉网上，放在三脚架上加热。
桔黄色重铬酸铵剧烈反
应，分解为墨绿丝状的三氧化二铬，并且固体呈蓬松状。
因为反应过程中，三氧化二铬与重铬酸铵相比较，三氧化二铬相当蓬松，加热分解过程中会有三氧化铬丝状固体四处飞溅，并且有刺激性气味气体。
所以在实验过程中根据我们的需求，只用半勺就可以了。
2.按图所示装配好实验装置，并检查气密性。
在反应管中间部位填入适量石棉，
再填入适量三氧化二铬并略填实，最后再填入一层石棉。
这个实验图和我们的有所不同，我们是将三氧化二铬紧凑的夹在石棉中间，不是将石棉放在途
中所示的试管两端。
3.再向锥形瓶中加入适量2:1的氨水。
在小烧杯中注入约半杯水，并滴入1-2ml
石蕊试液。
点燃酒精灯，加热催化剂。
利用气唧向锥形瓶内鼓入空气，保持气泡产生速度为1秒1个。
4.在我们第一次做实验中，因为忘记将浓氨水稀释，等待很长时间都为见到实
验结果出现，而紫色石蕊试液有些变蓝。
后来我们分析是因为在反应过程中，氨气的量太多导致还未被氧化就被鼓气到石蕊试液中，导致石蕊试液变蓝色。
5.第二次我们将浓氨水稀释成1:2，和我们的第一次实验相同的是，在鼓气的过
程中，三氧化铬催化剂都出现微微燃烧红晕的状态，并且这次加热一小段时间就发现在烧瓶中有红棕色气体产生，当再过一段时间才发现石蕊试液变成肉红色。
6.实验结束，整理装置，发现三氧化铬催化剂仍是墨绿色丝状固体，当洗充满
二氧化氮的烧瓶时候，用水冲了四次左右才烧瓶才变回无色，这时烧瓶中仍有刺激性气味的气体放出。
问题讨论：
1.为什么实验过程中三氧化二铬会蓬松？
答：三氧化二铬外观与性状：鲜绿色粉末，无臭味。
重铬酸铵加热至150 °C可爆炸分解为三氧化二铬，氮气和水，该反应常被戏称为“火山爆发”。
所以我推断三氧化二铬在实验过程中出现的现象时因为在重铬酸铵加热分解过程中产生了氨气。
2.为何在重铬酸铵加热过程中有刺激性气味气体产生？
答：我想这是因为在反应过程中还生成了氨气，根据网上资料查的，这个反应会有其它的副反应，所以有很多学者对这个反应最后的结果产生了质疑，而通过这节课的实验，我们发现这个反应会有刺激性气体氨气产生。
并且根据资料查的还有氧气也会产生。
3.三氧化铬要如何放置才能让反应处于很好的催化效果？
答：书上和网上很多资料都显示是平铺在试管中间，而在试管中的导管口塞上棉花，但我认为这样的方式不太好，而老师给我们提供的方法比较合理，因为这样让催化剂紧密的放在试管中间，可以使反应中与催化剂的接触
面积较大，反应充分。
4.试验中的氨水为何要配置1:2的比例，其它比例可以么？
答：在查阅了相关资料后发现，有人用1∶1的氨水，而有些则是2∶1或3∶2，笔者按照这些配比去做实验，结果并不能够保证每次都成功。
其中主要原因就是每次实验的室温是不同的，造成氨水的温度不同，它的饱和蒸汽压也发生了变化，因此氨水浓度要根据室温高低加以调节。
市售浓氨水的质量分数约为27%，在20℃时的密度为0.9 g·mL-1。
笔者通过实验发现当氨水浓度接近如下关系时，可使实验获得满意效果，但是我们在做实验时候一般选用一比二，既不会氨水浓度太高也不会太低。
5.应该如何控制鼓气的速率？
答：查资料上面看，都为对鼓气速率做明确的规定，并且流入装置气体的速率并不是实验的关键，而关键是氨水的浓度。
常我们会理解成鼓气速度过快会从浓氨水中带出过多的氨气。
而过量的氨气会和生成的ＮＯ或ＮＯ反应形成含有硝酸铵或亚硝酸铵的白烟，而事实上大多数实验失败时确实出现了类似情况；鼓气速度过慢则带出的氨气偏少，未达到反应所需的浓度。
不但无法使催化剂保持红热状态。
6.第一次实验的失败是什么原因？
答：我们第一次实验的失败主要是氨水浓度的不适量，我们用的是浓氨水，导致在过程中反应为进行充分氨气就进入到石蕊试液中。
7.为何是先有红棕色气体充满烧瓶，之后一段时间才出现石蕊试液变成肉红
色？
答：我想是因为在试验中，生成的二氧化氮先充满烧瓶中，当烧瓶充满才会使石蕊试液变色，所以在看到烧瓶中颜色有变化时候，再继续加热就会出现石蕊试液变色了。
8.三氧化铬催化剂为何在反应过程中发红？为什么我们要现制三氧化铬，而且
有些组做实验时候为出现三氧化铬红热现象，为什么？
答：我觉得是因为他们没有将催化剂加热干燥完全，我们现制的三氧化铬活性较好，并且制的三氧化二铬非常疏松，有更大的接触面积的原因。
9.为何在燃烧管和烧瓶中增加一个装有无水氯化钙的干燥管？
答：因为氨气在氧化后生成了大量的水。
水蒸气的存在不仅不利于二氧化氮的观察，而且会将其吸收形成硝酸酸雾在这里氯化钙不但具有干燥的作用，还能吸收过量的氨气，可以更加直接清晰地观察到红棕色的二氧化氮气体。
氨气的制取及性质检验一体化实验
总第360期2021年4月实验教学与技术装备氨气的制取及性质检验一体化实验康泽伟 崔晓曼摘 要：通过一体化实验设计将氨气的制取、氨气的性质检验融合为一个综合实验，有利于学生对氨气进行综合分析，并逐步形成研究物质的一般思路和方法，激发学生学习化学的兴趣。
实验操作简单，绿色环保，适宜学生分组实验，培养学生科学探究与创新意识等学科核心素养。
关键词：氨气制备；性质检验；一体化；改进作者简介：康泽伟，硕士，二级教师；崔晓曼，本科，一级教师。
天津市静海区静海县第四中学，301600基金项目：天津市教育学会“十四五”教育科研规划课题《优化教学环节培养学生化学核心素养的实践研究》。
一、实验背景及问题提出氨气的制备及性质检验实验是人教版《化学(必修2)》第五单元第二节《氮及其化合物》的必做实验[1]，采用现行新课程标准教材所述的方法进行实验存在三方面的问题：一是需要事先收集好若干瓶氨气待用，准备时间较长，为开展实验增添了阻力。
二是喷泉实验效果有时不理想。
由于氨气易扩散，在制取和收集时，操作稍有不当就会有氨气泄漏，造成环境污染，且使用时容易使得喷泉效果不理想甚至实验失败；经典实验方法对氨气和收集氨气的装置的干燥程度要求高，稍有水分就易导致实验失败。
三是氨气的制备实验和性质检验实验大多需要分开进行。
基于以上问题，笔者设计了一体化实验装置[2-4]。
二、实验用品(1)实验仪器：250 mL 圆底烧瓶、铁架台、玻璃导管、橡胶导管、止水夹2个、250 mL 烧杯2个、500 mL 烧杯1个、药匙1个、红色石蕊试纸、5 mL 注射器3支、20 mL 注射器2支、改进双孔塞1个。
(2)实验药品：浓氨水、浓盐酸、氢氧化钠、酚酞溶液。
三、实验操作1.安装实验装置将两根带有止水夹的导管插入圆底烧瓶，呈一短一长放置，长管用于排水，倒吸形成喷泉，短管用于向下排空气并验满，注射器针头穿过胶塞呈悬空状态。
2.气密性检验关闭止水夹a ，打开止水夹b ，使用20 mL 注射器向圆底烧瓶内注入气体，产生连续的气泡，当向后拉动注射器活塞时，短导管内液面上升且一段时间内液面不下降证明气密性良好。
2020届人教版高中化学必修1 最基础考点系列： 考点14 氨的性质含答案
考点14 氨的性质【考点定位】本考点考查氨的性质，涉及氨的结构与物理性质、氨气的还原性及氨水的弱碱性，掌握氨水喷泉实验的操作要点及常见氨气的制备原理与实验装置。
【精确解读】1．氨的物理性质：①氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻；②氨易液化．在常压下冷却或常温下加压，气态氨转化为无色的液态氨，同时放出大量热．液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降；③氨气极易溶于水．在常温、常压下，1体积水中能溶解约700体积的氨气(因此，氨气可进行喷泉实验)；④氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用．若不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛．2．氨分子的结构：NH3的电子式为，结构式为，氨分子的结构为三角锥形，N原子位于锥顶，三个H原子位于锥底，键角107°18′，是极性分子．3．氨的化学性质：①跟水反应．氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水)，大部分的NH3分子与H2O分子结合成NH3•H2O(叫一水合氨)．NH3•H2O为弱电解质，只能部分电离成NH4+和OH-：NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-a．氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色．氨水的浓度越大，密度反而越小(是一种特殊情况)．NH3•H2O不稳定，故加热氨水时有氨气逸出：NH4++OH-=NH3↑+H2Ob．氨水的组成：氨水是混合物(液氨是纯净物)，其中含有3种分子(NH3、NH3•H2O、H2O)和3种离子(NH4+和OH-、极少量的H+)．c．氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水．通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里．d．有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以NH3•H2O形式存在，但计算时仍以NH3作溶质．②跟氯化氢气体的反应：NH3+HCl=NH4C1说明：a．当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生大量白烟．这种白烟是氨水中挥发出来的NH3与盐酸挥发出来的HCl化合生成的NH4C1晶体小颗粒．b．氨气与挥发性酸(浓盐酸、浓硝酸等)相遇，因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之-．c ．氨气与不挥发性酸(如H 2SO 4、H 3PO 4等)反应时，无白烟生成．③跟氧气反应：4NH 3+5O 2催化剂 △4NO+6H 2O 说明：这一反应叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化)，是工业上制硝酸的反应原理之一．4．氨气的用途：①是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；②是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料；③用作冰机中的致冷剂【精细剖析】1．喷泉实验的原理中学教材中喷泉实验装置如右图所示。
实验室制备氨气化学方程式
实验室制备氨气化学方程式实验室制备氨气是一种常见的化学实验，常用于教学和研究领域。
氨气是一种无色气体，具有刺激性气味，广泛应用于农业、医药和化工等领域。
制备氨气的主要方法是通过铵盐和碱的反应生成氨气。
一种常用的制备氨气的方法是通过铵盐和碱的反应。
以下是一种常见的制备氨气的化学方程式：NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O在这个反应中，铵盐NH4Cl和碱NaOH反应生成氨气NH3、氯化钠NaCl和水H2O。
这是一种酸碱中和反应，铵盐中的氨根离子和碱中的氢氧根离子结合生成氨气。
具体实验步骤如下：1. 准备所需实验器材，包括烧杯、漏斗、试管、热水浴等。
2. 将一定量的铵盐NH4Cl称入烧杯中。
3. 将一定量的碱NaOH溶解在适量的水中，得到NaOH溶液。
4. 将NaOH溶液缓慢滴加到含有铵盐的烧杯中，同时用漏斗收集生成的氨气。
5. 在收集氨气的试管中，加入一定量的氯化钠NaCl溶液，以吸附残留的氨气。
6. 经过一段时间，收集到足够的氨气后，将试管封闭。
这个实验过程中，铵盐NH4Cl和碱NaOH在水的存在下发生反应，生成氨气NH3、氯化钠NaCl和水H2O。
其中，氨气是无色气体，可以通过漏斗收集，而氯化钠溶液用于吸附残留的氨气，以避免对实验室环境造成污染。
通过这种方法制备氨气的优点是操作简单、成本低廉，适用于小规模的实验室制备。
然而，这种方法的缺点是制备氨气的效率不高，生成的氨气纯度较低。
总结来说，实验室制备氨气的化学方程式为NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O。
这个反应通过铵盐和碱的中和反应生成氨气，是一种常用的制备氨气的方法。
该实验步骤简单、成本低廉，适用于小规模的实验室制备。
然而，需要注意的是，制备氨气的纯度较低，可能需要进行进一步的纯化处理。
高中化学第4章 第24讲 常见气体的实验室制备、净化和收集---2023年高考化学一轮复习(新高考
第24讲 常见气体的实验室制备、净化和收集复习目标 1.了解常见气体制备原理、装置及改进。
2.能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。
1．气体制备实验的基本思路2．重要气体的发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类：(1)固体＋固体――→△气体 发生装置如图：制备气体：O 2、NH 3、CH 4等。
(2)固体＋液体(或液体＋液体)――→△气体 发生装置：制备气体：Cl 2、C 2H 4等。
(3)固体＋液体(不加热)―→气体 发生装置：制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。
3．常见气体典型制备系统举例(1)Cl2的实验室制备(2)SO2的实验室制备(3)NH3的实验室制备4．气体的除杂方法(1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。
除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。
(2)气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置图ⅠⅡⅢⅣ常见干燥剂浓H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性)除杂试剂Cu、CuO、Mg等当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉。
5．气体的收集方法收集方法收集气体的类型收集装置可收集的气体(举例)排水法难溶于水或微溶于水，且不与水反应的气体O2、H2、NO、CO等排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应H2、NH36.集气装置的创新——排液集气装置装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。
若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。
①饱和食盐水——收集Cl2。
②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。
③饱和NaHS溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集HCl或NH3。
4-4-第1课时 氨的性质与制法
知识点 1
氨的性质及用途
●思维导图
第四章 第四节 第1课时
成才之路 ·化学 ·人教版 · 必修1
●细品教材 1．氮的固定 (1)概念：将游离态的氮转变为化合态的氮的方法。 (2)分类
放电 自然界 高能固氮N ＋O =====2NO 2 2 固氮 生物固氮豆科植物的根瘤固氮 氮的固定 高温、高压 人工固 工业合成氨N2＋3H2 2NH3 氮工业 催化剂 固氮 仿生固氮金属有机化合物作催化剂
第四章 第四节 第1课时
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2．氨的物理性质 (1)色、态、味：无色、有刺激性气味的气体。 (2)溶解性：极易溶于水，在常温常压下，1 体积水约能 溶解 700 体积氨气。 (3)易液化：在降温或加压条件下，气态氨液化成无色液 体，同时放出大量的热，液氨汽化时要吸收大量的热，使周 围物质的温度急剧下降，因此常被用作制冷剂。 (4)密度小：用向下排空气法收集。
第四章 第四节 第1课时
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俗话说：“庄稼一枝花，全靠肥当家。”氮元素是蛋白 质的主要成分，是植物生长所必需的首要营养元素。植物需 要氮肥，犹如人体需要蛋白质一样。但是世界上大多数地区 的土壤中都缺乏氮素养分，为了获取农作物高产，需要施用 大量氮肥。具有固氮能力的生物，本身就是一座小化肥厂。 这个化肥厂的原料来自空气，取之不尽，这种化肥厂不需要 厂房和设备，不污染环境，能源则是用之不竭的太阳能。
第四章 第四节 第1课时
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11 12 4．铵盐都□________溶于水，受热易□________，与 13 碱反应加热时放出□________。 写出氯化铵、碳酸氢铵受热分解的化学方程式： 14 □___________________________________、 15 □___________________________________。
氨气的制取及其性质检验实验的改进
氨气的制取及其性质检验实验的改进作者：陈昭玉来源：《中小学班主任》 2019年第10期陈昭玉化学是一门以实验为基础的学科，化学实验的科学性、安全性对于激发学生学习化学的兴趣，培养严谨认真的科学态度，提高动手操作能力和创新能力有着极其重要的意义。
现行人教版高中《化学》必修一教材中，将“氨气的制取及其性质检验实验”分为三个实验进行，既耗时又费力，氨气容易泄漏，污染环境，影响师生健康，制取过氨气的试管容易炸裂，造成资源浪费。
根据这些不足，笔者设计了一套既安全又环保，具有观赏性、趣味性的实验装置。
1.实验原理在教材中，用NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取氨气，产生氨气速度慢，加热过的试管容易炸裂。
因此，笔者改用浓氨水与氢氧化钠固体混合制取氨气，快捷、不需要加热，制得氨气的浓度较大，非常适合喷泉实验。
氢氧化钠固体溶于浓氨水中的水，放出大量的热，产生氢氧根离子，使氨气的溶解度降低，促使平衡向右移动，为一水合氨分解产生氨气提供条件。
2.实验仪器及试剂250mL蒸馏烧瓶2个、50mL烧杯1个、500mL烧杯1个、250mL锥形瓶1个、分液漏斗1个、小气球1个、Y型管1根、双孔橡皮塞3个、铁架台2套、胶头滴管2支、止水夹4个、药匙1个、玻璃导管若干、橡皮导管若干等；浓氨水、氢氧化钠固体、浓盐酸、蒸馏水、酚酞试剂、红色石蕊试纸。
3.实验目的（1）认识氨气及其性质。
（2）初步学会氨气的检验。
（3）通过氨气的喷泉实验感受化学实验的美，激发学习化学的兴趣，联系氨气的喷泉实验原理，体会相关的自然现象和人工现象。
（4）将氨气的制取、收集和物理、化学性质的实验合二为一，做到实验简单、操作方便、现象明显、效果良好。
（5）重视环境教育，树立环保意识。
4.实验仪器装置图5.实验操作（1）检查装置的气密性：按照上图组装仪器，关闭分液漏斗活塞，关闭K2、K4，打开K1、K3，向50mL烧杯加水至浸没导管口，用热毛巾裹住发生装置的蒸馏烧瓶，一会儿，烧杯出现气泡，松开热毛巾，烧杯上面的导管出现一段水柱；同理，关闭K3，打开K4，用热毛巾裹住发生装置的蒸馏烧瓶，一会儿，锥形瓶上的小气球变胀，松开热毛巾，小气球变瘪，说明整套装置的气密性良好。
2022届高考复习专题 化学实验综合题
常见实验条件控制定思考方向
常见的操作 加过量试剂
加氧化剂(如H2O2)
思考方向
使反应完全进行(或增大产率、转化率) 氧化还原性物质，生成目标产物 或除去某种离子
末端放置干燥管 防止空气中的水蒸气干扰实验
调节溶液的pH
①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其 中某些金属离子形成氢氧化物沉淀) ②“酸作用”还可除去氧化物(膜) ③“碱作用”还可除去油污，除去铝片
无机物晶体： ①蒸发结晶，如从溶液中获取 NaCl； ②蒸发浓缩(至有晶膜出现为止)、冷却结晶，如除去 KNO3 中的少量 NaCl 或是 从溶液中得到含有结晶水的晶体(如 CuSO4·5H2O)。 ③加热溶解、趁热过滤、冷却结晶，如苯甲酸的重结晶。 ④要得到较大的晶体，可以采用：缓慢冷却溶液、缓慢蒸发溶剂、减慢冷却结 晶的速度或冷却后静置较长时间。 ⑤由 FeCl3、AlCl3、CuCl2、MgCl2、CoCl2 等溶液获取对应晶体，采取的措施 是：在干燥的 HCl 气氛/氛围/气流中加热蒸干，抑制某离子的水解，带走水份。
布氏漏斗
直形冷凝管 球形冷凝管 蛇形冷凝管 空气冷凝管 U形干燥管
球形干燥管
2016年I卷氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温 度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2，某同学在实验室中 对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题： （1）氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的_________，反应的化学方 程式为_________。 ②预收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发 生装置→____a_→_d__→_c_→__f→e→i；
氧化膜，溶解铝、二氧化硅等
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件
建构认知模型 促进深度学习——以高三一轮复习“气体制备实验的教学设计—氨气的制备”为例
建构认知模型㊀促进深度学习以高三一轮复习 气体制备实验的教学设计 氨气的制备 为例仵瑞华(中山市第二中学ꎬ广东中山５２８４２９)摘㊀要:模型认知是«普通高中化学课程标准(２０１７年版２０２０年修订)»提出的化学学科核心文化素养的重要组成部分.本文以高三一轮复习 气体制备实验 专题复习课为例ꎬ基于新课程标准ꎬ在教师的引领下ꎬ设置挑战性的任务ꎬ指导学生逐步建立系统解决问题的思维模型ꎬ完成 建模 完善模型 评价模型 的思维三进阶ꎬ促进学生的深度学习.关键词:模型认知ꎻ建构模型ꎻ完善模型ꎻ评价模型ꎻ深度学习中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２３)０９－０１２２－０３收稿日期:２０２３－１２－２５作者简介:仵瑞华(１９９３.５ )ꎬ女ꎬ硕士ꎬ河南省周口人ꎬ中学一级教师ꎬ从事有机化学研究.基金项目:广东省教育研究院２０２０年专项课题 中学化学深度学习的单元教学设计与实施研究 (课题编号:２０ＧＤＪＹ－Ｂ１０９)ꎻ中山市教育科研２０２２年度一般项目课题 基于学习进阶理论的高中化学单元教学设计与实践研究 (课题编号:Ｂ２０２２１５７).㊀㊀高考化学物质制备类实验是一类综合性较强的题型ꎬ可以多视角考查学生化学核心素养的发展状况.该题型主要侧重于考查学生的分析能力㊁实验能力ꎬ教师在实际组织教学的过程中发现学生暴露的问题主要集中于不清楚实验目的ꎬ不清楚每个装置的作用㊁实验操作及现象表达能力弱等.究其原因主要是学生对于实验基础知识的认知多数停留在浅层记忆层面ꎬ没有形成深度学习ꎬ没有形成有序㊁系统的思维模型.如何打破此僵局ꎬ提高一轮复习的效率?建构认知模型㊁促进深度学习是一种非常好的方式.１设计思路基于学生的问题诊断以及化学核心素养的要求ꎬ本课时教师以高三一轮复习 气体制备实验的教学设计 氨气的制备 为例ꎬ设置问题串引导学生进行深度学习ꎬ使学生了解气体制备实验的流程ꎬ可细分为发生㊁净化㊁收集(或检验)㊁尾气处理及设计气体制备实验的相关思路模型装置ꎬ建立起学生气体制备实验的认知模型[１].本节课的基本思路(如表１)如下:表１㊀高三一轮复习 气体制备实验的教学设计思路 以 氨气的制备 为例教学与评价目标教学目标评价目标㊀㊀１.以氨气的制备实验为例ꎬ掌握氨气的实验室制法以及性质ꎬ从实验室制法中了解气体制备实验的流程以及气相关的设计思路ꎬ培养学生证据推理与模型认知化学核心素养.２.通过设计实验ꎬ建立气体制备及检验的模型ꎬ培养学生实验探究与创新意识㊁科学态度与社会责任化学核心素养.㊀㊀１.以氨气的制备实验入手ꎬ多角度诊断并发展学生对物质的认识水平(孤立水平㊁系统水平).２.通过收集一瓶干燥的氨气ꎬ以氨气的性质入手ꎬ发展学生基于物质性质设计实验的水平(孤立水平㊁系统水平).３.引导学生依据真实问题情境ꎬ设计㊁评价㊁创新实验方案ꎬ诊断并发展学生实验探究能力及运用认知模型的能力水平(基于经验水平㊁原理水平㊁系统设计水平).２２１２教学过程教学过程思维导图(如图１).教学环节一:建立物质复习思路ꎬ引入课堂图１㊀ 氨气的制备ʌ教师活动ɔ复习氮元素的价类二维图ꎬ引导学生建立物质复习的思路ꎬ引入本节课的教学内容.ʌ设计意图ɔ运用氮元素的价类二维图ꎬ引导学生将原本孤立㊁零散的元素化合物知识进行有效整合ꎬ帮助学生建立物质复习角度ꎬ有利于知识结构化㊁系统化㊁明了化.教学环节二:问题串驱动ꎬ建立模型任务１㊀氨气的制备ʌ教师活动ɔ氨气的制备ꎬ学案上卷从图中所给的装置选择氨气制取的发生装置ꎬ以及书写对应的化学反应方程式(见图２ꎬ题目选自２０１５年广东卷).图２㊀氨气的制备发生装置选择(选自２０１５年广东卷)ʌ学生活动ɔ回忆旧知ꎬ提供氨气制备的方法Ａ同学:Ａ装置ꎬＣａ(ＯＨ)２和ＮＨ４Ｃｌ加热制备Ｂ同学:Ｂ装置ꎬ加热浓氨水制备.ʌ教师活动ɔ通过设置问题串ꎬ逐步引导学生将思维过程显性化ꎬ思考由发生装置选择反应体系的依据是什么.ʌ学生活动ɔ观察㊁归纳㊁提炼由发生装置选择反应体系的思路:分析发生装置 明确反应物状态 明确反应发生条件 明确反应原理.ʌ教师活动ɔ继续追问:形成认知冲突ꎬ平时我们选用ＮａＯＨ应该要多一些ꎬ这个反应我们为何不选用ＮａＯＨ来参与反应?ʌ学生活动ɔＮａＯＨ属于强碱ꎬ具有腐蚀性ꎬ容易腐蚀试管.ʌ教师活动ɔ点评ꎬ继续追问:这是氨气制备的常见方法ꎬ还有没有其他制备氨气的方法呢?思考对应的发生装置?ʌ学生活动ɔ浓氨水和氧化钙.锥形瓶和分液漏斗ꎬ锥形瓶换成圆底烧瓶.ʌ教师活动ɔ能否用平衡原理解释下反应原理?ʌ学生活动ɔＣａＯ消耗水ꎬ平衡逆向移动.反应放热ꎬ促进氨水的受热分解.ʌ教师活动ɔ点评学生分析回答问题的思路ꎬ运用靠近学生最近发展区的问题串逐层引导学生深度思考与学习ꎬ深化氨气制备思路ꎬ举一反三ꎬ多角度考查学生的知识运用与思考的能力.ʌ设计意图ɔ任务１由氨气的制备实验入手ꎬ引导学生构建气体制备实验的发生装置的选择模型ꎬ应先搞清反应原理ꎬ进而根据反应物的状态和反应条件综合选择装置ꎬ同时渗透化学平衡原理解释ꎬ引导学生进行有序整合ꎬ开展深度学习ꎬ落实证据推理与模型认知的化学核心素养[２].任务２㊀收集一瓶干燥的氨气ʌ教师活动ɔ第二个任务:收集一瓶干燥的氨气.(１)要求学生填写后面气流的方向并说出设计思路.(２)干燥剂如何选择?ʌ学生活动ɔ答出气流方向及选择思路.ʌ教师活动ɔ点评学生的认识思路ꎬ引导学生思考设计干燥装置时需要考虑氨气的哪些具体性质?ʌ学生活动ɔ净化:碱性ꎻ收集:极易溶于水ꎬ密度比空气小ꎬ向下排空气法ꎻ尾气吸收:刺激性气味气体ꎬ极易溶于水.ʌ教师活动ɔ回归课本ꎬ点明细节.如何验满氨气?棉花的作用?３２１ʌ教师活动ɔ引导学生归纳总结气体制备实验装置分为哪些部分?每一个部分我们需要考虑什么样的问题?ʌ学生活动ɔ四部分ꎬ发生 除杂 收集 尾气处理.ʌ教师活动ɔ点评.ʌ设计意图ɔ任务２继续讨论氨气的干燥㊁收集㊁尾气处理等具体细节ꎬ使学生熟练掌握氨气的性质ꎬ不断引导学生由发生㊁净化㊁收集㊁尾气几个模型装置思考问题ꎬ建立解题模型.此外ꎬ回归课本来进行一轮复习ꎬ抓细节ꎬ可以更好地理解.ʌ教师活动ɔ提供巩固练习２ꎬ思维拓展.教学环节三:内化认识方式ꎬ迁移应用模型ʌ教师活动ɔ提供真实问题情境ꎬ要求学生运用已构建的模型设计并画出实验装置图ꎬ进一步诊断学生对 气体制备实验 认知模型的深度学习认识水平ꎬ做到及时评价.ʌ问题情境ɔ实验室常用亚硝酸钠溶液和硫酸铵溶液加热制备Ｎ２.Ｍｇ３Ｎ２是一种浅黄色粉末ꎬ常用作催化剂ꎬ熔点８００ħꎬ沸点７００ħꎬ易水解生成氢氧化镁和氨气.请同学们设计实验ꎬ制备Ｍｇ３Ｎ２ꎬ并画出实验装置图.ʌ学生活动ɔ对真实情境的关键要素进行提取㊁分析㊁推理ꎬ运用 气体制备实验 认知模型ꎬ独立绘制装置简图ꎬ并进行交流.ʌ教师活动ɔ运用多媒体展台展示学生设计绘制的装置简图ꎬ引导学生运用所学知识深入分析和评价ꎬ内化气体制备实验的认知模型.ʌ教师总结ɔ归纳总结.在做气体制备实验设计时ꎬ主要包括四部分发生 净化 收集/主体实验 尾气处理ꎬ万变不离其宗.把握好思路ꎬ更需要掌握好元素化合物知识.ʌ设计意图ɔ环节三通过设置真实问题情境ꎬ引导学生分析问题情境ꎬ提取关键要素ꎬ设计㊁评价实验方案ꎬ从而达到进一步诊断学生运用认知模型的能力和水平㊁训练提高学生的实验探究能力的目的.同时促进学生在陌生情境中分析㊁推理和设计等高阶思维能力的发展ꎬ促进学生深度学习[３].３教学实践感悟３.１创设真实的问题情境创设有效真实的问题情境是引导学生主动建构认知模型㊁促进深度学习的重要环节.深度学习过程中的重点是 主动建构 ꎬ学生在角色体验的过程中ꎬ进行建模 完善模型 评价模型的思维三进阶ꎬ更有利于后面学生迁移运用模型.３.２问题串驱动ꎬ建立认知模型模型认知作为化学核心素养的一个重要组成部分ꎬ涵盖建模 完善模型 评价模型思维三进阶过程.教师在组织化学课堂教学中ꎬ将情境进行拆分成一个个任务ꎬ运用问题串驱动学生积极建立并完善运用模型ꎬ有助于学生克服陌生情境的畏难心理ꎬ将孤立㊁零散的知识有序㊁系统地整合起来.３.３要引导学生养成深度思考的习惯教师在日常教学中不能只追求具体考点的讲解ꎬ而应引导学生对所学知识进行深入理解和主动建构ꎬ汲取其核心概念ꎬ从而在面对新情境时能够有效进行知识迁移和问题解决.在此过程中不断地发展学生分析㊁反思㊁评价㊁设计等高阶思维水平.而高三复习课㊁单元以及专题总结等课程都是将知识重新整合ꎬ构建知识网络的过程.建构认知模型ꎬ引导学生深度思考是一种非常有效的方法ꎬ日常教学中ꎬ教师应多培养学生深度思考的好习惯.参考文献:[１]曹睿淇ꎬ王敏.明确原理ꎬ合理运用题目信息:物质制备实验题解题心得[Ｊ].中学生数理化ꎬ２０１７(５):７７－７８.[２]邹定兵.建构认知模型促进深度学习:以高三选修模块复习课 物质的分离与提纯 为例[Ｊ].化学教学ꎬ２０１９(１):４１－４５.[３]冯桂明ꎬ陈珏姝.新高考背景下基于 模型认知 的高三电化学复习研究:以 电解原理的综合应用 为例[Ｊ].化学教与学ꎬ２０２２(５):６６－７２.[责任编辑:季春阳]４２１。
化学氨气教学设计
化学氨气教学设计一、教学背景与目标化学教学是中学化学教学中的重要环节之一。
本教学设计以氨气为主题，通过学生实际操作实验、观察化学反应现象及其原理，培养学生的实践能力和观察能力，促进学生对化学知识的理解和掌握。
本次教学的主要目标如下：1. 了解氨气的性质、制取方法及应用；2. 学会进行氨气的制取和检验实验；3. 掌握氨气的化学性质和常见反应。
二、教学重点与难点1. 教学重点：（1）氨气的性质、制取方法及应用；（2）氨气的制取和检验实验；（3）氨气的化学性质和常见反应。
2. 教学难点：（1）氨气的制取方法与实验操作；（2）氨气的化学性质及其在实际应用中的反应。
三、教学准备1. 实验器材：导管、烧瓶、烧杯、导管夹、试管、试管架等；2. 实验药品：氨水、氢氧化钠、盐酸等；3. 教学课件、教学实验指导书。
四、教学过程本节课分为三个部分：氨气的制取、氨气的化学性质实验以及氨气实际应用。
1. 氨气的制取引导学生观察教师演示的氨气制取实验，并进行实验步骤和注意事项的解释。
让学生合作组队进行氨气的制取实验，确保实验操作的安全性。
鼓励学生积极参与，使其对氨气的制取方法有直观的了解。
2. 氨气的化学性质实验给学生一个实验问题：“氨气和氯气混合后会发生什么化学反应？”引导学生提前做好实验设想，并进行实验操作。
先将氨气通入洗涤瓶中收集，然后使用导管连接洗涤瓶和试管，加入少量的氯气。
观察氯气与氨气的反应情况，让学生用逻辑推理解释观察到的现象，并总结出氯气与氨气反应的化学方程式。
3. 氨气实际应用介绍氨气在生活中的实际应用，并进行案例分析。
例如氨气作为工业原料的使用，氨气在肥料中的应用等，以激发学生进一步思考和探索氨气的实际应用领域。
五、教学总结与评价通过本次教学设计，学生应能了解氨气的性质、制取方法及应用，并具备进行氨气的制取和检验实验的能力。
学生还能够掌握氨气的化学性质和常见反应。
在教学过程中，教师应注重培养学生的实践能力和观察能力，激发学生的学习兴趣，鼓励学生进行独立思考和探索。
氨气实验室制法
数据分析与处理
80%
数据清洗
对实验数据进行清洗，去除异常 值和缺失值，保证数据的准确性 和可靠性。
100%
数据统计
运用统计学方法对实验数据进行 处理，计算平均值、标准差等统 计量，以评估实验结果的稳定性 和可靠性。
80%
选择纯度高的原料
使用高纯度的氢气和氮气作为原料， 可以减少杂质对反应的影响，从而降 低副反应的发生。
THANK YOU
感谢聆听
氨气的化学性质
碱性
氨气是一种碱性气体，可以与酸反应生成铵盐。
还原性
氨气具有还原性，可以与氧化剂反应，如与氧气反 应生成氮气和水。
取代反应
氨气可以发生取代反应，如与卤素反应生成氮气和 卤化氢。
氨气的用途
02
01
03
化工原料
氨气是重要的化工原料，可用于合成尿素、硝酸、氮 肥等。
制冷剂
氨气可作为制冷剂用于空调、冰箱等制冷设备。
该反应为可逆反应，需要在高温高压和催化剂的作用 下进行。
反应过程中需要消耗大量的能量，因此需要使用高温 或加压的方式提高反应速率。
反应的能量变化
反应过程中需要吸收大量的热 量，因此需要使用外部热源提 供能量。
反应过程中会产生大量的热能 ，因此需要使用冷却系统将热 量导出，以保持反应温度的稳 定。
该反应为放热反应，因此当反 应完成后，会产生大量的热能 ，需要妥善处理。
氨气实验室制法
目
CONTENCT
录
• 氨气的性质和用途 • 实验室制法的原理 • 实验室制法的设备和操作 • 制取过程中的问题与解决方案 • 实验结果与数据分析 • 实验室制法的改进与优化建议