化学实验改进与创新

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感悟化学的魅力,教师在教学中除了做好教材上的
演示实验,还要补充一些趣味性较浓的化学演示实
验。如:二氧化硫的漂白作用及酸雨模拟实验。在
设计实验时,应尽可能使实验现象明显、安全、成
功率高、污染少、易操作。
二、拓展和趣味性实验

实验名称:二氧化硫的漂白作用及酸雨模拟实验
二氧化硫的漂白作用是由于二氧化硫与某些有色 物质直接化合,生成不稳定的无色物质而造成的。当 此无色物质在受热或遇到强氧化剂时即分解,如:二 氧化氮或发烟硝酸或氯气等氧化剂都能使被漂白物质 又恢复原色。
SO2形成的酸雨。

⑵方便、省时、省药、直观,一次可以看到几个
实验结果。

⑶污染小,一般学校实验室都可以做。
⑷此装臵还可以做氮的氧化物酸雨模拟实验。

二、拓展和趣味性实验
1、趣味实验名称:双喷泉实 验 氨溶于水的喷泉实验可以 拓展成双喷泉实验。 实验装臵图

二、拓展和趣味性实验

wk.baidu.com
2、喷泉实验的基本原理
二、拓展和趣味性实验

⑷ 将注射器里的蒸馏水注入具支试管里,配成稀
HNO3,使铜片与稀HNO3反应,生成NO气体。观察到,
洗气瓶中间的玻璃管气体呈红棕色,玻璃管外无
色,片刻后,洗气瓶内玻璃管外原来无色,现在
呈淡红棕色气体,说明NO气体不溶于水,遇到空
气中的氧气反应生产NO2气体
二、拓展和趣味性实验
自制气体发生器
四、与大家进行实验交流

在中学化学实验教学中,还有个别化
学实验,需要与各位老师共同探究。
如: 走进化学工业中
的合成氨的反应原理
四、与大家进行实验交流

在一干燥的硬质试管中放入适量铁丝绒,按图
4-1连接好实验装臵。加热试管中的铁丝绒至红热
后,用注射器抽取20 mL干燥氮气和60 mL 干燥氢

一、新教材中个别实验的改进
二、拓展和趣味性实验 三、仪器展示



四、与大家进行实验交流
一、新教材中个别实验的改进
新教材的亮点之一,就是教材设计了丰富的 可供教师演示和学生自主进行的实验。实验类型 多样化,体现化学实验的多种教育功能。减少了 验证性的内容,具有较强的探究性。有利于培养 学生的探究意识、观察能力、思维能力和实践能 力。同时,新课程化学教学呼唤实验创新,教师 在教学中,遇到教材中不理想的实验设计,就需 要自己动手,进行实验创新和改进。
三、仪器展示

学生探究实验电解水装臵
电极的制作
改进与创新要能够解决一定的实验问题 我们改进与创新实验的目的往往就是用以解决 某些实验问题。如果连这一要求都达不到,那就失 去了它的意义。例如:启普设计的启普发生器解决 了不需加热条件下块状固体与液体反应制气的随控 性问题。启普发生器既方便了这类气体的制取,又 节约了化学试剂,因而一直引用至今。由于该仪器 制作难度大,后人根据其原理制所作出具有同等功 效的简易气体发生装置同样深受实验者欢迎!

二、拓展和趣味性实验

2、实验原理:根据浓、稀HNO3的氧化性不同,它 们分别与铜片反应,还原产物各不相同:有关化 学方程式为: Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 +2NO2↑+ 2H2O
3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+ 2NO↑+ 4H2O 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO↑
显。改进后的实验装臵,在课堂进行演示实验教 学后,大家反映实验效果好。

⑵实验验证了浓硫酸具有氧化性,浓硫酸与铜发
生氧化还原反应,反应除生成硫酸铜外,还生成 二氧化硫和水,实验安全易操作。

⑶通过改进实验装臵,可控制药品用量,避免了
生成的二氧化硫对师生及环境的危害。
二、拓展和趣味性实验

在教学中,为了让学生更好的理解化学知识,
一、新教材中个别实验的改进

浓硫酸与铜反应 1、改进实验名称:浓硫酸与铜反应的实验改进
“浓硫酸与铜反应”实验,如果按照教材的 装臵进行,气密性不好影响课堂效果。由此实验 得到启发,能否设计一个实验装臵气密性好,实 验现象明显,可控制药品用量,减少对环境的污 染。于是,我对实验装臵进行改进,找出最佳方 案。
二、拓展和趣味性实验

2、装臵:
钟罩里的二氧化硫与水反应生成亚硫酸(模拟
酸雨)
SO2+H2O ⇌ H2SO3
因此,培养皿里的水(人工降雨的雨水)加
入石蕊试剂显红色,证明此溶液显酸性。
二、拓展和趣味性实验

图1-1 二氧化硫的漂白作用及酸雨模拟试验装置图
二、拓展和趣味性实验

3、操作:
⑴如图1-1所示,取多半药匙硫粉,放入蒸发皿里, 加热蒸发皿,使硫粉融化、燃烧到有蓝色火焰时, 放入红色的鲜花的钟罩里,钟罩下接一培养皿的 盖,使盛硫粉的蒸发皿和插入鲜花的坩埚都在密 闭的钟罩里。这时可观察到钟罩里有大量白雾, 片刻后可看到红色的花瓣逐渐变白,说明SO2的漂 白作用。
一、新教材中个别实验的改进

2、实验的原理:
2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+2H2O+SO2↑
3、实验改进目的:
使实验在一个可吸收尾气的装臵中进行,可节
约药品,实验现象明显,避免SO2对空气的污染。
一、新教材中个别实验的改进

4、实验仪器及药品:具支试管、玻璃管、铁丝、
铜片、棉花、胶塞、浓H2SO4、NaOH溶液等。




二、拓展和趣味性实验

该实验需要在两个相同装臵中进行,分别给
两支试管各加入一小块铜片,并且要分别加入浓、
稀 HNO 3 ,用 NaOH 溶液做好两个实验尾气的吸收工
作,实验装臵(如图3-1所示)。
二、拓展和趣味性实验
图3-1
改进前铜与硝酸反应
二、拓展和趣味性实验

该实验现象明显,充分证明了浓、稀硝 酸的氧化性不同,它们分别与铜片反应, 还原产物各不相同。但实验是在两个装臵 中进行,费时、不好控制药品的用量。由 此实验得到启发,能否设计一个实验装臵 同时完成两个实验内容呢?于是,将设想 好的几种实验装臵反复进行试验,找出最 佳方案。
济宁十三中 初三化学备课组
化学是一门以实验为基础的自然科学,化 学教学离不开化学实验。实验教学的主要目的 是帮助学生更好地理解所学理论知识,并通过 实验操作来培养学生的动手能力,训练学生学 会合作和进行实验探究,让学生认识如何通过 实验的方法来解决问题,从而将理论知识与实 践密切联系起来。
实验大赛交流内容
气,将混合气体通入试管,并用湿润的pH试纸臵
于导管出口处,观察试纸的变化。
四、与大家进行实验交流
图4-1 合成氨的实验装置
四、与大家进行实验交流

由氮气与氢气直接合成氨的化学原理为:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(放热反应)


由于该实验有危险老师们不敢做,用改进后 的合成氨实验装臵进行实验,可以看到实验现象, 但是,控制不好氢气的纯度已爆炸。




6、实验结论 ⑴ 实验在密闭容器中进行,实验现象明显,一 次实验可以看到两个实验结果,而且可以进行两 个实验的对比,实验效果好。 ⑵ 实验综合了浓、稀HNO3分别与Cu的反应,验证 了浓、稀HNO3都具有氧化性,且与Cu反应生成的 产物不同,实验安全易操作。 ⑶ 通过改进实验装臵,缩短了实验时间,可控制 药品用量,避免了生成的NO2和NO对师生及环境的 危害。
气体在液体中溶解度很大,在短时间内产生足 够的压强差(负压),则打开活塞后,大气压将烧杯 内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。
二、拓展和趣味性实验

3、双喷泉实验过程:
①分别制取干燥的NH3和HCI气体各一瓶。 ②用三通管将两烧瓶和装有石蕊试剂的烧杯连接。 ③将滴管中的水挤入NH3的烧瓶中,依次打开NH3与 HCI的通道,(a、b止水夹),可看到盛NH3的瓶 中,放开a、b处的止水夹后有白烟(NH3溶于水, 瓶内压强减小,使HCI进入,生成NH4CI所致)。
二、拓展和趣味性实验

3、实验改进目的
将两个实验装臵改进成一个密闭的装臵,使 实验在一个密闭的装臵中进行,可节约药品,避 免NO、NO2对空气的污染,改进装臵如图3-2所示。
二、拓展和趣味性实验
图3-2改进后浓、稀硝酸与铜反应演示器
二、拓展和趣味性实验

4、实验仪器及药品
具支试管、玻璃管、铁丝、铜片、注射器、洗气 瓶、浓HNO3、NaOH溶液、蒸馏水等。

二、拓展和趣味性实验

5、操作步骤及现象分析
⑴ 连接好仪器(如图3-2所示),并检查装臵的

气密性。

⑵ 向具支试管里加入3ml浓HNO3,向洗气瓶里加
入NaOH溶液,向注射器里注入2ml蒸馏水(浓HNO3
与水的比例为3:2)。
二、拓展和趣味性实验

⑶ 将一段铁丝穿过玻璃管,铁丝在玻璃管中的部 分缠绕有侵入NaOH溶液的棉花,在铁丝末端挂上 铜片并伸入到具支试管里,拉动铁丝铜片与浓硝 酸液面接触,观察到试管中反应剧烈有气体产生, 气体呈红棕色,液体呈蓝绿色。说明浓硝酸与铜 发生了氧化还原反应,铜被氧化生成硝酸铜,硝 酸被还原成NO2气体。
一、新教材中个别实验的改进




进行实验设计时,要遵循以下四个基本原则: ⒈科学性——实验原理、实验操作程序和方法必须正确。 ⒉安全性——尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险 性的实验操作。 ⒊可行性——仪器和药品易得、易操作、现象明显,能说 明问题。 ⒋简约性——方案简单易行,应采用简单的实验装臵,用 较少的步骤和药品,并能在较短的时间内完 成实验。

中的部分缠绕有侵入NaOH溶液的棉花,在铁丝末端 挂上铜片并伸入到具支试管里,塞上带玻璃管的胶 塞。拉动铁丝铜片与浓硫酸液面接触,观察到试管 中反应液体呈蓝绿色。说明浓硫酸与铜发生了氧化 还原反应,铜被氧化生成硫酸铜,硫酸被还原成二 氧化硫。
一、新教材中个别实验的改进

6、实验结论

⑴实验在可吸收尾气的装臵中进行,实验现象明
⒋通过下面三个实验可以证明无色物质遇到氧化
剂时即分解。

⑴取一个小培养皿,把漂白的花瓣放入干燥的培
养皿里,在培养皿里放入一小片铜,滴入几滴浓
硝酸,盖上盖可观察到有二氧化氮气体生成,片
刻后,观察到白花瓣逐渐变红,小心地给培养皿 里加入氢氧化钠溶液,吸收二氧化氮气体。
二、拓展和趣味性实验

⑵把漂白的花瓣放到发烟硝酸瓶口,可观察到白 花瓣逐渐变红。
⑶把漂白的花瓣放在氯气瓶口一会儿,可看到白 花瓣逐渐变红。 以上三个实验证明了二氧化硫的漂白作用是 由于二氧化硫与某些有色物质直接化合,生成不 稳定的无色物质,而这种无色物质遇到强氧化剂 时即分解,能使被漂白物质又恢复原色。

二、拓展和趣味性实验

5、说明

⑴通过此实验学生可以直观地看到SO2漂白作用和
间可以看到集气瓶内浓烟滚滚。 此魔术即展示了知识的形成过程,又激发了兴 趣、启迪了学生的思维。
二、拓展和趣味性实验

浓、稀硝酸与铜反应的实验
1、改进实验名称:浓、稀硝酸与铜反应的实验改 进 化学课上,教师在做人教版全日制普通高级中 学教科书(必修加选修)《化学》第二册16页[实 验1-7]硝酸的氧化性演示实验。
二、拓展和趣味性实验

喷泉实验的基本原理
气体在液体中溶解度很大,在短时间内产生足 够的压强差(负压),则打开活塞后,大气压将烧杯 内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。
二、拓展和趣味性实验

2.氨与氯化氢的反应可以拓展成魔术——空瓶生烟
方法:取两个集气瓶分别倒入少许氨水和盐酸,盖
入橡胶塞,反应时,去掉橡胶塞将两瓶口相对,瞬



二、拓展和趣味性实验

④打开连接石蕊的止水夹C处,立即出现双喷泉现 象,盛HCI的烧瓶中呈红色(酸使石蕊变红)、盛 NH3的烧瓶中呈蓝色(碱使石蕊变蓝)。
上述这个实验是把二个实验合为一个实验, 是在原实验的基础上作简单改进,却获得了更佳 的实验效果,减少了对环境的污染,对培养学生 的创造性思维有一定帮助。更加激发了学生,学 习化学的兴趣。

二、拓展和趣味性实验

⑵打开胶塞,用小喷壶给钟罩里喷入蒸馏水,模 拟人工降雨。
⑶取培养皿里人工降雨的雨水,放入一支小试管 里,另取一支小试管,加入喷壶里的蒸馏水做对 比实验,分别给这两支小试管里加入石蕊试剂, 观察到盛雨水的试管溶液变红,盛蒸馏水的试管 溶液无明显变化。

二、拓展和趣味性实验


5、操作步骤及现象分析
⑴ 连接好仪器(如图3-2所示),并检查装臵的 气密性。

一、新教材中个别实验的改进
图3-1 改进前浓硫 酸与铜反应装置
图3-2 改进后的浓 硫酸与铜反应装置
一、新教材中个别实验的改进

⑵ 向具支试管里加入3ml浓H2SO4。
⑶ 将一段铁丝穿过带玻璃管的胶塞。铁丝在玻璃管
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