化学教学论实验讲义(童金强自编)

化学教学论实验讲义 目录 第一部分：公用设施 第二部分：分组说明 第三部分：实验研究 实验一 氯酸钾和二氧化锰最佳用量比的探讨 实验二 质量守恒定律演示实验的研究 实验三 物质溶解过程热效应实验的研究 实验四 氨气喷泉实验的研究 实验五 氨的催化氧化实验的研究 实验六 乙醇氧化生成乙醛实验的研究 实验七 木材干馏实验的研究 实验八 渗析实验的研究 第一部分：公用设施（必备） 1.洗涤用品：去污粉（2盒）、洗衣粉（1袋）、肥皂（2块）、铬酸洗液（2瓶）、试管刷（大小各10把）、抹布（10个）

2.玻璃管加工用品：手工打孔器（6套）、挫刀（6把）、各种规格的橡皮塞（每种规格1公斤）、各种规格的玻璃管（含玻璃棒，每种规格2公斤）、医用乳胶管（20米）、医用剪刀（3把）、脱脂棉（2斤）

3.加热仪器：酒精灯（20个）、挂式酒精喷灯（6个）、医用酒精若干 4.称量仪器：台称（4个） 5.时间记录仪器：秒表（3块） 第二部分：分组说明 本学期一共安排了8个实验，实验班级为化学11001共42人。第3周星期四的下午和晚上，第4周星期四的下午和晚上共4个单位时间（下午或晚上为1个单位时间）即可完成全部教学任务。8个实验同时开（学生分为8个组，5-6人／组），每个实验需要准备3套实验装置（1套／2人或1套／1人；最好男女搭配或动手能力强者与动手能力弱者搭配）。采用循环教学的方式，每个单位时间（下午或晚上为1个单位时间）内交换1次，即每个学生在1个单位时间内完成2个实验。 第三部分：实验研究 实验一 氯酸钾和二氧化锰最佳用量比的探讨 一、实验目的 1.二氧化锰的用量对氯酸钾分解反应速率的影响

2.氧气的性质 二、实验原理 1.不加二氧化锰，分解反应速度慢

（1）370-380℃时 4KClO3=KCl+3KClO4 2KClO3=2KCl+3O2↑ （2）400℃以上时 2KClO3=2KCl+3O2↑ 2.加二氧化锰，分解反应速度快 200℃时 2KClO3=2KCl+3O2↑ 3.二氧化锰的催化反应机理 （1）机理一 2KClO3+MnO2=2KMnO4+Cl2↑+3O2↑ 2KMnO4= K2MnO4+ MnO2+ O2↑ K2MnO4+ Cl2=2KCl+MnO2+ O2↑ （2）机理二 2KClO3+4MnO2=2KCl+2Mn2O7 2Mn2O7=4MnO2+3O2↑ 三、仪器和药品 大试管（6个／组）、大玻璃水槽（1个／组）、1000ml集气瓶（6

个／组）、毛玻片（6个／组）、铁架台（1个／组）、带有玻璃管的单孔橡皮塞（学生自制）、导气管（学生自制）、120°的弯管（学生自制）、60°的弯管（学生自制）、广口瓶（6个）、研钵（4个）、蒸发皿（3个）、燃烧匙（1个／组）、镊子（2把）、坩埚钳（1个／组）、氯酸钾、二氧化锰、20%的氢氧化钠溶液、细铁丝（1斤）、木炭、硫磺粉、红磷、澄清的石灰水、氯化钡溶液、砂子、硝酸银溶液 四、实验装置

五、操作步骤

1.利用玻璃管加工仪器设备，自制带有玻璃管的单孔橡皮塞1个、导

气管1个、120°的弯管1个、60°的弯管1个。 2.在蒸发皿中，将二氧化锰加热，除去混有的杂质和水分；将氯酸钾放在研钵压碎，切勿研磨。 3.在台称上分别称取6份4克氯酸钾，称取二氧化锰0.2克、0.4克、0.8克、1.3克、2克、2.6克共6份。 4.把每份氯酸钾和二氧化锰混合均匀，分别放入6个大试管中，待用。 5.加热大试管，先排去空气，再从试管一端开始加热，逐渐移向试管底部，待水槽中的气泡均匀溢出时，用排水集气法开始收集氧气。 6.将每份氯酸钾和二氧化锰的混合物进行加热，用秒表记录收集1000ml氧气所需要的时间，实验结束前，先从水槽中取出导气管，后移走酒精灯。6瓶氧气将用于做氧气的性质实验。 7.用上述其中的4瓶氧气，依次完成木炭、铁丝，硫磺粉和红磷在氧气中的燃烧实验。 （1）木炭在氧气中燃烧 取一小块木炭放入燃烧匙中，再将燃烧匙伸入盛有氧气的集气瓶里，观察有无实验现象发生；从集气瓶中取出装有木炭的燃烧匙，并在酒精灯上加热至发红，然后再一次伸入盛有氧气的集气瓶中，观察木炭在氧气中燃烧的现象。燃烧停止后，向集气瓶里加少量澄清的石灰水并振荡集气瓶，观察有什么现象发生。 （2）硫磺粉在氧气中燃烧 取一小勺硫磺粉放入燃烧匙中，再将燃烧匙伸入盛有氧气的集气瓶里，观察有无实验现象发生；从集气瓶中取出装有硫磺粉的燃烧匙，并在酒精灯上加热至发红，然后再一次伸入盛有氧气的集气瓶中，观察硫磺粉在氧气中燃烧的现象。燃烧停止后，向集气瓶里加少量氯化钡溶液并振荡集气瓶，观察有什么现象发生。 （3）红磷在氧气中燃烧 取一小勺红磷放入燃烧匙中，再将燃烧匙伸入盛有氧气的集气瓶里，观察有无实验现象发生；从集气瓶中取出装有红磷的燃烧匙，并在酒精灯上加热至发红，然后再一次伸入盛有氧气的集气瓶中，观察红磷在氧气中燃烧的现象。燃烧停止后，向集气瓶里加少量硝酸银溶液并振荡集气瓶，观察有什么现象发生。 （4）铁丝在氧气里燃烧 取几根纱窗细铁丝，擦去表面铁锈或油漆，拧成一束呈螺旋状并绕在一根火柴棒上。用坩埚钳夹住螺旋状细铁丝的另一端，点燃火柴，待火柴临近烧完时缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中（集气瓶里装有少量水

和砂子）。观察铁丝在氧气中燃烧的现象。 六、实验数据处理 以二氧化锰的用量（单位：克）作横坐标，以收集1000ml氧气

所需时间作纵坐标（单位：秒），绘制t-m图，得到两者的最佳用量比。 实验二 质量守恒定律演示实验的研究 一、实验目的 1.不论有无气体或沉淀生成，化学反应前后物质的质量守恒

2.自制演示实验装置 二、实验原理 序号 胶头滴管内 锥形瓶里（盛15ml溶液）

1 硫酸铜溶液 氢氧化钠溶液 2 硫氰化钾溶液 氯化铁溶液 3 稀硫酸 氢氧化钠溶液（加酚酞2滴） 4 浓盐酸 大理石（15-20克） 5 稀硫酸 锌片（10克）

三、仪器和药品 50或100ml的锥形瓶（2个／组）、乳胶头（2个）、浓盐酸、稀硫酸、硫氰化钾溶液、氯化铁溶液、氢氧化钠溶液、澄清的石灰水、大理石、锌片、小量筒（（1个／组）） 四、实验装置

锥形瓶单孔橡皮塞胶头滴管

氢氧化钠溶液硫酸铜溶液

五、操作步骤 1.选择与锥形瓶匹配的橡皮塞；选择与玻璃管匹配的手工打孔器并用

其将橡皮塞钻孔。 2.用酒精喷灯和挫刀自制一支滴管。 3.将胶头滴管旋入橡皮塞中。 4.用量筒量取15ml氢氧化钠溶液并注入锥形瓶中；用带有橡皮塞的胶头滴管小心地吸入硫酸铜溶液，然后用滤纸将尖嘴出擦干；将带有胶头滴管的橡皮塞旋入锥形瓶中。 5.将锥形瓶放到托盘天平上用砝码平衡。 6.从托盘天平上取下锥形瓶，通过滴管向锥形瓶中滴加硫酸铜溶液，使氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应，生成蓝色沉淀。 7.再把锥形瓶放到托盘天平上，观察到天平仍然平衡。 8.用同样的方法对序号2、3、4和5依次实验。 六、实验思考 1.写出序号1、2、3、4和5的化学反应方程式。

2.自制实验装置的优点。 实验三 物质溶解过程热效应实验的研究 一、实验目的 1.物质在水中溶解时，要么吸热，要么放热，或既不吸热，也不放热

2.自制演示实验装置 二、实验原理 用结冰或使蜡烛熔化的方法观察物质溶解过程中的热效应，不仅

试剂用量大，演示时间长，而且还不易成功；利用空气热胀冷缩的特点观察物质溶解过程中的热效应，不仅试剂用量小，演示时间短，而且现象鲜明。 三、仪器和药品 抽滤瓶（1个／组）、带铁夹的铁架台（1个／组）、医用乳胶管、

玻璃管、止水夹（1个／组）、橡皮塞、硝酸铵、浓硫酸 四、实验装置

抽滤瓶水止水夹

单孔橡皮塞医用乳胶管U型管

五、操作步骤 1.选择与抽滤瓶匹配的橡皮塞；选择与玻璃管匹配的手工打孔器并用其将橡皮塞钻孔。 2.用酒精喷灯和挫刀自制一根长度为8cm左右的玻璃管，并将其旋入橡皮塞中；用酒精喷灯和挫刀自制一个高度为30cm左右的U型管，并将其固定在铁架台上；用医用乳胶管将橡皮塞和U型管的一端相连；用一段长约6cm的医用乳胶管套住抽滤瓶的支管口，并夹上止水夹。 3.向U型管中注入高度为15cm左右的红墨水；打开止水夹，先向抽滤瓶中加入20ml水，后加入6ml浓硫酸，迅速塞上橡皮塞，立即夹紧止水夹，轻轻摇动抽滤瓶，观察并解释实验现象。 4. 洗净抽滤瓶，先向抽滤瓶中加入20ml水，后加入6克硝酸铵固体，迅速塞上橡皮塞，立即夹紧止水夹，轻轻摇动抽滤瓶，观察并解释实验现象。 六、实验思考 1.物质溶解时，溶质的分子或离子向溶剂中扩散将吸收热量；同时，

溶质粒子与溶剂发生水合作用，将放出热量。当吸收的热量大于放出的热量时，溶解过程为吸热反应。反之则为放热反应。 2.自制实验装置的优点。 实验四 氨气喷泉实验的研究 一、实验目的 1.比较两种演示实验装置的优缺点

2.自制演示实验装置 二、实验原理 氨气在水中的溶解性非常大（通常1体积的水中能溶解700体