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1-AX.-刖百培养创新精神和实践能力，尤其是科学探究能力，是基础教育化学课程改革的重要目标之一。基础教育创新性人才的培养，需要创新性师资。创新性师资的培养需要创新性的教材和教法。本书就是从基础教育化学课程改革的需要出发，本着培养探究、创新性化学教师，完成高师化学实验教学研究课程培养目标而编写的一本探究性、创新性化学实验教学研究教材。本教材的最大特点是探究性与创新性，实验研究与实验教学研究结合，教材与教法、学法融合，合作互动性。师范生通过自主与合作查阅资料、设计实验教学研究方案、进行实验探究等，培养和训练各自的实验和实验教学的技能和能力，培养探究与创新的精神与能力。本教材从化学实验教学研究的角度和对该教材学习指导的需要，分“绪论”、“第•编：化学实验教学概述”、“第二编：化学实验教学研究”、“第三编：中学化学实验室的建设与管理”等四部分。“绪论”部分重点阐述了化学实验教学研究课程FI标、本教材特色、学习本教材学与教的方法与模式，目的是使课程的实施者了解课程目标和学习目标，掌握相应的学与教的方法，这应是学习者学习本教材、达到课程目标的前提。“化学实验教学概述”部分是化学实验教学研究的理论基础，共分三章。它分别阐述了化学实验教学观：中学化学实验教学类型与基本要求、现代教育技术在化学实验教学中的应用、化学实验考核；化学实验设计和实验改进与创新的策略和方法等内容。目的是使师范生掌握化学实验教学研究的基础知识和基本理论，为化学实验教学研究的具体实施打下理论基础。教学时，可依据具体情况，将课堂重点学习与课外自学结合。“化学实验教学研究”部分，从化学实验教学研究和中学化学实验类型的角度，分为：化学实验基本操作训练、化学演示实验教学研究、学生实验教学研究、研究性学习实验教学研究、实验教学中教学媒体的使用研究等5章共25个实验。每一实验分别从实验和教学两个方面进行研究。目的是训练师范生化学实验研究和实验教学研究的基本技能，训练和培养实验探究、创新的技能和能力，以及创新意识。这25个比较典型的有代表性的实验的选择，既注意了中学化学实验的不同类型，更注意了是否有探究、创新潜力；既注意了实验的基础性，又注意了时代性；既注意了传统实验，注意了基础教育化学课程改革后，新的中学化学教学的要求，结合了新的中学化学课程标准的要求；既注意了演示实验，又注意了学生实验和研究性学习实验；既注意了常规实验手段的运用，又注意了现代教育技术在化学实验中的应用。教学中可根据具体的学习情况、学习目标和教学时数灵活选用各章中的部分实验。“中学化学实验室的建设与管理”部分，主要介绍现代化的中学化学实验室的建设与管理，目的是方便中学化学实验室的建设与规范管理，使中学化学实验室的建设与管理符合基础教育化学课程改革的要求，跟上时代的发展。其中“附录”部分主要是提供一些常用化学试剂、指示剂的配制方法、物理数据等，目的是方便中学化学教师及实验员进行化学实验准备。本书曾以讲义的形式在广西师范大学化学化工系教育专业的学生中试用，师生普遍反映效果好。学生通过教材、教师的引导，自主收集资料、设计实验方案和实验教学方案，自主进行实验探究和实验教学研究，并在自主的前提下，通过师生的讨论、交流全面建构每一实验和实验教学的意义，真正体现了学生在实验教学中的主体作用。学生在获得实验和实验教学技能与能力的同时，培养了探究的精神与能力。本书不仅可作为高师院校化学实验教学研究课程的教材，也可作为在职研究生化学实验设计与研究课程的教学参考书、中学化学教师继续教育的进修教材和教学参考用书。
2本书由文庆城任主编，许燕红、照日格图、黄都、苗深花任副主编。各章节的编写人员是：文庆城（绪论、第一章、第二章的第一节、第三章、实验三、四、五、十九），许燕红（实验一、二、六、七、八、九、二H^一）,照日格图（第二章的第二节、第三节、实验二十三、二十四、二十五），黄都（实验十、十一、十二、十三、十四、十五），苗深花（实验二十二、第三编、附录），孙影（实验十六、二十）,罗明武（实验十七、十八），全书由文庆城策划、拟订实验编写大纲、编写出体例并负责统稿、改稿，许燕红参与统稿、改稿工作。本书在策划过程中得到了闫立泽、韩庆奎、照日格图等老师的指点，得到了曲阜师范大学教务处的大力支持；在编写和出版过程中得到了科学出版社上海分社、广西师范大学化学化工学院和教务处的大力支持，得到了广西师大化学教学论教研室全体老师的支持与合作。在此，谨向他们以及被引用文献资料的作者一并表示诚挚的谢意。本书作为高师同类教材的创新者，定会有不少不成熟之处，加之我们有限的水平，书中的错误和不足之处在所难免，恳请读者批评指正。编者2003年5月
3目录刖目(1)绪论(1)第一编化学实验教学概述(4)第一章化学实验教学观(4)—■节-彳七，学r的JNj自B(4)第二节以实验为基础的化学教学观(8)第二章中学化学实验教学(10)第一节中学化学实验教学的基本要求(10)第二节现代教学技术在化学实验教学中的应用(17)第三节化学实验的考核(20)第三章化学实验设计(23)第一节化学实验设计的基本要求(23)第二节化学实验设计的步骤和方法(24)第三节化学实验改进和创新(26)第二编化学实验教学研究(31)第四章化学实验基本操作训练(31)实验一酒精喷灯的使用与玻璃管加工(31)实验二常用仪器的规范操作与练习(37)第五章演示实验教学研究(41)实验二氧气的性质(41)实验四氢气的制备与性质(45)实验五氯气与氢气的光爆反I曳(49)实验六铜与稀硝酸反应(53)实验七氢氧化亚铁的制取和红砖中Fez()3的检验(57)实验八甲烷的制取与氯代反应(60)实验九乙醛的氧化反应(65)实验十纤维素水解(70)实验十一过氧化氢的催化分解(75)实验十二电解饱和食盐水(78)第六章学生实验教学研究(82)实验十三中和滴定(82)实验十四阿佛加德罗常数的测定(86)实验十五乙醇结构式的测定(92)实验十六三氧化铁溶液与硫化钠溶液反应(96)实验十七加碘食盐中碘的检验和明矶成份的检验(99)实验十八比较食物中维生素C的含量(101)
4第七章研究性学习实验教学研究(104)实验十九空气中甲醛气体简易测定(104)实验二十用铝、稀硫酸、氢氧化钠为原料制取氢氧化铝最佳实验方案探讨(106)实验二H^一自制植物酸碱指示剂及其变色范围测定(110)实验二十二大米酿酒(114)实验二十三水样硬度的测定(117)第八章实验教学中教学媒体使用研究(121)实验二十四投影实验(121)实验二十五计算机模拟实验教学(126)第三编中学化学实验室的建设与管理..(131)一、中学化学实验室建设(131)二、化学实验室的科学管理(136)附录(142)
5一、化学实验教学研究课程目标。化学实验教学研究课程是为高等师范院校化学教育专业学生开设的一门必修课程。该课程集化学实验研究和化学实验教学研究为一体，主要通过研究中等学校化学实验和化学实验教学的原理、过程、内容和方法，使师范生掌握化学实验研究和化学实验教学研究的基础知识和基本技能，培养从事化学实验教学工作和进行实验教学研究的初步能力，为将来独立进行中等学校化学教学工作，实施化学素质教育、创新教育奠定一个良好的基础。培养创新精神和实践能力，尤其是科学探究能力，是基础教育化学课程改革的重要目标之一。化学学科特征和教学特征都是“以实验为基础”，加上化学实验本身的探究性和方法性，化学实验及化学实验教学自然成为化学素质教育、化学创新教育的良好载体、措施与手段。这对于培养学生的创新精神、探究能力具有不可替代的作用。基础教育创新性人才的培养，需要创新性师资。一个创新性化学教师，不仅要懂得化学实验在化学创新教育中的重要性，有正确的化学实验教学观，而且更重要的是要有利用化学实验进行创新的技能和能力。通过化学实验研究和化学实验教学研究，培养探究性、创新性的基础教育师费，也就自然成为化学实验教学研究课程的一个重要目标。二、本书的特色。创新性师资的培养需要创新性的教材和教法。本书——《化学实验教学研究》就是从基础教育化学课程改革的需要出发，本着培养探究、创新性化学教师，完成化学实验教学研究课程培养目标这样的目的和宗旨，而编写的一本有别于过去此类教材的探究性、创新性的全新教材。本教材有如下特色：1.探究性与创新性。教材突出师范生的自主探究与创新。在实验内容及其组织上，通过师范生自行“实验方案的设计”和“实验教学方案的设计”及教材“参考资料”、“参考文献”的提供，改过去“菜谱式”、“验证式”的化学实验为指导探究、引导创新、自我设计实验方案的化学实验。整个教学过程是师范生不同的实验方案（实验方法、装置、过程等）探究、创新、验证的过程。这样就将化学实验教学研究的要求，提升到了高师院校学生应有的高度。2.化学实验研究与化学实验教学研究结合。教材在教学内容上，将化学实验教学研究的内容分为“实验基本操作训练”、“演示实验教学研究”、“学生实验教学研究”、“研究性学习实验教学研究”、“实验教学中教学媒体的使用研究”等5章共25个实验分别进行研究。对于每一实验研究内容，教材通过“实验研究”和“实验教学研究”的安排，既突出实验研究和实验探究性，训练和培养师范生实验探究技能、实验创新能力；又突出实验教学研究，训练师范生以演示技能、组织和指导中学生进行实验的技能为主的化学实验教学技能，培养化学实验教学能力。较全面地体现了化学实验教学研究课程实验性、教学性、研究性的功能。3.教材与学法、教法融合。教材与学法、教法融合是本教材显著的特点。教材不再是“菜谱式”的实验方案、实验过程的罗列，而是通过“课前资料收集与研究方案的设计”、“实验研究”和“实验教学研究”的提示、引导与要求，以及多角度、多层面的“参考资料”和“参考文献”解决问题的信息资料的提供，将教学内容与学法和教法进行了有机地融合，组成引导师范生自主探究、创新的适合各自本身的生本教材。值得一提的是，本教材中的“参考资料”是师范生设计研究方案自主探究与创新的重要信息资源，是每一实验的知识内容主体，属每个实验的正文。学生正是通过这些资料信息的学习，
6重组这些知识技能，构建各自解决问题的研究方案，这也是有别于以往类似教材把之作为附件的地方。1.合作互动性。教材在师范生的实验研究和实验教学研究中，通过课前“思考与讨论”、课中“实验研究方案的介绍与评析”、演示实验“教学模拟”与“教学评析”，或“学生实验组织方案的介绍与评析”等，将自主学习与合作学习，多边互动结合，体现师生、生生合作互动，全面建构每一实验及实验教学的意义。三、学与教的方法与模式。学习该教材，达成上述教学目标，应有相应的学习态度和学与教的方法与模式。关于学习态度，要求学习者起码应有做一名中等学校创新教育合格化学教师的愿望和责任感，以将来培养创新人才、适应基础教育化学课程需要的中等学校化学教师的身份要求自己，并有努力提高自己化学实验教学素质而追求的行动。学习该教材，达到相应的教学目标，应主要抓好如下几方面：1.做好课前资料收集与研究方案的初步设计。该教材的核心是学习者自主学习、探究与创新。课前资料收集与研究方案的设计是学习该教材的基础与关键，没有这一步就失去了自主的前提。故应在明确研究课题内容、目的、要求的基础匕首先按要求自觉在课前参阅、收集与课题有关的资料和信息，联系或参看大学基础实验课中相关内容和做有关实验时的经验与教训，然后按实验教学研究的目的与要求（尤其是创新要求）、实验教学研究的具体条件，设计出“实验研究”和“实验教学研究”的初步方案。这一步每位学习者必须完成，并于实验前交指导教师审阅，这一步未完成的学习者不应进入下一步的实验研究和实验教学研究。2.在自主探究的前提下进行合作学习。这里的“自主”既是独立学习，更是自我建构。在实验研究和实验教学研究的过程中，应看不到“照方抓药”和“照本宣科”的机械训练的现象。全面建构事物的意义，离不开合作学习，要做到创新更应如此。故在整个学习研究的过程中，应在自主探究的前提下，加强与同伴的讨论交流，注意实验研究方案的重点介绍与评析，注意实验教学模拟与评议，结合自己的方案进行反思，在反思中逐步完善自己的研究方案。3.加强实验教学研究后的总结。这里的“总结”，实质上是实验教学研究后，通过“实验教学研究报告”对该实验研究和实验教学研究，从知识、技能、方法、情感等方面的自我整合与意义建构，是自我认识的升华。故应加强从自我体验角度进行总结。”实验教学研究报告”不必拘于一定的格式，也不必重复教材或设计方案中已有的内容。主要应包含如下内容：①本次实验教学研究的结果：记录有关的现象、数据及其分析、处理结果，创新的实验装置、方法与技术及其理论分析，本次实验成败的关键与实验教学的关键等；②本次实验教学研究最大收获或感受等要求总结的内容。教材的组织形式和教学目标制约着教学方法。学生自主探究、创新性教材需要与之配套的教学方法。学习本教材，在教学方法上应以学生为中心，突出学生的自主探究、合作学习、多边互动；突出教师的组织、引导与促进者的作用。教师应组织、引导和促进学生课内、课外研究结合，自主设计、调整、实施实验研究方案和实验教学研究方案。培养师范生实验设计、实验创新、实验教学研究的能力。教学中，可参照如下模式与程序：
7《化学实验教学研究》课程教学模式±载学慢JU分析评价±0戊充梅zzrzzr上述模式每一实验的教学过程分三个阶段，课内完成“实施阶段”以及“结束阶段”的前两个程序。课内时间一般为三课时，教学时各阶段时间的安排，可根据实验研究的难易、实验过程的长短，灵活掌握。按本教材实施教学，大量的研究工作是学生课前的资料收集、研究方案的设计和课后研究报告的撰写。本教材期望通过实验研究和实验教学研究的结合，训练和培养师范生化学实验研究和实验教学研究的基础知识、基本技能，以及化学实验教学能力；期望通过教学内容与学法、教法的融合，将教材组织为引导师范生主体探究、创新的引导探究性教材；期望通过教材的探究性和创新性，培养师范生探究、创新的主体性和创新精神，训练和培养师范生探究、创新的技能和能力。以此来实现以本教材为载体的化学实验教学研究课程的全面功能，适应基础教育化学课程改革的需要。
8第一编化学实验教学概述第一章化学实验教学观化学实验是一种重要的科学方法。它是实验者根据化学实验目的，运用一定的科学仪器和设备等物质手段，在人为的控制实验条件、变革实验对象的条件下，通过实验观察获得各种化学科学事实的一种研究方法。在化学教学中，化学实验是学生学习化学知识、训练化学实验技能、培养以实验能力为主的多种能力、形成科学世界观和方法论的重要而不可少的实践性教学活动和方法手段，同时也是一项重要的教学内容。在化学实验教学中，必须明确化学实验的教学功能，树立以实验为基础的化学教学观，本章着重讨论这两个问题。第一节化学实验的教学功能化学是一门以实验为基础的自然科学，以实验为基础是化学教学的基本特征。随着化学教育的发展，化学实验教学正在发生深刻的变化，人们对化学实验在化学教学中的功能认识越来越深刻、全面。化学实验对于中学化学课程目标的全面落实具有不可替代的作用。全面认识实验在中学化学教学中的作用与功能是正确实施以实验为基础的化学教学观的前提。化学教学中，化学实验内涵的多重性决定了化学实验具有如下功能。一、实验为学生提供生动、丰富的感性认识材料和教学情境，有利于各种化学理性认识的意义建构。化学学习过程是一种特殊的认识过程。它跟科学的认识过程一样，必须遵循由感知到理解，从感性到理性，由具体到抽象，由现象到本质的认识规律。当代认知心理学认为，学习还具有情境关联性，特定的情境不仅能够决定人们对事物的理解和有利于知识的迁移，还能影响知觉的内容及学习方式，对记忆产生深远影响。教学应在情境中进行。化学实验正好具有感性的、情境的、现象的特点。尤其对于形象思维长于抽象思维的中学来说更应如此。从化学学科的特点来看，化学是研究原子、分子层面上化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。化学物质原子、分子层面的微观研究，必须借助宏观的实验现象来反映或进行科学抽象。化学实验可以通过实验仪器、设备延长人们的感觉器官和效应器官，通过实验条件的控制，变革物质的变化过程，创设各种实验情境，来克服人的生理限制，扩大和改善人感官的感觉能力和分辨能力，为学生形成化学基本
9概念、认识化学基础理论，获得物质规律性认识，提供更加丰富、生动的感性认识材料和学习情境。形成物质的概念，要从揭示物质的性质着手。而物质的性质可以通过化学实验情境，借助实验仪器、设备和实验条件的控制等实验手段，使物质发生物理的和化学的变化，通过直观、生动、鲜明的宏观现象表现出来，被学生观察和体验。然后由现象到本质进行分析、推理、科学抽象而形成。如通过展示观察和闻气体形成氯气黄绿色、有刺激性气味的气体的概念；通过电解水生成氢气和氧气以及二者体积比的观察和推理，揭示水的组成：通过乙烯、乙快能使滨水褪色的实验，揭示乙烯、乙快的不饱和性质和加成反应的本质。高度概括、抽象的化学基本概念和基本理论的获得，更需通过化学实验情境，让学生先获得感性知识和体验，然后对感性材料进行分析、比较、归纳、抽象，概括出化学事物的本质和规律性认识。如通过氯化筱水溶液和碳酸钠水溶液分别使石蕊试液变红和变蓝的实验现象，抽象出盐类水解的概念：通过电流计显示插入稀硫酸中铜、锌电路上的电流及两极的实验现象，分析、推理、抽象出原电池的工作原理；通过儿种化学反应，称量反应前后反应物和生成物的质量相等这一实验现象事实，概括出质量守恒定律等。化学实验产生的生动、鲜明的实验情境，不仅为学生的理性认识提供了生动、丰富的感性认识材料,而且其生动、鲜明的实验情境，以及实验过程中的合作交流有助于学生对化学事物意义的理解，全面建构事物的意义。因而能使学生的认识顺利实现从感性认识到理性认识的飞跃。二、实验能激发和发展学生化学学习的兴趣。化学学习兴趣是学习者力求认识化学事物，获得有关化学知识经验，带有感情色彩的心理倾向。化学学习兴趣对化学学习具有准备、推动、促进的作用。我国心理学家潘菽等人曾把化学教学中学生的认识兴趣分为直觉兴趣、操作兴趣、探求原因兴趣和概括性的认识兴趣等四类，且兴趣的稳定性依次增强。化学实验能在这四方面激发学生认识兴趣和强烈的求知欲，发展和深化学生化学学习的兴趣，使他们的化学学习由兴趣向乐趣、志趣转化。化学实验经化学变化产生的新奇、生动、鲜明的各种实验现象，以及实验对象本身和实验仪器、设备的新奇、鲜明性都可引发学生的好奇心理，产生直接兴趣。人的主体性决定了每一个学生都想亲自实践每一件事物。化学学习中，他们都期望自己亲手实践操作，重演所观察到的各种变化，这就是化学学习中的操作兴趣。化学实验可以满足他们的愿望和要求。学生通过亲自的实验操作，经过自己的手，重现了各种化学变化，尝试和体验到了实验操作的乐趣和实验成功的喜悦，因而能激发和发展学生的操作兴趣。作为主体性的人，都有对事物探求原因的倾向。学生在化学学习中，在了解实验现象的基础匕倾向于认识化学事物间的因果关系和本质联系，认识化学现象的内在变化规律，这就是化学学习中探求原因的兴趣。化学实验本身就是一种探求性活动。学生可以利用实验，通过实验手段，能动地变革实验对象及其变化过程，使其通过直观、生动、鲜明的实验现象表现出来，然后透过现象，认识实验对象的本质和实验现象的因果关系，满足学生探求原因的需要，进一步发展学生化学学习的兴趣。概括性的认识兴趣是指学生在化学学习中，倾向于通过观察化学变化，进一步了解一些化学变化的共同特点和一般规律的兴趣。化学实验能为概括性认识提供大量的感性认识材料，让学生在此基础上归纳、概括出变化的共同特点和规律，并能使这些概括性认识通过实验可以进•步的验证，使其成为科学的理论进行推广、应用。如通过第三周期钠、镁、铝和磷、硫、氯等元素活泼性的比较实验，以及其它周期相应元素的实验事实，概括出周期表中同一周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强的概括性认识。故化学实验为化学学习概括性的认识兴趣的激发提供了有利的条件，有利于学生化学学习认识兴趣的发展。化学实验以其自身的特点与功能，不仅能激发学生化学学习的宜接兴趣和间接兴趣，而且能使宜接兴趣与间接兴趣有机结合，将化学学习兴趣发展为稳定的学习志趣。三、训练与培养化学实验技能和化学实验能力。化学实验是训练和培养学生实验操作技能的唯一手段。化学实验技能属于动作技能。技能只能靠练习、训练，在实践中逐步形成。化学实验操作技能也只能在化学实验的具体操作实践中获得。化
10学实验操作技能的获得一般经过：初认定向一分解模仿一整体练习一熟练操作四个阶段。这四个阶段无一能离开具体实验。如物质的量浓度配制技能，教师必须通过实验进行示范，让学生对配制过程与方法初认定向，形成操作表象，然后让学生在已有称量、溶解、振荡等技能的基础上，分别多次进行洗涤、转移、定容等分解模仿独立操作，在这些单项操作技能形成后，再从称量到定容进行独立操作的整体练习，经反复操作实践直至熟练操作形成配制技能。中学化学课程标准中技能性学习目标的水平分初步学习、初步学会、学会三个层次。对于实验操作技能来说，无论哪一个层次的达到也都离不开学生亲手进行化学实验，并多次练习。化学实验对于学生实验操作技能的形成，是其它教学形式所不能代替的。那种想通过黑板实验，讲解实验、背实验操作来达到培养实验技能的做法，是违背实验操作技能形成规律的，是不可取的。化学实验能力是化学学科的特殊能力，是在有关化学知识技能的基础上，顺利完成化学实验活动任务的个性心理特征。化学实验能力是在化学实验活动中逐步形成的。化学实验能力是由多种成分组成的一•种综合性能力，包括发现、选择和明确实验课题的能力；选用实验方法和实验设计的能力；使用仪器和实验操作的能力；收集有关实验资料的能力；处理事实形成有关理性认识的能力；实验及其结果的表述能力；利用实验解决问题的能力等。而这些能力的形成都离不开化学实验，都是学生在亲手的化学实验活动中逐步形成。化学实验应是培养学生化学实验能力的唯一的实践活动。应充分利用演示实验、学生实验、研究性学习实验等，提供学生亲自动手实验的机会，在实践中循序渐进地培养学生的化学实验能力。那种期望通过黑板上讲实验、画实验，走“捷径”培养化学实验能力的做法是有违科学不能实现的。四、培养观察能力和思维能力。观察能力是指人们有目的、有选择地利用感官去进行活动，获得客观事物感性认识的能力。观察是认识的起点和窗口。观察能力是人们有效探索世界、认识客观事物的基本能力。观察的目的性、选择性、整体性、敏感性和客观性是观察能力的良好品质。化学实验具有培养观察能力良好品质的作用，是培养观察能力的重要途径和手段。化学实验本身的目的性、计划性，决定了观察的目的性、计划性和整体性。化学实验中，对物质的物理性质、化学性质、实验装置、实验操作及其实验现象的观察都有相应的合理的观察顺序和观察计划。如对实验现象的观察,遵循从反应前反应物的性状，到反应条件和反应混合物的现象，再到反应后生成物的性状变化，这样全面的、整体的观察。化学实验现象的五光十色千变万化，为认识事物的本质，有选择地对实验现象进行重点观察，有助于选择性、敏感性、准确性的良好观察品质的培养。如用硫酸亚铁溶液与氢氧化钠溶液反应制备氢氧化亚铁的实验，引导学生在全面观察的基础匕有选择地重点观察稍纵即逝的白色沉淀的生成，不仅能准确认识氢氧化亚铁的性质，而且有助于培养选择性、敏感性、客观性的良好观察品质。思维能力是指对感觉信息进行分析、综合、比较、归纳、演绎、抽象、概括等加工的能力。思维能力是智力的核心。化学实验十分有利于思维能力的培养。这是因为，首先，观察是与思维结合的，思维能力与观察能力是相互渗透、相互促进、密不可分的两种能力，而化学实验是培养观察能力的重要途径和手段：其次，从实验获得的感性认识，只有通过思维加工才能上升为理性认识，因而有利于逻辑思维和抽象思维能力的培养：再有，化学实验本身的探究性，实验方案的设计与改进创新，需要应用思维的广阔性、深刻性和独创性，有利于发散思维等非逻辑思维能力的培养。五、培养创新精神和创新能力。创新精神主要指创新的心理因素，包括动机因素和情感因素，是指探索新领域、解决新问题、进行创造的激情、勇气和品质。创新能力主要是以创造性思维为核心，进行创新活动，获得创新性成果（如发现新事物、揭示新规律、提出新见解、创造新方法、研制新产品、解决新问题）的能力。化学实验作为一种探究性的实践活动，对培养学生的创新精神和创新能力具有独特的作用。化学实验的新奇性和实践性，有利于探究、创新兴趣的培养，实验的检验性功能所带来实验成功的喜悦，以及实验过程中实事求是、不怕困难、不怕挫折的工作态度，又进一步激发探究、创新意识，发展为创新精神。化学实验过程是•种探究性的实践活动。毫无疑义，通过实验可以培养探究技能和探究能力。探究能力是创新能力的重要组成部分，因为创新的过程也就是一种探究的过程，因而实验有利于创新能力的培养。1.实验与创新能力的培养密不可分。因为实验探究的结果孕育着发现与创新。例如，通过实验探讨出氢气、氯气光爆反应的最佳实验条件；通过实验探讨出金属跟盐溶液反应的规律；通过实验探讨出大气中氮气和氧气的体积含量；通过实验探究，比较出不同水果、蔬菜中维生素c的含量等。2.探究性实验方案的设计，实验装置、方法的改进与创新，就是一种创新性思维的运用，是探究、创新技能与能力的训练与培养。例如，探讨氯气的溶解度，可设计如下实验：用100mL的注射器抽取50mL
11氯气，然后再抽取10mL水，立即展示，显示氯气与水共60mL,充分振荡注射器后再展示，这时显示氯气和水共40mL。这样的实验设计，不仅使学生对氯气在水中的溶解度从机械记忆转向形象记忆和理解记忆，而且从实验方法、装置的设计上训练了学生的创造性思维。创造性思维是创新能力的核心，创造性思维以抽象思维为基础，离不开形象思维。化学实验提供的丰富、直观的感性认识材料，利于形象思维的联想与想象。通过化学实验获得的理性认识，也是在实验现象、实验事实这些直观感性材料的基础上经过科学抽象得来，因而实验也利于抽象思维能力的培养。因此，利用实验培养学生的抽象思维和形象思维，实验过程中应引导学生动眼、动手、动脑结合，引导学生通过实验现象自己分析、归纳、概括、抽象出结论，而应避免教师直接告诉结论，将实验只作为训练实验技能，验证知识的工具。求异思维是创造性思维的重要组成部分。凡有求思维发生和加工的地方，都表明发生了创造性思维。化学实验为求异思维能力的培养创造了有利的条件。化学实验要素的多样性，决定了实验的复杂性与多变性，易于引发学生的求异思维。例如，乙醛与氢氧化铜悬浊液的反应，由于条件的变化，可产生有别于红色沉淀的黑色、黄色或褐色沉淀，而引发学生求异思维；铜‘9稀硝酸反应多样化的实验装置与操作的设计，培养学生的求异思维和创新能力等。六、培养科学态度、训练科学方法。科学态度是个体对物质世界及其联系作出适当反应的内部心理状态。它是通过外部（外显）行为（如表情、言语、举止等）表现出来的。化学实验对于学生理解实验是检验知识真理的标准，培养学生的实验意识，对于培养学生尊电客观事实、实事求是的科学态度，一丝不苟、严谨求实的作风，勇于探索、敢于探索、敢于创新、持之以恒的科学精神，爱护自然、保护环境，以及理论联系实际的作风等方面具有独特的作用。如实验过程中要求学生以实验事实为依据，避免主观猜测，草率下结论，尤其是实验结果与理论记述不相符时，必须尊重事实，找出原因，不允许臆造或修改数据；当实验现象不明显或实验不成功时，应认真分析原因，持之以恒，多次进行实验：实验过程中，不论是仪器的使用和装配，药品的取用和添加，操作方法和步骤等都应规范或准确，一丝不苟；实验现象的观察和数据的记录都要认真仔细、实事求是；通过实验来探究、解决问题；通过改进与创新实验来保护环境等。科学方法是关于人们从事科学研究活动所采取的途径、手段和方式。科学方法被视为产生知识的“知识”。获取感性认识要借助观察的方法和实验的方法，进行实验需观察、实验条件控制、测定、实验记录、数据处理等方法；获取理性认识要借助比较、分析、综合、归纳、演绎、推理、类比等逻辑的方法,以及科学抽象、假说、模型等非逻辑的方法和数学处理的方法等。化学实验本身就是研究化学物质及其变化规律的重要方法。通过化学实验解决化学问题，不仅可以使学生树立实验意识，而且可以学习到实验的方法，有助于提高解决化学问题的能力。以实验为基础的科学探究过程一般包括提出问题、收集实验事实、制定假设、实验验证假设、得出结论、应用等。通过实验探究，可以使学生亲身体验上述探究过程，学习实验探究的方法。化学实验过程既包括感性认识的获取，更包括理性认识的获取，实验过程中既训练了感性认识观察与实验的方法，以及与实验有关的实验条件控制、测定、实验记录、数据处理等科学方法，又训练了以科学抽象、假说、模型为主的理性认识的科学方法。只是不同的实验训练的侧重点不同。教师在教学中应有目的、有针对性地进行训练，通过不同实验培养学生各种科学方法，如钠与水反应的实验，可侧重训练学生观察的方法、实验条件控制的方法、推理的方法，以及科学抽象的方法；中和滴定的实验侧重训练学生观察的方法、测定的方法和数据处理的方法。七、培养辩证唯物主义观。辩证唯物主义观是人们认识事物的科学的思维方法。培养学生辩证唯物主义观点，不仅利于学生正确世界观的树立，而且利于学生从总的哲学思想方法的层面上来学习和理解化学基础知识，提高分析问题、解决问题的能力。世界的物质观及其运动观；对立统一观；量变与质变观；内因是事物变化的根据，外因是事物变化的条件等观点，在化学实验中都客观、生动地体现出来。因而可以借助化学实验向学生有机地渗透上述观点，让学生通过实验，将知识的学习与辩证唯物观的形成有机地结合起来。例如，通过氧化还原反应、化
12合与分解、溶解与结晶等实验，使学生意识到世界事物的矛盾性，矛盾对立双方的相互依存性，既对立又统一推动事物的发展变化；乙醇脱水反应的实验，需要在浓硫酸作用和一定温度下发生，且温度不同，产物可以是乙烯，也可以是乙醛。通过实验可以使学生认识到反应物（乙醇）的性质（内因）决定是否可以发生化学反应（脱水反应），反应条件（外因）决定反应的发生和产物不同；向澄清石灰水中通人二氧化碳气体的实验，随着二氧化碳的过量，产物由白色浑浊转为澄清溶液。一氧化氮与二氧化氮同为氮的氧化物，但由于氧原子数不同，二者颜色、性质不同等实验，可以使学生有机地认识量变引起质变这一唯物辨证观。除了上述化学实验的教学功能外，化学实验还能培养学生团结协作、勤俭节约、安全卫生的美德，化学实验的现象美、装置美，可以培养学生的审美意识等。因此，化学实验在实现化学教学目标、全面提高学生素养方面具有不可替代的、独特的功能作用。第二节以实验为基础的化学教学观以实验为基础是化学学科最基本的特征。在化学教学中，化学实验以其独特的作用，具有使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面全面发展的功能。以实验为基础也是化学教学的最基本特征，是每位化学教师最基本的教学观。但是，在具体的化学教学理论研究和化学教学实践中，却显露出不少这方面的认识和实践的偏差。例如，不少的人对实验在教学中的功能认识不全，把实验只作为训练实验操作技能、验证化学知识的工具；不少化学教师认为实验费工、费物、难做，不安全，做实验不如讲实验、背实验、画实验，因而黑板实验代替了演示实验和学生实验。造成这些偏差的原因，除了实验经费不足和片面追求升学率外，主要是对实验的教学功能和以实验为基础的教学观认识理解不够，对以实验为基础中的“实验”含义认识理解不够。一、以实验为基础，就是要把实验作为实现中学化学课程目标重要而有效的途径和方法，贯穿于中学教学的全过程。以实验为基础中的实验具有多重含义，多重含义使其在化学教学中具有多样化的功能，因而贯穿于中学化学教学全过程。实验作为提供感性认识的重要手段，是学生认识化学物质及其变化规律的基础与前提，应贯穿于元素化合物及化学基本概念、基础理论的学习之中。应让学生观察各种实验现象，然后通过实验现象进行思维加工，形成各种理性认识。实验作为一种探究性实践活动，是发现与建构知识，训练实验与探究技能，培养探究意识、探究能力和创新精神的重要实践活动，应贯穿于学生知识、技能、能力、情感、态度的学习之中。让学生在知识、技能的学习中尽量亲自通过实验去探究发现知识，训练实验技能，体验探究过程，使他们在建构知识、技能的同时，能力、态度、情感都得以培养。实验作为一种科学方法，是实施实验探究过程的基础和依据，应贯穿于解决化学问题的实验探究过程之中。在解决化学问题中，引导学生通过实验，运用实验方法，结合已有知识去解决问题，使他们受到科学方法以及分析问题和解决问题的能力方面的训练和培养。在以实验为基础中，实验作为实验事实，就是在分析问题、解决问题中要依据实验事实，不主观臆造。实验事实是理性认识的前提，贯穿于理性认识的学习之中。这就要求教学中尽可能通过实验获得实验事实(当然也可以从书本上获得间接的实验事实)，然后在实验事实的基础上进行元素化合物知识和基本概念、基础理论等理性认识的学习；要求实验中要实事求是，尊重客观事实，尤其是实验中实验现象和数据与书本上不一致时，要找出原因，不要随意改动。以实验为基础中的实验的另一层含义是实验史实。化学科学实验史，实际上是一部运用实验方法进行实验探索，建立化学科学理论的发展史。在教学中，结合典型的化学实验史进行实验教学，不仅可以使学生在生动的实验史教学情境中获得化学理论知识和科学方法，而且有利于正确的情感与价值观的培养。以实验为基础的实验的多电含义，决定了实验在化学教学中多方面的功能，是实现中学化学教学目标重要而有效的途径和方法，应贯穿于中学化学教学的全过程。二、以实验为基础，就是要把学生作为实验教学的主体，充分发挥学生在实验中的主观能动性。
13学生是教学认识的主体，实验教学是化学教学认识论中的重要而不可缺少的组成部分，当然也必然是教学实验的主体。主体性是主体的根本属性，能动性则是主体性的重要内容和具体体现，是主体性的最基本特征。学生作为实验教学的主体，其主体性最基本的表现形式就是实验能动性。实验能动性是指学生在实验中所表现出来的能动作用，即在实验中的主动、积极、创造性。学生既是实验教学的主体，就应该充分发挥他们在实验教学中的主体作用，充分发挥学生在实验中的主观能动性。1.应该让学生明白他们臼己是实验教学的主体，而不是消极、被动的参加者，不管是演示实验或学生实验。学生只有认识到这一点，才能在实验教学中认真实验、主动观察、大胆提问、积极思考，发挥他们的积极、主动性和创造性。2.教师要积极创造条件，让学生亲自动手实验，主动参与实验。要尽可能多地进行学生实验，即使是演示实验，也应尽可能让学生演示或参与；要让学生有实验的自主权，改变那种“照方抓药”机械实验的局面，引导学生自己设计实验过程、自主进行实验；要有开放的实验时间和地点，课内实验和课外实验结合：教师在给学生充分自主实验权的同时，要加强引导与指导，加强合作与交流。3.要充分发挥学生在实验中的主观能动性。引导学生通过实验发现问题、提出问题；引导学生改进与创新实验，自己设计实验；引导学生主动、认真地进行实验操作和实验观察，积极思维，看、做、想结合，捕捉各种实验现象，发现问题、改进实验方案；引导学生通过对实验现象的分析、归纳、抽象等思维加工，自己得出结论；指导学生运用实验方法解决化学问题等。4.进行实验探究教学，通过学生自身的实验探究，发挥他们在化学实验中的主体作用和主观能动性。三、以实验为基础，就是把实验作为一种探究活动，强调实验探究教学。1.实验探究教学是以实验为基础的化学教学观的核心。强调实验探究教学是因为：(1)科学包含科学知识和认识科学知识的过程与方法两层含义。现代科学的这两层含义，必然要体现在化学教学的目标上，即既要让学生学会化学科学知识，也要让学生学会获得知识的过程与方法。而实验探究教学在这两方面上具有独特的功能。(2)科学的教学过程是科学知识的再生产过程。科学知识的再生产必然要重演科学知识的研究过程，而科学的研究过程是以科学实验为基础的用科学方法而展开的探究过程。因此，学生获取科学知识,也必须要按照科学研究的一•般过程，运用科学方法，以实验为基础进行实验探究学习。只不过这种探究是在教师指导下的探究。(3)实验探究教学不仅为充分发挥学生的实验能动性提供了重要途径，而且有利于培养学生的探究意识、创新精神、探究与创新能力。2.强调实验探究教学要做好如下几方面工作：(1)以实验为基础，进行探究性教学。让学生利用实验，运用实验方法论来进行探究学习，通过实验探究过程，建构化学科学知识的意义，进行探究科学知识的过程与方法的训练，培养探究意识、探究技能与探究能力。（2）用实验探究教学解决化学问题。进行实验的改进与创新，培养学生解决化学问题的实践能力和创新潜能。如通过实验探究，探讨实验室制甲烷的适宜实验条件；通过实验探究，创新铜与稀硝酸反应的环保实验装置等（3）在实验教学中增加探究性实验。尤其是增加一些课外研究性学习实验。依据一定的实验条件,将一些验证性实验改为探究性实验。（4）在实验探究教学中充分发挥学生的主体作用和教师的组织、引导、指导与调控作用。以实验为基础，就是在化学教学中要把实验作为学生获取化学知识、技能、训练科学方法、培养能力和态度、情感的重要途径和手段贯穿于整个化学教学过程之中。要求课堂教学尽可能通过实验来展开。通过实验来激发学生学习化学的兴趣和探究兴趣：通过实验来提出问题、探索问题、解决问题；充分发挥学生的实验能动性，让学生亲自做实验或主动参与实验；引导学生依据实验事实或实验史实，运用实验方法来探究化学物质的本质及其变化规律等。四、以实验为基础，就是在分析问题，解决问题的化学教学中要依据实验事实，不主观臆造。这不仅因为实验事实是化学理性认识的前提，而且还是化学教学中的科学态度问题。要求在实验中要实事求是，尊重客观事实，尤其是实验中实验现象和数据与书本上不一致时，要找出原因，不要随意改动。实事求是的科学态度培养是化学教学目标的重要内容。
14参考文献1.潘鸿章主编.中学化学实验研究与创新[M].海口：南方出版社,20012.刘知新主编、梁慧姝、郑长龙著.化学实验论[M].南宁：广西教育出版社，1992第二章中学化学实验教学第一节中学化学实验教学的基本要求一、中学化学实验的特点和一般要求。中学化学实验有别于科学研究中的化学实验和大学的化学实验。中学化学实验主要具有重复性实践的性质；实验的手段、仪器一般都比较简单，条件要求不高，但要求结果科学、现象鲜明、成功率高；以中学生为教学对象，跟中学化学教学内容紧密相连，是中学化学教学的重要内容和重要手段。中学化学实验的上述特点，决定了对中学化学实验的一般要求：中学化学实验应科学、准确、不误导学生；有教育价值，能有效促进化学知识、技能、能力、方法、情感等化学教学目标的实现；实验现象直观、鲜明，能被学生接受和理解；复现性好，成功率高；简洁、安全、卫生等。中学化学实验根据不同的标准，可分为不同的类型。根据实验主体和实施形式，可分为演示实验和学生实验，学生实验又可分为随堂实验（边讲边实验）、分组实验（实验课）、实验习题、研究性学习实验、家庭小实验等。这些不同类型的化学实验由于实验主体和实施形式的区别，使它们具有不同的实验教学基本要求。二、演示实验基本要求。演示实验是为配合课堂教学的内容，由教师（也可以是学生）进行表演和示范操作，并引导学生进行观察与思考的实验。它是化学教学中使用方便、应用最广、效果好的一种教学实验，可用于各种教学场合。如果用于一个单元和一堂课的开始，演示实验可以集中学生注意，激发学生的学习兴趣；如果用在化学概念，化学理论的教学，可为学生提供感性认识材料；用于学生提出问题，可以考核学生观察、记忆和运用化学知识的能力；用于验证假设，有助于学生进行推断、作出结论、解决化学问题；用于化学问题解决时，启发学生的解题思路；通过演示实验，让学生形成正确、规范的实验操作表象和实验的方法，受到良好实验习惯和严肃认真的科学态度的熏陶和感染。因此，教师要充分利用演示实验的功能,努力提高演示质量，做好演示实验。1.演示技能的结构提高演示实验的质量，教师的演示技能至关重要。演示技能般有如下的结构：引入演示——介绍媒体——操作控制——指引观察与思考——整理与结论。(1)引入演示。引入演示的作用就是要激发学生的兴趣和动机，明确演示的内容和目的，把学生的注意力集中在教师的演示上。这就要求教师要善于运用导入的技能，使引入既简明扼要，又能集兴趣、动机于演示上。引入演示常用的方法有两种，-•种是带有探究性的创设问题情境的设问引入。把学生的兴趣、注意力集中于演示结论的探索上。如：“我们知道氯气容易与金属反应，那么它是否能与氢气反应呢？下面我们通过氯气与氢气混合，并进行光照的实验，来探讨这一问题接着板书：Cl2+H：——>?另一种引入演示的方法，就是验证性的直接引入。将实验的结论事先告诉学生，学生在心理上得以满足，注意力集中于演示结论的验证ho如“氯气容易与金属反应，氯气也能与氢气在强光照射下发生爆炸性的化学反应，生成氯化氢，放出大量的热量。下面就让我们来进行氯气与氢气混合，并用镁光照射发生爆炸反应的实验。”接着板书：Cl2+H2=2HC1+热量
15上述两种方式的引入都应与板书实验课题相结合，以强化实验的内容，加强注意，并预防个别学生分心后不知道演示内容。(2)介绍媒体。介绍媒体就是在引入演示之后，介绍演示所需的试剂、仪器、装置等名称，或结构、使用方法等，以便为演示操作服务。介绍仪器、设备主要是介绍实验中新出现的仪器、设备，常见的可从简。例如，物质的量浓度溶液的配制实验，可主要介绍容量瓶的构造和使用。介绍媒体一般是随演示操作的进程而进行。药品、仪器、设备应随演示的进程而逐次呈现介绍。不应一开始就把所有物品堆集于讲台上，以防引起学生的无意注意，分散学生的注意力。有些不易观察的仪器或构造，例如容量瓶上的温度、体积标记、刻度线等，可拿到学生中去让学生看个明白。配套的实验装置应分别从各部分的构造、作用等方面进行介绍。例如，氯气的实验室制备装置，应分别从气体发生装置(固体+液体一)、收集装置(有时前面还有净化装置)、尾气吸收装置，分别进行构造、作用的介绍。(3)操作控制。演示技能中的操作控制就是根据一定的实验目的，规范地进行实验操作，人为地创造、控制某些条件，排除干扰，突出主要因素，使某种或某些物质实现预期的化学变化，呈现预期的实验现象，以便进行观察和研究，从而达到认识物质的组成、性质、变化、制取或应用的目的。这里的操作控制要达到两个目的：一是示范的目的，二是要得到预期的实验效果。这就要求教师在演示实验时一定要规范操作，且注意操作与讲解结合；要求教师在演示实验前对实验要充分了解，掌握实验成败的关键，实验中的不安全因素，这样才能在演示实验中有目的地控制条件，科学、规范地操作。(4)指引观察与思考。指引观察与思考就是在演示实验的操作控制过程中，不失时机地引导学生有目的、有计划、有针对性地去观察、思考实验的现象或操作，并对观察结果进行必要的记录。目的是准确、全面地获取实验结论所需的现象，形成鲜明的操作表象，培养学生的观察能力和思维能力。实验——现象——观察——思考，这是实验，尤其是演示实验的四步曲。学生观察演示实验需要指引。这是因为，实验现象有强有弱、有长有短、有明有暗。有的稍纵即逝；有的若明若暗、真假难分：有的现象繁多、目不暇接；另外，实验装置、操作的原理也离不开及时地指引观察与思考。指引观察与思考应从演示实验的目的、观察的目的出发，有目的、有计划、有重点、有针对性地进行。①对于反应速度快，现象变化快或现象繁杂的实验，一般在化学反应进行之前就要有目的、有对象地进行观察指引。例如，为了说明钠与水反应的剧烈情况及反应生成物、钠熔点低、比水轻的性质，要观察钠投入水面的实验现象。在投入钠之前应指引学生从如下几方面观察与思考：钠是浮或沉于水面；钠的形状；钠的行为；反应的声音；反应的剧烈情况；滴入酚酰的水溶液颜色。②在演示过程中，针对实验目的，有计划地及时指引学生观察。例如，铜丝在氯气中燃烧的演示实验。为说明铜丝在点燃的条件下极易与氯气反应及反应产物。开始时应指引学生观察红色的铜丝，以及铜丝的灼热过程；灼热的铜丝放入氯气瓶中后，及时指引学生观察铜丝在氯气中剧烈燃烧的情况，及瓶中充满棕黄色烟的现象；接着引导学生观看放入少量水于瓶中后溶液的颜色。即应注意引导学生观察反应前、反应中、反应后物质在颜色、状态、气味等方面的变化情况及变化所需条件。在有重点观察的前提下，注意引导学生全面观察。(3)在反应过程中，有重点地指引观察与思考。如镁在空气中燃烧的演示实验，为说明化学变化是生成新物质的本质，应指引学生重点观察生成物的颜色、性状，并与反应物比较，以免这说明反应本质的实验现象，被耀眼的剧烈反应白光所忽视。④演示装置、操作的指引观察与思考。其方法一般是结合演示进程，边操作边指引观察。同时结合提出问题，引导思维进行，即观察与思维相互渗透。例如，氢气与氧化铜反应的演示操作，在装配反应装置和操作过程的同时提出如下问题指引学生观察思考：a.试管口为什么要稍向下倾斜？b.氢气的导气管为什么要伸入接近试管底部？c.加热氧化铜前为什么要先通一会儿氢气？反应结束时为什么撤灯后还要通一会儿氢气？这种结合问题指引观察思考的方法不仅能强化观察与认识，而且给观察带来理性成分，有利于观察与思维能力的培养。(5)
16整理与结论。演示技能中的整理与结论就是引导学生对指引观察所得现象，联系演示实验的反应和操作进行整理、分析、归纳，抽象出本质的东西,完成或验证演示实验的化学方程式或分析出演示装置和操作的原理，即得出演示的结论。这是演示技能中感性认识上升为理性认识的用耍要素，是学生思维方法学习和思维能力培养的重要步骤。演示实验中的整理与结论常用的方法一般有两种。一是对于探究式的演示实验，一般是从反应后物质的颜色、状态、气味及反应过程的现象出发，联系反应物的组成、结构及反应条件，依据质量守恒定律或其它必要的检验，从现象到本质引导学生分析抽象出反应生成物，完成反应的化学方程式。例如，对于铜与浓硫酸的探究式演示实验，整理与结论可依据：加热的反应条件；产生刺激性气味的气体，气体先使湿润的石蕊试纸先变红后褪色；反应后溶液稀释变蓝等实验现象，引导学生联系硫酸和铜的组成,结合前面所学二氧化硫的性质，分析、抽象出产物气体是二氧化硫，蓝色溶液中含有两价铜离子，溶液应为硫酸铜溶液。于是要求学生自己写出反应的化学方程式，完成演示实验的结论：Cu+2H2s。4(浓)AcuSO4+SO2t+2H2Oo这种整理与结论的方法一般适用于探究式演示，有利于学生抽象思维能力和创造性思维能力的培养，也有利于学生主体作用的发挥。另一种整理与结论的方法一般适用于验证性演示。验证性演示，实验前学生已知道实验的结论，故实验现象已不再是学生探求反应发生和反应生成物的依据，而是对反应生成物和条件进行验证的依据。故实验现象应联系预先知道的生成物性质加以对照、确认。这种整理联系的立足点是对结论的证实。虽有利于演示实验的完成，但不利于学生兴趣的激发和创造性思维能力的培养，一般不值得提倡。整理与结论一般都应抓住实验现象与结论的分析，引导学生来完成，并配以板书结论：化学方程式或其它原理进行。1.演示实验的基本要求中学化学演示实验的对象是中学生，强烈的好奇心和形象思维是他们这个年龄阶段重耍的心理特征。中学化学实验属于基础性质。演示实验是教师通过宏观的化学事象说明微观化学变化，帮助学生形成化学概念，学习物质知识的重要途径；是教师示范，学生学习实验操作、实验方法的重要手段。故中学化学演示实验的性质、功能和教学对象决定了中学化学演示实验应具有下列基本要求。(1)演示的目的要明确每一个演示实验都服务于特定的教学内容，因而都有特定的演示目的、观察目的。一个演示实验要说明什么样的问题，帮助学生建立什么样的化学概念，揭示什么样的化学原理，要给学生什么样的操作,培养什么样的能力，以及由此要求学生观察实验的哪些方面？这些都要求化学教师心中有数，目的明确,这样才能达到应有的演示目的。例如，铝跟氧化铁反应的演示实验。实验的目的是要说明铝不仅具有强的还原性，而且反应过程中放出大量热量，因而可以把高熔点的金属从它们的氧化物中置换出来。由此而来的观察目的就是不仅要观察反应的剧烈情况，反应后的生成物，而且要注意观察稍纵即逝的红色熔融物的掉落，而不能被反应的剧烈现象所忽视。而这些只有演示者具有明确目的后，才能有针对性地指引学生观察。(2)实验要安全可靠、保证成功演示实验的安全与成功才能达到演示的目的。而实验的成功与否取决于演示者对实验成功关键的掌握、演示者的实验操作技能、实验的仪器与药品是否达到应有的要求等。这就要求教师演示前要对实验有充分的认识，有充分的准备，十分的把握。坚持课前做好预备实验，把可能导致实验失败的各种因素在演示前解决。例如，在倾倒CO2气体说明CO2的密度比空气大的实验中，常因形成湍流，有一部分CO2未倒入容器，致使实验失败。掌握这一成败关键后，我们可以用玻璃片盖住CO2集气瓶口的3/4,或用硬纸板把集气瓶口跟点燃的蜡烛隔开，并慢慢倾倒，即可保证实验成功。化学实验的仪器、药品及化学反应过程决定了化学演示实验存在许多不安全的因素。许多化学反应在一定条件下会发生爆炸，如H2与g混合点燃，CO、CH&混合一定量空气点燃等；许多反应物和生成物有毒，如Ch、CO、H2s及许多有机物等，或有强烈的腐蚀性，如浓硫酸、强酸、强碱等；演示实验的仪器大多是玻璃，不小心就会破碎或炸裂。因此，对于每一个演示实验教师必须事先明确有哪些明显的和隐蔽的不安全因素，怎么才能预防。
17例如，用氯酸钾与二氧化镭混合制氧气的实验。如果氯酸钾或二氧化镒不纯，其中混有还原性物质,(如碳、硫、磷、纸屑等)在加热、研磨、撞击等情况下就容易发生爆炸。因此，反应物如系工业品，必须在使用前分别进行灼热检验和除杂，或使用化学纯以上的试剂。对没有安全把握，有可能发生事故的实验，不能选作演示实验。对于有毒或有强烈刺激性的气体要尽量减少外逸，尽可能采取密封实验，防止环境污染。(3)操作要规范，现象要清晰可见示范是演示实验的功能之一，教师每•操作都是学生模仿的对象。实验操作的熟练与规范关系到实验的成败和日后学生的操作。现在相当一部分中学生，乃至大学化学专业的学生，对于滴管滴液这样简单的操作都不规范，不能说不来自各级教师示范的不正确或不注意。因此，教师对于每一个演示实验的操作都应熟练有序、规范准确、干净利落。从单项操作到成套装置都应给学生以示范作用，并能加以强化。提供丰富、生动的直观感性化学事物和现象，帮助学生学习物质知识，形成化学概念是演示实验的另一重要功能。因此，提供清晰可见的实验现象是对演示实验的一项重要基本要求。清晰可见就是要让每一位学生都能看清楚。因此，演示实验时教师应从以下方面注意：①演示的台面应高于学生坐立的高度，能让最后排学生可见。台面上不摆与演示无关的物品，以免挡住视线和分散注意。②教师站立的位置及手臂不要挡住学生的视线。③观察有颜色而现象又不太明显的物质，应根据情况采用白色或黑色的衬板。④对于现象变化不太明显的实验可采用对照实验或设法将现象放大。如采用投影仪或用盛水烧杯起凸透镜作用，把试管实验演示效果放大。⑤对于一些无现象变化或现象变化不明显的反应的实验，可将实验的变化转化成可见或更鲜明的现象。如氢氧化钠与二氧化碳的反应，无现象变化，可利用放入盛装二氧化碳气体的烧瓶中的瘪的气球,加入少量氢氧化钠振荡后，气球变大这一转换现象加以说明。⑥对于实验现象不太明显的实验，在易拿动的情况下，尽可能拿到学生中去走动,让学生观看，对不易拿动的，可让少数有代表性的学生上台观看。(4)引导学生主动参与学生是演示实验认识的主体。演示实验的过程不应是学生被动观察、接受的过程，而应是学生主动参与、积极地看与想的过程。因此，引导学生主动参与是实现演示实验功能最基本的要求和条件。引导学生主动参与，就是要发挥演示技能中引入实验的作用，从目的、需要出发，充分利用实验本身的魅力和学生好奇与探究心理，来激发学生的兴趣与动机，引导学生主动参与。学生主动参与演示实验有三层含义，一是学生主动参与实验的观察与思考，二是学生主动参与实验的操作，三是由学生进行演示实验。(5)指引观察与思维引导结合演示实验既然要为学生提供预定的实验现象，就必须有目的、有针对性地引导学生观察；演示实验的操作示范，目的是为学生提供可模仿学习的清晰表象，因而也就离不开示范的操作与说明。学生现象的观察与操作的学习更离不开积极地思维。实验证明：在观察过程中，参与积极的思维活动，可以增进对事物的理解程度。这些，都要求演示者在演示过程中不失时机地指引学生观察与思考。在指引学生观察与思考时一般应注意：①有目的地指引观察：②重点与全面结合指引观察；③指引观察与思维引导与讲解相结合。以便获得所需的实验现象，或明白操作原理，达到演示实验预定的功能。(6)推理判断，得出结论演示的最终结果是要获得一定的结论。如何从实验过程中宏观可见的实验现象得出物质变化的微观本质？这就要求教师引导学生认真分析实验现象，从现象到本质引导学生进行科学抽象，推理判断，得出结论。这一过程也是培养学生逻辑思维能力和科学方法的重要过程。教师应在“引导”学生进行“推理”上下功夫，不应直述演示的结论。三、学生实验教学基本要求。学生实验是学生亲自动手来完成的实验。它是培养学生实验技能、观察能力、实验能力、分析和解决的能力，训练科学方法，养成科学习惯和科学态度的重要教学形式。
18随着化学课程改革和实验教学的深入发展，学生实验的内容与范围也在扩大。学生实验包括随堂实验(也称并进实验、边讲边做实验)、分组实验(也称实验课)、实验习题、研究性学习实验和家庭小实验。前三种实验紧密结合学生所学化学知识、技能的内容，是对新的知识、技能学习的促进、训练与巩固，后两种实验是对所学知识、技能的拓展与延伸。这几种学生实验在化学教学中具有不同的作用，对它们的教学也有不同的基本要求。1.随堂实验随堂实验是在化学课堂教学中，为配合新知识的学习，由学生亲自动手完成的实验。是学生实验、教师讲解、师生共同讨论相结合的课堂教学方式。随堂实验的任务与演示实验一致，但效果比演示实验好。具有观察现象更清晰，亲自动手实验，认识理解更深刻，记忆知识更牢固的优点，还可以培养实验操作技能、观察与实验等多种能力。因此，在条件允许时应多采用随堂实验。在下列条件下可尽量将演示实验改为随堂实验。(1)实验现象不明显，教师演示时难以观察清楚的；(2)仪器、药品、操作简单，学生能独立完成的；(3)实验安全、实验时间不长，不影响教学任务完成的；(4)属于重点知识或对训练实验技能、培养能力方面有特殊作用的。随堂实验由于是课堂上配合教学内容的实验，因而有如下基本要求。(1)精选实验内容。选择随堂实验内容时，必须紧密配合课堂教学内容；实验内容不必太多，能正确处理好实验、讨论、讲解在课堂时间上的关系；选择的实验应符合前述将演示实验改为随堂实验的条件。(2)课前做好实验准备工作。对拟做的实验应预试，对药品的用量、实验时间的长短、实验成败的关键要做到胸中有数；要逐一检查好分发到各桌的仪器、药品，看是否备足，满足多种实验方案的需要，符合实验要求。(3)做好课中实验的组织、指导工作。这是实现随堂实验教学目的的重要环节。首先，应严格实验纪律，未经教师发令，不得随意动用仪器和药品，但也不能以此来束缚实验过程中学生的手脚；其次,实验前应让学生明确实验目的、实验内容、操作与观察要求、注意事项等；一堂课如有多个实验，可一次性布置，一次性实验完；应尽量将实验组织为探究性实验，让学生通过实验探究发现知识和规律。实验过程中尽量放手让学生自己设计实验方案、自选仪器、药品、自定操作步骤：实验过程中教师加强巡回指导，没有特殊情况教师一般不向全班讲话，以免打乱或中断学生的实验操作和思路：应有充足时间，保证多数学生能完成实验；实验完成后应结合教学内容组织学生汇报、讨论，得出结论。让实验、讨论、讲授有机结合，完成知识内容的学习。2.分组实验学生分组实验一般是在一个单元(一章或一节)学习结束之后，为了巩固所学知识，根据课本上规定的(或教师指定)实验、在教师组织和指导下，学生专门到实验室进行的实验。一般是2〜4人一组，几个人协同完成实验。有条件的学校应尽量采取一人一组，独立完成实验。分组实验被视为认识化学知识第二次飞跃时学生的实践，它对所学知识起着运用、巩固、检验和加深的作用，有利于学生实验操作技能的系统培养和熟练，有利于培养学生以实验能力为主的各种能力、科学态度和方法等。在分组实验的教学实践中，目前存在的最大问题，一是学生在实验中的主体作用发挥不够，实验过程基本上是验证知识的过程，实验操作大多是“照方抓药”的机械训练；二是实验纪律不好，“赶集式”的实验场面在很多学校可见。究其原因，可能有如下方面。(1)学生对“实验”的科学研究含义的意识差。学生没有把实验看作是一种学习和研究化学科学知识的方法与手段，没有把实验室作为科学研究的严肃场所，是为实验好玩而进实验室。(2)教师没有严格的预习实验的要求，学生没有认真预习好实验。有的教师无实验计划，临时决定学生实验，因而学生根本无法预习；有的教师虽有预习布置，但无具体的要求与检查措施，预习成为一句空话或达不到应有的效果。学生没有很好的预习实验，对实验的目的、内容、操作步骤、实验成败关键都不甚了解，因而只能“照方抓药”，且易出实验差错，出差错后又不知所措，因而造成实验纪律混乱。(3)
19现有的学生实验基本上是验证性的，实验过程中的方法、步骤直接陈述，谈不上学生亲自设计实验过程，因而没有多大思考性，促使了学生依样画葫芦的过程。上好分组实验课，提高学生实验的效果，应有如下的基本要求。(1)做好实验课前的准备工作。实验课前，教师应研究好实验，明确做好该实验的目的、要求和实验成败的关键，明确做好该实验的知识、技能基础，明确完成实验可能有的方法、步骤等；实验前，教师还应准备和检查好实验所需的仪器和药品，并逐一预做实验，以免学生在实验过程中因药品、仪器有问题而措手不及；实验前教师应布置学生预习实验，保证学生有预习的时间，在研究好实验的基础上,有针对性地提出预习的要求，并要求写出简要的实验提纲，实验课时进行检查，确保有效的预习。学生在实验前预习好实验。预习好实验就是要对实验的内容、目的、原理、方法、步骤做到胸中有数，对教师在预习布置中所提出的要求和问题进行充分思考或实验设计，在预习的基础上，写出实验提纲。自己对每一个实验的操作方法与步骤进行提纲式的简要设计，以便实验时不看书本或黑板，独立完成实验。(2)做好实验的组织、指导工作。学生进实验后，教师力争不占用多的时间讲解。教师可通过适当提问，来了解预习的情况，强调实验成败的关键和注意事项。教师一般在黑板上不应板书具体的实验步骤、实验操作，只板书实验内容就可以了，以免学生依据黑板上的步骤机械地进行实验，助长不预习的坏习惯。实验过程中，•般要求不看教材的实验步骤独立完成实验。实验过程中，教师要把功夫放在对学生的巡回指导上。指导学生认真观察与思考，提示观测要点，适时启发提问，激发求异思维；指导学生讨论解决实验中出现的问题；指导学生做好观察、记录；指导学生进行规范操作；及时发现实验过程中的创造性思维和创造性活动，以及实验过程中普遍性的问题；指导学生养成良好的化学实验习惯，如节省药品、水、电，爱护环境，仪器药品整洁等。在实验过程中，应全面指导与个别指导相结合，重点在个别的分散指导，一般没有特殊必要都不应向全班讲话，以免打断学生各自的实验。(3)做好实验小结分组实验的小结工作不能忽视。实验小结是学生全面建构实验意义的重要•环。学生实验要素的多维性、操作的复杂性，决定了实验结果的多变性，因而需要通过小结来统一认识，建构每一实验全面的意义。实验小结还可以通过总结各组实验的情况，达到学习先进、改正不足、激励做好实验的目的。实验小结一般可通过小组汇报、交流、讨论与教师讲解相结合的方式进行。教师在小组汇报、交流和巡视指导中收集有关实验信息的基础上，应重点指出实验中存在的问题或实验反常现象的原因，以及补救措施，也可通过亲自实验演示来统一认识；重点强调实验的成败关键和重要结论；总结实验规律，表扬实验效果、纪律好的组别等。（4）完成好实验报告实验报告是学生进一步自我总结，将实践上升为理论，认识所做实验、巩固知识的重要环节，是学生通过实验了解掌握哪些内容、存在哪些问题、得出哪些结论等的报告。因此，学生一定要认真写出实验报告。实验报告的一般格式如下：实验课题：姓名：合作者：日期：实验目的：实验用品（如仪器、药品等）：实验过程：步骤和方法（可用图示）现象（或数据）解释与结论（化学方程式或文字）实验结果讨论：（如实验成败关键、实验中的新发现、实验误差及产生原因与影响、问题与建议等,但不一定面面俱到）
20实验报告也可与实验的预习报告合一，在预习时完成前两项及实验过程表中的第一项。其它项通过实验过程和实验后完成；实验报告也不必拘泥于一定的格式，依据不同的实验内容和实验目的可自己设计（或教师指导）报告的格式；实验报告也不一定重复教材或预习报告中已有的内容，可重点报告实验成败的关键、实验中的新发现、实验的改进、问题与建议等。分组实验在教科书中通常有两种编排形式，一种是集中安排于教科书后面，一种是分散安排于相应章或节的后面，在2001年后的化学课程标准实验教科书中，分组实验以“活动与探究”的形式分散安排在节中或章后，节中安排质同随堂实验。1.实验习题实验习题是必须用实验方法来解答的习题。作为一种实验，是学生综合运用所学的化学知识和实验技能，通过自己分析设计实验方案，进行实验操作等来解答有关化学问题的探究性实验。在化学课程标准实验教科书中，实验习题以''实验探究”的形式出现。实验习题只给实验题目，不提供解答问题的方法、步骤。学生在实验前必须在收集足够资料的基础上，独立进行实验方案的设计，探索最佳实验方案,并预测实验结果。因此，实验习题在培养综合运用化学知识、技能去解决化学问题的实践能力、创新精神和探究能力，以及科学方法和科学态度方面具有积极而重要的作用。实验习题课具有一定的难度，为了保证实验习题课的良好效果，应做好如下工作。（1）明确要求。月实验习题，学生应明确必须通过自己设计实验方案来解答习题。实验设计方案的结构、基本要求，以及实验设计方案的优选，请参看第三章实验设计的有关内容。（2）做好准备。课前，教师应根据学生的知识水平和能力，估计学生可能提出的各种实验设计方案，并亲自预做可能方案的实验，掌握相应的实验条件和成败关键，依据可能的实验方案准备好所需的仪器和药品。课前，学生应在明确实验课题的基础上，收集各种与解答实验习题有关的资料，独立设计并筛选出最佳实验方案。学生设计的实验方案应于课前交教师审阅，教师应逐一分析、评阅，肯定好的方案，对有问题的方案提出修改意见。只要实验设计方案符合基本要求，就应允许学生按个人（或小组）方案进行。应鼓励学生敢于求异、创新。（3）加强对实验方案设计的指导。学生对实验方案的独立设计，有一个循序渐进的过程，因此，教师对实验设计方案的指导也应有一个由全面到重点的过程。教师对学生实验方案设计的指导，一般包括：指导学生收集有关解题资料；指导学生联系和运用已有知识解题；指导学生从问题的性质、原理着手选择实验的方法、试剂、装置、条件及操作，推断实验的结果；指导和鼓励学生的创新思维；指导学生筛选最佳实验方案。如“以铝为原料制备氢氧化铝”的实验方案设计，可从如下方面予以指导：氢氧化铝的颜色、状态、化学特性；制备氢氧化铝的多种方法；各制备方法的原料消耗比较；反应过程中条件的控制；反应所涉及到的仪器、药品等。（4）加强对实验过程的指导。实验开始前，教师在批阅学生实验方案的基础上，让1-2个有创新或方法简单、效果好、又安全的方案组介绍他们的实验方案，并组织评析，供大家参考或调整实验方案。实验习题课匕学生根据自己设计或调整的实验方案独立进行实验。教师则应在学生实验方案批阅的基础匕做到胸中有数，在面上巡视指导下，有重点、有针对性地进行巡视观察和指导，帮助学生分析、解决实验中出现的问题，帮助学生纠正实验中错误，使学生按计划完成实验方案。在规定时间内不能完成实验的，课后应继续完成。（5）组织学生交流、总结。实验课内，教师应留出一定的时间组织学生交流、讨论、总结。有计划、有目的的让实验效果好，实验预期目标达到较好的组，或不能达到实验目的、实验过程中发现问题的组，汇报他们的实验过程和结果，然后组织学生讨论、评议，最后师生总结，统一认识。实验结束后，认真完成各自具有特色的实验报告。2.研究性学习实验与家庭的实验研究性学习实验和家庭小实验都是类似科学研究的探索性实验，是学生综合运用所学知识解决实际问题，体验科学研究过程，培养科学素质、实践能力和创新精神、创新能力的重要实践活动。在化学课程标准实验教科书中研究性学习实验常以“实验探究”的形式出现。研究性学习实验是学生进行研究性学习的实验，是学生在老师指导下，自己从学习、生活和自然、社
21会现象中选择和确定实验课题（也可教师指定）、设计实验方案，自主进行实验，通过实验探究解决问题的探究性的实验活动。家庭小实验是学生在家庭进行的实验探究性活动，其实验课题一般较小，是与日常生活紧密联系的实用性课题，且简单易行，能在家中就地取材解决实验用品问题。研究性学习实验和家庭小实验同实验习题一样，都是学生自J设计实验方案，自主进行实验探究解决问题。所不同的是在实验课题上，研究性学习实验和家庭小实验主要选自日常社会生活、生产实际；在实验的时间、地点上没有实验习题要求那么严，实验环境较宽松；在实验的组织形式匕研究性学习实验一般以小组为单位进行，而家庭小实验一般以个人进行。研究性学习实验和家庭小实验的教学要求，除了同实验习题一样，加强对实验设计方案的指导外，还应注意如下几点。（1）认真选择实验课题。实验课题应紧贴学生的学习、生活和社会生产实际，应是学生身边熟悉的问题，尤其是家庭小实验应与学生生活息息相关。如不同水果、蔬菜中维生素C的含量的比较、室内甲醛气体含量的简易测定做研究性学习实验；检测鸡蛋壳的主要成分、自制甜酒作家庭小实验等。实验课题还应不能脱离学生的知识和技能水平，认知能力，应是经过学生努力能做到的。（2）加强讨论、交流、评估工作。这两种实验都是分散进行，给实验过程中教师指导带来不便，因此，实验前组内充分讨论确定实验方案，组间交流实验设计方案；实验后组间汇报交流实验过程、结果和体验，教师进行评价等，都非常有益于实验的开展和学生对实验意义的全面建构。每次实验后，教师对学生的实验报告、实验成果组织展览，并进行评价，将进一步激励学生的实验探究。第二节现代教学技术在化学实验教学中的应用当代科学技术的迅猛发展是推动人类社会进步的直接动力之一，也是学校教育不断发展的一个重要因素。现代教学技术，是相对于传统教学技术而言的，又称电化教学，是将现代科技成果作为手段在教学领域里的运用。教学技术的不断现代化，一方面打破了教学在时空上的局限，改变了教学内容的存储和呈现方式，在一定程度上改善了教育机会不均衡的社会现象，使传统的教育思想面临着前所未有的挑战：另一方面，推动教学结构、教学方法和教学过程的改革，优化教学过程，创造生动活泼、主动学习和多元化学习的环境，对教育理念产生全新的影响。化学是一门以实验为基础的自然科学。化学实验是中学化学教学中最普遍采用的媒体，也是培养学生实验操作技能的唯一手段。化学实验教学对学生形成化学概念、深入了解化学定律和化学原理、巩固化学知识方面有重要作用。通过化学实验还可以培养学生的观察能力和思维能力。由于有些实验具有危害性、危险性和其全过程需要较长的时间以及实验条件的限制，在化学教学中，现有的实验不能完全地发挥其教学作用。因此，在化学实验教学中现代教学技术的应用，将克服实验条件的限制，提高演示实验的科学性、直观性和操作性，增加演示实验的可见度和时效性，保障演示实验的安全性，有助于学生科学方法的训练和实验操作的规范性，以期最大限度地发挥实验教学的作用。一、现代技术在化学实验教学中运用的种类现代科学技术的进步能够直接为学校教学提供着先进的教学技术手段。从19世纪末幻灯机的出现开始，先后有了电影、广播、录音设备等。20世纪50年代以后，电视机、计算机先后进入人类社会的诸多领域，尤其是近二十年来，录像电视教学系统、电子计算机教学系统、卫星传播教学系统等教学技术手段被广泛应用。现代教学技术在化学中的应用一般包括幻灯、投影、录像、多媒体技术等。现代教学技术越来越显示出其巨大优势，主要表现在：为教师提供多样化的教学方案，为学习者提供多样化的外部刺激和多种认知途径；运用现代教学技术，可以克服以往统一式教学的模式，教学方法也可以更加多样化，预习、讲授、训练、探讨交错进行，激发学生主动参与，充分发挥学生的主体作用。应当指出的是，任何一种教学手段都不是十全十美的，正如传播学的奠基人施拉姆所说，对于教学活动来说，“只有最恰当的媒体，而没有最好的媒体”。这些现代教学技术都既有其所长，也有其所短。在化学实验教学中，我们可以根据化学实验教学内容和条件，选用其中一个或几个，取长补短，发挥它们的应有的作用。二、现代教学技术在化学实验教学中的应用幻灯技术主要以幻灯机和相应的幻灯片为教学媒体。幻灯机的种类很多。从它们的光学原理来分，有
22直射式和反射式两大类。教学上使用的幻灯机大多数是直射式幻灯机，其构造简单、操作方便，价格较低，易于推广和普及。幻灯片的制作也较容易，根据教学需要自行设计，可以黑白法、彩绘法、洗漆法和摄影法等方法制作。使用幻灯机进行课堂教学时，幻灯片主要代替已写好教学内容的黑板、挂图、模型和实验仪器构造示意图等，通过幻灯放大，显示在银幕匕提高演示内容的可见度和时效性，使全体学生在同一时间里在静止的状态下观察到放大了的图像，对演示讲解内容产生直观的学习效果。投影技术属光学教学媒体，主要包括投影仪和相应的教学软件及教具。投影仪大体上可分为三种：普通投影仪、卧式投影仪和实物反射投影仪。教学软件主要是指用明胶、透明的玻璃纸、无色透明玻璃制作的各类教学用投影片，其种类有单片、卷片、长条片、复合片和活动片等。教具是指根据演示实验的目的和原理，设计制作的投影教具。为了保证投影图像的清晰和完整，设计投影教具时，投影教具要透明的、面积不能超过投影仪的工作面。投影技术就像幻灯片一样代替已写好教学内容的黑板、挂图、模型和实验仪器构造示意图等，也可当黑板使用，如同黑板上写字、画图一样，在讲课时边写边讲。投影技术的另一个用要功能是放大显示一些较小的实物或化学课堂上的演示实验，目的是通过投影实验让全体学生观察到实验的全过程，避免采用扩大实验仪器，抬高实验装置，增加实验药品的用量和巡回展示实验结果等不利教学的传统的方法，从而提高演示实验的可见度、时效性，体现实验的真实性、科学性，调动学生的积极性，增加学生的参与程度，培养学生的观察、思考问题和解决问题的能力。录像技术主要包括电视机和录像机等以及相应的教学录像带。录像技术在化学实验教学中的应用主要体现在以下二个方面，首先，提高演示实验的时效性：在中学化学实验中，有些演示实验的反应复杂,伴随着一些无关紧要的实验现象，全过程需要较长的时间：有些反应瞬间完成，学生难以清楚观察实验现象，影响实验的效果。为了让学生在有限的时间内尽可能多地获得更多的信息，利用摄像技术的推、拉、特写和剪辑等手段，以及录像的定格功能，对实验全过程进行加工，删除非本质的实验现象，突出重要的实验现象，提高实验观察的有效性。其次，加强学生实验操作的规范性：学生实验是学生学会实验基本技能的最有效途径之-O学生正确实验操作的前提是正确理解和掌握各步规范的实验操作。学生可通过录像教学，学习正确、规范的实验操作，对一些操作较复杂的实验，利用放像的快、慢、倒、定格和重放等功能，突出、事复关键的操作步骤，提高学生的观察效果，使学生对实验操作既有感性认识,又有理性的思维，同时避免演示实验需较长时间的缺陷。另外，利用录像技术进行实验复习是其重要的应用之一。多媒体技术（MultimediaTechnology）也叫多媒体计算机技术或计算机多媒体技术，是一种把文字（Text）、图形（Graphic）,图像（Image）、视频（Video）、动画（Animation）,音频（Audio）等多种信息的媒体结合在一起，并通过计算机进行制作、编辑和储存等处理后，得到的单独或有机组合形式表现出来的技术和方法。多媒体技术的特点是在投影、录音、电视录像等媒体基础上发展并综合而成的，所以这些单质媒体就是多媒体技术的最基本的物质形式。也就是说，一方面就是音像媒体（声音、图像）和计算机媒体（文本、图形、动画）有机的融为一体；另一方面使授课内容更加形象、具体、图文声并茂。多媒体系统主要包括主机、视频设备、音频设备、输入设备、输出设备、存储设备、多功能卡等硬件和软件系统，每一部分都也由许多软硬件组成。多媒体技术在化学实验教学中作为一种辅助教学手段，称为多媒体计算机辅助教学（MultimediaComputer-assistedInstruction,简称（CAI）,主要以利用模拟演示、做练习、游戏等进行辅助教学，它集中了普通计算机辅助教学的人机对话功能和电化教学中视频技术的优势，关键是制作高品质教材和资料。多媒体课件的基本类型有：演示型、交互型、测试题库型、游戏型和工具资料型等五种。其制作程序包括课题确定、教学设计、系统设计、脚本创作、多媒体信息编辑加工、教学测评等。多媒体计算机辅助教学在化学实验教学中有以下几个方面的应用：一是微观现象的形象化。在化学实验中学生观察到物质变化的宏观现象，观察不到微观的变化。借助多媒体计算机辅助教学的三维图像和动画模拟功能,可以把化学变化中物质分子离解成原子、原子结合成分子、分子结构、晶体结构、电子云的分布、电解质溶液中离子的运动等以生动的画面、直观、形象地表现出来，充分调动学生的视觉、听觉等各种感官，使学生对学习的内容理解透彻，记忆深刻，而且可以缩短课时提高学习效率。二是危害性实验的形象化。在中学化学实验中，有些实验所用的化学试剂的价格较昂贵，或易燃、易爆，或毒性大，环境污染严重;有些化学反应过程具有一定的危害性和危险性，在课堂上无法实地演示。利用计算机进行模拟教学，不仅安全有效地进行教学，还会保护环境，节约实验开支。还可以通过计算机多媒体技术，
23把实验中的错误操作和步骤引起的危害进行真实再现，以引起学生的重视，使学生树立严谨的、正确的、科学的实验观。三是预习、复习实验的多样化，在化学实验课之前需要学生预习实验内容，预习方式可有多种形式,学生自己预习，分小组预习，在老师指导下集体预习等。这时可应用多媒体技术，为学生提供一个模拟的开放性实验室，学生根据自己对实验内容掌握情况，预习不同层面的内容，也可以设计实验方案，进行模拟操作，深刻理解正确的操作和不正确的操作，加深对操作错误会引起危害的认识。这样不仅提高实验的成功率，更能深刻理解正确操作的重要性，然后再进行真正的实验。写实验报告，复习实验内容时还可以参考这些内容。三、运用现代化学教学手段应注意的几个问题明确运用现代化学教学技术的目的；化学实验教学中，为何要发展和运用现代教学技术?对这一问题一定要有一个正确的认识和明确的目的，这样才能适应社会变化，跟上信息社会、信息时代的步伐，使现代教学技术真正为化学实验教学服务。化学实验教学活动是由学生、教师、化学实验的目的、实验的环境与过程、教学方法等要素有机构成的开放系统。化学实验教学活动的全过程都是为达到和完成化学实验教学目的而进行的，它主要通过具体的实验操作与教学过程来实现。现代教学技术参与化学实验教学过程，将改变化学实验教学方法，提高化学实验效果，从而为化学实验教学目的服务。因此，化学实验教学中运用现代教学技术的根本目的，在于提高化学实验教学质量和效果，为实现化学实验教学目标服务。传统的教学手段与现代教学技术的关系：在化学实验教学中使用的教学手段是多种多样的，既有常规的实验教学手段，也有现代教学技术。这些教学手段都有自身的价值和存在的意义，应正确认识不同教学技术手段之间的关系。发展现代教学技术在实验教学中的应用，并不是要抛弃一切传统的实验教学手段，而是要把现代教学媒体和传统的实验教学手段结合起来，积极促进各种实验教学手段之间的协同发展与互补。应辩证地看待现代教学技术在化学实验教学中的作用，也就是说，既要看到现代教学技术在化学实验教学中具有的作用，又要看到它的本质和局限性。如计算机模拟实验，其最大不足是有失真实性，不是真实的实验情境，因而，不利于学生的感性认识和情感体验，也不利于实验操作技能的训练与培养。其在化学实验教学中的应用是辅助常规实验教学的作用。教师角色和学生地位的转变：现代教学技术在化学实验教学中的应用，使教师要从实验知识内容的讲解、指导学生做实验者，转变为学生设计实验、探究问题、研究性学习的指导者。在这种运用现代教学技术进行个性化教学中，教师的指导作用是关键，教师应站在更高的角度来组织、引导学生自主进行实验过程。学生要从被动的接受者和按实验教材内容操作者，转变为主动参与研究性学习实验的主体，学生通过发现问题、探究问题和主动参与过程来获得知识，培养研究问题、解决问题的能力。要选用或编制优秀的教学软件资料：当前，现代教学技术在化学实验教学中应用方面根本问题是缺乏符合学生学习特点的教学软件，市场上能购买到的学习软件的功能不是很全面，质量也低劣，且不一定适合各自的教学。值得注意的是，多媒体学习软件，不能发挥其多媒体的综合功能，这些足以说明，现代教学技术在化学实验教学中的应用及其越来越重要的作用，迫使我们需要开发高质量的学习软件。在多媒体相关的理论指导下，教师自己动手，编制适合不同层次学生需求的优秀软件显得非常重要。开发化学实验教学软件时，应树立精品意识，面向21世纪，注意个性化教学、激发学生的学习能动性、内容的正确、功能的全面以及易掌握使用等。第三节化学实验的考核化学是一门以实验为基础的自然科学。化学实验是中学化学教学中最普遍采用的媒体，是培养学生实验操作技能的唯一途径，也是帮助学生形成和巩固化学概念、原理和理论的重要手段。通过实验教学,还可以培养学生实事求是和不断探索的科学态度和学习方法。在素质教育和研究性学习成为当前教育发展方向的今天，学生的实验技能被日益审视，《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》中指出：“化学实验是进行科学探究的市:要方式，学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。”因此，对化学实验技能的考核应是化学实验考核的重点内容。
24一、化学实验技能的构成要素化学实验技能由实验操作技能和实验设计技能构成。化学实验操作技能包括：使用药品技能、使用仪器技能、基本操作技能以及绘制实验装置图的技能等。化学实验设计技能包括：明确的实验设计目的、可靠的实验设计原理、选择合理的仪器与药品、科学简捷的实验装置及实验步骤等。上述化学实验技能的构成要素为我们化学实验技能的考核提供了内容范围依据。二、化学实验技能考核的依据化学实验技能考核的内容和水平应依据化学课程标准。如九义化学课程标准（实验稿）对实验技能学习目标水平由低到高分为：初步学习、初步学会两级（高中由低到高分为初步学习、初步学会、学会三级）。初步学习水平是指在教师指导下练习，属于模仿水平；初步学会水平是指在教师指导下能正确操作；学会水平是指学生自己能独立正确操作。初步学会和学会属于独立操作水平。化学课程标准中，由上述实验技能的行为目标与相应的内容目标结合，形成了对实验技能的基本要求，这个基本要求就应是实验考核的内容和水平的依据。如九义化学课程标准（实验稿）对实验技能提出如下要求：1.能进行药品的取用、简单仪器的使用和连接、加热等基本的实验操作。（初步学会）2.能在教师指导下依据实验目的选择实验药品和仪器，并能安全操作。（初步学会）3.初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。4.初步学会根据某些性质检验和区分一些常见的物质。5.初步学习使用过滤、蒸发的方法对混合物进行分离。6.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。依据化学课程标准中的内容目标和行为目标进行实验技能考核，能够循序渐进，遵循实验技能形成的规律，避免拔高实验技能的考核水平，加重学生的负担（如初中就不要求设计制气体的实验装置），同时去掉实验考核的盲目性。三、化学实验考核1.实验考核的目的教学中的实验考核是推动学生上好实验课的一种手段。考核的目的在于通过考核督促检查学生的学习情况，使学生了解自己实验知识与技能的掌握情况，激励他们积极参与化学实验学习活动，做好实验,达到实验课的基本要求：同时也是为实验指导教师了解实验教学效果、总结实验教学经验、改进实验教学方法和手段提供依据，属形成性考核，应充分发挥其反馈、激励功能。实验考核的另一个目的是实现其教学功能。通过实验考核，尤其是实验操作考核，可以促进学生主动地、集中精力地去操作练习，去交流讨论，训练自己的操作技能，巩固已学的实验知识。实验考核的过程实际上也是学生实验知识、实验技能的继续学习、巩固的过程。实验考核的再一个目的就是实现其评价功能。其评价功能的实现可以激励和督促学生进一步重视实验、学好实验、提高实验技能和实验能力。如果是阶段性学习的实验考核,如初中、高中毕业的实验考核属终结性考核，考核的结果则可评定学生的实验成绩、作为升学和就业的参考。本文所涉及到的实验考核主要指形成性考核。2.化学实验考核的内容化学实验考核的内容应包括化学实验知识、化学实验技能和化学实验态度，主要应是实验技能的考核。化学实验技能如前所述包括实验操作技能和实验设计技能，这两项技能又分解为前述八项单项技能。故化学实验考核，应依据化学课程标准中实验技能的内容目标和行为目标，对实验操作和实验设计的八项技能综合考核。化学实验态度的考核应贯穿于所有实验和实验过程之中，既包括科学的实验态度，又包括良好的实验习惯。这一项内容的考核在以往中学化学实验考核中往往被勿视。3.化学实验考核的形式化学实验考核包括平时考核和实验考试两种形式。（1）平时考核
25①对实验预习的检查。对实验预习的检查应是平时实验考核的重要内容，这是因为对预习的检查不仅可以了解学生对实验的准备情况，了解学生对该实验的一些模糊观念，而且可以督促学生预习，有利实验教学的进行，还可以了解学生的实验态度，养成良好的预习实验习惯。实验指导教师检查学生的预习情况，以预习报告的书写为主要内容。从预习报告是否符合实验要求、实验原理和内容的条理是否清晰、数据记录等准备得是否全面等方面进行考察。在预习检查的基础匕教师在课堂上实验前还可以围绕实验目的、原理、内容、步骤和注意事项进行提问，或要求学生演示某一操作。②实验过程中的观察：在实验过程中，指导教师应全面观察学生实验操作的规范性与熟练程度、正确选用和使用仪器与组装实验装置的情况、记录实验数据的科学性、通过实验分析问题、解决问题的能力、实验过程中的创新性等。③实验态度的考核：实验态度的考核主要包括实验过程中的认真态度，对实验数据、结果实事求是的科学态度，实验纪律，是否维持实验室卫生，是否节约水、电和试剂，是否爱护公物，是否注意安全，实验台面物品撰放是否有条理等方面的内容。通过对学生实验态度的考核，对学生养成良好的实验习惯，培养严谨的工作作风和科学态度起到一定的督促作用，是做好化学实验的有效保证。④对实验报告的检查、评定：实验报告是学生独立完成整个实验学习的总结汇报，是完成整个实验的一个重要组成部分，也是对各种实验现象的分析、归纳、总结能力的体现。教师应对实验报告进行全面、有效的评阅和给予等级评定。实验报告考核内容主要有：1)实验报告书写是否整洁、规范；2)实验报告的文字叙述是否简练、严谨、准确；3)实验数据处理是否正确，绘图、列表是否准确，有无抄袭和伪造数据的现象；4)对实验中观察到的现象，出现的问题以及注意事项是否全面进行分析和讨论：5)实验结论是否科学、正确；6)是否完成指定的思考练习题。平时成绩考核是以一个实验为基本考核单位的，教师应及时逐项记载每位学生的实验平时考核成绩。(2)实验考试实验考试是以一学期或某一段实验教学、或某一单元实验教学内容为基本考试单位，对学生实验知识与操作技能，以及实验教学质量的全面检查的种方式。为全面考核学生的实验知识和实验技能，实验考试•般通过笔试和操作与口试结合两种形式进行。笔试内容--般包括实验操作步骤、实验装置图等实验方案的设计，实验仪器、药品、实验室安全等知识，实验基本操作知识，实验现象的解释和思考等。笔试一般采用闭卷，统一命题，统一时间考试。操作与口试结合的实验考试，主要考察学生的实际操作技能和分析问题解决问题的能力。为了能够清楚地观察和了解每位学生的实验操作情况，实验考试能够真实地反映学生的实验学习成绩，一个主考一般同时考核2-3人。教师事先应根据化学课程标准的内容目标和行为目标准备好一些难度适中的若干套考试题，在考试前或适当时间向学生公布考试题，采用抽签方式确定考题。指导教师不做任何讲解，从预习到实验，从实验方案的设计到实验操作，全部由学生独立完成。学生在一定时间内完成实验，并在实验后写出实验报告。所以，学生选题之后，应事先设计好预习报告和实验报告合为一的方案。教师在现场考察学生实验操作过程，结合重点和关键点有针对性地提些问题，让学生回答。回答问题最好在操作前或操作后进行，以免干扰学生的实验操作。实验操作的主考也可由学生担任。这是学生自我教育，自我学习，实验过程由他控向自控转变，培养学生主体性的重要措施手段，同时也可解决教师考核的人手不足问题。学生担任主考有两种方式，-是学生骨干担任主考，教师先对他们进行实地考核，通过考核培训他们。二是结对子，学生相互考核。无论哪一种考核，为使考核实现评价和教学功能，设计好易操作的量化考核评价表是关键，教师应事先设计，让学生理解好并掌握使用方法。为了培养学生创新、探究的精神和能力，考核的实验试题应有部分渗透探究与创新的题目。1.实验考核应注意的几个问题(1)注意避免实验考核内容的过偏、过难。化学实验考核应着重考查学生实验操作基本技能，它主要包括：①实验方案合理与否；②考察仪器安装是否正确、实验步骤是否合理，实验操作是否规范；③实验完毕后，能否将仪器设备正确复原，并清理实验台；④写出完整的实验报告等。要达到以上要求,必须依据化学课程标准和教材的内容，把相应实验的原理、要求、目的、所需仪器、药品等以不同的方式纳入实验考核内容中。
26(2)实验操作考核不要搞突然袭击和突击复习。考核前应分布考核的内容范围，应开放实验室，让学生主动地进行练习操作。教师指导学生突击复习，划重点这种做法，只是应付考试的一种手段，不利于学生对实验内容的复习和操作能力的提高，教师也不能真正了解学生对实验基本技能的掌握情况。如果有条件的话，长期或固定时间内，开放化学实验室，把学生做过全部实验的仪器、药品各一至两套摆放到固定的实验台上。学生在复习的过程中，可根据自己想解决或验证的问题，选做某一个实验或其中的部分内容。这样，学生复习真正起到掌握实验基本知识和提高操作技能的作用，不仅能发挥个体学习主动性，而且也能大大加强学生之间的知识交流和渗透，有利于学生思考问题、分析问题、解决问题能力和动手能力的培养。(3)重视实验考核、考试的总结。一次实验考核、考试，并不意味着前一段实验教学的结束，而是实验教学的继续，为今后的实验教学提供科学依据。教师应收集学生在实验考核、考试中暴露出的共性的错误操作和容易忽视的内容作好讲评。要将考核中出现的个别问题及时反馈给学生，培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯，提高今后实验教学的质量。不能把阅卷、讲评、反馈当成一种负担，潦草从事，这也是应该注意的问题之一。参考文献1.文庆城.化学课堂教学技能训练教程[M].桂林：广西师范大学出版社：2002：25-342.吴俊明.中学化学实验研究导论[M].南京：江苏教育出版社，1997：26-293.毕华林、傅尚奎、韩庆奎.化学实验教学研究[M].青岛：青岛海洋大学出版社，1998.4：26-284.杨玉清、王祖钮.化学实验考核新标准[J].化学教育，1995(10)：31-335.吴水英、顾涌尔、姚秋平.初中化学实验考核方法初探[J].化学教学，1995(4)：5-76.吕敏.谈英国GCSE化学实验考核评价方式及其他[J].化学教育，1999(9)：46-487.吴国庆.化学实验考核方法初探[J].中学化学教学参考，2001(8-9)：73-748.赵彦红.中学化学实验考核方法初探[J].中学化学教学参考，2002(6)：33-349.中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学课程标准(实验稿).北京师范大学出版社，2001
27第三章化学实验设计第一节化学实验设计的基本要求一、化学实验设计的意义。化学实验设计是指实验者在实施化学实验之前，根据一定的实验目的与要求，运用有关的化学知识和技能，对实验的步骤和方法及所涉及到的仪器、药品、装置所进行的一种规划。在化学教学中，化学实验设计具有重要意义。首先，它可以充分发挥学生在实验教学中的主体作用，促使学生做实验教学的主人，避免被动地进行实验；其次，设计化学实验方案需要学生灵活地、创造性地运用所学的化学基础知识和基本技能，因而一方面可以帮助学生巩固化学基础知识和基本技能，另一方面可以培养他们分析问题、解决问题的能力；再有，化学实验设计的过程，是各科科学方法(如实验、测定、条件控制、假设等)的运用过程，因而有利于学生科学方法的训练和培养；化学实验设计过程中的各种创造性思维和严谨的工作态度，还有利于学生创新精神、创新能力和科学态度的培养：此外，化学实验设计从亲自动手设计问题解决问题的角度，可以激发学生学习化学的兴趣。二、化学实验设计的原则。1.目的性原则目的性原则是化学实验设计的目标原则。是指化学实验设计的整个过程中，对实验原理、用品、装置、步骤、方法以及实验结果等各方面的设计，都应围绕实验的目的与要求进行。如一氧化碳还原氧化铜的实验，实验目的是说明一氧化碳具有还原性，可把氧化铜中的铜还原出来，本身被氧化成二氧化碳。因此，实验设计的立足点就是如何将黑色的氧化铜转化为红色的铜出来，如何将一氧化碳转化为二氧化碳并能体现出来。并依此选择实验试剂、仪器、装置、反应条件、操作步骤和方法，并可组装成多种有利黑色氧化铜转化为红色铜的实验装置。2.科学性原则科学性原则应是化学实验设计的最甫要原则。化学实验设计的科学性是指设计的实验原理、实验方法、实验装置、实验操作等必须科学，必须与化学理论知识和化学实验方法论相一致。例如，检验某无色溶液中是否含有大量C03?离子，就不能通过加入盐酸，看是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生的方法来检验，因为HC0.1、SO32一、HSO3离子存在此实验中都可以产生相同的现象，因而有失原理、方法的科学性。又如，氯化氢、氨气等易溶于水的气体的吸收装置，就不能将导气管直接插入水中，因为这样有失装置、操作的科学性。3.可行性原则可行性原则就是要使设计的实验方案在实验原理、实验用品（药品、仪器、设备等）、实验方法等在当时、当地的实验条件下切实可行，且能预期达到实验目标。例如，如果在中学实验室里通过氏与%制备N%就不现实，因为在中学的实验室里很难满足其反应的实验条件。4.安全性原则安全性原则就是在设计实验方案时必须考虑实验过程中的安全，尽量避免使用有毒药品和具有一定危险性的实验操作，尽量设计绿色化学实验，防止引起人身伤害和造成环境污染。如果必须使用有毒药品和进行一定危险的实验操作，应在所设计的实验方案中详细说明注意事项，5.简约性原则简约性原则就是设计的实验方案、实验装置、操作要尽可能简单，实验步骤少，实验药品易得，且能在较短时间内完成实验。例如，利用微型实验仪器中多用滴管头电解5%的氯化钠溶液，将产生的氯气、氢气混合气体宜接通过滴管，通入盛有饱和氯化钠与洗洁精混合液的井穴板中，通过起泡进行爆鸣实验，因而实验简单且成功率高，符合简约性原则。6.直观性原则
28直观性原则就是设计的实验现象耍直观、鲜明。因为直观、鲜明的实验现象才能对感官的刺激达到一定程度和强度，才能使人们更好地感知。例如，设计氢氧化亚铁制备的实验，就应考虑生成的氢氧化亚铁的性质，应采取实验措施，尽量排尽硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液中溶有的氧气，并使二者的反应在隔绝空气的条件下进行，使生成的氢氧化亚铁能直观、鲜明地展现，这样来体现实验设计的直观性。三、化学实验设计方案的基本结构。化学实验设计方案尚无统一的内容和格式。一般要求，一个完整的实验方案应该具有下列基本结构。1.实验名称。2.实验目的。3.实验原理。4.实验用品。5.实验内容和实验步骤。6.说明。四、化学实验方案的优选同一个实验问题，可以设计出多种实验方案，从中选取最好的方案进行实验，这就是实验方案的优选。根据化学实验设计的原则和中学化学实验教学的要求，可确定如下优选标准。1.实验效果好。实验效果好，这是选择化学实验方案的首要标准。实验效果好，意味着实验成功率高，实验现象明显，能很好地实现实验的目标。2.实验操作安全、卫生。实验操作危险性小，对人身不造成伤害，不污染环境。3.实验装置简单，用药少。4.实验步骤少、易操作。5.实验时间短。6.教育价值高。在保证上述5项标准的前提下，创新性好，能启迪学生的创造性思维，培养学生的创新精神和创新能力。第二节化学实验设计的步骤和方法化学实验设计一般包括实验目的、实验原理、实验物质、实验条件、实验装置、实验操作、实验结果等。各要素之间相互联系，互相影响，具有一定的规律。因此，化学实验设计应遵循各要素间的影响规律，按一定的步骤和方法进行。一、明确实验目的。任何实验活动都有其实验的目的。化学实验设计中明确实验目的，就是要明确设计的实验要解决什么问题，为什么要设计此实验。因此，这是化学实验设计者首先应弄清的问题。例如，设计铜与稀硝酸反应的实验，就应明确该实验是要说明稀硝酸的氧化性，说明铜与稀硝酸的反应原理，尤其是要说明NO气体的生成，明确由于NO有毒，该实验装置应该具有环保的要求。二、明确实验原理。从化学实验主要内部因素来看，化学实验是由实验原理、实验物质（试剂）、实验条件、实验装置、实验操作、实验结果等要素组成的有机整体。其中化学实验原理处于诸要素的核心地位，对其他要素起着支配和影响的作用。因此，只有弄清实验原理，才能合理设计实验。例如，设计一个简易启普发生器用来制备氢气。该实验设计应该明确两个方面的原理，一是较活泼金属跟稀硫酸发生置换反应可制取氢气，且含有杂质的金属可同时发生原电池反应，能加快氢气的制取；二是启普发生器的工作原理。在弄清上述两个实验原理的基础上，就可以合理地选择实验试剂（锌、稀硫酸、少量硫酸铜）、实验仪器、（如长颈漏斗、具支大试管、胶垫、单孔胶塞、止水夹等），并制订出合理的实验操作步骤等。三、精心构思，设计实验。构思实验设计，离不开实验原理，因为化学变化的发生及其结果的实现、实验物质（试剂）的选择、条
29件的确定、控制的方法、装置的构成和操作的设计，莫不受一定的原理支配。实验原理对其他实验要素起着支配和影响的作用，其他各要素之间也存在一定的相互制约与影响的作用，如图3—1所示。图3-1化学实验要素及其相互关系（1）据实验原理选择实验物质和实验条件。例如，制备氯气的实验，依据:MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+CI2t+2H2O,选择MnO2和浓盐酸作实验试剂，酒精灯加热为实验条件。（2）依据实验原理、试剂、条件选择实验仪器，设计实验装置。如上例依据两种反应物的性状和条件，即固体与液体进行加热反应，选择分液漏斗和圆底烧瓶、酒精灯、铁架台等组成气体发生装置。依据产物C12的状态、毒性及性质，选择和设计气体收集装置（或前面设计除杂、干燥装置）、尾气吸收装置。（3）依据实验原理、装置、试剂设计实验操作及其程序。设计实验操作及程序，一要考虑实验的整个过程，符合实验原理、实验过程的变化规律：二要考虑各种试剂及仪器的特点，进行规范操作，并提出实验过程中的注意事项：三要预测实验对象正常的和可能出现的现象；四要考虑实验的安全及环保因素等。如上例C12的制备的总操作程序为：氯气的制取f氯气的收集（或前面再加氯气的净化）f尾气的吸收。具体操作为：按实验装置图装配实验装置f检查气密性f装入试剂（在烧瓶里加入少量MnO?粉末,在分液漏斗里加入适量密度为1.19g/cm3的浓盐酸，在尾气吸收装置的烧杯里加入适量氢氧化钠溶液）一操作控制（通过分液漏斗加入适量浓盐酸与MnCh混合，并缓慢加热圆底烧瓶,排空）一向上排空法收集氯气一吸收尾气。操作注意事项：（1）缓慢加热；（2）有效的尾气吸收。
30第三节化学实验改进与创新化学实验是一定历史时期教学和科研的成果。随着社会的发展，经验的积累，化学教学内容的更新以及化学课程目标的发展，对化学实验提出了更高的要求。尤其从培养探究能力，创新精神和实践能力的需要来看，中学化学教材中的实验还需进一步改进与创新。如过多的验证性实验，缺乏环保的开放型装置实验，成功率不高的实验，现象不明显的实验等都需要改进和创新。此外更需要创新一些有利于知识的理解、密切联系日常社会、生活、生产、有利于培养学生化学科学素养的新实验。因此改进与创新化学实验应是化学实验设计着重考虑的问题。一、化学实验改进与创新的原则。化学实验设计中改进与创新除应遵循实验设计目的性原则、可行性原则、简约性原则、安全性原则和直观性原则外，还应遵循探究性原则。这是因为探究性实验的一个重要功能就是培养学生的探究能力、创新精神，培养和训练学生的科学态度和科学方法。为此，在条件允许的情况下，应尽量将教学中的实验由验证性改为探究性，这就是实验改进与创新的探究性原则。二、化学实验改进与创新的策略的方法。
31化学实验改进与创新方案的构思、设计是一种开放式的、创造性的思维活动，因此，其策略和方法也没有固定的模式可循。下面仅结合化学实验改进与创新的类型进行介绍。1.问题策略问题策略指化学实验改进与创新的课题应主耍来源于化学实验教学的实践，在实验教学和实践中发现问题、提出问题，通过改进与创新去解决问题。例如，铜片与浓硫酸在加热条件下反应，通常会有黑色的物质生成，有时还会有白色物质析出，这与教材提供的反应原理有悖。这是为什么？如何通过改进实验避免黑色物质生成，且使反应后的溶液呈蓝色，从而较好配合铜与浓硫酸反应一般规律的教学，这就成了改进与创新实验的一个课题。问题策略要求师生要善于发现问题，更要注意对问题进行研究，具有抓住问题不放的探究精神，这也是培养学生问题意识、创新精神的重要途径。2.依据反应原理的策略化学反应原理是化学实验设计中的核心要素。化学实验改进与创新中化学反应物的优选，化学操作过程的优化，化学实验装置的改进，都与反应原理密切相关。因此，研究反应原理，依据反应原理对实验进行改进与创新就是抓住了实验的本质，成败的关键，是化学实验改进与创新的重要策略。例如：用无水醋酸钠和碱石灰制备甲烷时，常会发生产气少、速度慢、燃烧火焰带黄色，有时甚至会使高镒酸钾溶液及滨水褪色，出现与理论不相符的现象，而使实验失败，对此实验的改进与创新可从制取甲烷的化学反应原理入手。制取甲烷的反应为：:O；|iCH34-C—ONa+NaO-i-H工TCH»干+Na2cO3副反应为：CH3、C—O+Na2cO3CH3OCH3-C-j-ONajCH3-1—C—ONai!O由上述主、副反应可看出，当氢氧化钠量不足，且加热过猛时，就会发生两分子醋酸钠结合生成内酮和碳酸钠的副反应。想要保证甲烷的生成就必须保证有足量的氢氧化钠与醋酸钠反应。要减少内酮的产生在足量的氢氧化钠的基础上，就应缓慢加热。而市售的碱石灰是由氢氧化钠与氧化钙熔和的混合物,氢氧化钠含量只占总量的1/7左右，且碱石灰容易变质，实验室里的碱石灰中的氢氧化钠不能满足醋酸钠脱竣反应的需要，因而发生副反应，生成丙酮。此外，理论和实践研究表明，上述制备反应在无水条件下利于甲烷的生成。氧化钙在制备过程中正是起着吸收水分的作用，同时也起着稀释混合物的浓度、减少氢氧化钠固体在高温时对玻璃试管的作用，防止试管炸裂的作用。市售的碱石灰中的氧化钙难以满足制备反应过程的需要。因此，对实验的改进与创新就可针对上述实验原理，对碱石灰的使用加以改进。例如，行资料介绍，如果用3.0g无水醋酸钠与1.5g固体氢氧化钠、1.5g碱石灰混合均匀加热，可制取600mL左右的甲烷。编者也曾专门对此反应混合物的用量进行过研究，当醋酸钠的用量为2.0g、氢氧化钠的用量为1.2g,新鲜石灰的用量为1.2g时，混合研匀后用铝箔包裹于试管中加热，5min内可收集到甲烷450mL左右，且无试管破损，5min内甲烷的产率可达74%左右。3.探索最佳反应条件的策略一个实验的成功，首先决定于反应物自身的性质，其次是外界诸多实验条件、实验操作的影响。因此，实验的改进与创新离不了实验最佳反应条件的探讨。影响化学反应速率及其程度，以及实验现象鲜明、准确的外界条件很多，常见的有反应物的浓度、纯度、反应物的用量比、反应物件的接触面积、反应温度、反应体系压强、催化剂等。要改进和创新某些实验，保证实验成功，提高实验的教学质量，就必须针对影响实验成败的条件进行分析研究、探讨，寻找出最佳实验条件。例如，氯气跟氢气混合光照爆炸实验，成功率低，我们对此，曾选用如下影响实验的因素以及不同水平，进行实验探究。
32表3-1因素水、1Z表AVq2:Vh2B光照距离（cm）C混合气停放时间（min）一1：231二1:153二2：185通过选用b（3〉正交表，设计如下正交试验对其最佳实验条件进行了探究:表3-2实验方案及其结果的直观分析ABC指标Vq2:Vh2光照距离（cm）停放时间（min）爆炸情况评分11(1:2)1(3)1(1)强爆96212(5)2(3)不爆0313(8)3(5)不爆042(1：1)12弱爆605223不爆06231弱爆6673(2：1)13中强爆818321强爆969332中强爆81Ki96=96+0+0237=96+60+81258=96+66+96最佳实验组合为：k2126=60+0+6696141A3BC即:A取3水k3258=81+96+8114781平为：2:1；B取1ki32=96/379=237/386=258/3水平为：3cm；C取1k2423247水平为：Imin。影响k3864927试验的主次关系为：CR544759fA—B(依R值大小）研究得出，在上述所取得因素、水平内，最佳实验条件为A3B1G,即体积比Vci2：Vh2=2：1,光照距离为3cm,混合气停放时间为Imin为最好。继续实验探究表明，混合气停放时间越短越好。因而可对该实验从实验条件上加上改进与创新。探讨最佳实验条件较好的方法是正交试验设计法。它是一种研究多因素实验问题的重要数学方法，即选用特制的不同正交表来安排实验，并利用正交表的特点对实验结果进行计算、分析，从而找出较优实验方案的一种方法。在上例中，我们简单介绍了正交表的使用及分析方法，读者可参看有关这方面的资料，（如卫子光主编•化学实验设计与研究•天津：南开大学出版社，2000）弄清如何选用正交表，如何进行实验设计，如何依据实验数据进行计算分析，得出结论等。）再如，我们也曾针对实验室用锌与稀硫酸反应制氢气，反应速度慢，短时间内较难收集较多的H2,于教学不利的缺点，通过正交实验设计对其最佳反应条件进行了探讨。得出了当硫酸的质量分数为35%时，20mL硫酸溶液中加入2.0g锌，加入0.25g硫酸铜晶体，5min内可收集260mL左右的氢气，此时氧气的产率最高，为35%左右，因而对实验室制氢气的实验进行了改进。1.实验装置的改进策略实验装置是实验的载体，是影响实验的又一重要因素，因此，对实验的改进与创新自然离不开实验装置。改进与创新实验装置一般有如下常见策略：（1）简约化策略这种策略就是简化某些常规实验装置。在不影响实验效果的前提下，尽量采用仪器、设备少、用药
33少、装置简单或微型的实验装置。例如，氢气还原氧化铜的实验可简化为图3-1装置；氯气、氢气混合见光爆炸实验，混合气体制取与收集装置可简化为如图3-2装置。图3-2氢气还原氧化铜装置图3-3混合气体制取与收集装置（2）集约化策略这种策略就是把有联系的若干个实验通过某种形式联系、集合在一起。这种集约化不是简单的将若干实验连接，而是在原有基础上既简化，便于操作，又便于观察，且实验效果好的有机组合。这种集约化的结果，不仅可以帮助学生将有关的知识、技能联系在一起，有利于知识、技能的结构化，而且还有利于减少试剂的消耗和对环境的污染。例如，图3-3为NO2的制取与性质集约化实验装置。图3-4NO?、NO的制取与性质集约化装置图3-5铜与稀硝酸的反应（3）环保策略这种策略是从环境保护的角度，对•些实验过程中产生有害气体，且污染环境的实验装置的改进与创新。对这类实验装置的改进与创新，主要是应设计封闭的实验装置。封闭的实验装置应包括：气体发生装置、气体收集装置、气体性质反应容器、尾气的收集和处理装置、导气装置等的封闭。对于气体发生装置可从密闭和控制反应发生两方面入手，如图3-3中粗铜丝可以上下伸缩，能有效控制反应的发生;对于气体收集装置和反应容器，除有效密闭外，还应考虑间断收集和气体的有效储存（如使用三叉导管连接储气袋或储气瓶储气等）：对于尾气收集与处理装置，应考虑有效的化学吸收和处理（如用碱液吸收酸性气体，燃烧CO等），或有效的回收贮存等。例如，铜与稀硝酸反应环保装置如上图3-4（4）变换输出策略这种策略是通过变换信息输出形式，使得实验现象更加鲜明、直观、观测更加方便。例如，为现象鲜明、直观地说明二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，可设计图3-5的三种实验装置，将二者反应后无现象变化的信息，交换为直观可观测的信息。
34NaOH溶液滴幺红界水的水图3-6二氧化碳与氮氧化钠溶液反应装置又如，为说明原电池反应导线上通过的电流，设计通过电流计指针的偏转，或者转换成发光的二极管的亮光，或转化成音乐集成块的（音乐贺卡用）乐曲等，来变换输出信息，是人们生动、直观的感知。（5）常规仪器的使用策略非常规仪器指非常规通用仪器（如横口管、叉形管、H形管等）和非化学仪器（如医用注射器、药用小药瓶、塑料瓶、气球等）。研制和使用非常规仪器于实验的改进与创新匕通常可以使装置简约化与微型化，可以因地制宜，就地取材，可以弥补常规仪器化实验装置中的某些功能不足，优化实验装置，提高实验效果。例如，如图3-6装置，利用三叉管可以进行SO?和H2s的制备与性质实验。如果将图3-6中的FeS用Cu代替，稀H2s用稀HNQ3代替，可以成为在保护气下制备NO的装置。NaOH溶液图3-7SO?和H2s制备与性质实验装置又如，图3-7装置，用曲管组合进行氯化氢的制备和性质实验。图3-7氯化氢制备与性质实验装置1.实验操作过程优化策略实验操作过程优化策略就是在改进与创新实验时，对传统实验操作过程的简化与优化。实验操作过程的合理化、科学化是实验顺利完成的保证。传统的化学实验一般都有较为合理的操作过程，都是一定历史时期教学经验和教学科研的产物。但随着社会对实验教学要求的提高和人们对实验认识的发展，有必要对某些实验操作过程进行优化，进一步改进与创新。优化实验操作过程一般可以从简化实验操作、强化实验现象和提高实验效果入手。例如，焰色反应实验操作，一般使用伯丝蘸取被测盐类的溶液或粉末，于酒精灯火焰上灼烧，观察火焰的颜色。但由于伯丝昂贵，不易找，另一方面由于蘸取药品少，火焰持续时间短，欠鲜明。可以将此实验操作改进为：将少量金属粉末撒入蒸发皿中燃烧着的乙醇的火焰上（或在点燃之前撒入金属粉末）。这样既简化了颜色反应的实验操作，又提高了实验效果。
35又如，氢气、氯气混合光爆实验中两种气体混合的操作，常规操作是各收集两瓶气体，然后口对口地颠倒混合。这样混合一是均匀度欠好，二是要各自收集放置，光爆的成功率不高。可将此混合光爆操作改为：于同一集气瓶中用排饱和食盐水先收集2/3瓶的氯气，后通入1/3瓶的氢气，且立即光照，这样的成功率几乎达100%。对于实验现象变化不太明显的实验，可以采用对照实验或设法将现象放大的实验操作，来强化实验现象。例如，采用投影仪放大实验现象，用盛水烧杯起凸透镜作用，放入试管前面把试管实验现象放大;对于观察有颜色而现象又不太明显的实验，可以通过采用白色或黑色衬板的操作，来强化实验现象等。1.创造性思维的策略化学实验的改进与创新都离不了创造性思维的活动。创造性思维活动是发散思维和集中思维、形象思维和抽象思维、直觉思维和逻辑思维、显意识和潜意识思维等多种思维协调活动的综合体。在化学实验的改进与创新中，下列策略和方法对创造性思维活动的开展，对实验的改进与创新具有积极的作用。（1）多向思考和逆向思考。在现有实验方案的基础上进行发散思维，例如：能否更换某些仪器、试剂或操作，使其更简便且效果好？能否进一步优化条件、强化观察、减少干扰，使其效果更好？能否找到更好的测量和信息输出方式，使其现象更加直观、鲜明、有趣和便于观察？能否在现有方案的基础上变动仪器连接或者操作顺序？要达到实验目的或解决某一问题，应有什么样的实验方案或措施等？（2）类推思考和联想思考。例如：现有实验方案能否扩大用途、改作其他实验？现有实验装置或操作是否可以用于类似的实验，可以一装（置）多用，或一用（途）多装？现有实验方案能解决哪些类似的实验问题等？并通过相似联系，相关联想，相反联想等，对实验进行改进与创新。（3）信息资料的收集与整理。创造性思维活动必须在大量的相应问题的知识储备下才能进行。因此，首先应围绕要解决的问题，提取已有的知识，多渠道地广泛收集相关信息资料，然后对这些知识信息进一步围绕有关技术问题进行分析、筛选、综合，从中寻找启示、产生灵感。（4）独立研究与集体讨论相结合。化学实验改进与创新活动的展开，苜先应是学生个体围绕课题臼由地收集资料进行创造性思维的活动。在此基础上集体相互讨论、交流，亳无保留的交换各自的看法,相互启发、帮助、激励，各自从不同侧面建构事物的意义，升华或强化各自的最初想法，然后再通过集体讨论，完善实验方案。参考文献1.潘鸿章主编.中学化学实验研究与创新出］.海口：南方出版社,2001:33-922.吴俊明.中学化学实验研究导论国］.南京:江苏教育出版社，1997rli9-1323.刘知新主编、梁慧姝、郑长龙著.化学实验论［M］.南宁：广西教育出版社，1996:116-120第二编化学实验教学研究第四章化学实验基本操作训练实验一酒精喷灯的使用与玻璃管加工实验教学研究目的1.了解酒精喷灯构造原理、掌握使用方法。2.学习玻璃管简单加工的技术、学会弯各种不同角度的玻璃管和拉滴管。3.初步体验实验研究过程中自主探究与合作交流的好处。
36实验教学研究内容1.酒精喷灯的使用2.弯各种角度的玻璃管：120°带尖嘴的弯管2支90°弯管4支60°弯管4支3.拉4支滴管实睑教学研究步骤一、课前资料收集与实验方案的设计4.思考与讨论（1）常用的酒精喷灯有几种类型？各自的构造如何？（2）酒精喷灯的工作原理是怎样的？如何调节火焰的大小？（3）使用酒精喷灯应该注意哪些问题？（4）断、弯、拉玻璃管各应注意哪些问题？（5）弯曲玻璃管时如何防止弯曲处变瘪？（6）玻璃管加工过程中有哪些不安全因素？如何避免？5.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，明确实验成败的关键，收集好与本实验教学研究相关的资料。（1）本实验内容；（2）本实验中“参考资料”及有关的文献。6.实验研究方案的设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础上，依据实验内容和实验条件，设计如下实验研究的初步方案：（1）酒精喷灯的使用；（2）对玻璃管进行拉、弯加工。以上实验方案应着重围绕实验的操作步骤及注意事项进行，应充分考虑可能遇到的不安全因素（包括使用酒精喷灯，截、熔、弯玻璃管等）。设计的实验方案（含以后各实验的设计方案）应符合实验设计方案的基本结构和要求，并于实验前交指导老师审阅。二、实验研究1.实验方案的介绍与评析有目的地分别让1一2个学生通过实物，介绍酒精喷灯的构造及使用方法；使用时应注意的问题及弯、拉玻璃管时应注意的问题，然后由其他学生讨论补充，在讨论的基础上，教师强调一些注意事项，学生自我调整设计的实验方案。2.实验研究（1）学生按调整后的实验方案进行探讨，训练酒精喷灯的使用和断、拉、弯玻璃管的实验操作技能。教师巡视、指导，并注意不安全因素的提醒。（2）实验研究后，各小组挑选出各种比较好的玻璃管和滴管各一支，集中进行展出、评分。（3）通过展出评分，选出2~3
37个玻璃管加工水平较高的学生，分别进行弯各种不同角度的玻璃管和拉滴管的演示操作，师生进行评议、总结。三、实验教学研究总结1.教师小结，布置新的实验教学内容让学生准备。2.结合实验报告重点总结如下内容：（1）使用酒精喷灯应注意的事项；（2）玻璃管加工操作要点（含断、弯、拉管）;（3）本次实验的最大收获。参考资料以下信息可供你研究时参考，你还可以继续查询其它有关的资料。1.酒精喷灯的类型和构造：常用的酒精喷灯有座式和挂式两种，其构造见图4-1-1：图4-1-1图4-1-2挂式酒精喷灯构造有以下特点（如图4-1-2）：①酒精贮存在一个高位吊桶中，受重力作用使酒精下流，经导管进入灯管内。②灯芯是一束细铁丝，而不是棉线束③喷口在灯芯管的顶端，喷口周围有空气进入口与上边的灯管相连。④酒精蒸气流出量由调节阀控制。⑤火焰的大小，由控制阀和吊桶的高低来调节。2.酒精喷灯的使用（1）向座式酒精喷灯加入酒精时，先拧开底座上酒精加入孔的螺旋盖，通过漏斗注入酒精。加入的量应为底座容量的1/4—2/3.加入过多，在点火时容易喷出未气化的酒精。加入过少，容易烧焦灯芯。加完酒精后，应将螺旋盖拧紧，保证不漏气。点燃喷灯需先向预热盘内注入酒精，点燃，用以加热灯芯管（此时最好把进空气孔调节到最小），当灯芯管内的酒精受热气化后，即从喷口喷出（必要时可用探针疏通喷孔）此预热盘内酒精燃烧的火焰可把灯管口上喷出的酒精蒸气引燃，也可以用火柴在灯管口将蒸气点燃。然后移动空气调节器，加大进气量，使火焰达到所需要的程度。点燃后如果在灯管内部形成火焰，这是酒精蒸气量不足所致，应先熄灭，待蒸气量充足后，再在灯管口点燃。酒精喷灯使用时间过长，灯身的温度逐渐升高，甚至达到酒精的沸点，这就会导致底座内的酒精大量
38气化、从而造成灯身内部压强过大，有可能发生灯身迸裂的危险。为了防止事故发生，当底座变热时,应该用沾有冷水的抹布将底座包住，以便降温。底座内的酒精不得耗尽，一般在酒精贮量少于底座容量1/4时，就应该停止燃烧。否则，酒精耗尽就会把灯芯线烧焦，喷灯就不好用了。
39当酒精喷灯正在燃烧时，绝不能打开底座上的酒精加入孔添加酒精。因为这样做很容易引燃从内部扩散的酒精蒸气，而发生意外事故。添加酒精必须停止燃烧，待灯身冷却后，再添加。熄灭酒精喷灯不能用嘴吹，可用木板或石棉网在灯管上口盖灭。（2）座式酒精喷灯工作的基本原理是当凹槽（预热盘）内酒精燃烧时，使灯芯管受热，灯芯上所吸收的酒精气化后只从喷口排出。具有一定压强的酒精蒸气向上喷射时，同时造成附近局部压强减小（根据柏努利原理）因而从空气入口混进了适量的空气。当灯管内充满了混有适量空气的酒精蒸气时，用火点燃就能在灯管口燃烧。喷灯火焰的大小、温度的高低在一定范围内与通入的空气量有关。把空气调节器的进气孔开大，混入空气量多，温度高。反之，则温度低。（3）挂式酒精喷灯的基本原理与座式酒精喷灯相似，使用时，先关闭酒精控制阀，点燃预热盘内的酒精以加热灯芯管，使管内的酒精受热气化，然后旋开酒精控制阀们，使少量的酒精进入热的灯芯管，气化后从喷口喷出，随即在管口点火引燃。有时因预热不够，喷出液态酒精，就应关闭阀门，重新预热。为了调节火焰的大小和温度的高低，可以移动灯管上的空气调节器，调节空气的流量。另外，还应该通过控制旋塞和吊桶的高低来调节灯焰的大小。熄灭挂式酒精喷灯时，只须关闭灯上的控制旋塞即可。喷灯在不用时应将吊桶内的酒精倒空，以防椽胶导管与酒精长期接触而溶胀，乃至有碎屑流入灯管，堵塞喷孔和灯芯的通道。2.座式酒精喷灯的简单维修（1）经过预热不喷火。先检查酒精罐内是否有半罐酒精，拧紧加酒精口盖，在预热盆中加酒精，点燃，稍待，直到其完全熄灭，燃烧管仍无火焰喷出，也无喷气声，就不要再预热，以免酒精蒸气无出路,使罐内压力过大造成爆破罐的事故。预热不喷火可能是喷口堵塞。用所附通针捕通喷口再试。（2）经过预热能喷火，但火力很弱，移动火力调节器也不能调大火力，可能是：①有漏气处，酒精蒸气不能完全由喷口喷出，而由漏气部位跑掉了一部分，漏气重点是大螺母和注酒精口盖两处。有时大螺母松动或加热管与酒精罐接口处的密封垫损坏，都会漏气，口盖未拧紧或密封垫损坏也会漏气。②加热管内的棉线烧焦炭化，失去毛细作用，酒精吸不上来。这是使用日久的常见现象。拧松大螺母，取下加热管，拉出防焦条和棉线，会看到棉线上端已焦黑，可另换一缕棉线，但不能用化纤绒代替，因为化纤遇高温会融化焦化成团，粘附在加热管内。（3）喷火时断时续，不久就自行熄灭。原因之一是酒精上来得少，可能是棉线焦化；另一原因可能是喷口孔径过大，喷嘴的结构见图4-1-3。使用年久或用粗大通针强行钻喷嘴都有可能使喷口孔径变大。喷口不是越大越好用，正好相反，孔径越大，喷发越无力。喷嘴头有扁方形的，也有六角形的，可做个专用扳手，从燃烧管上方插入，即可旋下喷嘴，从里面插入一合适的钢棍，上面用小锤敲击喷口或用收口冲子将喷口收小。注意不要将喷口敲死不通。如能找到原厂购一个新喷嘴更好。（4）火力调节器失灵。多是燃烧管内活动套的螺纹滑丝或调节杆的螺纹损坏。活动套的阴螺纹损坏，可用两种办法解决：一是取出活动套，插入一段圆钢棍垫好，外面用小锤轻敲，使螺口收小些；或将调节杆的螺纹敲扁些，使罗纹胀粗些。但都不是彻底解决的图4T-3办法。二是改大螺纹，如原为M3螺纹，可用M4螺纹丝椎将活动套的螺纹改为M4,相应的螺杆也要换成M4*50的长柄螺栓，在前端适当的位置拧上两个螺母当定位挡片，锌掉螺帽装上旋钮。（5）罐底变形。正常的罐底是均匀向内凹进的原弧形，若发现有变形或部分凸起等，是由于罐内压力过大造成的，已接近爆炸，一定不能继续使用。应报废，以免发生危险。3.使用座式喷灯必须注意的几件事：（1）灌注酒精一般添加到半罐，最多也不能超过2/3罐。（2）保持喷口畅通，试的办法一是用通针试；二是将喷灯倒过来，稍等，有酒精从喷口流出就表明喷口是畅通的。
40（3）熄灭时用硬物盖住燃烧管（喷管），火熄灭后再拧松注酒精n盖，不要用拧松口盖的办法灭火。
41（4）预热碗中酒精未烧完仍在燃烧时，不许向盘中继续添加酒精，以免烧着酒精灯造成事故。2.玻璃管的简单加工通过玻璃管的加工可以制成试管、量筒、烧瓶、容量瓶、冷凝管以及成套的封闭仪器，加工中的切、熔、拉、弯、吹、接、封等是最基本的操作。在加热玻璃管料时，一是要加热的火焰温度高，使玻璃呈熔融状态；二是玻璃受热部分要均匀。（1）断玻璃管管径小于12mm的用刻痕拉折法（图4-1-4）切断；管径大于12nlm的大玻璃管或瓶类宜用刻痕胀裂法（图4-1-5）切断。刻痕拉折法截断玻璃管的正确操作见图4-l-4o①右手将三角锋棱压紧玻璃管上，向②双手大拇指抵住锌痕的背面，前推动左手使玻璃管反向转动。双手同时向外拉，折断玻璃管。图4-1T刻痕拉折法切断玻璃管刻痕胀裂法截断玻璃料的正确操作见图4-l-5o①用挫刀铿5-6mm长的铿痕,再用毛笔雕水润湿锂痕。②把直径6〜7nlm的玻璃棒稍拉细，并强热成熔珠,迅速紧贴铿痕，使铿痕渐成环状裂痕，再拉折。图4-1-5刻痕胀裂法截割玻璃料（2）熔熔就是使玻璃棒和玻璃管的断面熔平，它的正确操作见图4-1-6。①把玻璃棒的一端或玻璃管断面放在氧化焰中烧成红熔。②不断旋转棒或管，使它熔融均匀.③使棒或管缓缓离开火焰，让它自然冷却。图4-1-6玻璃管或玻璃棒断面的熔平（3）拉拉就是把玻璃管拉伸，制成滴管和毛细管等。拉制玻璃管的正确操作见图4-1-7。①在火焰上转动玻璃管，②使熔融的玻璃管在转动时向两使它均匀受热。头拉伸*图4-1-7玻璃管的拉伸
42（4）弯弯曲玻璃管，制成各种形状的导管，如直角导管、锐角导管和钝角导管。常用的方法有直接弯曲法（图4T-8）、装填充物弯曲法（图4T-9）和吹气弯曲法（图4TT0）。图4TT1是弯管操作的正误比较。无论用哪种方法弯曲玻璃管，都要先在煤气灯（或酒精喷灯）火焰上均匀加热，并不断转动玻璃管，待软化后移离火焰弯曲。①使玻璃管要弯制的部位在灯焰上.加热到红软。②玻璃管离开火焰后，两手用同样力量向内弯到所需的角度。图41-8直接弯曲法①向管中耍弯曲的部位塞入一小团玻璃丝、细沙或干燥的细食盐。②再按直接弯曲法弯曲.图4-1-9装填充物弯曲法①给玻璃的两端分别配上.塞子和带导管的塞子。②加热要弯曲的部位，并转动玻璃管。到管子红软时开始弯曲，边弯曲边稍吹气，使玻璃弯曲圆滑。图4-1-10吹气弯曲法图4TT1弯管的正、误比较①在玻璃管要开孔处用火焰尖端加热到熔融。②让玻璃管移离火焰后吹气,使熔融处鼓泡，去泡留孔.图4-1-12给玻璃管开孔（5）吹用吹的方法给玻璃管开孔，它的正确操作见图4T-12（6）接接一般分对接和侧接两种。要熔接的玻璃管，必须选择膨胀系数相近、质料相同的玻璃管,否则接好的玻璃管冷却后会因膨胀系数相差太大而断裂。玻璃管对接的正确操作见图4-1-13»OLX-1①要对接的两玻璃管（一管加塞），两管的接端在火焰中加热，0c，不断旋转玻璃，到开始熔融时使两管在火焰中相粘。E.2-（②离开火焰，立即吹气，让粘合处变薄，接头处变光滑。k>,③再放入火焰中加热，使变薄处增厚，但可能出现瘪陷。®④按②、③反复操作多次，熔吹结合，做到接头处无明显痕迹，管径一致。图4T-13玻璃管对接（7）封熔封玻璃管。熔封玻璃管的正确方法见图4-1-14。①把玻璃管一端伸入火焰中加强热，边转动，使管口玻璃熔融收缩。②在火焰中用镒子拉去过厚的熔融玻璃。③继续加热，使尖端收缩，封口处的熔融玻璃
43厚薄基本均匀。④离开火焰，从管口向管内均匀吹气，使熔封部位稍膨胀，形成厚薄均匀的圆滑封口。图4-1-14玻璃管的熔封2.玻璃燃烧匙的制作在做钠在氯气中燃烧的实验中，为了避免铜质燃烧匙跟氯气反应，常使用玻璃燃烧匙。这种燃烧匙易损坏，所以要学会自制。正确的操作方法见图4-1-15。①选用直径6mm的玻璃管，在高温火焰中强热，不断转动，使端熔融封口。②离开火焰，从管口向内均匀吹气，使熔封部分膨胀到约呈121ml的玻泡。③在火焰中加热玻泡的•边，使它软化，从管口吸气，软化部位凹陷成匙状。④在接近匙旁的玻管部位，边转动边加热，待软化后弯成90’,即成所需的燃烧匙。图4-1-15参考文献1.王希通.化学实验教学研究[M].北京：高等教育出版社，1990：38-492.孙克文.座式酒精喷灯的维修[J].中学化学教与学，2002(2)：37-383.刘正贤.中学化学实验大全[M].上海：上海教育出版社，1994：92-974.西南师院化学系.中学化学教学法实验[M].北京：高等教育出版社，1986
44实验二常用仪器的规范操作练习实验教学研究目的1.熟练掌握儿种常用简单仪器的规范操作技能，养成规范操作的习惯。2.了解各种常用仪器的使用要求，做到准确、快速地操作各种仪器。3.了解有刻度的测量仪器的刻度组成及其感量，能正确读数与数据表示。4.进一步培养严肃认真一丝不苟的科学态度。实验教学研究的内容1.试管的使用(1)在试管中进行氯化铝溶液与氢氧化钠溶液的反应：(2)在试管中进行氧化铜与稀硫酸的反应；(3)在试管中制取无水硫酸铜的反应。2.对5.0g粗盐进行提纯(只要求除去不溶物)。3.配制250mL0.5mol/L的氯化钠溶液。实验教学研究步骤一、课前资料收集与研究方案的设计1.思考与讨论(1)加热盛有液体的试管时应注意什么？为什么要这样做？(2)常用的胶头滴管每滴液体的体积大约为多少？如何估计出每支滴管滴液的体积？使用胶头滴管取用少量液体时应注意什么？为什么？(3)将少量粉末状药品或块状固体装入试管里时应怎样操作？(4)如何将试管夹持在试管夹上或固定在铁架台上？(5)在使用托盘天平时，应如何操作？为什么？如果祛码和被称量物质位置放反了结果会怎样？(6)用量筒量取液体时，量筒安放在何处？为什么？读数时如果俯视或仰视结果如何？(7)一般过滤(常压过滤)主要包括哪几个步骤？各步骤应如何操作？(8)使用容量瓶配制一定浓度的溶液时应注意什么问题？为什么？(9)有刻度的测量仪器如何读数?数据如何表示？2.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，收集好与本实验教学研究相关的资料。(1)本实验内容；(2)本实验中“参考资料”及有关文献。3.实验研究方案的设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础上，依据实验内容和实验条件，设计如下实验研究的初步方案，本方案的设计应立足于实验的各种规范操作。(1)试管的使用向试管倾倒、滴加液体，装入少量粉末药品或块状固体，振荡或夹持试管，加热试管等规范操作方法设计。(2)粗盐的提纯注意天平的调零、祛码的位置和取用的方法；量筒的放置、读数：过滤的步骤和方法；蒸发时的液体量；数据的正确读法与表示等。(3)溶液的配制注意配制前容量瓶的处理，配制时溶解、转移、定容、摇匀的方法。上述设计的实验研究方案要求简捷、明了，突出“规范性”，并于实验前交指导教师审阅。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析
45由2〜3位学生(可由教师在审阅学生实验研究方案的基础上，有目的、有针对性地指定)通过分别演示“试管的使用”和“粗盐的提纯”的实验，介绍他们的实验步骤和方法，以及该实验操作时应注意的问题，并组织评析。评析主要围绕取液、滴液、倾液、装药、加热、称量、过滤等这些基本操作的规范性以及实验的直观、快捷、成功等方面进行。在观摩、讨论的基础匕学生自我教育，调整实验方案。1.实验研究学生按调整后的实验方案进行实验，训练规范的实验操作技能，教师巡视、指导。2.演示操作与评议由1~2位学生分别演示配制氯化钠物质的量浓度溶液的实验，并再次组织评析。这是一个实验基本操作比较综合的实验。这次评析是在上次观摩、评析的基础上，又经过学生亲自操作训练，应在操作技能上有一个飞跃。因此，评析应再次围绕操作的规范性、熟练性、成功率等进行。同时也应对演示者操作控制与指引观察，操作与讲解有机结合，适当进行评议。（由教师有目的地指定或由学生自己报名）。本次实验研究，通过学生的两次观摩、评议和亲自操作，在实验基本操作的规范性上学生应该有一个从感性认识到理性认识再到实践的飞跃，应该为今后正确、规范的实验操作打下了良好的基础。三、实验教学研究总结1.教师小结，布置新的实验教学研究内容。2.课后结合实验报告重点总结如下内容：（1）本实验每个实验操作应注意的问题；（2）本次实验的最大收获（含反思自己过去操作的规范性）。参考资料以下信息可供你进行研究时参考，你还可以继续查询其它的有关资料。1.从试剂瓶向试管里倾倒液体药品时，应先取下瓶盖，倒放在桌上（使塞入瓶颈部分向上），然后用右手拿起试剂瓶，使标签向着手心。用左手的拇指、食指和中指（无名指和小指拳起来）拿着试管，使试管口紧挨试剂瓶口，缓慢地倾倒，并使液体沿试管内壁流入试管中，倒完后留在试剂瓶口的液滴，应用试管口刮一下，使之流入试管中，以防从试剂瓶口流下腐蚀标签或药品架。倒完后应立即将瓶盖盖好，并放回原处，使标签向外。如果试剂瓶外壁有两个标签，手心应向着没有标签的那边。2.用胶头滴管从试剂瓶中吸取液体加入试管中时，应注意以下几点：（1）试管必须干净。如果用一支滴管移取多种液体时，每次用完必须用水洗干净，并用蒸镭水冲洗，必要时需要晾干。（2）用手适度地捏滴管上的胶头，压出空气，然后插入欲移取的液体中，松开压瘪的胶头，使液体吸入滴管（液体不能吸得过多，以免流入胶头）。再将滴管垂直放在试管口，滴管尖嘴居正中，但不能与试管壁接触，用手轻轻挤压胶头，使液体逐渐落入试管中。（3）当滴管里还有液体时，不要横持滴管，更不要使玻璃尖嘴朝上，以免液体流入胶头，沾污胶帽，并影响试剂的纯度。3.当试管里所盛的溶质和溶剂总量较少时（不超过试管容积的1/3）,可振荡试管以加速溶解，或促进反应进行。振荡时，用右手的拇指、中指、食指握持试管的上端，无名指和小指拳向掌心，用适当大小的腕力向外甩动，并骤然停止。如此重复多次，使试管里的液体能兜底翻上，而不会从管口溢出。振荡时，不能用拇指堵住管口上下振荡。必须强烈振荡时，可用塞子将管口塞住再上、下振荡。4.取用粉末状药品应使用药匙。若取用很少量时，可用药匙柄端的小凹槽挖取。用完的药匙应立即随手擦净，绝不能用未经擦净的药匙又取另一种药品。把粉末状药品装入试管里时，为了避免药品沾在管壁上，除使用干燥试管外，还应把试管横放，把盛有药品的药匙或用小纸条折成的V形纸槽小心的送入试管底部，然后使试管直立起来，并用手指轻弹药匙或V形纸槽，让药品全部落到管底。5.取用颗粒较大的固体药品（如锌粒）时，应该用镶子夹取。把颗粒装入试管时，应把试管横卧,将颗粒放在试管口，慢慢把试管竖起来，使颗粒缓缓的滑到试管底部。绝不能将颗粒从试管口垂直投入,以免把试管底砸破。
461.给盛有溶液的试管加热时应注意以下几点：（1）试管外壁应干燥，不能有水珠。试管里的液体不应超过试管容积的1/3（液体过多，沸腾时容易溢出管外）。（2）试管应该用试管夹夹持，夹持时把夹子张开，由试管底部套上、取下，不得由试管□部套上、取下，以防夹上的污物落入试管中。试管夹应夹在离管口约2cm处（或离管口为管长的1/4〜1/5处.加热时用右手拇指、中指、食指握持试管夹的长柄，不应同时握持短柄，以防用力过大时试管松脱。（3）加热时，试管应倾斜，与桌面成45°角。这样，可以有较大的受热面积，减少爆沸现象，蒸发面积也较大。（4）加热时，试管口不要对着自己或别人，更不能把眼睛对着正在加热的试管□张望，以防万一试管里的液体爆沸喷出伤人。（5）加热时，应先使试管均匀受热，然后不停的缓慢摇动着试管，在酒精灯的外焰部分加热液体的中、上部。不要使热试管的底部跟灯芯接触，以防使试管底部突然冷却而炸裂。2.加热盛有固体的试管时，试管应该用铁夹固定在铁架台上，夹住近管口处，并使管□略向下倾斜，以免由结晶水或湿存水生成的水蒸气冷凝后流到试管受热的部位而引起炸裂。加热时，应先往复移动酒精灯，使试管各部位均匀受热，然后使火焰集中在放固体的部位加热。3.用量筒测量液体的体积时，注入量筒内液体的温度应与量筒上所标明的温度（一般为25°C）相近。如果液体温度过高或过低，测量的体积均有误差。测量时，应把量筒放在水平的桌面上（用手举起来不易看准确），使眼睛的视线和液体的凹面的最低点相切在同•水平面匕所读取的刻度即为液体的体积。量取液体时，量筒大小应选用合适的规格，不要用大量筒量取少量液体，也不要用小量筒多次量取体积较大的液体。一般量筒是厚壁容器，绝不能用来加热，也不能用作反应容器，不能在量筒内溶解物质或混和液体。4.用过漉漏斗进行常压过滤时，分以下几个步骤：（1）取一张圆形滤纸，先对折成半圆形，再对折成四层，然后打开（一面是一层，一面是三层）成为与玻璃漏斗圆锥角相等的圆锥形。（2）把圆锥形的滤纸尖端向下，放入漏斗里，滤纸的上沿应比漏斗口稍低约5mm左右（多余的应剪去）。把圆锥形的滤纸放在漏斗里旋转一下，使滤纸紧贴内壁，用左手食指按住滤纸，用蒸储水将滤纸湿润，再小心地用手指按压滤纸，使滤纸与漏斗内壁之间不留有气泡，这样就做成了过滤器。（3）将过滤器放在漏斗架或铁架台的铁圈匕调整其高度，使漏斗颈的尖端紧贴接受容器的内壁,以便滤液能顺着器壁流下而不致四溅。（4）向过滤器中转移欲过滤的液体时，必须用玻璃棒引流，使液体沿玻璃棒缓缓流入过滤器（最好先倒上层清液，最后倒混浊液，这样过滤速度较快）。玻璃棒的下端应该轻轻指向有三层滤纸的一边,且不要接触滤纸，以防液体将滤纸冲破。注入过滤器中的液体不能过多，液面必须低于滤纸边缘（一般不超过锥形滤纸深度的2/3）。停止注入液体时，应将烧杯沿玻璃棒稍向上提，并同时使烧杯直立起来到烧杯壁与玻璃棒几乎平行后再离开，以防液体淌到外边。（5）如果过滤的目的是为了得到洁净的沉淀，待过滤器中液体基本滤下后，再向过滤器里加入少量蒸储水（或相关的溶剂），使液面淹没沉淀物（或用玻璃棒略加搅动），等水滤去后，再加水洗涤，连续几次就能得到洁净的沉淀。（6）过滤浓酸、浓碱液时，不能用滤纸（以防被腐蚀），而应在漏斗的喇叭口处铺上玻璃纤维。5.使用托盘天平称量物质质量时，应把天平平稳地放在桌上，检查指针是否正指标尺的零点。否则，应该根据杠杆原理适当调整调零螺丝。托盘天平常用于精确度不高的称量。最大载荷量一般是200g,最小分度值是0.1g。不应把被称量物直接放在天平托盘上，应该在两只托盘里各放一张大小、质量相当的洁净纸片。称量潮湿的或腐蚀性的固体药品时，应放在表面皿上或烧杯中称量。称量时，把被称量物放在左盘，祛码放在右盘，以便于操作。5g以上祛码添加在盆内，5g以下可通过移动游码来称量。祛码要用镶子夹取，不能用手拿，以防沾污祛码。取用祛码应由大到小的顺序添换。祛码在天平托盘中也要由大到小顺序排列，以便于读记总数。称量完毕，把祛码核对清楚，由大到小逐个放回祛码盒的空格内，最后把游码恢复至零位。6.有刻度的测量仪器的读数
47实验室许多测量仪器是有刻度的一一用等长的刻度线标出所测物理量的增值。例如，一根米尺是1m长，其上的长线表示厘米刻度，短线表示毫米刻度，它是以毫米为单位的。100mL量筒上的长线以10mL为单位，短线以1mL为单位，它是以毫升为单位分刻的。同样，滴定管以0.1mL为单位分刻，10mL的吸量管也是这样，而标准的实验室温度计是以1℃分刻的。对于刻度仪器的读数有一个规定，概括为：刻度线间的读数可估算到十分位上。当读取摄氏温度计上的温度时，可估算到O.rCo滴定管的读数可估算到0.01mL（若液面正好下降到长刻线上，如32.00mL,应写成32.00而不是32）。100mL量筒的读数可估算到0.1mL。上述规定需严格执行，否则在测量中引入的不确定度比仪器本身的更大。1.配制•定物质的量浓度的溶液时应注意的问题（1）容量瓶在使用前必须清洗干净，检查是否漏水。检查的方法是往容量瓶中加入一定量的水，把瓶塞盖好，倒过来静止10秒钟左右，若不漏水，把瓶塞旋转180”，再倒过来，观察到不漏水即可以使用。（2）不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液。这是因为在配制的过程中是用容量瓶来定容的，而容量瓶的规格又是有限的，常用的有50mL、100mL、250mL、500mL、和1000mL等。所以只能配制体积与容量瓶容积相同的•定物质的量浓度的溶液。（3）在配制一定物质的量浓度的溶液时，不能直接将溶质放入容量瓶中进行溶解，而要在烧杯中溶解，待烧杯中溶液的温度恢复到室温时，才能将溶液转移到容量瓶中。这是因为容量瓶的容积是在20℃时标定的，而绝大多数物质溶解时都会伴随着吸热或放热过程的发生，引起温度的升降，从而影响到溶液的体积，使所配制的溶液的物质的量浓度不准确。（4）定容后的容量瓶在反复颠倒、振荡后，会出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况，这时不能再向容量瓶中加入蒸储水。这是因为容量瓶是属于“容纳量”式的玻璃仪器（指注入量器的液体的体积等于容器刻度所示的体枳）。用滴管定容到溶液的凹面与容量瓶的刻度线相切时，液体的体积恰好为容量瓶的标定容积。将容量瓶反复颠倒、振荡后，出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况，主要是部分溶液在润湿容量瓶磨口时有所损失。（5）配制溶液后，要把配制好的溶液分别倒入指定的容器里，不应保存在容量瓶里，因为有些溶液（如碱液）会腐蚀玻璃，盛放久了会影响容量瓶的容积。参考文献1.王希通.化学实验教学研究［M］.北京：高等教育出版社，1990：50-542.刘正贤.中学化学实验大全［M］.上海：上海教育出版社，19943.西南师院化学系.中学化学教学法实验［M］.北京：高等教育出版社，19864.［知NicholasKildahlTheresaVarco-shea.高华译.化学中的探索——发现式实验手册.北京：高等教育出版社，2000：10-18
48第五章演示实验教学研究实验三氧气的性质实验教学研究目的1.探讨成功演示氧气性质实验的仪器装置及操作技能，掌握每一实验的成败关键。2.学习和探究氧气性质演示实验的教学技能。3.初步体验教师课前做好预备实验的重要性，培养良好的实验教学态度和习惯。实验教学研究内容1.木炭在氧气中燃烧。2.硫在氧气中燃烧。3.铁丝在氧气中燃烧。4.蜡烛在氧气中燃烧。5.氧气性质演示实验教学。实验教学研究步骤一、课前资料收集与研究方案的设计1.思考与讨论(1)按直观、简单、安全、可靠的原则，分别对上述四个演示实验进行创新性设计。这里的“安全”主要指什么？(2)上述四个演示实验成功的关键是什么？各应注意哪些事项？(3)铁丝在氧气中燃烧的实验是一个难度较大的实验，该实验对铁丝的性状、引发反应条件的装置、反应容器以及实验操作各有何要求？提出这些要求的原因各是什么？你能否设计出一个铝在氧气中燃烧的演示实验？(4)中学教学中上述四个演示实验的教学目的是什么？观察重点是什么？(5)用化学热力学知识解释铁丝在氧气中燃烧的产物是Fe3O4»(6)演示木炭、硫粉、铁丝、蜡烛在氧气中燃烧的实验时，各应引导学生观察哪些现象？(7)如何利用铁丝在氧气中燃烧的演示实验，培养学生的观察能力和推理能力？2.阅读与资料收集阅读和研究好下列内容，明确实验教学研究目的与要求，实验成败的关键，收集与本实验教学研究内容相关的资料。(1)本实验内容；(2)中学“氧气的性质”有关教材：(3)本实验中“参考资料”及与“氧气的性质”实验和教学有关的文献。3.实验研究方案的设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础上，依据四个演示实验的目的与要求和实验条件，明确每一实验的成败关键，设计如下实验研究的初步方案：(1)木炭在氧气中燃烧。注意实验条件、实验操作、产物检验、现象观察的设计。(2)硫在氧气中燃烧。注意硫的载体、实验条件、产物安全、实验操作、现象观察的设计。(3)铁丝在氧气中燃烧注意铁丝性状、引发反应条件的装置、反应容器、实验操作、现象观察的设计。(4)蜡烛在氧气中燃烧从蜡烛在氧气中燃烧实验的目的(通过燃烧产物检验，说明碳、氢有机物在点燃的条件下与氧气剧烈反应生成二氧化碳和水)，谢干燥氧气的收集方法、燃烧装置及产物检验的实验操作、现象观察的方法。
49上述四个实验的设计，从装置到操作都应要求简单，直观，安全，可靠，都应有在空气中和纯氧中燃烧的比较操作。1.实验教学研究方案的设计根据中学氧气性质演示实验的教学目的，自选一个（或教师分配）实验进行演示教学设计（微型教案设计）。教案要求以演示技能构成要素为线索进行设计，将演示技能理论运用于教学实际。教案应在明确每一个演示实验的教学目的、观察目的、观察重点的基础上进行设计。通过引入演示、介绍媒体、操作控制、指引观察与思考、整理与结论，引导学生自己由实验现象通过科学抽象获得结论。上述设计的实验研究、实验教学研究两个方案于实验前交指导教师审阅。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析由四位学生（每个实验一人，可由教师在审阅学生实验研究方案的基础上，有目的、有针对性地指定）分别介绍他们在实验研究上的创新实验研究方案，并组织评析。评析实验研究方案应围绕实验是否直观（清晰可见）、简单、安全、可靠及创意性如何进行。在讨论交流的基础匕学生自我调整研究的初步方案。2.实验探究学生按调整后的实验研究方案进行实验探究。木炭在氧气中燃烧后，容器底部会有少量炭粒，影响产物检验，应注意避免或减少。硫在氧气中的燃烧实验，如果用铜质燃烧匙盛硫会出现什么副反应？如何避免？反应产物应注意吸收。铁在氧气中燃烧的实验，应注意铁丝的粗细和纯度，注意引发反应条件的装置与操作。如果设计铝在氧气中燃烧的实验，注意从实验的难易、现象、操作与铁在氧气中燃烧实验比较。蜡烛在氧气中燃烧，为检验产物水的生产，应注意氧气的收集方法，注意检验产物水和二氧化碳现象鲜明的实验操作。四个实验都应该注意突出反应条件，注意与在空气中燃烧的现象比较。三、实验教学研究1.演示实验教学模拟由四位学生分别进行四个演示实验教学模拟（由教师有目的地指定或由学生自己报名）。必要时可进行教学录像。本次演示实验教学模拟，要求从实验教学目的——让初中学生认识氧气的活泼性，以及每一实验的观察目的出发，通过演示技能的构成要素，学习和探讨实现演示目的的演示实验教学方法，训练以演示技能为主的教学技能。演示技能的训练，根据局部到整体的原则以及具体的实验内容，本次演示技能的训练应注意突出''引入演示”、“介绍媒体”和“操作控制”这三个演示技能构成要素的训练。一般通过设置问题情景，激发认知冲突，配以问题式的化学反应式板书来“引入演示”，简要问题式的化学反应式板书不仅可以将学生的注意力引入演示实验，达到强化的目的，而且也会使开始时少量注意力不集中的学生知道教师下一步在做什么；通过展示和介绍盛氧气的集气瓶和反应物来“介绍媒体”；通过反应条件（点燃）和操作（由上至下缓慢下移）的控制，来进行“操作控制”。本次演示实验教学应该注意引导学生比较在空气和纯氧中燃烧的实验现象，以强化对氧气性质的认识。演示实验教学中应该注意结合具体的实验，有目的地培养学生的实验能力、观察能力和由现象到结论的推理能力。2.演示实验教学评议演示实验教学评议应围绕演示实验的目的、演示技能构成要素的应用、学生主体作用的发挥、演示效果及其他教学技能进行。本次实验应突出“引入演示”、“介绍媒体”、“操作控制”这三个演示技能构成要素应用的评议。必要时可重放录象，结合录像进行分析评说。教师也可以进行示范，并最后给予总结评定。学生进行自我完善。
50四、实验教学研究总结1.教师小结，布置下一课实验教学研究的内容让学生准备；教师小结应重点围绕研究方案的设计和研究方案实施过程中好的典型和普遍存在的问题进行。2.课后结合实验报告重点总结如下内容：(1)本实验四个演示实验各自成功的关键；(2)铁在氧气中燃烧的演示教学注意事项；(3)利用演示实验培养学生的观察能力的方法：(4)本次实验的最大收获。参考资料以下信息可供你进行研究时参考，你还可以继续查询其他的有关资料。1.在盛氧气的集气瓶中进行诸如碳燃烧的反应，为充分利用瓶中的氧气，应将燃烧物慢慢地向下伸入瓶中。2.铁质或铜质燃烧匙盛硫加热，燃烧匙本身均可与硫发生化学反应，故应采取防护措施或用玻璃匙代替或用热的玻璃棒粘取硫。燃烧产物要注意吸收。3.铁丝在氧气中燃烧的实验，关键是选好铁丝和注意操作。铁丝要细(可用铁纱窗上拆下来的铁丝)且要除去表面的氧化物，然后绕成螺旋状(不要成团)，下端绕上一小段火柴梗，上端固定在粗铁丝上做柄。点燃火柴等到梗快要烧到铁丝时立即伸入氧气瓶中。铁丝绕成螺旋状，便于燃烧后集聚熔融珠状的产物。也可将铁丝绕成螺旋状宜接加热至红后插入氧气中。4.蜡烛在氧气中的燃烧，为检验产物之一水的生成，氧气应用排空法收集。蜡烛的长短应有利于在氧气中燃烧。5.利用如下图5-3-1,图5-3-2燃烧器可进行某些物质在氧气中燃烧的实验(另配吸收装置)。图5-3-1上口配胶塞，插燃烧物，管外点燃图5-3-2酒精灯外加热点燃6.铁在氧气中燃烧生成熔融物的温度一般达到1800K—1870K。1800K下Fe。、Fe。、FeO三种氧化物的生成物的自由能分别为：-550.9kJ-moL\-354.2kJ•moL-144.5kJ-moL'«用1800k下的生成自由能数据计算下列反应(1)和反应(2)在1800K下的标准摩尔反应自由能变化：3FeO(s)+l/2Oz(g)=FesOKs)(1)2Fe304(s)+l/202(g)=3Fe203(2)(1800K,1)=(Fe3(h)-3Z\fG：(FeO)=-117.4kJ•moL(1800K,2)=3AG：(Fe203)-2ArG®(FeA)=39.2kJ•moL1这表明，在1800K下，FeO氧化为FesOi的反应是自发的，而FesO,继续氧化为FezOs是不自发的，故产物是FesO4。7.训练演示技能为主的微型教案设计示例。如表5-3-1所示的微型教案(教学对象是初中生)可为你今后的演示教学教案设计提供参考。表5-3-1微型教案设计示例
51课题硫在氧气中燃烧教学目标1.知道硫在空气中燃烧的实验现象；2.认识氧气与硫发生化学反应的性质，及其发生化，3.比较硫在空气中、氧气中燃烧的想象，培养观察'学反应的条件：非力。教师活动教学活动内容学生活动时间/分(累积)引入演示碳跟氧气反应，日常生活常见，但硫是否能与氧气反应呢？让我们用实验来说明。板书：硫+氧气一?一回忆思考期待0.5介绍媒体展示：硫、盛氧气的集气瓶观察1.5操作控制与指引观察与思考教师演示操作，要求学生仔细观察每步实验现象：1.玻璃燃烧匙盛少量硫伸入集气瓶中，观察现象；2.玻璃匙中盛少量硫在空气中加热燃烧，观察现象并闻气味；3.将燃烧的硫缓慢插入集气瓶中，观察现象，并闻气味。4.集气瓶中注入少量氢氧化钠溶液，用玻片盖住瓶口，充分振荡。5.发问：硫在空气中、氧气中燃烧各有何现象？硫与氧气发生反应的条件是什么？集中注意、仔细观察、观察与思考。思考、交流3整理与结论1.引导学生归纳出实验现象：硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，产生刺激性气味的气体硫在氧气中燃烧更旺，发出蓝紫色火焰，产生刺激性气味的气体2.引导学生自己得出结论并写出反应表达式板书：点燃硫+氧气二氧化硫表达交流整理、科学抽象、记录5参考文献1.西南师范学院化学系.中学化学教学法实验[M].北京：高等教育出版社，1986:3-92.王希通.化学实验教学研究[M].北京：高等教育出版社，1990:58963.潘鸿章.中学化学实验研究与创新[M].海口:南方出版社,2001:132-1334.文庆城.化学课堂教学技能训练教程[M].桂林：广西师大出版社，2002:25-315.孙志宽.中学化学实验教学研究[M].杭州大学出版社，1992(9):66-686.刘正贤.中学化学实验大全[M].上海教育出版社，1994.7.罗彦茹、桂正良、杨盛书.横口管快速实验法[J].化学教育，1980(5)8.卢瑞.用自制仪器开展化学实验[J].化学教学，1980(2)实验四氢气的制取和性质实验教学研究的目的1.学会实验室制取氢气、简易启普发生器制作和氢气性质实验的操作技能。2.探讨实验室制取氢气时硫酸的适宜浓度和锌的纯度对实验的影响，培养实验探究意识和探究技能。
521.探讨氢气性质演示实验的教法，训练演示技能。实睑教学研究内容1.自制简易启普发生器，并用来制取氢气。2.用20%、25%,30%的硫酸和纯锌、含杂质的锌为原料探讨实验室制取氢气适宜的硫酸浓度和锌的纯度对实验的影响。3.氢气在空气中燃烧。4.氢气还原氧化铜。5.氢气性质演示实验教学。实验教学研究步骤一、课前资料收集与研究方案的设计6.思考与讨论：(1)本实验中存在哪些不安全因素？如何防止？你准备如何向学生进行安全与危险的辩证关系教育？(2)启普发生器的工作原理是怎样的？使用启普发生器应注意哪些问题？自行设计一个简易启普发生器装置图。(3)实验室制取氢气对酸的浓度和锌的纯度有哪些要求？(4)氢气还原氧化铜实验的教学目标，观察目标各是什么？教学中如何实现？7.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，实验成败的关键，收集与本实验教学研究内容有关的资料。(1)本实验内容；(2)中学“氧气的制取和性质”的有关教材；(3)本实验中“参考资料”及与本实验教学研究内容有关文献。8.实验研究方案的设计在“思考与讨论"和''阅读与资料收集”的基础上，依据实验内容和实验条件，设计如下实验研究的初步方案：(1)简易启普发生器制作。制作简易的启普发生器，首先要清楚启普发生器的工作原理、使用范围、使用的好处，然后在''简易”上做文章，从其工作原理一一气压(或手动)使固、液体离合出发，选用常用仪器或代用品进行组装。(2)用3种不同浓度的硫酸和纯度不同的锌探讨制取氢气的适宜条件。①在本实验的探究中，基于学生的知识基础和课堂演示实验的时间，这里主要从演示实验的直接效果——氢气产生的快慢来考察，氢气产生的速率可通过单位时间内产生氢气体积来比较。②注意酸的适宜用量和通过化学反应方程式计算锌的相应用量。③为使实验探究易于操作与可比，最好设计出相应表格，按表格进行操作与观察记录。(3)氢气在空气中安全燃烧，现象鲜明的实验方案。(4)氢气还原氧化铜现象鲜明、装置简易的创新实验方案。原有中学教材的该实验是在大试管中放入氧化铜固定于铁架台上，然后通入氢气使其还原。由于氧化铜的粉末铺盖面小和一定厚度使其反应完全需较长时间，反应后的产物现象也不易观察。如何弥补以上不足，应是创新该实验考虑的首要问题。9.实验教学研究方案的设计根据中学实验的目的设计氢气在空气中燃烧和氯气还原氧化铜演示实验微型教案(每人设计一个)。教案设计要求围绕演示技能的构成要素进行。氢气还原氧化铜的教案要求在体现演示技能结构的同时，突出通过演示装置和操作来“指引观察与思考”；突出通过反应产物的现象到本质进行科学抽象来“整理与结论”。设计的两个研究方案于实验前交指导教师审阅。二、实验研究
531.实验研究方案的介绍与评析教师在审阅学生实验研究方案的基础上，有目的、有针对性的让4位学生(每个实验一人)分别介绍他们的创新实验研究方案，并组织评析。在讨论交流的基础上，学生自我调整方案。2.实验探究学生按调整后的实验研究方案进行实验探究或通过实验验证实验方案。实验过程中要注意以下几点：(1)用启普发生器或简易启普发生器制氢气时，要注意锌粒不应掉入酸液中，以免不能完全控制反应。(2)在制取氢气适宜的硫酸浓度和锌纯度的实验探究中，基于学生的知识基础，主要从演示实验直接效果——氢气产生的快慢考察，故应注意相同条件下量和质的可比性，做好观察与记录。含杂质的锌也可通过锌与硫酸铜溶液反应，析出的铜附在锌表面而获得。(3)注意安全操作。氢气发生器应远离火源，点燃氢气前一定要先验纯！如果将启普发生器导出的氢气直接点燃，最好将导出的氢气先通过一个安全燃烧装置(你能设计出来吗？),以防一旦氢气不纯,引起启普发生器爆炸！注意氢气验纯的操作技能掌握。(4)点燃氢气时，注意调节氢气流的速度，使其均匀放出。为得到氢气燃烧的蓝色火焰，可用石英玻璃管嘴或铝质管嘴代替玻璃管嘴。(5)氢气还原氧化铜实验，在加热前应赶尽装氧化铜的容器中的空气，同时注意整个操作过程的规范：反应前应先通氢气后加热，反应后先撤热源后撤氢气。三、实验教学研究1.演示实验教学模拟由四位学生组成两组(教师有目的地指定或学生自己报名)分别进行“氢气在空气中燃烧”和“氢气还原氧化铜”的演示教学模拟。氢气性质的演示实验教学，要求从实验的目的出发，围绕演示技能的构成要素，学习和探讨实现演示目的的演示实验教学方法，训练以演示技能为主的教学技能。必要时可进行教学录像。氢气在空气中燃烧的演示实验应注意结合演示过程和操作，向学生进行点燃氢气前必须验纯的安全教育、氢气验纯的操作技能示范；注意通过合适的氢气流和燃烧管获取真实的、现象鲜明的燃烧火焰，如果产生黄色火焰应说明其原因。氢气还原氧化铜的演示实验，应注意通过设计反应现象鲜明、易操作的实验装置，引导和激发中学生的创造性思维和兴趣；演示过程中注意突出“指引观察与思考”和“整理与结论”这两个演示技能构成要素的训练。通过结合装置与操作不时地提出问题来“指引观察与思考”：通过引导学生由现象到本质进行科学抽象来进行“整理与结论”。2.演示实验的教学评议教师组织学生围绕中学该实验演示的目的、演示技能结构、实验装置的创新、实验操作的规范性、演示技能评价量表等对演示教学进行评议。必要时可重放教学录像，结合录像进行分析评说。教师最后给予总结评定。四、实验教学研究总结
541.教师小结,布置新的实验教学研究内容；2.课后结合实验报告重点总结如下内容：(1)实验室制取氢气对硫酸浓度和锌纯度的要求;(2)实验室制取氢气及氧气性质实验的安全措施;(3)氢气还原氧化铜的优化装置及演示教学；(4)简易启普发生器的制作要点；(5)本次实验的最大收获。参考资料你还可以继续查阅有关资料。图5-4-1启普发生器以上信息可供你进行研究时参考,1.启普发生器的构造和使用(D构造启普发生器由球形漏斗I,球形和半球形容器n(底座)和导气管IH等三部分组成(如图5-4T)1—加酸口2一排酸口3一排气口4—垫圈5—玻璃旋塞6一球形漏斗与底座连接处(2)使用方法①安装。6、2、5处接口通过涂凡土林密封，2、5处活塞用尼龙线和橡皮筋固定好。②检查气密性。通过开闭玻璃旋塞5,向球形漏斗中加水来检查装置的气密性。③加入锌粒和酸液。加入锌粒有两种方法：一是拔去排气口3处的胶塞，从此处加入：二是抽出球形漏斗，横放底座容器，把锌粒从1处加入。加入锌粒量应不超过容器的l/3o为防止锌粒落入半球形底座中，在加锌粒前，应在球体与半球体间的通道上设置垫圈4(有孔橡胶圈或塑料圈)。打开导气管上的玻璃旋塞5,从6处加入酸液，至刚浸没锌粒。④酸液更换和锌粒添加。若制氢气的过程中需耍更换酸液或添加锌粒，均可先关闭导气管的活塞，当酸液与锌粒脱离接触后，用橡皮塞将球形漏斗上口塞紧，如添加锌粒，则拔下带导气管的橡皮塞，从3处加入，然后塞紧橡皮塞(须重新检查氢气纯度)；如更换酸液，则将启普发生器放在废液缸的边沿匕拔下容器2处的玻璃塞，再慢慢地拔开球形漏斗上的橡皮塞，以控制废酸流出的速度，放完后塞好玻璃塞，再从1处加入新酸。(3)使用启普发生器的注意事项①用启普发生器制取氢气时要远离火源，以防止器内氢气不纯引燃爆炸。②点燃氢气前，一定要先验纯！由启普发生器中导出氢气，若直接点火燃烧，可将导出的氢气先通过一个安全燃烧装置(如图5-4-2),然后再进行燃烧实验,以防氢气不纯引起爆炸事故。2.简易启普发生器制作简易启普发生器是根据启普发生器的结构和使用原理，利用常用化学实验器材或代用品装配而成的，常见的有如下两类：(1)利用容器内产生的气体出强将反应混合物固体液体分离或接触。常见的有具支试管(或大试管)与长颈漏斗配套；U
55形管组装；干燥管与集气瓶组装等。图5-4-2防爆装置(2)利用手动控制反应物固体与液体的接触与分离。盛装锌粒的仪器可以是底部有小孔的试管或球形干燥管，或用有孔的塑料袋包裹的倒置漏斗：盛装酸液的可以是烧杯、广口瓶等1.几种不同质量分数的硫酸溶液的密度：3(%)p(g/ml-1)201.14251.18301.232.氢气与空气混合的爆炸极限在常压下氢气与空气相混，当氢气的体积达到总体积的4-74.2%时，点燃或加热到一定温度就会发生爆炸，这个范围叫氢气在空气里的爆炸极限。所以在点燃或加热氢气之前一定要检查氢气的纯度。氢气和氧气的混合的爆炸极限为4.5-95%(体积)。3.氯气还原氧化铜实验的改进为了增加该实验的直观可见度和氢气的利用率，可以围绕如下方面对实验进行改进：(1)设法将氧化铜粉末均匀地沾附于试管底部周围。这样既加快还原成铜的速度，又使试管底部周围均成铜镜一般。(2)借助铜丝加热表面生成的黑色氧化铜，在试管的氢气流中很快又被还原，且能取出观察来改进实验。(3)设计利用通入的氢气作燃料加热氧化铜的实验装置(必须保证合适地、均匀的氢气的流量)。这样不仅可以充分利用原料，而且可以从观察火焰的变化和反应物、生成物颜色的变化来了解反应的过程:正常火焰大小(CuO黑色未变化)f突然火焰变小(黑色CuO逐渐变成红色物质)一火焰恢复原状(黑色物质全部变成红色物质)来了解化学反应的过程。参考文献1.王希通.化学实验教学研究[M].北京：高等教育出版社，1990.3：66-732.西南师范学院化学系.中学化学教学法实验[M].北京：高等教育出版社，1986.5：19-263.潘鸿章.中学化学实验研究与创新[M].海口:南方出版社,2001.7s137-143,146-1494.孙志宽.中学化学实验教学研究[M].杭州大学出版社，1992.9：66-685.卫子光.化学实验设计与研究[M].天津：南开大学出版社，2000.8：6-166.刘正贤.中学化学实验大全[M].上海教育出版社，1994
56实验五氯气与氢气的光爆反应实验教学研究目的1.掌握氯气与氢气混合光爆实验成功的关键及实验技能。2.探讨氯气、氢气混合光爆最佳体积比及二者混合时间的长短对实验效果的影响，培养探究意识,学习实验探究方法。3.探讨成功演示该实验的简易装置及操作，培养实验创新能力。4.探讨氯气、氢气混合光爆演示实验的教法，训练演示技能。实验教学研究内容1.探讨氯气、氢气混合光爆最佳体积比。2.探讨氯气、氢气混合时间长短对实验效果的影响。3.探讨成功演示该实验的简易装置。4.氯气、氢气混合光爆演示实验教学。实验教学研究步骤一、课前资料收集与研究方案的设计1.思考与讨论(1)氯气、氢气混合光爆的化学反应原理，从其原理看实验成功的关键是什么？(2)本实验有哪些不安定因素(含环境污染)？如何预防？尤其是有毒气体的制取、收集、混合应设计什么样的装置与操作防止有毒气体外逸。(3)按不同体积比混合气体，有哪些方法？(4)影响氯气、氢气混合光爆的因素有哪些？如何控制其它因素来完成本次实验研究的内容？2.阅读与收集资料阅读和研究好下列内容，明确实验教学研究的目的与要求、实验成败的关键，收集与本实验教学研究内容相关的资料。(1)本实验内容；(2)中学“氯气与氢气光爆”的有关教材；(3)本实验中“参考资料”及与本实验和教学研究内容有关的文献。3.实验研究方案的设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础上，明确实验研究目的、氯气、氢气混合光爆的反应原理及实验成功的关键后，按实验研究内容和实验条件，设计如下实验研究初步方案：(1)探讨氯气、氢气混合光爆的最佳体积比。本实验设计的自变量即两者气体的体积比，应从化学反应的原理出发，选取二者体积比的不同水平(不同比值)。气体混合时的体积比可通过排开饱和食盐水的体积或用注射器定量吸收实现。为使气体混合均匀，应从二者密度的大小考虑谁先通入谁后通入。如果混合后放置一定时间再光照，则光照前应混合均匀。(2)探讨氯气、氢气混合时间的长短对光爆的影响，可从混合立即光爆，然后每次间隔l—2min进行。为使实验具有可比性，(1)、(2)实验设计应注意控制其它变量在同一水平：为使实验探究易于操作和比较，(1)、(2)实验应设计出相应的表格，按表格进行操作与观察记录：条件许可时，可通过正交设计来对(1)、(2)的实验条件进行探讨。(3)氯气、氢气混合光爆实验的改进与创新。
57改进与创新本实验可以从简化装置与操作，有利于光爆实验的成功考虑。本实验研究的一个难点就是如何防止气体(尤其是氯气)在制取、收集与混合过程中外逸，以及光爆反应产生的HC1气体大量外逸。解决的办法，一是设计封闭的实验，二是光爆反应尽量采用微型装置光爆，这样一方面减少气体的用量，另一方面使爆炸不那么强烈，减少氯化氢气体的生成和对空气的污染。1.实验教学研究方案的设计根据本次实验中学教学的目的和实验教学研究的目的，设计氯气、氢气混合光爆演示实验的微型教案。教案要求以演示技能构成要素为线索，围绕演示实验的目的(体验氯气与氢气在光照条件下会发生爆炸，认识氯气的活泼性)进行设计。设计的教案要求既能体现演示技能的结构，又能达到演示教学的目的。设计的以上两个研究方案于实验前交指导老师审阅。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析分别由三位学生介绍他们不同实验研究的创新实验方案，尤其是实验装置和研究方法，并组织学生评析。评析应从氯气、氢气光爆反应的原理出发，看其过程与方法、装置与操作是否合理、科学，是否考虑到对环境污染的防止。在讨论与交流的基础上，学生自我评价、调整实验设计方案。2.实验探究学生按各自调整后的实验方案进行实验探究。实验探究过程要特别注意以下几点：(1)气体的制取、收集、混合在封闭的实验装置中进行。氯气与氢气最好先收集储存。(2)为减少气体的用量和氯化氢气体的生成，尽量采用微型仪器进行实验(如利用医用后的小青霉素瓶及塞进行光爆)，并注意对氯化氢气体的吸收。(3)在探讨最佳实验条件，改变某一因素的水平(如氯气和氢气的不同体积比)时，对其它影响实验的因素应控制在同一水平。(4)改变某一因素水平，进行实验探究时，其实验结果的比较应有同一指标(这里是光爆的质量)，光爆的质量可粗略地分为强爆、弱爆和不爆等。注意按表格实验并记录好实验结果。(5)如果是正交实验设计则按正交表的实验方案实验、记录和结果分析。(6)注意光爆反应的安全防范。三、实验教学研究1.演示实验教学模拟采用通过实验探究获得最佳实验条件或改进创新的实验装置，演示氯气和氢气光爆的实验。为确保演示实验的成功，演示者一定要从影响实验的条件：二者混合的体积比、混合时间长短、光照强度、气体的纯度等出发选取最佳的实验条件组合，且应有熟练的操作技能。通过实验演示教学(在前面演示技能构成要素重点训练的基础上)，进行全面的演示技能构成要素的训练。使训练者逐步获得娴熟的演示技能。教学中还应恰到好处地向学生进行环境保护教育。2.演示实验教学评议本次演示实验教学评议除围绕中学该实验的演示目的、演示效果进行评议外，还应全面对演示技能构成要素的运用和其他教学技能的运用进行评价，看其是否是通过演示实验和演示技能的运用，达到演示目的——认识氯气与氢气按一定体积比混合光照下，可发生剧烈的化学反应；认识实验条件对反应的影响；演示操作示范等。同时，还应注意对教学中环保教育的情况进行评议。四、实验教学研究总结1.教师小结，布置新的实验教学研究内容。2.学生课后结合实验报告重点研究总结如下内容：(1)氯气、氢气混合光爆的最佳体积比；(2)氯气、氢气混合时间长短对光爆及其效果的影响情况；(3)影响氯气和氢气混合光爆实验成功的条件及实验操作技能；(4)杜绝或减少有毒气体外逸的装置与方法；
58(5)演示实验教学一般板书的内容；(6)演示实验教学引导和促使学生主体参与的方法；(7)本次实验的最大收获。参考资料以下信息可供你进行研究时参考，你还可以继续查询其他的有关资料1.气体的储存把气体储存在储气瓶(或储气袋)中，有随用随放、易于控制气体流量的优点，比临时制取，直接从气体发生装置通入气体要方便得多。图5-5-3代用储气装置2.氯气与氢气混合光爆反应的机理氯气与氢气混合光爆反应是一个光化学反应，其机理如下：Cl2+hv/2cl•Cl•+・HC1+H•H•+C12fHe1+Cl•反应循环反复，使整个反应瞬息完成，放出的热量使生成的氯化氧气体的体积突然膨胀而发生爆炸:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+184.7kJ氯分子的键能为243kJ/moL,氢分子的键能为436kJ/moL,只有达到一定能量的强光照射时，氯分子吸收光量子才会分裂成两个活化的氯原子(C1•),使链式反应得以进行。镁光和高压汞灯等紫外线的光源均能有效实现链引发。3.影响氯气与氢气混合光爆的因素(1)氯气与氢气的纯度。混合气体中若混有空气，空气中的氧气在混合气体中达到一定量时，就会使该链式反应中断，从而达不到爆炸程度，使实验失败。(如何保证纯度呢？)(2)氯气与氢气的体积比。理论上二者的体积比为1:1,但Ck在含有水分的混合气体中有部分溶解，理应C12
59稍过量，根据实验和理论证明，混合气中C12与压的体积比为2:1时，反应速度最快，最易爆炸,一般采用的体积比为1.5:1或1.2:1为宜。(3)光照的强度。光照越强，在短时间内发光越集中，实验越易成功。如以镁作光源，应提高光源的强度和缩短光源与反应器之间的距离。(4)混合气存放时间。混合气中的氯气在存放时间内可以与水蒸气发生反应，再加上受散射光线的照射，会促使反应的进行。这样一方面使氯气减少，氧气增多，另一方面生成的氯化氢气体溶于水，使容器内压强减少，这就有可能从管口吸入空气，因而使实验失败。故掌握好室内自然光下的存放时间也是实验成功的关键之一。(5)气体的混合方式。实验的成败与两种气体光照时混合均匀有关。实验证明，如分别利用两个相同容器收集再混合，却不易使气体混合均匀，故实验成功率低；如果利用同一容器收集，可以使气体混合均匀，故实验成功率高。如能在集满氯气的容器中直接制取氢气，并立即光照，成功率更高。(你能设计这样的装置与操作吗？)这可能是，一方面气体混合均匀，另一方面新生成的气体更易发生光化反应。参考文献1.王希通.化学实验教学研究[M].北京：高等教育出版社，1990:74—802.潘鸿章.中学化学实验研究与创新[M].海口：南方出版社，2001:209—2123.孙志宽.中学化学实验教学研究[M].杭州：杭州大学出版社，1992:84-884.陈方生.氯气和氢气混合中水蒸气是光照爆炸实验失败的主要原因[J].化学教育，1995(6)5.卫子光.化学实验设计与研究[M].天津：南开大学出版社，2000.86.刘敏.氢氯混合气体光化反应微型实验研究[J].化学教育，2001(6)
60实验六铜与稀硝酸反应实验教学研究的目的1.掌握铜与稀硝酸反应制取一氧化氮的实验操作技能。2.通过对铜与稀硝酸反应环保实验装置的探讨，培养创新实验装置的能力和环保意识。3.探讨铜与稀硝酸反应演示实验的教法，训练演示技能。实验教学研究的内容1.探讨铜与稀硝酸反应的环保实验装置。2.分别用体积比为1:2；1:4；1:6的稀硝酸与铜反应，探讨稀硝酸浓度对反应速度的影响。3.铜与稀硝酸反应的演示实验教学。实验教学研究步骤一、课前资料的收集与研究方案的设计1.思考与讨论11)NO为无色气体，有毒，且易与空气中的氧气反应变为红棕色的NO?,怎样的实验方案才能清楚地知道无色的NO生成，又防止NO污染环境？(2)如果用排空气法收集NO,应注意什么？(3)制取NO时，时稀硝酸的浓度、反应物的用量、反应时的温度有何要求？(4)如何从操作简便、仪器简单、符合环境保护的角度出发，改进和创新铜与稀硝酸反应的实验？(5)本实验中所涉及到的硝酸、一氧化氮、二氧化氮都是有毒的，在演示教学中，你准备结合此实验向中学生进行什么样的教育？2.阅读与收集资料阅读下列内容，明确实验目的与要求，明确实验成败的关键，收集好与本实验教学研究相关的资料。(1)本实验内容；(2)中学教材中有关铜与硝酸反应的内容；(3)本实验中“参考资料”及有关文献。3.实验研究方案的设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础上，根据实验内容和实验条件，设计如下实验研究的初步方案：(1)铜与稀硝酸反应环保装置的设计。(2)铜与稀硝酸的反应，探讨稀硝酸浓度对反应速率影响的实验方案的设计。方案设计时应注意：①保证看清楚NO为无色的气体，且符合环保要求。②铜的用量、反应的温度等应保持在同一水平。③列表进行比较实验。4.实验教学研究方案的设计
61根据本次实验的中学教学目的，设计铜与稀硝酸反应的演示实验的微型教案。设计的教案要求既能体现“实验引导与启迪思维相结合”的原则，同时要体现实验的探究性。在分析反应现象的基础匕由学生自己得出稀硝酸具有强的氧化性的结论。实验要求操作简单、现象清晰，且符合环保要求。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析由两位学生分别介绍他们设计的铜与稀硝酸反应环保的创新装置；稀硝酸浓度对反应速率影响探讨的实验方案，并组织学生评析。评析主要从实验的装置出发，看其过程与方法、装置与操作是否简易、合理、科学，是否考虑到对环境污染的防止。在讨论与交流的基础上，学生自我评价、调整实验设计方案。2.实验探究学生按各自调整后的实验方案进行实验探究。实验探究过程要特别注意：①因NO、NO2有毒，制取、收集时在密闭的容器中进行，注意实验室的通风。②注意观察，如何才能证明产生的无色气体为NO。③注意尾气及实验后的废液的处理。三、实验教学研究1.演示实验教学模拟采用通过实验探究改进创新的实验装置，演示铜与稀硝酸反应的实验。通过实验演示教学继续进行以演示技能为主的课堂教学技能的训练。本次演示技能训练要求在体现演示技能结构的同时，注意突出“整理与结论”这一构成要素的训练，使训练者逐步学会指导学生整理归纳出实验现象，再由实验现象进行科学抽象自行获得结论的教学技能。教学中应恰到好处地向学生进行环境保护教育。2.演示实验教学评议本次演示实验教学评议从硝酸的强氧化性出发，结合其实验装置，操作的科学性、合理性，对其演示效果、演示技能构成要素以及其它教学技能进行评议，看其是否是引导或指导学生主体自行获得结论。此外，还应对教学中环保教育进行评议。四、实验教学研究总结1.教师总结，布置新的实验教学研究任务。2.由学生课后结合实验报告重点总结如下内容：(1)符合铜与稀硝酸反应和环保要求的实验装置的要点；(2)硝酸浓度对该实验速率影响研究的结果；(3)铜。稀硝酸反应的演示实验教学要点；(4)本次实验的最大收获。参考资料1.为了说明所生成的气体为NO2,可将气体先通过水，然后观察水溶液的颜色和从溶液中出来的气体的颜色，若溶液为无色，出来的气体为无色，后逐渐变为红棕色，即可说明生成的红棕色气体为NO”2.稀硝酸与铜反应的演示实验要注意：(1)硝酸的浓度：作为反应的主体，硝酸的浓度是至关重要的，不能只泛泛地说稀硝酸，必须有确定的浓度或浓度范围。该实验所用硝酸的浓度以体积比1：4左右较为理想。硝酸的浓度不宜偏高，偏高容易使硝酸的还原产物中混有N5,宜接导致实验的失败。但也不能过低，过低会使反应速率减慢，使演示时间延长，不符合演示实验的要求。(2)铜片的品质：该实验所用的铜片应该用纯铜(要将其表面的氧化物除去，否则影响反应的进行。),最好不用各种杂质铜(铜合金)。因为有些合金元素可能导致硝酸的还原产物中混有NO2,造成实验失败。为了加快反应的速度，最好用纯的铜丝，加大接触面。(3)反应物的用量：稀硝酸和铜的反应速度较慢，若硝酸和铜的用量太少则短时间内NO
62的产量就少，延长了NO充满试管的时间，不符合演示实验的要求。硝酸的用量应占试管的1/4左右，铜片的用量应和硝酸的用量相适应，只要能被硝酸浸没，铜片的用量越多越好，增大反应面积，这样可以在很短
63时间内出现理想的实验现象，大大节省演示时间。（4）反应温度：稀硝酸和铜的反应速度较慢，特别是反应的启动阶段更慢，为了缩短反映时间，可在反应未开始时对反应物微微加热，待反应开始后立即停止加热。但不可使反应温度过高，温度过高会使硝酸的还原产物中混有NO2o（5）预先排尽试管内的空气：NO是无色气体，与反应生成红棕色的NO2。稀硝酸与铜反应的正确现象应当是这样的：当NO充满试管时，试管内的气体是无色的，在试管口处与空气接触变成红棕色。若不预先将试管内的空气排除，稀硝酸与铜反应产生的NO在试管内就与反应而生成红棕色的NO?，导致实验失败。排除试管内空气的方法可能有多种，为了看清楚NO的无色，可在反应器中先制取一些无色又不与NO反应的气体，如：氏、CO2等气体，让H2或CO?等无色气体先将空气排尽，然后再制取NO,可看到NO为无色，在试管口遇到空气变为红棕色。例如，可利用稀硝酸与大理石反应产生的CO2来排除试管内的空气。具体方法如下：在试管中加入铜片的同时加入少量（约2g〜3g）大理石碎末（颗粒不可太大，而且要均匀），然后加入稀硝酸。此时硝酸与大理石先反应，反应产生的C5将空气排出。为了减少空气向试管内扩散，可以在试管口堵一小团棉花。此时硝酸和铜的反应若未开始，可将试管微热。反应开始后有许多细小气泡产生，溶液渐渐变成蓝色，试管内（棉花以内）气体为无色，管口处（棉花以外）气体为红棕色，现象非常明显。1.硝酸与金属铜的反应硝酸的强氧化性，还表现在跟金属反应时，不仅能跟活泼金属（Mg、Zn）反应，而且还能跟不活泼金属铜发生反应。化学方程式如下：Cu+4HNC）3（浓）==Cu（NO3）2+2NO2t+2HQ3Cu+8HNOj（稀）===3Cu（NO3）2+2NOf+4H：0硝酸跟活泼金属反应，一般不生成氨气，其还原产物随硝酸的浓度的不同而异。2MHNO,WNaOH1.广口瓶2.分液漏斗3.燃烧匙4.小烧杯5.橡皮塞当硝酸的浓度大于8moi•L”时，还原产物为NO?；当浓度为3〜7moi•L”时，还原产物为NO；当浓度为1〜3moi•L"时，主要还原产物为N2O；当浓度小于1mol•I?时，还原产物为NH；,同时还有氢气产生。2.铜与浓、稀硝酸反应实验的改进（1）铜与稀硝酸反应装置的改进装置图如右图5-6-1:原理：①利用红磷在广口瓶中燃烧除去氧气。②利用稀NaOH除去产生的白烟（P2O5）。③利用瓶中气压低于大气压将稀硝酸注入小烧杯。操作：先在广口瓶中加入10mL稀NaOH溶液振荡一下，使广口瓶内壁上沾附图561一些NaOH溶液，然后取一个小烧杯，在小烧杯中加入一块小铜片，用卅烟钳夹住小烧杯送往广口瓶底部。取1-2克红磷置于燃烧匙中点燃，迅速送入广口瓶中燃烧，同时要塞紧瓶塞并使分液漏斗分液口对准小烧杯，大约4分钟烟散尽后，旋转分液漏斗活塞，让稀硝酸进入小烧杯中，可以看到无色气体的产生，这就是一氧化氮。此装置可以在课堂上进行演示，与制NCh的装置可以平行放置，同时进行，使同学们看到铜跟稀硝酸与铜跟浓硝酸反应产物的不同。钢丝（2）铜与硝酸反应实验的改进试验装置如右图5-6-2:实验步骤：=
64①如图组装仪器装置。稀硝酸—三
65②取下B端胶塞将铜丝一段插入塞内，另•端绕玻璃管盘成螺旋状。③U型管略向B端倾斜，从该端加入稀硝酸至满，用②中的胶塞塞紧B端管口(B端内已无空气)。反应开始，当液面与铜丝脱离时，图562反应停止。④从U型管C端倒出一定量的反应液，随之，空气从A口吸入。试验现象：①反应由慢到快，溶液逐渐变为淡蓝色，随着反应的进行颜色不断加深。②反应产生了无色难溶于水的气体，它将反应液不断从B端压入C端。③空气从A口吸入后，无色气体立即变为红棕色。改进优点：①反应在缺氧的条件下进行，是同学们观察到了N0的“庐山真面目”——无色气体。②N0将反应液压入C端，表明N0在水中的溶解度很小，验证了N0难溶于水的性质.③能全面观察N0被氧化变色的过程，验证了N0极易氧化的性质。④玻璃管的液封作用有效地防止了NO的散逸造成的环境污染。1.100mL注射器2.铜片3.输液管4.陆液笆夹5.烧杯6.4mol/LNaOH溶液100mL7.铁架台(3)铜与硝酸反应试验的改进•实验装置图如右图5-6-3:试验步骤：Cu和浓HN03反应：①在注射器中放三小块铜片(约0.5克，将注射器活塞推到底部。②将输液管插入浓HN03中，吸入10mL浓HN03后，关闭输液管夹，然后将输液管下端放入盛有NaOH溶液的烧杯中，如图装好。图5-6-3③待反应停止后，打开输液管夹，将注射器中的溶液全部排入烧杯中(气体不要排出)，关闭输液管夹。④用蒸馈水冲洗输液管下端后，打开输液管夹，吸入10mL4moi/LNaOH溶液，然后关闭输液管。Cu和稀HNS反应：实验步骤同上，其中第②步吸取稀HN03(1：2)20mL,第③步将注射器中溶液排干净后，再吸入约2倍N0气体体枳的空气。实验现象及结论：①Cu和浓HN(h反应剧烈，产生红棕色的气体，铜片迅速溶解，溶液变为深绿色。当注射器中溶液排入烧杯中时，有蓝色沉淀生成。注射器吸入NaOH溶液后，红棕色气体体积减少，片刻被NaOH溶液完全吸收。②Cu和稀HNS反应较慢，铜片周围产生小气泡，有无色气体生成，溶液逐渐变成蓝色。当注射器中溶液排入烧杯时，有蓝色沉淀生成。注射器吸入空气后，无色气体变为浅红棕色，吸入NaOH溶液后,红棕色气体逐渐消失。参考文献1.潘鸿章.中学化学实验研究与创新[M].海口：南方出版社,2001：227-2312.纪贵川.稀硝酸与铜反应的演示实验[J].化学教育，2000(9)3.刘耀宇.铜与稀硝酸反应装置的的改进[J].化学教育，2000(9)4.王恩德.铜和稀硝酸反应实验的改进[J].中学化学，2000(6)5.夏凯等.铜和稀硝酸反应实验的改进[J].中学化学，2000(6)
66实验七氢氧化亚铁的制取和红砖中FezOs成份的检验实验教学研究目的1.探讨成功制取Fe(OH”的实验装置及操作技能，掌握实验的成败关键。2.通过红砖中FezCh成分检验的设计，培养实验设计能力。3.探讨成功演示Fe(OH%制取的教学技能。实验教学研究内容1.制取氢氧化亚铁。2.检验红砖中Fe2t)3成分。3.Fe(0H)2制取的演示教学。实验教学研究步骤一、课前资料收集与研究方案的设计1.思考与讨论(1)Fe"很容易被氧化，通过哪些途径可防止Fe"被氧化？(2)设计一个可靠的制取Fe(OH)2的实验装置及具体的操作过程？(3)在Fe(OH)2制取的演示实验中如何解释Fe(OH”颜色的转化过程？(4)如何检验红砖中含有FezOs成份？设计出你的整个实验过程。2.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，明确实验成败的关键，收集好与本实验教学研究相关的资料。(1)本实验内容；(2)中学教材中有关氢氧化亚铁的制取反应的内容；(3)本实验中“参考资料”及有关文献。3.实验研究方案的设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础上，依据实验内容和实验条件，设计如下实验研究的初步方案：(1)Fe(0H)z的制取①注意反应要对反应物FeSO,溶液、NaOH溶液等进行去氧气处理。②注意实验装置与操作有利于化学反应在非氧气条件下进行。③设计能清楚地观察到白色的Fe(OH)2的创新操作和方法。(2)红砖中Fe。的检验注意对所用药品、仪器、操作过程等的设计。
674.实验教学研究方案的设计根据Fe(OH)c的制取方法，设计一个课堂演示实验的小教案，注意“介绍媒体”、“操作控制”、“指引观察与思考”以及“整理与结论”等演示技能的运用，让学生在清楚实验装置与操作的基础上，通过分析实验现象，得出反应实质，说明Fe?+易被氧化的性质。上述设计的实验研究、实验教学研究两个方案于实验前交指导教师审阅。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析教师在审阅学生实验研究方案的基础匕每个实验指定两个设计比较好的学生分别介绍他们的创新实验研究方案，然后围绕实验的目的、方案的可行性、创新性、简易性等进行讨论并评析，提出自己的不同看法，在讨论交流的基础上，学生自我调整研究的初步方案。2.实验探究学生按调整后的实验研究方案进行实验探究。在制取Fe(0H)2时，注意记录好实验现象和各种方案得到白色的Fe(OH”保持的时间。三、实验教学研究1.演示实验教学模拟由2位学生分别进行Fe(OH”制取的演示实验教学模拟(由教师有目的地指定或由学生自己报名)。必要时可进行教学录象。本次演示实验教学模拟，要求从实验教学目的出发，让学生通过观察实验现象，认识Fe(0H)2的不稳定性，易被空气中的氧气所氧化；认识Fe?+具有还原性。故应引导学生特别注意观察新生成的Fe(OH)z的颜色以及随后它的颜色逐步变化情况，在观察的过程中培养学生仔细观察的习惯和观察的敏感性，让学生理解Fe(OH)z在空气中颜色转变的实质。2.演示实验教学评议演示实验教学评议应围绕演示实验的目的、演示技能构成要素的应用、学生主体作用的发挥、演示效果，尤其是Fe(OH)2制备实验现象的效果及其它教学技能进行。教师也可以进行示范，并最后给予总结评定。学生进行自我完善。四、实验教学研究总结1.教师总结，布置新的实验教学研究任务。2.课后结合实验报告重点总结如下内容：⑴制取Fe(OH)2的成功的关键：(2)制备Fe(OH”优化的实验方案；⑶如何通过Fe(OH)2制取的演示实验来培养学生的观察能力；(4)本次实验的最大收获。参考资料1.氢氧化亚铁制取成功的关键：要制得白色的氢氧化亚铁沉淀，并使氢氧化亚铁沉淀能较长时间保持白色沉淀的状态，关键在于减少影响氢氧化亚铁生成的各种因素。现总结归纳如下：⑴配制的亚铁盐溶液中，既不能混有Fe*或其它有氧化性的离子，也要把溶液中溶解的尽可能赶尽。⑵所用碱液中的。2也应尽可能赶尽。⑶制得的氢氧化亚铁一定要避免与氧气接触。2.新制FeSO4溶液的处理方法：⑴在FeSCU溶液中加适量的还原铁粉，防止Fe?+氧化为Fe?*离子,并用硫酸调节溶液的PH值为1〜2左右。⑵把FeSCh溶液在酒精灯上煮沸2〜3分钟，把溶液中的氧气赶走，然后加入1〜2mL煤油或石蜡油来液封。3.对NaOH溶液的处理：把NaOH溶液装在试管里，放在酒精灯上煮沸2〜3
68分钟，把溶液中的氧气赶走，然后加入1〜2mL煤油或石蜡油来液封，使碱液与空气隔绝，使用时，将滴管伸入煤油层下边的NaOH溶液中，吸取碱液。1.Fe(OH)2的制取与沉淀陈化Fe(OH)2是白色胶状沉淀，它的化学性质很活泼，在生成的瞬间部分被氧化而使沉淀变为灰绿色。若长期暴露在空气中则全部被氧化，变成红褐色的Fe(OH)3.为了使学生看到纯正的Fe(OH)2，往往采取措施减少氧化剂(主要是氧气)对Fe(OH)2的氧化作用。现从沉淀陈化对Fe(OH)2性质的影响角度，对Fe(OH)2的制取做一些探讨。(1)沉淀陈化对Fe(OH”性质的影响。Fe(OH)?的化学活性很强，很容易被氧化为Fe(OH)3,但这种活性只有在Fe(OH%刚生成时才比较明显，放置片刻这种活性就会降低。Fe(OH)2在刚生成时为白色，但瞬间就变为灰绿色。这一过程进行得非常快，持续时间很短。沉淀的灰绿色没有随时间延长而明显加深，灰绿色可以保存很长时间。主要原因是因为Fe(OH%的活性降低。像Fe(OH)2这样的经放置化学性质活性降低的现象称为沉淀陈化。(2)利用沉淀陈化制取较纯的Fe(OH)2»在大试管中加入3至5mLNaOH溶液并加热至沸腾,加热是为了尽量减少溶在NaOH溶液中的氧气，同时也为了提高溶液的温度，使生成的Fe(OH%在较高温度下尽快陈化。然后用长滴管吸取2ml左右新制的FeSO4溶液，井将滴管插入NaOH溶液内部，慢慢(切记！！)将FeSO4溶液加入到NaOH溶液中，生成的Fe(OH)2沉淀为灰绿色，而且可保持很长时间不改变颜色。2.制取氢氧化亚铁的改进方案：方案一：(1)实验操作：①先在试管中滴入2-3毫升液体石蜡：②用滴管小心往试管底部注入4-5毫升事先准备好的硫酸亚铁溶液；③再往试管中投入一粒绿豆大小的金属钠，即可观察到反应的现象。(2)反应现象：金属钠在液体石蜡中慢慢下沉，一旦与硫酸亚铁溶液接触，就放出大量气泡，随后迅速上浮，脱离溶液进入石蜡层。溶液中产生气泡的同时有白色絮状沉淀生成，并向试管底部徐徐降落。随着氢气逸出，金属钠又将下沉到溶液中，再发生反应。金属钠下沉与溶液每反应一次，就出现白色沉淀降落一次，这种现象不断重复，直至钠反应完毕。(3)实验说明：①反应原理是：2Na+2H2O=2NaOH+H2tFeSO4+2NaOH=Fe(OH)21+Na2SO4②由于金属钠和生成的H?是强的还原剂，又有液体石蜡做液封，避免了&与溶液接触，使氢氧化亚铁隔绝氧化剂不被氧化，白色沉淀十分明显。③得到的氢氧化亚铁能较长时间保存，如要试验其还原性，可用吸管吸出沉淀放入另试管中，振荡，沉淀立即变灰绿色直至最后变为红褐色。④可用煤油、汽油等代替液体石蜡做液封，但液体石蜡能使氢氧化亚铁保留时间更长。(可保留一天)⑤由于反应时间间断，反应放热现象很不明显，不会引起煤油、汽油等及生成的氢气燃烧，钠块也没有熔化，实验十分安全。方案二：(1)对比实验：先用药匙取一粒氢氧化亚铁固体，送入试管底部，然后向试管中加入约2亳升的蒸馀水，加热试管，观察现象。(2)演示实验：另取一支试管，也向其中加入一粒氢氧化钠固体，然后向试管中加入约2毫升新制的硫酸亚铁溶液，用试管夹夹好，置于酒精灯火焰上，对着有氢氧化钠颗粒的部位小心加热(不能使液体剧烈沸腾)。使沉淀自下至上慢慢增多，观察下部沉淀颜色。(3)实验现象：在上述对比实验中，除氢氧化钠逐渐溶解外，无其它现象。在演示实验中，加热时氢氧化钠固体表面“喷出”白色不溶于水的物质，不久变成灰绿色。继续小心加热后，沉淀自下至上逐渐增多。在上层灰绿色沉淀的下部产生大量白色沉淀，且至少可停留一课时的时间而不变色。
69(4)几点说明：①做对比实验可防止学生误认为生成的白色固体是由于氢氧化钠固体在水中分散造成的。②加热可冲破氢氧化钠固体表面氢氧化亚铁沉淀的包裹，使反应继续进行。沉淀自下至上逐渐增多，使上层白色沉淀吸收水中溶解的氧气转化为灰绿色胶状物，而达到保护下层白色氢氧化亚铁沉淀的目的。③本实验使用仪器少，操作简单，全过程只需几分钟，且现象明显。方案三：(1)操作：①先将Fe屑和稀硫酸加入b管，两者反应，产生H2。如图5-7-1。图5-7-1图5-7-2图5-7-3②将b管逆时针旋转120°,利用b管中产生的H2赶走c管中的空气。如图5-7-2。③将图5-7-2顺时针旋转120°,沿a管滴入NaOH溶液于c管，待b管反应较缓慢时，在a管口系上一掐瘪的气球。如图5-7-3。④将图5-7-3顺时针旋转60°,b管反应后生成的FeSC>4溶液部分进入c管,这样在c管中就能在长时间内观察到纯净的Fe(OH)2白色絮状沉淀。(2)特点：①操作简单。②反应始终在氢气的还原气氛中进行。③现象明显，持续时间长。1.红砖中红色的主要成分为Fe2O3,是碱性氧化物，可溶于稀盐酸或稀硫酸中，通过检验三价铁离子的方法来检验，即可利用Fe*与硫氟化钾或氢氧化钠溶液来检验，反应原理为：Fe"+SCN=[Fe(SCN)『+(红色)Fe"+3OH-=Fe(OH)3I(红褐色)参考文献1.西南师范学院化学系.中学化学教学法实验[M].北京：高等教育出版社，1986:3-92.王希通.化学实验教学研究[M].北京：高等教育出版社，1990:58-663.潘鸿章.中学化学实验研究与创新[M].海口：南方出版社，2001:249-2504.纪贵川.Fe(OH3的制取与沉淀陈化[J].化学教育，2001⑵5.陶桂茂.氢氧化亚铁制备新方法[J].化学教学，1999(1)6.宣文权等.氢氧化亚铁制备实验的改进⑴.化学教学，2002(4)7.翔展.氢氧化亚铁制备实验的微型设计[J].化学教学，2000(6)实验八甲烷的制取和氯代反应实验教学研究的目的1.探讨甲烷的制取及其氯代反应优化的实验条件，培养实验探究意识和探究技能。2.掌握甲烷制取和氯代反应的成败关键及其实验操作技能。3.学习和探讨甲烷制取的演示教学技能。实验教学研究的内容1.甲烷的制取；
70(1)无水醋酸钠、碱石灰的处理。(2)醋酸钠、氢氧化钠、氧化钙的质量比的探讨。1.甲烷与氯气的取代反应；(1)甲烷与氯气反应的体积比探讨。(2)光照强度的探讨。2.制取甲烷的演示教学。实验教学研究步骤一、课前资料收集与研究方案的设计1.思考与讨论(1)实验室制甲烷，如果反应混合物有水份，对实验有何影响？(2)甲烷的制备实验中，对氢氧化钠的量有何要求？(3)制取甲烷时反应物质量的最佳配比为多少才能保证制得的甲烷气体量多又不会导致试管破裂？(4)甲烷与氯气发生取代反应时对气体的纯度、体积比、光照强度、光照距离等有何要求？(5)怎样才能明显地观察到甲烷与氯气发生取代反应的现象？(6)按一定的体积比如何收集甲烷和氯气？2.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，明确实验成功的关键，收集好与本实验教学研究有关的资料。(1)本实验内容；(2)中学教材中有关甲烷的制取和性质的内容：(3)本实验中的“参考资料”及有关文献。3.实验研究方案的初步设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础匕依据实验内容和实验条件，明确每一实验的成败关键，设计如下实验研究的初步方案：(1)甲烷的制取①设计对反应物的处理方案。②设计探讨CH£OONa、NaOH,CaO的质量比分别为1：0.4：0.4；1：0.6：0.6；1：0.6：0.4(CaO为NaOH的67%),其它条件相同时，对反应速度、试管的破裂情况、气体量的影响的实验方案，注意设计表格进行实验。(2)甲烷与氯气的取代反应①设计探讨Vm：Vs分别为1：1;1：4；1：6,其它条件相同时，反应速度的变化情况实验方案。②当Vc“4：Vs=1：4时，分别用室内光线照射、镁带光照射时，记录反应现象。应特别注意设计有利于观察甲烷氯代反应发生的实验装置，因为本实验的实验现象不易观察。4.实验教学研究方案的设计设计制取甲烷的演示实验教学微型教案。教案设计应从演示技能构成要素出发，围绕实验原理、实验装置的选择、实验操作、实验成败关键、实验注意事项等设计，尤其是实验装置，应引导学生在原有知识的基础上自行设计。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析每个实验由一人分别介绍他们实验研究方案，并组织学生围绕实验是否宜观(清晰可见)、简单、安全、可靠及创新性如何进行讨论评价。在讨论评价的基础上，学生自我调整研究的初步方案。2.实验探究学生按调整后的实验研究方案进行实验探究，教师巡视指导。
71(1)甲烷的制取应注意①反应物必须无水；②用新制的CaO；③如果试管破裂，可采用铝箔包裹加热，或其它方法，避免试管炸裂；④作好5min钟内气体体积收集及试管是否炸裂的记录。(2)甲烷与氯气取代反应应注意①使用易于观察甲烷氯代反应现象的实验装置；②作好不同光照时，实验现象出现的时间记录；③仔细观察实验现象。三、实验教学研究1.演示实验教学模拟由1〜2位学生分别进行甲烷制取的演示实验教学模拟(由教师有目的地指定或由学生自己报名)。本次演示实验教学模拟，要求从实验教学目的——让中学生认识甲烷的制取原理、步骤和方法出发;学习和探讨物质的制备演示实验教学方法，训练演示技能为主的教学技能。本次演示技能的训练，应突出“操作与控制”和“整理与结论”这两个演示技能要素的方法。通过优化的实验条件和操作的控制，促使实验成功(本次实验成功率不高)。注意指引学生对实验现象的观察，通过分析实验现象，适当的板书，引导学生思考自行得出结论。2.演示实验教学评议演示实验教学评议应围绕引导学生选择实验的发生装置和收集装置，实验成功性、演示实验的目的、演示效果、演示技能构成要素的应用等进行，先由学生进行分析评议，让学生在发现别人的优点和指出不足时获得进步。然后由教师作总结发言，必要时教师进行示范，学生进行自我完善。四、实验教学研究总结1.教师总结，布置新的实验教学研究任务。2.课后结合实验报告重点总结如下内容：(1)本实验二个实验各自成功的关键；(2)制取甲烷的反应物最佳质量比；(3)甲烷与氯气取代反应的体积比，光照强度；(4)气体制备实验的演小技能要点；(5)本次实验的最大收获。参考资料一、甲烷的制取1.无水CH3coONa的处理：醋酸钠晶体的熔点是58℃,在123℃时失去结晶水成为无水醋酸钠,(熔点为319°C),在实验室自制无水醋酸钠时，把晶体醋酸钠放在蒸发皿中加热，熔化成液体后，仍继续搅拌、加热，水分蒸发后渐渐变成固体，继续加热又熔化，并有气体产生。当气泡变小时应停止加热,否则醋酸钠分解而逐渐变黑。停止加热后仍继续搅拌至冷却为止，然后研成粉末，贮存于密闭的容器中备用。2.碱石灰的处理：可称取1份重的生石灰和2份重的氢氧化钠固体，放在蒸发皿中加热、烘干，冷却后，放在研钵中研磨成粉，并及时装入干燥密闭的容器中备用。不能单独用含NaOH小于10%的市售碱石灰和无水醋酸钠混合加热制取甲烷，若要用，可加入NaOH,碱石灰与NaOH的质量比为2：1,混合加热处理后即可用。3.加热温度：在实验室制取甲烷时，加热温度不宜太高，时间不宜太长，否则会有副反应产生，生成丙酮、乙烷以及不饱和烧等。
72CH3—C十ONa!CH3•C—ONa!!II!!Och3（丙酮）2CH4>C2H6+H21.成败关键：无水醋酸钠、碱石灰、氢氧化钠的用量比是实验成败的关键。加热醋酸钠与氢氧化钠的混合物，醋酸钠即脱竣生成甲烷。其反应机理是：CH3COOH-CH3COO+H'CHsCOOTC:+C022NaOH+C02=Na2CO3+H20H3C:+H+-*CH4甲基负离子的形成是生成甲烷的关键的一步。要快速制得产率高的甲烷，只有熔融无水醋酸钠和氢氧化钠的混合物，才能使得醋酸根更易发生脱狡，生成甲基负离子，但氢氧化钠和醋酸钠加热时都易融化流动，而且氢氧化钠对玻璃有严重的腐蚀作用，因此还要加入氢氧化钙或氧化钙来改善。如果熔点较高的氢氧化钙（在580℃时分解）用量太大，则会防碍醋酸钠和氢氧化钠的充分接触，致使醋酸根难以脱竣成甲基负离子，同时使得加热时间延长，反应中的温度增加，高温下醋酸钠易发生负反应，生成丙酮及不饱和姓等杂质，其结果必然导致产率的降低。如果让学生按现行高中教材中规定的物料比进行实验，出现了反应速度慢、产率低、试管易破裂等现象。而影响甲烷产率的主要因素是氢氧化钠的加入量（其极差值最大），它也是导致试管破裂的主要因素。其原因可能是NaOH在熔融状态下腐蚀试管，使反应产物结在试管的内壁上，由于两者的热膨胀系数不同，导致较大的内压力，使试管在反应过程中或反应后冷却过程中破裂。本实验中，CaO并没有直接参与反应，但CaO在加热时并没有熔化，故能很好地吸附熔融的氢氧化钠，减少烧碱对试管的腐蚀，使试管不易发生破裂。同时生石灰还能吸收加热时产生的水汽，从而消除了反应时发泡、冲料等现象，作为NaOH的干燥剂和NaAc脱竣反应的稀释剂。实验中随着CaO用量的减少（即NaOH用量相对增大时），试管的破损率增大。反之，当CaO用量增大时，CE的产率将降低。2.改进方案：实验研究表明，NaOH适当过量，有利于CM的生成。无水CLCOONa、NaOH、CaO（新制的）三者的质量比一般为:NaOH为CHCOONa的60%,CaO为NaOH的67%时，5分钟内CH』的产率最高，且试管无破损。（1）甲烷的快速制备将无水CH3coONa、NaOH、Fe2O3（或AI2O3等金属氧化物）按2：1：1（体积比），混匀装入大试管，其它操作同前。金属氧化物如Fe?03、AI2O3、ZnO等代替CaO、Ca（OH）2,不仅同样可起到上述作用，而且不须烘干药品，产气快，气流稳，气量多，甲烷燃烧火焰大，节省时间，操作简便，不腐蚀试管（反应中剩余的NaOH会与FezCh等金属氧化物发生反应）。掺入Fe2O3,AI2O3等金属氧化物是快速成功制取甲烷的最佳选择。（2）防止试管破裂的改进方法①铝箔法。用无水醋酸钠2g,固体NaOH和CaO各1.5g,研细混和均匀。然后将混和物装入事先卷好的铝箔圆柱筒里（圆柱筒一端封闭），将其慢慢移入试管中。加热，由于铝箔的作用，可避免NaOH对试管的腐蚀。②活性炭法。将无水醋酸钠与氢氧化钠按2：1.5（g）至2：2（g）混合研细，再加入干燥的活性炭混合均匀，放入试管中进行加热。③细砂法。把干燥（不须烘干）研细的NaOH、CaO（碱石灰亦可）、无水醋酸钠和干燥细砂按等量混和，放入试管中，塞上带导管的橡皮塞，加热试管，2分钟左右即有甲烷气体放出。这里细砂仅起了热传导的作用，它能使整个混和物均匀受热。（3）氯仿还原法在50mL圆底烧瓶中加入10g锌粉、10mL乙醇、10mL水后，将其固定在铁架台上。然后加入5mL氯仿和1mL
7310%CuSCh溶液。塞上带导管的橡皮塞，用排水法收集甲烷，若反应太慢可用冷水冷却。说明：①氯仿在水中溶解度不大，醇的加入起到溶剂化效应，导致反应加速。②加入CuSO,使其中的CJ+作用，析出的铜附在锌粒表面，形成众多Zn-Cu微电池从而加速反应。二、甲烷与氯气的取代反应实验成败的关键：1.光照的强弱：室内光线照射反应须10〜15分钟，日光直射发生爆炸，点燃镁条距离0.15m左右，反应大约在2〜3分钟内完成，最好用250W高压汞灯芯，用荧光灯也可以。2.CH4与CL的体积比1：1〜1：6均可能发生，但以CH）：02=1：4效果最好。3.反应气体应该纯净：使用饱和食盐水法收集Cl2和CH4（可除去氯化氢、丙酮等杂质。先收集4/5体积的氯气，接着再从贮气瓶中收集1/5体积的甲烷，收集气体的顺序不宜颠倒，以便使两种气体迅速混合均匀；但饱和食盐水用过2〜3次后需要更换，否则收集的气体在进行氯代反应时，由于食盐水中所溶的HC1气体较多，影响HC1溶解的速度，液面上升的速度将变慢）。三、甲烷与氯气的取代反应实验改进：（1）在下图5-8-1中：①在100mL的量筒中，用排饱和食盐水法收集4/5容积的氯气，1/5容积的甲烷。②将集满气体的量筒倒置于水槽中，固定在铁架台上。③取长约10cm的镁条，擦去表面的氧化物，在距离量筒约15cm处点燃，可明显见到水慢慢升入量筒，混合气体颜色变淡，在液面上浮有油状液体，或在量筒内壁附有许多油珠。（2）用喷泉实验装置作甲烷的氯代反应（见下图5-8-2）。取250mL烧瓶一个，用排饱和食盐水法收集4体积氯气和1体积甲烷，然后用带有导管的橡皮塞塞紧瓶口，从水槽内取出烧瓶（此时黄绿色氯气明显可见），放置光亮的地方。图5-8-1图5-8-2过一分钟左右即可看到瓶内有白雾，约过10分钟瓶中黄绿色渐褪。烧瓶壁附有油状液滴，打开止水夹，烧杯中的水立即由玻璃管进入烧瓶形成喷泉，待烧瓶中的液面不再上升时，取瓶内少量液体于试管中，加热煮沸半分钟（赶走余氯），稍冷后，滴入石蕊试液显红色，进一步证明是氯化氢溶于水生成的盐酸。四、甲烷燃烧实验的改进：ca,检验甲烷纯度后，换上下图5-8-3中所示的导管，点燃甲烷并插入500ml干燥的集气瓶中，片刻可见集气瓶内壁有雾状水蒸气凝结。然后取出导管，向集气瓶中加入30〜40ml澄清的石灰水，盖上毛玻片，用力振荡可见澄清的石灰水变浑浊，现象十分明显。其反应的化学方程式是：（13CH,+20：：'缪>C02+2H2。(液)C02+Ca(0H)2=CaCO,I+H2O图5-8-3五、甲烷爆炸的极限：甲烷在空气中爆炸的极限为：含甲烷5%〜15%(体积分数)：在氧气中爆炸的极限：5.4%〜59.2%(体积分数)。
74参考文献1.王希通.化学实验教学研究[M].北京：高等教育出版社，1990:123-1332.潘鸿章.中学化学实验研究与创新[M].海口：南方出版社，2001:251-2573.卫子光.化学实验设计与研究[M].南开大学出版社，2000:67-734.高佩德等.用正交实验法研究甲烷制取实验的最佳条件[J].化学教学，2002(1)实验九乙醛的氧化反应实验教学研究目的1.探讨乙醛与银氨溶液、新制的氢氧化铜反应的适宜实验条件及操作技能，掌握实验成败关键。2.进一步认识化学试剂的用量、浓度、PH、温度、滴加顺序等条件对实验成功的重要性，培养良好的科学态度和方法。3.学习和探讨乙醛氧化反应演示实验的教法，训练演示技能。实验教学研究的内容1.乙醛与银氨溶液反应适宜的硝酸银浓度的探讨；2.乙醛与新制的氢氧化铜反应适宜的氢氧化铜混合液的PH、反应温度探讨。3.乙醛与银氨溶液反应或与氢氧化铜反应的实验教学。实验教学研究步骤一、课前资料收集与研究方案的设计1.思考与讨论(1)乙醛与银氨溶液、新制的Cu(OH)?反应的原理各是什么？乙醛与银氨溶液、新制的氢氧化铜反应成功的关键是什么？各有哪些影响实验的重要因素？(2)配制氢氧化铜时，对NaOH溶液和CuSO4溶液的浓度和滴加顺序有何要求？(3)乙醛与新制的Cu(OH)2溶液反应时，溶液的最佳PH大约为多少？(4)银氨溶液如何配制？影响银氨溶液配制的关键因素是什么？(5)乙醛与银氨溶液、新制氢氧化铜两个反应实验说明了乙醛的什么性质？如何通过演示实验来体现说明？2.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，明确实验成败的关键，收集好与本实验教学研究相关的资料。(1)本实验内容；32)中学有关乙醛氧化反应的教材内容；(3)本实验中“参考资料”及有关文献。3.实验研究方案的设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础上，依据实验内容和实验条件，设计如下实验研究的初步方案：(1)乙醛与银氨溶液反应适宜的硝酸银浓度探讨。①设计比较质量分数分别为设、2乐3%AgNQ,溶液浓度配制的银氨溶液对银镜反应影响的实验方案。设计时注意选择适宜的氨水浓度，使银氨溶液的用量和银镜反应的温度等其它条件控制在同水平,最
75好设计相应的表格进行试验。设计实验方案时还应注意反应试管的洁净、反应时温度、装置的要求、银镜生成的时间和质量的比较、注意反应后废物的处理等设计。②设计银氨溶液的配制方案和配制的要求(2)乙醛与新制的Cu(0H)2反应适宜的氢氧化铜混合液PH、反应温度探讨①设计比较Cu(0H)2混合液PH为液11、13时，加热温度分别为80℃、90℃、100℃与乙醛反应的实验。注意乙醛浓度及用量的选择(比较实验时其它条件控制在同一水平)，以及反应后废物的处理等设计。②注意设计不同ph混合液的配制方案。3.实验教学研究方案的设计根据乙醛氧化反应演示实验的教学目的，自选一个(或教师分配)实验进行演示教学设计。教案要求以演示技能构成要素为线索进行设计，将演示技能理论运用于教学实际。教案应在明确演示实验的教学目的：让中学生明确乙醛的还原性，易被弱氧化剂氧化；观察目的：通过观察银镜或红色物质的生成,说明乙醛具有还原性：观察重点的基础上进行设计。通过演示操作、指引观察、引导思考与讨论，让学生自己由银镜或红色物质生成的实验现象通过科学抽象获得结论，理解以上两个反应的过程和乙醛的还原性。上述设计的实验研究、实验教学研究两个方案于实验前交指导教师审阅。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析由两位学生(每个实验一人，可由教师在审阅学生实验研究方案的基础上，有目的、有针对性地指定)分别介绍他们实验研究方案，并组织评析。评析实验研究方案应围绕“适宜实验条件探讨”方案是否可行、可操作、简单、安全、可靠及创意性如何进行，是否设计表格进行比较实验。在讨论交流的基础上，学生自我调整研究的初步方案。2.实验探究学生按调整后的实验研究方案进行实验探究。乙醛与银氨溶液反应时应注意：反应前试管的处理；银氨溶液必须随配随用，不可久置；银镜反应必须在水浴中加热；实验后废物的处理。乙醛与新制的氢氧化铜反应时应注意：NaOH溶液和CuSC>4溶液的浓度、用量及滴加的顺序；新制氢氧化铜混合液的PH；加热时的温度。三、实验教学研究1.演示实验教学模拟由两位学生分别用自己探讨出的实验适宜条件分别进行上述两个演示实验教学模拟(由教师有目的地指定或由学生自己报名)。演示时，注意演示技能的应用及实验的成功。通过演示实验教学模拟，进一步训练师范生演示实验的教学技能。2.演示实验教学评议演示实验教学评议应围绕演示实验目的的达到、学生主体作用的发挥、实验的设计、演示的效果及其他教学技能进行。教师也可针对学生演示时存在的主要问题进行讲解、示范，并最后给予总结评定。学生进行自我完善。四、实验教学研究总结1.教师总结，布置新的实验教学研究任务。2.课后结合实验报告要点总结如下内容：(1)适宜实验条件研究结果、实验成功的关键：(2)银镜溶液的配制技术；(3)乙醛银镜反应的演示教学要点；(4)本次实验的最大收获。参考资料以下信息可供你进行研究时参考，你还可以继续查询其它的有关资料。1.银氨溶液及其配制银氨溶液的主要成分是氢氧化二氨合银，配制银氨溶液的主耍反应是：
76AgN03+NH：＜•H20=AgOH+NH4NO;,2AgOH=AgzO+HQAgzO+4NH3+HQ=2[Ag(NH3)2]OHCHjCHO+2[Ag(NH3)JOH-*CH.COONH,+2AgI+3NH：(t+H-O氢氧化二氨合银是一种很弱的氧化剂，它能将乙醛中的醛基氧化为竣基，而银氨配合物中的银离子则被还原为单质银，均匀附着在试管的内壁，形成光亮的银镜，故又称为银镜反应。1.银镜反应实验应注意的问题：①试管必须洁净、光滑，否则不能使金属银均匀附着在试管的内壁上形成的银镜，只能生成黑色、疏松的银的沉淀。为此，可用去污粉、洗液、氢氧化钠溶液等洗涤试管，然后再用蒸储水冲洗，直至管壁上形成均匀水膜，无水珠或股流出现。②过量的氨水对银镜反应的影响：配制银氨溶液时，氨水必须加到最初出现的沉淀恰好溶解为止。若氨水过量，将会与溶液中的氧化银(Ag“)结合，生成易爆炸的物质“宙爆银(AgsN)”，不仅会影响试剂本身的灵敏度，而且加热时可能发生爆炸。有关反应为：3AgzO+2NH3=340+2Ag3N2Agm=6Ag+N2t实践证明，随着氨水加入量的增大(指过量)，析出银镜的时间延长，生成的银镜减薄，不光亮，甚至只能在试管壁上看到少许银斑，以至于实验失败，可见过量氨水对银镜反应的进行有着阻碍作用。为什么会出现这种情况呢？有关资料表明，在银氨溶液中起氧化作用的是[Ag(NH3)J,它在溶液中发生电离，生成Ag+和NM。[Ag(NH3)2]+=Ag++2NHs在发生银镜反应时，溶液中Ag+逐渐被消耗，浓度逐渐变小，使得电离平衡向正方向移动，这样使银镜反应得以进行下去。但是，如果溶液中加入过量氨水，相当于增大了产物NH,的浓度，会使该电离平衡向逆反应方向移动，抑制了[Ag(NH3)z「的电离,从而使得溶液中Ag+浓度相应减小,导致上述现象的发生。③银氨溶液必须随配随用，不能久置。如果久置会析出会氮化银(AgNs)、氮化银(Ag3N)、亚氨基化银(Ag2NH)等爆炸性沉淀物。这些沉淀物即使用玻璃棒摩擦也会分解而发生猛烈爆炸。因此，实验结束时，也应及时清理掉过剩的银氨溶液。④加热必须在水浴中进行(水浴温度80"左右)，不能用酒精灯直接加热，否则也有可能产生叠氮化银、氮化银等易爆性物质。在水浴加热过程中，振荡试管、搅拌溶液或水浴温度过高，都难以得到光亮的银镜，而只能得到黑色细粒银沉淀。⑤实验完毕应及时将试管内的废液倾去，管内壁上的银镜可加稀HNOs加热除去(这一过程需在通风橱中进行)，然后用水洗干净，以免放久发生爆炸。2.银镜反应的条件:银镜反应必须在微碱性溶液中进行，PH值一般应控制在9-10,这是因为在碱性溶液中醛的还原能力比在酸性溶液中强；但不能呈强碱性，因在强碱性溶液中加热银氨溶液，由于氨的失去，就会形成雷爆银。同时，PH>11时，反应过快，产生大量黑色的银粒沉淀，不易得到银镜。3.银氨溶液浓度对银镜反应的影响如果银氨溶液的浓度过高，则反应速度太快，银的晶核量大。晶核就不能平缓而均匀地沉积形成银镜，而只能形成结构疏松的海绵状的黑色银粒。为使反应能够成银镜，要求反应物的浓度适当稀一些。一般情况下，银氨溶液的浓度在2%—5%范围内为宜，因而硝酸银溶液和氨水的浓度不能太高，一般以2%为宜，最高不超过5%。4.乙醛的浓度醛类化合物的浓度（确切地说是醛基的浓度）是影响银镜反应的重要因素。目.浓度越大产生的银镜越差。浓度越小生成银镜的质量越好。乙醛的浓度一般为40%,但乙醛溶液放置久了之后容易发生聚合，生成三聚或多聚乙醛，聚合后的乙醛不溶于水，比重较小，浮于上部，使整个乙醛溶液分为两层，影响了溶液浓度。为此，乙醛试剂出厂时都加了稀硫酸，以防止或减少乙醛聚合，但造成乙醛试剂呈酸性，且引入了硫酸根离子。此外，乙醛
77与空气接触还能漫漫氧化成乙酸，由于硫酸银、醋酸银均为难溶物，使Ag+浓度降低，造成镀银不匀或彻底失败。在银氨溶液中加入未经处理的乙醛试剂，马上出现白色浑浊，就是这种原因。因此在做乙醛的银镜反应时，对于放置久了而分层的乙醛在实验前最好进行除杂处理。除杂方法：由于乙醛试剂呈酸性，同时混有CH3co0一、SO43等干扰离子，所以在做银镜反应之前,向乙醛试剂中加足量氧化钙，浸泡30min后，取上层清夜即可。除杂原理：2H++SO42-+CaO=CaSO41+H2。2cH3coOH+CaO=（CH3COO）2Ca1（乙醛试剂中）+H201.如何做好“银镜反应”如何使“银镜反应”获得百分之百成功？除了试管内壁刷洗干净外，再增加一道敏化工序。具体操作为：上课前先将试管做常规刷洗，即以少量去污粉加普通自来水用刷子刷洗试管内壁，再以自来水冲洗干净。关键的一步在课内进行，将敏化剂倒入试管使玻璃表层敏化，数秒后倒掉，再用少量蒸储水清洗一次，以去除残留的敏化剂。紧接着，按课本所述把配好的银氨溶液倒入经敏化处理的试管，滴加乙醛，在热水浴中反应。不久，银光闪闪，光可鉴人的金属银层就能致密牢固地附着在试管上，“银镜反应”逐告完成。敏化剂的配制及其简单，取氯化亚锡少许，配成0.2%。的氯化亚锡溶液即可。因每次实验用量极少,实际操作中，可用牙签睢取一点氯化亚锡粉末，溶于数十毫升蒸微水中摇匀后备用，需要注意的是敏化剂应现配现用，不能隔夜，否则会失效。实验证明，用经过敏化剂处理后的试管做“银镜反应”成功率可达百分之百，银面光亮程度不亚于工业制镜的水平。2.银镜反应的改进：（1）不需加热的银镜反应。银镜反应的实验通常需要加热，下面介绍两种不需加热且简便易行的方法。①在洁净的试管中加入1mL2%的硝酸银溶液，一边摇动一边逐滴加入2%的稀氨水，直到产生的沉淀恰好溶解为止，然后加入1〜2滴的乙醛溶液，再加入1〜2滴5%的NaOH溶液，有褐色出现，进行振荡就会出现光亮的银镜。反应原理为：NHa•H20+Ag+=AgOH+NHJ①AgOH+2NHs•HQ=[Ag（NH；t）J++Off+2H2O②2[Ag（NH：t）J++20H-+CH.CHO-CH£OO-+NHJ+2AgI+3NH：tt+H20③此实验中最后不加热而滴加NaOH溶液就是根据第三个反应原理，增大0H溶液的浓度，提高反应速率使反应向生成银的方向移动。②于一支洁净的试管中加入2mL2%硝酸银溶液，然后加入1滴40%氢氧化钠溶液，振荡立即出现白色沉淀，随后又迅速变成褐色沉淀（这是因为硝酸银在碱性条件下生成的白色氢氧化银沉淀很不稳定，很快变成棕褐色的氧化银沉淀）；边振荡边向试管中滴加2%的氨水，直到沉淀恰好溶解为止，便得银氨溶液。在另一支洁净试管中加入0.5mL40%乙醛溶液，再加入3滴2%硝酸银溶液，振荡使混合均匀。然后将该混合溶液倾入上述所制备的银氨溶液中，振荡使混合均匀，静置，此时溶液呈无色、透明状态，约过半分钟，有棕色絮状沉淀产生。随着溶液颜色逐渐加深，在试管壁上有一层薄雾状的银析出，随即形成均匀明亮的银镜，整个实验过程约需2分钟即可完成。该方法操作简便，不需加热，现象明显，形成的银镜附着均匀，成功率高。(2)不加乙醛的银镜反应在强碱性条件下，银氨溶液本身也可得到光亮的银镜，无须含醛基化合物。银氨溶液存在如下平衡：2[Ag(NH3)2]++20H=AgQ+4NH：it+LO该平衡在强碱性和加热(氨挥发)条件下，都有利于AgzO的生成，而AgQ易分解形成银镜。具体操作为：在一支洁净的试管中加入2mL2%的硝酸银溶液，然后逐滴滴入2%
78的稀氨水，直至产生的氧化银刚好溶解，然后加入1滴40%的氢氧化钠溶液，加热，大约2分钟左右便可得到均匀、光亮的银镜。1.乙醛与新制的Cu(OH)2反应成败关键：乙醛还原Cu(OH)2是高中化学的一个重要实验，显示的是乙醛的还原性。但按书上的方案进行实验,往往看不到有砖红色沉淀生成，看到的却是一种黄褐色浑浊，它与Cu2O的外观性质相差甚远。经过很多人研究，指出：碱性强弱及CuSO」浓度和用量，乙醛的浓度和用量都会影响实验结果。乙醛在强碱条件下，若乙醛高浓度易发生乙醛的羟醛缩合，反应方程式为：?△O2cH3—C—H-^CH3—CH—CH2—C—H由此可见，适当增大CuSCU的浓度，可阻止羟醛缩合。要保证+转化成Cu+关键是溶液的pHo根据+和Cu+的相互转化的电势图E：(V)Ph=0(酸性)：Cu2+40158>Cu+皿罕>CuE，(V)pH=14(碱性)：Cu(OH)2曾•>Cu2。>凯>Cu由上面电势图可知，在酸性条件下E，,°>Ez.°,因而处于中间价态的物质Cu+会歧化为+和Cu：2Cu+=Cu+Cu2+在碱性条件下，E<.°
791.小林.乙醛实验前需先除杂[J].中学化学，2000(4)2.蔡勇.乙醉银镜反应实验的改进[J].中学化学，1999(3)3.邵立新.如何做好“银镜反应”[J].中学化学，2000(11)4.丁云香.也谈乙醛还原Cu(OH)[实验[J].化学教育，2002(10)5.赵冬梅.乙醛与氢氧化铜反应两个条件的探讨川.化学教学，2002(7)6.毕华林.化学实验教学研究[M].青岛：青岛海洋大学出版社，1998:187-189实验十纤维素水解实验教学研究的目的1.掌握纤维素水解的成功关键和操作要领。2.学习用正交设计法探讨最佳实验条件的方法。3.通过纤维素水解微型教案设计和演示教学，训练探究式演示教学技能。实验教学研究的内容1.用正交设计法从纤维素种类、H2s浓度、加酸方式、加热方式四方面来探讨纤维素水解的适宜条件。2.纤维素水解探究式演示教学研究。实验教学研究步骤一、课前资料收集和研究方案的初步设计1.思考与讨论(1)纤维素的结构、性质及其水解反应的原理是什么？(2)影响纤维素水解的因素有哪些？(3)实验过程中如何防止纤维素的炭化？如何有效验证水解产物及水解的程度？(4)在进行银镜反应和费林反应前，对水解产物的酸碱性应作如何处理？(5)探究式演示教学的一般过程是什么？(6)纤维素水解的演示实验教学设计和实施过程中，如何引导学生主动参与探究性学习过程，发现纤维素水解的性质？2.阅读与资料收集(1)阅读参考资料或查阅其它相关文献，明确影响纤维素水解速率、程度的因素。重点归纳各类参考资料中对纤维素种类、H2s。4浓度、加酸方式、加热方式、水解产物的验证方法等实验因素的处理方法。(2)参看有关正交设计的资料(如卫子光主编.化学实验设计与研究.天津：南开大学出版社，2000),了解正交表的使用方法，会运用正交表进行实验探讨。(3)分析比较资料，初步形成实验设计思路。3.实验研究方案的设计(1)根据文献分析，设计4因素2水平的正交实验组及相应的记录表。如表5-10-1所示：表5-10-1影响纤维素水解的主要因素因素ABCD水平纤维素种类h2so4浓度加酸方式加热方式1脱脂棉75%先加浓硫酸后加水水浴加热2滤纸70%先稀稀硫酸后加水或先加水后加浓硫酸直接加热说明：①实验指标的确定，如果以银镜反应的质量为指标，则考虑其银镜产生的速度、质地来分为好、中、差三个等级；如以费林实验的质量为指标，则考虑其红色沉淀产生的速度、多少来评价。②实验中H2soi
80浓度的确定可采用估算法，即以加入浓硫酸的滴数和加水的体积进行估算。(2)根据(1)的因素和水平，可查找L(2，)正交表，利用该表设计实验。(3)注意设计纤维素水解液配制、银氨溶液配制和银镜反应的实验方案。2.实验教学研究方案的设计本实验的演示教学目的是帮助中学生了解纤维素的重要化学性质——水解，从而使学生更能从本质上来构建纤维素的结构模型。在演示实验教学设计中，应体现探究性。应注意引导学生从原有知识和经验入手，即在淀粉性质基础上，提出假设：纤维素是否也可以发生水解反应？进而引导学生设计实验，检验假设，得出结论。如果假设能成立，则说明纤维素也是由若干个“单糖”构成，亦可表示为(C6H“，。工，但其性质又与淀粉有很大的差别，原因是什么呢？此时，可引发学生的思考与讨论，甚至做出更深一层次的探究活动。二、实验研究1.实验研究方案的介绍和评析(1)方案介绍：由2-3位学生分别介绍自己所设计研究方案的形成过程、实施步骤、操作要领和创新之处。(2)方案评析：师生对所介绍的实验方案的可行性、创新之处和不足之处进行讨论、论证并提出修整意见。(3)方案的自我修整：根据讨论分析的结果，对自己原先设计的方案进行适当调整，确定并熟悉实验操作步骤和操作要领，减少实验探究过程中的肓目性。2.实验探究(1)考虑到实验时间的限制，最好采取分工合作、统筹安排的方式进行实验。例如，当我们采取LgQ’)正交表时，需要做8组实验，可由8位同学同时分别完成各实验组(每个实验组可做2-3次实验，以准确记录实验效果。但应控制其他变量保持在同一水平)，再进行综合分析，最终决定纤维素水解的最佳条件。这样，既提高了效率，又锻炼了合作精神和合作能力。(2)在实验探究过程中，要严格按照有利于纤维素水解和有利于银镜反应或费林反应的操作规则进行实验，学会该实验操作技能，养成严谨的科学态度。(3)要注意实验中的观察和记录。实验中的各种异常现象随时都有可能发生，要善于发现、捕捉，且有明确的记录。例如，对纤维素在溶解过程的碳化程度的察觉和记录，将有利于及时作出是否进一步往下做实验的决策以及时实验结果分析、论证：以列表的方式，在实验所需时间、实验效果等方面详细记录，将有利于得出科学结论。三、实验教学研究1.演示实验教学模拟由1-2位学生分别进行纤维素水解的探究式演示实验教学模拟。按照演示教学设计的意图和实施程序，结合实验探究中获得的本实验适宜的实验条件和操作技能，进行演示实验教学。重点训练探究式演示技能，包括提出问题，确定探究主题，提出假设，设计实验以验证假设等环节。2.演示实验教学评议(1)试教者自我反省、陈述感受。简略谈谈自己教学设计的目的、意图和实施思路；在实际教学训练中是否达到了教学目标；是否完全实现了最初的设想等。(2)集体讨论、评议。由教师组织，学生自由发表个人看法，指出试教者的优点和不足之处。评议应重点围绕实验的成功性和探究教学目的达到程度进行，师生共同探讨纤维素水解演示实验教学的成功关键。(3)教师小结。对学生所进行演示实验教学模拟、评议的成效性进行客观分析、归纳、总结、评价,强调纤维素水解演示教学设计和实施过程的注意事项。四、实验教学研究总结1.在学生参与讨论的基础上，由教师对本次实验研究和教学研究成效进行简要总结。内容主要是实验设计与操作过程中普遍出现的问题或某些异常现象的发生及其解决办法等。教师最后布置新的实验教学研究内容，供学生准备。2.课后结合实验报告，重点总结如下内容：
81(1)纤维素水解最佳实验条件探究的结果；(2)正交试验设计法的要点：(3)本次实验探究的不足之处及改进设想；(4)本次演示实验教学的感受。参考资料1.把一小团(蚕豆大)蓬松脱脂棉(或一小块滤纸)放人试管，小心地滴入3滴浓硫酸。用玻璃棒搅动脱脂棉使它变成糊状。再加入2mL水，用酒精灯给试管中的物质加热，边加热边摇动试管，直到溶液呈亮棕色为止。最后加入NaOH溶液来中和剩余的H2so0在另一支试管里制备Cu(OH)2沉淀，并把它加入上述亮棕色溶液里，然后给试管中的物质加热至沸腾。观察有没有红色沉淀生成。2.剪--滤纸条(lX3cm),撕碎后放在试管里，把试管放入水浴中加热，慢慢滴入4〜5滴70%的硫酸溶液。边滴、边用玻璃棒捣烂滤纸，最后得到无色的粘稠液体。水浴加热10分钟、冷却后加入10mL蒸储水，再加入无水碳酸钠固体中和，直到溶液不再出现气泡为止。取水解液做银镜反应，有银镜生成。跟新制氢氧化铜加热反应，生成红色的氧化亚铜。这说明纤维素水解后产生葡萄糖，它的分子里有醛基。注意：加入硫酸的量过多，会使纤维素碳化，水解产生的葡萄糖量少，实验现象不明显。边滴少量硫酸，边搅拌、边加热，这种实验方法效果较好。3.取一小块脱脂棉花，放在干燥的试管里。向棉花上滴4〜5滴96〜98%的浓硫酸，立即用干燥的玻棒把它研成糊状。向试管里加入10mL蒸储水，用玻棒搅拌后得到透明的溶液。加热煮沸3分钟后，用无水碳酸钠中和硫酸，得到纤维素水解液。向水解液里加入2mLi0%的氢氧化钠溶液，再滴入4〜5滴2%的硫酸铜溶液，经振荡后得到绛蓝色溶液。给它加热煮沸，产生红色氧化亚铜沉淀。这说明纤维素水解的最终产物是葡萄糖。水解产物也可以用银镜反应检验。试管或玻棒不干燥，棉花会脱水炭化，使实验失效。4.将98%的浓硫酸与水以2：1的体积比配成75%的硫酸溶液。将上述2：1的浓硫酸5毫升，冷却后再放入棉花。用玻璃棒捣烂，成白色粘稠液体。将盛浓硫酸和棉花的试管用酒精灯直接加热3分钟，使试管内的溶液变成棕色透明的液体，加热停止。将上述试管内棕色透明的液体倒入盛10毫升水的小烧杯中(浓缩水解后的葡萄糖溶液，以少加水为原则，)中和浓硫酸。中和时加碱要过量，是做成功葡萄糖性质的关键。借助pH试纸变蓝，显示碱过量。约加氢氧化钠固体5克即可(可防止纤维素水解后的葡萄糖液浓度太稀，以保证验证葡萄糖性质实验的效果)。做葡萄糖性质的实验：费林实验和银镜实验，将银镜反应的条件，水浴加热15分钟，改成酒精灯加热约3分钟，省时效果佳。注意：用棉花代替纤维素，是因为棉花含纤维素的质量分数大，约在92%以上。纤维素水解，浓硫酸的质量分数适宜是成功的关键。质量分数大于80%以上，浓硫酸的脱水性明显增加；加入棉花易碳化,不能再水解；低于70%的浓硫酸，棉花不溶。实践证明：(1)75%的冷浓硫酸的催化效果最佳，操作简单。(2)75%的热硫酸，同样脱水性强，可以使棉花碳化，故不能再进行水解，必须冷却后，再加棉花。(3)用酒精灯加热纤维素的水解液，只需3分钟。而水浴加热要15分钟。达到同样效果，省时效果佳。5.纤维素快速水解演示实验的改进纤维素水解成葡蜀糖难一些，主要是在纤维素中葡萄糖单元间的化学键较强。为了使水解速率有明显的提高，所加的催化剂的浓度应大一些。在本反应中化学反应速率问题与化学平衡问题比较，前者占据了矛盾的主要方面。另外，在生成的葡萄糖的验证过程中，不管是加银氨溶液还是加新制的氢氧化铜溶液之前都要先进行中和反应，这样就要另加入一种酸碱指示剂。为此，我们可以选用硫酸铜作为酸碱指示剂(从硫酸铜溶液转变为氢氧化铜地过程中有颜色的突变)，同时，硫酸铜还作为生成新制氢氧化铜的原料，减少了试剂的种类和操作的步骤。具体操作步骤如下,：(1)取0.2g左右脱脂棉用玻璃棒送入试管底部，滴入3滴水。(2)在上述试管中继续加人浓硫酸6至10滴至能使棉花完全湿润为止，用玻璃棒将棉花搅成糊状。(3)如果是冬季做实验时，请在热水中(或在酒精灯火焰上微热)加热约Imin,其他季节只需放置l-2min即可。(4)在反应物中加人3滴10%的硫酸铜溶液.(5)在试管中加入30%的氢氧化钠溶液，直至观察到淡蓝色的溶液颜色突然变深，继续加人10滴左右
82氢氧化钠溶液，此叶就可看到有红黄色至红褐色物质生成。如果还没有上述现象发生，请在酒精灯火焰上微热一会儿即可。本实验使用了浓硫酸应注意安全；棉花不要团成球，可使浓硫酸湿润得比较快；如果在酒精灯火焰上直接加热应注意温度不要太高，防止棉花脱水被碳化。本实验试剂种类减少、实验步骤减少，时间缩短至5min左右，大幅度地提高了课堂教学效率；由于利用了浓硫酸与水作用时放出的热，除冬季外通常不需加热就可完成全部反应，而FL现象明显。1.用正交试验法探讨纤维素水解的最佳实验条件21)水平指标的确定影响纤维素水解和银镜反应的因素很多，通过查阅有关资料，我们总结归纳出十三个影响因素，如表5-10-2所示，本试验对于这十三个因素加以分析比较以便从中优选。表5-10-2实验因子表水4^A纤维素种类B水解方式C加敌方式DH2SO4%E水解液加热F水解液PHGNaOH%H水解液过滤IAgNO3%J5%NaOII加IDK氨水：水L水解液用址M水浴温度t!脱脂外研林先酸后水72不加热85不过滤1不加\510D702诬纸烧杯玻梳先水后酸_74加热910过滤2加1：10I5D80实验指标的确定：本实验以银镜反应的质量为指标，主观确定其评分标准(2)实验步骤(以最佳实验为例)①水解液的配制：称取0.2克脱脂棉于小烧杯中，在搅拌下加入50滴浓H2s使纤维素初步水解成无色粘稠液体，然后边搅拌边滴加16滴水，使之达到实验方案中规定的水平(76%H2soQ,将纤维素初步水解液在70℃的水浴中加热约3分钟，水解液成亮棕色，取出冷却后，加人2滴酚献指示剂，用10%NaOH调整溶液变粉红色，此时PH值为9。用玻璃漏斗过滤，以除去未水解的纤维素和冷却后结晶析出的Na2sO-②银氨溶液的配制：取2%AgNO3溶液加于一洁净试管中，逐滴加人1：5氨水，随滴随摇，至沉淀刚好溶解为止，为防止氨水过量，可再回滴2滴AgNCh溶液。③银镜的生成：取银氨溶液2ml于试管中，滴加10滴纤维素水解液，搅拌均匀后，在90C水浴上加热，片刻后，即可观察到光亮的银镜生成。按正交表中规定的水平，依次完成所有实验。(3)试验方案的设计及其结果的直观分析本正交实验定为13因素，二水平的实验，故选用L16(2”)正交表来安排实验(正交表略)，实验结果，13个因素对实验指标的影响的主次关系为：M>C>B>D-A>G>E>F>J>H>L>I=K最佳实验条件为:A?B2clD2E2F1G2H2I2J2KiLM2显然用于纤维素水解的加酸方式；水解方式，H2s04浓度，纤维素种类是影响水解液质量的最为关键的因素。事实上，纤维素水解得不完全，就难以得到理想的银镜效果。(4)实验改进A因素：脱脂棉和滤纸做实验均成功。但是脱脂棉较快溶丁酸成无色粘稠液体，滤纸需较长时间，故选用脱脂棉可大大缩短实验时间，便于课堂演示。F因素：水解液pH值虽不是主要因素，但也关系到实验的成败，当pHV7时不出银镜，实验失败;pH为8—10时，银镜效果较好，用NaOH溶液调pH值时，pH试纸不易准确把握且浪费大量pH试纸,故选用酚配做指示剂可控制pH-9,节省时间。J因素：在配银氨溶液时，可以不加1滴5%NaOH,直接加人氨水，但水解液的pH值一定控制在9,可简化操作程序，通过以上分析，将L16表中其他因素的最佳水平固定，把主要三因素三水平做进一步探讨。(5)用正变试验设计法进一步分析见表5-10-3,表5-10-4
83表5-10-3因素水平表素实脸界、A加破方式BH2SO4%C水浴温度七1先酸后水72702先水后酸74803边酸边水7690本正交试验是三因素、三水平的试验，故选用L9(34)正交表来安排实验。表5-10-4试验方案及其结果的直观分析L9(34)$A加酸方式BH2s。4%C水浴温度t实脸指标银镜的质垃评分1】(先破后水)1(72)1(70)8722(先水后破)2(74)2(80)8133(边酸边水)3(76)3(90)96412393523i83631288713.291821394932185注：纤维素选0.2克脱脂棉(6)结论从极差值的大小可知，影响本实验的因素主次关系为:上［水浴温度］［加酸方式］［生50%］、次本实验的最佳条件是：AlB3C3,即：加酸方式为先酸后水，H2s04的质量分数为76%,水浴温度为90℃。由于最佳条件不包括在1-9号实验中，特补做一次验证性试验，片刻可得光亮的眼镜，从而证实以上结论是正确的。优点：本实验操作简单，银镜效果好，重复性好，成功率100%,实验全过程大约需用10分钟，故可行性强。(7)问题与讨论做好本实验操作时应注意的是：①水解纤维素的H2s。4和水加入速度要慢，要边搅边加，防止因加水放出的热里使温度升高而将纤维素碳化变黑，初步水解液一旦变黑影响银镜效果。②水解液在70℃水浴加热时，时间不宜过长，约3分钟水解液变亮棕色即取出，时间太长水解液易炭化变黑，影响银镜效果。实验体会是：水解液用较浓的NaOH(10%)来中和，并用酚酸做指示剂可加快中和过程，减小中和后水解液的体积，如果碱太稀且加入量太大，使单位体积内所含水解产物的量相应减少，还原作用减弱，银镜析出慢且颜色发黑。参考文献：1.高中化学教材：高二化学(化学D,人民教育出版社，第221页2.刘正贤.中学化学实验大全[M].上海教育出版社，1994,12：3953.李平、蔡秀慧.中学化学实验研究新编[M].东北师范大学出版社，1999,4：231
841.熊言林、陈红：纤维素快速水解演示实验的改进[J].化学教育，2002(10)：452.唐清、周湘：用正交试验法探讨纤维素水解的最佳实验条件[J].化学教学，2001(8)：93.卫子光.化学实验设计与研究[M].天津：南开大学出版社,2000实验十一过氧化氢的催化分解实验教学研究的目的1.探索不同催化剂对过氧化氢催化分解速率的影响，加深对催化剂不同催化功能的认识。2.通过设计探索不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响的实验，增强实验探究意识和探究技能。3.通过过氧化氢催化分解演示实验教学，训练和培养演示教学的能力。实验教学研究的内容1.比较MnO2、CuO、Fez。,等含重金属离子的物质，以及血液、土豆等对过氧化氢分解速率的影响。2.设计比较不同催化剂催化过氧化氢分解的实验装置。3.过氧化氢催化分解的中学演示实验教学。实验教学研究步骤一、课前资料收集和研究方案的初步设计1.思考与讨论(1)过氧化氢催化分解的原理是什么？(2)催化剂对化学反应速率有何影响？催化剂本身有何性质？(3)除了教材中提到的催化剂，还有哪些催化剂可对过氧化氢分解起到催化作用？(4)怎样才能体现过氧化氢分解速率的快慢？如何设计实验比较不同催化剂催化过氧化氢分解速率的快慢？(5)在中学化学教学过程中，过氧化氢催化分解的实验主要说明什么问题？教学中如何通过实验达到这一目标？2.阅读与资料收集(1)阅读高中教材的相关内容；(2)阅读所给的资料并查阅更多的文献，了解本实验可用的催化剂的种类，以及有关实验装置；(3)通过分析、比较，初步形成实验设计思路。3.实验研究方案的设计本实验旨在探索不同催化剂对过氧化氢催化分解速率的影响，并由此形成催化剂对化学反应速率的影响的认识。实验设计方案应考虑如表5-11T所示的三个维度。表5-11-1实验设计维度及要素分析维度要素(1)过氧化氢催化分解发生的设计①过氧化氢的浓度、用量；②催化剂的选择、用量；③反应装置。(2)不同催化剂对分解速率的影响比较①用对比实验进行探究；②反应速率快慢比较设计：单位时间内收集气体的比较。(3)实验的改进①从实验现象的明显角度改进;②从比较反应速率快慢的方便、快捷、准确性入手。4.实验教学研究方案的设计设计一则过氧化氢催化分解的中学演示实验教学微型教案。演示本实验的目的，是让学生认识催化剂能影响化学反应速率，让学生建构起催化剂对化学反应速率影响的知识。故应从学生的原有知识入手,引
85出探究主题：催化剂对化学反应速率有何影响？进而引导学生观察教师所设计的对比实验，引导学生通过现象并分析、讨论，自主形成结论，总结出催化剂影响化学反应速率的基本原理。二、实验研究1.实验研究方案的介绍和评析(1)实验研究方案的介绍：由2-3位学生分别介绍自己所设计的实验探究方案的实验装置、实施要领和创新之处。(2)方案评析：师生共同对所介绍的实验方案进行分析、讨论、评价，就某些实验设计的关键问题进行提问、对话，以使实验方案更可行、更具有创新性。(3)方案的自我修整：根据方案介绍和评析的结果，咐自己最初的实验探究方案进行适当修整，以保证实验研究的顺利进行。2.实验探究学生按照确定的实验研究方案，进行实验探究，认真记录，对比分析，形成结论。教师巡视、指导、解惑。三、实验教学研究1.演示实验教学模拟由1-2位学生从中学教学的角度，进行过氧化氢催化分解的演示实验教学模拟。本次演示实验教学应围绕使中学生认识催化剂能加快化学反应速率这一目的进行。突出训练演示技能中“指引观察”和“整理与结论”技能要素。2.演示实验教学评议(1)试教者自我反省、陈述感受。简要陈述自己设计的演示教学的目的、教学过程的思路等；然后再陈述自己在试讲中的表现情况，包括“是否达到了预期的教学目标”、“演示技能的基本要素是否体现”、“是否体现了学生主体性”、“对自己的教态是否满意”、“对实验操作中的异常现象处理办法”等等。(2)集体讨论、评议。由教师组织学生重点围绕演示目的是否达到、实验现象是否明显、演示技能的运用是否合理恰当等方面对试教情况进行评议。(3)教师小结。对试教者的表现进行客观分析、综合评价，指出其优点和不足之处，鼓励其再接再厉。四、实验教学研究总结1.教师总结发言，布置新的实验教学研究任务。教师对本次实验教学研究中学习者的总体表现进行简要评价、总结，并布置下一次实验教学研究新内容。2.课后结合实验报告，重点总结如下内容：(1)影响过氧化氢催化分解的催化剂类型及其催化效果；(2)比较催化效果实验装置的关键之处；(3)过氧化氢分解实验的成败关键；(4)本次实验教学研究的最大收获。参考资料1.催化分解的性质纯净的H25是淡蓝色粘稠液体(沸点150℃,熔点-1℃)。过氧化域的水溶液较为稳定，受热见光加速分解，微量金属(Fe、Cu、Cr、Mn等)离子及这些金属的氧化物；非金属元素的炭粉及尘埃都能促使H2O2分解；在碱性溶液中分解较快，PH为4时比较稳定。因此H2O2,需贮存在不透明的塑料瓶中，存放在阴凉处。作为化学试剂的H-2浓度为30%。由于它的氧化性(还原性)及还原(氧化)产物H2O对环境无害而称为绿色试剂，在化学实验中有重要用途。取用此浓度的H2O2注意不要碰到皮肤。3%的电。2在医药上作为外用消毒剂。当皮肤有外伤时，用比。2消毒会发现伤口周围有气泡产生,这是因为血液中含有过氧化氢醐，它能催化山。2的分解2H2O2过氧化氢酶2H2。十O2t过氧化氢酶的生理作用还未彻底了解，已知它有4个Fe(III)吓啾中心，它们附属在一个分子量约为250000的大蛋白质分子上，是高效生物催化剂。比。2制氧装置同其它气体发生装置。
862.碱对H2O2分解速度影响的实验碱在H2O2溶液中起均相催化作用，使H25的分解速度加快。在中学化学教学中引进这个实验，有积极的意义。(1)实验步骤与现象在盛有5ml30%H2C>2溶液的试管中放入一小粒NaOH固体，即可观察到固体表面泛起少量气泡。随着NaOH的溶解扩散，溶液其它部分才逐渐有气泡生成。若增加NaOH的用量，H?。?的分解速度就加快。用带余烬的木条伸入试管内木条熨燃，说明生成氧气。静置，待H2O2分解完全后，滴入酚献试剂，溶液变红，表明反应后碱仍然存在。(2)本实验的作用①高中化学第一册关于过氧化钠与水反应的演示实验.教材中只写出一个化学方程式：2Na2O2P2H2O=4NaOH+O2t,所以学生不了解反应的实际过程，并错误地把NaOH看作为还原产物。如果在做过氧化钠与水反应的实验时，补充上述实验.证实H2O2在碱的催化下分解速度加快。两个实验相辅相成，引发学生兴趣和积极思维，有助于教师进行讲解，说明过氧化钠和水反应先生成NaOH和H2O2.H2O2在碱催化下立即分解为水和氧气Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2,2H2O2=2H2O+O2t,反应的还原产物是H2O对而不是NaOH,这样学生比较容易接受。②该实验操作简单，产生的气流平稳，是实验室制取少量氧气的理想方法。③在高三学到“催化剂对反应速度的影响”时，用作演示实验，现象清晰，容易观察。此外，实验后剩下的NaOH溶液，可回收利用，不会造成浪费。3.酶催化作用的验证实验取两支试管，在一支试管中放人切成细条状的土豆丝。分别向两支试管中注人5%的过氧化氢3毫
87升，可观察到：放入土豆丝的试管中迅速产生大量气泡，泡沫很快充满试管；用玻璃棒捅开泡沫，插人带火星的木条，则木条立即复燃，而另一试管中无明显现象。由此证明生物体中有一种酶能催化过氧化氢的分解。说明生物体内不断产生的过氧化氢酶，可促使过氧化氢迅速分解，这种酶广泛存在于动植物组织中。2.抽动法做“催化剂对H2O2分解速度的影响”实验铁丝30%H,O,3①取一只具支试管，在支管上装上小气球(如图5-11-1),通过橡皮塞插入一根己生锈的绕成螺旋状的粗铁丝，在具支试管中加入10mL30%%。2溶液。②将螺旋状的锈铁丝向下插入H2O2溶液中时，即可观察到，比。2迅速分解，锈铁丝表面上，有大量气泡产生。气球鼓起；把锈铁丝向上拉，离开H2O2溶液，则反应不明显。图5-11-1图5-11-2③取下塞子，用带火星木条放在试管口可检验放出的气体是氧气。气球和试管中所贮气体冒出，气量充足，木条复燃现象明显。3.比较各种催化剂对过氧化型分解速率影响的实验装置如图5-11-2所示。注意事项：(1)取50mL3%过氧化氢溶液；⑵取0.1g催化剂；(3)准确测出收集50mL所需时间；(4)在相同条件下比较。参考文献1.华东师范大学《化学教学》编辑部，化学活动课及微型实验设计与实践[M],1999年10月。2.方汉纬.碱对分解速度影响的实验[J].化学教育，1998(3)：293.刘正贤.中学化学实验大全[M].上海：上海教育出版社，1994实验十二电解饱和食盐水实验教学研究的目的1.通过成功电解饱和食盐水实验装置的设计，探索实验的适宜条件、操作要领和成功关键，培养实验设计能力。2.探讨电解饱和食盐水演示实验的教法，训练和培养演示教学能力。实验教学研究的内容1.设计成功电解饱和食盐水的装置。2.分别从电流强度、电极材料、电极距离三方面来探讨电解实验的适宜条件。3.电解饱和食盐水中学演示实验教学。实验教学研究步骤一、课前资料收集和研究方案的初步设计1.思考与讨论
88(1)电解饱和食盐水的实验原理是什么？这个实验从能量的转化上说明了什么问题？(2)根据电解饱和食盐水的实验原理，所设计的实验装置应具有哪些功能？(3)本实验对所用的食盐水有何特别要求？如何在电解前对其进行预处理？(4)怎样才能清楚地观察到电极反应？如何收集和检验阴极和阳极产生的气体？(5)影响电解实验效果的因素主要有哪些？电流强度、电极材料、电极距离和饱和食盐水的用量等因素对电解实验效果各有何影响？(6)通过电解饱和食盐水的演示实验教学，应使中学生在知识、能力、方法、态度等方面有何发展？(7)电解饱和食盐水演示实验教学的成功应表现在哪些方面？1.阅读与资料收集(1)阅读高中教材中有关电解饱和食盐水的内容，明确本实验在中学化学习教学中的地位和作用；(为阅读本实验所给文献或查阅其它相关文献，重点分析文献中各类电解装置的优、缺点，了解电解饱和食盐水所用装置应具有的基本特征。2.实验研究方案的设计(1)设计电解饱和食盐水的实验装置及其操作方案；(2)综合考虑影响电解实验效果的电流强度、电极材料、电极距离等重要因素，从这三方面来设计，探讨电解饱和食盐水的适宜条件，并设计相应的实验记录表。3.实验教学研究方案的设计根据实验教学研究的目的，设计一则电解饱和食盐水演示实验教学的微型教案。教案要求重点突出演示技能中的指引观察和引导思维参与，使学生能够自主描述实验现象、设计生成物的检验方法、分析实验现象与反应原理之间的关系。二、实验研究1.实验研究方案的介绍和评析(1)实验探究方案的介绍：由2-3位学生分别介绍自己查阅的文献资料对自己研究方案形成的启示；重点介绍自己所设计实验方案的电解装置、实施步骤、操作要领和创新之处等。(2)方案评析：通过提问、咐话的方式，师生共同围绕所设计的电解装置、探讨电解实验适宜条件方案的简明性、可行性进行评议，提出改进方法，强调操作要领，达成共识。(3)方案的自我修整：根据方案评析的结果，对自己课前设计的方案进行适当修整，熟悉探究过程和操作耍领，以保证实验的顺利进行。2.实验探究根据实验设计的修正方案，进行如下实验：(1)用自己设计的实验装置，电解饱和食盐水；(2)从电流强度、电极材料、电极距离三方面来探讨电解饱和食盐水的适宜条件。实验过程中采取合理的分工与合作，统筹安排实验，认真记录实验结果。不成功的实验，要重复进行。教师巡视、指导。三、实验教学研究1.演示实验教学模拟由1-2位学生分别用自己设计的电解装置和探讨出的适宜条件，进行电解饱和食盐水演示实验教学模拟。重点训练引导学生观察和描述实验现象、分析实验原理的演示技能要素。2.演示实验教学评议(1)试教者自我反省、陈述感受。先陈述自己设计教学过程的思路、理念和实践依据等；然后再陈述自己在试讲中的表现情况，包括“演示技能的基本要素是否体现”、“是否体现了学生主体性”、“对自己的教态是否满意”、“是否达到了预期的教学目标”、“对实验操作中的异常现象处理办法”等等。(2)集体讨论、评议。由教师组织同学自由发表个人看法，围绕演示实验的成功性、演示技能及其他技能运用情况、演示教学目的是否达到等进行评议。最后由教师对试教者的表现进行客观分析、综合评价，对电解饱和食盐水演示教学注意事项进行分析与强调，布置学生课后自己组织试教。
89四、实验教学研究总结
901.教师总结发言，布置新的实验教学研究任务。教师对学习者的总体表现进行评价，实验研究和实验教学研究以及研究结果等方面进行简要总结,并布置下一次探究内容。2.课后结合实验报告，重点总结如下内容：(1)电解饱和食盐水的实验装置的要点；(2)解饱和食盐水适宜实验条件的结果；(3)演示实验教学的感受；(4)设计的实验装置的不足之处。参考资料一、电解饱和食盐水实验装置及操作1一烧坏，4-石*电收，7—干燥管，9一小M瞥，1.将两个电极分别接在6-9V直流电源的正负极上，进行电解。阳极产生的气体可以使润湿的淀粉碘化钾试纸明显变蓝(也可以用热玻璃棒沾取少许红磷插入干燥管内，红磷燃烧产生白烟)。证明阳极产生的气体是氯气。阴极以排空气法收集的气体，用明火检查有爆鸣声，证明阴极产生的气体是氢气。若从阴极的玻璃管和阳极的干燥管分别滴入1〜2滴酚酰试剂，可观察到阴极区的溶液变红，证明电解后在阴极区有0H离子存在。2一幅和食歌水，，一帙电机，6—粗城璃管16一般客，8—淀粉•化野试纸，10-爱料板或妣板图5-12-1电解饱和食盐水实验装置图2.如图5-12-2所示，将两个电极分别接在6〜9V直流电源的正负极上，进行电解。阳极产生的气体用润湿的淀粉碘化钾试纸检验，明显变蓝，证明阳极产生的气体是氯气。阴极以排空气法收集的气体,用明火检查有爆鸣声，证明阴极产生的气体是氢气，若从阴极的玻璃管滴人1〜2滴酚酣试剂，可观察到阴极区的溶液变红，证明电解后在阴极区有离子存图5・12・2电解饱和食盐水实验装置图图5-12・3电解饱和食盐水实验装置图3.如图5・12・3所示，通过装置中上方的玻璃导管，用小漏斗向装置中注人饱和食盐水(饱和食盐水中事先加几滴酚醐试液)，使液面高于碳棒3cm左右。接通低压电源(9-15V)瞬间阴极区溶液变红,放置于阳极气体导出口的润湿的M淀粉试纸变蓝，过1到2分钟后，可收集阴极玻璃管罩内导出气体,检验纯度后可以点燃，证明产物分别为C12、H2o4.如图5-12-4所示，用具支U型管进行实验，使气体分别从两具支导管导出，并用各种可能的方法检验电解产物。
91图5-12-4电解饱和食盐水实验装置图1.电解饱和食盐水演示实验的改进（1）实验仪器和药品仪器：实物展示台、培养皿（经加工）、一支碳棒、一枚铁钉、稳压直流电源、导线、镒子、胶头滴管、脱脂棉。药品：饱和食盐水、酚啾试液、氢氧化钠溶液、KI-淀粉试纸。（2）实验装置示意图（如图5-12-5所示）（3）说明：①该附件装置中培养皿的中间用玻璃片（约为培养皿高的3/4）宜隔开，玻璃片下端所留空隙全部用脱脂棉填充，通过特制的盖使培养皿完全分成两室，两室中的气体不能交换，离子可自由通过；培养皿盖上预先打有两个小孔，以方便电极的取放。②实验时培养皿放在投影仪上.（图中的展示台省略）。（4）操作过程①按附图组装好仪器，在培养皿中加入饱和食盐水，滴入几滴酚配试液，在培养皿盖内部、两极区上方贴上两块湿润的KI-淀粉试纸，盖好。然后从培养皿盖上两个预先打好的孔中分别插入碳棒和铁钉，电源的负极铁钉，正极接碳棒。②把整个装置放到投影仪上，打开投影仪，接通直流电源，观察两个电极及溶液颜色的变化。③几分钟后，关闭直流电源，取出电极，从电极小孔小心地给培养皿中阳极区加入浓氢氧化钠溶液，轻轻振摇培养皿，以吸收电解产生的氯气，一段时间后取下培养皿盖观察KI-淀粉试纸的颜色变化。（5）实验优点①利用投影仪的放大作用，使电解过程中两极产生的气泡更加明显。（即使最后一排同学也能看清楚）②将阳极区和阴极区分开，更有利于说明两个电极分别所发生的反应，并与工业生产上的立式隔膜电解槽仃机地联系起来。③实验完毕后及时吸收产生的氯气。以减少污染，也有利于培养学生良好的环保意识。2.饱和食盐水电解及其产物验证的联合装置：LCtM酒精灯2.尖啡坡墙管3.阴股（就铁丝）4.阳根（50,F电池破律）5.R支U形竹6.铁架台7.超红试液S.0.1n4/lKI9.O.hiWLAgNQj10.H2s水II.用'C吸收管（1）装置图：图5-12-6食盐水的电解及验证产物性质的联合实验装置(2)实验方法如图5-12-6装置好仪器，用小漏斗在具支U形管中加人饱和食盐水，两端食盐水液面上各加2滴酚酥试液，U形管左右两端各插人电极，塞紧胶塞。连在U形管支管上的尖嘴玻璃管内加入少量CuO粉末，用以试验出的
92还原性.W管内按图示各加入适量试液。装置末端尾气吸收管内装入适量用Na2s2O3溶液浸湿的棉球，用以吸收多余的C12,减少污染。将仪器各部件连接并固定好.接通12V直流电源，电解反应立即发生，两电极周围产生大量气泡，铁阴极区溶液变为红色，说明有NaOH生成。加热尖嘴玻璃管有CuO部位，儿分钟就变为红色铜，证明了H2的生成和性质。仔细观察右侧W形管内溶液颜色变化：品红试液红色渐淡，褪至近无色时，K1溶液开始变黄，然后经棕、棕红，最后析出黑色碘；进而可看到AgNQ,液中出现白色沉淀；最后H2s水变浑浊，以上说明了阳极产物为Cb，且证明了Cb的漂白性、氧化性等性质.取一段灯线，剥去包皮，露出2cm细铜丝，将细铜丝加热至红，立即伸人U形管右端管口内，可看到有一股棕色烟雾生成，说明铜在Ch中燃烧，生成氯化铜.(3)说明①实验时W形管中前三种试液液面不需要与上方管壁接触，因C12易溶水并跟试液反应，H2s水液面要与上方管壁接触，起到封闭作用，使前方C12压力增大，易与试液接触。②本实验集食盐水的电解及产物性质的检验为一体，设计合理，装置美观，现象明显，使产生的C12全封闭，被利用而无污染.③本实验可安排在高一“卤素”章后总结与复习，使学生了解电解法制C12,检验C12的化学性质，巩固有关C12的化学知识，起到综合运用所学知识，提高实验技能和素质教育的作用.二、电解饱和食盐水的成功关键1.饱和食盐水要精制。在热的饱和食盐水中，分次加入氢氧化钠和碳酸钠溶液，(每100g食盐水大约加2g碳酸钠)，到溶液明显呈碱性为止。加热、沉降后用棉花渡去沉淀(碳酸钙、氢氧化镁、碳酸镁)。往滤液中滴加稀盐酸到酚猷指示剂刚刚褪色。如果不将钙、镁离子除去，电解时在阴极附近会出现乳白色混浊(氢氧化镁沉淀)现象，如果U形管径较细，还会在液面产生泡沫现象。2.阴阳两电极之间的距离要适当。如用U形管作电解器，在相同电压条件下，U形管太大，电极距离较远，电解速度慢；选用较小的U形管，两电极间的距离较近，电解速度快得多，现象明显，效果较好。当然电解速度与电极插入溶液的深度也有直接关系；若两电极插入U形管底部，两电极距离近，电解速度就快。3.电解食盐水的速度取决于所施加的电压和阴阳两极间的距离。电压越高电极间的距离越近，电解速度越快。一般电压不低于6伏。4.电极材料，阳极由于产生腐蚀性强的比，必须采用惰性材料作为电极，如碳棒等。阴极区电极材料要求较低，既可使用惰性材料也可使用一些耐碱性较强的金属材料作电极(可增强导电性)。参考文献1.王希通.化学实验教学研究[M].高等教育出版社，1990,3：1042.郭士城等：食盐水的电解及验证产物性质的联合实验[J].化学教学，2000(3)：53.潘鸿章.中学化学实验研究与创新[M].南方出版社，2001,7：2024.杨峰：电解饱和食盐水演示实验的改进[J].中学化学教学参考，2002(3)：27第六章学生实验教学研究实验十三中和滴定实验教学研究的目的1.学习强酸强碱滴定曲线的绘制，认识酸碱滴定的PH突跃范围和指示剂的选择依据。
931.通过滴定操作训练酸碱滴定操作的技能。2.探讨组织中学生进行中和滴定实验的有效策略，培养组织学生实验的教学能力。实验教学研究的内容1.滴定法绘制O.lOOOmol/LNaOH滴定2000mlLO.1000mol/LHCl溶液的PH—V滴定曲线。2.“中和滴定”学生实验的组织教学。实验教学研究步骤一、课前资料收集和研究方案的初步设计1.思考与讨论(1)如何配制O.lOOOmol/L的NaOH标准溶液？(2)什么叫酸碱滴定的等当点(化学计量点)？什么叫酸碱滴定的PH突跃范围？(3)什么叫指示剂的变色范围？酚配、甲基橙、石蕊的变色范围各为多少？(4)中和滴定时指示剂如何选择？(5)PH—V滴定曲线如何绘制？(6)中和滴定时对指示剂的浓度、用量有何要求？酚酰、甲基橙的浓度和用量一般为多少合适？(7)滴定操作一般要注意哪些问题？(8)一般情况下，滴定管每滴液的体积大概是多少？(9)滴定终点到达之后，不慎还往被测溶液滴入标准溶液，怎么办？2.阅读与资料收集(1)回忆或查阅大学“分析化学”有关酸碱指示剂和滴定曲线绘制的有关资料；(2)阅读高中教材内容，理解中和滴定的相关知识：(3)阅读本实验的“参考资料”或其它文献，逐一获取"思考讨论”中各个问题的解决方法。3.实验研究方案的设计设计通过滴定法绘制O.lOOOmol/LNaOH滴定20.00mL0.lOOOmol/LHCl溶液的PH-V滴定曲线实验方案。(1)设计该方案应考虑随着NaOH溶液的逐渐滴入(V增加)，混合溶液的PH该如何现象鲜明的体现？因此，应选择混合指示剂，有条件时选用PH计，来跟踪滴定过程。(2)应设计随着NaOH溶液的滴入体积(V)增加，被测溶液PH变化情况的记录表。特别应注意接近化学计量点(等当点)时，滴加的NaOH体积(一滴或半滴)的设计，以便获取关键性的PH数据。滴加的NaOH溶液的体积应达40mL,以获取完整的PH—V滴定曲线的数据。4.实验教学研究方案的设计设计、组织中学生进行中和滴定实验的简要教案。教案设计可以包括以下几个方面的内容：(1)实验初：动机的激发，注意事项的强调，本实验的要求，实验预习的检查等。(2)实验中：学生的自主实验，教师巡视、指导、解惑等。(3)实验尾：学生互相交流，教师小结，整洁桌面及实验室，废物处理等。二、实验研究5.实验研究方案的介绍与评析(1)由2〜3位学生分别介绍他们各自设计的滴定曲线绘制、滴定操作的实验方案。(2)教师组织评价介绍的实验方案。评析结合提问、对话、答题等进行。(3)学生根据他人设计方案的介绍与评析，自我调整各自的实验方案。6.实验探究(1)学生按调整后的实验方案表格进行实验，获取相应VNaOH、PH多组数据，并记录。(2)重复2〜3次实验，通过对比、分析，准确把握滴入不同NaOH溶液体积时的PH。(3)滴定实验中应注意滴定操作的规范性，准确性，前期滴定可稍快，但接近化学计量点时应缓慢。每一滴或半滴都应认真观察，记录PH变化，过了化学计量点后可稍快。(4)绘制滴定曲线可将数据输入电脑或用绘图纸来描绘。
94三、实验教学研究2.学生实验教学方案介绍由1〜2个学生以说课的形式，介绍他们各自组织中学生进行强酸强碱中和滴定实验的教学方案。3.学生实验教学方案的评议教师组织学生对介绍的方案逐一进行评议。评议应围绕课堂实验教学的完整性，是否有课初、课中、课尾实验教学的有效组织进行。即具体围绕以下几个方面进行：(1)是否有了解学生预习情况的措施。(2)是否让学生明确了实验的目的，实验的关键之处及注意事项。(3)是否有指导学生实验的措施。(4)是否有保证学生实验完成的时间。(5)是否有让学生质疑的时间。(6)实验小结是否到位。四、实验教学研究总结1.教师总结发言，布置新的实验教学研究任务。教师对学习者的总体表现进行评价，从实验方案设计、实验操作技能、实验结果、滴定曲线的绘制分析、实验记录、实验教学方案设计等方面进行重点总结，并布置学生准备下一次实验教学研究的内容。2.课后结合实验报告，重点总结如下内容：(1)绘制PH-V滴定曲线，并与该实验的理论滴定曲线对比，不当之处分析原因；(2)依据滴定曲线，选择2-3种强碱滴定强酸的指示剂；(3)中和滴定实验操作的要领；(4)组织中学生开展此学生实验的要点。参考资料1.中和滴定的基本操作以已知浓度的HCI溶液滴定未知浓度的NaOH溶液为例，说明中和滴定的基本操作(1)从滴定管夹上取下酸式滴定管，用标准的0.2000mol/LHCI溶液①润洗2-3次。每次用酸溶液3-5mLo把0.2000mol/LHC【溶液注入到酸式滴定管中，使液面位于滴定管刻度“0”以上2-3cm处，再把酸式滴定管固定在滴定管夹上。在滴定管下放一个烧杯，调节活塞使滴定管的尖嘴部分充满酸液。使滴定管内部没有气泡，并使液面处在“0”或“0”以下某一刻度处。记下准确读数，并填入表5-13-1。(2)用待测浓度的NaOH溶液把碱式滴定管润洗2〜3次，然后装满待测浓度的、NaOH溶液，把它固定在滴定管夹上。轻轻挤压玻璃球，使滴定管的尖嘴部分充满\\//溶液(注意把滴定管下端的气泡赶走)(如图5-13-1),然后调整滴定管内液面，使其保持在“0”或“0”以下某一刻度处，记下准确读数，并填入表5-13-1。(3)用碱式滴定管向锥形瓶里注入25.00mL待测浓度的NaOH溶液，再向锥6KLV\形瓶里滴入2滴酚酸试液，这时溶液呈红色。''图5-13-1(4)把锥形瓶放在酸式滴定管的下面，瓶下垫一张白纸，小心地滴入酸溶液，边滴边摇，直到因加入一滴酸后，溶液颜色从粉红色刚好变为无色为止。这表示已到滴定终点，记下滴定管中液面的刻度读数，并填入表1。表5-13-1
95滴定次数待测碱溶液的体积标准酸溶液的体积滴定前刻度滴定后刻度体积/ml滴定前刻度滴定后刻度体积/ml第一次第二次(5)把锥形瓶里的溶液倒掉，用蒸储水把锥形瓶洗涤干净。按上述操作重复一次，并把滴定前后液面刻度的读数分别填入表1.(6)取两次测定数值的平均值，计算待测NaOH溶液的物质的量浓度。1.中和滴定实验误差分析当用标准酸来测定碱的浓度时，c域的误差与Vm的变化成正比，即当V底的实际值大于其理论值时,c股偏高,反之则偏低。即：〃碱v碱同理，用标准碱液来滴定未知浓度的酸时亦然，即C«=BV«表5-13-2是标准酸滴定待测碱而引起的结果变化情况。表5-13-2实验操作情况对C酸的影响①开始滴定时滴定管尖嘴处留有气泡偏高②读数开始时仰视，终止时俯视偏低③到滴定终点时尚有・滴酸挂在滴定管尖嘴外面未入锥形瓶偏高④洗净的酸管未用标准液润洗偏高⑤洗净的锥形瓶用待测碱润洗偏高⑥不小心将标准酸滴至锥形瓶外偏高⑦不小心将待测碱液溅至锥形瓶外偏低⑧滴定前向锥形瓶中加入10ml蒸储水，其余操作正常无影响分析：对于表中①，③，④，⑤，⑥各项，标准液的实际用量V股均超出其理论所需用量，即体积读数增大。V相增大，根据C4BV哽，则所得待测碱液的浓度C设的数据较其实际浓度偏高；对于第⑦项V检实际用量减少，则C“偏低；对于第⑧项，向待测液中加水稀释，虽然稀释后原待测液的浓度减小了，但溶液中OH.离子的物质的量并未发生变化，因而所需标准酸的体积亦不发生变化，对待测碱液的浓度便不产生影响。在读数时，应将滴定管放正，两眼平视，视线与溶液凹面最低处水平相切。但在实际操作中，可能会出现视线偏高(俯视)或视线偏低(仰视)的情况，从而使数据不准而造成误差。值得注意的是，这种情况在量筒、容量瓶和滴定管的读数时均有可能出现，只不过滴定管的零刻度与前两种不同，与量筒恰好相反，读数结果亦相反，先仰视后俯视则导致V彼数据偏小，Cw偏低。2.酸碱指示剂及其变色范围酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱，其共筑的酸碱具行不同的结构，且颜色不同。当溶液的PH改变时，共规的酸碱相互发生转变，从而引起溶液的颜色发生变化。例如：酚儆指示剂是无色的二元弱酸，在水溶液中发生如下的离解作用和颜色变化：
96+2H2O当溶液由酸性变化到碱性，上述平衡向右移动，溶液由无色变成红色，即酚酷由其酸式型变成共扼碱型；反之，则溶液由红色转变成无色。由上可以看出指示剂颜色的改变，起因于溶液PH的变化。这是由于PH的变化，引起指示剂分子结构的改变，因而显示出不同的颜色。但是，并不是溶液的pH稍有变化或任意改变，都能引起指示剂颜色的变化，指示剂的变色是在一定的pH范围内进行的。如:酚猷由无色变为红色的PH范围为8.0-10.0；甲基橙由红色变为黄色的PH范围为3.1〜4.4。1.酸碱滴定的PH突跃范围及指示剂的选择化学计量点（等当点）前后±0.1%相对误差范围内溶液的PH变化范围，称为酸碱滴定的PH突跃范围，这时的PH发生突然的变化。指示剂的选择，就是以此突跃范围为依据的。凡在突跃范围以内能发生变色的指示剂（即指示剂的变色范围全部或•部分落在滴定的突跃范围之内）都可作为该滴定分析的指示剂。例如，如果强碱滴定强酸的PH突跃范围为PH=4.30〜9.70,则酚酰或甲基橙可作为该滴定分析的指示剂。2.酸碱滴定曲线的绘制滴定曲线的绘制，就是以滴定剂加入的体积为横坐标，随着滴定剂的加入，通过检测PH而跟踪滴定过程，以相应的PH变化为纵坐标而绘制的近似曲线。从滴定曲线可以形象的看出PH的突跃范围，确定化学计量点，以此选择指示剂。滴定曲线也可通过理论计算绘制：如用0.1OOOmol/LNaOH滴定20.00mL0.1000mol/LHCl溶液，随NaOH的加入,相互的PH如表相互-3所示:表5-13-3用0.10OOmol/LNaOH滴定20.OOmLO.1000mol/LHCI溶液加入NaOH(ml)剩余HC1(ml)过量NaOH(ml)[H+](mol.L1)PH0.0020.0010-1018.002.005Xl(y32.319.800.205X10-43.319.980.025Xl(y54.320.000.00IXIO-7720.020.022X10109.720.200.202X10"10.722.002.002X101211.740.0020.003X101312.53.强碱强酸相互滴定可利用混合指示剂，因为混合指示剂具有多种颜色变化，可以在滴定过程中不断指示PH变化情况，利于绘出滴定曲线的近似图形，该混合指示剂的配制方法如下：酚儆33mg、甲基红10mg、百里酚蓝5mg、澳百里酚蓝23mg,溶于25mL95%的乙醇中;用0.1OOOmol/LNaOH滴至绿色。此混合指示剂的颜色变化如下：PH：《456789210颜色红橙黄绿青（蓝绿）蓝紫
97滴定操作时，在250mL锥形瓶中放20mLO.lmol/LHCl,加水50mL稀释，加入混合指示剂10滴;然后用O.lOOOmol/LNaOH滴定，记录每次变色时NaOH溶液的体积和PH,并计算NaOH溶液的最初(0mL)和最后(40mL)两点的PH,绘制出滴定曲线，并与理论曲线比较。1.中和滴定实验的成败启示中学化学只要求掌握强酸与强碱的中和滴定，即强酸电离出来的^的物质的量与强碱电离出来的OH的物质的量应相等。中和滴定的终点可借助于酸碱指示剂的颜色变化来确定。操作时应注意：21)滴定管中装入溶液后，注意检查滴定管下端尖嘴部位是否有气泡，如果有应赶掉它，然后再记录初始读数。32)强碱滴定强酸时，一般选用酚儆作指示剂，强酸滴定强碱时，常用甲基橙作指示剂。4)在滴定过程中，如果碱液滴在靠瓶口处的内壁上，可用蒸储水把它冲入瓶内。5)如标准液滴在锥形瓶外或有其他损失时，实验应该重做。6)为便于观察溶液颜色的变化，减少滴定误差，最好在锥形瓶下垫一张白纸。中和滴定属定量实验，由于种种原因可能使测得的结果发生偏差，应能分析哪些因素会引起误差，以及各因素引起的误差是偏高还是偏低。参考文献1.高中化学教材：高二化学(化学I),人民教育出版社，第212页2.姜光达.中和滴定实验结果的分析栗］.中学化学教学参考，1996(11)：253.陈连清等.新实验［M］,广西师范大学出版社，2001年8月，第216页4.华中师大、东北师大、陕西师大编.分析化学(第二版).北京:高等教育出版社.19865.武汉大学分析化学教研室编.化学分析(上册).北京：人民教学出版社，1975实验十四阿佛加德罗常数的测定实验教学研究目的1.掌握阿佛加德常数单分子膜法测定的基本原理和实验操作技能。2.学习和探讨阿佛加德罗常数测定的基本方法，提高运用所学知识解决问题的能力和实验设计能力。3.探讨组织中学生进行阿伏加德常数测定学生实验的教学策略。实验教学研究的内容1.用单分子膜法和其他另一种方法测定阿佛加德罗常数。2.阿佛加德罗常数测定的学生实验教学组织。实验教学研究步骤一、课前资料收集和研究方案的初步设计1.思考与讨论(1)阿佛加德罗常数测定的实验活动，对中学生能力的发展有什么促进作用？根据当前文献所用的方法对于中学生来说难度大，能否设计出适合于中学生认知水平的测定方案？该实验在高中学习的哪个阶段开出更为合理？(2)阿佛加德罗常数测定单分子膜法的基本原理如何？如何推导其测定的基本公式？实验中需要测出哪些数据即可算出阿佛加德罗常数？实验测定的困难或关键点是什么？(3)如何组织中学生进行测定阿佛加德常数的学生实验？该实验可培养中学生什么科学态度？2.阅读与资料收集(1)阅读参考资料或查阅相关文献，理解、分析各类测定方法的基本原理、测定中的注意事项和影响测定结果的因素。
98(2)重点掌握单分子膜测定法的公式推导和实验操作过程。3.实验研究方案的设计本实验是定量实验，提高各测定环节的精确度是实验成功的关键，实验设计都应围绕这一关键进行。(1)设计单分子膜法实验测定方案。注意从实验容器、滴管、滴液方式、测量表面积等影响测定结果的因素去设计重复实验，以提高精确度。(2)设计其它测定方案：选择电解法、晶体构造原理法或其它测定法中的一种测定方案，设计其操作步骤和实验记录表。4.实验教学研究方案的设计设计组织中学生进行该测定实验的实验教学方案。该方案的设计应注意：课初，引导学生推导阿佛加德罗常数测定的有关公式，让学生在理解好实验原理的基础上确定需要通过实验测定获得的数据，强调实验操作过程中的注意事项；课中，教师注意指导学生规范操作，提高各项测定的精确度，师-生、生-生合作，共同进入实验测定的实际活动；课尾，注意安排学生汇报交流测定结果，并进行评价。二、实验研究1.实验研究方案的介绍和评析(1)方案介绍：由2-3位同学分别介绍自己设计的实验方案——单分子膜法和自选的另一种方案。(2)方案评析：师生共同对所介绍方案的优点和不足之处进行分析、评价，提出改进意见。评析应重点围绕方案的可行性、各项操作是否有利于测定的精确度进行。(3)实验方案的自我修整：根据方案介绍与评析结果，对自己原先设计的方案进行适当修改、调整,熟悉修整后的实验方案，为实验操作好充分准备。2.实验研究(1)将参加实验研究的人员分成4人一组，各组中的每2人负责完成一种方法的实验测定，记录详细的实验数据，最后一起分析，形成结论。(2)实验操作过程中，要参考文献中提出的注意事项或成功关键，准确操作，避免犯不必要的错误,尽量提高测定的精确度。三、实验教学研究由1-2位学生以说课的形式分别介绍他们组织中学生进行此实验的教学方案，并组织评议。评议应围绕课初、课中、课尾的教学组织情况进行，看其是否有利于学生明确实验目的和实验原理，明确实验的关键及注意事项；有利于提高实验测定的精确度：有利于学生自主实验与合作交流：有利于学生自我反馈与评价等。四、实验教学研究总结1.教师总结发言，布置新的实验教学研究任务。教师对学习者的总体表现进行评价，从测定方法、实验操作技能、实验结果等方面进行总结，对测定结果精确者予以肯定、鼓励，对误差较大者组织分析原因，并布置下一次探究内容。2.课后结合实验报告，重点总结如下内容：(1)本次实验研究的结果及其两种测定方法的优缺点比较：(2)单分子膜法测定阿佛加德罗常数的成功经验；(3)如何组织好本次学生实验教学；(4)本次实验研究的不足之处及其它创新性想法。参考资料1.单分子膜法第(1)实验原理也
99阿佛加德罗常数的测定有电解法、置换法、单分子膜法等多种方法，其中最为简单的是单分子膜法。硬酯酸是由亲水基团-竣基（-COOH）和憎水基团一煌基连接起来的直链状有机化合物[CH3（CH2）16-COOH].它能溶于苯，但难溶于水。而溶剂苯的沸点低，易挥发，同时又难溶于水。因此,当把极稀的硬脂酸苯溶液滴到平稳的水面上时，水分子对硬脂酸分子中的竣基的吸引，便使溶液向四周扩展同时溶剂苯迅速挥发。水分子力图把水面上的硬脂酸分子中的亲水基团图5-14-1硬脂酸拉到液相内，而憎水基团则被排斥在空气相中。这样水表面层的硬脂酸分子和单分子膜示意图互相平行地定向排布，形成单分子膜。当水面被硬脂酸分子布满后，硬脂酸苯溶液在水面上就不易再扩展，而呈一透镜状的珠滴。根据滴加的硬脂酸苯溶液中所含的硬脂酸质量以及它所覆盖的水面的表面积和每一个硬脂酸分子的截面积，就可以计算出1摩尔硬脂酸所含的分子数——阿佛加德罗常数。。根据实验数据，可按下列公式计算阿佛加德罗常数（N）：」MVSN=mUA（d-\）式中：M—每摩尔硬脂酸的质量（284g）V一硬脂酸苯溶液的体积（rnL）S一水槽中水的表面积（cm2）,也可表示为了工d为水槽直径4m一配制硬脂酸苯溶液中硬脂酸的质量（g）A—每一个硬脂酸分子的截面积（2.2X10l5cm2）U一每滴硬脂酸苯溶液的体积（mL）（d—1）一形成单分子膜的液滴数（2）成败关键①水面的面积要相对的大些，实验时所用的水面面积越大，其相对误差越小；②硬脂酸苯溶液的浓度要相对的小些，每滴硬脂酸苯溶液的体积也要小，这样造成的误差也就越小；③配制硬脂酸苯溶液耍准确，其中包括准确称量硬酯酸的质量，待硬脂酸全部溶于苯后再全部转人容量瓶中用苯准确稀释到刻度。每一滴硬脂酸苯溶液的体积要测准。为此，测时滴管要竖直滴，用力要均匀，要防止空气进人管中形成气泡。从量筒的第二mL刻度起计算，重复测三次，取其平均值，每次测量都要取量筒的同一部位；圆形水面的直径要测准，最好用卡尺从三个不同的方位测量取其平均值。重复实验时，要保持水面在同一高度：形成单分子膜用去硬脂酸苯溶液的滴数要测准，因为此项能引起本实验产生最大的误差。向水面滴硬脂酸紫溶液时，除操作步骤中的要求外，滴时还要注意滴管中不得存有气泡，捏胶头时用力要均匀，不得用嘴吹水面，以减小误差。④水槽一定保持洁净，既不能留有硬脂酸，也不能留有碳酸钠，前者会造成测定的滴数不足，后者会造成测定的滴数过大。水槽是否干净是本实验成败的又一关键。（3）操作步骤①硬脂酸苯溶液的配制。将0.100~0.0150g硬脂酸（分析纯）放入小烧杯，注入少量苯（分析纯）溶解，再转入50mL容量瓶中（小烧杯要用少量苯洗三次，洗过的苯也要转入容量瓶中），用苯各自定容到刻度，摇匀，待用。8~10ft*②测定胶头滴管滴出的每滴硬脂酸苯溶液的体枳。取尖嘴拉得较细（每mL60~80滴）的胶头滴管（如图5-14-2）一支，吸取硬脂酸苯溶液，竖直地往10mL量筒中滴到1mL容积，记下所滴的滴数，共测三次，取其平均值。然后算出一滴硬脂酸茶溶液的体积UmL。③测定玻璃水槽中水的表面积S。在•直径较大的圆形玻璃水槽中，加水至三分之二高度，在水槽外8-10厘米毛细管尖端
100（外径约1充米）面再用胶带贴-标记以示水面高度。用内卡钳从三个不同方位测量水槽JT中圆形水面的宜径，取其平均值。水的表面积S可根据S=—算出。4④测定形成单层分子膜用去硬脂酸苯溶液的滴数。清洗好玻璃水槽，注水至标记处，用已测定好的胶头滴管吸取硬脂酸苯溶液。在水槽的中心位置上,离水面2~3cm处，往水面上滴，滴时要等前一滴扩散、挥发到看不见油滴和油花时再滴后一滴，如此逐滴滴入，直到滴人的硬脂酸苯溶液呈油珠状，不再扩散为止。记下滴数(d-1)。图5-14-2毛细管尖端胶头滴管然后把水槽中的水倒去，用清水冲洗水槽，再用碳酸钠粉末，加少量水湿润后，用试管刷来回擦洗水槽的内部，并用水冲洗干净，再加水与标记相平，重复以上操作，共测三次，取其平均值。(4)注意事项①本实验中称量硬脂酸要用分析天平精确到Img。茶和硬脂酸都用分析纯试剂。②本实验叫单分子膜法测定阿佛加德罗常数。实验中用到有毒的苯，因此实验时要注意通风，以防苯蒸气中毒。③苯容易挥发，容量瓶内配制好的硬脂酸苯溶液应随用随取，取后塞紧瓶塞，否则浓度改变，会造成实验误差。④胶头滴管可以用一根长约7cm的玻管，一端套上胶头，另一端连一段橡皮管，橡皮管上接一支医用7号注射针头来代替。这时1mL溶液估计约有70滴。⑤实验时室温不宜太低，约10~15°C为最佳。2.电解法分子膜法测定阿佛加德罗常数虽然操作简单，但实验误差较大，有条件的可采用电解法。(1)操作步骤①在烧杯里称取250gCuSOt5H2O晶体，用一定量蒸馈水溶解，再缓缓地加入32mL密度为1.84g/cm3的硫酸。把溶液移入1000mL容量瓶中，洗涤烧杯几次，将洗液一并注入容量瓶内，定容到lOOOmLo②取两块约32cm2的纯铜片，分别用细的水砂纸打磨光亮，并用水冲洗干净，再用95%以上的乙醇或丙酮浸洗，使铜片表面不附着铜屑。③在分析天平上称量干燥的铜片，精确到Img,记入下表中。④把称量过的铜片浸入电解液中，两个电极之间距离大于4cm,装置如图5-14-3所示。图5-14-3阿佛加德罗常数的测定⑤合上电键，迅速调节变阻器，使电路中电流强度控制在1A,同时按动秒表计时。电解约20分钟，切断电源，记下确切的时间，记入下表中。⑥取出阴极和阳极的铜片，浸在水里清洗。清洗时别让镀上去的铜脱落下来，然后放入95%以上的乙醇或内酮溶液中浸洗，并干燥。⑦分别在分析天平上称量阴极和阳极的铜片，精确到Img,记入下表中。⑧整理表中数据，并算出阿佛加德罗常数(Na)。表5-14-1实验记录表电解时间t(秒)电流强度I(A)
101电极质量的变化阴极增重△m（g）阳极减重△mMg）电解后：（g）电解后：（g）电解前：（g）电解前：（g）△m=(g)△m*=(g)Na值“63.5〃na=2xl.6xlO-19xAw,63.5〃NA=2x1.6x10-19平均值Na=（2）说明①电解液应控制在35〜45°C的温度范围内。②电解时阴极电流密度应捽制在1〜BA/dn?范围内。电流密度太小，铜沉淀得太慢；电流密度太大,铜沉淀疏松，镀层容易脱落。③铜电极洗净后，不能用手指触及，以免电极粘土油污，影响铜电解时析出。在必=吐胃式中，1.6x10-19是电子的电量，单位是库仑。2x1.6x10T9*.④阳极材料可以使用铅、铜和碳棒，两电极间的距离6〜8cm为宜。2.晶体构造原理测定法（1）原理♦Na*oCl'图5-14-4NaCl晶胞在离子晶体中，阴、阳离子按照一定的规律在空间排列。氯化钠晶体就是一种很有规律排列的离子晶体。其中，每个钠离子被6个氯离子包围着，而每个氯离子也被6个钠离子所包围，钠离子和氯离子的个数比例为1：lo以钠离子为例，（或以氯离子为例），其晶格排列如附图所示。在单元晶胞中有14个钠离子，位于立方体顶角的8个钠离子各分别属于两个晶胞所共有，每个钠离子对单元晶胞的贡献为1/8,所以顶角的8个钠离子相当于8X1/8=1个“氯化钠分子”：位于立方体面上的6个钠离子各分属于两个晶胞共有，对单元晶胞为1/2,相当于6X1/2=3个“氯化钠分子”。单元晶胞可看成是由有1+3=4个“氯化钠分子”组成。由X射线衍射测定氯化钠晶胞边长为5.64XlO4cm,则晶胞体积为（5.64X108cmH氯化钠的摩尔质量为58.5g/mol,密度为2.165g/cm3,Imol氯化钠的体积为58.45/2.165CH?。Imol氯化钠微粒数，即阿佛加德罗常数。%尔体积(5.64xl0-8cm)3/4称取一定量的氯化钠Wg,并测定其体积（V2,即可得每摩氯化钠体积（V"体积），由此可求得每摩尔氯化钠的微粒数，即阿佛伽德罗常数。（2）实验设计与操作①仪器和药品：2.5mL滴定管、25mL容量瓶、苯、四氯化碳、氯化钠。②实验方法：将固体氯化钠研细、干燥、用分析天平称取5〜18g氯化钠分别装入25mL容量瓶中，然后用滴定管向容量并中滴加苯（苯用氯化钙除去其中的水分），并不断振荡，使苯与氯化钠晶体充分混匀，加至刻度，静置Imin。计算氯化钠所占体积，结果如表5-14-2所示。表5-14-2用苯测量氯化钠体积，计算No值WNaCl/g消耗苯/cm3VNaCI/cm3N()(X1O23)No平均值(X1023)相对误差/%
10215.879322.272.736.056.010.229.456620.674.335.97311.451919.755.255.97414.871018.146.866.01517.823216.708.306.07用四氯化碳代替苯测定氯化钠体积，实验结果如表5-14-3所示。表5-14-3用四氯化碳测量氯化钠体积，计算No值WNaC|/g消耗四氯化碳/cm?VNaCI/cm3No(X1023)No平均值(X1023)相对误差/%15.615722.432.575.966.010.2211.448619.795.2159314.486412.296.716.04417.986016.658.356.05517.823216.718.296.06用氯化钾(晶格常数为6.29X10-8)代替氯化钠进行实验，其基本吻合，无论用氯化钾或氯化钠进行实验，选用苯或四氯化碳测量其体积，其质量在15g附近时，结果与理论值接近。但从药品经济方面考虑,选用氯化钠、苯较好。实验结束后的氯化钠和苯混合物可用水萃取分离出苯，用结晶法回收氯化钠，药品可重复使用，经济方便。参考文献1.刘正贤.中学化学实验大全[M].上海教育出版社，1994,12：1552.潘鸿章.中学化学实验研究与创新[M].南方出版社，2001,7：1693.张八合.晶体构造原理测定法[J].中学化学教学参考，1998(7)：36实验十五乙醇结构式的测定实验教学研究目的1.掌握乙醇结构式定量测定实验的成功关键，学会其测定的实验技能。2.通过乙醇结构式测定的探究性实验，训练科学探究方法，提高科学探究能力。3.学习和探讨组织中学生进行探究性学生实验的教学方法。
103实验教学研究的内容1.测定乙醇的结构式。2.组织中学生进行乙醉结构式测定的探究性实验的教法。实验教学研究步骤一、课前资料收集和研究方案的初步设计1.思考与讨论(1)已知乙醉的化学式C2H6。，它的结构式可能有几种？如何通过设计实验来探究它的结构？(2)除了用钠与乙醇进行定量反应来测定乙醇结构式之外，还有什么更好的可行办法？(3)在用钠与乙醉反应测定乙醉结构的实验中，关键的或比较难以解决的问题是什么？如何解决这些问题？(4)采取什么措施促使乙醇与钠反应？生成的氧气收集完全？(5)组织学生进行该实验探究活动，探究的基本程序包括哪几个环节？如何组织？2.阅读与资料收集(1)阅读相应的教材内容，明确本实验探究的教学功能。(2)阅读参考资料或查阅更多文献，总结各种实验装置、操作方法、结果处理的共同特点、优点和缺点，从中获得实验设计的启示。(3)查阅有关探究式教学和组织学生进行自主性实验研究的资料，从中获取教学指导思想和实施策略。3.实验研究方案的设计(1)设计钠与乙醉反应测定乙醉结构式的实验方案。设计的方案应重点解决2个问题：①实验装置能有效地收集并测量反应所产生的氢气；②乙醇反应的彻底性。(2)抛开“用钠与乙醇反应来进行测定”这一思路的束缚，设想是否有其它的测定方法，如果有，论证所采用方法的可行性。4.实验教学研究方案的设计设计组织中学生以“问题一实验事实一假设一实验验证假设一结论一交流”为基本过程的学生实验探究活动的教学方案。二、实验研究1.实验研究方案的介绍和评析(1)方案介绍：由2-3位学生分别介绍自己所设计研究方案的形成过程、实施步骤、操作要领和创新之处。(2)方案评析：对所介绍的方案进行评析，就某些实验设计的关键问题如氢气收集的完全性，乙醇反应的彻底性，进行提问、对话，以使实验方案更可行、更具有创新性。(3)方案的自我修整：根据讨论、分析的结果，各自对自己原先设计的方案进行适当修整。2.实验探究按照确定的实验方案，分组进行实验探究。实验过程中应注意：(1)检查好气密性；(2)慢慢滴加乙醉；(3)乙醉应完全反应；(4)氢气完全收集。
104三、实验教学研究由2〜3位学生分别以说课的形式，介绍他们组织中学生开展此探究性学生实验的教学方案，并组织评议。评议应围绕探究性学生实验基本过程的组织情况进行，看其是否体现了教师引导，学生自主探究获得结论，看其是否体现了对学生科学探究方法的培养。四、实验教学研究总结1.教师总结发言，布置新的实验教学研究任务。教师对学习者的总体表现进行评价，从实验研究和实验教学研究两方面对本课进行简要评价和总结，并指出进一步要注意的问题。布置下一次实验教学研究内容。2.课后结合实验报告，重点总结如下内容：(1)乙醇结构式定量测验的实验结果及其误差分析；(2)科学探究方法的基本程序；(3)组织中学生进行探究性学生实验的教学策略；(4)本次实验探究的不足之处及其它创新性想法。参考资料一、乙醇和钠的定量反应1.操作(1)装置如图5-15-1所示。先检查装置的气密性。图5-15-1乙醇和钠的定量反应(2)用弹簧夹夹住橡皮短导管a处，打开橡皮导管b。从T形管通气，使集气瓶和量筒间的导管充满水，量筒内导管的•端正好浸人水面以下。记下水面高度，然后用弹簧夹夹紧c处，装上橡皮导管b,开启a处弹簧夹。(3)在干燥的250mL烧瓶里投入去掉氧化层的金属钠薄片1.5g,连接好装置，用滴定管慢慢滴入2.9mL无水乙醇(同时开启c处弹簧夹)。反应接近完成时，用小火间断加热烧瓶，让乙醇和钠反应完全。反应停止后，等烧瓶完全冷却，量筒和集气瓶里的水调整到在一个平面上。记下量筒里水面的高度，两次体积之差就是氢气的体积(换算成标准状况约550mL).2.说明(1)乙醇分子里有6个氢原子，设能被钠置换的氢原子个数是X。实验时约用2.9mL无水乙醉(密度：0.78g/cm3),跟足量的钠充分反应，得到氢气550mL(已换算成标准状况)，由此可以求乙醉分子里跟钠反应的氢原子数。X2些=0.02522.4C2H6。+xNa=C2H6.xONa+—H2t.0.050.025,1X2因此，在乙醇分子里只有1个氢原子被钠置换，所以乙醇的结构式是HHIIH一C一C-OH
105(2)本实验的关键是滴加乙醇不能太快，否则反应过于激烈，温度升高，造成一部分乙醇蒸气和氢气一起进人集气瓶而溶于水中，测出氢气的量减少，使实验失败。(3)本实验耗时7〜8分钟。(4)本实验改进的另一做法是在烧瓶里放人去氧化层的金属钠1.5g后，再加入10mL的化学纯二甲苯。小心微热烧瓶使钠熔化，然后振荡烧瓶，使金属钠分散成小球，以增大反应物的接触面积。二甲苯不跟金属钠作用，但能溶解乙酸钠；在这里作分散剂，以保证乙醇跟金属钠完全反应。当烧瓶冷却到室温时，再连接装置，滴加乙醇，其他步骤同上。改进后的实验效果更好。二、乙醉结构式的测定1.实验原理。乙醇羟基上的氢原子可以被金属取代，通过测定反应放出的氢气质量，可以确定乙醇的结构式。2.成败关键。实验成败的关键是氢气的体积是否接近理论值。(1)要保证装置的气密性，所用仪器必须干燥。(2)实验所需乙醇，必须是无水纯净的化学试剂，决不能用95%乙醇或普通酒精代替。如果含有水或有机酸、酯等杂质，也能与金属钠发生反应放出氢气，因而得不到正确结果。(3)加人乙醇的量必须准确，金属钠应过量，并使全部乙醇与之反应。(4)加人无水乙醇的速度不宜太快，以防反应生成的热量使乙醇气化，来不及回流就随着氢气进人水槽。(5)钠与乙醉要充分发生反应。为此，在实验时加入与钠或乙醉都不反应的二甲苯(或用精制煤油),图5-15-2乙醇结构式的测定IM鬟一辞蜃把钠制成小钠球分散在二甲苯中，阻止钠与乙醇反应而生成的乙醇钠附着在钠的表面呈胶冻状。3.实验操作步骤(1)按图5-15-2所示装置，侧支试管内装混有1g钠珠的二甲苯,试管的胶塞中央，插人一个事先抽入2mL99.5%无水乙醇的注射器。(2)经检查装置的气密性后，用注射器准确地加入0.5rnL无水乙醉，乙醇与钠珠接触后发生反应，生成的氢气收集到量筒内。当反应速度变慢时再加入0.5mL无水乙醇，使钠珠继续与乙醇发生反应。当反应接近停止时，可将试管稍稍加热。等到没有气体产生、使装置冷却到室温时.，准确读出量筒上的刻度，这就是室温下1mL无水乙醇与足量钠反应生成氢气的体积。(3)更换一支干燥的侧支试管，使2mL无水乙醉与2g钠珠反应，准确记录生成氢气的体积，并计算出1mL无水乙醉平均生成氢气的体积。无水乙静图5-15-3乙醇结构式的测定H(4)实验数据处理①记录实验时的温度和大气压并根据坐=生将两次测得的氢T。3气体积校正到标准状况时的体积(Vw,)o②根据实验耗用乙醇的体积(V“)和它的密度(0.8g/mL),求出耗用乙醇的质量(M)。M=VX0.8g/mL③设每mol乙醇(46g)与足量钠起反应可放出xmL氢气。根据两次实验结果，分别计算X1、X2的值。M：Y",=46：xVWix46求xi、X2的平均值为实验所测定的数据。再求出实验值与理论值(11200mL)的相对误差。4.改进策略实验装置的改进。如图5-15-3所示，通过测定反应排人量筒内的水的体积，可间接得到氢气的体积。
106参考文献1.刘正贤.中学化学实验大全[M].上海教育出版社，1994,12：3712.潘鸿章.中学化学实验研究与创新[M].南方出版社，2001,7：2713.孙志宽.中学化学实验教学研究[M].杭州大学出版社，1992：216-219
107实验十六三氯化铁溶液与硫化钠溶液反应实验教学研究目的1.探讨三氯化铁溶液和硫化钠溶液相互滴入顺序不同时的反应现象和反应原理，培养实验探究意识和探究技能：2.掌握三氯化铁溶液与硫化钠溶液反应时相互滴入的基本操作技能；3.学习和探讨组织中学生进行探究学生实验的教学技能。实验教学研究内容1.三氯化铁溶液滴入过量的硫化钠溶液中；2.硫化钠溶液滴入过量的三氯化铁溶液中；3.组织中学生探讨三氯化铁溶液与硫化钠溶液相互反应的学生实验教学。实验教学研究步骤一、课前资料收集与研究方案的设计1.思考与讨论⑴本实验从反应物量的角度看，其实质是什么？⑵本实验从水解反应的角度看，两种反应物相遇会发生什么样的反应？⑶本实验从氧化还原反应的角度看,两种反应物相遇会发生什么样的反应？(4)本实验从复分解反应的角度看、两种反应物相遇会发生什么样的反应？⑸本实验从反应物量的角度看，两种反应物相遇又会发生什么样的反应？16)三氯化铁溶液与硫化钠溶液反应的实验教学目标是什么？在教学中如何引导学生进行观察、提出假设，深入探究？⑺从三氯化铁溶液与硫化钠溶液相互滴入现象及反应的本质不同，你准备如何向学生进行由量变到质变的辩证关系教育？2.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，明确实验成败关键，收集好与本实验教学研究相关的资料。(1)本实验内容；(2)中学“三氯化铁溶液与硫化钠溶液反应”的有关教材。(3)本实验中“参考资料”及与本实验教学研究内容有关文献。3.实验研究方案的设计⑴设计的课题：三氯化铁溶液与硫化钠溶液相互滴入的反应⑵设计内容的有关要求①在进行研究性教学实验过程中，可制定表格式研究方案，例如表6-16-1所示。表6-16-1实验操作实验记录反应原理②在探究性实验过程中，要强调反应物的浓度要相同，浓度应适宜，用量应恰当。4.实验教学研究方案设计设计组织中学生进行三氯化铁溶液与硫化钠溶液相互滴入的探究性学生实验教学方案。该实验教学设计应该注意如下几点：⑴课堂教学各阶段的设计应有课前、课初、课中、课尾的教学内容和教学方法设计。⑵实验教学研究方法指导的设计
108在研究方法上指导学生进行定性、定量研究；在研究视点上指导学生进行局部的和整体的研究。在开展探究讨论过程中，注意引导学生调整研究问题的方位和层面的方法，训练学生创造思维的灵活性。⑶探究性学生实验组织的设计①引导学生提出问题、建立假设、制定探究方案、归纳结论。②组织学生之间合作、表达与交流，促进实验研究方案的完善。③在教学过程中，给学生充分的机会独立思考，发现问题，提出建设性的实验方案，并由学生自己经过探究归纳、总结、得出结论。上述二个设计方案课前教给指导教师审阅.二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析教师在审阅学生实验研究方案的基础上，有的放矢地让2〜3名学生分析介绍他们设计的实验研究方案，并组织评议。在讨论交流的基础上，学生自我调整研究方案。研究方案的评议应重点放在探究性实验假设的提出和验证匕放在探究操作的合理性上。2.实验探究学生按各自调整后的实验方案进行实验探究。实验中应注意：⑴滴加试剂时，缓慢滴入，细心观察，充分利用视觉、嗅觉收集实验变化信息，做好记录。⑵适宜的反应物浓度和用量的配比。⑶教师巡视、指导、解惑。三、实验教学研究——探究性学生实验组织由2-3位学生分别以说课的形式介绍他们组织中学生进行探究性学生实验的教学方案,并组织评议。评议应围绕课堂教学结构的完整性，包括课前、课初、课中、课尾的教学组织情况；根据探究性学生实验特点对中学生进行实验探究的指导。学生根据师生的评议情况，各自自我完善教学组织方案。四、实验教学研究总结1.教师小结，布置新的实验教学研究任务，以便学生准备。2.课后结合实验报告重点总结如下内容：⑴三氯化铁溶液与硫化钠溶液相互滴入的反应现象和原理；⑵课堂探究性学生实验的教学组织要点；⑶本次实验的最大收获。参考资料以下信息可供你进行研究时参考，你还可以继续查阅有关资料。1.三氟化铁溶液和硫化钠溶液相互滴入顺序不同时的反应现象和反应原理介绍：⑴将硫化钠溶液滴入三氯化铁溶液中，实验现象：局部产生黑色沉淀，振荡后黑色沉淀消失，但仍有淡黄色浑浊现象。还能看到红褐色絮状沉淀，闻到较强烈的臭鸡蛋气味。⑵将三氯化铁溶液滴入硫化钠溶液中，实验现象：产生黑色沉淀，振荡后黑色沉淀不消失，同时闻到轻微的臭鸡蛋气味。根据上述实验现象，可以对反应本质得出以下认识：混合前两种溶液可发生下列反应：三氯化铁溶液水解：FeCl3+3H2O—Fe（OH）3+3HC1硫化钠溶液水解：Na2s+H2O—NaHS+NaOHNaHS+H2O—H2S+NaOH当硫化钠溶液滴入三氯化铁溶液中时，局部主要反应为：2FeCl3+3Na2S=2FeSI+SI+6NaCl（氧化还原反应）
109振荡后的反应：FeS+2HC1=H2St+FeCl2（复分解反应）同时还发生反应：3Na2s+2FeCb+6H2O=2Fe（OH）3I+3H2St+6NaCl（双水解反应）当三氯化铁溶液滴入硫化钠溶液中时，局部发生反应：2FeCl3+3Na2s=2FeSI+SI+6NaCl由于硫化钠溶液具有碱性，所以振荡后硫化亚铁也不会溶解。同时还发生反应：3Na2s+2FeCl3+6H2O=2Fe(OH)3I+3H2st+6NaCl上述反应中淡黄色的硫和红褐色的氢氧化铁絮状沉淀被黑色硫化亚铁遮盖。在上述研究过程中，研究的内容包括复分解反应、水解反应、氧化还原反应等类型的反应。有已知的关于氯化铁和硫化钠的知识，也有未知的两者之间的反应。1.研究性实验的界定、意义和作用“研究性实验”也称探究性实验，就是运用一定的实验方法，创设不同的实验情境，探索某一化学反应的实质和规律，从而有力地解释客观事实的实验属性。为此，就应对一些化学反应从多方位、多层面进行深入研究。“研究性实验”强调学生通过自主参与，类似于科学研究或科学实验的学习活动获得亲身实验，产生积极情感，逐步形成一种在日常学习与生活中喜爱质疑、乐于探究、努力求知的心理倾向，激发探索和创新的积极欲望。这种研究有利于培养学生思维的灵活性，克服在化学学习中受某些思维定势影响及在解决化学问题时产生的障碍。研究性实验的意义和作用主要有以下几点：第一，有效地促进学生理解和掌握化学知识，并能拓宽已知的，发现未知的化学知识。第二，切实地培养使用仪器、药品的技能，操作技能，记录实验的技能，特别是设计实验的能力。第三，深入地培养观察能力、思维能力，特别是创造性思维能力，自学能力，以及根据实验现象分析综合得出正确结论的能力。第四，培养学生的科学态度，学会科学研究的方法。2.研究性实验教学的特点a.开放性.研究性实验的内容既可以来源于化学课本，也可涉及日常生活、社会生活知识，课内外结合有一定时间和空间保证，包括开放学校实验室、图书馆等，为学习者个性特长和才能的发挥留有足够时空。b.探究性.探究是研究性实验的主要方式，在研究性实验活动中可以是教师提供研究实验课题，也可以是学生自己提出课题或师生共同讨论课题，在提出课题这一环节，师生共同探究，共同提高。c.实践性.研究性实验强调理论与实验的联系，以学生动手实验为主，通过查阅资料研究问题，解决问题，让学生在探究实验中获得成功，感受到实践成功的喜悦。3.研究性实验教学实施的一般过程：⑴选定课题⑵成立小组⑶实践课题⑷实验报告⑸实验评价参考文献1.冯相民.中学化学研究性实验探微[J].中学化学教学参考，2002(4)2.陈鸿雁.对S"还原Fe3+实验的探讨[J].中学化学教学参考，2002(5)3.潘鸿章.中学化学实验研究与创新[M].南方出版社，2(X)1年7月4.杨静、陆真.研究性学习一化学教育改革的新视点[J].化学教学，2002(1)5.魏锡山.研究性学习一建构七义学习观的成功实践[J].天津教育，2001(7-8)6.陈庆进.初中化学“研究性实验”教学探讨叫.实验教学与仪器，2001(7-8)
1101.吴俊明.关于研究性学习的几个问题[J].中学化学教学参考，2001(1-2)实验十七加碘食盐中碘的检验和明矶成份的检验实验教学研究的目的1.掌握加碘食盐中碘检验、明研成份检验的方法和技能。2.通过检验方法的探讨，培养实验设计和探究能力。3.学习和训练组织中学生进行学生实验的教学技能。实睑教学研究内容1.加碘食盐中碘的检验。2.明矶成份［KAI(SO4)2・12H2。］的检验。3.加碘食盐检验或明帆成分检验学生实验的组织教学。实验教学研究步骤一、课前资料收集与研究方案的设计1.思考与讨论(1)加碘食盐中的碘元素以什么形态存在？加入的是什么含碘物质？(2)加碘食盐的检验主要利用加入的含碘物质什么重要的化学性质?单质碘有何重要特性？(3)要使单质碘从加入的含碘物质中游离出来，应选择什么性质的物质与其反应？(4)物质检验一般有何基本要求和基本步骤？(5)如何检验明研中的离子?如何检验其中含有水？2.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验教学研究的目的与要求，明确实验的关键，收集与本实验教学研究相关的资料。(1)本实验内容；(2)中学、大学化学中有关碘酸盐、单质碘和有关明帆成分检验的知识；(3)本实验中“参考资料”及与本实验教学研究有关文献。3.实验研究方案的设计在“思考与讨论"和''阅读与资料收集”的基础上，明确每一实验的关键，设计如下实验研究的初步方案：(1)加碘食盐中碘的检验从定性的角度设计检验方案。检验方案应从含碘物质一一碘酸盐的强氧化性出发，通过氧化还原反应原理选择合适的显色剂(含还原剂和指示剂)进行设计。(2)明矶成份的检验从明矶中所含离子、分子的特性去设计检验方案。上述实验的设计，要求符合物质检验的一般要求，步骤清楚、简捷，操作容易、安全，结论科学可mm。4.实验教学研究方案的设计根据实验教学研究的目的，设计一个组织中学生进行碘盐检验或明研成分检验的学生实验教学方案。该教学方案除了应有课堂教学各阶段(课前、课初、课中、课尾)的设计外，重点应突出如下方面的指导：(1)物质检验的基本要求和基本步骤。(2)物质检验的方法：从被检物质的特性入手，选择药品、仪器等。上述两个设计方案于实验前交指导教师审阅。
111二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析指定同学介绍他们碘盐检验或明研成分检验的实验研究方案(可由教师在审阅学生实验研究方案的基础上，有目的、有针对性地指定)。然后组织评析，评析实验研究方案应重点围绕如下方面进行：(1)检验的原理是否科学、合理；(2)检验步骤是否清楚、简捷；(3)检验操作是否简易、安全。在讨论交流的基础匕学生自我调整研究的初步方案。2.实验探究学生按调整后的实验研究方案进行实验探究，教师巡视指导。实验过程中应注意：(1)碘盐检验的实验条件，(如酸性条件或一定的温度条件)以及显色剂的配制等。(2)明研成分检验中结晶水的检验。三、实验教学研究由两位学生以说课的形式，分别介绍他们设计的组织中学生进行学生实验的教学方案，并组织评议。评议应重点围绕组织此学生实验的课堂教学结构完整性设计、重点指导内容和方法的设计、学生交流、讨论、质疑的设计等进行。四、实验教学研究总结1.教师小结本次实验，布置新的实验教学研究内容教师在本课结束前，在巡视指导的基础上，就本次实验的成功与不足进行小结，并回答学生就实验过程中出现问题的提问。最后布置下次实验教学研究内容，要求学生做好课前研究工作。2.课后结合实验报告重点总结如下内容：(1)本实验成功的关键；(2)物质检验的基本要求；(3)组织中学生进行此实验的教法；(4)本次实验的最大收获。参考资料3.物质的检验物质的检验就是对物质的成分进行检验，以确定其有什么或是什么，包括对指定物的检验和未知物的检验。物质检验一般都是利用物质(或离子)的特征反应，根据实验现象来判断或推理完成的。(1)进行物质检验时对反应的一般要求①反应进行的条件1)反应要有明显的外部特征。如溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解、气体的产生等。此外，还必须进行得迅速、完全。2)反应要在适宜的酸碱度、浓度和温度下进行。3)排除干扰物质的影响。如用Ag+检验C「时，要先向溶液中加少量稀硝酸。②反应的选择性因为一种试剂往往能与许多物质(或离子)发生反应，故物质检验的反应应具有一定的选择性和特效性，应选特征反应。(2)物质检验的基本步骤①对试样进行外观观察。如试样为蓝色晶体，可初步判断可能是一种铜盐。
112②试样的准备。无机物的检验反应一般在溶液中进行，当试样为固体时，应首先取少量试样配成溶液。③检验。在检验配好的溶液中是否含有某一离子时，每次均应移取少量溶液进行检验，绝不能将检测试剂直接加到全部待检测溶液中。2.明矶简介十二水合硫酸铝钾［KAMSOjzJZHzO］俗名是明帆,明帆也常用心SOrAlMSO)・24HQ表示。明帆是无色晶体，易溶于水。3.为防止因缺碘而引起的甲状腺肿，食用的食盐要加入一定量的碘化物(主要是碘酸钠和碘酸钾),我国从2000年10月1FI起，规定食盐中碘含量为35mg/kg。碘酸根离子(IO3)在酸性条件下能被一些还原剂还原游离态碘单质，碘遇淀粉变蓝，可用此法来检验。(1)根据5I+KV+6H，可向其中加入几滴KI溶液，即能使淀粉溶液变蓝。该反应灵敏度高，但因人为加入碘离子，难免的其他因素会将碘离子氧化为碘单质，使其信度不高。(2)根据Fe"+e=Fe2+E=0.77V,2103+12^+1(k=12+6^0E=1.19V,也可向其中加入亚铁盐，振荡，即能使淀粉溶液变蓝。如气温低，可稍加热。由于加碘食盐中碘含量较低，用于检验的溶液的必须是饱和溶液才明显。一般是将500g袋装食用盐全部倒入500mL烧杯中，加适量蒸播水，液面浸没食盐晶体稍过一点为宜，用玻璃棒充分搅拌，静置，取其清液3〜5mL于试管中，滴加2〜3滴熟淀粉溶液，再滴加2〜3滴盐酸，用于滴加KI溶液或亚铁盐溶液检验。也可直接取少量食盐检验。将少量食盐放于洁净的玻片上，用滴管吸取由1mL磷酸、ImlLl%的KI溶液及100mlL0.5%淀粉溶液混合配制的试液1滴，滴于食盐上，若呈现蓝色，证明食盐中含有碘。参考文献1.潘鸿章.中学化学实验研究与创新［M］.海口：南方出版社，2001:301.2.王万铭、杨秋梅.海带和碘盐中碘含量的检测实验［J］.中学化学教学参考，2002(8-9)：93〜943.季芳.高中化学研究学习的探［J］.课程教材教法，2002(6):394吴俊明等.化学活动课及微型实验设计与实践［M］(上海).北京:民生与建设出版社，1999:162-1635.孙志宽.中学化学实验教学研究［M］.杭州:杭州大学出版社，1992:293-297实验十八比较食物中维生素c的含量实验教学研究目的1.学习和探讨比较食物中维生素c含量的方法和技能。2.通过实验方案的设计和动手实验，培养化学实验设计和探究能力。3.通过该实验的体验，学习和训练组织中学生开展联系日常生活的学生实验的教学方法和技能。实验教学研究内容1.自选3种果品或蔬菜比较它们维生素C的含量。2.探讨组织中学生开展此学生实验的教法。实验教学研究步骤一、课前资料收集与研究方案的设计1.思考与讨论(1)维生素C有哪些主要的物理性质和化学性质？比较或测定维生素C含量主要依据维生素C什么化学特性？(2)碘滴定法测定果蔬中维生素C含量的化学原理是怎样的？如何配制一定浓度的碘液？
113(3)怎样从蔬菜和水果中提取维生素C溶液？如何测定蔬菜和水果中维生素C的含量？1.阅读与资料收集在明确本实验教学研究目的的基础匕阅读好本实验内容及参考资料，以及与本实验内容有关的中学教材和其它有关文献，明确实验成败关键和相应的实验方法和技能。2.实验研究方案的设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础上，设计如下实验研究的初步方案：比较三种果品蔬菜(自选，如西红柿、白菜、柑桔、苹果等)中维生素C的含量。设计实验方案时应注意如下两点：(1)注意对果蔬浸出液和待测液、滴定液配制的设计，对滴定操作的设计，对滴定结果比较或定量测定的设计。(2)滴定比较最好设计表格进行。3.实验教学研究方案的设计设计组织中学生比较果蔬中维生素C含量的学生实验教学方案。本实验的教学方案设计除应有学生实验各阶段教学过程的设计外，应突出如下三方面：(1)课前学生对被测果品、蔬菜的准备，及有关该实验内容的资料收集，即课前准备的设计。(2)课尾实验成果交流讨论的设计。通过交流比较测定的成果，不仅可以丰富学生食物中维生素C的含量的知识，而且可以使学生获得实验的成就感。(3)课后成果汇集的设计。上述设计两个研究方案于实验前交指导教师审阅。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析指定同学介绍他们的方案(可由教师在审阅学生实验研究方案的基础匕有目的、有针对性地指定)。然后组织评析。在讨论交流的基础上，学生自我调整研究的初步方案。本次实验研究方案的评析，应重点围绕测定和比较方法的可行性，各步操作(浸出液的提取与配制、滴定液配制、滴定操作、滴定结果的比较与计算等)设计是否详尽、合理、可操作，是否有创意地进行。2.实验探究学生按调整后的实验研究方案进行实验探究，教师巡视指导。(1)为能够比较果品蔬菜中维生素C含量的高低，各种食物应取等质量，稀释时加等量的水。(2)因维生素C容易被空气中氧所氧化，浸出液应随配随用。(3)因维生素C在一定的酸碱条件下被氧化，故应注意一定的酸碱度。(4)注意滴定操作终点到达时指示剂颜色变化。三、实验教学研究由1-2位学生以说课的形式，分别介绍他们组织中学生开展此学生实验的教学方案，并组织评议。评议除应注意课堂结构的完整性评议外，应重点围绕“实验教学研究方案的设计”中“应突出的三方面”进行。学生根据师生的评议情况，各自自我完善实验教学方案。四、实验教学研究总结1.教师根据本次实验研究和实验教学研究的情况进行小结，并布置新的实验教学研究任务。2.课后结合实验报告，重点总结如下内容：(1)报告所比较的几种食物中维生素C含量的结果；(2)本次实验成功的关键；
114(3)所设计的方案有哪些地方需要改进；(4)本次实验的最大收获。参考资料1.维生素C又称抗坏血酸，广泛存在于水果、蔬菜中，易溶于水，微溶于乙醉和甘油，不溶于大多数有机溶剂。因结构中有烯醉式羟基，故具有酸性。易被空气和其它氧化剂氧化成脱氢维生素C。光、金属离子(如Fe2\Cu")或荧光物质能促进其氧化分解。维生素C可受热分解，煮沸蔬菜时维生素C损失。?H?H?HZ2H，叮/。//。H,c—c—c—c—c—C—=5-h3c—（：—c—c—c—c'iii।+2Hr।।IOHH1—0—IOHH।—0―1维生素C脱氢维生素C维生素C能保护酶中的一SH不被氧化、常用于防止Pb、Hg、Ag的慢性中毒，可促进胶原蛋白和粘多糖的合成，从而促使伤口愈合。能减低微血管的通透性和脆性等。维生素C还能破坏亚硝酸盐，从而可减少亚硝酸盐对人体的危害。2.维生素C是人类营养中最重要的维生素之一。因为人体不能自身合成维生素C,必须由新鲜的水果，蔬菜中提供。维生素C易溶于水，具有很强的还原性，在酸性溶液中，能把单质碘还原为碘离子。根据这个性质，可以用淀粉作指示剂，用已知浓度的碘溶液测定水果和蔬菜中维生素C的含量，或比较不同食物中维生素C的含量。（1）取10g新鲜的水果或蔬菜，切碎研细，加10mL水使维生素C充分溶解，过滤，收集滤液。取5mL滤液于洁净的锥形瓶中，加20mL水稀释，再加入2mL2%淀粉溶液，用稀盐酸调至PH值=3左右，待用。（2）称取5g碘化钾和0.64g碘，把它们先后溶于50mL蒸福水中，再把溶液转移到250mL的棕色容量瓶中（为什么），加水稀释到刻度，制成浓度为0.01mol/L的碘溶液。（3）用滴管吸取碘液滴入试液中，每滴定1滴，摇荡几下，直到溶液的蓝色不再褪掉为止。记录消耗碘液的滴数，根据每1mL碘液能被1.76mg维生素C还原，就可以算出5mL滤液中所含维生素C的数量，进而算出10g新鲜水果中维生素C的含量。也可根据滴定用去碘液的多少，比较不同水果或蔬菜中维生素C的含量。3.维生素C在中性溶液中遇氯化铁溶液，显紫色。所以也可用这个方法检验提取液中是否含有维生素C。方法是：取要检测的果品、蔬菜浸取液3mL,用碳酸钠溶液调至中性后，滴入2滴氯化铁溶液，溶液呈紫色，证明有维生素C。4.维生素C在碱性条件下，能使亚甲基蓝溶液由蓝色变为无色。所以也可用此法检测水果蔬菜中是否含有维生素C。方法是：取要测检的果品、蔬菜浸取液3mL,用碳酸钠溶液调至弱碱性（PH约为8〜9）,滴入一滴亚甲基蓝溶液，观察蓝色是否褪去。参考文献1.潘鸿章.中学化学实验研究与创新［M］.海口:南方出版社，2001：320-3212.孙志宽.中学化学实验教学研究［M］.杭州大学出版社，1992：293-2973.吴俊明等.化学活动课及微型实验设计与实践（上册）［Ml.北京：民主与建设出版社，1999：162T63
115第七章研究性学习实验教学研究实验十九空气中甲醛气体含量的简易测定实验教学研究目的1.学习和探讨空气中甲醛气体含量简易测定的方法和技能。2.通过空气中甲醛气体含量测定装置和操作方法的设计，培养实验设计和创造性思维能力。3.通过甲醛气体含量测定的研究性学习实验的体验，探讨组织中学生进行研究性学习实验的方法。实验原理0甲醛的分子结构为H-P-H,含有醛基，因而甲醛与其他醛一样易发生氧化反应。甲醛与强氧化剂高镒酸钾在酸性条件下，可发生如下反应：2MnOJ+5HCH0+6H4►2Mn2++5CO2t+8H2O反应时，可利用MnOJ离子自身的颜色变化指示反应是否完成。实验教学研究步骤一、实验研究方案的初步设计1.问题与讨论在个人思考的前提下，以研究小组为单位讨论下列问题：(1)甲醛分子结构中含有什么基团?此基团决定了甲醛具有什么重要的化学性质？(2)酸性高镒酸钾溶液具有什么重要的化学性质？高镒酸钾溶液显何颜色，其显色的灵敏度如何？(3)气态物质跟溶液中的物质发生化学反应的一般装置是怎样的？要使气态物质跟溶液中的物质发生完全反应，其实验装置和操作各应注意什么？(4)如果通过用酸性高镒酸钾溶液来氧化甲醛测定室内甲醛的含量，这对高镒酸钾溶液的浓度有何要求？(5)高镒酸钾溶液的稳定性如何？如何配制和存放高镒酸钾标准溶液？2.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，在''问题与讨论”的基础上，研究小组进行分工合作，收集好与本实验研究相关的资料。(1)本实验内容；(2)中学、大学化学教材中有关本实验的内容；(3)本实验中“参考资料”及与本实验研究内容有关文献。3.实验研究方案的设计研究小组针对实验研究课题，在收集资料的前提下，经过小组充分讨论，统一方案后，由组长或组员(可轮流)执笔，设计出本课题的实验研究初步方案。设计实验方案时应注意从以下几点考虑：(1)从甲醛易被氧化的性质着手，选择在溶液中有颜色变化的高钵酸钾作氧化剂。(2)从空气中甲醛含量不多的特点，配制低浓度的高钛酸钾溶液。(3)从气体。液体尽可能完全反应的需要出发，设计实验测定装置和操作方法。(4)从化学反应方程式中高锌酸钾的质量可推知甲醛的质量，从甲醛的质量与相应的通入空气的体积联系起来，设计相应的实验装置和计算方案。(5)以室内空气中甲醛气体的最高允许浓度20mg/m3为标准，设计出相应的超标和不超标的方案。
116(6)从高镒酸钾溶液的不稳性出发，设计相应的标准溶液配制与存放方法。
117(7)从可能存在的测定误差出发，设计误差尽可能小的实验测定方案。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析由组长(也可轮流)介绍本组设计的实验测定方案，教师组织学生评析。研究性学习实验方案的评析可灵活机动，对于分组共题的，可相互评析，对于一组一题的，可教师与组员评析；评析的时间、地点也可不一。本实验方案的评析应重点围绕以下几方面进行：(1)实验方案(尤其是实验装置，实验操作)的科学性、可行性。(2)高镒酸钾标准溶液的配制与存放方法。(3)实验测定结果的计算与讨论。各研究小组通过评析，各自自我调整实验测定方案。2.研究小组按评析调整后的实验方案进行研究性学习活动——居室中实地测定空气中甲醛的含量,教师参与一个组的实验活动或巡视指导。三、实验教学研究总结1.实验研究的表达交流各研究小组汇报本组实验研究的方法、过程和结果以及存在的问题，教师组织学生讨论、分析。引导学生分析、解决实验测定中存在的问题，引导学生对测定结果的误差进行分析。本实验测定存在的主要问题是高镒酸钾的不稳定性，会导致实验测定结果的偏高，再有就是抽气的速度过快，会造成甲醛反应的不完成，导致测定结果偏低。教师在组织各组汇报交流的基础匕进行小结、评优，强化和激励研究性学习活动。2.实验教学研究结果的报告课后结合实验报告重点总结如下内容：(1)本组实地测定的结果及其误差分析，减少误差的措施；(2)甲醛含量测定的实验装置(气体与液体物质充分反应)对自己的启示；(3)组织中学生开展此研究性学习实验的组织方案；(4)本次实验的最大收获。参考资料以下信息可供你研究时参考，你还可经继续查询其他有关的资料。1.居室的豪华装璜往往带来甲醛对室内空气的污染。被装璜的天花板、墙壁贴面使用的塑料、地毯、隔热材料、塑料家具、油漆涂料以及衣服织物等一般都会有甲醛。一般甲醛污染的程度随装璜的豪华程度而加大。甲醛是一种无色易溶于水的有刺激性气味的气体。甲醛对人体有害，主要是因为甲醛可经呼吸道、消化道及皮肤吸收，引起组织蛋白的凝固坏死，从而具有杀伤力。长期接触低剂量的甲醛还可引起呼吸道疾病，引起新生儿体质降低，染色体异常，甚至引起鼻咽癌。室内空气中甲醛气体最高允许浓度为20mg/m3.2.甲醛结构中由于醛基的存在，因而甲醛具有强的还原性，极易被氧化剂所氧化。以高镒酸钾作氧化剂，每升溶液中只要有KMn。,即可显示出紫红色，与甲醛气体反应则溶液由紫红色变为无色，化学反应方程式如下：2MnO「+5HCHO+6Hl——►2Mn2++8H2O+5CO23.利用高镒酸钾作氧化剂和指示剂的甲醛简易测定(1)测定装置，如图7-19-1(依据此原理你还可以设计出更简单的装置吗？)(2)实验步骤：①KMnC>4标准溶液配制准确称取1.5800g高镒酸钾，用少量水溶解后转移到1000mL容量瓶中，准确定容(注意：KMnOq溶液色深，液面弯月面不易看出，读数时应参看液面的最高线)。取此溶液1mL稀释100倍，即得lX10-4mo|/L高镒酸钾溶液。配制好的溶图7-19-1
118液存放在清洁带塞的棕色瓶中，注意随配随用。②用2.5mL注射器准确移取2mLlxlO-4mol/L的KMnO」溶液，注入六孔井穴板的一个孔穴内，加入3滴6moi/LH2s04溶液，盖好盖子，按图连接好装置。将此装置置于待测的居室内，缓慢抽气(应慢慢抽拉活塞，否则反应不完全，测定结果会偏低)，每次抽气50mL,宜到紫红色褪尽为止。记录抽气次数。③计算室内甲醛气体浓度。依据抽气次数及化学方程式计算室内空气中甲醛的含量(近似含量)。4.KMnQ,氧化能力强，易和水中的有机物、空气中的尘埃及氨等还原性物质作用，KMnC>4还能自行分解：4KMnO4+2H2O=4KOH+4MnO2I+3O2t在中性溶液中，KMnO4自行分解的速度很慢，但Mi?+和MnCh的存在能加速其分解，见光分解得更快。另外，市售的KMnCh中常会有少量MnCh等其他杂质。可见，KMnCU溶液的浓度容易改变，必须正确地配制(精确的分析测定时必须对KMnCU溶液进行标定)和保存。正确配制和保存的溶液应呈中性、避光、防尘、不含MnCh。5.醛类可使无色的品红醛试剂(也叫Schiff•试剂)显紫红色，且很灵敏，甲醛所显的紫红色加硫酸后不消失(其他醛所显颜色褪去)，因此，品红醛试剂(在品红的红色溶液中通二氧化硫所得的无色溶液)可用于检验甲醛和区别其他醛。参考文献1.张小林等.室内空气中甲醉气体简易测定法[J].化学教学，2001(10):9-102.华中师范大学等编.分析化学实验(第二版).北京：高等教育出版社，1987:137〜1413.东北师范大学等五校编.有机化学(第三版)上册.北京：高等教育出版社，1993:3244.谢冬.甲醛与环保纺织[J].化学教育，2000(7〜8):4〜55.仇亚洁.重视室内环境保护[J].中学化学教学参考，2001(10):55〜57实验二十用铝、稀硫酸、烧碱为原料制取氢氧化铝实验教学研究目的1.探讨制取氢氧化铝的多种合成路线，培养学生防止环境污染的意识和行为，对学生进行绿色化工的教育。2.从绿色化学的角度(原子利用律、环境因子)设计绿色合成途径制取氢氧化铝，培养学生设计绿色化学实验的能力。3.学习和体验研究性学习实验，探讨组织中学生进行研究性学习实验的教学方法。实验原理®2A1+3H2SO4=A12(SO4)3+3H2tA12(SO4)3+6NaOH=3Na2SO4+2A1(OH)3I②2Al+2NaOH+2H2O=2NaA102+3H2t2NaA102+H2so4+2H2O=2A1(OH)31+Na2SO4③2A1+3H2s。4=A12(SO4)3+3H2t2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2tA12(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8A1(OH)3I+3Na2SO4实验教学研究步骤一、实验研究方案的初步设计1.问题与讨论
119在个人思考的前提下，以研究小组为单位讨论下列问题：(1)什么叫绿色化学？绿色化学有何特点？⑵什么叫原子利用律？什么叫环境因子？⑶用铝、稀硫酸、烧碱为原料制取氢氧化铝有几种合成路线？如何从绿色化学的角度选择合理的途径？(4)在组织中学生进行该研究性学习实验教学过程中，如何对他们进行环保教育，培养他们的环保能力？1.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，在''问题与讨论”的基础上，研究小组进行分工合作，收集好与本实验研究相关的资料。⑴本实验内容；⑵中学“用铝、稀硫酸、烧碱为原料制取氢氧化铝”的有关教材；⑶本实验中“参考资料”及与本实验教学研究内容有关文献。2.实验研究方案的设计研究小组针对实验研究课题，在收集资料的前提下，经过小组充分讨论，由组长或组员执笔，设计出本课题实验研究的初步方案：设计实验方案时应注意：⑴在小组讨论的基础上，从三种物质相互反应的原理出发，提出多条合成路线的假设；⑵综合分析、比较，通过原子利用律和环境因子的具体计算，探究经济又可行的绿色反应途径，使设计的实验方案符合绿色化学的要求。⑶在选择出合理途径的基础上，再设计出操作步骤。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析由组长(也可轮流)介绍本组设计的实验研究方案，教师组织学生评析。研究性学习实验方案的评析可灵活机动，对于分组共题的，可相互评析，对于一组一题的，可教师与组员评析：评析的时间、地点可不一.本实验的评议应重点围绕以下方面进行：⑴绿色化学途径；⑵科学、合理的实验操作方案2.各研究小组按评析后调整的研究方案进行实验探究，教师参与一个组的实验探究或巡视与指导。三、实验教学研究总结1.实验研究的表达交流各研究小组汇报本组实验研究的途径、方法和结果及存在问题，并展示制取物——氢氧化铝。教师组织讨论、评议，并在此基础上，进行小结，评优，强化和激励研究性学习活动。2.实验教学研究结果的报告课后结合实验报告重点总结如下内容：(1)选择绿色化工途径的依据；⑵组织中学生进行此研究性学习实验的组织方案：⑶本次实验最大的收获。参考资料以下信息可供你进行研究时参考，你还可以继续查阅有关资料。1.用铝、稀硫酸、烧碱为原料制取氢氧化铝有如下三种方案：①先使铝跟稀硫酸反应生成硫酸铝，硫酸铝再跟氢氧化钠反应生成氢氧化铝。2A1+3H2SO4=A12(SO4)3+3H2tA12(SO4)3+6NaOH=3Na2SO4+2A1(OH)31
120②先使铝跟氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，再跟稀硫酸反应生成氢氧化铝。2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO：+3H2t2NaAlO2+H2SO4+2H2O=2A1(OH)3I+Na2SO4③先分别使铝跟稀硫酸反应和铝跟氢氧化钠反应，得到的产物硫酸铝和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝。2A1+3H2SO4=A12(SO4)3+3H2t2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2tA12(SO4)3+6NaAlO2+12H20=8A1(OH)3I+3Na2SO4应从原子利用律和环境因子的角度选择最佳合成路线。1.有关绿色化学的相关知识：⑴绿色化学的核心内涵：在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。绿色化学的着眼点是使污染消灭在生产的源头，使整个合成过程和生产工艺对环境友好，这是治本、治根，是从根本上消除污染的对策。这时的合成反应就是“绿色反应”，这时的化学工业就是“绿色化学工业”，整个化学就可称为“绿色化学”。(2)绿色化学的特点：绿色化学(GreenChemistry)又称环境无害化学(EnvironmentalBenignChemistry).在其基础上发展的技术称环境友好技术(EnvironmentalFriendlyTechnology)或洁净技术(CleanTechnology).它所研究的中心问题是使化学反应及其产物具有以下特点：①采用无毒无害的原料;②在无毒无害的条件(催化剂、溶剂)下进行；③具有“原子经济性”，即反应具有高选择性，极少副产品，甚至实现“零排放”；④产品是环境友好的。此外，它还应满足“物美价廉”的传统标准。因此绿色化学可以看作是进入成熟期的更高层次的化学。在美国，科学基金会(NSF)和许多化工企业已经为“绿色化学”研究提供专门的资金资助，并且设立了“总统绿色化学奖”，以奖励有重大突破的“绿色化学”成果。“绿色化学”被誉为“新化学的婴儿”，其根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视整个化学和化工。绿色化工过程仅仅作到零排放和原子经济是不够的，它还应当能够使用清洁能源为动力。如果不能使用清洁能源，则相当于把环境负荷转嫁于过程之外。⑶绿色科技：它是生态环境友好的科技，目的是在生态环境允许的负荷与人类生产、生活消费的需要之间把握最佳平衡，是社会经济与环境协调发展。在对待污染的问题上，“绿色科技”把过去末端治理为主的模式转变为源头预防为主的模式。(4)环境因子：废物的质量与产品质量的比值，其中废物指产品以外的所有其它物质，而没有考虑是否可以分离后再利用。废物越少，其环境因子的值就越少，对环境保护越有利。⑸原子经济：“原子经济”这一术语是由斯坦福大学BarryTrost教授提出来的，这是一个关于有多少反应物转变成最终产物的概念。它是“绿色化学”孜孜追求的目标，是从节约能源的角度看待环境。原子利用律是原子经济的指标之一，它是化学反应中目标产物的摩尔质量与化学反应中按计量所得物质的摩尔质量之和的比值。理想的原子利用律是100%,即参加化学反应的所有原子都转化到目标产物中。按照绿色化学的要求，所以化学反应必须是：①最大限度利用原料；②最大限度减少废物排放。原子经济的反应：A+BfC(产物)+D(副产物)C»D或D=0(6)零排放：是化工过程的理想，即不排放“三废”以及其它环境污染产物，原子经济的化工过程有时也可作到零排放，但这要求副产物对环境无害，如副产物是水。零排放的过程：原料一化工过程一产品
121污染排放为零(7)绿色化学12条原则：Anasta和Warner提出绿色化学的12条原则，这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准：①最好是防止废物的产生而不是产生后再来处理；②合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌并入最终产物中；③只要可能，反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小；④设计的化学产品应在保持原有功效的同时，尽量使其无毒或毒性很小；⑤应尽量不使用辅助性物质(如溶剂、分离试剂等)，如果一定要用，也应使用无毒物质；⑥能量消耗越小越好，应能为环境和经济方面的考虑所接受；⑦只要技术上和经济上可行，使用的原材料应是能再生的；⑧应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护与去保护，物理与化学过程的临时性修改等)；⑨尽量使用选择性高的催化剂，而不是靠提高反应物的配料比；⑩设计化学产品时，应考虑当该物质完成自己的功能后，不再滞留于环境中，可降解为无毒的产物;(11)分析方法也需要进•步研究开发，使能做到实时、现场监控，以防有害物质的形成；(12)一个化学过程中，使用的物质或物质的形态，应考虑尽量减小实验事故的潜在危险，如气体释放、爆炸和着火等。1.有关利用原子利用率和环境因子的计算例如：用铜和硝酸为主要原料制取硝酸铜主要有下列三种方案：(1)Cu+4HNO3(i^)=Cu(NO3)2+2NO：t+2H2O(2)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NOt+4H2O⑶2Cu+02=2CuO2CuO+4HNO3=2Cu(NO3)2+2H2O由上可以看出，理论上制取3摩尔硝酸铜，方案⑴、⑵、(3)所消耗的硝酸分别为12、8,6摩尔，产生有毒气体NOx的量分别为6、2、0摩尔，其原子利用律分别为：⑴原子利用律CU(NO3)2Cu(NO3)2+2NO+2H2O―188188+92+3659.5%⑵原子利用律3Cu(NO3)2+2NO-HHjO564564+6(R72=81%⑶原子利用律=2CU(NO3)22Cu(NO3)242H20376376+3691.3%通过分析计算可知：⑴消耗的硝酸最多，生成的污染物最多，原子利用律最低，因而方案最差。⑶消耗的硝酸最少，不产生污染环境的气体，原子利用律最高，是最佳方案。再从环境因子进行比较：都制取3摩尔硝酸铜。⑴方案可同时生成6摩尔二氧化氮和6摩尔水：⑵方案可同时生成2摩尔水；⑶方案同时生产3摩尔水。小证产用工6NO2+6H2O6X46+6X18(1)环境因子=cc3c:=〜0.6813Cu(NO3)23x188⑵环境因子=2NOMH2。_2x30+4x18〜,3Cu(NO3)23x188〜
122⑶环境因子=3H2。3Cu(NO3)j3x183x188*0,096由此可看出理论上制备相同量的目标产物CU(NO3)2，方案⑴产生的副产物最多，环境因子最大，方案最差；方案⑶产生的副产物最少，且无毒无害，实现了零排放，因而环境因子最小，⑶是最佳方案。(1)究性实验教学的特点a.开放性.研究性实验的内容既可以来源于化学课本，也可涉及日常生活、社会生活知识，课内外结合有一定时间和空间保证，包括开放学校实验室、图书馆等，为学习者个性特长和才能的发挥留有足够时空。b.探究性.探究是研究性实验的主要方式，在研究性实验活动中可以是教师提供研究实验课题，也可以是学生自己提出课题或师生共同讨论课题，在提出课题这一环节，师生共同探究，共同提高。c.实践性.研究性实验强调理论与实验的联系，以学生动手实验为主，通过查阅资料研究问题，解决问题，让学生在探究实验中获得成功，感受到实践成功的喜悦。参考文献1.刘超.谈化学教学中绿色化学教育的渗透[J].化学教学，2002(8)2.朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育，2001(1)3.朱清时.绿色化学的进展[J].大学化学，1997(6)4.林祥钦、谷云乐.“绿色化学”与化工[J].中国化工，1997(9)5.黄隐华、郝功邵.绿色化学与零排放新工艺[J].四川师范大学学报(自然科学版)，1999(3)6.何荣恒、王建华.绿色化学与环境教育[J].环境教育，1998(4)7.潘鸿章.中学化学实验研究与创新[M].南方出版社，2001年7月实验二十一自制植物酸碱指示剂及其变色范围的测试实验教学研究的目的1.学习代用指示剂的制取和测试其变色范围的简易方法。2.通过用红萝卜、红色月季花(或其他两种植物的花、茎、液、叶、果实)自制酸碱指示剂并测定其在不同pH条件下的显色情况，培养学生实验设计能力和动手能力。3.通过学习和体验研究性学习实验，探讨组织中学生进行研究性学习实验的教法。实验原理酸碱指示剂一般是弱的有机酸或有机碱，其共扼酸碱具有不同的结构，且颜色不同，当溶液的pH改变时，共钝酸碱相互发生转变，从而引起溶液的颜色发生改变。而植物色素包括脂溶性的叶绿体色素和水溶性的细胞液色素，前者存在于叶绿体，后者存在于液泡中，特别与花朵的颜色有关，如花青素属黄酮类物质。它们均仃庞大的共规体系或共腕双键结构，在酸碱溶液的作用下发生共规结构的改变而变色。自然界中有些植物的花、茎、叶、根和果实中含有一些植物色素，因此，可利用某些植物的花、茎、叶、根和果实的浸出液作酸碱指示剂。本次实验用红萝卜的皮和红色月季花的花朵来做实验，将它们经过一定的处理后，用它们的浸出液做成酸碱指示剂(试液或试纸)。实验教学研究步骤一、实验教学研究方案的初步设计1.问题与讨论：
123在个人学习和思考的前提下，以研究性学习小组为单位，讨论下列问题，明确本实验研究的关键：(1)什么是酸碱指示剂？其变色原理如何？(2)为什么某些植物的花、茎、叶、根、果实等可制作酸碱指示剂？(3)制取指示剂时，对所选择的花瓣的颜色有何要求？(4)在制作过程中，采取什么方法有利于花青素溶解而又不易腐烂变质？(5)对所制的指示剂溶液浓度有何要求？(6)如何配制pH为1—14的各种溶液？(7)用配制好的pH溶液，如何测定指示剂的变色范围？指示剂的用量为多少较为合适？1.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，实验成败的关键，收集与本实验教学研究内容有关的资料。(1)中学化学教材中有关指示剂的内容：(2)大学化学中有关缓冲溶液和酸碱指示剂的知识；(3)本实验中“参考资料”及与本实验教学研究内容有关的文献。2.实验研究方案的设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础上，经过研究小组充分讨论，统一实验方案后，由一人执笔设计出“自制植物酸碱指示剂及其变色范围的测试”的实验研究初步方案。设计实验方案时应注意如下几点：(1)详细写出从植物(红萝卜皮、红色月季花的花瓣)中溶解出花青素最佳的步骤和方法。(2)配制PH分别为1-14的溶液时，注意各溶液的准确用量(最好用表格来表示)和配制方法。(3)测定自制指示剂不同PH条件下显色的简易操作和记录表格。(4)注意组内实验研究分工的设计。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析教师在审阅学生实验研究方案的基础上，有目的、有针对性的让学生(从每小组选一人)分别介绍他们的实验研究方案，并组织评析。本实验方案的评议应看点围绕花青素溶解的方法、PH溶液的配制方案和测试方法的可行性、方案的详尽和易操作性进行。在讨论交流的基础上，学生进一步自我调整方案。2.实验探究各组按调整后的实验研究方案进行实验探究。教师参与一个组的实验探究或巡视指导。实验过程中注意分工、合作，使每位组员都有动手动眼的机会，在PH分别为1T4的溶液的配制过程中，注意所量取溶液体积的准确性，以减少实验误差；注意制取足量的植物浸取液；注意在测试不同PH条件下浸取液显色情况时探索加入的浸取液的合适量。三、实验教学研究总结1.实验研究结果的表达交流各研究小组汇报本组实验研究的方法和结果及实验过程中存在的问题，展示臼制的植物酸碱指示剂。教师组织学生讨论，在此基础上进行小结、评优，强化和激励研究性学习活动。2.实验教学研究结果报告课后结合实验报告重点总结如下内容：(1)自制的植物酸碱指示剂的简要操作过程。(2)自制的酸碱指示剂不同PH条件下的显色情况和大致变色范围。(3)本次实验的成败关键。(4)中学生开展此研究性学习实验的组织方案。
124(5)本次实验的最大收获。参考资料1.许多植物的花，具有五彩缤纷的颜色，有的是红色，有的是紫色，有的是蓝色，这都是由于含有花青素的缘故。花青素在植物体内以配糖体的形式存在。水解后即成为糖类和花青素，花青素遇到酸成为花青正离子，花青正离子具有深浅不同的红色；花青素遇到碱，则成为花青负离子，呈蓝色、绿色或黄绿色。花的颜色所以变化很大，就是由于色素在花中处于不同酸碱性的介质中的缘故。我们就是利用某些植物的花、茎、叶、根和果实中含有的花青素，取其汁液来做酸碱指示剂的。如用作酸碱指示剂的石蕊，就是从石蕊地衣中得到的色素。特别是具有紫色的、红色的花、茎、根和果实（有的是它的表面，如茎和根的表面），其汁液遇酸碱后，显色最为明显，酸碱之间的色差也最显著。2.代用指示剂的制取：将某些新鲜植物的花瓣、叶片、果皮等用清水洗干净，再放入研钵中，用玻璃棒或杵把它捣烂，加酒精厂2ml（应视花瓣等植物的数量而定），按制取浓溶液的要求浸泡几分钟后，再捣几次，使其溶解，再加蒸储水2ml稀释，最后用洁净的白布包裹，挤出汁液。如汁液浑浊，则把汁液倒入离心试管中，离心分离残渣，取出上层澄清的溶液即可作代用指示剂。用不同PH溶液测试，可知不同PH条件下该浸取液的显色情况.把滤纸裁成普通石蕊试纸大小，放在试液里浸泡十分钟，取出凉干，即成试纸。3.注意事项：（1）对花瓣的选择:颜色越深越好。（2）如选用紫色或红色的萝卜，只取其表皮不要把肉质刮下来。方法是"刮"不是“切（3）在制作的过程中加少量酒精的目的，一是有利于花青素的溶解，二是有防腐作用。（4）所制的指示剂溶液浓度不宜过稀，因此在将花瓣等含花青素的植物部分捣烂时，不宜多加水，『3毫升即可，视所取花瓣等植物的数量而定。（5）因要进行不同PH条件下浸取液的显色情况测定，故应考虑充足的浸取液的量的制取。4.配制PH溶液系列取洁净的大试管14只，依次贴上1-14序号的标签，排列在试管架上，然后根据下表一配制PH溶液。并倒入相应序号的试管中，混合均匀备用。用广泛PH试纸测定以上各混合溶液的PH，并记录在对应的试管序号标签上，这就是为实验测知的PH溶液系列（见下表系5.测试自制指示剂变色范围的方法各取1T4的PH溶液系列各1ml,依次排列后,分别依次滴加自制指示剂5滴（视溶液而定）左右,观察并记录指示剂在不同PH条件下的显色情况，并将结果记录于制定的表中。表7-21-1PH溶液系列的配制乐取所而溶液的亳升数NaOHlmol/LZHj-H2()Imol/ECH3C(X)HImol/LHC11moi/LFhOPH2181O.219.821.218.832.617.447.812.259.8IO.261010710.29.8812.27.8917.42.6101.22.618.8110.219.81221813
1252014
1266.可供制作酸碱指示剂的一些常见的植物及其在酸碱溶液中的变色情况。表7-21-2几种常见花所做的指示剂在不同酸碱溶液中的显色情况花名取用部分原液颜色酸液中中性液中碱液中（红或紫）太阳花花瓣橙色深橙红色浅橙红色橙黄色（红色）石蜡红花瓣淡紫色红色淡紫色绿色（朱红色）爆竹花花瓣红紫色橙红淡紫蓝绿（紫色）鸡冠花花或茎红紫色红色淡紫绿黄（红或紫）菊花花瓣紫红色红色淡紫绿色（紫色）紫荆花花瓣紫色红色紫色墨绿（紫色）紫罗兰花或叶紫色桔红紫色绿黄（红色）夹竹桃花瓣土红色桃红淡紫蓝色表7-21-3几种常见植物的根、茎、叶和果实表皮的浸取液在酸碱溶液中的显色情况名称取用部分原液颜色酸液中中性液中碱液中红萝卜深红色的皮、茎紫红色大红淡紫色绿黄葬菜紫红色的茎、叶蓝绿色橙红淡紫色草绿菠菜紫红色的根、茎、叶淡紫红色红色淡紫色绿色紫菜苔紫红色的茎、叶淡紫红色红色淡紫色菇绿缶.ini-i，览菜深红色的叶大红色深红色紫色绿褐色茎蓝蓝紫色的皮蓝紫色红色紫色蓝绿色紫扁豆紫色豆夹的皮、花淡紫色桔红紫色蓝绿色紫皮山芋紫红色的皮、茎、叶淡紫色桔红淡紫色深绿色杨梅果紫色果肉汁紫红色红色紫色蓝色紫葡萄紫红色表皮淡紫色红色淡紫色绿色海棠果紫红色果表皮淡紫色桔红淡紫色蓝色7.目前已知有六种天然花青素。它们的俗名为：氯化天竺葵色素、氯化青芙蓉色素、氯化飞燕草色素、芍药色素、锦葵色素和报春色素。花青素能溶于水，易溶于酒精，具有两性，它们与酸生成的盐常呈红色，而它们的金属盐则常是蓝色或蓝绿色，在中性溶液中呈紫色。我们经常遇到的紫色或紫红色的植物色素，主要是属于氯化青芙蓉色素，它也是一种能溶于水，易溶于酒精的红色盐，但它的颜色随溶液的pH而变化。如在醋酸钠水溶液中（pH=8）,由于形成了无水碱而呈紫色，在静置中，溶液可由紫色逐渐褪去而成为无色的假碱（醍型结构同时消失）；但当无色的溶液遇到碱（pH=12）时，颜色就变为蓝色，这时便形成了无水碱的阴离子；而当溶液遇到酸（pH=4）时，颜色就又回到红色，因为这时又产生了氯化青芙蓉色素。如静止在碱溶液中，所有这些化合物都转变为黄色的查耳酮。8.几种自制指示剂在不同PH值条件下的显色情况表7-21-4几种自制指示剂在不同PH值条件下的显色情况汁液颜色8910U121314NH^ClNH3•HjONaOH等停——”震二凰二1二靛
1277.理想的指示剂的一般标准：(1)制取指示剂的植物原料易得,造价低廉,制取的方法简单。(2)指示剂的变色范围较广，颜色反应的速度较快，呈色鲜明、持久。(3)敏感性强：用量少，对弱酸弱碱的稀溶液，都能确切鉴别。(4)指示剂对氧化剂、还原剂以及被测溶液的颜色反应较稳定，利于保存。参考文献1.西南师范学院化学系.中学化学教学法实验[M].高等教育出版社，1990:60-632.孙志宽.用紫萝兰作指示剂的试验[J].化学通报，1954(5):252-2543.孙志宽.自制植物酸碱指示剂及其变色范围的测试.中学化学实验教学研究[M].杭州大学出版社，1992:259-2664.崔迎春.有关植物色素、酸碱指示剂的研究性学习活动[J].化学教学.2003(3):21-22实验二十二大米酿酒实验教学研究的目的1.初步学会大米酿酒的方法和条件及操作技能。2.通过大米酿酒(或糯米酿甜酒)，培养学生的实验设计和运用知识解决日常社会生活问题的实践能力。3.学习和体验研究性学习实验，探讨组织中学生进行大米酿酒研究性学习实验的方法。实验原理大米中含有丰富的淀粉，淀粉在酒曲酶的作用下，在32℃(以糯米为例)左右发酵，水解、糖化制成酒酿。(CeH10O5)n+nH2O；♦需》312“淀粉’糖化的)葡萄糖C6Hl2。62HsOH+2C。2T葡萄糖实验教学研究步骤一、实验研究方案的初步设计1.问题与讨论在个人思考的前提下，以研究小组为单位讨论解决下列问题：(1)大米酿酒的原理。(2)什么是熟料酿酒？什么是生料酿酒？各如何处理大米？(3)大米酿酒的适宜温度是什么？为什么？(4)大米酿酒对发酵容器有什么要求？(5)粗制乙醇时应收集什么温度范围的储分？为什么？2.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，实验成功的关键，收集与本实验教学研究内容有关的资料。(1)本实验内容；(2)中学有关由淀粉制乙醉、“自制甜酒酿”的内容；(3)本实验中的“参考资料”及与本实验教学研究内容有关资料。3.实验研究方案的设计研究小组在“问题与讨论”和“阅读与资料收集”的基础上，依据实验内容和实验条件，
128在充分讨论的基础上，设计出本课题实验研究的初步方案。设计实验方案时应注意：(1)设计用熟料或生料服酒(或糯米酿甜酒)的一个具体操作的实验方案。(2)注意选择和探究大米酿酒的最佳条件。(3)因本实验时间长达几天，实验过程中对温度也有特殊要求，实验方案应注意对这方面的处理设计，注意实验的可行性。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析由组长介绍本组设计的实验方案，教师组织学生评析。本实验对研究方案的评议应重点围绕以下内容进行：(1)选择的实验条件是否合理。(2)实验操作过程是否科学。(3)是否针对本实验对时间、温度要求的特殊性，设计出可操作性的实验过程。2.实验探究各研究小组按评析后调整的研究方案进行实验探究，教师参与一个小组的实验研究或巡视指导。由于本实验过程时间长达3~4天，对实验温度又有特殊的要求，实验分几个阶段完成，故应开放实验室。实验探究时间可由学生自由安排，不一定要求在统一的时间内完成，实验过程中应注意对反应物温度的控制与观察。三、实验教学研究总结1.实验研究结果的表达交流各研究小组汇报本组实验研究的方法、工艺和结果及存在的问题，并展示制取的酒酿。教师组织学生讨论、评议，并在此基础上，进行小结，评优，强化和激励研究性学习活动，以促进学生创新精神的培养和实践能力的提高。2.实验教学研究结果报告结合实验报告重点总结如下内容：(1)大米酿酒实验的成败关键，包括：材料、温度、酒化酶、发酵容器的选择等；(2)组织中学生进行此研究性学习实验的方案。方案应包括实验的组织形式、对实验研究方案设计的要求、教师指导内容、学生讨论交流的内容与形式、研究结果的表达方式等；(3)本次实验的最大收获或体会。参考资料一、酒的酿造原理酒是用粮食、水果等含淀粉或糖的物质经过发酵制成的含乙醇的饮料，如白酒、葡萄酒等。酿酒可分为三个过程。第一是糊化过程，淀粉吸水而膨胀，加热使其进一步水解、糊化。在a-淀粉酶的作用下，直链的淀粉分子被割切为较短的葡萄糖链，成为低分子的糊精。第二个过程是糖化，糊精在B-淀粉前作用下被进一步切割，成为麦芽糖或葡萄糖分子。第三个过程就是酒化过程，也称发酵过程。这个过程中，葡萄糖经过多种酒化酶的层层催化作用，逐步转变为乙醇和二氧化碳。由于酒曲中微生物产生酶种类很多，原料中除淀粉或糖类外还含有许多其他成分，故在酿造的过程中，除产生乙醉和二氧化碳之外，还产生了酸、酯等其他物质，从而构成了酒的诱人芳香味。二、酿酒条件的选择1.酿酒原料的选择发酵法制乙醇原料有多种，可以是含淀粉的农
129产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜：或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解(用废糖蜜作原料不经这一步)、发酵，即可制得乙醉。发酵法制酒一般选用谷类如大米、玉米、大麦等，制酿酒一般选用大米，主要因为大米价格较低廉，淀粉含量远高于玉米、大麦等，而蛋白质、脂肪含量则较低，
130如表7-22-1。表7-22-1大米、玉米、大麦主要成分的比较大米玉米大麦淀粉（％）76〜8066〜7060〜65蛋白质（％）5〜88〜119〜12脂肪（％）0.3-24〜52〜3水分（％）11〜1312〜1312〜13大米种类又很多，有粳米、釉米、糯米等，熟料制酒一般选用糯米；生料制酒•般选用市售早米，并粉碎后通过40日筛。根据分组情况，也可以让不同的小组采用不同的原料进行实验探究。1.下曲水温及用量的选择下曲水温（原料加入发酵容器内的水温）无论生料和熟料，不能超过36℃,因为下曲后升温的幅度为5〜8℃。品温超过42℃时，发酵剂就会衰老甚至死亡。下曲量在冬季和夏季应有不同。冬季为070.8%,夏季为0.5-0.6%,以原料的总量计算。生料发酵制酒精，当原料与加水比为1：3时，出酒量较高，所以应控制二者之比为1：3。2.酒曲（含有糖化酶、酒化酶等催化剂）及其选择酒曲中含有大量的微生物，这些微生物产生的一些酶能把淀粉或糖水解成葡萄糖，再把葡萄糖变成酒精和二氧化碳。酒是微生物新陈代谢的产物，也是酶催化作用的结果。毫无疑问，酒曲的质量是出酒率高低的关键。质量好的酒曲，能针对原料内淀粉和糖分全部发酵为酒精，出酒率自然就高，所以应选择优质新鲜的酒曲。制取酒曲比较复杂，可到食品店或酒厂购得。如果愿自己制取糖化酶，可采用下述方法：将大麦洗净，加2倍水，使大麦吸水膨胀，每天换水2〜3次，浸泡2〜4日后取出放在平盘上，在15〜17℃的温度下一星期以后，生长的大麦芽长达1〜2厘米。此时即可进行通风干燥，然后磨成粉状即成糖化酶。3.发酵容器的选择关于发酵容器，生产规模小者，可采用缸、罐、塑料桶作发酵容器（不用铁、铝或不锈铜等制品，最好用瓷器），生产规模大者，可采用水泥池或不锈钢发酵罐作发酵容器。无论采用何种发酵容器，发酵前都应该洗净和杀菌消毒，尤其是作过酱菜的坛、罐更应清除其异味。学生实验或家庭实验属于小型生产，可采用缸、罐、塑料桶或玻璃容器作发酵容器，并要洗净和杀菌消毒。三、大米酿酒的步骤1.熟料酿酒（1）称取糯米IKg,放在淘米萝中用水洗净，除去杂质后，用凉水浸泡12小时，使泡透不酥，手指能捏成粉末为好。（2）沥去水，把糯米放在蒸锅里蒸熟蒸透，使米饭无白心，不粘不烂为好。（3）将蒸熟的糯米饭盛在洁净的面盆里（在实验室做实验时，可放在干净的水槽或大烧杯里），用筷子将米饭挑松，快速冷至30〜35℃左右。将10g酒曲研成粉末，加入少量温开水或冷开水调成浑浊液，分数次（留下少量）加入糯米饭中，搅拌均匀，使饭分散成粒状。（4）把完全拌匀酒曲的米饭倒进洁净、用开水烫过（作用是灭菌、加热容器）的容器中，轻轻压实,在中间留有一个直径1〜2cm、深入底部的小圆孔，再在米饭表面撒一点酒曲粉，然后将容器盖好，放在30〜35℃的环境中，保温2天（必要时用装有温水的热水袋加热），发酵基本完成，即制得甜酒酿。注意：热缸、冷饭是制酒酿的关键。（5）将上述发酵液，倒入蒸筋烧瓶进行蒸储，蒸储时严格控制温度，收集75〜83'C的储分，即为粗制乙醉。实验装置如图1。2.生料酿酒
131（1）在500毫升蒸储烧瓶中，放置100克米粉，加水300毫升，加糖化酶（每克原料加340酶活力单位），加酵母3%,充分搅拌后，放在28〜35℃培养箱（或能保温的容器）中糖化发酵。（2）4天后取出，进行蒸储，收集75〜83℃的微分，即为粗制乙醇。实验装置同图7-22-1。图7-22-1参考文献1.大连轻工业学院、无锡轻工业学院、天津轻工业学院编著.酿造酒工艺学［M］.北京：轻工业出版社，1982.6:365-4052.方树国、龚维新.中学化学实验大全［M］.济南：山东科学技术出版社，1988.10:467—4693.华东师范大学《化学教学》编辑部编.化学活动课及微型实验设计与实践［M］（上册）北京：民主:与建设出版社，1999.10:141-1424.李鹤廷、南方等编著.合成乙醇.北京：化学工业出版社，1985.11:11-125.夏云梯、陈卫平、朱克美.大米生料酒精发酵的研究［JL食品与工业，1986（1）:506.喻致祥.烹调作料酒研制报告［J］.食品与工业，1986（6）:1实验二十三水样硬度的测定实验教学研究的目的1.学习测定水样硬度的方法、原理及操作技能。2.通过水样硬度的测定，训练和培养学生运用已学知识解决实际问题的意识和能力。3.学习和体验研究性学习实验，探讨组织中学生进行此研究性学习实验的方法。实验原理日常生活、工农业生产和科学研究用水，对水质各有一定的要求。生活用水里一般含有Ca?*、Mg?*、FetA产等阳离子和HCO；、CO32\Cl\SO,和NO3.等阴离子，由于Ca2\Mg?+含量远远高于其它几种阳离子的含量，也就是说，水里溶解的无机盐主要以钙和镁的酸式碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等形式存在，所以通常用Ca?+和Mg?+离子总含量来表示水的硬度。把溶有较多量的Ca2+和Mg?+离子的水叫做硬水；只溶有微量或不含Ca2+和Mg?+等离子的水叫做软水。我国以Ca"、Mg?+离子总量折合成CaO的量来计算水的硬度，习惯上采用1L水中含有lOmgCaO时为1度，表示为水的硬度是水质监测的重要指标之一，按水的总硬度大小可将水质分类为：很软水，总硬度为0°〜4°；软水,总硬度为4°〜8°；中等硬水，总硬度为8°〜16°；硬水，总硬度为16°〜30°：很硬水，总硬度在30°以上。生活用水的硬度要求小于25°,工农业生产和科学研究用水有不同的要求。测定水的硬度，一般采用配位滴定法，目前应用最多的方法是在pH-10的氨性缓冲溶液中，用铭黑T（EBT）作指示剂，以乙二胺四乙酸（简称EDTA）标准溶液直接滴定水中Ca?+、Mg”总量。当溶液由紫红色变为蓝色时，即为终点。反应方程式为：水样中加入指示剂：EBT+Me（Ca2+,Mg2+）=Me-EBT（紫红色）滴定开始到终点前：H2Y2_+Me=MeY2-+2H+滴定至终点时：H2Y2"+Me-EBT=MeY2-+EBT+2PT（紫红色）（蓝色）还有分光光度法、火焰原子吸收法和目视比色法等。若水样有干扰离子存在时，用掩蔽法消除。实验教学研究步骤一、实验研究方案的初步设计1.问题与讨论：在个人学习和思考的前提下，以研究性学习小组为单位，讨论下列问题，明确本实验研究的关键：(1)什么叫硬水？在我国，水的硬度如何表示？生活用水的硬度一般是多少？(2)水样硬度的测定一般用配位滴定法，如果用EDTA为标准来进行滴定，其滴定原理如何？其操作步骤如何？
132(3)进行配位滴定，用EBT作指示剂时，为什么要在pH-10的氨性缓冲溶液中进行？如何配制此缓冲溶液？滴定终点时，溶液的颜色如何变化？滴定接近终点时，应特别注意什么？(4)在滴定开始前，为什么要加三乙醇胺溶液？其作用是什么？(5)如何配制和标定EDTA标准溶液？标定EDTA的指示剂是什么？该指示剂如何配制？(6)标定EDTA溶液用什么为基准物？其标准溶液又如何配制？(7)如何通过滴定计算出水样的硬度？(8)如何结合中学教学内容，组织学生开展本实验的研究性学习？1.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，实验成败的关键，收集与本实验教学研究内容有关的资料。(1)大学分析化学中有关配位滴定、水样硬度测定的实验原理、方法和步骤等内容；(2)中学化学中硬水及其软化的有关教材；(3)本实验中“参考资料”及与本实验教学研究内容有关的文献。2.实验研究方案的设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础上，经过研究小组充分讨论，统一实验方案后，由一人执笔设计出“水样硬度测定”的实验研究初步方案。设计实验方案时应注意如下几点：(1)方案应详尽，有各种溶液的配制方法和相应的浓度。因为本实验涉及的溶液比较多，尤其是标准溶液就有两种。(2)注意操作步骤和操作方法的设计。(3)注意组内实验研究分工的设计。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析教师在审阅学生实验研究方案的基础上，有目的、有针对性的让学生(从每小组选一人)分别介绍他们的实验研究方案，并组织评析。本实验方案的评议应重点围绕测定方法的可行性、方案的详尽和可操作性进行。在讨论交流的基础上，学生进一步自我调整方案。2.实验探究各组按调整后的实验研究方案进行实验探究。教师参与一个组的实验探究或巡视指导。实验过程中注意分工、合作，使每位组员都有动手动眼的机会，在滴定观察过程中都有他人合作，以减少实验误差。三、实验教学研究总结1.实验研究结果的表达交流各研究小组汇报本组实验研究的过程、方法和结果、实验过程中存在的问题。教师组织讨论交流。通过这种交流方式，深入地了解本实验的研究方法、过程与实验结果的更多知识。在此基础上，教师组织学生依据实验结果、实验过程进行评优，对实验情况进行小结。2.实验教学研究结果报告课后结合实验报告重点总结如下内容：(1)水样硬度测定的有关计算及其结果；(2)用EDTA滴定测定水样硬度的方法；(3)配制和标定EDTA标准溶液的方法；(4)组织中学生开展此研究性学习实验的简要方案：(5)本次实验的最大收获。参考资料以下信息可供你进行研究时参考，你还可以继续查阅有关资料。1.为了使本实验顺利进行，首先需要判断水样是不是硬水。方法是：试管里注入适量的水样，再加入少量的肥皂水，振荡。水样为硬水时，就会发生沉淀。其原理是：肥皂的主要成分是硬脂酸钠Na（G8H35O2），肥皂跟水样中的Ca2+（或Mg2+）起反应生成CaGMsO?｝或Mg（CIXH35O2）2沉淀。2.目前应用最多的方法是以乙二胺四乙酸（简称EDTA）标准溶液直接滴定水中Ca?+、Mg?+总量。由
133于EDTA的存在形式受溶液酸度的影响较大，在不同pH溶液中以不同形式存在，其与金属离子所形成的络合物的稳定性也是不相同的。乙二胺四乙酸可以制成结晶固体，其组成是：ooch2c.ch2coo\h+h//NCH2-CH2NHOOCH2Cch2cooh两个按基上的H转移到N原子h,形成双极离子。一般用心丫表示。当酸性高的溶液中溶解时,它的两个竣基可再接受形成以丫2+,成为六元酸，有六级离解平衡：七丫2'=『+HSY*hY=h++hjH
134准溶液应慢慢加入，并充分摇动)。平行测定3〜4次，计算水的总硬度。以度(1°)报告分析结果。(3)0.02mol/LEDTA标准溶液的配制。①初配溶液：称取2.0g乙二胺四乙酸钠(NaJLY•2H2)于100ml温水中，溶解后移入250ml容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀后转入聚乙烯塑料瓶中(因EDTA能使玻璃中的金属溶出！)。②溶液浓度的标定：移取25.00mlCaC()3标准溶液于锥形瓶中，加入20nli氨性缓冲溶液和2〜3滴K-B(酸性铭蓝K一蔡酚绿B混合指示剂)指示剂，用0.02mol/LEDTA溶液滴定至溶液由紫红色变为蓝绿色，即为终点。平行标定2〜3次，计算EDTA溶液的准确浓度。③CaCOs标准溶液的配制：准确称取120℃干燥过的CaCOs0.52~0.55g,置于250ml烧杯中，用少量水湿润，盖上表面皿，慢慢滴加10ml,使其溶解，稀释后移至2501nl容量瓶中配制。计算其准确浓度。4.有关水的硬度的计算用EDTA标准溶液滴定时，ImolEDTA相当于ImolCaO(为什么？)，故得：mcnO—CEDTA，VEDTAxxMC»0x1000nicao—CaO的质量(mg)；Cedta—EDTA浓度(mol/L)；丫血一用去的EDTA体积(mL)Ma0—CaO的摩尔质量(g/mo1)水的硬度二芈寥10V今参考文献1.周宁怀.微型无机化学实验［M］.北京:科学出版社，1998(3):215-2162.人民教育出版社化学室.化学(全日制普通高级中学教科书，试验本，第二册).北京：人民教育出版社，1997.12:74-773.陈荣三、张树成、黄孟健、钱可萍.无机及分析化学(第二版)，北京：高等教育出版社，1985.5：452-5174.华中师范大学、东北师范大学、陕西师范大学、北京师范大学.分析化学(上册，第三版).北京：高等教育出版社，2001.6:152-1955.华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学.分析化学实验，(第二版).北京：高等教教育出版社,1987.6:09-133,122-1276.杜春、魏琴、张志强、罗勇.偶氮肿III作指示剂配位滴淀法测定水硬度.陶瓷工程，1998.32(4):42-437.张艳华.络合滴定实验中滴定条件的控制.辽宁师专学报，2001.3(2):98-1008.刘淑萍、苏秀运、张晓丽.一种快速测定离子交换水硬度的方法——珞黑T、甲基红口视比色法.工业水处理1996.16(2):27-28,199.魏正妍、李金霞.分光光度法测定水的硬度.新乡师范高等专科学校学报，2001.15(1):80-8110.张文会、卢抗美、储黎娟.火焰原子吸收法间接测定水中硬度.中国卫生检验杂志，2000,10(1):57-58
135第八章实验教学中教学媒体使用研究实验二十四投影实验实验教学研究的目的1.学会使用投影仪进行投影实验的操作技能。2.初步学会制作投影实验教具的方法。3.学会视频实物展示台(实物投影仪)的使用操作技能。4.探讨视频实物展示台在演示实验教学中的应用及演示技能。实验教学研究内容1.自制投影实验教具：教学用投影片，点滴板，并连方试管。2.用培养皿在投影仪上演示：金属钠与水反应，有机溶剂萃取嗅。3.用自制的并连方试管，在投影仪上演示实验：用不同浓度的硫代硫酸钠与同浓度的硫酸反应，研究浓度对化学反应速率的影响。4.用视频实物展示台演示：镁在加热条件下与水的反应。实验教学研究步骤一、课前实验教学研究方案的初步设计1.问题与讨论：(1)用投影仪进行投影的器皿有何要求？(2)投影仪的常见故障是什么？如何预防？(3)在投影实验中有溶液颜色变化、有气体产生、生成沉淀的反应，影像效果如何？(4)在中学化学演示实验中，哪些类型的实验设计成投影实验比较合适？(5)与普通实验比较，投影实验的实验效果有哪些优点和缺点？(6)视频实物展示台演示实验有何优点？如何使用？2.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，实验成败的关键，收集与本实验教学研究内容有关的资料。(1)用投影技术演示实验的原理、步骤等内容：(2)中学、大学化学教材中与上述实验有关内容；(3)本实验中“参考资料”及与本实验教学研究内容有关的文献。3.实验研究方案的设计在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础匕依据实验内容和实验条件，设计如下实验研究的初步方案：(1)设计用有机玻璃自制投影教具:投影片、点滴板、并连方试管的制作方案，制作方案要求有图形和相应的尺寸，各种用料、工具等。(2)设计用培养皿演示钠。水反应的实验方案。(3)设计用自制的并连方试管演示浓度对化学反应速率影响的实验研究方案。(4)设计用视频展示台演示镁在加热条件下与水反应的实验方案。4.投影实验教学研究方案的设计根据中学实验教学的目的，每位学生从自己设计的实验方案中，自选一个实验设计投影演示微型教案。二、实验研究1.实验研究方案的介绍与评析
136教师在审阅学生实验研究方案的基础上，有目的、有针对性的让几位学生(每小组选一人，考虑到实验仪器的有限，本实验可分儿个大组进行。)分别介绍他们的实验研究方案，并组织评析。在讨论交流的基础上，学生进一步自我调整方案。1.实验探究依据实验内容和条件，学生可分若干小组，各组按统一的方案进行投影教具(投影片、点滴板、并连方试管)的制作；学习投影设备的使用方法；利用投影设备进行成功的演示实验探究。教师巡视指导或参与一个小组的制作、演示探究。学习和探究过程中要注意以下几点：(1)准确使用投影仪和视频实物展示台，以及选择合适的投影教具。(2)在坚持投影实验的微型化、绿色化的基本原则的基础上，保证反应有颜色变化、有气体产生、生成沉淀等现象明显，使远离演示实验台的学生能够清楚地观察到实验现象。(3)在金属钠与水反应中，在保证实验现象明显的前提下，尽可能控制金属的用量，防止反应进行剧烈等而可能发生的不安全问题。(4)浓度对反应速度的影响演示实验中，应恰当地掌握好反应物的浓度，以便不同的反应速度现象明显地展现。三、实验教学研究1.演示实验教学模拟由四位学生(教师有目的地指定或学生自己报名)分别进行用培养皿进行演示实验，用点滴板进行演示实验，用并连方试管进行演示实验和用视频实物展示台进行演示实验的演示实验教学模拟。投影演示实验教学，要求从实验的目的出发，围绕演示技能的构成要素，学习和探讨实现投影演示实验教学的方法，训练以演示技能为主的教学技能。通过讲解与操作不时地提出问题，引导学生的观察与思考，激发他们的创造性思维和兴趣；注意实验与投影结合，突出所设计的投影实验是真实实验的放大，且利用其现象鲜明、易操作、易观察等优点，使学生由现象到本质进行科学抽象，整理得出结论。2.演示实验的教学评议教师组织学生围绕演示实验的目的、演示投影的效果、投影实验演示操作的熟练性、演示技能等对演示实验教学进行评议。最后，指导教师给予总结评定。四、实验教学研究总结1.教师小结本课投影实验教具的制作及投影实验教学研究的情况，并布置新的实验教学研究任务,最后组织学生时制作的教具进行评优。2.课后结合实验报告重点总结如下内容：(1)投影演示实验对投影教具的要求；(2)普通演示实验、投影演示实验、视频实物展示台演示实验的效果与特点；
137(3)视频实物展示台的使用方法；(4)投影实验演示教学应注意之处；(5)本次实验的最大收获。参考资料以下信息可供你进行研究时参考，你还可以继续查阅有关资料。1.投影教具的制作为了使投影演示实验现象在银幕上清楚、不发生变形和具有完整、清楚地再现，对化学实验的投影器皿有一些特殊要求：一是教具面积不能超过投影仪的工作面，二是制作教具的材料为透明的玻璃或有机玻璃，三是立体器件设计成平面形式。制作投影教具的一般步骤：①按所需尺寸和形状裁制材料；②将裁制好材料的剖面依次用粗砂纸、细砂纸打磨、抛光；③用粘合剂粘接；④检漏。若要制作点滴板、U形管等时，在粘接前，对已加工好的材料进行成型。(1)投影片制作投影片的材料可以是明胶片、透明的玻璃纸，也可以是无色透明玻璃。以这些材料为载体，把实验原理、步骤、实验仪器的示意图等教学内容事先写好，以便讲课时用；或用作黑板边讲边写教学内容。(2)投影实验反应槽按图8-24-1中1〜4的样式设计方形试管，并连方试管，方U形管和扁方水槽，并以上述步骤进行制作。图8-24-2投影实验点滴板1.方形试管2.并连方试管3.方U形管4.扁方水槽图8-24-1投影实验反应器皿(3)投影实验点滴板按图8-24-2的样式设计点滴板，并以上述步骤进行制作。图8-24-3投影实验镀锌用电极与实聆装置(4)投影实验镀锌用电极与实验装置按图8-24-3的样式设计镀锌用电极与实验装置，并以上述步骤进行制作。
1381.投影仪的构造、使用、维护与保养(1)投影仪的构造投影仪是一种新型的幻灯机，又叫书写投影仪、反射投影仪、白昼幻灯机、高架投影器等。投影仪有多种规格，但它们的构造基本相同，如图8-24-4所示。投影仪的光源是浪德灯，光强度大，可以在室内无遮光的条件下放映到银幕上。投影仪的螺纹镜的聚光性能很好，放大倍数大，分别率高，因此，投影得到大而清晰影像。图8-24*4投影仪的构造1.冷却电扇2.光源3.反光镜4.新月镜5.电源插头6.开关7.螺纹镜8.保护玻璃9.放映镜10.反射镜11.调焦螺旋(2)投影仪的使用开电源开关，调整平面反光镜张开角度，控制投到银幕上画面的位置；再用固定杆上调焦螺旋，调好焦距。根据进行投影实验时所用投影器具的类型，投影实验的投影方式可分为两种：水平投影和竖直投影。水平投影：所用的投影器具为结晶皿、烧杯、表面皿等时，可放在投影仪的保护玻璃板上投影，银幕上的影像是俯视容器时所观察到的现象，其光路如图8-24-5所示。图8-24-5水平投影的光路图8-24-6竖直投影的光路竖直投影：当所用的投影器是竖直时，为了在银幕上等到正立图像，可以把投影卧放，另加一个平面反光镜，把透明、扁方形的或方柱形实验投影器放置在投影仪的螺纹镜前，进行实验即可，其光路如图8-24-6
139所示。(3)投影仪的维护与保养使用投影仪前仔细阅读仪器使用说明书，对仪器的结构和性能了解后，将电源插头插入电源插口，开启电源开关后，灯泡点亮同时风扇也开始工作。当接通电源后，如果灯不亮，检查灯泡是否损坏、接触是否好，电线接头是否接；如果灯不亮、风扇也不转，应打开保险盒，检查保险丝：需要更换时，必须选用相同型号和规格的保险丝。放映镜、反射镜、反光镜、有机玻璃螺纹透镜等切勿用手触摸，如有脏物，用吹风、吸耳球吹去灰尘，也可用软毛刷推掉或丝绸、镜头纸轻轻擦拭，不要用硬纸、硬布擦拭。如果风扇电机发生故障，必须关闭电源，修复电机正常工作后才能使用，否则因箱体内温度过高，灯泡容易烧毁，还会使有机玻璃螺纹透镜变形。投影仪已开始工作状态下，尽可能少搬动，更不能激烈震动，否则浪鸨灯丝容易毁坏。如果要搬动，
140应先关机，待灯丝冷却后再搬动。3.视频实物展示台的构造、使用、维护与保养(1)视频实物展示台的构造视频实物展示台为精密仪器，是集影像采集、扫描、数码照相于一体的数字视频实物展示台。可以方便地将文字、图片、幻灯片、投影片及三维实物教具的画面清晰、逼真地重现，也可以各种动态的教学内容、教学过程，摄像头可在水平和垂直方向旋转，满足不同方位、角度取景成像的需要，摄制成AVI等格式的影像信号传输到计算机内，进行编辑、储存，组成珍贵的教学资源库。展台备有上、下灯作为补偿光源，当补偿光源打开时图像效果仍不理想，可进行背光补偿，由镜头进行信号处理，以达到最佳的效果；对于不同的展物，可选用自动或手动聚焦；当展示物为负片时，可利用正负片转换键切换到负片；根据不同的展示物的要求，可选择彩色或黑白，当选用彩色时，还可进行色彩调整；当展示有反应过程的实验时，用图像冻结功能，能锁定任意所需的瞬间状态。有多种规格、型号的视频实物展示台，其功能也不断完善，但它们的构造基本相同，如图8-24-7所示。现以HY-2000型视频实物展示台为例介绍视频实物展示台的构造、使用、维护与保养。1.旋钮2.拉杆3.上灯4.底座图8-24-7视频实物展示台的构造图8-24-8视频实物展示台按键5.按键6.背光板7.摄像头罩按键功能介绍：本机、视频1、视频2、视频3|：切换本机、视频1、视频2、视频3的视、音频信号到输出端。手动/自动|：本键为循环键,用于手动一自动一手动聚焦的转换，指示灯亮为手动聚焦。聚焦+、聚焦等手动聚焦时，远、近调焦：当选用自动调焦时，此二键用于调节图像的蓝色浓度。图像冻结卜本键为循环键，用于活动一冻结一活动图像的转换。色彩+、色彩4当色彩选为彩色时，用于调节图像的红色浓度；当色彩选为黑白时，此二键失效。彩色、黑白卜本键为循环键，用于彩色f黑白一彩色的图像效果选择，指示灯亮为黑白。背光补偿卜本键为循环键，用于背光补偿的开一关一开的状态选择。在环境亮度不够时，进行背光补偿可以取得较明亮的图像效果。正负转换|：本键为循环键，用于正片一负片一正片的选择。上/下灯切换卜本键为循环键，用于上灯亮f下灯亮一上、下灯都不亮f上灯亮的状态选择。放大、缩小|：用于图像的放大或缩小。(2)视频实物展示台的使用视频实物展示台的连接：专业人员已完成这部分工作。使用之前，把接线仔细检查一边，如无误，可接通各设备的电源。平面物体的展示：展示物为平面物体，如讲稿、幻灯片、投影片、透明片、照相底片，可以直接放在面板上展示，根据环境光线决定是否点亮上灯。按下聚焦键，调节图像清晰满意为止。用放大、缩小键，调整图像的大小，直至满意为止。演示黑白(文字、图片)资料时，可用彩色、黑白键，展示台以黑白模式工作，这样能有效消除彩色镶边现象，提高演示质量。当展示幻灯片时，请用正负转换键转到负片，这样图像颜色与实物相符，并用上/下灯切换键转到下灯，必耍时还可进行背光补充。
141立体物体和实验过程的演示：当用较轻的立体物体或实验设备时，可在展示台平台上进行展示和演示。若要展示的物体和实验设备较重，以及化学实验试剂具有腐蚀性时，可以使视频实物展示台的镜头移到展示台基座的左侧，进行立体物体的展示、实验演示。具体操作方法如下：①右手按着展示台的基座，左手抓住拉杆，并转动到合适的位置，当进行有火焰或可能有液体溅起的实验时，注意保护摄像头,拉高镜头或不让镜头处于火焰正上方；②用放大、缩小键调节图像的大小，转动镜头或移动物体，得到最佳的图像效果。在展示立体物件时，为了取得特殊的图像效果，建议使用手动聚焦，这样可以把所展示的部位清晰显示出来；③在进行有反应过程的实验时，用图像冻结键可以把某瞬间的状态锁定在画面上，以便进行讲解；④在环境亮度不够的情况下，可用上/下灯切换键进行光源补偿，若图像仍不理想,可再用背光补偿键，以增加其亮度：⑤在整个展示过程中，若需插播VCD、DVD等的内容，可以随时按相应的视频切换钮。(3)视频实物展示台的维护与保养使用视频实物展示台前认真阅读仪器使用说明书，了解仪器的结构和性能，熟练地掌握操作方法后，通电启动使用。日常维护与注意事项：①展示台属精密仪器，存放温度和相对湿度分别为：0-40℃和小于75%,不要在高温、潮湿、多尘或震动的环境下使用：②使用时应将视频实物展示台放置在坚固的平台上，不要放在倾斜或不稳定的表面匕③清洁时请用干丝绸、镜头纸轻轻擦拭，切勿使用稀释剂、挥发性汽油等有机溶剂、洗涤剂等化学溶剂；④长期不用时请将展示台用布或塑料盖好；⑤如有故障，请先按下列常见问题与处理方法检查解决，如果仍有问题请与专业维修人员联系。常见问题与处理方法：①开电源后灯不亮，无图像时，检查电源插座开关是否已开，插座是否接触良好，保险丝是否烧断；②开电源后，上灯能亮，但无图像或图像不稳定时，检查视频线接的是否正确;③开电源后，有图像，但上、下灯不亮时，检查上、下灯的灯管接触是否良好，是否烧坏：④有图像显示，但其它按键都不起作用，图像是否处于冻结状态，再按一次图像冻结键；⑤当切换到某路视频时，有声音串音现象时，降低相应设备的音量输出。4.便携式投影机的构造、使用、维护与保养请参考实验25的参考资料的第二部分。参考文献1.毕华林、傅尚奎、韩庆奎.化学实验教学研究［M］.青岛：青岛海洋大学出版社，1998.4:194-1992.李广洲、陆真.化学教学论实验［M］.北京:科学出版社，1999.7:84-863.王希通.化学实验教学研究［M］.北京：高等教育出版社，1990.3:149-1564.文庆城.化学课堂教学技能训练教程［M］.桂林：广西师大出版社，2002.2:25-415.西南师范学院化学系.中学化学教学法实验［M］.北京：高等教育出版社，1986.5:117-1396.金道一.新编中学化学实验大全学］.成都:四川教育出版社，1992.11:541-5517.牛钟崂.镀锌演示的两种方法［J］.化学教育，1985(4):44-458.应礼文等.投影实验在化学演示实验中的应用化学教育，1980(1)实验二十五计算机模拟实验教学实验教学研究的目的1.学习化学实验的多媒体教学课件设计、计算机辅助教学(CAI)软件的制作。2.探讨利用计算机模拟实验辅助实验教学的方法，训练演示技能。
1421.明确计算机模拟实验在化学教学中的作用及其应用范围。实验教学研究内容从下列适合计算机辅助教学的类型中，自选一类相应的实验，设计制作一个CAI教学课件，并进行模拟实验演示教学。1.物理、化学变化中微观粒子的运动。2.有危险或错误实验操引起危险系数高的实验。3.由于化学实验硬件条件的限制和化学试剂昂贵等因素，难以进行的实验。4.实物实验与模拟实验结合的实验。实验教学研究步骤一、课前实验教学课件的制作与演示教学方案的设计1.问题与讨论：(1)在中学化学演示实验中，哪些类型的实验设计成计算机模拟演示比较合适和有意义？(2)与普通实物实验比较，计算机模拟演示实验效果有哪些优点和缺点？(3)利用计算机模拟实验教学时，应注意哪些方面？(4)设计制作计算机模拟演示实验课件时应注意哪些问题？(5)你如何理解计算机辅助教学中“辅助”二字的含义。2.阅读与资料收集阅读下列内容，明确实验目的与要求，掌握设计、制作演示实验CAI课件方法与技能，收集与本实验教学研究内容有关的资料。(1)计算机课件制作及模拟实验的有关知识；(2)中学、大学化学中与已选定实验内容有关教材；(3)本实验中“参考资料”及与本实验教学研究内容有关的文献。3.计算机模拟实验课件的设计与制作在“思考与讨论”和“阅读与资料收集”的基础匕依据所选实验内容和计算机应用软件，设计制作计算机模拟实验的中学教学课件。(D制作教学课件应在掌握一定的计算机和课件制作的知识和技能的基础上进行。(2)设计制作计算机模拟实验课件时，应根据每个实验的原理、目的和内容，尽可能使演示的内容生动、有趣，能逼真地反映真实的实验内容；尽可能便于学生观察、理解和接受，激发他们的创造性思维、兴趣和学习热情，提高他们的思考问题、解决问题的能力。在设计制作计算机模拟演示实验课件时,主要精力应放在演示实验的科学性、可接受性和创新性上。(3)设计制作的软件耍遵循中学生的思维特点和认知发展规律，通过颇具连续性和层次性的动画演示和说明，让中学生轻而易举地认识实验的本质和规律。4.计算机模拟实验演示教学方案的设计根据实验的目的、内容，设计一个利用自己制作的模拟实验课件进行演示教学的微型教案。上述模拟实验课件的设计制作报告和设计的演示教案于课前交指导老师审阅。二、实验教学研究1.研究方案的介绍与评析教师在审阅学生课件设计制作报告和演示教案的基础上，有目的、有针对性的让几位学生(每类实验选一人)分别用他们设计制作的实验课件进行模拟实验演示教学，并组织评析。评析时应重点围绕如下几点进行：(1)模拟实验的必要性，即是否应该进行模拟。(2)模拟实验的科学性，是否有违科学的地方。(3)模拟实验的可接受性，是否生动、有趣，易于被学生接受。(4)模拟实验的逼真性，是否逼真地反映了变化的实质。(5)计算机模拟实验是否与启迪思维相结合，引导学生透过现象看本质。(6)对于某些实验，是否可以实物实验与模拟实验相结合。
143(7)演示技能的运用如何？在讨论交流的基础上，学生进一步学习课件制作的方法，自我调整模拟演示实验的教学方案。2.演示实验教学模拟与评议根据模拟实验的具体条件，将学生分成若干组，组内学生分别利用各自制作的实验课件，进行演示教学模拟，并介绍课件制作方法。组内成员逐一对软件的制作、模拟实验演示教学分别进行评议。模拟的地点、时间可依具体情况定。评议应从实验的目的出发，围绕前“1”中的七个方面进行。通过教学模拟与评议，学习和探讨实现模拟演示实验目的的教学方法，训练以制作实验课件、演示模拟实验为主的教学技能。教师巡视指导或参加一个组的活动。三、实验教学研究总结1.教师小结本课实验教学研究情况，要求学生课后在相互观摩模拟实验教学的基础匕评选出比较好的实验模拟教学课件，并布置下次实验教学研究任务。2.课后结合实验报告重点总结如下内容：(1)模拟化学实验的适宜内容；(2)制作计算机模拟实验课件的一般步骤；(3)演示计算机模拟实验的基本要求；(4)计算机模拟实验的教学功能与不足；(5)计算机模拟实验课件的自我完善；(6)本次实验的最大收获。参考资料以下信息可供你进行研究时参考，你还可以继续查阅有关资料。1.模拟化学实验的适宜内容。微观物质的结构及其运动是人宜接用肉眼不能观察到的，通过语言描述比较困难，运用计算机模拟,可以转变成肉眼能观察到的直观现象，晶体结构、较复杂的分子结构、有机物的同分异构，化学反应中分子的离解、原子的结合，以及核外电子的运动等，借助于计算机的三维动画功能，可以对它们任意进行组合、旋转、拆分、着色、堆积、改变观察角度等操作。这样有助于突出教学重点、突破难点，有利于学生对物质结构的理解和空间想象能力的培养，方便学生由现象到本质进行科学抽象，整理得出结论。由于化学实验硬件条件的限制和化学试剂昂贵等因素，难以作为演示实验或学生实验的实验如：黄金溶于王水、温室效应、酸雨形成等：有危险或错误实验操作引起危险系数高的实验，如：稀释浓硫酸的正确操作和错误操作；实验所需用时间较长的，如硫酸铜大晶体的制备等都可以通过生动、逼真的计算机模拟来揭示变化的本质；模拟实验也可与某些实物实验结合，通过局部放大模拟或微观变化宏观展现来解决实物实验的不足。2.计算机模拟实验教学应注意的一些问题：(1)计算机模拟实验的地位是“辅助”，而不是“代替”，不可盲目地、不加分析地用模拟实验代替实物实验。(2)一切可以用实物实验去研究解决的教学问题就绝不脱离真实的实物实验。(3)模拟分析与启迪思维相结合，教师应引导学生观察与思维同步，引导学生透过现象看到变化的本质属性及其变化规律。3.制作化学实验教学多媒体课件一般步骤简介(1)多媒体创作工具：制作化学实验的多媒体教学软件有二种编制手段，一种是用高级程序语言(如vbasic、delphi、C++语言等)，另一种是专用的工具软件，叫做多媒体创作工具。目前用的较多的多媒体创作工具有：powerpoint、flash、authorware>director,toolbook以及方正奥思多媒体创作工具、蒙泰瑶光多媒体编著系统、洪图多媒体编著系统等。前者的计算机语言专业性强，适合于专业程序员制作用。后者是专门为制作多媒体软件而设计的，这些多媒体创作工具的大多数都具有可视化的创作界面,并且具有直观、简便、交互能力强和无需编程、简单易学的特点，很适合于化学专业师生使用。(2)化学实验的多媒体课件类型：制作化学实验的多媒体教学软件时，根据教学内容和教学目的，可制作课堂模拟演示型、学生个别学习型、练习与测验型和游戏型。(3)
144制作化学实验的多媒体教学软件的一般步骤：①选题与分析：根据演示实验的内容和目的，确定制作课件的框架和表现方法，选择合适的多媒体创作工具；②脚本设计：确定课件的具体内容后，根据实验教学目标，研究如何表现实验教学内容的方法、手段、交互方式与画面连接等：③素材收集：为了多媒体模拟演示实验效果的生动、逼真，易于观察和理解实验现象，采用文字、图像、声音、动画、影像等原始素材，这些基本素材需要通过一定的方法采集或制作，有些还需要预处理和编辑；④创作：根据脚本设计的要求，运用创作工具把各种媒体素材集成创作为一个化学实验教学课件。制作完成后，试运行检验、使用评价和作必要的修改。(4)所创作的多媒体课件能否达到预期的效果，取决于所用的多媒体创作工具和制作者对软件使用的熟悉程度。所以，制作课件前，了解各种多媒体创作工具的功能、使用方法、运行环境要求等，选好合适的多媒体创作工具和学会熟练使用。这些对所制作的多媒体课件有没有创意，以及课件的最终质量有很大的决定作用。1.便携式投影机的构造、使用、维护与保养现在，市场上销售的投影机的规格、种类很多，如EIKI,EPSON,SONY.PANASONIC,TOSHIBA、SANYO,FUJITSU.HITACHI,NEC、SHARP、PHILIPS、LG、明基BenQ、北大方正、辰星等，它们的功能和基本构造相近，但其展示图像的性能和效果上有所不同，这主要与投影机的分辨率、亮度等因素有关。现以EIKILC-X985型投影机为例介绍便携式投影机的构造、使用、维护与保养。(1)便携式投影机的构造EIKILC-X985型投影机的构造，如图8-25-1所示。图8-25-1便携式投影机的构造I.上部控制键和指示器2.红外线遥控接受器3.投影镜头4.镜头盖5.扬声器6.风扇7.电源线接头8.红外线遥控接受器9.灯罩10.接头11.风扇12.携带把手•图8-25-2便携式投影机输入、输出接头LR/C插座2.控制部分接头35-视频输入插座4.音频输入插座5.视频输入插座6.BNC输入插座7.重复起动按钮8.USB插座9.计算机音频(1和2)输入插座10.计算机输入接头(2)便携式投影机的使用投影机与其它设备的连接：根据要使用设备的多少和种类，投影机与其它设备的连接可以有如下三种情况，①只有投影机和电脑；这时连接比较简单，指导教师指导下学生自行连接，使用前的调节，如焦距、清晰度等，可用便携式投影机上的有关按键来调节。使用具有单一性，通过电脑演示教学内容。②有投影机、电脑、功放机和其它设备，如视频实物展示台、VCD、DVD、
145录像机、卡座等：这时事先都己连接好，用遥控器或仪器上按键来控制所用的仪器。在这种情况下，演示教学内容的同时可以播放旁白、音乐等或交叉使用各种教学媒体。③有投影机、电脑、功放机、中央控制系统和其它设备，如视频实物展示台、VCD、DVD、录像机、卡座等。这部分工作一般由专业人员来完成。使用之前，把接线仔细检查一边，如无误，可接通各设备的电源。中央控制系统一般有四种方式进行控制，包括电脑软件控制,操作面板、触摸屏控制器和红外遥控控制。其中，电脑软件控制功能最大，配合中央控制系统软件，可以完成中央控制系统所有功能的操作，甚至对中央控制系统参数进行设置、编程等。更详细的使用说明，可参考有关用户手册和使用指南。(3)投影机的维护与保养FI常维护与注意事项：①便携式投影机为精密仪器，使用投影机前仔细阅读仪器使用说明书，了解仪器的结构和性能，安全、正确的使用仪器。②使用时应将便携式投影机放置在坚固的平台上或固定在墙上或从天花板悬挂或其它方式牢固地安放。安装时一定要保证空气流通，使便携式投影机有良好的换气冷却状态；当把便携式投影机放置固定的箱内时，为了使有良好的空气流通，仪器周围空间是上面为20cm,左右和后面各为50cm。在使用过程中，不要用布料等盖仪器。③清洁镜头等时请用干丝绸、镜头纸轻轻擦拭，切勿使用稀释剂、挥发性汽油等有机溶剂、洗涤剂等化学溶剂。④关投影机90秒后，再开机，否则打不开。⑤长期不用时请将镜头盖好。⑥如有故障，请先按下列常见问题与处理方法检查解决，如果仍有问题请与专业维修人员联系。常见问题与处理方法：①温度指示器报警，表明投影机内部温度超过正常温度，检查换气口是否被堵塞，空气过滤器是否被灰尘堵塞；报警停止，表示内部温度恢夏到正常温度。②通电源后没有信号，检查电源插头接触是否良好，确保就绪指示器灯亮；检查温度指示器是否在工作；检查投影灯是否完好无损。③图像不清晰，检查投影机与银幕之间距离是否在规定范围之内、投影灯是否清洁；以上检查都正常，则调节焦距。④图像的左右被颠倒，检查平顶(Ceiling)/后部(Rear)功能开关是否关闭状态。⑤图像的上下被颠倒，检查平顶(Ceiling)功能开关是否关闭状态。⑥有些内容银幕上不能展示，检查展示功能是否打开状态。⑦没有图像，检查投影机与计算机、视频设备的连接，选择的系统是否是计算机或视频设备。⑧没有声音，检查音量调节和音频间的连接。⑨遥控器不能工作，检查电池是否已用完，遥控器的所有开关在打开状态，遥控器与投影机的红外线接受器之间没有障碍物、其间距离在5m以内。⑩无线鼠标功能不起作用，检查投影机和计算机的连接线，打开计算机之前，启动投影机。5.视频实物展示台的构造、使用、维护与保养请参考实验24的参考资料的第三部分。参考文献1.李广洲、陆真.化学教学论实验[M].北京：科学出版社，1999.7:40-412.文庆城.化学课堂教学技能训练教程[M].桂林：广西师大出版社，2002.2:25-413.段玉山、吴沛林.多媒体课件制作实践[M].上海：华东师范大学出版社，2000.74.王志敏、朱施南.多媒体课件素材的设计与制作[M].武汉：华中理工大学出版社，2000.65.丁非、王学松.计算机模拟化学实验的局限性与电子课件选择[J].化学教育，2000(7-8)46-47,546.陈睿.改革实验教学，加强学生能力培养一通用化学实验技术课程的教学改革.大学化学，2001,16(4):22-23,387.张宝辉、葛微、杨武.计算机能帮助化学教师做什么？[J].化学教育，1998(2):29-318.何思荣.计算机在中学化学教学中的应用初探[J].中学化学教学参考，1999(6):26-279.王志庚.计算机辅助化学教学原则的构建[J].化学教学，2001(1):18-19
146第三编中学化学实验室的建设与管理化学实验室是教师和学生通过化学实验进行化学科学知识的学习和进行科学研究的场所，是保证化学实验教学活动顺利开展的必备条件。加强化学实验室的建设和管理，充分发挥实验室在化学教学中的作用，是提高化学教学质量和人才素质的重要环节。九义《化学课程标准(实验稿)》指出，要重视化学实验室的建设和投入，“力求做到每个学生都能动手实验，实验室建设的标准化和管理人员的配备与培训应当跟上，条件较好的学校，仪器配备应做到人手一套，应在课余时间向学生开放实验室，鼓励学生自主地开展实验”。因此，化学教师要十分关心和重视实验室的建设和管理。一、中学化学实验室建设(一)化学实验室设计的总体要求设计和建设化学实验室的总体要求是：既要规范化、现代化，做到布局合理、设计科学，具有较好的实用性和通用性，还要注意因地制宜，着眼于实用和可能。具体地讲：1.化学实验室宜选择空气流畅、常年供水充足的地方，注意环境绿化并尽可能远离生活区、教学区、行政区和运动场，以免相互干扰。若因条件所限，化学实验室需与教学区安排在一起，也应将化学实验室安排在教学楼的一侧，不应夹杂在教室和办公室之间。2.化学实验室应尽量安排在实验楼的底层，这样有利于安装供水、供气、排污等管道，有利于气体的扩散，万一出现意外事故，也有利于学生的疏散。3.化学实验室不宜西向或西南向坐落，应避免强烈光线的照射。若条件所限，实验室只能采取西向或西南向，则应配置遮阳设施，如房外植树，安装茶色玻璃或遮阳伞等。4.完整的化学实验室应包括实验教室、实验准备室、仪器储藏室、药品储藏室、天平室和化学教研室等。若化学教学班超过10个，则至少应有两个以上的实验教室。5.化学实验室的设计和建设应有超前意识，应考虑发展需耍。那些因经济条件所限实验室建设不能一步到位的，设计时一定要使化学实验室具有易扩充性，以便条件成熟时进行扩充、改建。（二）实验室的构成中学化学实验室包括：实验教室、实验准备室、仪器室、药品室、管理人员办公室等。规模较大的学校应单独设置精密仪器（如天平）室。它们在完成中学化学教学任务中，分担着不同的具体任务，对于它们的建设和管理的要求也不相同。1.实验教室实验教室是供学生上分组实验和边讲边实验课使用的。它应该既是进行实验教学的主要场所，又能供学生进行化学课外科技活动。在条件允许的情况下，应力求实验教室的建设符合现代化、科技化的要求，如图1、2所示。图1实验台上有放药品的试剂架，并安上旋臂式吸风罩。图2实验教室两边各安装两个通风橱，既可做有毒气体的实验，又起到室内通风作用。实验教室的具体要求如下：图1
147图2（1）实验教室耍比较宽敞。实验教室的面积以80〜90m2为宜，不可太长或太宽（长与宽之比可为3:2）,以保证全部学生能够看清楚黑板上的字迹和教师演示的实验现象。实验教室一般容纳学生人数不超过50人。（2）实验教室应设有黑板、屏幕（卷型的）、讲台、教师演示桌、学生实验台等设施。讲台一般应高出地面20〜30cm,教师演示桌、水池，设在讲台附近，演示桌与黑板间应有0.7〜1m的距离，以便教师活动。屏幕可安放在黑板上方或右侧的空墙上，以供投影使用。学生实验台要能放下比较复杂的实验仪器和装置，并便于两名学生进行实验活动。学生实验台之间要有足够的距离，以保证学生实验能安全、顺利的进行。（3）实验教室要有完备的供水和排水系统。学生实验可两组共用一个水池，每个水池只少有两个水龙头；每个学生实验台都应配有上水管与下水道，使学生在不离开自己实验台的情况下，就能及时清洗仪器，这既方便、节省时间，乂能保证实验秩序。(4)实验教室要有交、直流配电系统，教师演示台和学生实验台都要配有交、直流电源插座。交流220伏电源，供照明、排风和实验使用；直流电源一般在0〜24伏范围内即可，主要供学生分组实验使用。(5)实验教室耍保证空气流通。除门窗位置和大小合适外，还要有必要的通风设备(如通风橱、排气扇等)，能在较短的时间内把实验中产生的有刺激性气味或有毒的气体排出室外。(6)实验教室必须配有充足的防火设备，例如灭火器、砂箱等。它们应放在便于取用的地方，且师生都会使用。1.实验准备室实验准备室是实验工作人员和教师准备实验的场所。因此室内必须设有实验员办公桌、准备实验台、试剂柜和玻璃器皿架等，配有相应的电源，水源，通风设备，以及必要的仪器和试剂。实验准备室一般和仪器药品室或实验教室有便门相通，便于仪器药品的更换和取用。实验准备室内应设有实验工作中常使用的一些仪器设备和器具，如烘箱、离心机、钻孔器、玻璃工灯具、电工器具、纯水制备装置以及各种常用工具、仪表等。实验准备室是教师做预试实验和化学实验研究的场所。因此，准备室中应有教师的实验桌。条件好的学校可以为每个化学教师准备一个实验桌和一套实验用品。这不仅给教师的化学实验教学工作带来方便，而且也为教师的科研工作创造了条件。实验准备室的数量根据平行班级和实验教室的数量来确定，一般学校有一个准备室即可，规模较大的学校，一般每两个实验教室配有一个准备室。准备室的面积以50〜60m2为宜。2.仪器药品室仪器药品室为贮放待用的仪器、材料和一般试剂的专门用房。化学实验仪器中属于玻璃器皿的可以和一般药品放在同一室内。其他仪器如天平、电学仪器以及铁制品等应和化学药品分开存放。仪器药品室内应放有药品橱、仪器橱和器皿架。室内应保持通风、干燥、避光；并应备有消防栓、灭火器、砂箱等消防设备。凡属于易燃、易爆、剧毒以及大包装药品，均应存放于药品库中。规模较大的学校可建立药品地库,地库应建在安全、干燥、距化学实验室较近的地方。一般学校危险药品和库存药品数量不多，不必单独建药品库，可以在药品室内建一个简易危险品专柜。仪器药品室的数量应根据学校规模和实验教室的数量来确定，•般每一个实验教室应配有一个仪器药品室。每一个仪器药品室的面积不少于50m2。3.天平室
148由于中学化学教学的更新，定量实验的增多和课外化学科技活动的开展，对称量的要求提高了，有必要建立天平室放置精密天平(千分之一和万分之一)，供师生及实验员进行准确称量。为使室内放置较多的天平和容纳较多的学生同时进行称量，应在室内四周沿墙修建宽55cm、高85cm的水磨石平台，中央也应修建同样高度但更为宽大的水磨石平台。每架天平配一个坐凳置于台下。室内应保持干燥、无灰和避免阳光直接照射。1.化学教研室化学教研室是化学教师备课、批改作业、研究教学中的问题的地方。根据化学课实验占有重要地位的特点，化学教研室应和实验室靠近或在一起，才能得以充分利用并发挥其作用。室内除配备2—4盏40W的日光灯、一个水槽和两个书柜外，每个教师还应有带柜三屉办公桌一张、椅子一把；每室1〜2台计算机，并连上网线，供教师查阅资料等。(三)化学实验室的平面布局新建或改建的化学实验室，首先要合理安排实验室各组成部分的平面布局。布局合理，既有利于进行实验教学，又有利于实验仪器、药品的管理和使用。图3表示由一个实验教室、一个仪器药品室及一个实验准备室组成的实验室平面布局。适用于目前条件较差、规模较小的学校。实验桌使用活动式，便于今后增加实验桌的数量。水源采用集中供水，在室内两侧或靠后墙，建一排水泥结构的水池，多安几个水龙头，供给实验用水。□□□□IIIIII□口□口,尸□□□□I一仪器药品室n—实抽准备室in—实验教室图4表示一般初级中学平行班在四个以下的实验室平面布局。实验教室内设双组式实验台，两组共用一个水池（双龙头或三龙头）。通风采用活动式有机玻璃通风橱（供演示用），并在室内两侧的墙上安2〜4个排气扇或其它通风设施。天平室内建水泥结构或大理石结构的天平台，贵重仪器可存放在天平室内。I一仪器药品室II一实筠准备空in—实瞌教堂N一实验员办公室v一天平空图4图5表示初级中学平行班在十个以上的实验室平面布局。它比前两种布局多一个实验教室和一个实验药品室，仪器室和药品室分开，防止药品腐蚀仪器，尤其是贵重仪器。4一药品室5一天平室6—仪器贮藏室图5规模大的学校，可以参考上述的布局并根据实际情况，适当安排实验教室的数量。（四）化学实验室的主要设备
1491.教师演示实验桌为了便于教师进行实验操作，便于使用大型仪器或进行较复杂的装置的实验，演示实验桌的面积应该稍大一些。实验桌的一侧装有交直流电源插座，另一侧备有上水管、水池和下水管，并在水池下放*废液缸。实验桌要设有能存放常用仪器、工具材料等物品的小柜和抽屉。条件好的学校，教师演示实验桌可以设计高级一些，如部分桌面可以活动拆卸，可以安装投影仪、收录扩音设备、电视机、电脑等；条件差的学校，也可以用结构比较简单的桌子代替。2.学生实验桌学校条件较差的话，学生实验桌一般为两人用实验桌，桌的长和宽以满足两人同时做实验而又互不影响为宜。桌子最好固定在地面上或水槽的两边，避免桌子摇晃和移动而影响实验。学生实验桌的样式
150有多种。单组式学生实验桌，桌面的前端装有挡板，以防放在桌上的物品滑下；桌面下设有抽屉板，供学生放置书籍和文具。双组式学生实验桌，两桌中间装有水槽，水槽的下面有一个存放仪器的小橱。普通中学实验教室多数采用双组式学生实验桌。学校条件比较好的、现代化程度较高的学校，可采用图6所示的带有通风装置和水槽的实验台。图6学生实验台①旋臂式吸风罩②试剂架③气阀④台面（实芯或贴面理化板）⑤抽屉及柜体⑥功能组合架⑦可调节脚盘⑧紧急洗眼器⑨多用途冲洗器⑩三联水嘴⑪水槽⑫电源插座盒学生实验台和教师演示实验台的台面最好使用塑料板铺面。市售的塑料板具有耐磨和耐酸碱腐蚀等优点；也可以用市售塑料胶涂在木质台面上，起到保护台面不被腐蚀的作用。1.化学仪器柜通用仪器柜，用于存放化学仪器。为便于移动，可做成组合式。顶板、裙板、底板和搁板间的距离不等，便于放置高度不同的仪器；柜门可为双开式玻璃门。2.化学药品柜图7为通用化学药品柜和试剂柜。药品柜体分上下两节，下节有0.18〜0.2m的台面，便于临时放置取出的药品。上节采用玻璃拉门，搁板为阶梯式，查找和存放药品都很方便，同时可以充分利用橱内空间。下节用木板门，用于存放避光药品和大包装药品。试剂柜可以采用玻璃门，也可采用木质门，搁板是阶梯式或平板式。药品柜试剂柜图7化学药品柜和试剂柜3.通风试剂橱实验室内除了使用换气扇和通风橱外，最重要的是使试剂橱内的挥发气体、腐蚀性气体及时排出室外，始终保持室内空气的新鲜，这需要建通风试剂橱。通风试剂橱一般是沿墙建造。橱内用水泥贴瓷砖砌成，外罩木质或塑料橱罩。每只橱的靠墙一边都留有一条孔道，这些孔道最后集中到装有鼓风机的通道。只要开启鼓风机，就能把所有试剂橱内的挥发气体全部排出室外，保持室内空气新鲜。
1511.标本模型橱一般实物标本较小，而模型较高大。放标本模型的橱可按模型的大小和规格制作。一般上部放标本，下部放模型。橱内都用活动隔板，可以任意调节层间高度。也可以利用学生实验室后墙，沿墙设计制作标本模型橱，让学生经常看到标本、模型，以提高学生学习兴趣。（五）中学化学仪器、试剂的配置化学实验室是重要的化学课程资源，要重视对化学实验室的建设和投入。《全FI制义务教育化学课程标准（实验稿）》指出：“化学实验室应配备必需的仪器、设备和实验防护用具，对药品的质和量要定期检查，及时补充易耗品，以保证实验探究活动的顺利进行，……条件较好的学校，仪器配备应做到人手一套。”因此，中学化学实验室仪器、试剂的配置，从内容上应能满足新的中学化学课程标准的教学内容及其“活动与探究建议”的要求，考虑开展化学课外活动、研究性学习以及教师进行科研的需要：从数量上应能满足“每个学生都能动手实验”或“人手一套”的需要。在仪器类别上，既要有足量的常规仪器，又要考虑研究性学习的需要，配备适量的非常规仪器，如注射器、叉形管、横口管、H管、W管、微型仪器等；既要有足量的普通仪器，又要有少量的精密仪器供定量分析研究之用，如分析天平，PH计等：既要有足量的化学学科的仪器，又要有少量的与物理、生物有关的仪器，以适应综合学科问题解决的需要。同时应注意配足与教学内容有关的模型、标本、挂图等。在试剂的配置上，既要考虑满足化学教学的需要，依化学教学内容配齐、配足所需试剂，又要考虑开放实验室和研究性学习的需要、配备适量解决FI常社会生活、生产问题的药品和试剂：在试剂的规格上既耍有满足定性分析的实验试剂和化学纯试剂，又要有适量满足定量分析的分析纯试剂。此外，化学实验室应根据其易燃、易爆物品多，存在一定的火灾、爆炸隐患的特点，应按规定和要求配齐、配足消防设备，同时还应根据化学实验室玻璃仪器多，腐蚀性药品多的特点，配备适量相应的简单外伤救护药品。二、化学实验室的科学管理有了一个设备完善的实验室后，还必须有一套科学的管理方法和必要的规章制度，才能高效率、高质量和确保安全地开展实验教学活动，否则会因管理不善，制度不严而出现混乱局面，既无法保证实验教学的正常进行，也易造成安全事故和财产的浪费、损失。所以，对实验室进行科学管理是教师尤其是实验员的一项重要工作，学校领导也应经常关心和检查。实验室的管理主要包括以下内容：（一）设备的管理中学化学实验常用的仪器除成套设备和精密仪器外，一般可分玻璃仪器、瓷器、金属器具等，总的贮存和保管原则是保持仪器的完好、洁净、干燥，排放整齐，各有固定的位置，取用便利。具体分述如下：1.精密仪器主要指天平和电学仪器（稳压直流电源、PH计等）。应存放在通风、干燥、无其他腐蚀性气体或药品的室内。还要注意保持它们的灵敏性、防尘、防震，要加套或加罩保护，以保证准确度和延长使用寿命。有条件的学校可建立天平室或精密仪器室。2.玻璃仪器玻璃仪器是中学实验使用最多的仪器，应清楚它们的性能和使用方法。玻璃仪器不易被一般化学试剂所侵蚀，耐酸性很强，又是透明的，在玻璃仪器内进行化学反应，很容易看清楚所发生的现象，所以化学实验常在玻璃仪器内进行。玻璃仪器的主要缺点是容易破损，故使用、洗涤和保管时都必须很谨慎。玻璃仪器的数量和品种比较多，在保管使用过程中应注意：（1）磨口仪器以及配有玻璃活拴的仪器，不能盛碱性物质。用完之后一定要洗涤净，在磨口处加纸条
152,然后塞上瓶盖或玻塞，以防止磨口处粘结（若磨口玻塞打不开时，可在酒精灯火焰上转动着均匀的烤一烤，利用热胀冷缩将其打开，切不可使劲地拧）。（2）学生实验用配套玻璃仪器，使用完后洗涤干净，存放于学生实验仪器橱中，切勿任意取走或调换,这样可以减轻准备工作的负担。（3）教师演示用的仪器应和学生用的仪器分别存放。根据课本中演示实验的内容和顺序，把仪器配套后存放于固定的地点。也可以按年级把演示用的仪器集中存放。1.瓷器瓷器是由高岭土烧制而成，软化温度很高，可以耐高温。由于表面上涂有一层釉，可以耐酸，但不耐碱，如果长时间被浓碱溶液浸渍，釉层会被腐蚀。实验室内常用的瓷器有蒸发皿、堪竭和研钵及研杵等。蒸发皿用以蒸发液体，加热时应垫以铁丝网，瓷珀埸可以直接灼烧。兖器的热膨胀系数虽小，但也不耐骤冷骤热，容易破碎，贮存时不可撞击；用后也应将它们内外都洗干净，以防底部粘有污垢，灼烧时发生破碎。瓷研钵使用时只能用杵研磨，不可敲打。2.金属仪器金属仪器（如铁架台、铁夹、铁圈、弹簧夹、滴定管夹、打孔器、锦子等）的保管，往往不被电视。由于酸碱性溶液和酸性气体的侵蚀以及没有固定存放地点，所以损坏较多。例如铁架台上的铁杆固定不牢，螺丝生锈无法转动，铁圈及铁架不配套等现象普遍存在。因此所有金属器具都应该有固定的存放地点。铁架台及附件用完之后，应擦拭干净。管理人员进行检查后将附件卸下，把铁架台和附件，分别放入专用的橱中。另外，还应定期检查金属制品表面的油漆是否脱落，要及时上漆，以延长使用时间。各种金属附件的螺旋部分应加胶垫和涂润滑油，经常检查是否生锈或脱落。不能使用的附件应及时报废。3.橡胶制品如橡皮塞、乳胶管、橡皮手套、球胆、塑料杯等。这些物品容易老化粘结，使用完后一定要洗涤干净，晾干后按不同的规格存放于塑料袋或较密闭的容器内，久存时可撒上少量滑石粉以延长使用时间，有时还在放有橡胶制品的容器内放一杯清水，防止其日久干裂。所有橡胶、塑料制品、都应和化学药品分开存放。6.模型教学用的各种模型，一般使用次数不多，应放入指定的仪器柜中。有条件的学校可设模型展览橱，既有利于模型的保管，又可以组织学生参观。（二）化学试剂的管理化学试剂是指实验室里用来发生化学反应的物质，中学里的化学试剂主要有固体和液体两类，气体都是临时制备。1.化学试剂的规格化学试剂的规格是根据不同的纯度来决定的。我国生产的通用化学试剂，按国家颁布标准主要分为四个等级，列表如下：纯度规格标签颜色及代号特点使用范围一级（优级纯试剂）绿色G、R、有效成分高（杂质含量低）用作基准物质，主要用于精确的科学研究和分析鉴定二级（分析纯试剂）红色A,R、有效成分较高（杂质含量较低）主要用于一般科学研究和分析鉴定三级（化学纯试剂）蓝色C、P、质量略低于二级用于一般无机和有机实验，也能用于要求较低的分析化学实验四级（实验试剂）黄色L,R、质量略低于三级但高于工业品用于一般中学化学实验除上述一般试剂外，还有专供特殊用途的试剂，如生化试剂、光谱纯试剂、工业纯试剂和指示剂等,都在标签上注明。
153由于各种不同等级的化学试剂包装上常用不同颜色的标签，所以一般只要看到标签的颜色，就可以知道是哪一等级的试剂。近年来由于装潢设计的改进，不少采用颜色画成各种图样来表示。例如二级试剂应用红色标签，现在有的在标签四周印上红色的粗线框，有的将试剂的名称用红色字印，有的在试剂名称下衬以红底，也有的用红色画成各种图案。四级试剂一般用黄色，也有用棕色或其他颜色的，生化试剂有时也用黄色，所以取用化学试剂时，不能单凭颜色分级，而应以标明的文字为准。试剂的等级不同，价格相差较大，采购和使用时都必须厉行节约。只要能达到应有的实验效果，原则上就应尽量采用级别较低的试剂，中学化学实验一般用四级，少数情况用三级，有时甚至还可以用工业品。1.化学试剂的分类化学试剂各有特性，有易燃的、易爆的、易潮解、易风化、受光照后容易变质等等，保管时特别要注意分类分放、注意安全。化学试剂的分类原则一般是把有机物与无机物、强氧化剂与强还原剂、危险品与非危险品分开。其分类方法多种多样，每一大类中的排列顺序也各有其规律。中学里较为有效的方法是先按试剂的状态分为固体和液体两大类，再以试剂本身所属的物质类别为准，按一定的顺序规律排列。无机物一般分为单质、氧化物、酸、碱、盐。单质又分为金属与非金属，金属按活动顺序或统一按周期表中的族；盐类可按照酸根分为卤化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐等。有机物•般按官能团分为烧、醇、酸、醛、酮、酸、酯、糖、含氮化合物、含卤化合物、含硫化合物等顺序排列。指示剂集中放置。2.一般药品的管理除易燃、易爆、剧毒药品外，一般药品均可存放于化学药品室。药品购入后，应立即登记建帐，并按照一定的分类方法，存放在固定的橱中，在橱门上贴上醒目的卡片，卡片上写明存放药品的类别、名称、数量和购入日期。平时实验中配制和使用的化学试剂都应存放在试剂瓶里，并盖紧瓶盖。粉末或粒状固体药品，应放在大口试剂瓶中：液体药品，应放入细口试剂瓶中。盛碱性的试剂瓶应使用胶塞而不能用玻璃塞。各试剂瓶都应有标签。标签上除写清名称、化学式外，还应标明纯度，溶液要注明浓度和配制FI期，如图8所示。为防止标签受试剂污染和腐蚀，标签外应涂一薄层石蜡。图83.易变质药品的管理有些药品在存放过程中易吸水而潮解或发生强烈水解，如氯化锌、氯化钻、氯化钙、氯化亚锡、氯化亚铁、氯化铁、硝酸筱、硝酸钙、硫化钠以及五氧化二磷、氯化磷、五氯化磷、无水氯化铝等，必须存放于干燥的室内，瓶口盖紧后用蜡或火漆封闭。在存放的柜中，应放入干燥剂。有些药品见光易分解，如硝酸银、过氧化氢、碘化钾、溟化钾、甘汞、升汞、亚铁盐、漂白粉、碘、亚硝酸盐、染料等，都应盛于棕色瓶中并放在阴凉、避光处保存。4.易燃药品的管理中学化学实验中常接触到的易燃药品大体有以下几种。易燃气体：氢气、一氧化碳、硫化氢、甲烷、乙烯、乙烘、氯乙烷、氯甲烷、乙胺等。易燃液体：汽油、乙醛、乙醛、二硫化碳、甲醇、乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、苯胺、乙酸乙酯、松节油、石油酸等。易燃固体：无机物如红磷、白(黄)磷、硫磺、镁粉、镁条、铝粉等，有机物如二硝基甲苯、二硝基苯酚、硝化棉、樟脑等。
154遇水或在空气中能自燃的药品：金属钠、金属钾、磷化钙、碳化钙、黄磷等。易燃药品在保管和使用中应注意以下几点：(1)药品室或准备室内，不能存放大量的易燃药品。不能在存放易燃药品的室内生火或用电炉取暖。(2)金属钠、钾必须保存在煤油或液体石蜡中。瓶中的煤油如果挥发，应及时补充。如发生燃烧现象,应用沙子或石棉布扑灭，不能用水、四氯化碳或二氧化碳作灭火剂。(3)黄磷应存放于盛水瓶中，并将瓶放在金属筒或密封的塑料袋中。切割黄磷应在水中进行操作。(4)可燃性液体试剂，主要是有机试剂，极易挥发成气体，着火点都很低，容易着火，如遇明火就会燃烧，应单独存放在阴凉通风处，特别要注意远离火源。使用时不能直接加热，而要用水浴、油浴进行加热。(5)转移、分装或使用易燃性液体溶解其他物质时，附近不能有明火。1.易爆药品的管理中学化学实验中常用的易爆药品有：硝酸筱、硝化甘油、硝化纤维、苦味酸、三硝基甲苯、高氯酸筱、雷酸汞、乙快的金属化合物等，另外一些强氧化剂与还原剂的混合物也易发生爆炸。这些易爆药品在保管和使用中，应注意以下几点：(1)所有易爆药品均应单独保存于地库或简易地库中。检查和取用时，切勿碰撞。各种强氧化剂禁止与有机物及其他可燃物放在一起。苦味酸应放入盛水的瓶中保存。(2)乙暇应放在阴凉、远离火种的地方密封保存。使用前一定要检查有无过氧化物(可用碘化钾或亚铁盐、硫氟化钾进行检验)生成。(3)易爆的残渣或废液，不能随意乱丢，不得倒入下水道，应进行回收或化学处理。2.强腐蚀性药品的管理浓酸、浓碱、液溟、甲酸、甲醛、苯酚等强腐蚀性药品，应存放在有塞的细口瓶中，有挥发性的应用带有磨砂玻璃塞或有耐酸衬盖的细口瓶。浓酸、浓碱不要放在高位架上，以防碰翻造成烧伤事故。大量的应放在靠墙的地面上。3.强氧化剂的管理具有强氧化能力的含氧酸盐或过氧化物如氯酸钾、硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸银、硫酸铜、硝酸铅、过氧化钠、过氧化氢(30%)等都是。这些药品本身不会燃烧，但在受热、撞击、受强光照射,或与还原剂接触，或与酸、碱、水发生作用，就能分解出氧气并产生热量，使可燃物着火燃烧或与可燃物构成爆炸混合物就会发生危险。因此保管时必须放在阴凉通风处并和还原性物质或可燃物质分开存放。4.有毒药品的管理对人体造成毒害作用的化学药品主要有以下几种：有毒气体：氯气、澳蒸气、氟气、氟化氢、氯化氢、溟化氢、氢氟酸、二氧化硫、硫化氢、二氧化氮、一氧化碳、光气等。有毒药品；汞、液溟、碘、黄磷、亚硝酸盐、有机溶剂、苯胺及其衍生物、苯酚、芳香硝基化合物、硫酸二钾酯等。剧毒药品：氟化物、筑化物、三氧化二碑和其他碑化物、升汞和其他汞盐等。保管和使用有毒化学药品，应注意以下几点：(1)对有毒药品要分级贮存和专人负责管理，剧毒药品要放在铁制的保险柜里。(2)汞在常温下就能挥发，如果液汞散落地上，可用硫粉、锌粉或氯化铁溶液清除。(3)液澳可致皮肤烧伤，浪蒸汽刺激粘膜，严重者可使眼睛失明。因此必须密封后放在金属罐中，外用塑料袋密封。取用时要有防护措施并在通风橱中进行。(4)
155有机溶剂均对皮肤粘膜和神经系统有刺激作用，如苯能刺激皮肤，引起顽固性湿疹，对中枢神经及造血系统均有损害。甲醉对视神经有害。某些烷化剂、芳香胺类、硫酸二甲酯等有致癌作用。因此使用时一定要在通风橱中进行，并要有一定的防护措施。禁止用有机溶剂洗手或擦洗衣服上的油污等。(三)实验室规章和安全规章实验室内必须建立各项规章制度以确保安全和顺利地进行工作，如实验室规则、学生实验规则、安全守则、试剂取用规则等。这些规则可由实验室工作人员和教师一起拟定后向学生公布，要求严格遵守。下面介绍实验室的几项规则以供参考。实验室规则1.实验室是进行实验教学和存放仪器、药品的重要场所。未经实验管理人员允许，任何人不得擅自进入。2.实验室应保持肃静、文明、清洁的工作环境和良好秩序。不得高声谈话，不准在实验室内吸烟、用食，也不准在实验室内会客或召开会议。3.使用仪器、药品，应先确认仪器、药品与标签是否相符，失去标签或潮解变质的药品不得使用。贵重仪器使用前应阅读说明书，按规定程序进行操作。4.进行易燃、易爆、剧毒物品等实验时，应有一定的安全措施。严禁乱放，防止意外事故发生。使用剧毒药品时，应有两人在场的情况下进行操作，废物、废液应立即进行妥善处理。5.实验室人员和学生在实验前应做好充分准备，熟悉仪器设备操作规程，实验时应注意安全，按操作规程进行。若发生事故立即停止操作，及时报告处理。6.学生实验时，要认真按照课本或实验指导进行操作。未经教师或实验室工作人员同意，不得任意改变或进行与本实验内容无关的实验操作。7.实验结束后，应及时洗涤器皿。仪器、药品要放回原处。仪器和各种备品如有损坏或丢失，应及时通知管理人员按规定处理。8.爱护公共财物，节约水电和药品。实验室内一切备品未经管理人员同意，不得私自携出。安全规则1.实验室的安全工作，是教学和科研工作的保证。各实验室工作人员要树立“安全第一”的观点，贯彻“预防为主”的方针。实验管理人员对本室的安全要认真负责，经常进行安全检查，确保人身和财产安全。2.实验室应根据自己的特点，制订仪器设备的操作规程和防火、防盗等安全措施，并严格贯彻执行。发现问题，及时处理解决。3.实验前应认真预习，了解实验中安全操作的规定，在实验过程中应仔细按规定操作。未经教师同意，不得任意改变规定的操作。4.实验室内严禁饮食或把餐具带进实验室。实验完毕，必须洗净双手后，再离开实验室。5.绝对不允许任意混合各种化学药品，以免发生事故。6.能产生有刺激性有毒气体的实验，必须在通风橱内进行。7.浓酸、浓碱、有强腐蚀性的药品，切勿溅在皮肤或衣服上，更要注意保护眼睛。稀释酸、碱时，特别是浓硫酸，应将它慢慢地倒入水中，切勿将水注入浓酸中。8.加热或倾倒液体时，切勿俯视容器，以防液滴飞溅，造成事故。9.使用易燃试剂，必须远离火源。10.闻气体时应用“招气入鼻”法。即用手轻拂气体，将气体扇向鼻孔，不可将鼻子凑在容器上闻气味。11
156.有毒药品如重铝酸钾、领盐、铅盐、碎的化合物、汞的化合物，特别是氟的化合物，不得进入口内或接触伤口。剩余的废液也不得随便倒入下水道。1.使用电器时要谨防短路，不要用湿手接触电器。用电结束应拔掉连接电源的插销。2.实验完毕必须检查实验室，关好水龙头，拉开电闸，切断电源，做好清洁工作，关好门窗以确保安全。学生实验守则1.学生必须按教学计划规定的时间来实验室上实验课，不得迟到、早退或中途退出。迟到十分钟以上者，不得参加本次实验。无故不参加实验者，以旷课论处。2.学生实验前应认真预习，明确实验的基本原理、目的、要求、实验的内容、方法、和操作步骤。如有疑问，必须弄清后才可进行实验。3.进入实验室或实验场地，必须衣着整齐，保持安静，严禁谈笑、喧哗、抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。不得随便串走，更不得动用与本实验无关的其他仪器设备，保持室内整洁。4.实验开始前，应检查实验所用的仪器、药品是否齐全、完好。如果对某些仪器的使用方法或试剂的性质不明了时，不得开始实验，以免发生事故。5.实验时应认真操作，仔细观察，认真记录，周密思考。6.注意安全，严格遵守操作规程，爱护仪器设备及其它公共财产，节约使用材料。若发生异常现象或意外事故时，应立即向指导教师报告，及时妥善处理。损坏的仪器或药品要报告实验管理员，并进行登记处理。7.实验完毕后，应主动整理好仪器设备、工具，借用的仪器及时归还，要回收的药品倒入回收容器里，固体废物应倒入废物箱内，废液应倒入废液缸内。全部收齐后应立即处理，清除废物箱和废液缸，并打扫好卫生，关闭电、水源，经指导教师检查后，方可离开。8.根据原始记录，认真做好实验报告，准时交给教师审阅。凡是不符合要求者，均须进行补做或重做。试剂取用规则1.取用试剂，先要看清瓶上的标签。取用时先将瓶盖倒放在桌面上。取用完毕，应立即把瓶盖紧，切勿盖错瓶盖。2.取用固体试剂必须用干净的药匙，用过的药匙必须洗净擦干才能再使用。取液体试剂应把贴有标签的一面握向手心，逐渐倾斜瓶子，沿着容器或量器的内壁倒入。3.用滴管或移液管取用试剂时，不可用未经洗净的同一滴管或移液管取用其它试剂。4.必须按规定的用量取用试剂，不得随意增减。多取的试剂不可回入原瓶内，可倒入指定的容器内供他人使用。5.有毒药品要在教师指导下取用。参考文献1.王希通.化学实验教学研究［M］.北京：高等教育出版社，19902.西南师范学院化学系.中学化学教学法实验［M］.北京：高等教育出版社，19863.茅树国、龚维新.中学化学实验大全［M］.济南：山东科学技术HI版社，19884.毕华林等.化学实验教学研究出］.青岛：青岛海洋大学出版社，20005.金立藩等.中学化学实验技术［M］.泰州：江苏教育出版社，19876.范杰等.化学实验论［M］.太原：山西科学技术出版社，2001
1571.中华人民共和国教育部.全日制教育化学课程标准（实验稿）.北京：北京师范大学出版社，2001附录一、化学常用指示剂的配制（一）常用指示剂的配制1.石蕊溶液：方法一将1克石蕊溶入50ml水中，静置一昼夜后过滤，在漉液中加入30ml95%的乙醇，再加水稀释至100ml即可。方法二将5一10克石蕊加入100ml85%的酒精，在水浴上加热，并搅拌，倾去溶液以除其中的有色杂质。将残渣用1L热水浸煮，并不断搅拌，滤去不溶物，便得石蕊溶液。用蒸储水配制的石蕊溶液滴入酸性溶液中，呈明显的红色•但滴入中性溶液和碱性溶液时，两者的区别往往不明显，都有一定程度的蓝中略带紫色，改进的办法是：用蒸储水配制好以后，用滴管取ImoL/L的醋酸溶液，逐滴加入锥形瓶中，并不断振荡，严格控制醋酸的用量，并随时从锥形瓶中用滴管取出数滴溶液分别加入酸性氯化铉溶液、中性蒸储水和碱性碳酸钠溶液中，至分别呈红、紫、蓝三色清晰可辨为宜。如不小心调节过头，可用ImoL/L氨水反调。经过调节的紫色石蕊溶液对一般酸碱溶液反应敏感，对盐类水解所呈的酸碱性也反应明显。2.酚儆溶液：将1g酚儆溶于1L60T90%的酒精中即得。或者取医药用的无色酚秋片（又名“果乐比”是一种轻泻剂）两粒，放入约50ml的酒精中溶解，过滤即得酚献溶液。3.甲基橙溶液：取甲基橙1g,加蒸储水1L,溶解后过滤即得。4.品红溶液：品红是一种人工合成的红色染料，成分是盐酸蔷薇苯胺。配制时可将0.1g品红溶于100ml水中即可。5.淀粉溶液：将1g可溶性淀粉加少量水调成糊状，倾入100ml沸水中，煮沸片刻，即得1%
158的淀粉溶液。这样配制的淀粉溶液不可久藏，因为久置后，检查碘分子时其颜色不是天蓝色而是蓝紫色，甚至不起作用。若加入少量（约1g）氯化锌或碘化汞作防腐剂，可放置较久。1.淀粉碘化钾溶液：将0.5g淀粉加水1ml,在试管中加以振撰调成浆状，然后倒入100ml沸水，维持煮沸1一2分钟，冷却后，将0.5g碘化钾及0.5g结晶碳酸钠溶于少量水，加入此试管中，振荡得无色溶液。该溶液要临时配制，不能久藏。2.甲基红溶液：将1g甲基红溶入1L60%的乙醇中即可。3.碘水：将2.5g碘和3g碘化钾溶于少量水中，加水稀释至1000ml,即得0.001mol/L的碘水。（二）常用试纸的制备试纸名称及颜色制备方法用途石蕊试纸（红色或蓝色）用热的酒精处理市售石就以除去夹杂的红色素。倾去浸液，残渣1份与6份水浸煮并不断摇荡，滤去不溶物。将滤液分成两份，一份加稀H2sol至变红，另一份加稀NaOH至变蓝，然后将淀纸条分别在其中浸湿取出后在避光、没有酸、碱蒸汽的室内晾干，便得红色和蓝色石蕊试纸。红一在碱性溶液中变蓝色蓝一在酸性溶液中变红色淀粉碘化钾试纸（白色）将0.5g淀粉加水1ml,在试管中加以振摆调成浆状，然后倒入100ml沸水，维持煮沸1〜2分钟，冷却后，将0.5g碘化钾及0.5g结晶碳酸钠溶于入少量水，加入此试管中，振荡得无色淀粉碘化钾溶液。将滤纸条浸入淀粉碘化钾溶液中，取出晾干，即得淀粉碘化钾试纸。可贮于密闭容器中备用。用以检出氧化剂（特别是游离卤素），作用时变蓝色。酚曲试纸（白色）溶解1克酚酸于100ml95%的酒精溶液中，摇荡溶液，同时加入100ml水，将滤纸条浸入溶液，取出后置于无氨蒸气处晾干即可。在碱性溶液中变成深红色。醋酸铅试纸（白色）将滤纸条浸入3%醋酸铅溶液中，取出后在无硫化氢气体的房间中晾干。用以检出痕量的HS作用时由白色变成黑色。刚果红试纸（红色）溶解0.5克刚果红于1升水中，加5滴醋酸，滤纸条在温热溶液浸湿后，取出晾干。与无机酸作用变蓝（甲酸、-M醋酸及草酸等有机酸也使它变蓝）。pH3.0~5.2：由蓝变红.淀粉试纸（白色）将0.5g可溶性淀粉放入小烧杯中，加水5ml调成糊状，边搅拌边加入100ml沸水，继续加热煮沸2〜3分钟，直到溶液转清时加入0.1g氯化汞。放入滤纸，浸透后取出晾干，即得淀粉试纸。遇碘由白色转变成蓝色。碘酸钾一淀粉试纸（白色）将Kia1.07g溶于100ml0.05mol•L'硫酸中，加入新配制的0.5%淀粉溶液100ml,将滤纸放入该溶液中浸透后取出晾干。检验NO、SO：等还原性气体，它们和试纸作用时变蓝色。铁氟化钾（及亚铁冢化钾）试纸（淡黄色）将滤纸浸入饱和铁氟化钾（或亚铁氟化钾）溶液中，浸透后取出晾干。试纸跟铁离子（或亚铁离子）作用呈蓝色。二、常用酸、碱、盐溶液的配制（一）酸溶液
159酸的名称和化学式比重(20℃)溶质质量分数(%)物质的量浓度(mol•L1)配制方法(体积比)浓盐酸HC11.193812稀盐酸HC11.10206浓盐酸(38%)：水=1：1稀盐酸HC1——3浓盐酸(38%)：水=1：3稀盐酸HC1一7.22浓盐酸(38%)：水=1：5浓硝酸HNOa1.416816稀硝酸HNO31.20326浓硝酸(68%)：水=10:17稀硝酸HNO3一一2浓硝酸(68%)：水=1：7浓硫酸H2SO.1.849818浓硫酸(98%)：水=1：5稀硫酸H2SO.1.1824.83浓硫酸(98%)：水=1：17稀硫酸也so.一一1冰醋酸CR,COOH1.0599.517.5稀醋酸CH.COOH—35.06冰醋酸(17.5%)：水=10：19稀醋酸CH.COOH一一2冰醋酸(17.5%):水=10：77(.)碱溶液碱的名称和化学式物质的量浓度(mol-L1)配制方法浓氨水NHlIW15d=0.9028%(质量分数)稀氨水6浓氨水(28%)：水=1：1.5(体积比)稀氨水2浓氨水(28%):水=1：6.5(体积比)稀氨水1浓氨水(28%)：水=1：14(体积比)氢氧化钠NaOH6溶240克NaOH于水中，稀释至1000ml。氢氧化钠2溶80克NaOH于水中,稀释至1000ml.氢氧化钾KOH3溶168克KOH于水中，稀释至1000ml.氢氧化钢Ba(OH)z0.2Ba(OH)2«8H2O63克/升，过滤。氢氧化钙Ca(OH)20.02饱和石灰水澄清液。(三)盐溶液盐的名称和化学式分子量物质的量浓度(mol•L')配制方法硝酸银AgNO,169.870.25溶解42.5gAgNOj于水中,稀释至1000ml.硝酸银AgNft169.870.1溶解17gAgNOs于水中,稀释至1000ml,,氯化钢244.30.25溶解61gBaCh•2&0于水中，稀释至1000ml。BaCL•2压0硫酸铜249.90.25溶解62gCuSO,•5HzO于水中，稀释至1000ml.CuSOi・5H2O氯化铁270.30.2溶解54gFeCh•6H2O于水中,稀释至1000mloFeCL・6H2O硫酸亚铁278.00.5溶解139gFeSO,•7H。于水中，稀释至1000mloFeSOi•7H8氯化汞HgCb271.500.25溶解68gHgCL于水中，稀释至1000ml。
160氯化钾KC174.560.5溶解37gKC1于水中，稀释至1000ml.浪化钾KBr119.010.5溶解60gKBr于水1+1,稀释至1000ml。碘化钾KI166.010.5溶解83gKI于水中，稀释至1000mlo氟化钾KCN65.12().5溶解33gKCN于水中，稀释至1000ml。硝酸钾KNO3101.110.5溶解50gKNG于水中，稀释至1000ml。硫酸钾K60,174.260.25溶解44gLSO,于水中，稀释至1000ml。硫氟化钾KSCN97.180.5溶解49gKSCN于水中，稀释至1000mL高猛酸钾KMnO,158.040.01溶解1.6gKM11O4于水中,稀释至1000ml。氯化钠NaCl58.440.5溶解29gNaCl于水中，稀释至1000ml.硝酸钠NaNG84.990.5溶解43gNaNO,于水中，稀释至1000ml。碳酸钠Na£O,106.01.5溶解159gN&CQ)于水中，稀释至1000ml。硫代硫酸钠Na2s2O3・5no248.20.05溶解12.4gNa£O,•5压0于水中，稀释至1000ml.醋酸钠CHaCOONa・3H力136.13溶解408gCH^COONa•3H2O于水中,稀释至1000ml«硫酸钠N&SO,142.040.25溶解35gN&SOa于水中，稀释至1000ml。醋酸铅Pb(AC"-3H2O3790.5溶解189.5gPb(AC)jgH20于水中，稀释至1000ml.氯化亚锡SnCl2•2H2O225.60.25溶解56gSnClL2HQ于水中，稀释至1000mL氯化锌ZnCL136.280.25溶解34gZnCL于水中，稀释至1000ml。硫酸锌ZnSOi・7H2O2870.25溶解72gZnSO,•7H2O于水中,稀释至1000ml.三、常用洗液的配制及其使用洗液名称配制方法洗液特点使用注意事项铝酸洗液一般浓度为5%~12%.工业品重铝酸钾(或重铭酸钠)20g溶于40nli水中，慢慢加入360ml工业浓硫酸，即得5%洗液。洗液为红褐色。强酸性，具有很强的氧化力。用于去除油污。(1)使用时要特别小心以防腐蚀皮肤和衣服。(2)废液不可随便排放，要进行处理*。(3)洗液若呈绿色，则发示已失效。碱性高镒酸钾洗液4gKMnO.溶于少量水中,加入100ml10%Na0H溶液。作用缓慢。适应于洗涤油腻及有机物。洗后玻璃器皿上留有Mn()2沉淀物，可用浓HC1或Na2sCh溶液处理。碱性乙醇洗液1L95%乙醇溶液，加入157mlNaOH(或KOH)饱和溶液(约50%)。遇水分解力很强适应于洗涤油脂、焦油和树脂等。(1)具有易燃性和挥发性，使用时注意防挥发和防火•(2)久放失效。(3)对磨口瓶塞有腐蚀作用。磷酸钠洗液于470ml水中加入57gNajPa和28.5g汕酸钠(CnHasCOONa).洗涤碳的残留物。在洗液中浸泡几分钟，再刷洗。纯酸或纯酸溶液：浓盐酸、浓硫酸和浓硝洗液的使用要用洗液浸泡或浸煮器皿，但用酸洗时温
161纯碱洗液酸.纯碱溶液：10%以上的NaOH、KOH或溶液。根据器皿上污垢的性质。度不宜太高，防止酸挥发。硝酸一过氧化氢洗液15%〜20%硝酸加入5%过氧化氮。洗涤特别顽固的化学污物。(1)久存易分解，现用现配。(2)贮存于棕色瓶中。*简便的处理方法是在酸液中加入硫酸亚铁，使六价铭还原成三价铭(无毒)，再排放。四、常用干燥剂的性能和适应范围干燥剂IL空气中残留水分的mg数性质和适应范围备注PA2X10'8白色粉木，酸性，有强烈与水结合的能力，不仅能结合游离水，还能夺取化合物中的水。可以干燥％、0八Nz、C02,CO、S&、CH,、GH,等气体，不可以干燥氨、胺、卤化氢和硝酸等，也不可用来「燥醇、拨酸和酮等有机物。和水形成水化物，不能再生。Mg(CIO.)25X10-"白色固体，具有极强氧化性，易潮解，有强烈吸水作用。适用于干燥中性或酸性气体，不可以用于能被氧化的物质.严禁与有机物、碳、硫、磷等可燃物接触，以免引起爆炸。吸水后形成含2,3、4、6个结晶水合物，在190,C以上可烘干再生，温度不可过高，Mg(C10,)z在251,C时分解。BaO6.5X101白色固体，碱性氧化物，有毒！吸水性强，也能吸收酸性气体。用于干燥0八Nz、NHa、胺等。不可以干燥HC1、H£、C&、SO：等酸性气体。跟水化合成Ba(OH)2,不能再生。硅胶0.5~3X10-3是半透明、内表面积很大的多孔性固体，属良好的吸附剂，对水有强烈的吸附作用。可干燥。2、必、NH」、胺等气体。常用于干燥器中。含有钻盐的硅胶，叫变色硅胶，干燥时呈蓝色，吸水后呈粉红色吸附水后的硅胶可于120℃下烘干再生。AI2O33XI。-3白色粉末，中性，是吸附性较强的多孔性吸附剂，适用于多数气体。吸附水的氧化铝，可以在175P下烘干再生。(100%)H£0,(95%)3X10-23X10-1氧化性酸。可以干燥也、。2、2、CO、SO2、CLHC1、CH,等多种气体，不可用来干燥NH,、胺、H2S、HBr.HI等碱性或易被氧化的气体，常在干燥器中使用。与水结合成水合物，不能再生。CaSO44X10-3白色粉木。可干燥山、弗、CO”CO、Sa、Cb、HCl、H2s等气体，也可干燥烷烧、醛、醛、酮、竣酸等液态有机物，不适用于干燥HF、胺、乙醇等。与水结合形成CaSO.•2压0,加热到230X?〜240"C下脱水再生。CaO2X10h白色固体，碱性氧化物。可干燥。2、Nz、NH”胺等气体，也可干燥低级醇和胺等液态有机物。常在干燥器中使用。不用来干燥酸性气体，如CO”HC1、H2s等。与水结合形成Ca(OH)?,加热到45CTC以上分解再生.CaCL1.4~2.5X10*'白色多孔固体，有较强的吸湿性。可以干燥压、&、MCO，,CO,S(X、HC1、CHmCM,等多种气体。也可以干燥烧、卤代物、酸、酮、硝基化合物等液态有机物。不能用来干燥NH：,以及含有一0H和一NH工的有机物。吸水后形成结晶水合物，加热到260c以上脱水再生。碱石灰白色固体，呈碱性。可以干燥NH：,、胺等气体，不能干燥酸性气体及醇、醛、酮、酸、酯、酚等液态有机物.常用于避免水或CO：进入反应系统装置中。碱石灰由CaO粉碎后加入NaOH溶液，经充分混合后，置铁皿中于200c〜250℃下干燥而成。它的大致成分是：83%Ca(0H)2,5%NaOH,12%乩0。
162MgSO』白色粉末。常用于干燥卤代物、醇、醛、酮、竣酸、酯、酚、硝基化合物等液态有机物。与水结合成结晶水合物MgSO.•7H20oNag白色粉末。使用范围同MgS（k与水结合成结晶水合物Na^SOi•IOH2O0K2CO3白色粉末，碱性。常用于干燥酮、酯、胺等液态有机物。与水结合成水合物。五、可燃性气体或蒸气和空气或氧气的混合物爆炸极限气体或蒸气分子式与空气混合（体积%）与氧气混合（体枳％）低限高限低限高限一氧化碳co12.5751296H24.1754.595NHs15.727.414.879CH$5.015560C2H」3.033.5380C2H63.014450C2H22.3822.893硫化氢H2S4.345.4——C3H82.19.5——C4H101.58.5———CHbOH6.036.5——C2H50H4.018——C3H62.211.1——CiHioO1.840一—C6H61.48.0——乙醛C2H4O3.9757.0——乙酸C2HQ25.40———丙酮C3H6。2.5512.80——
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