化学实验改进与创新

济宁十三中 初三化学备课组 化学是一门以实验为根底的自然科学，化学教学离不开化学实验。实验教学的主要目的是帮助学生更好地理解所学理论知识，并通过实验操作来培养学生的动手能力，训练学生学会合作和进行实验探究，让学生认识如何通过实验的方法来解决问题，从而将理论知识与实践密切联系起来。实验大赛交实验大赛交流内容流内容v一、新教材中个别实验的改进一、新教材中个别实验的改进v二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v三、仪器展示三、仪器展示v四、与大家进行实验交流四、与大家进行实验交流一、新教材中个别实验的改进一、新教材中个别实验的改进 新教材的亮点之一，就是教材设计了丰富的可供教师演示和学生自主新教材的亮点之一，就是教材设计了丰富的可供教师演示和学生自主进行的实验。实验类型多样化，表达化学实验的多种教育功能。减少了验证进行的实验。实验类型多样化，表达化学实验的多种教育功能。减少了验证性的内容，具有较强的探究性。有利于培养学生的探究意识、观察能力、思性的内容，具有较强的探究性。有利于培养学生的探究意识、观察能力、思维能力和实践能力。同时，新课程化学教学呼唤实验创新，教师在教学中，维能力和实践能力。同时，新课程化学教学呼唤实验创新，教师在教学中，遇到教材中不理想的实验设计，就需要自己动手，进行实验创新和改进。遇到教材中不理想的实验设计，就需要自己动手，进行实验创新和改进。一、新教材中个别实验的改进一、新教材中个别实验的改进v进行实验设计时，要遵循以下四个根本原那么：进行实验设计时，要遵循以下四个根本原那么：v科学性科学性实验原理、实验操作程序和方法必须正确。实验原理、实验操作程序和方法必须正确。v平安性平安性尽量防止使用有毒药品和进行具有一定危险尽量防止使用有毒药品和进行具有一定危险 v 性的实验操作。性的实验操作。v可行性可行性仪器和药品易得、易操作、现象明显，能说仪器和药品易得、易操作、现象明显，能说v 明问题。明问题。v简约性简约性方案简单易行，应采用简单的实验装置，用方案简单易行，应采用简单的实验装置，用v 较少的步骤和药品，并能在较短的时间内较少的步骤和药品，并能在较短的时间内完完v 成实验。成实验。v 浓硫酸与铜反响浓硫酸与铜反响1 1、改进实验名称：浓硫酸与铜反响的实验改进、改进实验名称：浓硫酸与铜反响的实验改进 v “浓硫酸与铜反响浓硫酸与铜反响实验，如果按照教材实验，如果按照教材的装置进行，气密性不好影响课堂效果。由此实的装置进行，气密性不好影响课堂效果。由此实验得到启发，能否设计一个实验装置气密性好，验得到启发，能否设计一个实验装置气密性好，实验现象明显，可控制药品用量，减少对环境的实验现象明显，可控制药品用量，减少对环境的污染。于是，我对实验装置进行改进，找出最正污染。于是，我对实验装置进行改进，找出最正确方案。确方案。一、新教材中个别实验的改进一、新教材中个别实验的改进p2 2、实验的原理：、实验的原理：2H2SO4(2H2SO4(浓浓)+Cu CuSO4+2H2O+SO2)+Cu CuSO4+2H2O+SO23 3、实验改进目的：、实验改进目的：使实验在一个可吸收尾气的装置中进行，可节使实验在一个可吸收尾气的装置中进行，可节约药品，实验现象明显，防止约药品，实验现象明显，防止SO2SO2对空气的污染。对空气的污染。一、新教材中个别实验的改进一、新教材中个别实验的改进一、新教材中个别实验的改进一、新教材中个别实验的改进v4 4、实验仪器及药品：具支试管、玻璃管、铁丝、实验仪器及药品：具支试管、玻璃管、铁丝、铜片、棉花、胶塞、浓铜片、棉花、胶塞、浓H2SO4H2SO4、NaOHNaOH溶液等。溶液等。v5 5、操作步骤及现象分析、操作步骤及现象分析v 连接好仪器如图连接好仪器如图3-23-2所示，并检查装置的所示，并检查装置的气密性。气密性。图图3-1 3-1 改进前浓硫改进前浓硫酸与铜反响装置酸与铜反响装置一、新教材中个别实验的改进一、新教材中个别实验的改进图图3-2 改进后的浓改进后的浓硫酸与铜反响装置硫酸与铜反响装置v 向具支试管里参加向具支试管里参加3ml浓浓H2SO4。v 将一段铁丝穿过带玻璃管的胶塞。铁丝在玻璃管中的局将一段铁丝穿过带玻璃管的胶塞。铁丝在玻璃管中的局部缠绕有侵入部缠绕有侵入NaOH溶液的棉花，在铁丝末端挂上铜片并伸溶液的棉花，在铁丝末端挂上铜片并伸入到具支试管里，塞上带玻璃管的胶塞。拉动铁丝铜片与浓入到具支试管里，塞上带玻璃管的胶塞。拉动铁丝铜片与浓硫酸液面接触，观察到试管中反响液体呈蓝绿色。说明浓硫硫酸液面接触，观察到试管中反响液体呈蓝绿色。说明浓硫酸与铜发生了氧化复原反响，铜被氧化生成硫酸铜，硫酸被酸与铜发生了氧化复原反响，铜被氧化生成硫酸铜，硫酸被复原成二氧化硫。复原成二氧化硫。一、新教材中个别实验的改进一、新教材中个别实验的改进v6 6、实验结论、实验结论v实验在可吸收尾气的装置中进行，实验现象明实验在可吸收尾气的装置中进行，实验现象明显。改进后的实验装置，在课堂进行演示实验教显。改进后的实验装置，在课堂进行演示实验教学后，大家反映实验效果好。学后，大家反映实验效果好。v实验验证了浓硫酸具有氧化性，浓硫酸与铜发实验验证了浓硫酸具有氧化性，浓硫酸与铜发生氧化复原反响，反响除生成硫酸铜外，还生成生氧化复原反响，反响除生成硫酸铜外，还生成二氧化硫和水，实验平安易操作。二氧化硫和水，实验平安易操作。v通过改进实验装置，可控制药品用量，防止了通过改进实验装置，可控制药品用量，防止了生成的二氧化硫对师生及环境的危害。生成的二氧化硫对师生及环境的危害。一、新教材中个别实验的改进一、新教材中个别实验的改进二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v 在教学中，为了让学生更好的理解化学知识，在教学中，为了让学生更好的理解化学知识，感悟化学的魅力，教师在教学中除了做好教材上的感悟化学的魅力，教师在教学中除了做好教材上的演示实验，还要补充一些趣味性较浓的化学演示实演示实验，还要补充一些趣味性较浓的化学演示实验。如：二氧化硫的漂白作用及酸雨模拟实验。在验。如：二氧化硫的漂白作用及酸雨模拟实验。在设计实验时，应尽可能使实验现象明显、平安、成设计实验时，应尽可能使实验现象明显、平安、成功率高、污染少、易操作。功率高、污染少、易操作。v实验名称：二氧化硫的漂白作用及酸雨模拟实验实验名称：二氧化硫的漂白作用及酸雨模拟实验 二氧化硫的漂白作用是由于二氧化硫与某些有色二氧化硫的漂白作用是由于二氧化硫与某些有色物质直接化合，生成不稳定的无色物质而造成的。当物质直接化合，生成不稳定的无色物质而造成的。当此无色物质在受热或遇到强氧化剂时即分解，如：二此无色物质在受热或遇到强氧化剂时即分解，如：二氧化氮或发烟硝酸或氯气等氧化剂都能使被漂白物质氧化氮或发烟硝酸或氯气等氧化剂都能使被漂白物质又恢复原色。又恢复原色。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v2 2、装置：、装置：v 钟罩里的二氧化硫与水反响生成亚硫酸钟罩里的二氧化硫与水反响生成亚硫酸(模拟模拟 酸雨酸雨)SO2+H2O SO2+H2O H2SO3 H2SO3 v 因此，培养皿里的水人工降雨的雨水因此，培养皿里的水人工降雨的雨水参加石蕊试剂显红色，证明此溶液显酸性。参加石蕊试剂显红色，证明此溶液显酸性。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 图图1-1 1-1 二氧化硫的漂白作用及酸雨模拟试验装置图二氧化硫的漂白作用及酸雨模拟试验装置图 二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 水水v3 3、操作：、操作：v如图如图1-11-1所示，取多半药匙硫粉，放入蒸发皿里，所示，取多半药匙硫粉，放入蒸发皿里，加热蒸发皿，使硫粉融化、燃烧到有蓝色火焰时，加热蒸发皿，使硫粉融化、燃烧到有蓝色火焰时，放入红色的鲜花的钟罩里，钟罩下接一培养皿的放入红色的鲜花的钟罩里，钟罩下接一培养皿的盖，使盛硫粉的蒸发皿和插入鲜花的坩埚都在密盖，使盛硫粉的蒸发皿和插入鲜花的坩埚都在密闭的钟罩里。这时可观察到钟罩里有大量白雾，闭的钟罩里。这时可观察到钟罩里有大量白雾，片刻后可看到红色的花瓣逐渐变白，说明片刻后可看到红色的花瓣逐渐变白，说明SOSO2 2的漂的漂白作用。白作用。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v翻开胶塞，用小喷壶给钟罩里喷入蒸馏水，模翻开胶塞，用小喷壶给钟罩里喷入蒸馏水，模拟人工降雨。拟人工降雨。v取培养皿里人工降雨的雨水，放入一支小试管取培养皿里人工降雨的雨水，放入一支小试管里，另取一支小试管，参加喷壶里的蒸馏水做比里，另取一支小试管，参加喷壶里的蒸馏水做比照实验，分别给这两支小试管里参加石蕊试剂，照实验，分别给这两支小试管里参加石蕊试剂，观察到盛雨水的试管溶液变红，盛蒸馏水的试管观察到盛雨水的试管溶液变红，盛蒸馏水的试管溶液无明显变化。溶液无明显变化。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v通过下面三个实验可以证明无色物质遇到氧化通过下面三个实验可以证明无色物质遇到氧化剂时即分解。剂时即分解。v取一个小培养皿，把漂白的花瓣放入枯燥的培取一个小培养皿，把漂白的花瓣放入枯燥的培养皿里，在培养皿里放入一小片铜，滴入几滴浓养皿里，在培养皿里放入一小片铜，滴入几滴浓硝酸，盖上盖可观察到有二氧化氮气体生成，片硝酸，盖上盖可观察到有二氧化氮气体生成，片刻后，观察到白花瓣逐渐变红，小心地给培养皿刻后，观察到白花瓣逐渐变红，小心地给培养皿里参加氢氧化钠溶液，吸收二氧化氮气体。里参加氢氧化钠溶液，吸收二氧化氮气体。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v把漂白的花瓣放到发烟硝酸瓶口，可观察到白把漂白的花瓣放到发烟硝酸瓶口，可观察到白花瓣逐渐变红。花瓣逐渐变红。v把漂白的花瓣放在氯气瓶口一会儿，可看到白把漂白的花瓣放在氯气瓶口一会儿，可看到白花瓣逐渐变红。花瓣逐渐变红。以上三个实验证明了二氧化硫的漂白作用是以上三个实验证明了二氧化硫的漂白作用是由于二氧化硫与某些有色物质直接化合，生成不由于二氧化硫与某些有色物质直接化合，生成不稳定的无色物质，而这种无色物质遇到强氧化剂稳定的无色物质，而这种无色物质遇到强氧化剂时即分解，能使被漂白物质又恢复原色。时即分解，能使被漂白物质又恢复原色。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v5 5、说明、说明v通过此实验学生可以直观地看到通过此实验学生可以直观地看到SOSO2 2漂白作用和漂白作用和SOSO2 2形成的酸雨。形成的酸雨。v方便、省时、省药、直观，一次可以看到几个方便、省时、省药、直观，一次可以看到几个实验结果。实验结果。v污染小，一般学校实验室都可以做。污染小，一般学校实验室都可以做。v此装置还可以做氮的氧化物酸雨模拟实验。此装置还可以做氮的氧化物酸雨模拟实验。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v1 1、趣味实验名称：双喷泉实、趣味实验名称：双喷泉实验验 氨溶于水的喷泉实验可以氨溶于水的喷泉实验可以 拓展成双喷泉实验。拓展成双喷泉实验。v实验装置图实验装置图二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v2 2、喷泉实验的根本原理、喷泉实验的根本原理v 气体在液体中溶解度很大气体在液体中溶解度很大,在短时间内产生在短时间内产生足够的压强差足够的压强差(负压负压),),那么翻开活塞后那么翻开活塞后,大气压将大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。在尖嘴导管口形成喷泉。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v3 3、双喷泉实验过程：、双喷泉实验过程：v分别制取枯燥的分别制取枯燥的NH3NH3和和HCIHCI气体各一瓶。气体各一瓶。v用三通管将两烧瓶和装有石蕊试剂的烧杯连接。用三通管将两烧瓶和装有石蕊试剂的烧杯连接。v将滴管中的水挤入将滴管中的水挤入NH3NH3的烧瓶中，依次翻开的烧瓶中，依次翻开NH3NH3与与HCIHCI的通道，的通道，a a、b b止水夹，可看到盛止水夹，可看到盛NH3NH3的的瓶中，放开瓶中，放开a a、b b处的止水夹后有白烟处的止水夹后有白烟NH3NH3溶于水，溶于水，瓶内压强减小，使瓶内压强减小，使HCIHCI进入，生成进入，生成NH4CINH4CI所致。所致。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v翻开连接石蕊的止水夹翻开连接石蕊的止水夹C C处，立即出现双喷泉现处，立即出现双喷泉现象，盛象，盛HCIHCI的烧瓶中呈红色酸使石蕊变红、盛的烧瓶中呈红色酸使石蕊变红、盛NH3NH3的烧瓶中呈蓝色碱使石蕊变蓝。的烧瓶中呈蓝色碱使石蕊变蓝。v 上述这个实验是把二个实验合为一个实验，上述这个实验是把二个实验合为一个实验，是在原实验的根底上作简单改进，却获得了更佳是在原实验的根底上作简单改进，却获得了更佳的实验效果，减少了对环境的污染，对培养学生的实验效果，减少了对环境的污染，对培养学生的创造性思维有一定帮助。更加激发了学生，学的创造性思维有一定帮助。更加激发了学生，学习化学的兴趣。习化学的兴趣。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v喷泉实验的根本原理喷泉实验的根本原理v 气体在液体中溶解度很大气体在液体中溶解度很大,在短时间内产生在短时间内产生足够的压强差足够的压强差(负压负压),),那么翻开活塞后那么翻开活塞后,大气压将大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。在尖嘴导管口形成喷泉。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v2.2.氨与氯化氢的反响可以拓展成魔术氨与氯化氢的反响可以拓展成魔术空瓶生烟空瓶生烟v 方法：取两个集气瓶分别倒入少许氨水和盐酸方法：取两个集气瓶分别倒入少许氨水和盐酸,盖入橡胶塞，反响时，去掉橡胶塞将两瓶口相对，盖入橡胶塞，反响时，去掉橡胶塞将两瓶口相对，瞬间可以看到集气瓶内浓烟滚滚。瞬间可以看到集气瓶内浓烟滚滚。v 此魔术即展示了知识的形成过程，又激发了此魔术即展示了知识的形成过程，又激发了兴趣、启迪了学生的思维。兴趣、启迪了学生的思维。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v浓、稀硝酸与铜反响的实验浓、稀硝酸与铜反响的实验v1 1、改进实验名称：浓、稀硝酸与铜反响的实验改、改进实验名称：浓、稀硝酸与铜反响的实验改进进v 化学课上，教师在做人教版全日制普通高级化学课上，教师在做人教版全日制普通高级中学教科书必修加选修中学教科书必修加选修?化学化学?第二册第二册1616页页 实实验验1-71-7硝酸的氧化性演示实验。硝酸的氧化性演示实验。v 二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v2 2、实验原理：根据浓、稀、实验原理：根据浓、稀HNO3HNO3的氧化性不同，它的氧化性不同，它们分别与铜片反响，复原产物各不相同：有关化们分别与铜片反响，复原产物各不相同：有关化学方程式为：学方程式为：vCu+4HNO3(Cu+4HNO3(浓浓)=Cu)=CuNO3)2 +2NO2+2H2ONO3)2 +2NO2+2H2Ov3Cu+8HNO3(3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu)=3CuNO3)2+2NO+4H2ONO3)2+2NO+4H2Ov2NO+O2=2NO22NO+O2=2NO2v3NO2+H2O=2HNO3+NO3NO2+H2O=2HNO3+NO二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v 该实验需要在两个相同装置中进行，分别给该实验需要在两个相同装置中进行，分别给两支试管各参加一小块铜片，并且要分别参加浓、两支试管各参加一小块铜片，并且要分别参加浓、稀稀HNO3HNO3，用，用NaOHNaOH溶液做好两个实验尾气的吸收工溶液做好两个实验尾气的吸收工作，实验装置如图作，实验装置如图3-13-1所示。所示。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 图图3-1 3-1 改进前铜与硝酸反响改进前铜与硝酸反响二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v 该实验现象明显，充分证明了浓、稀硝该实验现象明显，充分证明了浓、稀硝酸的氧化性不同，它们分别与铜片反响，酸的氧化性不同，它们分别与铜片反响，复原产物各不相同。但实验是在两个装置复原产物各不相同。但实验是在两个装置中进行，费时、不好控制药品的用量。由中进行，费时、不好控制药品的用量。由此实验得到启发，能否设计一个实验装置此实验得到启发，能否设计一个实验装置同时完成两个实验内容呢？于是，将设想同时完成两个实验内容呢？于是，将设想好的几种实验装置反复进行试验，找出最好的几种实验装置反复进行试验，找出最正确方案。正确方案。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v3 3、实验改进目的、实验改进目的v 将两个实验装置改进成一个密闭的装置，将两个实验装置改进成一个密闭的装置，使实验在一个密闭的装置中进行，可节约药品，使实验在一个密闭的装置中进行，可节约药品，防止防止NONO、NO2NO2对空气的污染，改进装置如图对空气的污染，改进装置如图3-23-2所所示。示。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 图图3-23-2改进后浓、稀硝酸与铜反响演示器改进后浓、稀硝酸与铜反响演示器二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v4 4、实验仪器及药品实验仪器及药品 v具支试管、玻璃管、铁丝、铜片、注射器、洗气具支试管、玻璃管、铁丝、铜片、注射器、洗气瓶、浓瓶、浓HNOHNO3 3、NaOHNaOH溶液、蒸馏水等。溶液、蒸馏水等。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v5 5、操作步骤及现象分析、操作步骤及现象分析v 连接好仪器如图连接好仪器如图3-23-2所示，并检查装置的所示，并检查装置的气密性。气密性。v 向具支试管里参加向具支试管里参加3ml3ml浓浓HNO3HNO3，向洗气瓶里参，向洗气瓶里参加加NaOHNaOH溶液，向注射器里注入溶液，向注射器里注入2ml2ml蒸馏水浓蒸馏水浓HNO3HNO3与水的比例为与水的比例为3 3：2 2。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v 将一段铁丝穿过玻璃管，铁丝在玻璃管中的局将一段铁丝穿过玻璃管，铁丝在玻璃管中的局部缠绕有侵入部缠绕有侵入NaOHNaOH溶液的棉花，在铁丝末端挂上溶液的棉花，在铁丝末端挂上铜片并伸入到具支试管里，拉动铁丝铜片与浓硝铜片并伸入到具支试管里，拉动铁丝铜片与浓硝酸液面接触，观察到试管中反响剧烈有气体产生，酸液面接触，观察到试管中反响剧烈有气体产生，气体呈红棕色，液体呈蓝绿色。说明浓硝酸与铜气体呈红棕色，液体呈蓝绿色。说明浓硝酸与铜发生了氧化复原反响，铜被氧化生成硝酸铜，硝发生了氧化复原反响，铜被氧化生成硝酸铜，硝酸被复原成酸被复原成NO2NO2气体。气体。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v 将注射器里的蒸馏水注入具支试管里，配成稀将注射器里的蒸馏水注入具支试管里，配成稀HNO3HNO3，使铜片与稀，使铜片与稀HNO3HNO3反响，生成反响，生成NONO气体。观察气体。观察到，洗气瓶中间的玻璃管气体呈红棕色，玻璃管到，洗气瓶中间的玻璃管气体呈红棕色，玻璃管外无色，片刻后，洗气瓶内玻璃管外原来无色，外无色，片刻后，洗气瓶内玻璃管外原来无色，现在呈淡红棕色气体，说明现在呈淡红棕色气体，说明NONO气体不溶于水，遇气体不溶于水，遇到空气中的氧气反响生产到空气中的氧气反响生产NO2NO2气体气体 二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 v6 6、实验结论、实验结论v 实验在密闭容器中进行，实验现象明显，一实验在密闭容器中进行，实验现象明显，一次实验可以看到两个实验结果，而且可以进行两次实验可以看到两个实验结果，而且可以进行两个实验的比照，实验效果好。个实验的比照，实验效果好。v 实验综合了浓、稀实验综合了浓、稀HNO3HNO3分别与分别与CuCu的反响，验证的反响，验证了浓、稀了浓、稀HNO3HNO3都具有氧化性，且与都具有氧化性，且与CuCu反响生成的反响生成的产物不同，实验平安易操作。产物不同，实验平安易操作。v 通过改进实验装置，缩短了实验时间，可控制通过改进实验装置，缩短了实验时间，可控制药品用量，防止了生成的药品用量，防止了生成的NO2NO2和和NONO对师生及环境的对师生及环境的危害。危害。二、拓展和趣味性实验二、拓展和趣味性实验 三、仪器展示三、仪器展示v学生探究实验电解水装置学生探究实验电解水装置电极的制作 改进与创新要能够解决一定的实验问题改进与创新要能够解决一定的实验问题 我们改进与创新实验的目的往往就是用以解决我们改进与创新实验的目的往往就是用以解决某些实验问题。如果连这一要求都达不到，那就失某些实验问题。如果连这一要求都达不到，那就失去了它的意义。例如：启普设计的启普发生器解决去了它的意义。例如：启普设计的启普发生器解决了不需加热条件下块状固体与液体反响制气的随控了不需加热条件下块状固体与液体反响制气的随控性问题。启普发生器既方便了这类气体的制取，又性问题。启普发生器既方便了这类气体的制取，又节约了化学试剂，因而一直引用至今。由于该仪器节约了化学试剂，因而一直引用至今。由于该仪器制作难度大，后人根据其原理制所作出具有同等成制作难度大，后人根据其原理制所作出具有同等成效的简易气体发生装置同样深受实验者欢送！效的简易气体发生装置同样深受实验者欢送！自制气体发生器四、与大家进行实验交流四、与大家进行实验交流 v 在中学化学实验教学中，还有个别化在中学化学实验教学中，还有个别化学实验，需要与各位老师共同探究。学实验，需要与各位老师共同探究。v 如：如：走进化学工业中走进化学工业中 v 的合成氨的反响原理的合成氨的反响原理 v 在一枯燥的硬质试管中放入适量铁丝绒，按图在一枯燥的硬质试管中放入适量铁丝绒，按图4-14-1连接好实验装置。加热试管中的铁丝绒至红热连接好实验装置。加热试管中的铁丝绒至红热后，用注射器抽取后，用注射器抽取20 mL20 mL枯燥氮气和枯燥氮气和60 mL 60 mL 枯燥氢枯燥氢气，将混合气体通入试管，并用湿润的气，将混合气体通入试管，并用湿润的pHpH试纸置试纸置于导管出口处，观察试纸的变化。于导管出口处，观察试纸的变化。四、与大家进行实验交流四、与大家进行实验交流 图图4-1 4-1 合成氨的实验装置合成氨的实验装置 四、与大家进行实验交流四、与大家进行实验交流 v由氮气与氢气直接合成氨的化学原理为：由氮气与氢气直接合成氨的化学原理为：vN2N2g g+3H2+3H2g g 2NH3 2NH3g g放热反响放热反响v 由于该实验有危险老师们不敢做，用改进后由于该实验有危险老师们不敢做，用改进后的合成氨实验装置进行实验，可以看到实验现象，的合成氨实验装置进行实验，可以看到实验现象，但是，控制不好氢气的纯度已爆炸。但是，控制不好氢气的纯度已爆炸。四、与大家进行实验交流四、与大家进行实验交流 1、改进与创新实验应具有一定的创造性、改进与创新实验应具有一定的创造性 任何一个实验的改进与创新都是为解决某任何一个实验的改进与创新都是为解决某一具体问题而设计的，因此其必定融入改进者一具体问题而设计的，因此其必定融入改进者的理念，因而具有一定的创造性。而这一理念的理念，因而具有一定的创造性。而这一理念的来源恰恰是改进者对这一具体实验的理解和的来源恰恰是改进者对这一具体实验的理解和分析。例如：取用粉末状固体时用药匙，而现分析。例如：取用粉末状固体时用药匙，而现有的药匙与试管规格匹配程度不高，因此取用有的药匙与试管规格匹配程度不高，因此取用时常常与纸槽并用，这样就增大了试剂取用的时常常与纸槽并用，这样就增大了试剂取用的难度且操作繁琐。根据这一取用操作特点，我难度且操作繁琐。根据这一取用操作特点，我设计制作出设计制作出“取用固体的塑料槽，这一改进取用固体的塑料槽，这一改进便便使该问题迎刃而解。使该问题迎刃而解。取用固体的塑料槽 2、改进与创新的实验应尽可能简单明了且、改进与创新的实验应尽可能简单明了且易于操作易于操作 改进与创新的实验应该简洁明了，以改进与创新的实验应该简洁明了，以便于实验者、观察者明白设计者的用意，便于实验者、观察者明白设计者的用意，并通过相对简单的实验操作去解决相应的并通过相对简单的实验操作去解决相应的实验问题。例如：取用少量液体试剂时用实验问题。例如：取用少量液体试剂时用胶头滴管，如果液体的密度较大时，吸入胶头滴管，如果液体的密度较大时，吸入液体后移动滴管时液体易滴落，这给实验液体后移动滴管时液体易滴落，这给实验带来平安隐患。根据这一情况，我设计的带来平安隐患。根据这一情况，我设计的“S形尖嘴胶头滴管很好地解决了这一问形尖嘴胶头滴管很好地解决了这一问题。题。S形尖嘴胶头滴管 3、改进与创新的实验应具有很好的平安性、改进与创新的实验应具有很好的平安性和标准性和标准性 化学实验教学时，实验的平安性应放化学实验教学时，实验的平安性应放 在首位。为确保实验者、观察者的平安，在首位。为确保实验者、观察者的平安，确保实验的可重复性，设计某些解决具有确保实验的可重复性，设计某些解决具有平安隐患问题的教具时，首先考虑的是平平安隐患问题的教具时，首先考虑的是平安。例如：点燃可燃性气体与氧气或空气安。例如：点燃可燃性气体与氧气或空气的混合气体时，往往实验者心理压力较大。的混合气体时，往往实验者心理压力较大。为了解决这一问题，我设计了遥控点燃气为了解决这一问题，我设计了遥控点燃气体的装置，消除了操作者的心里压力。体的装置，消除了操作者的心里压力。五、化学实验改进与创新的方法五、化学实验改进与创新的方法 1、引入法、引入法 根据特定需要，灵活地把在其他方面成功的方根据特定需要，灵活地把在其他方面成功的方法引入到实验改进与创新中。运用此法的关键是要法引入到实验改进与创新中。运用此法的关键是要善于发现各类事物的类似性，再从中寻求启发。例善于发现各类事物的类似性，再从中寻求启发。例如：用作电子教鞭的激光笔用于丁达尔实验的入射如：用作电子教鞭的激光笔用于丁达尔实验的入射光源时，可在明亮教室里进行演示丁达尔现象，解光源时，可在明亮教室里进行演示丁达尔现象，解决了丁达尔现象实验只有在暗光条件下才能完成的决了丁达尔现象实验只有在暗光条件下才能完成的问题。问题。2、替代法、替代法 替代法是设计实验时常用的方法之一，就是运用具有相同或相似功能的其他器材代替原来实验所需器材。例如：用于分装药品胶囊的塑料板经酸液或氢氧化钠溶液处理、清洁后替代点滴板具有同样效果，它还可以用于微型投影实验。点滴板与胶囊 3、组合法、组合法 许多创造创造就是把现有的东西中各许多创造创造就是把现有的东西中各自要素分开，然后按照新理念加以重新组自要素分开，然后按照新理念加以重新组合，从而产生新事物或新方法。运用组合合，从而产生新事物或新方法。运用组合法改进实验时，就是把整个实验器材或全法改进实验时，就是把整个实验器材或全套装置分解为假设干局部，然后科学地组套装置分解为假设干局部，然后科学地组合，从而得到新的实验装置。例如：用棉合，从而得到新的实验装置。例如：用棉花做成摆球放入容器中，向容器中倒入花做成摆球放入容器中，向容器中倒入CO2气体，棉球在容器中摆动起来，根据气体，棉球在容器中摆动起来，根据这一现象可知这一现象可知CO2密度比空气大。此法比密度比空气大。此法比用杠杆做此实验的方法要简便的多！用杠杆做此实验的方法要简便的多！验证CO2密度比空气大 4、增减法、增减法 在一个装置上添加一个组件或者把装在一个装置上添加一个组件或者把装 置中的器件重组并去掉不需要的局部，往置中的器件重组并去掉不需要的局部，往往有可能转变成具有新的功能的实验装置。往有可能转变成具有新的功能的实验装置。例如：测定白磷燃烧前后质量变化情况实例如：测定白磷燃烧前后质量变化情况实验时，把原塞子改成带导管的塞子，再用验时，把原塞子改成带导管的塞子，再用橡皮囊封住导管口。这样，在实验时就不橡皮囊封住导管口。这样，在实验时就不会出现因容器内压强增大挣脱塞子而使实会出现因容器内压强增大挣脱塞子而使实验失败的情况。验失败的情况。防止内压增大而冲突塞子启示：启示：当前，化学实验的改进与创新中，当前，化学实验的改进与创新中，使用的方法比例由高到低分别有：一使用的方法比例由高到低分别有：一物多用法物多用法17.5%、缩放法、缩放法16.2%、移植法、移植法15.0%、组、组合法合法15.0%、简化法、简化法11.2%、综合法综合法10.0%、替换法、替换法7.5%强化法强化法6.25%、变换输出法、变换输出法1.25%。研究者在该方面灵活运。研究者在该方面灵活运用了各种设计方法，但是各种方法比用了各种设计方法，但是各种方法比例不一。主要问题是设计与改进比例例不一。主要问题是设计与改进比例失调，创新永远少于改进；装置改进失调，创新永远少于改进；装置改进的重复研究过多；为改进而改进，反的重复研究过多；为改进而改进，反而使装置复杂化！因此，实验的设计、而使装置复杂化！因此，实验的设计、创新应该遵循简化性、实用性原那么，创新应该遵循简化性、实用性原那么，使设计更为科学。使设计更为科学。三、改进与创新让化学实验更精彩三、改进与创新让化学实验更精彩 局部自制教具及实验改进介绍局部自制教具及实验改进介绍 实验的改进与创新不仅仅能够培养学生的动手能力，训练学生的思维。所制作的教具往往还能给相关实验带来意想不到的效果，让学生对化学更感兴趣。下面我介绍几件自制教具及改进的实验与各位老师分享。1、分子是运动的实验改进 取一只无色矿泉水瓶，在距瓶底约5cm处打一小孔，瓶配上塞子，塞子下固定一金属丝，再在金属丝上固定几个滴有酚酞棉球。用胶头滴管从小孔处向瓶内加几滴氨水，可观察棉球自下而上变红。2、分子之间有间隔 分子之间有间隔实验改进：取两根50mL酸式滴定管，一根中装约20mL水参加几滴红墨水，另一根中装入约20mL酒精，记录好体积。将酒精参加水中总体积小于50mL)。观察混合后体积。说明：用25mL滴定管做此实验有同样效果。3、验证质量守恒定律 取5-6个火柴头放入试管中，塞上带软胶囊的塞子，放在天平上称量其质量做一个放试管的硬质纸支架。取下试管，用酒精灯加热试管底部，使火柴头在试管内燃烧。燃烧结束后放回天平左盘，天平仍然平衡！4、改进的尾气吸收装置 取一个矿泉水瓶，从中间截断。取上半局部，再从截断处向上剪开几个等高豁口。给瓶口配上带导管的塞子即可。5、面粉爆炸实验6、无极升降酒精灯支架7、固体分装漏斗 取一个矿泉水瓶，从距瓶口约10cm处截断，截下的上局部即可用作固体分装漏斗。