【化学：高中人教版全套教师用书WORD版】选修6实验化学

普通高中课程标准实验教科书化学 选修6 实验化学一、本课程的目标通过实验探究活动，使学生更深刻地认识实验在化学科学中的地位，掌握基本的化学实验技能和方法，进一步体验实验探究的基本过程，认识实验在化学科学研究和化学学习中的重要作用，培养创新精神和实践能力，以利于学生的可持续发展。通过本课程的学习使学生主要在下面几方面得到发展：1认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法；2掌握基本的化学实验方法和技能，了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用；3了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用化学实验解决问题的能力；4形成实事求是、严谨细致的科学态度，具有批判精神和创新意识；5形成绿色化学的观念，强化实验安全意识。二、课程标准中本课程的内容标准课程标准中实验化学的内容标准分为两个主题：主题1化学实验基础基本学习内容1认识化学实验在学习和研究化学中的作用。2具有安全意识，能顺利地完成化学实验。3树立绿色化学思想，形成环境保护的意识。4知道物质分离和提纯的常用方法，能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案，并初步掌握其操作技能。5初步了解常见物质的组成和结构的检测方法，知道质谱仪、核磁共振仪、红外光谱仪等现代仪器在测定物质结构中的作用。6初步掌握天平、酸度计等仪器的使用方法，能根据误差分析的原理对实验数据进行分析，认识定量分析在化学研究中的重要性。7认识反应条件控制在化学研究中的意义和作用，初步掌握控制反应条件的一些方法。8了解常见物质的制备和合成方法。主题2化学实验探究综合应用要求1能发现学习和生产、生活中有意义的化学问题，并进行实验探究。2能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案，并予以评价和优化。3能通过化学实验收集有关数据，并科学地加以处理。4能对实验现象做出合理的解释，运用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律。三、教科书的内容与结构1内容编排和单元结构“实验化学”是以培养实践和探究能力为主的新型课程，在内容、形式和教学目标的侧重上都具有明显不同于其他模块的特点，本教科书按单元、课题形式编排，以化学实验技能及要求的难易、繁简为序，知识为技能培养服务，学习与实践相结合，突出基本思路、方法的学习，从实验能力的循序培养上将各部分内容有机地结合起来，形成一独特的实验课程体系。各单元的内容编排和单元结构如下：（1）内容安排（2）单元结构2教科书的特点（1）基础性力求从三个方面加以体现：一是以学生已学知识、技能为起点；二是优先选择最基本的实验技能和方法；三是从实验要求上使之在设备、条件、课时等方面适应于绝大多数学校。（2）时代性从两个方面体现：一是以适当的篇幅简要介绍现代实验技术，并根据实际条件安排有一定的现代仪器实验，如膜分离技术、组合化学、仪器分析等的介绍，利用pH计、pH传感器的实验等；二是在实验的形式上体现课改的理念、反映现代实验教学改革的特点，如本教科书中除学科性的基本实验外，安排有相当数量的应用型实验、研究型实验和微型实验。（3）探究性在全书各个单元中，循序渐进地设计安排探究性实验。前三个单元中，根据学生对实验涉及知识、技能的了解和掌握情况及不同的实验目的要求，结合实验技能的应用，安排有一定数量的不同探究程度的实验讨论、实验设计等。最后一个单元全部为研究型实验，着重学习和体验科学研究的思路和方法，在综合运用所学知识、技能和探究、创新能力方面有较高的要求。（4）选择性在共同学习基本的技能、方法、原理、思路和过程等内容的基础上，配套实验以二选一、简化或拓展实验等形式，从原料、方法、仪器及原理等方面，为教科书使用者提供了或增或减，或低或高，或平行等不同层次的多种选择。力求最大限度地适应不同地区、不同学校的教学实际，在确保各类学校均能完成本课程教学目标的前提下，同时满足有条件、有特色的学校和有特长、有兴趣的师生在教育和能力发展上的需求。（5）安全性教科书以多种方式反复强调实验安全。首先在课程伊始的“实验化学的目的、内容与方法”中，专题介绍实验安全问题，在实验中以“安全警示图标”随时提醒学生应注意的安全问题（如下图所示），在教科书之后又以附录形式介绍了与实验安全密切相关的“化学实验规则”，使安全意识贯穿于课程的始终，不仅利于保证实验的顺利进行，同时有利于学生良好实验习惯的养成。教科书中的安全警示图标：3版式设计考虑到本课程以亲自实验为主，实验现象主要来自实验过程中的直接观察，书内插图的主要作用在于说明原理或装置。因此，从教科书的实际及降低成本的需要出发，本书采用了黑白版，只在书前配了一些彩色插图。第一单元 从实验走进化学本单元说明一、教学目标1初步了解实验化学的目标，认识实验是学习化学知识、解决实际问题的重要途径和方法。2了解实验化学的特点及如何学好实验化学。3了解实验安全的重要性，加强实验安全意识，并能安全地完成实验。4初步学习一些基本实验方法和技能，了解并体验化学实验研究的一般过程。5了解控制实验条件的重要性，初步学习控制实验条件的方法。6了解绿色化学的理念，并在实验中贯彻绿色化学思想。二、内容分析1地位和功能化学是一门以实验为基础的科学，通过初中和高中必修化学及某些选修化学的学习，学生已经初步了解和体验了化学实验的作用。根据高中化学课程标准，在中学阶段单独开设实验化学，在我国属于首次。目的在于使学生加深对化学及化学实验作用的认识和理解，通过实践使学生热爱化学，学习运用化学知识和方法解决实际问题。任何一门新课的开设，都应使学生对该课程有一个概括的总体认识，本单元从实验的重要性入手，介绍实验的目标、内容以及学习实验化学的方法；实验安全的重要性及如何保证安全；实验条件的控制和绿色化学思想及在中学化学教学中的体现。仅通过这一个单元的教学要想解决所有问题是不现实的，但本单元是实验化学课程的开始，通过本单元的学习和实践，学生可以对本课程有一个基本的认识，这是学好后续课程的重要基础。2内容结构首先，引言中，利用一些提示和【思考与交流】，让学生在已有的化学学习基础上，通过具体实例的搜集，体会化学实验的重要作用。课题一由三方面的概述和一个实验组成。第一部分是“实验化学的目标、内容及学习方法”，除文字介绍外，还利用“学习箴言”的方式，引导学生从兴趣、方法、经验、毅力等角度来考虑如何面对实验化学这一新的课程。然后通过【阅读】和【思考与交流】进一步引导学生理解科学的本质，认识科学家的科技素质和优良品质。第二部分是“保证实验安全”，实验安全非常重要，建议教师安排一定时间，组织学生学习、讨论书后附录I“化学实验规则”。还可以结合【思考与交流】活动，让学生根据实验经验，回忆与安全有关的一些问题，并让学生对这些问题进行分类归纳小结，以强化安全意识。学生通过回忆、思考、讨论、归纳，收获必将大于只读一读安全守则。每一个实验室都应张贴“化学实验规则”和“实验安全注意事项”，应引导学生阅读学习。第三部分是“实验成功的关键”，主要通过一个【科学探究】活动，以学生已学习过的制取氢氧化亚铁的实验为例，研究控制实验条件对实验成败的影响，并引导学生回忆学过的一些其他实验，归纳出反应条件对化学反应的影响规律，领会化学实验中控制反应条件的重要性。在以上学习活动的基础之上，教材安排了实验1-1“蓝瓶子实验”，让学生亲身体验控制反应条件对反应结果的影响。在课题二中，简单介绍了绿色化学的概念和实验绿色化的主要途径，并利用一个使用微型仪器进行氢气爆鸣实验的【实践活动】和相关的【思考与交流】，使学生理解实验的微型化也是实验绿色化的一个途径。在此基础上，安排了两个学生实验。实验1-2“氯气的生成及其性质”的微型实验，由于学生对氯气的性质已有初步了解，本实验的重点在于实验的小型化、减量化、无污染化。此外，在拓展实验中，又提出可用一些代用品进行实验。实验1-3“污水处理电浮选凝聚法”是一个较简单的污水处理实验，意在体现化学在解决环境污染问题中的作用，其后的拓展实验仍是利用代用品创造条件进行小实验。本单元的知识结构如下图所示：3教材特点（1）第一单元引言和第一课题是学生在本课程中最先接触的实验化学，对于全书起着绪言的作用。其中有些内容要求学生结合以前的化学知识和实验经历，认真阅读并思考自己过去的做法是否正确，有哪些不妥，应如何改进，为今后本课程的学习打下基础。（2）理论与实践相结合，教学要求重在实践。教材既重视某些基础知识、基本概念的阐述，更注意引导学生通过实践，掌握知识和技能，体验实验过程、学习实验方法，并在一系列活动中培养热爱科学的精神和实事求是的科学态度。（3）教材安排了较多栏目和多样的活动，具有较大的弹性。考虑各地区，各学校的情况千差万别，教材设计时提供了很多可供选择的内容，以增加弹性，如思考讨论类、自由阅读类、实践活动类、自主探究类、拓展实验类等。尤其是有较多的拓展实验，可根据需要用作替代实验或进一步扩展的实验。（4）引入微型实验和代用品实验。微型实验首次纳入教材之中，其中有许多是利用代用品的实验。这既是实验绿色化的一种具体体现，也是解决学校实验条件不足这一普遍问题的一个途径。（5）通过实验，复习和运用化学知识。在介绍新的实验知识和技能的同时，利用各种手段复习以前学过的一些化学知识。如利用【思考与交流】，让学生通过回忆与讨论，复习物质性质的知识，使用仪器的注意事项，物质检验、制备的相关知识，控制实验条件的意识和方法，保证实验安全和绿色化学知识等。三、课时建议课题一 实验化学起步 2课时课题二 化学实验的绿色追求 2课时复习和机动 1课时小计 5课时单元引入第一单元作为全书的起始单元，其教学的引入也可看成是本课程的引入。本单元从实验的角度使学生再次认识化学这门自然科学以及实验在化学科学中的地位和作用，教材中的单元引言从三个方面归纳了化学与实验的重要关系。组织教学时，可以根据在必修化学1和化学2教材中学生已有的认知经验的基础上，选用三个方面的某一个或若干个方面，与教材中的【思考与交流】结合起来展开教学。教师也可以将学生分成三个小组，每一个小组负责查找教材中三个方面中某一个方面的资料，在课堂中组织交流与汇报。教师可以利用必修化学1中的【科学史话】“氯气的发现和确认”，来具体的说明实验在化学科学重大发现中所起的作用，也可以利用必修化学2中有关门捷列夫在研究周期表时科学预测了11种尚未发现的元素及其它们的性质，后来的科学家通过实验进一步证实了它们的存在以及它们的性质这一【资料卡片】来说明化学家的假设和理论都是通过实验来得以验证的。当然，教师也可以调动学生的学习积极性，让学生自己先去图书馆或从网络中查找相关资料来丰富教学内容。这样的事例还有很多，除教科书之外，还可以从化学史书籍或互联网上查找到更多相关素材，例如，在化学史上，对单质氟的制取及其性质的研究就是通过实验研究取得成果的很好的实例。由于F-还原性极弱，不可能用化学试剂把它氧化，使之从它的化合物中游离出来，只能用电解氧化法来实现制备氟的目的。早在1810年氟被发现以后，化学家们为了获得单质氟曾做了不少尝试，但却因其对实验器具的严重腐蚀或中毒等原因使实验屡遭失败。直到1886年才由法国化学家莫瓦桑从电解氟化钾的无水氟化氢溶液制得。从氟的发现到单质氟的制得经历了七十六年的历程，科学家都是在实验中不断的摸索，从实验的失败中不断的吸取经验，从而得出正确结论的。引言中的【思考与交流】引导学生从以往学习化学的实践经验和化学科学的发展历程两个方面来认识化学实验对化学科学的重要性。前者是学生已有的经验，需要他们去回忆再现教师可以利用学习元素化合物知识的具体例子，如金属钠的性质来进行教学。可以再现这些实验，和学生一起回忆怎样通过实验来认识物质的性质。化学科学的过去、现在和未来与化学实验密切相关，教师可以引导学生将门捷列夫预测的三种元素的性质与后来人们用实验测定的这三种元素的性质进行比较，用以说明化学家的设想和假设是通过实验来验证的；可以从合成氨技术是在实验室里发明的，然后再应用到化工生产中的事例，体会化学实验和化工生产的关系。教学流程：1布置预习作业：查找相关资料。2组织学生进行【思考与交流】活动。3从三个方面进行小结：化学实验与化学学科的关系，化学实验与生产和生活的关系；学习实验化学的重要性。课题一 实验化学起步一、教学设计本课题是在单元引入的基础上，学生了解了化学实验在化学科学发展中的重要作用后，使学生了解实验化学的学习内容和学习方法，并通过【思考与交流】、【科学史话】和【科学探究】等活动对实验过程的安全问题和细节问题进行教学，帮助学生树立严谨求实的科学态度。人类进步依赖科技进步，科技进步依赖创新，培养学生学会独立的思考，训练学生的批判性思维和创造性思维，也是教学中的重要任务，在本课程中这是一项系统工程，是贯穿始终的目标，但要循序渐进，在本课题中可结合【思考与交流】活动，使学生对此有一基本认识。实验1-1，利用对比实验，使学生了解实验条件对化学反应速率的影响，培养学生学习实验化学的兴趣，并从中了解实验化学的学习目标，学习内容和学习方法。由于该实验是本课程的第一个学生实验，因此在实验后给出了书写实验报告的格式，要求学生第一次做实验时，就应明确实验报告的要求。应该注意的是，这里仅是一种形式的实验报告示例，当实验的类型、内容不同时，报告的形式、内容、记录表格也不相同。例如，有的实验报告还应包括“实验记录整理与分析”“实验数据处理”等栏目。本课题教学重点：通过实验1-1蓝瓶子实验，培养学生学习实验化学的兴趣，了解做好实验的基本要求；通过已有化学实验不安全的实例，强化化学实验中的安全意识。本课题教学难点：了解实验条件对化学实验的影响以及实验成功的关键因素。教学建议：1实验1-1蓝瓶子实验是一个操作简单、现象明显、安全可靠、无毒无害的实验，教学中可以用此实验引入本课题，采用边讲边实验的方法。通过这一实验，使学生初步体会做好化学实验的基本环节：实验预习、实验实施和实验报告的书写，其中实验实施是三个环节中的核心环节。在实验过程中，教师通过适时的提醒、必要的把关使学生明确这三个环节中具体应该分别做好哪些事情，如预习环节要明确实验目的，了解实验原理，清楚实验操作方法和顺序；实验实施环节要遵守实验规则，按预定的操作方法的顺序，认真操作，并如实观察记录实验现象；实验报告的书写环节要分析实验现象、得出实验结论并思考和小结实验中的收获和感受。然后，通过学习【科学史话】，结合学生做实验的体会，组织学生开展【思考与交流1】，使他们认识实验是来不得半点虚假的，而且实验细节往往决定其成败，培养他们实事求是、注重细节的优良素质，以及敢于提出自己的观点，正确面对失败，以积极向上的态度面对学习、面对生活的精神。在此基础上，由教师组织学生讨论，得出实验化学研究的内容和实验化学学习的方法，完成教材中第一部分的教学。2从学生已有的化学安全知识出发，通过【思考与交流2】的活动，完成教材中第二部分的教学。3以【科学探究】的内容为载体，对实验室制备氢氧化亚铁的条件进行研究。对于每一个化学实验，化学实验的成功与否往往与很多因素有关。教师可以组织学生讨论，举出实际的例子，如气体的制备实验，与装置的气密性是否良好密切相关；氢气还原氧化铜的实验与实验的操作步骤有关。要达到实验目的，顺利完成实验，就必须控制好实验的条件，进行正确实验的操作。然后通过【科学探究】中的实验来理解实验成功的关键是什么，完成教材中第三部分的教学。教学流程：1布置预习作业：阅读教材，预习实验1-1“蓝瓶子实验”。2在教师的指导下完成蓝瓶子实验。在实验过程中除了按照实验步骤完成实验外，教师应指导学生体会做好化学实验的重要环节是什么。3介绍实验化学的学习目标和学习内容。4学生自己谈谈学习实验化学的一般方法。小结做好化学实验的三个环节：预习、实施实验和书写实验报告。5阅读【科学史话】，组织进行【思考与交流1】活动。学生结合自己做“蓝瓶子实验”的体会，谈谈做好实验应该向科学家学习哪些科学品质。6组织学生完成【科学探究】活动，通过实验来突破实验条件对化学实验的影响这一教学难点。7通过【思考与交流2】，提高实验安全重要性的认识。8总结本课题学习的主要内容。教学设计参考1关于实验化学的目标、内容和学习方法的教学设计采用边讲边实验法教学，将实验1-1与教学内容结合起来完成教材中这一部分内容的教学。（1）布置预习：认真阅读教材中第一部分内容实验化学的目标、内容和学习方法，预习实验1-1“蓝瓶子实验”的实验原理、操作技能和操作要点。（2）提出问题：“蓝瓶子实验”的原理是什么？亚甲基蓝被葡萄糖还原的反应速率受哪些外界因素的影响？要完成一个实验，我们必须要注意哪些环节？怎样进行预习？实验中应注意哪些细节？实验后又需要完成哪些工作？【科学史话】对我们的实验化学的学习有哪些启发？在我们自己做实验时，应该如何向科学家学习？（3）实施实验：在教师的指导下，认真完成实验1-1。在实验中，结合上述提出的问题进行积极的思考。（4）交流讨论：阅读【科学史话】，结合自己亲自动手做实验的体会，了解完成实验的三个重要环节：实验预习、实验实施和实验报告的书写。教师与学生共同总结：预习从实验原理、操作技能和操作要点等方面进行。实验中，强调操作规范，注意观察记录实验现象，当观察到的现象与预想的不同时，应该实事求是地记录现象，然后去分析产生该现象的可能原因。强调学习科学家的精神，实验中的每一个细节都要一丝不苟地对待，学习通过实验的现象发现问题并有针对性地分析问题、解决问题。实验后，清洗仪器，整理实验台，养成良好的实验习惯；认真完成实验报告。总结实验化学的学习目标和学习内容。2关于实验安全性教学的设计（1）实验引入：利用氢气的爆炸实验，引出在做化学实验时，安全第一的原则。（2）提出问题：从以下几个方面进行思考：试剂的使用：实验室中的哪些试剂有毒或有腐蚀性？有哪些试剂易燃、易爆？如何使用这些试剂？基本操作实验：酒精灯的使用、给固体药品加热、给液体药品加热、药品的取用等操作要注意哪些事项？气体制备实验：制备有毒气体、可燃性气体应注意哪些事项？（3）问题研究：教师组织学生观察标有安全警示图标的试剂、阅读教材、分组讨论、交流汇报。（4）解决问题：有腐蚀性的物质：浓盐酸、浓硫酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙等；有毒的物质：一氧化碳、甲醇、亚硝酸钠等；易燃易爆的物质：白磷、氢气、汽油、甲烷等。使用腐蚀性的物质时，不要把药品洒在桌子和自己的身上。使用易燃易爆物质时，要避免火源和高温的环境，以免发生燃烧或爆炸。实验室中的任何药品都不能用手直接接触，更不能品尝任何药品。酒精灯的使用要注意：不能用燃着的酒精灯去点燃另一个酒精灯，以免灯内的酒精洒出引起酒精的着火燃烧而发生危险，应该用火柴点燃酒精灯；不能用嘴吹灭酒精灯，以免火焰回流，引起灯内酒精着火燃烧而发生危险，应用灯帽将酒精灯的火焰盖灭；不可向燃着的酒精灯内添加酒精。给试管中固体药品加热，要注意试管口应略向下倾斜，避免水蒸气在试管的上部冷凝回流使试管炸裂；给试管中的液体药品加热，要注意试管中的液体不要超过试管容积的三分之一，加热时要将试管上下移动，试管口不要冲着自己和他人。制备有毒气体时一定要注意尾气的回收与处理；对于可燃性气体在点燃前必须检验其纯度。3针对实验成功的关键的教学设计（1）创设问题情景：某同学为了证明二氧化碳与澄清石灰水反应能生成碳酸钙白色沉淀，设计了用大理石与浓盐酸反应制取二氧化碳，并将二氧化碳通入到澄清石灰水中的实验，但是没有观察到白色的沉淀，实验失败了，为什么呢？（教师也可以通过其他实验，来创设问题情景）（2）提出问题：实验的成败与反应条件的控制密切相关，我们如何根据实验的目标，通过控制反应条件来顺利地完成实验呢？（3）实验探究：利用本课题中的【科学探究】，教师组织学生探究Fe(OH)2制备实验的条件控制。注意首先要讨论方案（具体见活动建议中的相关部分），然后再进行实验探究。（4）归纳总结：首先实验的原理要科学，控制实验的条件可以从以下几个方面来考虑：控制实验的外界条件，如温度、压强、浓度等；控制实验的操作方法，如操作的顺序、操作的要点；注重实验的环保性，实验的试剂尽可能使用无毒无害的物质，实验产生的物质也要注意无毒无害，若有有毒的物质生成，则必须进行对有毒物质的处理；加强实验的安全性，控制好实验的条件，注意实验安全第一的原则。二、活动建议【思考与交流1】实验是本课程的主旋律，科学家是如何进行科学研究的，通过实验应培养自己哪些科学的思维和科学的品质，并学习科学家的科学探究的精神与方法，教材安排这一【思考与交流】，就是为了使学生思考这些问题。教师可以在学生完成了实验1-1后，组织学生谈谈自己在实验中的体会，然后结合【科学史话】的阅读，组织学生完成这一【思考与交流】的教学任务。交流问题参考答案：科学家的科学品质：认真细致，一丝不苟，勇于探索，求实奋进等等。科学家的思维品质：思维的敏捷性、灵活性、严谨性、逻辑性、有序性、深刻性和创造性等等。【思考与交流2】树立实验安全意识是非常重要的。本活动意在使学生正确地认识实验安全问题，不能因为实验有危险而惧怕实验，抵触实验，不做实验，而应该学习如何正确的进行实验和应对偶发事故，以保护好自己。只要科学的对待实验，就能尽可能的避免危险发生。此【思考与交流】可以放在本课题的最后，在学生学习了实验化学的基本内容和方法，了解了做好实验的基本环节，知道了实验成功的关键之后，思考在实验的过程中应如何保障实验的安全。教师可以从实际出发，利用实验室或是生活中贴有安全警示图标的实物，提出思考与交流中的问题，组织学生讨论，归纳出哪些试剂和实验存在危险，应介绍事故处理措施，如何避免危险的发生。【科学探究】目的是通过探究实验室制备Fe(OH)2的条件，使学生了解实验条件的控制往往是影响实验成败的重要因素，初步练习设计实验的基本方法。由于Fe2+的还原性强，所以整个实验过程中就是围绕着如何避免试剂中的少量氧气和空气中的氧气将Fe2+氧化。初步学习如何根据实验的目的，设计实验方案。对于制备实验，可以从实验的原理、实验装置和实验操作几个方面来考虑。（可以参考2003年全国统一考试理科综合能力测试试题，实验装置的改进）在实验设计时应该注重科学性、可行性、简约性、安全性。可以利用教材中的实验与高考题做比较，初步学会评价实验方案的优劣。探究问题参考答案：实验原理：（1）、（2）见下表“实验方案设计与记录”；（3）可以利用液封来隔绝空气，可选作的试剂应与水互不相溶、密度比水小，不易与空气发生作用，如苯、甲苯、植物油等有机试剂均可，其中植物油是无毒无害的液体，所以最佳试剂是植物油。实验装置：实验操作：在试管中加入已经除去了Fe3+的FeSO4溶液，在溶液的上方加入少量植物油，用长滴管取NaOH溶液，插入FeSO4溶液中加入NaOH溶液。实验方案设计与记录三、实验说明实验1-1 蓝瓶子实验1实验目标（1）通过实验使学生认识控制实验条件的重要作用。（2）使学生初步学会观察和记录实验现象，分析实验现象得出正确结论的一般方法，并书写实验报告。（3）通过实验激发学生的学习积极性，培养认真求实的科学态度。2预习指导（1）实验原理：，通过观察溶液颜色的变化，来判断改变外界条件对反应速率的影响情况。这是一个利用对比实验的方法来探究亚甲基蓝被还原的条件的实验。实验中的步骤1和步骤2的目的是要对比探究溶液酸碱性对该反应的影响。亚甲基蓝与葡萄糖溶液混合，由于亚甲基蓝在碱性条件下易被还原，所以开始溶液的蓝色不易褪去。当加入了2 mL 30% NaOH溶液后，振荡，静置，亚甲基蓝被还原为无色亚甲基白；再次振荡锥形瓶，亚甲基白与氧气接触而被氧化，又生成蓝色的亚甲基蓝。如此重复操作，溶液交替出现蓝色和无色。步骤3和步骤4中，通过改变反应物氧气或亚甲基蓝的浓度，来研究转化的速率大小。号试管中液体上部没有空气，所以振荡后溶液不会变为蓝色。号试管中由于又滴加了两滴亚甲基蓝，使得溶液中亚甲基蓝的浓度增大，所以振荡后溶液的蓝色比号试管要深，且振荡周期要短。步骤5中，研究温度对该转化的影响，温度升高，反应加快，所以振荡周期变短。从振荡使溶液变为蓝色，到静置溶液变为无色所需的时间称为振荡周期。（2）操作技能：实验的操作比较简单，要预习天平、量筒和滴管的使用方法；固体药品和液体药品的取用方法；振荡锥形瓶中液体的方法（用拇指、食指和无名指拿住锥形瓶口，用手腕轻轻画圈摇动锥形瓶中的液体）；水浴加热时温度计放置的位置等。（3）操作要点：步骤2中，加入NaOH溶液后，振荡变蓝色，静置变为无色所需时间略长，所以需要耐心等待一会儿。在步骤3中，要求号试管中装满液体，使上部没有空气。由于温度升高反应的速率加快，所以在40 的水浴中溶液的褪色速率加快，振荡周期变短，这时操作计时器动作要快速准确。另外水浴加热时温度计应放在水浴的中间位置，控制温度在40 左右。NaOH溶液的浓度最好控制在30%左右，过稀，反应慢，影响教学的进度，过浓，腐蚀性太强，有潜在的安全问题。水浴的温度不宜太高，否则振荡的周期过短，不利于记录实验现象。3实验要求要严格按照实验步骤中的操作要求进行实验，尤其是要按照实验步骤中要求的用量进行实验。认真记录实验现象，对于振荡周期的记录要仔细，不得擅自改变周期的时间。教学中教师可从下述几方面要求或评价学生：（1）认真完成实验预习：教师通过检查预习作业或提问了解学生预习的情况，如是否了解了反应原理，是否明确了实验步骤，是否明确了操作方法等。（2）步骤1中：量筒、托盘天平的使用是否规范。步骤2中：振荡的方法是否正确。步骤3、4中：倾倒液体的方法是否正确。步骤5中：温度计的位置是否正确。是否及时、真实记录实验现象。（3）在实验中是否认真细致，是否积极与同学合作。实验后是否能自觉清洗仪器和整理实验台。（4）从实验报告的书写规范性、整齐性、科学性等方面考查学生是否认真完成实验报告。4问题与讨论（1）比较探究溶液酸碱性对亚甲基蓝与葡萄糖反应的影响。（2）本实验主要探究了浓度、温度以及溶液的碱性对葡萄糖还原亚甲基蓝反应的影响。还可以设计在酸性条件下，以及碱性的强弱，温度的高低等不同条件对该反应的影响。（3）略。5建议与改进实验中使用的溶液一定要严格按照实验用品中的要求进行配制，实验的环境温度不能过低，否则实验现象可能和预期的不同。在含有亚甲基蓝和葡萄糖的锥形瓶中，加入30%的NaOH溶液后，振荡静置，若环境温度较低时，蓝色需较长时间才能褪去，即第一次的振荡周期较长，教师可以用温水配制葡萄糖溶液，但水温不宜超过30 。课题二 化学实验的绿色追求一、教学设计化学制品在科学的发展、人类的生产和生活中应用极为广泛，化学制品的研制与开发离不开化学实验。但是化学实验中，可能会用到产生一些对人类和环境有害的物质，另外，化学制品的不合理使用，也会对人类带来一些负面的影响，怎样将这些影响降为零或者说降低到最低极限呢？这正是现代化学实验的一种理想追求。本课题通过生产和生活中的实例介绍了绿色化学概念；通过【实践活动】“电解水的微型实验”介绍了微型实验的概念；实验1-2“氯气的生成及其性质的微型实验”，通过减少实验用品的用量，即化学实验的微型化来减少有害物质的生成，从而达到化学实验的绿色化。实验1-3“污水处理电浮选凝聚法”就是通过化学手段处理污染的一个实例。本课题教学重点：了解绿色化学的含义和微型实验的特点，树立环境保护意识。本课题教学难点：学生利用已有的化学知识来设计一些简单的微型实验。新课程倡导的学习方式是“主动参与、乐于探究、勤于动手”，教材的编写力求体现这一特点。要落实这种学习方式，教师教学设计中的主导思想也应是让学生主动参与到教学中来，改变单一的讲解为通过讨论、实验活动等方式来组织教学。在教学中，应从学生的已有知识出发，用一些实例，说明在化学实验时，应如何注重对环境的保护，如对于有毒气体的制备、有毒气体的性质实验等要注意对尾气的处理。在实验过程中，要防止或减少有害物质的生成；在日常生活中，也应该用绿色化学的理念和原则来指导我们的行动。在学生了解了绿色化学的概念后，组织学生阅读资料，然后进行【实践活动】和【思考与交流】，思考【实践活动】中体现了绿色化学的哪些原则，在以往的学习中，还有哪些实验体现了绿色化学的思想，并归纳出在今后的学习中，可以从哪些方面来考虑化学实验的绿色化。在讨论过程中，可以将书中的五个方面选出一个或若干个进行展开，如尾气处理，涉及了哪些有毒气体（如氯气，二氧化硫等），可以用什么试剂进行处理，装置是怎样的，如何操作等等。在了解了微型实验意义的基础上，教师可适当介绍实验代用品问题。仪器和试剂是进行化学实验的先决条件，但有时缺少某些仪器或试剂，开展实验活动有一定的困难，这就要因地制宜，就地取材，尽量利用现有的或易得的材料，自己动手制作部分简易的实验仪器和试剂，尽一切努力开展实验，可以发动学生参与，一起动手，解决困难。这样做也可以进一步培养学生的实践能力、创新能力和艰苦奋斗的精神。教学设计参考1：（1）引出课题：观察初中实验室用一氧化碳还原氧化铜的实验装置图，提出问题：“为什么在装置的最右端有个点燃尾气的装置？”引出本课题化学实验的绿色追求。（2）提出问题：什么是绿色化学？化学品的使用原则是什么？（3）阅读教材，组织讨论，落实绿色化学概念的教学，了解使用化学品的5R原则。（4）实践活动：完成教材中的【实践活动】，并且再现初中电解水的装置，组织学生讨论本实验和初中教材中做过的电解水实验有什么不同点？从装置的大小，药品的用量，安全性以及能源的消耗等方面进行比较。这个实验体现了微型环保的绿色化学的理念，借此使学生了解微型实验的特点就是在保证不影响实验效果的前提下，尽可能地减少药品的用量，污染少、操作方便、实验过程快速安全。（5）阅读教材并交流【实践活动】的体会，总结开发绿色化学实验的途径。教学设计参考2：（1）创设情景：实验室氢气还原氧化铜实验的试管壁上往往沾有少量的铜单质，如果你是一个实验管理员，你会用什么试剂来清洗呢？（2）学生讨论：能溶解铜的反应有：；从反应的条件、反应物的腐蚀性、生成物的毒性等方面来考虑，选择用铁盐溶液最好。（3）引出课题：通过上述讨论，使学生认识到化学实验时一定要注重环境保护，同时也要学会保护自己的身体健康，体现以人为本的理念，从而引出本单元的课题化学实验的绿色追求。（4）提出问题：什么是绿色化学？在化学实验室中，使用化学品时，怎样体现绿色化学的思想？化学品的使用原则是什么？（5）组织讨论，阅读教材：落实绿色化学概念的教学，了解使用化学品的5R原则。（6）实践活动：完成教材中的【实践活动】，并且再现初中电解水的装置，组织学生讨论本实验和初中教材中做过的电解水实验有什么不同点？从装置的大小，药品的用量，安全性以及能源的消耗等方面进行比较，从而了解微型实验的特点是在保证不影响实验效果的前提下，尽可能减少药品的用量，其仪器容量小、污染少、操作方便、实验现象直观明显、实验过程快速安全。（7）阅读教材并交流【实践活动】的体会，总结开发绿色化学实验的途径。二、活动建议【实践活动】该实践活动内容是一个电解水的微型实验，目的是通过实验，比较与初中学习的电解水实验的不同点，了解微型实验的特点，以及微型实验与绿色化学的关系。实验原理可以作为实验1-3的知识铺垫，电解水的实验学生虽然熟悉，但是实验原理并不清楚。在此实验中，要讲明加入5 NaOH溶液是为了增大溶液的导电能力，溶液中的H在阴极放电生成H2，OH在阳极放电，生成O2。本实验安全，无毒，对环境和学生的身体都不会造成危害，如果有条件应该让学生亲自动手完成实验。实验中在点燃气泡时，应注意与实验装置保持一定的距离，防止碱液在爆鸣时溅入眼睛；虽然使用的是稀碱液，但也要注意不要将溶液粘在皮肤和衣服上。另外可用10的稀硫酸来代替稀NaOH溶液来增强溶液的导电性。【思考与交流】上述【实践活动】后，组织学生讨论，以认识微型实验。本实验减少反应物的用量，减少了实验的危险性，节约了能源，但是实验现象和实验的结果都没有改变，实验效果很好。实践活动是从减少实验试剂的用量这个方面来体现化学实验绿色化的，教师也可以在此基础上做如下拓展：实验室制备有毒气体时一定要进行尾气的回收；实验室可用氯酸钾分解或用双氧水分解来制备氧气，从反应结果和过程看，双氧水分解反应后的生成物是水，没有污染，且反应不需加热，节约能源；另外还可以通过控制滴加双氧水的量来控制反应的速率和生成氧气的量，可根据需要随时停止反应，从而也利于节约药品。活动流程：1电解水的微型实验从哪些方面体现了化学实验的绿色化？2在学习化学的过程中，还有哪些实例体现了化学实验绿色化的思想？3有哪些反应可以用于实验室制氧气，从绿色化学观点来看，选用哪种药品比较好？利用这种药品制备氧气时还有哪些优点？4归纳总结化学实验绿色化的主要途径有哪些？【学与问】这里设计的两个小问题，都是在知识上为实验1-2的实施做准备，学生在化学必修1和必修2中分别学习了氯气的有关性质，并且也做过一些相关的实验，但实验均属于常规的实验。教师要利用这一活动，让学生做好实验前的预习。参考答案氯气通常情况下是黄绿色有刺激性气味的气体，能溶于水，常温常压下1体积的水约能溶解2体积的氯气。它的化学性质很活泼，具有氧化性，能将Fe2、Br、I氧化成Fe3、Br2、I2；能与大部分的金属反应生成金属氯化物，如氯气与铁、铜、钠等金属反应生成氯化铁、氯化铜、氯化钠等；能与很多非金属反应，如与氢气反应生成氯化氢；与水反应生成盐酸和次氯酸；与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠、氯化钠和水。三、实验说明实验1-2 氯气的生成及其性质的微型实验1实验目标（1）通过微型实验呈现学生已知的氯气的生成反应和性质实验，从而使学生认识和体验微型实验的意义及与常规实验的关系。（2）培养进行化学实验创新设计的意识。2预习指导（1）实验原理：了解实验室制氯气的原理：。利用【学与问】组织复习氯气具有的物理性质和化学性质。教师可提供下面的表格，让学生回忆或查书后填写完成。由于氯气与金属铁、铜、钠以及非金属氢气的反应需要加热点燃，所以无法利用本实验的微型实验装置来完成。针对这一点可组织学生讨论，进一步探讨微型实验的特点。（2）操作技能：巩固固体药品和液体药品取用方法的掌握。（3）操作要点：微型实验，实验药品的用量一定要少，本实验中氯酸钾的用量就是芝麻大小的两粒，可以用药匙柄的后端小药匙来取用，而其他液体试剂均只取一滴。在使用滴管时，每次都要清洗滴管，避免不同试剂的交叉污染。氯气能与NaOH溶液反应，生成的次氯酸钠和氯化钠均是无色溶液，为了观察到现象，我们在NaOH溶液中滴加了酚酞，反应时溶液的红色逐渐褪去。氯气与KBr溶液的反应，溶液显现橙色的时间略长，需要耐心等一会儿才能观察到。3建议与改进实验时，可以先在白色的纸上写好化学试剂的化学式或名称以及标号，再压上玻璃板，根据白纸上的化学试剂的名称来滴放试剂，以避免将试剂的位置记错。另外，NaOH溶液的浓度可以高一些，且应多滴一滴，以便将多余的氯气吸收，防止对环境的污染。本实验只要严格控制实验时药品的用量，实验时几乎闻不到氯气的刺激性气味。也可以用培养皿代替玻璃板，但表面皿的直径要略大于培养皿的直径。氯气与水反应能生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性，能使有色物质漂白，利用此装置还可以进行氯气与湿润的有色布条作用，有色布条被漂白成白色；与湿润的pH试纸作用，试纸先变红后变白等实验。滴有酚酞的NaOH溶液由红色变为无色，是由于中和褪色还是漂白褪色，这也是一个很好的探究课题。教师可以让学生自己探讨，通过提出假设，实验验证，得出结论。可向褪色后的溶液中再滴入NaOH溶液，若是中和褪色，则观察到的现象是，溶液变为红色；若是漂白褪色，则溶液不会变为红色。4问题与讨论（1）。（2）这是一个开放性的问题，教师可以从反应的原理入手，让学生展开充分的讨论。这套简易装置可以用来制备气体并试验气体的性质，有关的反应不需要加热。此装置适宜的实验还有：CaCO3与盐酸反应生成CO2，CO2与Na2O2、紫色石蕊溶液（湿润的蓝色石蕊试纸）、Ca(OH)2或Ba（OH）2反应。Na2SO3与H2SO4反应生成SO2，SO2与品红溶液、溴水、碘和淀粉的混合溶液、紫色石蕊溶液（湿润的蓝色石蕊试纸）、酸性KMnO4、H2S溶液反应。5拓展实验可以利用计算机的软盘盒或CD盒来完成上述实验。这些盒的材质均为塑料，可以用粗铜丝在酒精灯上烧至红热（铜丝传热很快，注意铜丝后端的塑料皮不要剥去，避免烫伤，可以用铁质的螺丝刀来代替铜丝），在软盘盒或CD盒盖的中心烫出一个直径约为5毫米的圆洞，以便滴加试剂。实验时在盒底的中心放KClO3，在它的周围滴其他试剂，盖好盖，通过小圆洞向KClO3上滴加浓盐酸，观察实验现象。可以发现在试剂的上方盒盖上有水雾，这说明反应是放热的。实验1-3 污水处理电浮选凝聚法1实验目标（1）了解电浮选凝聚法处理污水的原理及装置，复习胶体的性质。（2）通过实验，使学生认识化学在解决污染问题中的作用，培养学生保护环境的意识。2预习指导实验原理：利用电解原理对污水进行处理，其中电解的原理学生是未知的，实验之前需要补充这些知识，预习时首先要明确实验原理。非惰性电极Fe作阳极，电极自身发生氧化反应生成亚铁离子：，另外水中负二价氧也发生氧化反应生成氧气：；阴极水中正一价的氢发生还原反应生成氢气：。实验从两方面来达到净化水的目的：第一是电凝聚，在阳极除了电极发生的氧化反应外，还发生反应：，由于Fe（OH）3具有吸附性，可将水中的污染物小颗粒吸附而沉积下来，从而达到净化水的目的。第二是浮选，在实验过程中，阴极生成的氢气气泡将污水中的悬浮物带到水的表面，在水面上形成浮渣层，易与水体分离，从而达到净化水的目的。本实验是在实验室模拟用电浮选凝聚法净化水，在实际的生产实践中由于此方法的耗电量较高，所以其成本较高。操作技能：调节溶液的pH时需要使用pH试纸，试纸放在洁净干燥的表面皿中，用洁净干燥的玻璃棒沾取溶液，滴在pH试纸上，待液体散开后，与标准比色卡对比，读取溶液的pH。若pH没有达到56的要求，再次使用玻璃棒和表面皿时必须清洗干燥后才能使用。操作要点：为了便于观察到污水变清的实验现象，还可以在水中加入少量的有机染料，通过观察溶液的颜色变化来判断污水是否被净化。但是使中间水层彻底变澄清需要很长的时间，只要观察到溶液的颜色变浅即可说明问题。3实验要求严格按照实验步骤中的要求进行实验，必须使用直流电源，在使用电源时应该小心，防止触电。溶液的pH需要调到56之间。当溶液的pH大于6时，可以用稀盐酸来降低溶液的pH，若溶液pH小于5，我们可以通过加入NaOH溶液来调节pH达到所需的范围。认真记录实验现象（参考下表），实验开始时应引导学生观察两电极上产生的气体及气体的颜色，推测气体是什么气体。实验中注意观察溶液颜色的变化。实验快结束时观察到污水表面逐渐形成一层浮渣，容器底部也积聚一层沉渣。完成实验报告，做好评价。实验记录4建议与改进为了加快实验的速率，可适当增大直流电源的电压和电极金属板的面积。污水中还需加入少量的Na2SO4溶液，以增大溶液中的离子浓度，从而增大溶液的导电性，加快电解速率，达到快速净化的目的。建议用硫酸代替盐酸来调节溶液的pH，否则Cl也可能在阳极放电生成氯气，造成环境污染。5问题与讨论教师应指导学生通过图书馆的书籍中、互联网上、报刊杂志等查找资料，组织进行交流。6拓展实验（1）塑料多用滴管可以用医用开赛露的小塑料瓶或青霉素针剂瓶代替。废物利用，实验安全可靠，实验时间短，实验现象明显，人人都可以亲自动手来完成实验。实验的废水中加入少量的硫酸钠，是为了增大溶液的导电性，加快净化的速率。（2）自制小电池实验，选用的电极的表面积要尽可能大一些，以增大溶液与电极的接触面，增大电池的输出电流。导线要尽可能的短一些，以减少电流的损失。小灯泡所需的电压较大，可以用“电子小玩具”或二级管代替。取出电子玩具中的钮扣电池，将自制的电池与其相连，就能发出美妙的声音。归纳与整理本单元内容的教学应在三个方面得到落实：一是对化学实验的认识，二是对实验化学学习方法的特点和要求的了解，三是相关意识和观念（如安全和环保意识、实验条件控制的意识等）的形成。因此作为本单元学习的复习总结，归纳整理可以围绕这三方面进行。最好能引导学生结合前一阶段的学习体验，对这三方面的重点内容进行展开、细化并归纳。通过本单元的学习，学生对于上述三方面内容的认识和理解只是初步的，进一步的认识需随本课程后续的学习不断加深；而不同学生因其环境和个体的差异，对本单元内容的认识和体会也会存在差异。为保证最基本的教学要求，同时鼓励学生有个性地发展，教师在教学中，一是要通过学生的归纳整理了解这些差异，二是要根据本课程的需要和学生的整体情况，确定一个归纳整理的适当标准，作为本单元对全体学生的基本教学要求，可以参考教材上“归纳整理”中所提供的条目，并根据学生和教学的实际，有针对性地进行补充与删减。参考习题1微型实验有哪些特点？实验室里的哪些实验可以改成微型实验？试设计12个微型实验。2通过对本单元的学习，谈谈你对绿色化学的理解。在化学学习中，哪些实验或事实体现了绿色化学的思想？3实验室进行下列有关物质的准备中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是（ ）。ABCD4实验室制取氯气的反应原理是_；氯气具有较强的_性，可以与_等反应，分别写出这些反应的化学方程式_。5双氧水在常温时能缓慢地分解生成氧气，反应的化学方程式是_；（1）若将反应的温度升高，则反应的速率会_；（2）若向其中加入少量的MnO2，则反应速率会_，说明MnO2在该反应中起_作用。实验室如果用双氧水来制备氧气，你选择上述两种方案的_（填序号1或2），理由是_。6测定铜合金中铜的含量，可以用稀硝酸来溶解样品，也可以用双氧水和稀盐酸溶解样品，其反应的化学方程式为：。假设样品中其他成分不与稀硝酸、双氧水和盐酸反应。写出铜与稀硝酸反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目_。在铜与双氧水、盐酸的反应中氧化剂是_，若有2 mol的H2O2参加反应，则电子转移的物质的量是_。用双氧水和稀盐酸溶解样品与用稀硝酸溶解样品相比较，哪种更好？为什么？若称取样品的质量为a g，用足量的双氧水溶解后，剩余残渣经过洗涤干燥称得质量是b g，则样品中含铜的质量分数为_。参考答案：1微型实验的特点是药品用量少、仪器容量小、减少了污染、方便了操作、实验现象直观明显、实验过程快速安全。实验室中，许多在试管中完成的物质的性质实验，在不影响实验观察的前提下可以改用微型实验，如硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应，硫酸铜溶液与氯化钡溶液反应，硫酸铝溶液与氨水反应，氯化铁溶液与KSCN溶液等离子反应，均可以在点滴板中进行。有些气体的制备实验可以改为微型实验，如我们可以将医用带橡胶塞的针剂小瓶作发生容器，用空圆珠笔芯作导管进行实验。2略。3D。4，氧化，大部分的金属单质（铁、铜、钠等），非金属单质（氢气、磷等），水，碱（氢氧化钠、氢氧化钙等）。方程式略。5；加快；加快，催化；2，反应不需要加热，实验的装置相对简单，操作简便、安全，并且节约了能源，催化剂可以回收重复使用，节约了药品。6双氧水，4 mol双氧水更好，因为双氧水在酸性条件下氧化单质铜后的产物中没有污染空气的有害气体资料1微型实验起源于20世纪80年代的微型化学实验是国际公认的一种在微型化的条件下进行化学实验的新技术和新方法。微型实验以尽可能少的药品用量来获取最有效的实验信息，其特点是：药品用量少(一般为常规量的1/101/1000)、仪器容量小、污染减少、操作方便、实验现象直观明显、实验过程快速安全。在化学教学改革和化学实验改革中，微型化学实验有独到的教学功能和教学效果，引起世界各国化学界的高度重视。2绿色化学绿色化学又称环境无害化学(EnvironmentallyBenignChemistry)、环境友好化学(EnvironmentallyFriendlyChemistry)、清洁化学(CleanChemistry)。绿色化学既是用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用，同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物和产品。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。从科学观点看，绿色化学是化学科学基础内容的更新；从环境观点看，它是从源头上消除污染；从经济观点看，它合理利用资源和能源，降低生产成本，符合经济可持续发展的要求。3绿色化学的12条原则（1）防止废物的生成比其生成后再处理更好。（2）设计合成方法应使生产过程中所采用的原料最大量地进入产品之中。（3）设计合成