化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)講義(童金強(qiáng)自編)

1、化學(xué)教學(xué)論實(shí)驗(yàn)講義目錄第一局部：公用設(shè)施第二局部：分組說(shuō)明第三局部：實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)一 氯酸鉀和二氧化錳最正確用量比的探討實(shí)驗(yàn)二 質(zhì)量守恒定律演示實(shí)驗(yàn)的研究實(shí)驗(yàn)三 物質(zhì)溶解過(guò)程熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的研究實(shí)驗(yàn)四 氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)的研究實(shí)驗(yàn)五 氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)的研究實(shí)驗(yàn)六 乙醇氧化生成乙醛實(shí)驗(yàn)的研究實(shí)驗(yàn)七 木材干餾實(shí)驗(yàn)的研究實(shí)驗(yàn)八 滲析實(shí)驗(yàn)的研究第一局部：公用設(shè)施必備1.洗滌用品：去污粉2盒、洗衣粉1袋、肥皂2塊、鉻酸洗液2瓶、試管刷大小各10把、抹布10個(gè)2.玻璃管加工用品：手工打孔器6套、挫刀6把、各種規(guī)格的橡皮塞每種規(guī)格1公斤、各種規(guī)格的玻璃管含玻璃棒，每種規(guī)格2公斤、醫(yī)用乳膠管20米、醫(yī)用剪刀3把、脫脂棉2

2、斤3.加熱儀器：酒精燈20個(gè)、掛式酒精噴燈6個(gè)、醫(yī)用酒精假設(shè)干4.稱量?jī)x器：臺(tái)稱4個(gè)5.時(shí)間記錄儀器：秒表3塊第二局部：分組說(shuō)明本學(xué)期一共安排了8個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)班級(jí)為化學(xué)11001共42人。第3周星期四的下午和晚上，第4周星期四的下午和晚上共4個(gè)單位時(shí)間下午或晚上為1個(gè)單位時(shí)間即可完成全部教學(xué)任務(wù)。8個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)開(kāi)學(xué)生分為8個(gè)組，5-6人組，每個(gè)實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備3套實(shí)驗(yàn)裝置1套2人或1套1人；最好男女搭配或動(dòng)手能力強(qiáng)者與動(dòng)手能力弱者搭配。采用循環(huán)教學(xué)的方式，每個(gè)單位時(shí)間下午或晚上為1個(gè)單位時(shí)間內(nèi)交換1次，即每個(gè)學(xué)生在1個(gè)單位時(shí)間內(nèi)完成2個(gè)實(shí)驗(yàn)。第三局部：實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)一 氯酸鉀和二氧化錳最正確用量比的探

3、討一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.二氧化錳的用量對(duì)氯酸鉀分解反響速率的影響2.氧氣的性質(zhì)二、實(shí)驗(yàn)原理1.不加二氧化錳，分解反響速度慢1370-380時(shí)4KClO3=KCl+3KClO42KClO3=2KCl+3O22400以上時(shí)2KClO3=2KCl+3O22.加二氧化錳，分解反響速度快200時(shí)2KClO3=2KCl+3O23.二氧化錳的催化反響機(jī)理1機(jī)理一2KClO3+MnO2=2KMnO4+Cl2+3O22KMnO4= K2MnO4+ MnO2+ O2K2MnO4+ Cl2=2KCl+MnO2+ O22機(jī)理二2KClO3+4MnO2=2KCl+2Mn2O72Mn2O7=4MnO2+3O2三、儀器和藥品大試

4、管6個(gè)組、大玻璃水槽1個(gè)組、1000ml集氣瓶6個(gè)組、毛玻片6個(gè)組、鐵架臺(tái)1個(gè)組、帶有玻璃管的單孔橡皮塞學(xué)生自制、導(dǎo)氣管學(xué)生自制、120°的彎管學(xué)生自制、60°的彎管學(xué)生自制、廣口瓶6個(gè)、研缽4個(gè)、蒸發(fā)皿3個(gè)、燃燒匙1個(gè)組、鑷子2把、坩堝鉗1個(gè)組、氯酸鉀、二氧化錳、20%的氫氧化鈉溶液、細(xì)鐵絲1斤、木炭、硫磺粉、紅磷、澄清的石灰水、氯化鋇溶液、砂子、硝酸銀溶液四、實(shí)驗(yàn)裝置 五、操作步驟1.利用玻璃管加工儀器設(shè)備，自制帶有玻璃管的單孔橡皮塞1個(gè)、導(dǎo)氣管1個(gè)、120°的彎管1個(gè)、60°的彎管1個(gè)。2.在蒸發(fā)皿中，將二氧化錳加熱，除去混有的雜質(zhì)和水分；將氯酸鉀

5、放在研缽壓碎，切勿研磨。3.在臺(tái)稱上分別稱取6份4克氯酸鉀，稱取二氧化錳0.2克、0.4克、0.8克、1.3克、2克、2.6克共6份。4.把每份氯酸鉀和二氧化錳混合均勻，分別放入6個(gè)大試管中，待用。5.加熱大試管，先排去空氣，再?gòu)脑嚬芤欢碎_(kāi)始加熱，逐漸移向試管底部，待水槽中的氣泡均勻溢出時(shí)，用排水集氣法開(kāi)始收集氧氣。6.將每份氯酸鉀和二氧化錳的混合物進(jìn)行加熱，用秒表記錄收集1000ml氧氣所需要的時(shí)間，實(shí)驗(yàn)結(jié)束前，先從水槽中取出導(dǎo)氣管，后移走酒精燈。6瓶氧氣將用于做氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。7.用上述其中的4瓶氧氣，依次完成木炭、鐵絲，硫磺粉和紅磷在氧氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)。1木炭在氧氣中燃燒取一小塊木炭放入燃

6、燒匙中，再將燃燒匙伸入盛有氧氣的集氣瓶里，觀察有無(wú)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生；從集氣瓶中取出裝有木炭的燃燒匙，并在酒精燈上加熱至發(fā)紅，然后再一次伸入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察木炭在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。燃燒停止后，向集氣瓶里加少量澄清的石灰水并振蕩集氣瓶，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。2硫磺粉在氧氣中燃燒取一小勺硫磺粉放入燃燒匙中，再將燃燒匙伸入盛有氧氣的集氣瓶里，觀察有無(wú)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生；從集氣瓶中取出裝有硫磺粉的燃燒匙，并在酒精燈上加熱至發(fā)紅，然后再一次伸入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察硫磺粉在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。燃燒停止后，向集氣瓶里加少量氯化鋇溶液并振蕩集氣瓶，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。3紅磷在氧氣中燃燒取一小勺紅磷放入燃燒匙中，再

7、將燃燒匙伸入盛有氧氣的集氣瓶里，觀察有無(wú)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生；從集氣瓶中取出裝有紅磷的燃燒匙，并在酒精燈上加熱至發(fā)紅，然后再一次伸入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察紅磷在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。燃燒停止后，向集氣瓶里加少量硝酸銀溶液并振蕩集氣瓶，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。4鐵絲在氧氣里燃燒取幾根紗窗細(xì)鐵絲，擦去外表鐵銹或油漆，擰成一束呈螺旋狀并繞在一根火柴棒上。用坩堝鉗夾住螺旋狀細(xì)鐵絲的另一端，點(diǎn)燃火柴，待火柴臨近燒完時(shí)緩慢伸入盛有氧氣的集氣瓶中集氣瓶里裝有少量水和砂子。觀察鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理以二氧化錳的用量單位：克作橫坐標(biāo)，以收集1000ml氧氣所需時(shí)間作縱坐標(biāo)單位：秒，繪制t-m圖，得到兩者的最

8、正確用量比。實(shí)驗(yàn)二 質(zhì)量守恒定律演示實(shí)驗(yàn)的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.不管有無(wú)氣體或沉淀生成，化學(xué)反響前后物質(zhì)的質(zhì)量守恒2.自制演示實(shí)驗(yàn)裝置二、實(shí)驗(yàn)原理序號(hào)膠頭滴管內(nèi)錐形瓶里盛15ml溶液1硫酸銅溶液氫氧化鈉溶液2硫氰化鉀溶液氯化鐵溶液3稀硫酸氫氧化鈉溶液加酚酞2滴4濃鹽酸大理石15-20克5稀硫酸鋅片10克三、儀器和藥品50或100ml的錐形瓶2個(gè)組、乳膠頭2個(gè)、濃鹽酸、稀硫酸、硫氰化鉀溶液、氯化鐵溶液、氫氧化鈉溶液、澄清的石灰水、大理石、鋅片、小量筒1個(gè)組四、實(shí)驗(yàn)裝置五、操作步驟1.選擇與錐形瓶匹配的橡皮塞；選擇與玻璃管匹配的手工打孔器并用其將橡皮塞鉆孔。2.用酒精噴燈和挫刀自制一支滴管。3.將膠

9、頭滴管旋入橡皮塞中。4.用量筒量取15ml氫氧化鈉溶液并注入錐形瓶中；用帶有橡皮塞的膠頭滴管小心地吸入硫酸銅溶液，然后用濾紙將尖嘴出擦干；將帶有膠頭滴管的橡皮塞旋入錐形瓶中。5.將錐形瓶放到托盤天平上用砝碼平衡。6.從托盤天平上取下錐形瓶，通過(guò)滴管向錐形瓶中滴加硫酸銅溶液，使氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反響，生成藍(lán)色沉淀。7.再把錐形瓶放到托盤天平上，觀察到天平仍然平衡。8.用同樣的方法對(duì)序號(hào)2、3、4和5依次實(shí)驗(yàn)。六、實(shí)驗(yàn)思考1.寫(xiě)出序號(hào)1、2、3、4和5的化學(xué)反響方程式。2.自制實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)三 物質(zhì)溶解過(guò)程熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.物質(zhì)在水中溶解時(shí)，要么吸熱，要么放熱，或既不吸熱

10、，也不放熱2.自制演示實(shí)驗(yàn)裝置二、實(shí)驗(yàn)原理用結(jié)冰或使蠟燭熔化的方法觀察物質(zhì)溶解過(guò)程中的熱效應(yīng)，不僅試劑用量大，演示時(shí)間長(zhǎng)，而且還不易成功；利用空氣熱脹冷縮的特點(diǎn)觀察物質(zhì)溶解過(guò)程中的熱效應(yīng)，不僅試劑用量小，演示時(shí)間短，而且現(xiàn)象鮮明。三、儀器和藥品抽濾瓶1個(gè)組、帶鐵夾的鐵架臺(tái)1個(gè)組、醫(yī)用乳膠管、玻璃管、止水夾1個(gè)組、橡皮塞、硝酸銨、濃硫酸四、實(shí)驗(yàn)裝置五、操作步驟1.選擇與抽濾瓶匹配的橡皮塞；選擇與玻璃管匹配的手工打孔器并用其將橡皮塞鉆孔。2.用酒精噴燈和挫刀自制一根長(zhǎng)度為8cm左右的玻璃管，并將其旋入橡皮塞中；用酒精噴燈和挫刀自制一個(gè)高度為30cm左右的U型管，并將其固定在鐵架臺(tái)上；用醫(yī)用乳膠管將

11、橡皮塞和U型管的一端相連；用一段長(zhǎng)約6cm的醫(yī)用乳膠管套住抽濾瓶的支管口，并夾上止水夾。3.向U型管中注入高度為15cm左右的紅墨水；翻開(kāi)止水夾，先向抽濾瓶中參加20ml水，后參加6ml濃硫酸，迅速塞上橡皮塞，立即夾緊止水夾，輕輕搖動(dòng)抽濾瓶，觀察并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。4. 洗凈抽濾瓶，先向抽濾瓶中參加20ml水，后參加6克硝酸銨固體，迅速塞上橡皮塞，立即夾緊止水夾，輕輕搖動(dòng)抽濾瓶，觀察并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。六、實(shí)驗(yàn)思考1.物質(zhì)溶解時(shí)，溶質(zhì)的分子或離子向溶劑中擴(kuò)散將吸收熱量；同時(shí)，溶質(zhì)粒子與溶劑發(fā)生水合作用，將放出熱量。當(dāng)吸收的熱量大于放出的熱量時(shí)，溶解過(guò)程為吸熱反響。反之那么為放熱反響。2.自制實(shí)驗(yàn)裝置的

12、優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)四 氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.比擬兩種演示實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)2.自制演示實(shí)驗(yàn)裝置二、實(shí)驗(yàn)原理氨氣在水中的溶解性非常大通常1體積的水中能溶解700體積的氨。通過(guò)膠頭滴管向圓底燒瓶?jī)?nèi)擠入水后，由于圓底燒瓶?jī)?nèi)氨氣的壓強(qiáng)降低，導(dǎo)致大氣壓強(qiáng)大于圓底燒瓶?jī)?nèi)氨氣的壓強(qiáng)，因此可產(chǎn)生美麗的噴泉。三、儀器和藥品帶鐵圈的鐵架臺(tái)1個(gè)組、500ml或250ml枯燥的圓底燒瓶2個(gè)組、大燒杯1個(gè)組、500ml的塑料洗瓶1個(gè)組、止水夾1個(gè)組、鐵錐子1把，用于500ml的塑料洗瓶打眼、大試管2個(gè)組、橡皮塞其中2個(gè)與500ml枯燥的圓底燒瓶配套、1個(gè)與500ml的塑料洗瓶配套、乳膠頭6個(gè)、止水夾3個(gè)、帶有膠頭滴管

13、和直行玻璃管的雙孔橡皮塞學(xué)生自制、氯化銨、氫氧化鈣、酚酞指示劑四、實(shí)驗(yàn)裝置五、操作步驟1.利用玻璃管加工儀器設(shè)備，自制帶有玻璃管的單孔橡皮塞3個(gè)1個(gè)與大試管配套，1個(gè)與500ml枯燥的圓底燒瓶配套，1個(gè)與500ml的塑料洗瓶配套、導(dǎo)氣管1個(gè)、120°的玻璃彎管1個(gè)、60°的玻璃彎管1個(gè)、帶有膠頭滴管和直行玻璃管的雙孔橡皮塞1個(gè)與500ml枯燥的圓底燒瓶配套。2.利用自制的儀器設(shè)備，根據(jù)化學(xué)反響2NH4Cls+Ca(OH)2s=2NH3+2H2O+CaCl2，用500ml枯燥的圓底燒瓶收集氨氣2瓶用無(wú)孔橡皮塞塞緊后備用。3.向大燒杯中注入23體積的水后，滴加幾滴無(wú)色酚酞指示劑

14、，用玻璃棒攪拌均勻。4.利用常用裝置演示氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)，首先翻開(kāi)止水夾，觀察直行玻璃管的尖嘴處有無(wú)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生，其次擠壓膠頭滴管的膠頭，使少量水進(jìn)入圓底燒瓶，再次翻開(kāi)止水夾，觀察直行玻璃管的尖嘴處有無(wú)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生。5.在自500ml的塑料洗瓶的瓶底至瓶口45處，用鐵錐子打個(gè)小眼，然后向其內(nèi)部注入23體積的水不得超過(guò)“打眼處后，滴加幾滴無(wú)色酚酞指示劑，并用玻璃棒攪拌均勻。將另1瓶充滿氨氣的枯燥的圓底燒瓶置于鐵架臺(tái)的鐵圈上，用醫(yī)用乳膠管把帶有玻璃管的單孔橡皮塞的充滿氨氣的500ml枯燥的圓底燒瓶與帶有玻璃管的單孔橡皮塞的裝有23體積的水和事先滴加了幾滴無(wú)色酚酞指示劑的500ml的塑料洗瓶相連組成簡(jiǎn)

15、易裝置。用大拇指堵住塑料洗瓶的“打眼處，并用力擠壓塑料洗瓶，當(dāng)有水進(jìn)入圓底燒瓶后，立即松開(kāi)堵“眼的大拇指，觀察有無(wú)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生。六、實(shí)驗(yàn)思考1.在中學(xué)階段除了氨氣以外，還有哪些氣體可以用來(lái)做噴泉實(shí)驗(yàn)2.比擬2種演示實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)驗(yàn)五 氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.比擬三氧化二鉻、二氧化錳和氧化銅的催化效果2.自制演示實(shí)驗(yàn)裝置二、實(shí)驗(yàn)原理4NH3+5O2=4NO+6H2O12NO+O2=2NO22其中反響1不僅需要加熱，而且需要使用催化劑才能完成。三、實(shí)驗(yàn)裝置四、儀器和藥品U型玻璃管1個(gè)組，帶鐵夾的鐵架臺(tái)1個(gè)組、抽濾瓶1個(gè)組、洗耳球1個(gè)組、250ml燒杯1個(gè)組、木塊3個(gè)組、橡皮塞其中

16、2個(gè)與U型玻璃管配套、1個(gè)與抽濾瓶配套、1000ml的集氣瓶1個(gè)組、三氧化二鉻、二氧化錳、氧化銅、濃氨水、濃磷酸五、操作步驟1.利用玻璃管加工儀器設(shè)備，自制帶有90°玻璃彎管的單孔橡皮塞2個(gè)與U型玻璃管配套、自制帶有2個(gè)90°玻璃彎管的雙孔橡皮塞1個(gè)與抽濾瓶配套、自制20cm長(zhǎng)的直型玻璃管1根。2.向U型玻璃管內(nèi)注入20ml的濃磷酸、向抽濾瓶?jī)?nèi)注入30ml的濃氨水、向20cm長(zhǎng)的直型玻璃管內(nèi)裝入少許三氧化二鉻固體，按照實(shí)驗(yàn)裝置連接好實(shí)驗(yàn)儀器。3.通過(guò)酒精燈給直型玻璃管內(nèi)的催化劑三氧化二鉻加熱，同時(shí)利用洗耳球不斷地向抽濾瓶?jī)?nèi)鼓氣，密切觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4.將直型玻璃管內(nèi)的催化劑三

17、氧化二鉻，依次更換為二氧化錳和氧化銅，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。六、實(shí)驗(yàn)思考1.說(shuō)說(shuō)濃氨水和濃磷酸在本實(shí)驗(yàn)中的作用。2.三種催化劑的催化效果有無(wú)差異。實(shí)驗(yàn)六 乙醇氧化生成乙醛實(shí)驗(yàn)的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.探討乙醇氧化生成乙醛的實(shí)驗(yàn)條件。2.用銀氨溶液和新制的氫氧化銅溶液檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物。2.自制演示實(shí)驗(yàn)裝置二、實(shí)驗(yàn)原理AgNO3+NaCl=AgCl+NaNO3AgCl+2NH3·H2O濃=Ag(NH3)2+2OHCuSO4+2NaOH濃=Cu(OH)2+Na2SO4Cu(OH)2+2OH濃=Cu(OH)422C2H5OH+O22CH3CHO+2H2OCH3CHO+2Ag(NH3)2+2OHCH3COON

18、H4+2Ag+3NH3+H2OCH3CHO+2Cu(OH)42=Cu2O+ CH3COOH+4OH+ 2H2O三、儀器和藥品洗耳球1個(gè)組、兩端開(kāi)口的硬質(zhì)大試管1個(gè)組、小試管1個(gè)組，帶鐵夾的鐵架臺(tái)1個(gè)組、銅芯電線2米、濃氨水、40%氫氧化鈉溶液、硝酸銀溶液、氯化鈉溶液、硫酸銅溶液、無(wú)水乙醇、脫脂棉四、實(shí)驗(yàn)裝置五、操作步驟1.利用玻璃管加工儀器設(shè)備，自制帶有90°玻璃彎管的單孔橡皮塞2個(gè)分別與兩端開(kāi)口的硬質(zhì)大試管的兩端配套。2.將自制的螺旋狀銅絲5cm長(zhǎng)置于兩端開(kāi)口的硬質(zhì)大試管的中間部位，在兩端開(kāi)口的硬質(zhì)大試管的一端塞入事先用無(wú)水乙醇浸泡過(guò)的一團(tuán)棉花，向小試管內(nèi)注入事先制好的銀氨溶液，按

19、照實(shí)驗(yàn)裝置連接好實(shí)驗(yàn)儀器。3.通過(guò)酒精燈給硬質(zhì)大試管加熱，同時(shí)利用洗耳球不斷地10分鐘向硬質(zhì)大試管內(nèi)鼓氣，使空氣均勻緩慢地進(jìn)入，可見(jiàn)銅絲發(fā)紅，并在盛有銀氨溶液的小試管處聞道乙醛的刺激性氣味，10分鐘后結(jié)束實(shí)驗(yàn)。將通入乙醛后的裝有銀氨溶液的小試管置于沸水中水浴解熱2分鐘，即可觀察到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4.將小試管內(nèi)的銀氨溶液更換為Cu(OH)42溶液，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。六、實(shí)驗(yàn)思考1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了什么。2.洗耳球的作用。實(shí)驗(yàn)七 木材干餾實(shí)驗(yàn)的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解木材的干餾過(guò)程。2.自制演示實(shí)驗(yàn)裝置二、實(shí)驗(yàn)原理木材干餾可以得到木炭、木焦油酸類、酯類、醇類、酮類、醛類等和木煤氣一氧化碳和甲烷等三種產(chǎn)物。三、儀器和藥品多排頭酒精燈由4個(gè)青霉素小藥瓶做成的簡(jiǎn)易酒精燈，1個(gè)組、大試管1個(gè)組、小試管1個(gè)組、帶鐵夾的鐵架臺(tái)1個(gè)組、自制90°玻璃彎管1個(gè)、自制尖嘴直行玻璃管1個(gè)、自制帶有90°玻璃彎管的單孔橡皮塞1個(gè)與大試管配套、自制雙孔橡皮塞1個(gè)與小試管配套，一孔旋入90°玻璃彎管的另一端，一孔旋入尖嘴直行玻璃管、鋸屑或刨花。四、實(shí)驗(yàn)裝置