初中化學校本課程(定稿)

1、主 編：張 斌 趣味化學實驗中學校本課程教材編寫委員會策劃制作 課程名稱：趣味化學實驗 授課對象：初三學生 課程類型：限選課 教學時間：一學期 共20課時前 言 化學校本課程趣味化學實驗，主要針對中學生開設，共開設7+1個趣味實驗，涵蓋了貼近學生生活以及現(xiàn)實所學內容的簡單實驗，以讓學生更多了解化學在生活中的應用。每個課時內容大致分為：背景知識、實驗原理、實驗用品、實驗步驟、問題思考、相關以及擴展實驗，課堂評價幾大部分。本課程的內容基于學生已有的知識結構，利用學生熟悉的身邊資源（如食物以及容器等）培養(yǎng)學生的學習興趣，以及提高學生的綜合素質。每一節(jié)內容都包括背景知識介紹，實驗原理、操作說明，細則指

2、導。以及課堂思考題和課堂評價（包括學生自我評價、儀器整理、教師評價三項內容）幾大板塊內容。前后課時之間還通過“前節(jié)知識鞏固”板塊進行銜接。部分章節(jié)還備有課后家庭小實驗選作，滿足學生繼續(xù)學習的求知愿望。通過本課程的實施，能讓每個學生根據(jù)不同發(fā)展需要，讓學生經(jīng)歷探究過程，參與觀察、思考、討論，時刻讓他們保留成功的欲望，享受成功的樂趣，以獲得理解能力和深層次的情感體驗，激發(fā)學生學習化學的濃厚興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，幫助學生認識化學與人類生活的密切關系，關注人類面臨的化學問題，培養(yǎng)學生的社會責任感和參與意識。目 錄化學實驗發(fā)展史概述 1趣味化學實驗一 自制碳酸飲料 9趣味化學實驗二 模擬酸

3、雨腐蝕巖石的過程 11趣味化學實驗三 化學“冰箱”與冰袋16趣味化學實驗四 海帶中碘的提取和檢驗19趣味化學實驗五 研究電池22趣味化學實驗六 制作水果電池26趣味化學實驗七 牙膏中某些成分的檢驗29超級能源奇妙的可燃冰32化學實驗發(fā)展史概述化學實驗是化學科學賴以產生和發(fā)展的基礎，從其發(fā)展過程來看，大致經(jīng)過了早期化學實驗、近代化學實驗和現(xiàn)代化學實驗等三個發(fā)展時期。 早期化學實驗 從遠古時代開始到17世紀，化學實驗在向科學道路邁進的過程中，經(jīng)歷了一段漫長的發(fā)展時期。一 化學實驗的萌芽人類最初對火的利用距今大概已有100多萬年了?；鹗侨祟愖钤缡褂玫幕瘜W實驗手段。人類最早從事的制陶、冶金、釀酒等化學

4、工藝，都與火有直接或間接的聯(lián)系。在熊熊烈火中，燒制成型的粘土可獲得陶器；燒煉礦石可得到金屬。陶器的發(fā)明使人類有了貯水器以及貯藏糧食和液體食物的器皿，從而為釀酒工藝的形成和發(fā)展創(chuàng)造了條件。制陶、冶金和釀酒等化學工藝，已孕育了化學實驗的萌芽。例如，在燒制灰、黑陶的化學工藝中，工匠們在焙燒后期便封閉窯頂和窯門，再從窯頂徐徐噴水，致使陶土中的鐵質生成四氧化三鐵，又使表面覆上一層炭黑，因此里外黑灰。這表明當時已初步懂得了焙燒氣氛的控制和利用。二 原始化學實驗古代的煉丹術，是早期化學實驗的主要和典型的代表。煉丹的主要目的：一是希望得到能使人長生不死的“仙藥”；二是想把一些廉價的金屬借助于“仙藥”的點化，轉

5、變?yōu)橘F重的黃金和白銀。由于煉丹活動符合帝王、貴族長生不死、永世霸業(yè)的愿望，因而受到他們的大力推崇，于是從古代到中古時代，這種活動很快地得到開展并興盛起來。焙燒是煉丹術士經(jīng)常采用的一種基本的化學實驗操作方法。例如在空氣中焙燒方鉛礦(即硫化鉛)等賤金屬礦石，把鉛放在灰皿或骨灰造的盤子中加熱，鉛燒掉之后，可以得到一點銀；把黃鐵礦(從外表看有點象黃金)與鉛共熔，鉛用灰皿燒掉之后，可以獲得微量的黃金。除焙燒之外，煉丹術士還經(jīng)常使用一些液體“試藥”來對各種金屬進行加工。液體試藥通常是一些能在金屬表面涂上顏色的物質。例如，硫黃水(多硫化合物的溶液)能把金屬黃化成黃金；汞能在其他金屬表面留下銀色。在制造液體試

6、藥的過程中，煉丹術士發(fā)明了蒸餾器、燒杯、冷凝器和過濾器等化學實驗儀器，以及溶解、過濾、結晶、升華，特別是蒸餾等化學實驗操作方法。蒸餾方法的廣泛使用，促進了酒精、硝酸、硫酸和鹽酸等溶劑和試劑的發(fā)現(xiàn)，從而擴大了化學實驗的范圍，為后來許多物質的制取創(chuàng)造了條件。蒸餾是早期化學實驗中最完整的一種重要實驗操作方法。到了16世紀，出現(xiàn)了大批有關蒸餾方法方面的書籍。這些著作對蒸餾方法作了較詳細的敘述。蒸餾在早期化學實驗發(fā)展史上占有重要地位，它至今還在基礎化學實驗中被經(jīng)常運用。三 向化學科學實驗的過渡到了十五六世紀，煉丹術由于缺乏科學基礎，屢遭失敗而變得聲名狼藉。化學實驗則開始在醫(yī)學和冶金等一些實用工藝中發(fā)揮作

7、用，并不斷得到發(fā)展。在醫(yī)藥化學時期，最具代表性的人物是瑞士的醫(yī)生、醫(yī)藥化學家帕拉塞斯(P.A.Paracelsus，1493-1541)。他強調化學研究的目的不應在于點金，而應該把化學知識應用于醫(yī)療實踐，制取藥物。他和他的弟子們通過對礦物藥劑的性質和療效的研究，以及在制備新藥劑的過程中，探討了許多無機物的分離、提純方法，進行了一些合成實驗，并總結出這些物質的性質。因此，有人認為帕拉塞斯“從根本上改變了醫(yī)療和化學的發(fā)展道路”。安德雷李巴烏(Andreas Libavius，約1540-1616)是德國的醫(yī)生、醫(yī)藥化學家，他極力強調化學的實用意義，為推進化學成為一門獨立科學做出了重要貢獻。他編著的

8、工藝化學大全(16111613年問世)，總結了他多年的實驗經(jīng)驗。這部著作的問世，使化學終于有了真正的教科書。繼帕拉塞斯、李巴烏之后，對后世影響較大、對化學實驗的發(fā)展貢獻卓著的醫(yī)藥化學家還有赫爾蒙特(J.B.van Helmont，1597-1644)。他工作的最大特點是對化學進行定量研究，廣泛使用了天平，并萌生了初始的物質不滅的思想。他所做的“柳樹實驗”和“沙子實驗”，是早期化學實驗發(fā)展史上著名的兩個定量實驗。此外，他在無機物制備方面取得過空前的成果，曾對燃燒現(xiàn)象提出過頗有獨到之處的見解。因此，他常被尊為從煉丹術到化學的過渡階段的代表。化學實驗在冶金方面也曾發(fā)揮過重要作用。四 早期化學實驗的特

9、點早期的化學實驗還只能算做是化學“試驗”，具有很大的盲目性；還沒有從生產、生活實踐中分化出來，成為獨立的科學實踐。最早的制陶、冶金和釀酒等活動，是低級的、缺乏理論指導的、不自覺的實踐活動；作為化學實驗原始形式的煉丹術，其實驗目的也只是追求長生不老藥或點金之術，變賤金屬為貴金屬。盡管如此，還應該肯定從事早期化學實驗的工匠和煉丹術士們是化學實驗的先驅和開拓者。他們發(fā)明了焙燒、溶解、結晶、蒸餾、過濾和冷凝等化學實驗操作方法；制造了風箱、坩堝、鐵剪、燒杯、平底蒸發(fā)皿、沙浴、焙燒爐等化學實驗儀器和裝置；發(fā)現(xiàn)和制取了銅、金、銀、汞、鉛等金屬，酒精、硝酸、硫酸、鹽酸等化學溶劑和試劑，以及許多酸、堿、鹽，甚至

10、意識到了一些粗淺的化學反應規(guī)律。后人正是從他們的經(jīng)驗教訓中，才找到了化學實驗的真歷史使命，建立了化學實驗科學。近代化學實驗1719世紀，是近代化學實驗時期。在這一時期，隨著歐洲資本主義生產方式的誕生和工業(yè)革命的進行，以及天文學、物理學等學科的重大突破，化學實驗終于沖破了煉丹術的桎梏，走上了科學的康莊大道。為此做出巨大貢獻的化學實驗家當推波義耳(R.Boyle，16271691)和拉瓦錫(A.L.Lavoisier，17431794)。一 化學科學實驗的奠基人波義耳“波義耳把化學確立為科學”。作為近代化學科學的確立者，波義耳也是化學科學實驗的重要奠基人。他認為，只有運用嚴密的和科學的實驗方法才能

11、夠把化學確立為科學。他明確指出：“化學，為了完成其光榮而莊嚴的使命，就不能認為到目前為止的研究方法是正確的。而必須拋棄古代傳統(tǒng)的思辯方法”。他的這些觀點和主張，奠定了化學實驗方法論的基礎。不僅如此，波義耳還是一位技術精湛的出色的化學實驗家。他一生做過大量的化學實驗，獲得了許多重要的發(fā)現(xiàn)。他是第一個發(fā)明指示劑的化學家，他把各種天然植物的汁液或配成溶液，或做成試紙(“石蕊試紙”就是波義耳發(fā)明的)，并根據(jù)指示劑顏色的變化來檢驗酸和堿；他還發(fā)現(xiàn)了銅鹽和銀鹽、鹽酸和硫酸的化學檢驗方法，并在1685年發(fā)表的“礦泉水的實驗研究史的簡單回顧”一文中，描述了一套鑒定物質的方法。因此，他還常被尊為定性分析化學的奠

12、基者。二 定量化學實驗方法論的創(chuàng)立者拉瓦錫拉瓦錫是明確提出把量做為衡量尺度對化學現(xiàn)象進行實驗證明的第一位化學家，他把近代化學實驗推進到定量研究的水平。拉瓦錫從一開始從事化學科學研究，就非常善于發(fā)揮天平在化學研究中的作用，重視對物質及其變化進行定量測定。他21歲時所做的第一個化學實驗，就是定量地測定石膏在加熱和冷卻過程中水分的變化。他一生做過很多定量化學實驗，并依據(jù)實驗事實揭示了“水變成土”以及“火粒子”學說、“燃素說”的謬誤。“水變成土”是赫爾蒙特根據(jù)他著名的“柳樹實驗”提出來的，后來又得到波義耳和牛頓(J.Newton，16421727)的贊同。為了檢驗這一觀點的科學性，拉瓦錫進行了如下實驗

13、：將收集到的被認為是最純凈的雨水連續(xù)蒸餾了8次；然后將這些水倒入一個特制的玻璃蒸餾器中，加熱驅去其中的空氣，并加以密封；用沙浴在6070之間加熱101天。結果發(fā)現(xiàn)其中確有懸浮的小片固體物出現(xiàn)。這似乎是水變成了土的證據(jù)。然而，拉瓦錫仔細稱量了加熱前后水的重量、容器的重量、以及水和容器的總重量，終于查明，水和容器的總重量在加熱前后并沒有變化，而且密封在瓶中的水的重量也沒起變化，只是玻璃容器本身變輕了，而減輕的重量又恰好與固體懸浮物的重量相當。這樣，拉瓦錫查明了那些懸浮物來自玻璃容器，從而以堅實的實驗數(shù)據(jù)否定了“水變成土”的錯誤觀點?！盎鹆Ｗ印睂W說，是波義耳為解釋金屬煅燒后重量增加的原因而提出來的。

14、為了檢驗這一假說，拉瓦錫重復了波義耳在密閉的燒瓶中煅燒金屬錫的實驗。他與波義耳不同之處在于，在打開燒瓶之前對整個密閉體系進行了稱量，結果發(fā)現(xiàn)整個體系在加熱前后重量沒有變化。這就證明波義耳曾經(jīng)設想的在加熱過程中火的微粒透過玻璃壁進入燒瓶內與金屬錫結合而增重的觀點是錯誤的。拉瓦錫還通過對硫和磷等一些物質燃燒現(xiàn)象的定量實驗研究，否定了統(tǒng)治化學長達百年之久的“燃素說”，建立了氧化學說，并確立了“質量守恒定律”。拉瓦錫的定量實驗研究，極大地豐富和發(fā)展了化學實驗方法論。對物質及其變化，不僅要用定性分析方法，而且還必須運用定量分析方法，只有二者的有機結合，才能正確認識物質及其變化在質和量兩個方面的性質和規(guī)律

15、；化學實驗是建立化學理論的基礎和檢驗化學理論的標準。他曾明確指出：“在任何情況下，都應該使我們的推理受到實驗的檢驗，除了通過實驗和觀察的自然道路去尋求真理以外，別無它途?！崩咤a的化學實驗方法論思想，對化學實驗從定性向定量的發(fā)展，產生了積極和深遠的影響，成為近代化學實驗發(fā)展史上的重要里程碑。正是在此基礎上，近代化學實驗才得以蓬勃發(fā)展，從而拓展了化學科學研究的領域，導致了許多重要化學理論的建立和發(fā)展。三 化學實驗是化學科學理論建立和發(fā)展的基礎道爾頓(J.Dalton，17661844)原子論就是在化學科學實驗的基礎上建立起來的。他通過化學實驗，研究了許多地區(qū)的空氣組成，發(fā)現(xiàn)各地的空氣都是由氧氣、

16、氮氣、二氧化碳和水蒸氣四種重要物質的無數(shù)個微小顆粒(道爾頓稱之為“原子”)混合起來的。他進一步分析一氧化碳和二氧化碳、沼氣(CH4)和油氣(C2H4)的組成，發(fā)現(xiàn)前兩種氣體中氧的重量比為1：2，后兩種氣體中與同量碳化合的氫的重量比為2：1。這使道爾頓發(fā)現(xiàn)了倍比定律。這個實驗定律成為他確立化學原子論的重要基石。1805年，法國化學家蓋呂薩克(J.L.Gay-Lussac，17781850)在研究氫氣和氧氣的化合時發(fā)現(xiàn)，100個體積的氧氣總是和200個體積的氫氣相化合；在進一步研究氨與氯化氫、一氧化碳與氧氣、氮氣與氫氣的化合時，居然發(fā)現(xiàn)都具有簡單整數(shù)比的關系。于是，他于1808年發(fā)現(xiàn)了氣體化合體積

17、定律。為了對這個實驗定律進行理論解釋，意大利化學家阿佛加德羅(A.Avo-gadro，17761856)引入了“分子”的概念，提出了著名的分子假說。1824年，年僅24歲的德國化學家維勒(F.Wöhler，18001882)做了一個在化學實驗發(fā)展史上非常著名的實驗，即用氯化銨(NH4Cl)水溶液同氰酸銀(AgCNO)作用來制取氰酸銨(NH4CNO)。然而，當他濾去氯化銀(AgCl)沉淀，并對溶液進行蒸發(fā)時，并沒有得到所期望的氰酸銨，而得到了一種白色結晶狀的物質。為了確定這種白色結晶物，維勒又用了4年的時間，采用不同的無機物和不同的方法，對其進行了一系列的定性和定量實驗研究，最后終于完

18、全確認實驗中所得到的這種白色結晶狀物質，正是動物機體內的代謝產物尿素。1828年，他發(fā)表了“論尿素的人工合成”的論文，以雄辯的實驗事實公布了這一重大成果。這一實驗成果，意義重大，動搖了傳統(tǒng)的“生命力論”的基礎，開辟了用無機物合成有機化合物的新天地。1845年，德國化學家柯爾柏(H.Kolbe，18181884)用木炭、硫黃、氯水等無機物合成了酒精、蟻酸、葡萄酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸等一系列有機酸，進而還合成了油脂類和糖類物質；到了19世紀后期，有機合成更加蓬勃發(fā)展，先后用人工方法合成了染料、香料、藥物和炸藥等。1800年，歷史上第一個電池提供穩(wěn)定、持續(xù)電流的電源裝置，即伏打(A.Volta，

19、17451827)電堆誕生了。它是近代化學實驗發(fā)展史上非常重要的實驗手段之一。應用這種實驗手段來引發(fā)化學反應，推動了電化學的誕生和發(fā)展。 此外，近代化學實驗還開辟了化學熱力學和化學動力學兩大研究領域，推動了物理化學的完善和發(fā)展。四 近代化學實驗方法近代化學實驗的蓬勃發(fā)展與近代化學實驗方法論的發(fā)展有著十分密切的關系。在這一時期，人們創(chuàng)立或發(fā)展了諸如系統(tǒng)定性分析法、重量分析法、滴定分析法、光譜分析法、電解法等很多經(jīng)典的化學實驗方法。1系統(tǒng)定性分析法系統(tǒng)定性分析法是為了檢驗礦物質中的微量元素，克服傳統(tǒng)的濕法定性檢驗法和吹管檢驗法的局限性而被創(chuàng)立的。2重量分析法重量分析法在19世紀得到了很大的完善和發(fā)

20、展，主要表現(xiàn)在分離和測定方法以及操作技術方面。他們所運用的分離和測定方法以及操作技術，至今大都仍被采用。運用這些分析方法，在19世紀人們發(fā)現(xiàn)了鋯和鈦、鈹、鈾和釷、硒和碲、鉬、鎢、鉻、鎘、鍺、鈮、鉭、釩、釕、銠、鈀、鋨、銥等元素及一些稀土元素。3滴定分析法滴定分析法是在18世紀中葉從法國誕生和發(fā)展起來的。它最初的含義只是一種對化工原料及產品的純度進行簡易、快速測定的方法。1729年，法國化學家日夫魯瓦(C.J.Geoffroy，16851752)第一次利用滴定分析的原則，以碳酸鉀為基準物，測定了醋酸的相對濃度。隨著人工合成指示劑的出現(xiàn)，到了19世紀3050年代，滴定分析法的發(fā)展達到極盛時期，其應

21、用范圍顯著擴大，準確度大為提高，接近了重量分析法所能達到的程度。到了19世紀50年代，又出現(xiàn)了帶有玻璃磨口塞和用剪式夾控制流速的滴定管，使這種方法更趨完善。4光譜分析法光譜分析法是利用光譜線來分析某種元素存在與否的一種方法。它是由德國化學家本生(R.W.Bunsen，18111899)和基爾霍夫(G.R.Krichhoff，18241887)共同創(chuàng)立的。1855年，本生為克服當時的煤氣燈的缺點，發(fā)明了著名的“本生燈”。金屬及其鹽在本生燈火焰中能產生特殊的帶有顏色的火焰，據(jù)此可以鑒別這些金屬。為了使產生的光譜具有更好的觀察效果，他們兩人合作研制成了分光鏡，并用這種新的實驗儀器發(fā)現(xiàn)了銫、銣等元素。

22、隨后人們又用這種方法發(fā)現(xiàn)了鉈、銦、鎵、鈧、鍺等。五 近代化學實驗的特點隨著歐洲資本主義生產方式的建立和發(fā)展，近代化學實驗作為一種相對獨立的科學實踐活動，從生產實踐中分化出來，歷經(jīng)兩百多年，取得了突飛猛進的發(fā)展。1明確了化學科學實驗的性質、目的和作用化學實驗不再是服務于煉丹術等封建迷信和宗教神學的婢女，不再是從屬于觀察的附帶的東西，而是一種獨立的化學科學實踐、重要的化學科學認識方法。2建立和發(fā)展了化學實驗方法論波義耳和拉瓦錫有關化學實驗的思想和主張，對化學實驗方法論的建立起到了重要的奠基作用。此后，許多化學家又創(chuàng)立了一系列化學實驗方法，豐富和發(fā)展了化學實驗方法論。正是這些先進的方法論思想，提供了

23、近代化學科學發(fā)展的思想條件。3發(fā)明和研制了較先進的實驗儀器和裝置如精密天平、伏打電堆、光譜分析儀、“彈式”量熱計、磨口滴定管等等。這些先進的實驗儀器和裝置把化學科學研究帶入了一個又一個嶄新的領域，為近代化學科學的發(fā)展奠定了先決的物質基礎。 現(xiàn)代化學實驗19世紀末20世紀初，以震驚整個自然科學的電子、X射線與放射性等三大發(fā)現(xiàn)為標志，化學實驗進入了現(xiàn)代發(fā)展階段。同近代化學實驗相比，現(xiàn)代化學實驗具有如下特點。一 實驗內容以結構測定和化學合成實驗為主1結構測定實驗結構測定實驗源于人們對陰極放電現(xiàn)象微觀本質的探討。電子、放射性和元素蛻變理論奠定了化學結構測定實驗的理論基礎。2化學合成實驗化學合成實驗是現(xiàn)

24、代化學實驗的一個非?；钴S的領域。隨著現(xiàn)代化學實驗儀器、設備和方法的飛速發(fā)展，人們創(chuàng)造了很多過去根本無法創(chuàng)設的實驗條件，合成了大量結構復雜的化學物質。1965年，我國科學家第一次實現(xiàn)了具有生物活性的結晶牛胰島素蛋白質的人工合成，這對揭示生命奧秘具有重要意義。1981年我國科學家又實現(xiàn)了具有生物活性的酵母丙氨酸t(yī)RNA的首次全合成，取得了又一突破?，F(xiàn)代化學實驗除上述兩方面以外，還在溶液理論的發(fā)展和化學反應動力學的建立等方面發(fā)揮了重要作用。二 化學實驗手段的現(xiàn)代化化學實驗手段是制約化學科學研究的非常重要的方面。雖然在19世紀化學實驗手段已經(jīng)有了相當?shù)乃剑纬闪艘惶紫鄬Ρ容^完整的化學常規(guī)儀器(包括各

25、種玻璃儀器在內)和設備，但這些儀器和設備的質量還不高，種類還不夠齊全，精度也不夠靈敏和準確。為克服這些不足，人們在對原有的化學實驗手段加以改進的同時，積極吸收現(xiàn)代各種科學技術的新成果，創(chuàng)造和發(fā)明了一大批現(xiàn)代化的實驗儀器和設備。在1819世紀，天平曾是使化學實驗定量化的重要實驗手段，借助于天平，人們取得了一系列重要實驗成果。但當時的天平還比較粗糙，靈敏度一般只能達到0.1克0.01克左右。為了滿足現(xiàn)代化學科學研究的需要，人們對天平進行了改進和完善，制造了一些靈敏度更高、操作更方便的天平。如現(xiàn)代的分析天平，從稱量范圍來看，有常量分析天平(范圍：0.1毫克100克)、微量分析天平(范圍：0.001毫

26、克20克)和介于二者之間的半微量分析天平；從種類來看，有等臂式天平和懸臂式超微量天平(靈敏度可達0.01微克，最大載重為1毫克)。這些天平具有靈敏、準確和操作方便(如應用光學、電學原理制造的電光天平)等特點?，F(xiàn)代化學的許多重大突破都與化學實驗手段的改進、發(fā)明和創(chuàng)造緊密相關。1919年J.J.湯姆生的助手阿斯頓(F.W.Aston，18771945)改進了磁分離器，制成了第一臺質譜儀，從而把人類研究微觀粒子的手段向前大大推進了一步。阿斯頓利用質譜儀發(fā)現(xiàn)了氖、氬、氪、氙、氯等元素都有同位素存在；在71種元素中，他發(fā)現(xiàn)了天然存在的287種核素中的212種。為表彰阿斯頓在研制質譜儀和發(fā)現(xiàn)眾多核素方面的

27、卓越貢獻，他于1922年獲得了諾貝爾化學獎?，F(xiàn)代化學實驗使用了很多靈敏、精確和快速的實驗手段，表現(xiàn)出儀器化的特點，紅外光譜、核磁共振、順磁共振和質譜等實驗手段已被廣泛使用。在微量分析和痕量雜質分析方面，出現(xiàn)了原子吸收光譜、庫侖分析以及萃取、離子交換分離、色譜、電泳層析等新的分析、分離技術和手段；在化學元素或組分的分析測定、微觀分子結構、晶體結構、表面化學結構等的分析測定方面，出現(xiàn)了X射線、熒光光譜、光電子能譜、掃描電鏡、電子探針、拉曼激光光譜、分子束、四圓衍射儀、低能電子衍射、中子衍射、皮秒激光光譜等現(xiàn)代化的實驗技術和手段。運用這些實驗手段，能夠更精確地進行化學定量檢測，達到微(10-6)米、

28、納(10-9)米、甚至皮(10-12)米數(shù)量級，從而大大促進了化學實驗手段的精密化。隨著現(xiàn)代化學科學研究領域的不斷擴展和深入，以及現(xiàn)代科學技術和現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，化學實驗方法日趨現(xiàn)代化。趣味化學實驗一 自制碳酸飲料碳酸飲料是在液體飲料中充入二氧化碳做成的，其主要成分為糖、色素、香料等，除熱量外，沒有任何營養(yǎng)。碳酸飲料是人們日常生活中必不可少的食品。在炎熱夏季，人們常用來消暑解熱，在餐桌上也是必備之品。因它們口感甜美而深受大眾歡迎。碳酸飲料含有大量的糖分、防腐劑、色素、香精。碳酸飲料中還含有極少量的維生素、礦物質；并且含有碳酸、磷酸等化學成分。碳酸飲料的最主要成分是水，飲用后可補充身體因運動和

29、進行生命活動所消耗掉的水分和一部分糖、礦物質，對維持體內的水液電解質平衡有一定作用。碳酸飲料營養(yǎng)分析： 碳酸飲料因含有二氧化碳，能起到殺菌、抑菌的作用，還能通過蒸發(fā)帶走體內熱量，起到降溫作用。但是，靠喝碳酸飲料解渴是不正確的。碳酸飲料中含有大量的色素、添加劑、防腐劑等物質，這些成分在體內代謝時反而需要大量水分，而且可樂含有咖啡因也有利尿作用，會促進水分排出，所以碳酸飲料會越喝越渴。另外，大多數(shù)人外出旅行時飲食都不太規(guī)律，如果再喝很多碳酸飲料就會使人體消化功能受到影響，大量的二氧化碳在抑制飲料中細菌的同時，對人體內的有益菌也會產生抑制作用，容易引起腹脹，影響食欲，甚至造成腸胃功能紊亂。此外，碳酸

30、飲料一般含有約10%左右的糖分，一小瓶熱量就達到一二百千卡，容易使人發(fā)胖。對于旅行中的人來說，其中的糖分雖然可以補充一定的能量，但也會給腎臟帶來很大負擔，非但不能提神，反倒容易造成疲勞、嗜睡等不良反應。 背景資料： 教學目標：1、通過操作活動，激發(fā)對科學活動的興趣，體驗成功的喜悅。2、通過實際動手操作，培養(yǎng)實驗操作及觀察能力。3、解碳酸飲料里有檸檬酸才會有酸味，認識碳酸飲料的制作過程及方法。教學方式：學生準備實驗儀器、藥品，小組合作探究，教師指點?；窘M織形式：分小組合作探究。 活動探究：思考問題：1、你知道的碳酸飲料有哪些？說說味道是怎樣的？ 2、是什么物質讓碳酸飲料具有甜味和酸的？自制碳酸

31、飲料實驗實驗器材：糖、涼開水、各種味道不同顏色的果汁粉、小蘇打和檸檬酸 玻璃杯（200ml-500ml）、小勺子實驗步驟：1、在玻璃杯中加入涼開水、糖、一種果汁粉、小蘇打和檸檬酸后進行攪拌。（小蘇打和檸檬酸的量要少）可根據(jù)個人口味酌情加入糖、果汁粉、小蘇打和檸檬酸。2、記錄加入各種物質的大約質量比。物質涼開水糖果汁粉小蘇打檸檬酸用量相互交流：1、小組內相互品嘗，看誰的飲料最好和。2、談一談：你的碳酸飲料的味道如何、配制時心情怎樣、是如何配制的？3、小蘇打和檸檬酸在水中結合產生氣泡，這一串串的氣泡就是什么氣體？閱讀鏈接：碳酸飲料知識解讀碳酸飲料釋放出的二氧化碳很容易引起腹脹，并會影響食欲，甚至造

32、成腸胃功能紊亂。同時，飲料中含有的大量糖分除有損牙齒健康外，還因為過多的糖分被人體吸收后會產生大量熱量，長期飲用非常容易引起肥胖。 1升裝的大瓶可樂飲料中含糖超過80克，其熱量相當于兒童一日三餐的總和，飲料帶走的不僅是孩子們的胃口，還會破壞正常代謝，誘發(fā)胃腸道疾病，并把鈣、鐵、銅等營養(yǎng)物質統(tǒng)統(tǒng)給“沖”走。研究表明，偏愛碳酸飲料的兒童中，約六成因缺鈣而影響正常發(fā)育。特別是可樂型飲料，因磷含量過高，過量飲用會導致體內鈣、磷比例失調，造成發(fā)育遲緩。因此，青少年最好少喝碳酸飲料。 碳酸飲料適合人群： 一般人群均可飲用。 但是不宜多飲，也不宜天天飲用。處于更年期者、兒童、老人、糖尿病患者更不宜多飲。 碳

33、酸飲料做法指導： 吃飯前后，用餐中都不宜喝碳酸飲料。 碳酸飲料中往往含有磷酸等成分，它們進入人體后會和鈣發(fā)生反應，對牙齒、骨骼有重要影響。所以不宜多飲，也不宜天天飲用。處于更年期者、兒童、老人、糖尿病患者更不宜多飲。 碳酸飲料中的化學成分對人的生殖功能不利，過多飲用可能會導致不孕、不育，并可能致使男性精子質量下降。 過多飲用這類飲品會增加心腎負膽，使人產生心慌、乏力、尿頻等不適，同時胃液的消化、殺菌力也因此而降低，容易造成胃腸疾病。 這類飲品也不要同酒一起飲用，以免加速人體對酒精的吸收，對胃、肝、腎造成嚴重損害。 氣泡飲料不僅是青少年的最愛，好多嬰幼兒對其也是情有獨鐘。調查顯示，帶氣泡的飲料是

34、導致青少年、嬰幼兒患牙蝕的主因，但好多家長并沒有意識到這個問題的存在。 90%以上的青少年因喝碳酸飲料腐蝕了牙釉質保護外層。牙蝕患者的牙齒脆弱且很薄。若大量喝氣泡飲料，患牙蝕的可能性會增加至5倍。飲用牛奶和水則與此相反，可以降低患牙蝕的危險。雖然碳酸飲料好喝、甜中帶酸，二氧化碳氣體能起到解暑的作用，但喝多了對身體是有害的，會使鈣吸收不好，所以可以少喝不能過量。 課堂評價學習態(tài)度：ABCD自我評價ABCD教師評價動手能力實驗過程ABCD自我評價ABCD教師評價儀器整理ABCD自我評價ABCD教師評價趣味化學實驗二模擬酸雨腐蝕巖石的過程背景資料 未被污染的雨雪是中性的，pH近于7；當它為大氣中二氧

35、化碳飽和時，略呈酸性，pH為5.65。pH小于5.6的降水叫酸雨（包括酸雪、酸霧、酸雹）。5.6這個數(shù)值來源于蒸餾水跟大氣中的二氧化碳達溶解平衡時的酸度。酸雨主要是人為活動排放的硫氧化物、氮氧化物等物質，大量擴散至大氣層與水蒸氣結合形成的。酸雨的危害是多方面的，可造成土壤、巖石中的重金屬溶解，流入河川或湖泊，嚴重時使得魚類大量死亡。水生植物和以河川酸化水質灌溉的農作物，因累積有毒金屬，經(jīng)食物鏈進入人體，影響人類的健康。酸雨會腐蝕建筑物、公共設施、古跡和金屬物質，造成人類經(jīng)濟、財物及文化遺產的損失。教學目標：1、 讓學生了解酸雨的成因及危害養(yǎng)成保護環(huán)境的意識、習慣。2、 培養(yǎng)學生動手實驗的能力。

36、教學方式：學生準備實驗儀器、藥品，小組合作探究，教師指點?；窘M織形式：分小組合作探究。酸雨的發(fā)現(xiàn)近代工業(yè)革命，從蒸氣機開始，而后火力電廠星羅齊布,燃煤數(shù)量日益猛增。遺憾地是，煤含雜質硫，約百分之一，在燃燒中將排放氣體 SO2；燃燒產生的高溫尚能促使助燃的空氣發(fā)生部分化學變化，氧氣與氮氣化合，也排放酸性氣體NOx。它們在高空中為雨雪沖刷，溶解，雨成為了酸雨。1872年英國科學家史密斯分析了倫頓市雨水成份，發(fā)現(xiàn)它呈酸性，且農村雨水中含碳酸銨，酸性不大；郊區(qū)雨水含硫酸銨，略呈酸性；市區(qū)雨水含硫酸或酸性的硫酸鹽,呈酸性。于是史密斯首先在他的著作空氣和降雨：化學氣候學的開端中提出“酸雨”一專有名詞。

37、實驗藥品：蒸餾水、98的硫酸、大理石（主要成分CaCO3）。 實驗儀器：玻璃棒、燒杯、鑷子、量筒、膠頭滴管。 實驗步驟： （1）配置150mL濃度約為0.01mol/l的稀硫酸溶液（注意配制的安全性）； （2）用量筒量取50mL溶液于小燒杯中，將大小適中的塊狀大理石用鑷子夾住，小心投入稀硫酸中，觀察大理石表面的現(xiàn)象； （3）再取50mL硫酸溶液，用膠頭滴管一滴一滴滴加到大理石的表面，觀察實驗現(xiàn)象； （4）比較步驟2和3的現(xiàn)象異同 問題思考：1. 步驟2的現(xiàn)象：2. 步驟3的現(xiàn)象：3. 配置稀硫酸溶液時應該注意哪些問題？4. 請根據(jù)已知酸雨形成及危害的資料，提出關于如何治理酸雨的可行性建議。課堂

38、評價學習態(tài)度：ABCD自我評價ABCD教師評價動手能力實驗過程ABCD自我評價ABCD教師評價儀器整理ABCD自我評價ABCD教師評價倫敦煙霧事件這次事件發(fā)生于1952年12月5日，持續(xù)了4天，于12月8日結束。在這4天中，英國幾乎全境都為濃霧所覆蓋，塵粒濃度最高處達到平時的10倍；二氧化硫濃度最高達到平時的6倍。煙霧中的三氧化二鐵促使二氧化硫氧化，產生硫酸泡沫，并凝結在煙塵上形成了酸霧，使公害后果更加嚴重。在倫敦煙霧事件發(fā)生的4天中，死亡人數(shù)較常年同期大約要多出4000人。在事件發(fā)生的一周中，因支氣管炎、冠心病、肺結核和心臟衰弱死亡分別為事件前1周同類死亡人數(shù)的9.3倍、2.4倍、5.5倍和

39、2.8倍。肺炎、肺癌、流感及其他呼吸道病患者的死亡率均較平時有成倍增加。據(jù)統(tǒng)計，倫敦從1873年到1962年的90年間，發(fā)生過6次重大的大氣污染公害事件，給人們帶來了災難，英國也造成了巨大的經(jīng)濟損失。趣味化學實驗三 化學“冰箱”與冰袋背景資料 現(xiàn)代家庭離不開電冰箱，尤其在夏天，儲存食物可以長期不腐敗。但外出與郊游時，需要保鮮食品或致冷飲料就成了難題，本實驗使用化學試劑制冷技術，可在夏季形成0-5低溫小環(huán)境，食物一天不變味，飲料隨時取用都涼爽可口。教學目標： 1、讓學生了解硝酸銨等少數(shù)鹽類溶解時吸熱特別強烈，是常用的化學制冷劑。 2、培養(yǎng)學生動手實驗的能力。教學方式：學生準備實驗儀器、藥品，小組

40、合作探究，教師指點。基本組織形式：分小組合作探究。實驗一、實驗原理無機鹽溶于水的過程包括兩個部分，首先是在水分子作用下破壞原有無機鹽的離子晶格，使無機鹽的組成離子進入水溶液，這個過程需吸熱；然后離子與水分子化合形成水合離子，這個過程放熱。無機鹽溶解于水時總的熱效應就由這兩部分的綜合效應來決定。硝酸銨等少數(shù)鹽類溶解時吸熱特別強烈，因而是常用的化學制冷劑。實驗用品：硝酸銨(NH4N03)(化肥或試劑) 水保溫瓶或保溫飯盒 10號鐵絲量筒(100毫升) 臺秤 燒杯（200毫升） 實驗步驟： 1將硝酸銨在臺秤上稱出幾份，每份120克，分別裝入小塑料袋，封口攜帶備用。 2用10號鐵絲彎成一鐵絲支架，以備

41、放置待保鮮致冷的食品。 3使用時先用燒杯盛100毫升水，然后將硝酸銨全部次倒入燒杯中，不要攪拌。 4將上述燒杯放入保溫瓶底部，把鐵支架架在其上方，最后將飲料、食品等放在鐵架上，蓋好保溫瓶蓋，連續(xù)約5個小時瓶內可保持在5以下。 5使用后硝酸銨水溶液可以再生。方法是將硝酸銨水溶液加熱濃縮或在野外敞口晾曬，使水分蒸發(fā)，硝酸銨晶體析出后，可重復使用。 說明：也可以使用氯化銨等溶解時強吸熱性物質作為制冷劑。實驗二、化學“冰袋”背景資料夏季儲存食品離不開冰箱，但是如果家中沒有冰箱，怎么辦?我們可以采取化學方法制造“冰袋”，以最簡單、廉價、安全的方法，取得最低0的溫度；外出旅游、郊游時，想致冷飲料和食品更是

42、方便。還可應用于其他的簡便制冷的場合。這種便攜式“冰袋”最適宜制成商品，創(chuàng)造經(jīng)濟價值。 實驗目的：掌握某些銨鹽溶解于結晶水的吸熱反應，制造冰袋。 實驗原理：幾種特殊的銨鹽如硝酸銨、氯化銨等，溶于水時具有強烈吸熱降溫的性質，它們還可以從與其相接觸的晶體鹽中奪取結晶水而溶解吸熱，利用這種性質，可以通過簡單地混合兩種鹽而制冷，制成化學“冰袋”。 實驗用品：硝酸銨(化肥)(NH4N03或NH4Cl) 結晶碳酸納(Na2CO310H2O) 聚乙烯薄膜小袋 蒸發(fā)皿 鐵架臺（含鐵圈） 玻璃棒 酒精燈 藥匙 研缽 溫度計 電子（托盤）天平 封口機(或鋸條與酒精燈) 細繩 實驗操作： 1稱取無水碳酸鈉20克，加

43、水少許，蒸發(fā)結晶得到若干碳酸鈉結晶水合物。2稱取23克硝酸銨晶體并研細。3先將制得的碳酸鈉晶體裝入小塑料袋底部，壓緊后，用細繩系?。ɑ罱Y）塑料袋，將碳酸鈉封在袋子下半部；然后將研細的硝酸銨裝在袋子上半部，再用封口機(或灼熱鋸條)將塑料袋封閉即成“冰袋” 4.使用時，只要將細繩解開，用手使袋內兩種固體粉末充分混合，便可以立即產生低溫，袋子最低溫度可降至約0（可用溫度計測量溫度的變化）。將飲料瓶等用化學冰袋裹住降溫，即可涼爽可口。說明：不能使用無水碳酸鈉(純減)粉末，必須是含結晶水的晶體碳酸鈉或成塊狀純堿?？梢詫o水碳酸鈉粉末溶于水，然后加熱濃縮至晶體析出，自制晶體碳酸鈉。課堂評價 學習態(tài)度：AB

44、CD自我評價ABCD教師評價動手能力實驗過程ABCD自我評價ABCD教師評價儀器整理ABCD自我評價ABCD教師評價趣味化學實驗四 海帶中碘的提取和檢驗背景資料單質碘呈紫黑色晶體，具有金屬光澤，性脆，有毒性和腐蝕性。易升華。加熱時，碘升華為漂亮的紫色蒸氣，這種蒸氣有刺激性氣味。碘易溶解在氯仿、四氯化碳、二硫化碳等有機溶劑，并形成美麗的紫色溶液，但微溶于水。碘單質遇到淀粉會顯深藍色，這是碘的特征之一。碘的化合物在有機化學中十分重要，另外在醫(yī)藥和照相方面的用途也很廣泛。碘是人體的必需微量元素之一，健康成人體內的碘的總量為30mg（2050mg），其中70%80%存在于甲狀腺。缺乏碘會導致甲狀腺腫大

45、。值得注意的是,人體攝入過多的碘也是有害的,日常飲食碘過量同樣會引起“甲亢”。是否需要在正常膳食之外特意“補碘”,要經(jīng)過正規(guī)體檢,聽取醫(yī)生的建議,切不可盲目“補碘”。碘是非金屬元素。但是,碘在海水中含量太低,僅有60g/L目前還不能直接從海水中提取碘。海洋植物,如海帶、馬尾藻等有吸附碘離子的特殊能力,它們能把海 水中的碘富集到是海水中的10萬倍以上。所以通常從海帶或馬尾藻中提取碘。教學目標： 1、讓學生了解碘的作用及含有碘元素的食物。 2、培養(yǎng)學生動手實驗的能力。教學方式：學生準備實驗儀器、藥品，小組合作探究，教師指點。基本組織形式：分小組合作探究。實驗儀器： 刷子、剪刀、坩堝、坩堝鉗、鐵架臺

46、、三角架、泥三角、火柴、酒精燈、燒杯、玻璃棒、試管、量筒、膠頭滴管、漏斗、濾紙。實驗藥品：干海帶、酒精、過氧化氫溶液（3%）、 稀硫酸溶液（3mol/L）、 淀粉溶液（1%）、CCl4、 食用碘鹽。 實驗步驟1.取8g食用干海帶，用刷子把干海帶表面附著物刷凈(注意：不要用水洗)。將海帶剪成絲狀，用酒精潤濕放入瓷坩堝中，把坩堝置于泥三角上。2.用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全燒成炭黑色灰后，停止加熱，自然冷卻。3.將坩堝內海帶灰放至小燒杯中，再加入10mL蒸餾水，不斷攪拌，煮沸3min5min，使可溶物全部溶解，冷卻后過濾。4.將濾液分成三份放入試管中，并標為1、2、3號。在1號試管中滴入

47、約5滴稀硫酸后，再加入約3mLH2O2溶液，觀察現(xiàn)象。然后滴入1%淀粉液12滴，觀察現(xiàn)象。5.在2號試管中加入2mL新制的飽和氯水，振蕩溶液，觀察現(xiàn)象。2分鐘后把加入氯水的溶液分成兩份。其中甲中再滴入1%淀粉液12滴，觀察現(xiàn)象。乙溶液中加入2mLCCl4，振蕩萃取，靜置后觀察現(xiàn)象。6.在3號試管中加入食用碘鹽2g，振蕩使之充分溶解后滴入5滴稀硫酸。再滴入1%淀粉液12滴，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象和結論：試管加入試劑實驗現(xiàn)象實驗結論1號稀硫酸、H2O2、淀粉液發(fā)生反應：2I-+2H+H2O2=I2+2H2O由淀粉溶液變藍可知有碘單質生成，證明海帶中有碘元素2號 甲新制的飽和氯水、1%淀粉液發(fā)生反應：2

48、I-+Cl2=I2+2Cl-生成碘單質溶液變使淀粉變藍，證明海帶中存在碘離子乙新制的飽和氯水、CCl4發(fā)生反應：2I-+Cl2=I2+2Cl-利用萃取現(xiàn)象驗證生成碘單質，說明海帶中存在碘離子3號食用碘鹽、稀硫酸、1%淀粉液發(fā)生反應：5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O由碘鹽中存在KIO3和反應原理可知海帶中存在碘元素主要以碘離子形式存在問題思考：1通過三組實驗的操作和觀查到的現(xiàn)象，得出什么結論？2如何從海帶中分離得到碘的有機溶液？簡述其過程。3為你提供淀粉碘化鉀試紙，使用家庭米醋，如何測定市售食鹽中是否加碘。課堂評價學習態(tài)度：ABCD自我評價ABCD教師評價動手能力實驗過程ABCD自我評

49、價ABCD教師評價儀器整理ABCD自我評價ABCD教師評價趣味化學實驗五 研究電池背景資料電池是日常生活中常見的東西，其應用范圍越來越廣泛，大至宇宙火箭、人造衛(wèi)星、空間電視轉播站、飛機、輪船，小至電腦、收音機、照相機、電話、助聽器、電子手表、心臟起博器等。使用的數(shù)量也越來越來多，大量廢舊電池被隨意棄入環(huán)境，造成對環(huán)境的嚴重污染，成為巨大的隱形公害，電池的回收和再利用對人類很有意義。 教學目標： 1、本次活動主要任務是研究電池的構造、分類、用途和如何從廢舊電池中回收一些有實用價值的原料，通過回收干電池，防止污染環(huán)境，變廢為寶，增強環(huán)保意識。 2、培養(yǎng)學生動手實驗的能力。通過實踐感悟求知過程，拓展

50、知識，鞏固實驗操作技能，鍛煉思維品質，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。教學方式： 學生準備實驗儀器、藥品，小組合作探究，教師指點?；窘M織形式： 分小組合作探究。根據(jù)電池中的電解質，電池可分為中性電池、酸性電池和減性電池；根據(jù)充電情況可分為干電池、可充電池；還分為鉛蓄電池、鎳鎘電池、鋰電池、太陽能電池、燃料電池等。我們常見的是堿性電池，比如干電池、紐扣電池。 干電池主要用于手電筒，價格比較便宜。鉛蓄電池電壓穩(wěn)定，使用方便、安全、可靠，又可循環(huán)使用，主要用于汽車。鎳鎘可充電池廣泛用于收音機、電話機等。鋰電池是一種高能電池，它具有質量輕、電壓高、工作效率高和儲存壽命長的特點，主要用于電腦、照相機、電子手表、心臟起搏

51、器、火箭、導彈。氫氧燃料電池不污染環(huán)境，能量轉化率很高。干電池由碳棒、（MnO2+C+ZnCl2）、鋅、銅組成?；緲嬙欤翰逶陔姵刂醒氲氖羰钦龢O，頂端有一銅帽；在它周圍填滿了二氧化錳和碳黑的混合物，并用離子可以通過的纖維紙做隔膜；隔膜外是調成糊狀的氯化銨，作為電池質溶液；最外面是鋅銅制成的干電池外殼，作為負極；電池頂部用火漆和蠟封口。 工作原理：負極（鋅）：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反應）正極（石墨）：2NH4+2e-=2NH3+H2 （還原反應）總反應：Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2二氧化錳作去氫劑，把新生成的“活性氫”氧化成水：2H+MnO2+2H+=Mn2+2H2O氨與

52、Zn2+結合成Zn(NH3)42+（四氨合鋅離子）廢舊干電池中物質的回收實驗儀器：燒杯、鐵架臺、鐵圈、酒精燈、玻璃棒、過濾器、表面皿、石蕊試紙、蒸發(fā)皿1鋅皮和碳棒的回收干電池以鋅皮制成的圓筒形外殼作負極，頂端附有銅帽的石墨碳棒作正極。我們可以利用干電池的鋅皮與鹽酸反應制得氫氣。碳棒可用作電極，鋅筒內填充氯化鋅、氯化銨和淀粉糊的混合物，我們可以來提取氯化銨制氨氣，在石墨附近裹著一層粉末狀的二氧化錳可以制氯氣或用作催化劑制氧氣。實驗過程：戴好膠手套，取出二號大電池，用鉗子和剪刀剪開鋅筒。用鉗子和剪刀撬開電池的銅帽，看見電池內的黑色物質，將其移入小燒杯內，取出碳棒，并用毛刷刷洗干凈。將其余雜物放入廢物箱。注意：操作過程中應注意保持衛(wèi)生，拆電池時應注意安全。2氯化銨、氯化鋅的提取和分離實驗過程：（1）溶解過濾 將一些水燒開，再向盛有黑色粉末的小燒杯中加入50mL水，并用玻璃棒充分攪拌； 準備好過濾裝置，用玻璃棒引流，趁熱過濾；現(xiàn)象：濾液呈無色（2） 檢驗NH4+原理：NH4+OH- = NH3+H2O 取50ml濾液于小燒杯中，加入NaOH溶液1mL 將濕潤的石蕊試紙貼在表面皿底，并蓋在小燒杯口，觀察現(xiàn)象。若石蕊試紙變藍，說明濾液中有NH4+。此裝置優(yōu)點 可形成封閉氣室適用于產生氣體量少的實驗，操作簡單現(xiàn)象