高中化學(xué)實驗改進(jìn)與創(chuàng)新案例

《高中化學(xué)實驗改進(jìn)與創(chuàng)新案例集》

高中化學(xué)實驗改進(jìn)與創(chuàng)新課題組

改進(jìn)型實驗方案的設(shè)計要點

一、實驗方案設(shè)計遵循的原則

1、立意的科學(xué)性。

2、操作的可行性。

3、過程的安全性。

4、用品的簡約性。

5、思路的創(chuàng)新性。

6、效果的啟發(fā)性。

二、實驗方案設(shè)計滿足的要素

1、改進(jìn)背景與設(shè)計目的。

2、用品選取與裝置組配。

3、實驗過程與操作方法。

4、實驗記錄、現(xiàn)象分析與結(jié)果討論。

5、注意事項與改進(jìn)反思。

三、實驗方案設(shè)計側(cè)重的內(nèi)容

1、實驗藥品的選取。

2、實驗儀器的改進(jìn)。

3、實驗裝置的改進(jìn)。

案例1鋁熱反應(yīng)實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新

實驗名稱鋁熱反應(yīng)實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新

通過改進(jìn)和創(chuàng)新，使實驗更具有安全性，科學(xué)性，環(huán)保性，現(xiàn)象明

實驗?zāi)康?/p>

顯等特點。

鋁熱反.是鋁單質(zhì)在高溫的條件下進(jìn)行的一種氧化還原反應(yīng)，

體現(xiàn)出了鋁的強(qiáng)還原性。由于氧化鋁的生成蠟（-1645kJ/mol）極低，

實驗原理故反應(yīng)會放出巨大的熱，甚至可以使生成的金屬以熔融態(tài)出現(xiàn)。另一

方面，反應(yīng)放出大量熱使鋁熔化，反應(yīng)在液相中進(jìn)行使反應(yīng)速率極快，

短時間放出極大量的熱。

電子桌秤、藥匙、鐵架臺（帶鐵夾和鐵圈）、玻璃漏斗（口徑150mm）

實驗儀器玻璃罩子（口徑200mm）、凡士林、濾紙、橡皮彎管、玻璃（或塑料）水

及藥品槽、鑲子、小木條、尺子、三角神刀。氧化鐵、鋁粉、氯酸鉀、鎂條、

細(xì)沙。

植7

實驗明玻璃罩

一曝度w管

臼yNr房地扁4

裝置

Mp收塢京4tB

二一3

一、實驗步驟：

'4=3、I—AtltT

凡士林，架在鐵架臺的鐵圈上，在漏斗正下方放置一個底層鋪有細(xì)沙

的玻璃水槽Ao把玻璃罩子和塑料彎管連接起來夾在鐵架臺的鐵夾上，

橡皮管的另一端通入玻璃水槽B來吸收煙塵。組裝實驗裝置（如圖）。

2.將兩張圓形濾紙折疊成漏斗狀套在一起貼于涂有凡士林的玻璃漏斗

實驗內(nèi)，其中，外側(cè)紙漏斗須用水潤濕，在其底端剪一小孔。

步驟3.用電子桌秤稱取干燥的氧化鐵粉末1.25g、鋁粉0.50g,均勻混合

及現(xiàn)象后放在紙漏斗里，在混合物中央放少量氯酸鉀并插入長約5cm的鎂條。

用小木條點燃鎂條并迅諫蓋卜玻璃置子，觀察實驗現(xiàn)象。

4.實驗結(jié)束后用鑲子夾取水槽中的熔融物一鐵珠，觀察其表面是否

光滑。

二、實驗注意事項：

1.涂在玻璃漏斗上用來絕熱的一層凡上林厚度大約b2mm即可。不宜

太厚,太厚會消耗大量凡士林也不宜太薄，太薄則達(dá)不到絕熱的目的，

容

易使玻璃斗炸裂。

2.緊貼玻璃漏斗的濾紙要潤濕，防止引燃凡士林。

3.玻璃水槽A底層鋪的細(xì)沙厚度約3cm以上宜，細(xì)沙層太薄會使水

槽底部被帶有巨大熱量的熔融炸裂，所以細(xì)沙層盡量厚一些，以消

除安全隱患。

4.鎂條被點燃瞬間，迅速用玻璃罩子罩住玻璃斗，并盡可能蓋嚴(yán)實，

一方面鋁熱劑被引燃時放出大熱量可使產(chǎn)生的濃煙在密閉空間急劇膨脹并

通管導(dǎo)入右邊玻璃水槽；另一方面可防止?jié)鉄熗饴諝狻?/p>

5.玻璃漏斗口徑不小于150mm,玻璃罩子口徑于200mm,這樣保證了

藥品有足夠大的反應(yīng)空間才于因氣體急劇膨脹而發(fā)生爆炸。

1.將盛放藥品的紙漏斗改換為大號玻璃漏斗二去掉玻璃漏斗下端的玻

璃短頸，讓熔融物順利滴落，在其內(nèi)壁涂一層薄的凡士林，用來絕熱，

防止玻璃漏斗炸裂，且較高的玻璃內(nèi)壁可以防止火星四濺，保護(hù)師生

免受火星灼傷。

2.蒸發(fā)皿用鋪有細(xì)沙的玻璃水槽代替。這樣，熔融物滴落水中迅速冷

卻所形成的小球不會沾到細(xì)沙，形狀圓潤，清晰可見。

倉［新、3.增加煙塵吸收裝置。由于透明玻璃罩與玻璃漏斗之間密封嚴(yán)密，

反設(shè)計應(yīng)瞬間放出大量的熱使?jié)鉄熝杆倥蛎涍M(jìn)入上端玻璃罩子，

我經(jīng)過橡皮后的管通入水槽被吸收，最大可能地減少了煙塵對空氣的污染。

優(yōu)點4..節(jié)約藥品用量。教材給出的藥品用量為氧化鐵粉末

鋁粉2g,

在被引燃瞬間火星四濺且伴有大量濃煙，火光刺眼，濃煙嗆鼻，危害師

生健康。實驗改進(jìn)過程中，經(jīng)反復(fù)實驗，氧化鐵粉末和鋁粉用量分別為

1.25g和0.50g為宜，藥品比例不變，但用量減少，當(dāng)被引燃之后，整

個反應(yīng)在玻璃漏斗與玻璃罩子組成的較大的密閉空間內(nèi)進(jìn)行，實驗現(xiàn)象依

然清晰可見，但四濺的火星得到有效控制，把火光對師

生眼睛的刺傷降到最低。

案例2石蠟油分解的創(chuàng)新實驗

實驗名稱石蠟油分解的創(chuàng)新實驗

通過對實驗的創(chuàng)新設(shè)計，成功地演示該實驗，可以幫助學(xué)生建立對烯煌化學(xué)性

實驗?zāi)康馁|(zhì)的直觀認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰Α?/p>

分析能力。

改進(jìn)儀器：把硬質(zhì)試管改為Y形試管，增加對比實驗;

實驗原理改進(jìn)催化劑：把碎瓷片改為二氧化鎰，效果更好

實驗儀器Y形試管、試管夾、酒精燈、橡皮塞、導(dǎo)氣管、橡膠管、普通試管、鐵架臺

及藥品（帶鐵夾）。二氧化鎰、石蠟

（或石蠟油，固體石蠟）、酸性高鎰酸鉀溶液。

a遺了石塔

油的爐渣梅I.

實

驗

置

裝

-------圖1教材實驗裝置------------------圖2創(chuàng)新實驗裝置----------------

1.如圖2所示連接好裝置并檢查裝置的氣密性。

2.用紙槽向潔凈干燥的Y形試管一端加入適量固體石蠟，另一端加入適量二氧化

鎰粉末。取一潔凈試管，向試管中加入適量酸性高鎰酸鉀溶液，重新組裝好裝置。

實

驗3.先加熱石蠟一端，石蠟迅速融化為液態(tài)，繼續(xù)加熱約Imin,酸性高鎰酸鉀溶液

步

驟中有氣泡冒出，但不褪色。再加熱二氧化鎰一端，約30s,酸性高鎰酸鉀

她

唾溶液中有氣泡冒出，但不褪色。

4.傾斜Y形試管，讓石蠟油慢慢流入二氧化鎰一端，此時酸性高鎰酸鉀溶液中有大

量氣泡冒出，開始褪色，繼續(xù)加熱約30s,酸性高鎰酸鉀溶液中有氣泡

冒出，酸性高鎰酸鉀褪色十分明顯。

5.實驗結(jié)束后，先撤導(dǎo)管后熄滅酒精燈。

1.改用Y形試管，裝置簡單易操作，對裝置的損傷較小。先分

別加熱石蠟和二氧化鎰，再將二者混合，Y形試管不會因為驟冷而破裂。如果按原

實驗儀器及藥品實驗,需要酒精燈長時間加熱，試管很容易因為驟熱驟冷

而破損。

2.所需溫度較低，耗時短，實驗快速。石蠟油分解實驗在新課教學(xué)中的目的是引

創(chuàng)新入并驗證乙烯氣體的性質(zhì)，如果耗時太長，將使整節(jié)課的緊湊性大打折扣。如

設(shè)計果按教材的裝置和藥品實驗，石蠟油變成蒸氣后，碎瓷片的溫度上不去導(dǎo)致石蠟蒸氣

后的不分解，故實驗失敗率高。改成二氧化鎰粉末作催化劑，粉末的表面積大，催化效

優(yōu)點果好,只要稍微加熱二氧化錦，導(dǎo)管處立刻出現(xiàn)大量能使高鎬酸鉀酸

性溶液褪色的

氣體。

3.增加了對比實驗，效果更佳。分別加熱石蠟和二氧化鎰，酸性高鎰酸鉀溶液不

褪色，再將二者混合加熱，酸性高鎰酸鉀溶液褪色明顯。說明石蠟以及二氧化鎰都

不具有使酸性高鎰酸鉀褪色的性質(zhì)，而是石蠟在二氧化鎰作催化劑的情況下，

高溫分解為不飽和燒，從而使酸性高鎰酸鉀褪色與本實驗的三維目標(biāo)呼應(yīng)，最大化

賣觀演示賣監(jiān)價值〕

案例3啟普發(fā)生器的微型設(shè)計

實驗名稱啟普發(fā)生器的微型設(shè)計

利用生活中的注射器設(shè)計一種微型的啟普發(fā)生器，可以使每一位

實驗?zāi)康膶W(xué)生都能方便地使用此實驗裝置，以增強(qiáng)學(xué)生對啟

普發(fā)生器本質(zhì)的認(rèn)識，提高學(xué)生的實驗興趣。

實驗原理固液接觸，反應(yīng)開始，固液脫離，停止反應(yīng)。

占77人/?/同口

頭亂1乂右才隊1土比利而kM乂，。UII1L,巾'”大期4縱取:?呂〈臼么曰1J午1

及藥品門芯上的橡膠管）,帶導(dǎo)管的橡皮塞，彈簧夾，塊狀石灰石，稀鹽酸。

實驗網(wǎng)利大二^一fw倬攸管

女達(dá)若R

倬皮水仃』一LT

口-江布IP注4tHB

裝置閨體反應(yīng)的rj

、博杭管工員.七了

圖1實驗班JL

1.把注射器A和B的活塞拔掉，然后用細(xì)橡膠管連接起來，（如圖1

所示）。

2.向注射器A內(nèi)裝入適量塊狀石灰石，然后把帶導(dǎo)管的橡皮塞塞在

實

驗

實注射器A筒口上。

驟

步

現(xiàn)

速

及3.關(guān)閉注射器A上面的彈簧夾，在注射器B筒內(nèi)注入適量稀鹽酸。

4.打開注射器A上面的彈簧夾，稀鹽酸流入注射器A筒內(nèi)，固液反

應(yīng)；關(guān)閉注射器A上面的彈簧夾，稀鹽酸流入注射器B筒內(nèi)，固液脫

離，停止反應(yīng)。

創(chuàng)新

1.實驗操作簡單，可進(jìn)行學(xué)生分組實驗。

計

設(shè)

2.實驗所需藥品較少，節(jié)約藥品。

的

后

3.實驗趣味性較強(qiáng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

點

優(yōu)

案例4利用“多功能化學(xué)實驗管”

完成“霧中鈉燈”實驗設(shè)計

實驗名稱利用“多功能化學(xué)實驗管”完成“霧中鈉燈”實驗設(shè)計

實驗?zāi)康睦谩岸喙δ芑瘜W(xué)實驗管”完成“霧中鈉燈”趣味性實驗設(shè)計

實驗原埋2Na+KQ=NaS0+Ht;用濃氨水和NaO胭體制取NH

立驗竹器

及藥品多功能化罡買驗官、濃氨水、固體、鈉塊、桶硫酸。

且

實驗

C-b-

裝置B-

A-

1.多功能化學(xué)實翳4紹：i盤匕裝置為雙層套管式裝置，

外營A主倡導(dǎo)宜D,內(nèi)營B生有一小九C,內(nèi)營BY帶磨口基，內(nèi)外

管之間為磨口密封。

2.取氣密性良好的“多功能化學(xué)實驗管”，用止水夾夾在橡膠管D處

實驗在A管中加入濃氨水和NaOH固體,A管中會產(chǎn)生大量的白霧。

步驟

及現(xiàn)象3.打開B管上的玻璃塞，在B管中加入稀硫酸和鈉塊，鈉塊與稀硫

酸劇烈反應(yīng)而燃燒發(fā)光。

4.將B管放入A管中，就會看到鈉在霧中燃燒，這就是漂亮的“霧

中鈉燈”。

創(chuàng)

新

設(shè)

計1.實驗操作簡單，現(xiàn)象明顯。

的

后2.可以同時完成鈉與酸的反應(yīng)及氨氣的制備兩大實驗。

點

優(yōu)

3.具有趣味性。

案例5乙酸乙酯制備實驗裝置的改

進(jìn)實驗名稱乙酸乙酯制備實驗裝置的改進(jìn)

實驗?zāi)康膶滩纳弦宜嵋阴ブ苽鋵嶒灥难b置改進(jìn)，使實驗效果更好。

此反應(yīng)是一卜可逆反應(yīng),要得到純凈的乙酸乙酯必須進(jìn)仃混合物

實驗原理的分離；若要使原料盡可能充分反應(yīng)，就應(yīng)當(dāng)控制反應(yīng)的溫度，防止

原料損失；為了提高乙酸乙酯的產(chǎn)率要考慮及時補(bǔ)充反應(yīng)物。

人八，rw

頭如A1乂命二頊燒瓶、諛架臺、諛天、酒指燈、分液漏斗、溫度”、球力已々

及藥品凝管、乙醇、濃硫酸、乙酸、冷水

實驗

裝置

1.按圖1所示連接儀噌1（謝簞■臺、鐵夾、加熱裝置已略去）。

2.在三頸燒瓶中加入約1/2體積的乙醇，并加入適量濃硫酸；分液

漏斗中注入定量的乙酸，固定在左口；溫度計固定在圖1實驗裝置中

間口，并使水銀球在液面以下；球形冷凝管固定在右口，并接上冷

水水龍頭，使水下進(jìn)上出。

實驗

3.左口通過分液漏斗逐滴加入乙酸，后加熱三頸燒瓶，用溫度計控制

步驟反應(yīng)的溫度不宜過高，一段時間后觀察到三頸燒瓶液

及現(xiàn)象面上有一層油狀液體，蒸氣不斷從冷凝管回流到三頸燒瓶中。若要停止

反應(yīng)，則撤去酒精燈，進(jìn)行混合液的分離。

注意事項：

1.連接好裝置后要用鐵架臺等進(jìn)行固定；

2.分液漏斗中液體要間歇性地逐滴加入。

I.冷凝時米用逆流原理，冷凝效果佳；

創(chuàng)新

計

設(shè)2.分離乙酸乙酯、乙酸、乙醇時，選用分液和蒸儲，效果好；

3.使用溫度計,有利于控制發(fā)生裝置的溫度r

的

后

點

優(yōu)

4.增加了分液漏斗，有利于及時補(bǔ)充反應(yīng)物以提高產(chǎn)率。

案例6制備二氧化氮裝置的微型化設(shè)計

實驗名稱制備二氧化氮裝置的微型化設(shè)計

對制備二氧化氮裝置進(jìn)行微型化設(shè)計，有利于節(jié)約實驗藥品，提高

實驗?zāi)康?/p>

實驗效果，減少環(huán)境污染。

-------Cu+4H?頓濃）一Cu（NQ）z+2NOt十2Ho------------------------------------------------------

實驗原理3N€>H0==2HN?N0

2N0+住=2N0

實驗儀器

及藥品注射器（5ml）、橡膠塞、銅絲、濃硝酸、氫氧化鈉溶液、蒸儲水

實驗針頭空筒活塞

一/1I

裝置

銅絲濃硝酸

1.將注射器（5ml）的活塞取下，將銅絲加入注射器的空筒中插入活塞

將空筒中的空氣排凈，吸入大約2~3mL的濃硝酸，迅速將注射器針頭插

在橡膠塞上，銅絲表面有大量氣泡產(chǎn)生，紅棕色的氣體

（NOJ將注射器活塞后推，同時溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色。

實

驗

妥

驟

步2.待反應(yīng)完全銅絲消失后，將注射器的針頭從橡膠塞上拔出，將反

現(xiàn)

速

及應(yīng)后的溶液全部壓入氫氧化鈉溶液中，再向盛有紅棕色氣體（NOJ的

注射器中吸入蒸儲水，將注射器針頭插在橡膠塞上，震蕩注射器，會看

到注射器中的氣體體積減小，活塞前推，氣體由紅棕色逐漸變?yōu)闊o色。

3.反應(yīng)完畢后，將注射器的針頭從橡膠塞上拔出，拉動活塞吸入空氣

可以觀察到注射器內(nèi)無色氣體迅速變成紅棕色。

的斷口驗-采用微?型化設(shè)計，節(jié)約藥品一現(xiàn)象明顯便于觀察和操作，特別合

的

普學(xué)生分組實驗。

點

優(yōu)2.實驗在封閉體系中進(jìn)行，減少了環(huán)境污染，有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意

識。

案例7NO制備和性質(zhì)實驗的改進(jìn)

實驗名稱INO制備和性質(zhì)實驗的改進(jìn)

對NO制備和性質(zhì)實驗的改進(jìn)，使實驗微型化，現(xiàn)象更明顯，實驗

實驗?zāi)康?/p>

的安全性和成功率更高。

3Cu+8HN03(稀)=3Cu(N0)+2N0t+4H0

實驗原理322

2N0+02=2N02

實驗儀器球形干燥管、有孔塑料片、玻璃珠、橡膠管（2根）、銅絲球、單

及藥品孔橡膠塞、醫(yī)用注射器（20mL）、稀硝酸、蒸

儲水。

“橡膠管

實驗洞絲球_氮化式個f

稀硝稀硝酸

（1：2）早有幾

裝置塑料片

g,圖2實驗裝置

1.在一支球形干燥管的細(xì)口部分套一段橡膠管，橡膠管內(nèi)部嵌顆玻

璃珠,球形干燥管的粗口配上帶有導(dǎo)管的單孔塞。

2.在球形干燥管里放入一個用細(xì)銅絲繞成的銅絲球，取一塊直徑稍大

于球形干燥管粗口內(nèi)徑的有孔塑料片塞入管口中，使它嵌在內(nèi)壁上，

位置可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)（一般在距管口到圓

實驗球部分的4/5處）。塞上單孔

步驟塞，保證它的氣密性良好（如圖1所示）。

及現(xiàn)象3.取一支20mL醫(yī)用注射器，吸取約10mL稀硝酸（如圖2所示）。

4.打開單孔塞，在球形干燥管中注滿蒸得水，塞上單孔塞，將蒸儲

水從單孔塞上的導(dǎo)管中倒出，待球形干燥管中的蒸謂水倒盡后，迅速

將導(dǎo)管與注射器用橡膠管連接，一定要防止空氣進(jìn)入球形干燥管。

5.將注射器中的稀硝酸推入球形干燥管中，稀硝酸與銅絲反應(yīng)生成無

色的NO氣體，球形干燥管中產(chǎn)生藍(lán)色溶液?？梢酝ㄟ^推拉注射器，

控制稀硝酸與銅絲的接觸和分離，從面控制反應(yīng)的發(fā)生和停

止。擠捏玻璃珠外的膠管，空氣進(jìn)入干燥管

中，N0被氧化變成NO?而呈紅棕色。

創(chuàng)新

1、實驗操作簡單，現(xiàn)象明顯。

設(shè)計

2、藥品用量少，不污染環(huán)境。

的

后

3、實驗在真空中進(jìn)行，可以較長時間看到無色NO氣體；反應(yīng)的發(fā)生和

點

優(yōu)

停止易于控制，提高了實驗的安全性。

案例8氯氣的制取和性質(zhì)實驗創(chuàng)新設(shè)計

實驗名稱氯氣的制取和性質(zhì)實驗創(chuàng)新設(shè)計

實驗?zāi)康?.把原來的單一實驗整合為綜合性實驗,開發(fā)了實驗的綜合功能。

2.通過綜合性實驗培養(yǎng)學(xué)生主動探究問題的能力。

CA*、、化工心.+e=i?？谌藆士人士“出a

84泊庫放和清廁靈混合反應(yīng)公產(chǎn)生Cl2

實驗原理Ch+2Na0H=NaCl+NaC10^

Cl2+H20=HC1+HC1O具有漂白性）Cl2+2KI=2KC1+2I

小塑料瓶、試管、橡膠塞、導(dǎo)管、檬膠管、止水央、注射器、84

實驗儀器

消毒液、潔廁靈、濕潤的淀粉-碘化

及藥品

鉀試紙、鮮花、無水氯化鈣、干燥的紅紙、氫氧化鈉溶液。

實驗

裝置

11■按jJA圖1-MJ1-組拈儀器口口,，并1椅11V.杏1—1.拈署U的J勺v率L-LI性|_L.U

2.在小塑料瓶中加入84消毒液，塞緊橡膠塞，用注射器注入潔廁靈。

讓產(chǎn)生的氣體產(chǎn)依次通過U

形管中濕潤的淀粉一碘化鉀試紙、鮮花、干燥的紅紙，觀察到84消毒

液和潔廁靈混合后迅速生成黃綠色氣體（兩

實

驗

實者混合反應(yīng)會產(chǎn)生C1J。

驟

步

現(xiàn)當(dāng)氣體通過濕潤的淀粉一碘化鉀試紙時，可觀察到試紙先變藍(lán)后褪

速

及色（試紙藍(lán)色，說明C12具有強(qiáng)氧化性）o當(dāng)氣體通過鮮花，可觀察到

鮮花顏色慢慢褪去；

當(dāng)氣體經(jīng)過無水氯化鈣干燥后再通過干燥的紅紙，可觀察到紅紙

并沒有褪色（試紙和鮮花褪色，而干燥的紅紙沒有褪色，說明具有漂白

性的物質(zhì)不是Cl2,而是Cl2與H20反應(yīng)生成的HC10）?

3.往反應(yīng)后的塑料瓶中加入NaOH溶液。觀察到黃綠色的混合溶液變成

無色（利用NaOH與Cl2反應(yīng),用NaOH溶液吸收反應(yīng)后剩余的Cl2,防

止空氣污染）o

L.重驗在封閉系統(tǒng)中講行.很好地解決了對環(huán)墻造成的污染。

刺新2.所需的藥品（84消毒液和潔廁靈）日常易得，不需要加熱，制取簡

易。設(shè)卜3利用HC1O具有漂白性使鮮花失去鮮艷的色彩這現(xiàn)象，讓學(xué)生直觀

11地感受到氯氣這種有毒氣體可對生物體和環(huán)境造成極大危害，培養(yǎng)學(xué)生

11的環(huán)保意識。

4.整個裝置讓學(xué)生通過實驗現(xiàn)象驗證氯氣的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生主動探究

問題的能力。

案例9鐵與氯氣反應(yīng)的實驗創(chuàng)新設(shè)計

實驗名稱鐵與氯氣反應(yīng)的實驗創(chuàng)新設(shè)計

實驗?zāi)康膹膶嶒灥目刹僮餍?、綠色化、微型化、可推廣化角度進(jìn)行實驗方

案的設(shè)計。

鐵和氯氣反應(yīng)方程式和現(xiàn)象：2Fe+3cL_2FeCl3,

實驗原理現(xiàn)象：劇烈燃燒，生成棕褐色的煙.氫氤鈉溶液可以吸收氯氣

避免污染環(huán)境。

實驗儀器儀器：抽濾瓶、橡皮塞、氣球、酒精燈、膠頭滴管、礦泉水瓶蓋、

及藥品鑲子、藥匙、棉花球

藥品：固體氯酸鉀、濃鹽酸、鐵絲、氫氧化鈉溶液

Siv

實驗

裝置

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$—.隈?!

1c1C：r務(wù)孔情.

ffil教材實哈裝置

+由浦漸仰面;車悴門舛卜與球確聲殍卜插卜——卡目巾期詢步?用卅川

1■■j山泥、力比I則I回處11至UK工四、，_LL，恨場i/J/VIA?邛J吠土“

2.將浸有少量氫氧化鈉溶液的棉花球放入礦泉水瓶蓋，再用鏡子將

礦泉水瓶蓋放入抽濾瓶。

實驗3.取一藥匙固體氯酸鉀于抽濾瓶底部，往抽濾瓶中滴加半滴管濃鹽酸，

步驟待產(chǎn)生的黃綠色氣體快蔓延至瓶口時，迅速塞上橡皮塞，氣球鼓起。

及現(xiàn)象4.另取相同的連有螺旋狀鐵絲的橡皮塞，加熱鐵絲至紅熱狀態(tài)，迅

速代替步驟③中橡皮塞，觀察實驗現(xiàn)象。產(chǎn)生大量紅棕色的煙，棉花

球由無色變?yōu)榧t褐色。說明鐵絲與氯氣在加熱的條件下快速反應(yīng)，

生成氯化鐵。

1.實驗操作簡單，現(xiàn)象明顯；實驗儀器常見，便于推廣；藥品用量

少，體現(xiàn)了微型化、環(huán)保的理念

創(chuàng)新2.巧妙地將氯氣的產(chǎn)生、收集、性質(zhì)實驗、產(chǎn)物的檢驗整合在一套裝

設(shè)計置中，減少了中間環(huán)節(jié)。解決了將灼熱的細(xì)鐵絲插入氯氣并使氯氣盡

量后的不外漏的難題。

優(yōu)點3.抽濾瓶的下寬上窄的特殊結(jié)構(gòu)；橡皮塞、氣球浸有氫氧化鈉的棉球的

使用，避免了實驗過程中污染氣體的逸出。

4.同一裝置可以完成不同實驗。如銅絲與氯氣的反應(yīng)實驗；氯氣有無

漂白性的探究實驗。

案例10氯氣有無漂白性的實驗創(chuàng)新設(shè)計

實驗名稱氯氣有無漂白性的實驗創(chuàng)新設(shè)計

實驗?zāi)康膹膶嶒灥目刹僮餍浴⒕G色化、微型化、可推廣化角度進(jìn)行實驗方

案的設(shè)計。

實驗原理氯氣沒有漂白性，氯水才有，氯氣溶于水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，

次氯酸具有強(qiáng)氧化作用，具有漂白性，C12+H0=HC10+HCl

實驗儀器儀器：大、小培養(yǎng)皿、礦泉水瓶蓋、濾紙、棉花球、藥匙、紅色紙條

及藥品藥品：固體氯酸鉀、濃鹽酸、膠頭滴管、濃氫氧化鈉溶液

___S,、____________

nr_

V

實驗直流電源H-

T+jj

裝置

s發(fā)光一極管

Idc:7多孔碳平

U電極

E1救的?實驗裝置

1.將一較大培養(yǎng)皿正放，礦泉水瓶蓋放于培養(yǎng)皿中心位置，向瓶蓋中

加入一藥匙固體氯酸鉀。

實驗

妥2.取兩條紅色紙條，一干燥，一潮濕，放于礦泉水瓶蓋的兩邊。

驟

步

現(xiàn)3.將浸透過氫氧化鈉溶液的棉花球放于培養(yǎng)皿中。

速

及4.向礦泉水瓶蓋中滴加半滴管濃鹽酸，迅速蓋上另一較小培養(yǎng)皿。可

以觀察到，產(chǎn)生黃綠色氣體，潮濕的紅色紙條褪色，干燥紅色紙條

無明顯變化。說明干燥的氯氣無漂白性，氯氣與水反應(yīng)生成了具有漂白

性

的新物質(zhì)。

創(chuàng)

新

1.將氣體的制取和性質(zhì)實驗相統(tǒng)一，減少可能造成漏氣污染環(huán)境的中

設(shè)

計

間環(huán)節(jié)，可操作性強(qiáng)。

的

后

2.增加尾氣吸收，避免造成環(huán)境污染，符合綠色化學(xué)理念。

點

優(yōu)

3.實驗用品少，反應(yīng)時間短，現(xiàn)象明顯，符合實驗微型化原則。

案例11乙醛銀鏡反應(yīng)實驗不需水浴的改進(jìn)

實驗名稱乙醛銀鏡反應(yīng)實驗不需水浴的改進(jìn)

對課本乙醛銀鏡反應(yīng)實驗進(jìn)行改進(jìn)，不需水浴加熱且快速在課

實驗?zāi)康?/p>

堂教學(xué)中進(jìn)行制鏡實驗。

（1）乙醛溶液的保質(zhì)是實驗成功的最重要因素。實驗室所用乙醛溶

液因多年放置，生成三聚乙醛或四聚乙醛及其混合物，導(dǎo)致實

驗失?。ㄕ蛉绱?，很多老其實常用葡葡糖溶液代弋替乙醛實驗）。

因此，應(yīng)對

實驗原理乙進(jìn)行解聚，方法是取100毫升乙醛溶液和98%的硫酸溶液1毫升共

同加入蒸儲燒瓶，在600C-650℃間進(jìn)行館,用自來水冷凝,在錐

形瓶中加入約50毫升蒸儲水進(jìn)行儲分吸收,就可得到已解聚的乙醛溶

液.

（2）微量的硅酸鈉，對銀在試管壁的附著起到親和作用.

實驗儀器

直徑為60m波右的圓形玻璃片（或直徑為60碓右的圓形表面器

及藥品

皿）燒杯、透明膠帶、蒸偏水、2%的硝酸銀溶液、2%的氨水、

40%乙能箔液、0.2%日勺住酸鈉浴液、10%困氧

化鈉溶液。

實

驗

置

裝

1.取直徑為60碓右的圓形玻璃片（或直徑為60碓右的圓形表面器

皿）一塊，先用洗滌液認(rèn)真刷洗，再用自來水沖洗，最后用蒸儲水潤

洗干凈。洗后不能用手觸摸已洗凈的玻璃面。

2.用8碗的透明膠帶沿玻璃片側(cè)面粘裹一圈，使膠帶高于玻璃面5mm

實驗左右，形成嚴(yán)密圍欄。

步驟3.在燒杯中用潮硝酸銀溶液和涮氨水制成銀氨溶液。氨水的用量

及現(xiàn)象要以沉淀溶解到還略微渾濁為適量。將所配溶液快速與袱乙醛溶液、

0.2%的硅酸鈉溶液、10%氫氧化鈉溶液混合振蕩均勻，迅速倒入平置的

玻璃片上，使其形成2—3mm厚的液面，約1分鐘就會形成光亮的銀鏡,

4.將鏡面上的殘液倒入燒杯，就可以拿起制好的鏡子展示給學(xué)生，可

讓學(xué)生拿起鏡子照一照自上的芳容（如圖）。

創(chuàng)新1.傳統(tǒng)方法因受熱水浴條件的限制，課堂教學(xué)中無法用玻璃片制鏡，

設(shè)計而新方法的最大優(yōu)點是課堂教學(xué)上進(jìn)行了制鏡，視覺直觀.

后的2.耗時短，光潔度高且無需水浴。

優(yōu)點3.實現(xiàn)了學(xué)以致用，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

案例12銅在氯氣中燃燒的實驗改進(jìn)

實驗名稱銅在氯氣中燃燒的實驗改進(jìn)

對銅絲在氯氣中燃燒實驗的創(chuàng)新設(shè)計，達(dá)到了實驗的微型化，真

實驗?zāi)康恼龑崿F(xiàn)了綠色、環(huán)保和零污柴的目的。

Cu和C12需要在點燃的條件卜才口」反應(yīng)生成CuCl2,

實驗原理現(xiàn)象：冒出棕黃色煙（CuCl2固體小顆粒）

實驗儀器氯酸鉀，濃鹽酸，濃氫氧化鈉，細(xì)銅絲2根（從導(dǎo)線中抽取并用

細(xì)砂紙打磨），細(xì)鐵絲2根（從紗窗中抽取并用細(xì)砂紙打磨），帶“鱷

及藥品嘴形”的導(dǎo)線2根，青霉素藥瓶1個,5mL注射器2支，教學(xué)用電源

1臺。

區(qū)*工

實驗

裝置

M”■一文監(jiān)狀■,>?!*!

1.在青霉素瓶腦模矗放少許氯酸鉀。

2.取2根長約50nl的細(xì)銅絲，兩頭均擰在一起，中間30cm繞成螺旋

狀，兩端留出約10cm,彎曲成U型。如圖2所示，穿過橡膠塞，

塞住青霉素瓶口。

實驗3.在膠塞上，分別插入兩個5ml注射器，一個注射器中盛有濃鹽酸，

另一個注射器中中盛有氫氧化鈉溶液。

步驟4.把教學(xué)用電源的輸出電壓調(diào)到直流12V（2A）處，正負(fù)極各接一根

帶“鱷嘴形”夾子的導(dǎo)線，導(dǎo)線上“嘴形”夾子分別夾住露出膠塞銅

及現(xiàn)象絲的A、B兩端（此時電源不能接通）。

5.先在青霉素瓶中注入少量的濃鹽酸（操作時注意濃鹽酸不能滴在銅

絲上），濃鹽酸與氯酸鉀接觸立即反應(yīng)，產(chǎn)生氯氣。當(dāng)看到瓶內(nèi)有黃

綠色氣體后，接通電源，加熱銅絲。大約2—5秒鐘，銅絲在氯氣里劇烈

燃燒，青霉素瓶中立刻充滿了棕黃色的煙，這時斷開電源。待反應(yīng)結(jié)

束后，用另一支注射器注入氫氧化鈉溶液，以處理多余的氯氣。

1.不需要事先制備氯氣，實現(xiàn)了制備實驗和性質(zhì)實驗的一體化設(shè)計。

也可以把該裝置稍作改動后組裝在氯氣性質(zhì)驗證的成套實驗中。

創(chuàng)新2.用直流電加熱銅絲，受熱均勻，整個銅絲同時與氯氣反應(yīng)，且氯氣

不斷產(chǎn)生，反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，反應(yīng)現(xiàn)象明顯。把銅絲換成細(xì)鐵絲，會取

設(shè)計得同樣的效果，真正實現(xiàn)了課本實驗的突破（現(xiàn)行課本中沒有鐵絲和

氯氣反應(yīng)的課堂演示實驗設(shè)計）。

優(yōu)點3.全封閉實驗，微型化設(shè)計，不污染環(huán)境，多余氯氣易處理，符合環(huán)

保理念。

4.作為課堂演示實驗，學(xué)生可以做到人手一套，實現(xiàn)了實驗效益的最

大化。

案例13電解CuCL溶液的微型化創(chuàng)新設(shè)計

實驗名稱電解CuCL溶液的微型化創(chuàng)新設(shè)計

對電解CuCh溶液實驗的改進(jìn)，使實驗微型化，現(xiàn)象更明顯，提

實驗?zāi)康母邔嶒灥陌踩院蛯嶒灴梢暬?，綠色環(huán)保。

接通直流電源后，溶液中陰陽段十向兩極遷移。CU1可陰極遷移，

實驗原理得電子，發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生Cu,電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu。溶液中CF

向陽極遷移，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生Cb,電極反應(yīng)式為2Cr2e=C1"

總反應(yīng)為CuCd:Cu+Qt

文旦流低壓少用電源、帶鱷魚夾導(dǎo)線2根兩頭尖2B鉛筆2根、

實驗儀器塑料滴管1支、100mL燒杯1個、玻璃三通管、鐐子、培養(yǎng)皿

及藥品0.1mol/LNaOH溶液、0.5mol/LCuC2l溶液、淀粉碘化鉀試紙、蒸儲水、

脫脂棉。

▼而“金山/吸滿0.1mol/LNaOH

M二2鬟他/溶液的棉花

實驗I兩頭尖的

兩頭尖的_,1-2B鉛筆

裝置

0吸滿0.5mol/I￡uCh

,溶液的棒花\

■▼

接電方.正極接電源費機(jī)

1.加入彳巾花和武爪。用桐N將彳巾花朵基進(jìn)二通酉中|司，符碘化胃痣物

試紙置于垂直管中，用塑料滴管吸取蒸儲水潤濕，塞上棉花。

2.加入試劑。用塑料滴管把0.5mol/LUc2溶液滴加到三通管中間的

實驗棉花中，將0.Imol/NAoh溶液擠入垂直管中的棉花。

步驟3.接通直流電源。將鉛筆插入三通管兩側(cè)，用鱷魚夾接通14V直流電

及現(xiàn)象源（12V以下反應(yīng)較慢,14V和16V速率相差不大）o

4實驗現(xiàn)象。5秒后即可觀察碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)；25秒左右接電源

負(fù)極的棉花團(tuán)處及筆芯端頭出現(xiàn)明顯紅色物質(zhì)，接電源正極的一端產(chǎn)生

大量氣體45秒左右碘化鉀淀粉試紙藍(lán)色褪去。

5.關(guān)閉電源。

1.簡單、便捷。棉花可以固定溶液，不會到處流淌，換藥品方便。

創(chuàng)新2.節(jié)約用量，尾氣量少。各種藥品只需兒滴使可，幾乎聞不出氣

味。設(shè)計3.適合分組實驗。玻璃三通管可以直接平放于桌面，便于學(xué)生近距

離后的觀察現(xiàn)象。增加學(xué)生實驗探究機(jī)會，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

優(yōu)點4.用鉛筆代替石墨棒，將生活中的元素融入實驗，可激發(fā)學(xué)生探究和

創(chuàng)新意識。

案例14氨催化氧化制硝酸實驗催化劑的改進(jìn)

實驗名稱氨催化氧化制硝酸實驗催化劑的改進(jìn)

研究用三氧化二倍與銅粉、鐵粉、銅絲混合作催化劑，

實驗?zāi)康恼页鰧嶒炐Ч罴训幕旌洗呋瘎┘芭浔闰灧桨福寡菔緦嶒炐?/p>

果明顯，反應(yīng)時間大為縮短。

催化劑--------------------------------------------------------------------------------------

4NH3+502--------4N0+6H2。2N0+02===2N0

實驗原理------

3N02+H20==2HN03+N0

鐵架臺、錐形瓶、干燥管、酒精燈、玻璃管、圓底燒瓶、

實驗儀器

及藥品燒杯、石蕊溶液、銅粉、三氧化二鋁、鐵粉、銅絲。

實驗

裝置

圖1空刑室1中■的催化復(fù)化實驗xwr圖

一.探究不同混合催化劑的相同質(zhì)量比催化效果

將銅粉；三氧化二絡(luò)；三氧化二銘與鐵粉；三氧化

二銘與銅絲；三氧化二銘與銅粉做對比實驗，（質(zhì)量比均為

1:1,各為

0.5克），將準(zhǔn)備好的不同催化劑的相同質(zhì)量比混合催化劑

實驗

實

驟

步

現(xiàn)進(jìn)行實驗，在5分鐘內(nèi)觀察實驗現(xiàn)象。

豫

及

表1不同混合催化劑的相同質(zhì)量比催化效

果催化劑組分頭驗現(xiàn)家

銅粉現(xiàn)家小明顯

二氧化一格現(xiàn)象比銅粉明顯

二手.出一語與供粉現(xiàn)冢比二不化一諂明業(yè)

氧化一鉛勺桐絲現(xiàn)象比—■科化—?諂與伏

粉明顯

氧化二銘H銅粉珥的比二氧住一銘與銅

絲明顯

二.相同催化劑的不同質(zhì)量比催化效果探究

將銅粉與三氧化二銘混合分別以150:1、100:1、50:1、20:1、

10:1,5:1以及1:1的質(zhì)量比進(jìn)行實驗探究。

表2相同催化劑的不同質(zhì)量比催化效果

二氧化二珞出現(xiàn)紅圓底燒圓底燒瓶灰

催化劑

與銅粉質(zhì)量比棕色的時瓶變化的時象

紅熱現(xiàn)象

(g)(minW附in)

紅棕色氣體

150:11.50發(fā)紅2.10

較淺

100:11.40發(fā)紅1.55紅棕色氣體

50:11.20明顯發(fā)紅1.30紅棕色氣體

20:11.15明顯發(fā)紅1.26紅棕色氣體深

紅棕色氣沐較

明顯發(fā)紅

10:11.051.20深

5:11.10明顯發(fā)紅1.25紅標(biāo)色—體洙