PAGE—PAGE87—第二部分化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指教師在實(shí)施化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，根據(jù)一定的化學(xué)教學(xué)目的和要求，運(yùn)用教育學(xué)、心理學(xué)、化學(xué)教學(xué)論、實(shí)驗(yàn)論的有關(guān)原理，以及有關(guān)的化學(xué)知識和技能，對實(shí)驗(yàn)的儀器、裝置、步驟和方法所進(jìn)行的一種規(guī)劃。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和教學(xué)過程的需要，改進(jìn)教材原有實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)，不僅有利于學(xué)生掌握教學(xué)內(nèi)容，順利完成教學(xué)任務(wù)，而且能向?qū)W生示范實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路和程序，提高教師的教學(xué)水平和教學(xué)能力。因此，設(shè)計(jì)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)化學(xué)教師必須具備的一種教研能力。第一單元化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則要設(shè)計(jì)具有良好教學(xué)功能的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，需要用以下幾項(xiàng)基本原則作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想。一、目的性原則目的是化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要達(dá)到的具體要求。要求明確，才能突出設(shè)計(jì)重點(diǎn)，突破設(shè)計(jì)難點(diǎn)。目的性是以實(shí)驗(yàn)過程的優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)成功為目的的，不能為了設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)。就中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)而言，其目的有以下3個(gè)方面：1.配合課堂講授內(nèi)容給學(xué)生提供感性認(rèn)識，幫助闡明科學(xué)概念和化學(xué)原理，同時(shí)向?qū)W生示范規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生觀察和描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。2.鞏固學(xué)生化學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和動(dòng)手能力。3.為了拓寬學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，鞏固和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，鍛煉學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。二、科學(xué)性原則科學(xué)性是化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心原則?？茖W(xué)性是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)原理、裝置原理、操作原理和方法都必須與化學(xué)理論知識、實(shí)驗(yàn)方法論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)論和實(shí)驗(yàn)研究過程相一致。一個(gè)優(yōu)秀的化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，應(yīng)具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性。例如，乙烯能使溴水褪色，其原因有以下兩個(gè)反應(yīng)：CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2BrCH2=CH2+Br2+H2O→CH2—CH2+HBr||BrOH如果把溴水的褪色完全歸因于溴與乙烯發(fā)生加成反應(yīng)生成1,2-二溴乙烯，其科學(xué)性不夠嚴(yán)謹(jǐn)。三、安全性原則安全性是指化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免使用有毒藥品或反應(yīng)生成有毒氣體物質(zhì)以及具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作。如果必須使用，應(yīng)在所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中詳細(xì)寫明注意事項(xiàng)和防護(hù)措施，以防造成環(huán)境污染和人身傷害?！耙怀簧咭В昱戮K”。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如果發(fā)生燃燒、爆炸或中毒事故，不僅會給教師和學(xué)生造成人身傷害，而且還將嚴(yán)重地影響到學(xué)生今后學(xué)習(xí)化學(xué)課程的興趣和積極性，甚至還會永遠(yuǎn)給學(xué)生留下“化學(xué)實(shí)驗(yàn)很危險(xiǎn)”的潛意識。因此，設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，對實(shí)驗(yàn)的安全性必須給予足夠的重視，要做到萬無一失。近年來，廣大的教師在教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，對化學(xué)因素和操作因素可能引起的安全問題都非常注意，但對物理因素可能引起的安全問題卻常有忽視。四、可行性原則可行性是化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本原則。所謂可行性是指設(shè)計(jì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案中所運(yùn)用的實(shí)驗(yàn)原理、裝置和方法在現(xiàn)有的條件下能夠得到滿足，并在實(shí)驗(yàn)中能夠得到正確的結(jié)論和現(xiàn)象。五、簡約性原則對于同一實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)越簡單越好，簡單就是美。所謂簡約性是指要盡量采用簡單的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)裝置，用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)藥品、儀器，在較短的時(shí)間內(nèi)可完成效果明顯的實(shí)驗(yàn)。恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既突出實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)，又沒有冗長的實(shí)驗(yàn)步驟，充分體現(xiàn)出簡約性?！耙粋€(gè)科學(xué)家最大的本領(lǐng)就是在于化復(fù)雜為簡單，用簡單的方法去解決復(fù)雜的問題”。六、創(chuàng)新性原則創(chuàng)新是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈魂。沒有創(chuàng)新，就沒有進(jìn)步?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)屬于應(yīng)用研究，像其他科學(xué)研究工作一樣，貴在創(chuàng)新。創(chuàng)新程度的高低，是衡量一個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)價(jià)值大小的重要標(biāo)準(zhǔn)。所謂創(chuàng)新性，是指教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要敢于突破陳規(guī)，獨(dú)到于新穎、獨(dú)特、巧妙之處，能反映新事物、新觀點(diǎn)、新理論、新方法和新思路等。一個(gè)優(yōu)秀的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須反映實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者獨(dú)出心裁的構(gòu)思。七、趣味性原則化學(xué)實(shí)驗(yàn)常令學(xué)生興趣盎然、終生不忘的原因，是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象具有趣味性。所謂趣味性是指設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)所得出的現(xiàn)象和結(jié)果，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，從而引起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和動(dòng)機(jī)。八、啟發(fā)性原則教學(xué)中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不同于科研工作中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其不同點(diǎn)之一是前者應(yīng)具有啟發(fā)性。所謂啟發(fā)性是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本身具有啟迪學(xué)生思維的作用，以及教師對實(shí)驗(yàn)作出一系列富有啟發(fā)性的指導(dǎo)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)觀察中能自覺、深入地思考，并對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行診斷和評價(jià)，從而培養(yǎng)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新精神。九、發(fā)展性原則發(fā)展性是指化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既符合學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、知識和能力水平，又能促進(jìn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)、思維、創(chuàng)新等能力的發(fā)展。因此，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，教師應(yīng)讓學(xué)生在富有啟迪作用的“難度適中的實(shí)驗(yàn)問題”中由易到難、循序漸進(jìn)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。十、最優(yōu)化原則最優(yōu)化原則是指在多個(gè)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中，挑選出最佳的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。挑選的方法多是通過分析、比較或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證得出的。第二單元化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，也是一個(gè)化學(xué)教師必須具備的一種教學(xué)研究能力。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究活動(dòng)中，評價(jià)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)同樣重要。可以這樣說，不懂得評價(jià)，就難以做到精益求精，也就難以設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。評價(jià)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)和原則很多，關(guān)鍵是這些標(biāo)準(zhǔn)和原則是否簡便、適用。一般從以下6個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)（定量評價(jià)見表1）：一、科學(xué)、安全二、效果明顯三、新穎、直觀、富有趣味性和啟發(fā)性四、裝置簡單五、易操作、用藥少六、步驟少、時(shí)間短表1化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)評價(jià)表評定內(nèi)容評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)等級ABC實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案A.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案科學(xué)、合理、安全、新穎，富有啟發(fā)性、實(shí)驗(yàn)步驟簡便，實(shí)驗(yàn)用品少、經(jīng)濟(jì)。(30分)B.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案科學(xué)、合理、安全，有啟發(fā)性，實(shí)驗(yàn)步驟較簡單，實(shí)用驗(yàn)品較少。(20分)C.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案基本合理，實(shí)驗(yàn)步驟較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)用品多。(10分)實(shí)驗(yàn)裝置A.實(shí)驗(yàn)裝置合理、緊湊、新穎、美觀；使用儀器、設(shè)備少。(10分)B.實(shí)驗(yàn)裝置合理、緊湊、美觀；使用儀器、設(shè)備較多。(8分)C.實(shí)驗(yàn)裝置較合理；使用儀器、設(shè)備多。(6分)實(shí)驗(yàn)操作A.實(shí)驗(yàn)操作細(xì)致、規(guī)范、正確、嫻熟；實(shí)驗(yàn)用品擺放有序，實(shí)驗(yàn)臺面整潔。(20分)B.實(shí)驗(yàn)操作細(xì)致、規(guī)范，基本無錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)用的擺放有序，實(shí)驗(yàn)臺面較整潔。(15分)C.實(shí)驗(yàn)操作基本規(guī)范，有少數(shù)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)用品擺放雜亂，實(shí)驗(yàn)臺面不夠整潔。(10分)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鮮明，可見度高，需時(shí)較短。(15分)B.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，可見度較高，需時(shí)較長。(10分)C.實(shí)驗(yàn)講解A.B.講解準(zhǔn)確，有啟發(fā)性，能與實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出現(xiàn)配合協(xié)調(diào)，講、演教態(tài)較自然、大方。(20分)C.講解基本準(zhǔn)確，與實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出現(xiàn)配合的協(xié)調(diào)性較差，講、演教態(tài)較緊張。(15分)實(shí)驗(yàn)難度A.實(shí)驗(yàn)難度大，實(shí)驗(yàn)影響因素多、難控制。(實(shí)驗(yàn)難度系數(shù)為1.00)B.實(shí)驗(yàn)難度較大，實(shí)驗(yàn)影響因素較多、不易控制。(實(shí)驗(yàn)難度系數(shù)為0.90)C.實(shí)驗(yàn)難度不大，實(shí)驗(yàn)影響因素較少、易控制。(實(shí)驗(yàn)難度系數(shù)為0.75)總評成績上述5項(xiàng)成績之和×實(shí)驗(yàn)難度系數(shù)注：該表為化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)評價(jià)表，它能真實(shí)地評價(jià)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣程度。第三單元化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，從應(yīng)用場合和教學(xué)目的來看，化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)可分為演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、綜合活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)三大類，各類實(shí)驗(yàn)都有各自的特點(diǎn)。因此，化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容也包括在這三大類實(shí)驗(yàn)中。但在設(shè)計(jì)中，應(yīng)體現(xiàn)各類實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。一、演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)大多數(shù)是密切聯(lián)系課堂講授內(nèi)容而進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。安排演示實(shí)驗(yàn)的目的是配合課堂講授內(nèi)容給學(xué)生提供感性認(rèn)識，幫助闡明科學(xué)概念和化學(xué)原理，同時(shí)向?qū)W生示范規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生觀察和描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。因此，設(shè)計(jì)的演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有實(shí)驗(yàn)裝置簡潔明快、實(shí)驗(yàn)操作嚴(yán)格規(guī)范、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鮮明易察、實(shí)驗(yàn)過程耗時(shí)少等特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例一銅與硫反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)一、問題的提出銅跟硫反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中一個(gè)難以獲得成功的實(shí)驗(yàn)，影響因素較多。同時(shí)，硫在高溫下又能跟空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化硫而污染環(huán)境。因此，有必要對銅跟硫反應(yīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以保證實(shí)驗(yàn)成功以及避免二氧化硫的污染。二、實(shí)驗(yàn)用品銅跟硫反應(yīng)封閉式實(shí)驗(yàn)裝置圖1.硫粉2.吸有氫氧化鈉稀溶液的脫脂棉3銅跟硫反應(yīng)封閉式實(shí)驗(yàn)裝置圖1.硫粉2.吸有氫氧化鈉稀溶液的脫脂棉3.細(xì)銅絲三、實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.取二分之一藥匙的硫粉，放入具支試管中，并將該具支試管豎直夾持在鐵架臺上。2.取20cm光亮的多股細(xì)銅絲(用砂紙擦光)，將其緊緊地繞纏在一根30cm長、帶有單孔橡皮塞的玻璃棒上，并將螺旋狀的細(xì)銅絲向玻璃棒一端推出1~2cm，然后將玻璃棒上的單孔橡皮塞塞在具支試管上，再把玻璃棒向上拉至細(xì)銅絲處。硫受熱各種聚集狀態(tài)區(qū)域圖1.升華硫區(qū)2.膠狀硫區(qū)3.硫蒸氣區(qū)4.液態(tài)硫區(qū)3硫受熱各種聚集狀態(tài)區(qū)域圖1.升華硫區(qū)2.膠狀硫區(qū)3.硫蒸氣區(qū)4.液態(tài)硫區(qū)4.給盛有硫粉的具支試管加熱，約1min鐘后，硫粉熔化并沸騰，產(chǎn)生硫蒸氣。再加熱2min鐘左右，待液態(tài)的硫快蒸發(fā)完，硫蒸氣區(qū)呈近乎無色時(shí)，將玻璃棒向下推動(dòng)，使螺旋狀細(xì)銅絲伸人近乎無色的硫蒸氣區(qū)，可見細(xì)銅絲立即燃燒，持續(xù)發(fā)紅，約5s鐘。5.取出玻璃棒，可以看到光亮的細(xì)銅絲變成黑色，用手一捻即成粉末。(2Cu十SCu2S)五、問題與討論1.銅在硫蒸氣中能夠穩(wěn)定燃燒的關(guān)鍵條件有三個(gè)：(1)銅絲要細(xì)，以保證銅跟硫有更大的接觸面，并使銅絲內(nèi)的銅盡可能跟硫充分反應(yīng)完全。(2)硫蒸氣的溫度要高，且濃度要大，以保證有很高的起始反應(yīng)溫度和過量的硫。(3)銅絲伸入具支試管內(nèi)的部位要正確，以保證銅絲在高溫、高濃度的硫蒸氣區(qū)。2.硫在加熱熔化并持續(xù)沸騰時(shí)，具支試管里的硫有不同的聚集狀態(tài)(見上圖所示)。(1)升華硫區(qū)。該區(qū)域溫度低(112.8℃)，硫以淺黃色粉末存在。(2)膠狀硫區(qū)。該區(qū)域溫度較高(200—400℃)，硫以紅棕色的膠狀態(tài)存在，并且有高的粘稠性。當(dāng)硬度不大的細(xì)銅絲在通過該區(qū)域時(shí)，很容易被膠狀硫粘在具支試管內(nèi)壁上，細(xì)銅絲就難以向下移動(dòng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。因此，用細(xì)銅絲實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)借助于硬度大的玻璃棒(或其他物體)，以保證細(xì)銅絲能上下移動(dòng)。③硫蒸氣區(qū)。該區(qū)域溫度最高(444.6℃以上)，硫以近乎無色的氣態(tài)存在(其成分有S2、S4、S6和S8)。該區(qū)域是最有利于銅跟硫反應(yīng)。④液態(tài)硫區(qū)。該區(qū)域溫度在112.8—400℃之間，硫以液態(tài)形式存在，其顏色隨溫度的升高而加深。當(dāng)硫粉用量少，加熱時(shí)間長，該區(qū)域消失，便成為硫蒸氣區(qū)。(3)單孔橡皮塞的孔徑應(yīng)與玻璃棒的外徑配套，且小孔要垂直，并在孔內(nèi)涂有少量的凡士林，這樣就便于玻璃棒上下移動(dòng)，同時(shí)可防止氣體外泄。(4)浸有5％氫氧化鈉溶液的脫脂棉球應(yīng)以不滴出液體為宜。(5)硫粉用量不宜太多，一般用量以0.5g為宜。用量太多，不僅浪費(fèi)藥品，而且給洗滌具支試管帶來不便，甚至在具支試管冷卻過程中，大量多余的硫固化后，固其膨脹系數(shù)與玻璃不同，結(jié)果導(dǎo)致具支試管破裂。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)立即洗去具支試管內(nèi)壁附著的硫，否則，時(shí)間一長就更難除去。洗硫方法有多種，其中“熱石灰水法”是一種簡單、有效、成本低廉的方法?，F(xiàn)介紹如下：待具支試管稍冷卻后，向管內(nèi)加入10mL飽和石灰水，傾斜具支試管，用酒精燈加熱石灰水淹沒處的硫，硫一受熱，并很快脫離管壁。按此操作，除去另外的硫。最后用試管刷刷洗，即可得到干凈、明亮的具支試管。3Ca(OH)2+10S===2CaS4+CaS2O3+3H2O或3Ca(OH)2+12S===2CaS5+CaS2O3+3H2O參考文獻(xiàn)[1][2]熊言林.銅跟硫反應(yīng)封閉式實(shí)驗(yàn)的新設(shè)計(jì).中國教育技術(shù)裝備，2002,(2):8實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例二硫與鐵反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)硫與鐵反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置圖1.硫粉與鐵粉混合物2硫與鐵反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置圖1.硫粉與鐵粉混合物2.槽形鋁片3.條形磁鐵4.吸有氫氧化鈉溶液的脫脂棉一、實(shí)驗(yàn)用品1.8g硫粉(C.P.)，3g鐵粉(C.P.)，10mL5%NaOH溶液；20×200mm硬質(zhì)試管1支，二、實(shí)驗(yàn)原理Fe＋SFeS三、實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置如上圖所示。四、實(shí)驗(yàn)方案(1)分別稱取1.8g硫粉和3g鐵粉放在塑料薄膜片上，用藥匙使之混合均勻。[問題1.用條形磁鐵分別接觸硫粉、鐵粉和混合物時(shí)，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？](2)將硫粉與鐵粉的混合物放在槽形鋁片上，使其水平放入硬質(zhì)試管內(nèi)，塞上帶有球形干燥管(內(nèi)裝有吸有氫氧化鈉溶液的脫脂棉)的單孔橡皮塞，按上圖固定好儀器。[問題2.連接球形干燥管這一裝置的目的是什么？]3.將條形磁鐵緊貼在硬質(zhì)試管中間部位上方。[問題3.試管內(nèi)的混合物將會出現(xiàn)何種現(xiàn)象？]4.用酒精燈火焰預(yù)熱試管后，再固定加熱試管底部的混合物，當(dāng)混合物發(fā)紅時(shí)，立即移去酒精燈。[問題4.試管內(nèi)的混合物將會發(fā)生何種現(xiàn)象，為什么？問題5.條形磁鐵下的混合物又會發(fā)生何種現(xiàn)象，為什么？]5.反應(yīng)停止，待試管稍冷后，用鑷子取出槽形鋁片，讓學(xué)生觀察生成物的顏色、狀態(tài)，并用條形磁鐵接觸生成物。[問題6.生成物能否被磁鐵吸引，為什么？寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。]五、實(shí)驗(yàn)說明1.按化學(xué)方程式中物質(zhì)的量之比，該演示實(shí)驗(yàn)中，硫粉用量略多5%，目的是保證鐵粉完全反應(yīng)。2.使用槽形鋁片的目的，一是使反應(yīng)物與試管內(nèi)壁隔離，以防試管因溫度過高而炸裂；二是混合物可方便地放入試管內(nèi)；三是生成物可以方便地取出、觀察。鋁片的厚度不能太薄，否則，鋁片易與硫粉反應(yīng)而燒穿。槽形鋁片的制作：將鋁片直放在試管外壁上，用手沿著試管按下，便可得到圓弧狀的槽形鋁片。這樣，槽形鋁片可服貼地放在試管內(nèi)。3.在條形磁鐵下端，可以看到條形磁鐵將試管內(nèi)的混合物吸引上來，呈“胡須”狀。當(dāng)反應(yīng)的紅熱現(xiàn)象擴(kuò)展到此處時(shí)，“胡須”被引燃，便掉落。這樣的現(xiàn)象非常直觀地說明了鐵參加反應(yīng)后而失去了被磁化的性質(zhì)。4.球形干燥管內(nèi)的脫脂棉上氫氧化鈉溶液可將有毒氣體和升華硫吸收、過濾掉，減少了環(huán)境污染。5.實(shí)驗(yàn)中，試管內(nèi)壁粘有硫跡，其清除的方法是：試管稍冷后，加入4-5mL5%NaOH溶液，塞上橡皮塞，振蕩試管數(shù)次后，平放在臺面上，經(jīng)過1～2天的時(shí)間，試管內(nèi)壁上的硫跡便溶解和脫落。其反應(yīng)式為：6NaOH+2(X+1)S＝Na2S2O3+2Na2Sx+3H2O六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)該演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)巧妙，藥品用量少，儀器常規(guī)，裝置簡單，操作方便、安全，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鮮明、直觀，富有趣味性和啟發(fā)性。參考文獻(xiàn)[1]人民教育出版社化學(xué)室編.高級中學(xué)課本(必修)化學(xué)，第一冊.第二版，北京：人民教育出版社，1995:63~65[2]人民教育出版社化學(xué)室編.全日制普通高級中學(xué)教科書(試驗(yàn)修訂本·必修)化學(xué)，第一冊.第二版，北京：人民教育出版社，2000:126~128[3]熊言林.如何提高硫粉與鐵粉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)效果.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，1995,(2):20實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例三二氧化硫系列演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)用品無水亞硫酸鈉、濃硫酸(98%)、0.1％品紅溶液、1%高錳酸鉀的酸性溶液、30%硫化鈉溶液、5%氫氧化鈉溶液、藍(lán)色石蕊試紙、濾紙條、脫脂棉，20×200mm大試管、球形干燥管、12×160mm粗玻璃管、透明膠帶(用于固定4個(gè)紙環(huán))。密閉式二氧化硫系列演示實(shí)驗(yàn)裝置圖1.密閉式二氧化硫系列演示實(shí)驗(yàn)裝置圖1.無水亞硫酸鈉+濃H2SO42.濕潤的藍(lán)色石蕊試紙3.吸有品紅溶液的濾紙條4.吸有高錳酸鉀酸性溶液的濾紙條5.吸有硫化鈉溶液的濾紙條6.吸有氫氧化鈉溶液的脫指棉

7.細(xì)玻璃管8.粗玻璃管三、實(shí)驗(yàn)步驟1.實(shí)驗(yàn)前在1支12×160mm粗玻璃管的外壁從下往上依次用透明膠帶分別粘牢寬度為2cm的藍(lán)色石蕊試紙環(huán)1個(gè)、白色濾紙環(huán)3個(gè)，紙環(huán)之間相隔1．5cm左右，備用。2.3.取1支干燥的20×200mm大試管，加入半藥匙無水亞硫酸鈉和1小段長約2cm細(xì)玻璃管(細(xì)玻璃管起支撐粗玻璃管的作用，以防亞硫酸鈉埋住粗玻璃管下部，致使?jié)饬蛩崃鞑幌聛?，備用。4.演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別用4滴蒸餾水、0.1％品紅溶液、1％高錳酸鉀的酸性溶液和30%硫化鈉溶液，從下往上依次滴在粗玻璃管外壁的4條紙環(huán)上，并將此粗玻璃管放入上述大試管內(nèi)，然后沿著粗玻璃管的內(nèi)壁加入1滴管濃硫酸，立即塞上上述帶有單孔橡皮塞的球形干燥管后，讓學(xué)生觀察紙環(huán)上顏色變化情況。四、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋1.濕潤的藍(lán)色石蕊試紙環(huán)變成紅色，說明二氧化硫溶于水后，具有酸性。SO2+H2OH2SO3H++HSO3-2.吸有品紅溶液的濾紙環(huán)由紅色逐漸變成白色，說明二氧化硫具有漂白作用。在實(shí)驗(yàn)后期，用酒精燈火焰烘烤品紅溶液褪色的濾紙環(huán)處的試管壁，并旋轉(zhuǎn)試管(注意：不能將濾紙環(huán)烤焦)，該濾紙環(huán)由白色逐漸變成紅色，說明二氧化硫漂白作用是具有可逆性。3.吸有高錳酸鉀的酸性溶液的濾紙環(huán)由紫紅色變成棕褐色再逐漸變成白色，說明二氧化硫能將高錳酸鉀還原成二氧化錳、二價(jià)錳離子，具有還原性。3SO2+3KMnO4+2H2O＝2MnO2+K2SO4+2H2SO4SO2+MnO2＝MnSO4總的反應(yīng)式為：5SO2+2KMnO4+2H2O＝2MnSO4+K2SO4+2H2SO44.吸有硫化鈉溶液的濾紙環(huán)由白色逐漸變成淡黃色，說明二氧化硫能氧化硫化鈉，具有氧化性。3SO2+2Na2S＝2Na2SO3+3S↓五、注意事項(xiàng)1.裝置應(yīng)不漏氣。2.品紅、高錳酸鉀和硫化鈉溶液的濃度既不能太濃，也不能太稀，應(yīng)適中。品紅、高錳酸鉀溶液的濃度太濃，著色深，需要二氧化硫量多，褪色時(shí)間長；濃度太稀，著色淺，需要二氧化硫量少，褪色時(shí)間短，但可見度差。硫化鈉溶液的濃度太濃，堿性強(qiáng)，需要二氧化硫量多，顯出淡黃色需要很長時(shí)間；濃度太稀，堿性弱，需要二氧化硫量則少，但生成硫的量也少，顯色不明顯。3.在亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)后期時(shí)，二氧化硫氣流產(chǎn)生的速度變慢，可用小火微熱以加速氣體的發(fā)生。4.亞硫酸鈉放置過久可能被氧化成硫酸鈉．為此，最好選用新開瓶的無水亞硫酸鈉，以保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。六、實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)1.將二氧化硫的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)集中在1個(gè)密閉式儀器內(nèi)完成，使實(shí)驗(yàn)裝置簡單、操作簡便、實(shí)用、省時(shí)，可防止有毒氣體污染教學(xué)環(huán)境。2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，藥品用量少，適合課堂演示。3.還能適用于硫化氫、鹵族元素等某些氣體物質(zhì)性質(zhì)系列實(shí)驗(yàn)的演示。4.能使課堂教學(xué)更加直觀，學(xué)生注意力更加集中，具有啟發(fā)性。參考文獻(xiàn)[1]人民教育出版社化學(xué)室編.全日制普通高級中學(xué)教科書(試驗(yàn)修訂本，必修)化學(xué)，第一冊，第二版，北京：人民教育出版社,2000:130~131.[2]熊言林.二氧化硫系列演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì).化學(xué)教育，2001,22(12):37.二、學(xué)生實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)在化學(xué)教學(xué)中，安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)的目的是鞏固學(xué)生所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和動(dòng)手能力。因此，設(shè)計(jì)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有安全性高、裝置簡單、操作難度小、容易成功的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例四Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握有關(guān)Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)操作。2.熟練地掌握Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)變的有關(guān)原理。二、實(shí)驗(yàn)原理由結(jié)構(gòu)分析可知，F(xiàn)e2+有較強(qiáng)的還原性，而Fe3+有明顯的氧化性，通過加入氧化劑或還原劑實(shí)現(xiàn)兩者的相互轉(zhuǎn)變。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式如下：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+(血紅色溶液)Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓(白色)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(紅褐色)2Fe3++Fe=3Fe2+2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+三、實(shí)驗(yàn)用品0.5mol·L-1FeCl2溶液，0.5mol·L-1KSCN溶液，氯水，0.5mol·L-1FeCl3溶液，5%NaOH溶液，涂有石蠟層的銅板，試管，膠頭滴管，小刀，還原鐵粉，飽和的FeCl3溶液。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.往2mL0.5mol·L-1FeCl2溶液中滴加氯水，振蕩，溶液淺綠色變成棕黃色，往此溶液中再滴加0.5mol·L-1KSCN溶液，溶液變成血紅色。往等體積的FeCl2溶液和氯水中分別滴入KSCN溶液，無顏色變化現(xiàn)象發(fā)生；將兩溶液混合后，呈血紅色。結(jié)論：氯水能把Fe2+氧化成Fe3+，生成的Fe3+可用KSCN溶液檢驗(yàn)。2.往2mL0.5mol·L-1FeCl2溶液中加入5%NaOH溶液，生成白色沉淀，振蕩試管，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。結(jié)論：在堿性條件下，氧氣易把Fe2+氧化成Fe3+。3.往3mL0.5mol·L-1FeCl3溶液中加入過量鐵粉，振蕩，靜置，溶液由棕黃色變成淺綠色，再滴加KSCN溶液無顏色變化。4.在涂有石蠟層的銅板上用小刀刻字(把石蠟刻去，露出銅板)，在刻過字的地方用飽和的FeCl3溶液浸泡，靜置一段時(shí)間后，用水洗凈殘液，再用熱水除去石蠟層，可觀察到在銅板上留下清晰的凹型字。由3、4可以得出結(jié)論：鐵、銅等還原劑能把Fe3+還原成Fe2+。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論Fe2+有較強(qiáng)的還原性，F(xiàn)e3+有較強(qiáng)的氧化性，要實(shí)現(xiàn)二者的轉(zhuǎn)換可使用常見的強(qiáng)氧化劑或常見的一般還原劑。六、注意事項(xiàng)(略)參考文獻(xiàn)[1]畢華林等主編.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究.青島:青島海洋大學(xué)出版社,1998:31實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例五模擬氨堿法制備純堿的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握模擬氨堿法制備純堿的實(shí)驗(yàn)操作。2.鞏固和掌握氨堿法制備純堿的實(shí)驗(yàn)原理。二、實(shí)驗(yàn)原理往被氯化鈉飽和的濃氨水中通入過量二氧化碳，在溶液中存在NH、HCO、N、Cl-四種離子，在它們可能組成的四種物質(zhì)中，各自的溶解度(20℃)為：NH4HCO3-21.0g,NaCl-35.9g,NH4Cl-37.2g,NaHCO3-9.6g。碳酸氫鈉溶解度最小，故以晶體形式從溶液中析出。該反應(yīng)溫度一般不超過35℃；若溫度過高，氨氣和二氧化碳在水中溶解度減小，將影響碳酸氫鈉的產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)所需的二氧化碳在實(shí)驗(yàn)室中可用碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)制得。有關(guān)的化學(xué)方程式如下：CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑NH3+CO2+H2O===NH4HCO3NH4HCO3+NaCl===NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑三、實(shí)驗(yàn)用品模擬氨堿法制純堿實(shí)驗(yàn)裝置圖1.鹽酸2.碳酸鈣3.水4.氨鹽水模擬氨堿法制純堿實(shí)驗(yàn)裝置圖1.鹽酸2.碳酸鈣3.水4.氨鹽水5.冰浴四、實(shí)驗(yàn)裝置（如右圖所示）五、實(shí)驗(yàn)步驟1.配制被NaCl飽和的濃氨水溶液，儲于大試管中，將大試管置于盛有冰—丙酮的冰浴中冷卻。2.按右圖裝配儀器，檢查裝置氣密性。3.制取二氧化碳，將洗滌后的二氧化碳通入盛有氨鹽水的大試管中，看到有白色沉淀生成。4.至沉淀較多時(shí)，取出試管，過濾。將所得白色固體用少量水進(jìn)行洗滌。5.將所得的固體移至蒸發(fā)皿中，用酒精燈加熱并不斷攪拌，直至全部變?yōu)榘咨勰橹?，即得到純堿。六、注意事項(xiàng)1.加熱NaHCO3使其分解時(shí)，若攪拌不勻，易產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象。開始時(shí)要小火，不斷攪拌，至無大量水蒸氣產(chǎn)生時(shí)再強(qiáng)熱。2.制二氧化碳時(shí)，開始應(yīng)少加一些鹽酸，若產(chǎn)生的二氧化碳量不夠時(shí)，可再繼續(xù)加入，以節(jié)約藥品。二氧化碳發(fā)生器若改為啟普發(fā)生器則更為方便。參考文獻(xiàn)[1]保羅·羅斯伯格(美)，衛(wèi)子光等.新化學(xué)實(shí)驗(yàn).天津:天津科學(xué)出版社，1985實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例六濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)硝酸的主要特性是具有強(qiáng)氧化性，能跟多種金屬單質(zhì)反應(yīng)。常見的金屬單質(zhì)有鈉、鎂、鋁、鋅、鐵、銅等，其中銅跟硝酸反應(yīng)更具代表性，可最大限度地讓學(xué)生了解硝酸跟變價(jià)金屬銅反應(yīng)情況，因此新、舊教材中都編有濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)。硝酸跟銅反應(yīng)的現(xiàn)象與硝酸的濃度有關(guān)，濃度不同，其反應(yīng)速率、產(chǎn)生有毒氣體的種類和顏色以及反應(yīng)后所得溶液的顏色等均不相同。如何將硝酸跟銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都能直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，并能引起學(xué)生深刻地思考和自覺地探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與化學(xué)本質(zhì)的因果關(guān)系，對學(xué)生學(xué)好這部分內(nèi)容以及培養(yǎng)學(xué)生的能力將起到積極的作用。下面介紹一種從教學(xué)的角度，科學(xué)地設(shè)計(jì)出濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)方案。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的1.有助于學(xué)生更好地理解和掌握硝酸的重要特性。2.有助于學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與化學(xué)本質(zhì)的因果關(guān)系，活躍思維，激發(fā)興趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。3.有助于開展實(shí)驗(yàn)方法教育和環(huán)保意識教育。二、實(shí)驗(yàn)用品濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)裝置圖1.稀硝酸2、7.濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)裝置圖1.稀硝酸2、7.細(xì)銅絲3.雙連球氣唧4.T形管5.吸有氫氧化鈉溶液的脫脂棉6.濃硝酸8.橡皮管三、實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.兩玻璃棒下端各纏10cm長的細(xì)銅絲(照明燈頭線內(nèi)芯，并且用砂紙打亮)。球形干燥管內(nèi)放吸有5％氫氧化鈉溶液的脫脂棉。左邊具支試管內(nèi)盛放3mL濃硝酸，右邊具支試管內(nèi)盛放6mL稀硝酸(2:3)，并加入少量碳酸氫鈉晶體，立即按實(shí)驗(yàn)裝置圖連接好儀器。[問題1．右邊具支試管中加入少量碳酸氫鈉晶體的目的是什么?]2.將兩支玻璃棒同時(shí)向下插入，使其細(xì)銅絲大部分浸入硝酸里。[問題2．濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)速率如何?][問題3．濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)生成的氣體是什么顏色?各是什么物質(zhì)?]3.反應(yīng)一段時(shí)間后，將兩支玻璃棒向上拉升，使其細(xì)銅絲與硝酸脫離，反應(yīng)即_____。4.向右邊具支試管內(nèi)鼓入空氣，管內(nèi)氣體由______色立即變?yōu)開_____色。[問題4．向右邊具支試管內(nèi)鼓入空氣，其管內(nèi)氣體的顏色將發(fā)生何種變化?寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。5.濃硝酸跟銅反應(yīng)后所得溶液呈______色，稀硝酸跟銅反應(yīng)后所得溶液呈______色。[問題5．濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)后所得溶液呈現(xiàn)何種顏色?]用小火加熱左邊具支試管內(nèi)的溶液，其溶液由______色變成______色。[問題6．濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)后所得溶液為什么會呈現(xiàn)不同種顏色?怎樣驗(yàn)證你的理由?][問題7．通過上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、思考與剖析，請學(xué)生寫出濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)的化學(xué)方程式。][問題8．實(shí)驗(yàn)裝置中，干燥管內(nèi)脫脂棉上氫氧化鈉溶液的用途是什么(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)?]五、實(shí)驗(yàn)說明1.實(shí)驗(yàn)裝置要密閉不漏氣。用兩只鐵夾將兩支具支試管固定在一個(gè)鐵架臺上，整套裝置既穩(wěn)定又能方便地挪動(dòng)。23.硝酸跟銅反應(yīng)隨硝酸濃度不同可生成不同的還原產(chǎn)物，硝酸濃度在10mol·L-1以上可以生成NO2，6mol·L-1以下生成NO。在本實(shí)驗(yàn)中，稀硝酸濃度既不能太高，也不能太低，太高易產(chǎn)生NO2，太低反應(yīng)又會過慢，影響觀察。一般用2:3的硝酸(約5.2mol·L-1)實(shí)驗(yàn)效果比較好。稀硝酸跟銅反應(yīng)太慢，可用酒精燈火焰微熱。4.濃硝酸跟銅反應(yīng)后所得溶液呈綠色，是由于生成的NO2溶于硝酸中呈黃色，而生成的硝酸銅溶液呈藍(lán)色，兩顏色溶液混合后即為綠色溶液．當(dāng)加熱綠色溶液時(shí)，逸出紅棕色氣體，溶液便呈藍(lán)色。在加熱過程中，也有部分硝酸分解。5.濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)，其反應(yīng)速率都由慢到快，再由快到慢的變化，但前者這種變化更劇烈。這種現(xiàn)象與硝酸的濃度、反應(yīng)放出的熱量、催化劑等多種因素綜合影響有關(guān)。6.濃、稀硝酸跟銅同時(shí)反應(yīng)的目的，一是比較兩者反應(yīng)現(xiàn)象，一是使生成的NO2和NO都能被氫氧化鈉溶液吸收，可避免有害氣體對環(huán)境的污染。NO2+NO+2NaOH＝2NaNO2+H2O六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.實(shí)驗(yàn)裝置簡單，操作簡便，用藥少，污染小。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)新穎，遵循認(rèn)識規(guī)律、科學(xué)過程，合理地安排實(shí)驗(yàn)的先后順序，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鮮明，對比性強(qiáng)，具有啟發(fā)性。3.可使學(xué)生能最大限度地做到觀察與思考同步，實(shí)驗(yàn)與思維并進(jìn)，從而達(dá)到傳授知識與能力培養(yǎng)的統(tǒng)一。參考文獻(xiàn)[1]北京師范大學(xué)等三校無機(jī)化學(xué)教研室編．無機(jī)化學(xué)(下冊)(第三版)。北京：高等教育出版社，1992：515~533[2]人教社化學(xué)室編．高中化學(xué)(必修)(第二版)．北京：人民教育出版社。1995：178~180[3]人教社化學(xué)室編著．高中化學(xué)(試驗(yàn)本)(第二冊)(第一版)．北京；人民教育出版社，1997：30~32[4]熊言林.濃、稀硝酸跟銅反應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)新設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器,2002,(7~8):38~39三、綜合活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)綜合活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)是一種對學(xué)生進(jìn)行化學(xué)知識、實(shí)驗(yàn)操作技能、心智技能的綜合訓(xùn)練形式的一類實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生綜合運(yùn)用有關(guān)化學(xué)知識和技能，充分發(fā)揮分析、綜合、概括等邏輯思維能力，創(chuàng)造性地解決有關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題。安排這類實(shí)驗(yàn)的目的是為了拓寬學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鞏固和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，鍛煉學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。綜合活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)不受化學(xué)教學(xué)大綱的限制，內(nèi)容豐富新穎，綜合性、趣味性強(qiáng)等。1.綜合性綜合活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)要求知識運(yùn)用有綜合性，操作技能有綜合性，能力培養(yǎng)有綜合性。知識運(yùn)用有綜合性，是指實(shí)驗(yàn)原理所涉及的知識點(diǎn)多，跨度較大，需要學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識才能完成實(shí)驗(yàn)。操作技能有綜合性，是指實(shí)驗(yàn)所涉及的實(shí)驗(yàn)基本操作技能和儀器使用技能不止一項(xiàng)，而是多項(xiàng)的綜合運(yùn)用。能力培養(yǎng)有綜合性，是指實(shí)驗(yàn)中要培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的能力，等等。2.科學(xué)性科學(xué)性是一切化學(xué)實(shí)驗(yàn)的靈魂，綜合活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)當(dāng)然不能例外。不能單純?yōu)榱俗非缶C合、趣味、刺激而違反科學(xué)性，反而把綜合活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)復(fù)雜化、神秘化，更不能為追求刺激強(qiáng)烈而加大藥品用量，或違反操作規(guī)程，這不但容易引起事故，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。3.拓展性綜合活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不僅要把知識的運(yùn)用引向深入，讓學(xué)生通過重點(diǎn)知識在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，加深理解實(shí)驗(yàn)原理，使知識的掌握更加牢固，而且還要拓寬學(xué)生的知識面。4.趣味性綜合活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)形式、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等方面要盡量與課堂教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)不同，讓學(xué)生做起來、看起來都感到新穎，從而產(chǎn)生濃厚的興趣。5.創(chuàng)新性綜合活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的難度要超過其他實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的難度，不能簡單地重復(fù)或者疊加幾個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)，而要有創(chuàng)新性，以使學(xué)生在知識運(yùn)用、能力培養(yǎng)方面有所提高。因此，在設(shè)計(jì)綜合活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)體現(xiàn)上述有關(guān)特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例七證明氯酸鉀里元素成分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)會定性分析氯酸鉀里元素成分的實(shí)驗(yàn)原理。2.掌握定性分析氯酸鉀里元素成分的實(shí)驗(yàn)操作方法。二、實(shí)驗(yàn)原理2KClO3=2KCl+3O2↑Cl-+Ag+=AgCl↓(白色)K+的焰色反應(yīng)呈淺紫色。三、實(shí)驗(yàn)用品鐵架臺(帶鐵夾)1付，硬質(zhì)試管1支，木條2支，酒精燈1盞，蒸發(fā)皿1只；KClO3，1%AgNO3溶液，2%HNO3溶液，無水乙醇。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.將1gKClO3放入試管里，加熱，用帶火星的木條檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體。現(xiàn)象是木條復(fù)燃，證明有氧氣生成。2.把1中的殘?jiān)苡谒∩蠈忧逡?，?%AgNO3溶液滴入，再滴加1-2滴稀硝酸?，F(xiàn)象是有白色沉淀產(chǎn)生，證明晶體中含Cl-離子。3.取5mL無水乙醇放入干燥的蒸發(fā)皿中，點(diǎn)燃后，將原晶體粉末撒在乙醇燃燒的火焰上?，F(xiàn)象是火焰呈淺紫色，證明溶液中含有K+離子，亦證明晶體中含鉀元素。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：氯酸鉀的成分里含有鉀、氧和氯三種元素。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.用帶火星的木條檢驗(yàn)氧氣時(shí)，應(yīng)把木條插入試管內(nèi)，但不能觸及試管中藥品，以免引起爆炸。2.進(jìn)行焰色反應(yīng)時(shí)，不能用藍(lán)色鈷玻璃，否則會引起異議。參考文獻(xiàn)[1]畢華林等.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究.青島:青島海洋大學(xué)出版社,1998:41實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例八乙酸乙酯水解實(shí)驗(yàn)新設(shè)計(jì)一、問題的提出酯的重要化學(xué)性質(zhì)是在一定條件下能夠跟水發(fā)生水解反應(yīng)。酯的水解反應(yīng)是酯化反應(yīng)的逆反應(yīng)，也是吸熱反應(yīng)．為了說明酯在不同介質(zhì)條件下的水解程度，高中化學(xué)課本(必修)第二冊154頁上安排了乙酸乙酯水解反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)5—8)[現(xiàn)高中化學(xué)課本(試驗(yàn)本)第二冊(Ⅱ)223頁上(實(shí)驗(yàn)7—11)]。若按實(shí)驗(yàn)5~8所述的方法實(shí)驗(yàn)，卻存在以下3個(gè)問題。1.乙酸乙酯用量太少，缺乏直觀性乙酸乙酯的密度為0．9003g/cm3，15℃時(shí)的溶解度為8.5g，即10體積水大約可以溶解1體積乙酸乙酯。實(shí)驗(yàn)5—8中，用6滴乙酸乙酯(約0.3mL，按1mL約20滴計(jì)算的)滴入5.5mL蒸餾水中，酯將全部溶于水，無酯層可見，致使演示實(shí)驗(yàn)缺乏直觀性。2.無冷凝裝置，易產(chǎn)生異議結(jié)論乙酸乙酯沸點(diǎn)低，易揮發(fā)。演示實(shí)驗(yàn)的水浴溫度為70—80℃，乙酸乙酯的沸點(diǎn)(77.06℃)正處在此水浴溫度范圍內(nèi)，而實(shí)驗(yàn)又無冷凝裝置。難免使本來用量太少的乙酸乙酯又要揮發(fā)掉一些。這樣，學(xué)生會誤認(rèn)為無酯味的試管是由于乙酸乙酯受熱揮發(fā)所致。3.實(shí)驗(yàn)的可信度差由于上述1中的原因，乙酸乙酯水解現(xiàn)象只有靠嗅覺乙酸乙酯的氣味變化來判斷乙酸乙酯的水解程度。這種方法只有教室前排個(gè)別學(xué)生能夠嗅覺試管中酯的氣味，而絕大多數(shù)學(xué)生卻不能，加之上述2中的原因，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將難以使學(xué)生信服。由此可知，我們有必要對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，采用新的方法演示。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路乙酸乙酯水解實(shí)驗(yàn)新裝置圖(1)乙酸乙酯水解實(shí)驗(yàn)新裝置圖(1)開水(2)蒸餾水+亞甲基籃溶液(3)、(4)、(5)乙酸乙酯(6)氫氧化鈉溶液+亞甲基藍(lán)溶液(7)稀硫酸+亞甲基藍(lán)溶液三、實(shí)驗(yàn)用品四、實(shí)驗(yàn)裝置乙酸乙酯實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示。每支試管口上配有長約20cm玻璃導(dǎo)管的單孔橡皮塞，作為冷凝裝置。五、實(shí)驗(yàn)步驟1.取3支20×200mm的試管，并按l、2、3編號。2.在1、2、3號試管里依次加入6mL蒸餾水、6mL稀硫酸(1:5)、6mL8％的氫氧化鈉溶液，再各加入1滴0.2％亞甲基藍(lán)溶液和1滴管的乙酸乙酯(約1mL)后，分別塞上帶有長約20cm玻璃導(dǎo)管的單孔橡皮塞，振蕩，靜置。第1、2號試管內(nèi)，酯層為無色，水溶液層為藍(lán)色。第3號試管內(nèi)，酯層為紅色，水溶液層為藍(lán)色。3.取1只500mL燒杯，從熱水瓶里倒入約200—300mL開水(90—95℃)，將上述3支試管同時(shí)插入開水里水浴。每隔20s鐘，將3支試管同時(shí)取出、振蕩10s鐘后，并立即放回?zé)崴≈小?shí)驗(yàn)結(jié)果如下表(注：水浴時(shí)間欄是指從一開始水浴加熱時(shí)算起，其中包括振蕩的時(shí)間)。試管號水浴時(shí)間實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論14min鐘無色酯層量基本不變，水溶液層為藍(lán)色酯在蒸餾水里基本不水解21min鐘無色酯層減少約一半，水溶液層為藍(lán)色酯在強(qiáng)酸性溶液里水解慢2.5min鐘無色酯層消失，只有藍(lán)色水溶液層31min鐘紅色酯層消失，只有藍(lán)色水溶液層酯在強(qiáng)堿性溶液里水解快六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)裝置簡單，操作方便，需時(shí)較短，現(xiàn)象鮮明，直觀性強(qiáng)，可信度大，有利于啟發(fā)講解，拓寬學(xué)生思維。七、實(shí)驗(yàn)說明1.使用亞甲基藍(lán)的目的，是為了區(qū)分酯層和水溶液層，以增加實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可見度，便于對比觀察。亞甲基藍(lán)是一種氧化還原指示劑，其水溶液呈藍(lán)色，不溶于乙酸乙酯。在強(qiáng)堿性溶液中，亞甲基藍(lán)能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成一種物質(zhì)(季硫堿)，在水溶液中仍呈藍(lán)色。但此物質(zhì)在水溶液中能被乙酸乙酯萃取，使酯層呈紅色。學(xué)名：亞甲藍(lán)(Methyleneblue)C16H18ClN3S·3H2O＝373.9結(jié)構(gòu)式：別名：品藍(lán)，次甲基藍(lán)，四甲基藍(lán)，鹽基湖藍(lán)，堿性亞甲天藍(lán)性狀：發(fā)亮深綠色結(jié)晶或細(xì)小深褐色粉末，帶青銅光澤。無氣味。在空氣中穩(wěn)定。易溶于水，能溶于醇，溶液為天藍(lán)色，溶于氯仿，不溶于醚和苯。水溶液遇鋅粉及稀硫酸能褪色，但暴露空氣中能恢復(fù)，若加氨水則恢復(fù)更快。能與多數(shù)無機(jī)鹽生成復(fù)鹽。最大吸收值668，609nm。2.酯的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，水浴溫度越高越好，水浴溫度高，酯水解速度快，短時(shí)間內(nèi)能出現(xiàn)明顯的酯層量減少的現(xiàn)象。但水浴溫度超過乙酸乙酯的沸點(diǎn)，乙酸乙酯揮發(fā)快，反而得不到令人信服的正確結(jié)果。因此，本實(shí)驗(yàn)增添了冷凝裝置，這樣就不需要控制熱水溫度，也不用擔(dān)心水浴溫度超過乙酸乙酯的沸點(diǎn)，可用熱水瓶里的開水直接進(jìn)行水浴加熱，使實(shí)驗(yàn)操作簡單化。3.酸、堿的濃度要適合，藥品的用量要適當(dāng)。一般來說，酸、堿濃度大，酯水解速度快；濃度低水解速度慢。但要使水解結(jié)果酯層量有明顯的梯度變化時(shí)，就得有適合的酸、堿濃度和適當(dāng)?shù)乃幤酚昧?。否則，將會出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。4.振蕩試管的次數(shù)要適當(dāng)。酯層在水溶液層上方，振蕩試管有利于酯與酸、堿溶液的接觸機(jī)會，加快水解速度。但太頻繁地振蕩試管，會使反應(yīng)溫度降低，延長反應(yīng)時(shí)間，尤其在冬季。參考文獻(xiàn)[1]人教社化學(xué)室編．高中化學(xué)(必修)(第二冊)(第二版).北京：人民教育出版社，1995：154[2]人教社化學(xué)室編著．高中化學(xué)(試驗(yàn)本)(第二冊)(第一版)．北京：人民教育出版社，1997：223[3]熊言林.乙酸乙酯水解實(shí)驗(yàn)新設(shè)計(jì).中國教育技術(shù)裝備,2002,(7):21~22實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示例九一個(gè)激趣啟思的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——亞甲藍(lán)反復(fù)變色的實(shí)驗(yàn)一、問題的提出化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。在化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)以其鮮明而有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，成為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，提高學(xué)生素質(zhì)的極好材料，是其他教學(xué)形式無法與之相媲美的。因此，化學(xué)教學(xué)時(shí)教師要努力克服種種困難，盡量設(shè)計(jì)并開展一些科學(xué)、合理的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，充分靈活地發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能，從而對學(xué)生的素質(zhì)進(jìn)行全面的和諧的高層次的培養(yǎng)。下面是為化學(xué)活動(dòng)課設(shè)計(jì)的一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法介紹如下。二、實(shí)驗(yàn)用品葡萄糖、氫氧化鈉、亞甲藍(lán)溶液(0．2％)、蒸餾水、氫氣(自制)、氧氣(自制)，250mL錐形瓶1只、20×200mm試管2支、止水夾2只、雙孔橡皮塞1只。三、實(shí)驗(yàn)原理亞甲藍(lán)(MethyleneBlue)是一種氧化還原指標(biāo)劑。在堿性條件下，藍(lán)色的亞甲藍(lán)溶液可被葡萄糖還原成無色的亞甲白(MethyleneWhite)溶液。振蕩該混合溶液，使其溶人空氣或氧氣后，亞甲白被氧氣氧化成亞甲藍(lán)，致使該混合溶液又呈現(xiàn)藍(lán)色。若靜置混合溶液