化学教学论实验讲义2015版

化学教学论实验教学讲义目录教学论实验教学程序……………1试讲内容…………2实验一气体制备及性质实验研究——氧气的制取与性质……3实验二喷泉实验研究——氨气的制取及喷泉实验……………7实验三定量化学研究——水果电池能力检测及乙醇结构式的确定…………9实验四电化学研究——电解与电镀……………11实验五趣味化学实验研究——“水火系列”趣味实验………13⑷喷泉的液体为什么不能充满整个烧瓶？

实验三定量（理论）化学研究——水果电池能力检测及乙醇结构式的确定【实验目的】1、探究影响原电池电动势的因素；探究不同水果的发电能力；了解水果发电的原理，培养学习兴趣。2、以定量实验的方法证明乙醇的结构，培养中学生的逻辑思维能力，掌握定量实验的思想与方法。【实验原理】1、水果电池：在水果里面插入化学活性不同的金属并形成回路，由于水果里面有酸性电解质，可以形成一个原电池。2、钠与乙醇反应，生成乙醇钠并逸出氢气。由于生成的乙醇钠包在钠的表面，使反应缓慢，甚至中止。采用加热（使钠与乙醇钠熔融）与振荡的方法能有效地提高氢气得率。【仪器与药品】1.铝片、粗铜丝、剪刀、灵敏电压计或电流计、导线、蔬果（番茄、土豆、橙子等）2.水槽，5ml注射器、导管、铁架台、载玻片、试管、50ml量筒、无水乙醇、金属钠（保存在煤油中）、水、酒精灯【实验步骤】1、水果电池（1）猜想。猜想一：水果电池电压与水果种类有关；猜想二：水果电池电压与两电极间距离有关；猜想三：水果电池电压与两电极插入水果的深度有关；猜想四：水果电压与水果大小有关。猜想五：水果电池组合能形成更大的电量。（2）设计实验编号种类与数量深度两级间距电压电量（持续时间）1一个**234两个半个5两个**……把材料1按照下左图的方式连接，每隔10秒记下电表度数。2、乙醇结构式的确定按上左实验装置图装好实验装置，在试管里放入已擦干煤油和去除氧化膜的钠片，试管的胶塞中央，插人一个事先抽入0.4mL无水乙醇的注射器。(2)经检查装置的气密性后，缓慢挤压注射器慢慢的加人0.1rnL无水乙醇，同时尽量摇动试管，使钠与无水乙醇充分接触一段时间后在加入一些乙醇，加入量不宜过多，速度也不宜过快，同时用量筒用排水法收集生成的氢气。当反应接近停止时，可将试管稍稍加热。等到没有气体产生、使装置冷却到室温时，准确读出量筒上的刻度，这就是室温下0.4mL无水乙醇与足量钠反应生成氢气的体积。重复2次求均值。【注意事项】1．金属钠应取过量，以保证所有乙醇全部反应，金属钠表面的煤油要擦干净，钠要切成很薄很薄的碎片。2.反应器要绝对干燥；整个装置绝对不能漏气，否则误差较大。3．金属钠与乙醇反应生成乙醇钠，随着反应不断进行，乙醇钠附着在金属钠的表面上，而使里面的钠不能与乙醇继续反应。为此要先将金属钠制成钠片，才能与乙醇反应。4．滴加乙醇的速率不能过快。要一滴一滴的加入，一滴反应接近于完成时再加一滴。因为该反应是放热反应，且乙醇易挥发，会造成实际参加反应的量低于所取的量。因此要逐滴加入乙醇，5．当全部乙醇注入试管后，待反应基本完成时，要振荡试管，以使残留在试管壁上的乙醇能完全与金属钠反应。

实验四电化学研究——电解与电泳【实验目的】使学生掌握电解饱和食盐水的实验操作技能；掌握氢氧化铁溶胶的制备以及电泳实验成功的技术关键；初步掌握这几个实验的演示教学技能。【实验原理】1、带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动，称为电泳(EP)。2、电解是指将电流通过电解质溶液或熔融态物质,而在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程。【实验用品】水槽、中号试管一架、粗铁丝、直流电源（30v）、导线若干、回形针2枚、碳棒2根、U形管、100ml烧杯、20ml量筒、单孔塞、橡胶塞、酒精灯、火柴10%Na2CO3、蒸馏水、淀粉碘化钾试纸、0.01mol/L硝酸钾、饱和食盐水、酚酞溶液、尿素、10%氢氧化钠溶液。【实验内容】1、电解水取500毫升大烧杯一只，内装2/3体积氢氧化钠溶液。取两根粗铁丝，分别套上橡皮管。两端铁丝各露出2cm左右，完成钩型。将制成的S形铁丝的一端挂在烧杯口上，另一端浸在氢氧化钠溶液中。开启直流电源，调节电压6-12伏，两端立即有气体产生，数分钟后，待接阴极试管气体占4/5时，停止通电。记录所用时间及阴阳两级各收集到多少气体。把扣在阴极上的试管竖直移出液面，残液流出，空气进入，将试管移到火焰上，观察是否发生爆鸣。用一个刚能塞住试管的塞子沿水下将另一个试管塞住，小心倒置，打开橡皮塞，用带余烬木条伸入试管，观察木条是否复燃。电解饱和食盐水如图所示，向具支U形管中滴加饱和NaCl溶液至支管以下约2cm处，并从两管口各滴加2滴酚酞试液，装上铁阴极和石墨阳极，接通低压直流电源（6～12V）。可看到电极附近产生大量气泡，在阴极区溶液变红，在阳极区上方用润湿的淀粉KI试纸试之，试纸变蓝。注意事项（1）电解用饱和氯化钠溶液在使用之前一定要精制，这样可除去其中的Ca2+、Mg2+，以避免在阴极附近出现白色浑浊现象。方法是：给盛有36gNaCl的烧杯中加入蒸馏水，边加热边搅拌，制成饱和溶液。待稍冷却，滴入2滴酚酞试液，再注入含有NaOH和Na2CO3各2g的混合溶液至碱性。静置数小时，待沉淀形成后过滤，将滤液加热至沸腾，稍冷后滴加盐酸至酚酞刚好变为无色为止。（2）电解NaCl时，在滴入酚酞的溶液表面有时会出现一层白色胶体，这是由于酚酞在饱和溶液中溶解度变小的缘故。3、胶体的制备及电泳实验（1）氢氧化铁溶胶的制备在烧杯中盛50ml蒸馏水，加热煮沸，逐滴加入1mol/L的三氯化铁溶液，至溶液呈棕红色为止。电泳在上述胶体溶液中加入2g尿素，搅拌促其溶解，然后转入U型管，至两臂各留下1/4长度的空间为止。小心地加入3ml硝酸钾溶液（为避免模糊界面，应在两臂轮流少量地滴加）。插入电极，电极下端离胶体1cm左右。通30v直流电，大约5min后就可以看到氢氧化铁溶胶液面正极降低，在负极升高。每隔一分钟记下液面移动的距离。注意事项1、氢氧化铁胶体必须是现配的，硝酸钾溶液的浓度要低。2、电极不直接接触胶体溶液，否则会电解3、阴阳两级的距离要适当，要选用较小的U型管，或将电极插入U型管底部。

实验五趣味化学实验研究——“水火系列”趣味实验总的实验器材：250ml锥形瓶、胶塞、500ml大烧杯、100ml小烧杯、大试管、100ml量筒、10ml量筒、角匙、镊子×2、酒精灯、火柴、石棉网、手帕（棉）、研钵；总的实验药品：0.1%亚甲基蓝溶液、NaOH固体、葡萄糖、酒精（95%）2瓶、无水错酸钙、氯化钠、氯化铜、浓硫酸、无水酒精、高锰酸钾固体、白砂糖、过氧化钠一、蓝瓶子实验【实验目的】1了解控制化学反应条件的作用2通过观察亚甲基蓝和亚甲基白在不同条件下的相互转化，学习观察方法，体验对比实验法【实验原理】亚甲基蓝是一种暗绿色晶体，溶于水和乙醇，在碱性溶液中，蓝色亚甲基蓝很容易被葡萄糖还原为无色亚甲基白。振荡此无色溶液时，溶液与空气接触面积增大，溶液中氧气溶解量就增多，氧气把亚甲基白氧化为亚甲基蓝，溶液又呈蓝色。静置此溶液时，有一部分溶解的氧气逸出，亚甲基蓝又被葡萄糖还原为亚甲基白。若重复振荡和静置溶液，其颜色交替出现蓝色—无色—蓝色—无色……的现象，这称为亚甲基蓝的化学振荡。它是反应体系交替发生还原与氧化反应的结果。由蓝色出现至变成无色所需要的时间是振荡周期，振荡周期长短受反应条件如溶液的酸碱度、反应物浓度和温度等因素的显著影响。当反应受到多个因素影响时，通常采用只改变某个因素，而维持其他因素不变的对照实验法进行研究。【实验用品】250ml锥形瓶、胶塞、0.1%亚甲基蓝溶液、NaOH固体、葡萄糖、秒表【实验步骤】1锥形瓶中加50mL水，1.5克葡萄糖，逐滴滴入8～10滴0.1％亚甲基蓝，振荡至溶液呈蓝色2加入2mL30％NaOH溶液，振荡试管，静置锥形瓶，观察并记录现象。再振荡锥形瓶至溶液变蓝，又静置锥形瓶，连续记录两次振荡周期（NaOH的用量不能太多）。【注意事项】NaOH的用量太多或水浴加热的水温太高会导致葡萄糖在强碱性条件下形成双键在不同位置的烯醇式和碳键断裂分解为醛，醛又聚合生成树脂状物质，最终溶液变黄失效。二、火烧手帕【实验目的】探究燃烧的条件；验证乙醇的性质；探究吸附的特点【实验原理】在水中浸透的棉手帕，纤维空隙里已渗满了谁，浸过酒精后，只是手帕表面的酒精浓度较大。燃烧时，酒精的火焰在水层外，吸附在纤维缝隙里的水分吸收酒精燃烧的热而蒸发，手帕上的温度达不到着火点。【实验准备和操作】大烧杯中盛有体积分数为55%的酒精，将一块棉手帕在水中浸透后取出轻轻挤干。再浸入酒精中，取出后轻轻挤出多余的酒精。用两把镊子分别夹住手帕一角，在火焰上点燃。等到火焰较小时，迅速摆动手帕。当火焰熄灭后，手帕完好无损。【实验用品】手帕（棉）、酒精（95%）、大烧杯、镊子×2、酒精灯、火柴、量筒（50or100ml）三、人造雪球【实验目的】探究物质的溶解性；分子间的存在空隙；分子可形成空间结构。【实验原理】醋酸钙溶于水不溶于酒精，当醋酸钙饱和溶液注入酒精中，醋酸钙即呈白色凝胶析出（雪球），酒精填充在醋酸钙凝胶的网状骨架中。点燃时酒精在燃烧，燃烧结束后剩下的是醋酸钙固体。【实验用品】无水错酸钙、水、95%酒精、氯化钠、氯化铜、50或100ml烧杯、石棉网、火柴【实验准备和操作】称取7g无水错酸钙于50或100ml小烧杯中，加入20ml水，搅拌溶解。将制好的溶液慢慢地转移到100ml95%酒精并缓慢地搅拌，观察实验现象。将制得的凝胶倒在一块干净的布上（可用实验2的手帕），稍稍挤压成雪球状。制备3个雪球，将第一个直接放在石棉网上点燃，在第二个雪球在上面撒点盐，第三个撒上氯化铜固体后再放在石棉网上点燃。观察三个雪球燃烧时火焰的颜色。石棉网可放在大烧杯上。四、“黑面包”【实验目的】验证浓硫酸的脱水性和强氧化性、探究糖类的性质与元素组成【实验原理】浓硫酸可使糖类物质脱水，产生大量的CO2和SO2气体，使剩余的物质“发”成面包状。【实验用品】白砂糖、浓硫酸、水【实验步骤】称取10克白砂糖于50毫升烧杯中，加2毫升水并搅拌均匀，然后加入5毫升浓硫酸并不断搅拌。【注意事项】1、糖的颗粒要细