渭南师院《中学化学教学论》教案02实验部分知识模块

实验部分知识模块前言：走进中学化学实验教学现代的化学研究虽然动用了大量的先进仪器进行物理测试，也采用了高新计算方法和技术进行理论预测，但总离不开传统的化学实验方法。作为中学化学教学内容的重要组成部分——化学实验来说，它更是一种最生动、最直观的教学手段。因此，师范教学一定要把实验技术等的研究放在相当重要的位置，并从师范生的要求和特点上提高认识，在具体的实验教学课程中有步骤地进行改革、探索。一）、化学实验在中学化学教学中的意义和作用不论是从人类认识规律，还是从发展学生的智力与能力、培养他们科学的世界观和方法论、提高他们的综合素质等角度来看，化学实验都具有十分重要的作用。一个概念的形成，常常需要一个过程。从实践出发，首先获得一种感性认识，然后经过分析、概括、推理，慢慢形成了一个概念，并在以后的发展中不断得到发展、完善。因此一个概念一般都是比较抽象的，化学概念也是这样。如果我们的教师能够适当配合演示实验，而且具有较理想的实验效果，无疑会激发学生的学习兴趣，帮助学生形成概念。同样，通过实验可以使学生更好地理解和深入地领会化学定律和化学原理，在帮助学生进一步消化和巩固所学的化学知识方面起到积极的作用。实验也是发展学生智力、培养辩证思维能力的一项重要措施。学生从观察到的实验现象中可以自已来解释、归纳、推理一些规律，通过自已积极的思维活动，自已给出结论。因此教师不管在演示实验还是在组织学生实验，或是在开展课外兴趣活动中，都要引导学生仔细观察实验现象，积极思考实验中的问题，认真总结实验规律和结论，以便进一步将感性认识上升到理性认识。运用化学实验不仅可以引导学生唯物地认识自然，还可以培养他们辩证地了解自然，掌握自然发展规律。例如氧化-还原反应这个对立统一规律，中和滴定中的量变到质变的飞跃，化学反应中内部结构和外部条件的关系，化分和化合的关系……如此等等。所有这些对于形成学生辩证唯物主义世界观都具有十分重要的意义。化学实验或是化学演示、或是学生自已操作，都可以使学生学会或进一步掌握一些常用仪器的实用技能和实验操作方法，如选用化学仪器、取用化学试剂，加热、冷却等控制化学反应条件，分液、蒸发、萃取、结晶、过滤、洗涤、干燥、等物质的分离、提纯等等，使学生变得心灵手巧。并能进一步培养他们自已设计实验方案、选用仪器装置和药品、观察和分析实验现象、记录和分析实验数据、归纳和总结实验结论等一整套实验研究的方法，培养他们严肃认真的科学态度和利用实验解决一些简单的化学实际问题的能力，以及有序地进行工作的习惯。而要做到这一些，选修课、课外兴趣小组活动将可充分发挥其作用，在此是大有用武之地的。二）、各类教学实验的基本要求基于上述分析，作为我们每一位即将走上中学化学教学岗位的同学(以下称实习教师)来说，进一步具体了解各类教学实验的作用和要求是十分必要的。否则在实习时可能会感到无所适从。1、演示实验演示实验是在课堂教学时由教师进行表演示范的实验。教师通过演示实验可以指导学生观察现象，引导学生思维，帮助学生获得正确而深刻的认识。演示实验是化学实验教学一种传统而基本的教学形式，通过演示实验声、光、色的效果给学生生动、直观、鲜明、深刻的印象，故它是目前我国中学化学中运用最为广泛的实验教学形式之一。其具体要求是:必需明确演示实验的目的和要求，设计好实验教学的具体方案、过程，注意在实验中要引导学生观察、思考，从中培养学生的创造精神和解决问题的能力。a、要保证实验的可见度、简易性、成功率和安全性。实验装置及操作在不影响实验效果的前提下要力争简易、突出主题，要使全体学生都能有效、清晰地观察到实验现象，每一次实验都应力争一次成功，万一失败要分析原因，重新再做，切勿文过饰非、遮遮盖盖。实验的多种安全因素中应考虑到环保的问题。b、演示实验的准备要仔细、认真，大部分实验应在课前作预试，要充分考虑到课堂演示时可能发生的各种突发性问题，并作好预防措施。实验演示时，操作要规范，器材的放置、药品的取用、实验的讲解要有条不紊。c、演示实验的教学有多种模式，在执教中应根据具体情况作出相应的选择。另外，演示实验时还可以借用幻灯、投影仪等电化教学手段来提高和强化实验教学的效果。2、学生实验和并进实验在化学课堂教学实验中，由学生动手操作的实验主要有学生实验和并进实验两大类。与演示实验相比，它更有利于学生实验操作技能的训练、培养，更能调动学生学习化学知识的积极性，对实验的各种现象更易观察，从而印象也更深刻。学生动手操作的实验在化学实验教学中占有很重要的地位，它极有利于培养学生的实践能力和创造能力，所以被列为化学教学中一类独特而重要的教学形式。学生动手操作的实验一般要注意以下几点要求：a、强调安全与演示实验相比，由学生动手操作的实验应格外注意安全，对易燃、易爆、有毒、有强腐蚀试剂等实验，必需改进到十分安全才能编排给学生操作。尤其是并进实验(又称随堂实验或边讲边实验)，由于学生活动空间小，又无水源、通风等设施，所以要用到浓酸、碱、高温或会产生有臭、有毒气体的实验一般都不宜安排。为了安全，在学生实验时教师必需经常巡视，及时剔除一切不安全的苗子。b、实验简单短小，操作方便与演示实验相比，学生实验选用的仪器应少些、小些，装置尽可能简单些，实验内容也相对较单一。对于并进实验，实验时间不宜长，操作更应简易些，如水浴、蒸镏较复杂的装置及操作均不能选入。c、准备充分周密，教法科学得体给学生准备的实验必需充分考虑到每一个细小的环节，有时一个小小的失误，就会影响到整个教学过程的进行。给每一组的仪器、试剂都必需保质保量，不能有遗漏实验物品的情况发生。学生实验在教法上要防止产生让学生盲目跟随、照方配药的情况，应该让学生动手又动脑，知道为什么要做、怎样去做的原理。通过实验活动能切实培养学生的创造、设计能力和实践能力。d、强调实验纪律，认真备课

学生实验必需经常强调实验纪律方面的教学，如实验室安全方面的纪律、实验室卫生方面的纪律、实验用品领用保管方面的纪律等等。铁的实验纪律是使每个学生能在实验室自由宽松的氛围中愉快有效学习的保障。学生实验课常会产生种种教师意想不到的问题，为此教师必需充分、认真地备好课，不打无准备之仗。3、课外活动实验化学课外活动的目的在于激发和发展学生对化学的兴趣，把化学课上获得的知识加以巩固、扩展和加深。这有利于学生发展智力，拓宽知识面，培养他们独立工作能力和创造能力。课外活动的形式有多种多样，如成立化学兴趣小组，组织课外参观、阅读、专题报告会，举办化学晚会、化学竞赛、自作教具模型展览会等等。就化学实验兴趣小组而言，通常有如下的一些做法和要求：a、参加人数在10人左右，以自愿参加为原则。每周活动1~2次，小组配正、副组长各一名(学生当)。b、活动项目、内容、进程等应充分听取学生意见，必要时可共同讨论。教师起主导、辅助的作用。c、小组要制定中、长期的活动规划，每次活动要制定明确的目标和要求，具体的活动方案也应由学生讨论后决定，然后征求教师意见。

d、实验活动后要善于及时总结经验教训，可以组织报告会，或写化学小论文等。模拟科学家进行学术研究的方法。

e、实验活动内容可来自化学教材，也可来自生活、生产及环保等领域。选题时要注意实验的安全性，趣味兴，可操作性，最好还具有一定的社会效益或经济效益。三）、关于本课程改革的几点思考指导思想:随着中学化学教育的步步深入，课程设置、教学安排乃至选用教材都会有很大的变动。不少学校已经提出，作为一名骨干教师应该做到三“会”：会开一门主课;会上一门选修课;会带一个课外兴趣小组。近年上海等地区又进一步提出了把化学课程分成基础型课程（必修）、拓展型课程（选修）和研究（探究）型课程（选修）等三种。这三种类型的化学课程形态都包含有化学实验教学。在基础型课程中，实验教学要求培养学生基础学力，注意发展性学力和创造性学力基础的培养。在拓展型课程中，实验教学要求培养学生发展性学力，兼顾创造性学力的培养，并发展学生喜欢化学、赞赏化学的个性。在研究型课程中，实验教学除了培养学生创造性学力外，还要求能发展学生探究化学问题的意识，学会探究化学问题的科学方法。显然，在上述这些化学课程中，化学实验的教学和活动形式是多样化的。我们师范教育应该适应这种形势发展的要求。1、一年一度的教育实习不仅是我系教学计划中一个十分重要以至不可缺少的组成部分，也是检验我们教学质量的一个重要环节，可以说是师大开向全市的一个窗口。因此我们必需提前进行实质性教学训练和预演。2、

作为本课程的改革，应该使广大实习教师更好发挥自己的积极主动性，真正体现参与性、讨论性和实践性，对某些实验可作进一步的研究、探索和开发。因为好多实验在前期课程可能做过，现在再做不是简单的重复，而是按上面提到的教学原则和要求去体验、去实践。具体安排:1、

基于上述想法，我们实验内容的取材主要来源于三个方面:一为配合教师课堂的演示实验;二为组织学生实验的实验课实验;三为开展课外活动的独立、设计实验。实验的次数不多，但要做精、做好、做到真正符合要求。2、

我们的实验课，除了要求实习教师动手做以外，还要腾出时间讲解。配合课堂教学的演示实验，要真刀真枪边研边做，组织学生实验的也要交代实验的目的、要求、注意事项等等。为此，除了要写实验报告外，还要写教案或把两者结合起来。3、

实习教师应该自己动手准备实验，自行设计的实验所需仪器、药品可向实验教师领取，某些材料还需自已寻找、制作，因此有的实验需做二次、三次等。某些开发性、研究性实验可以由同学选做，然后交流，并在交流中不断改进、提高。实验一化学实验基本操作练习

一）、实验目的1、了解几种加热灯具的性能和特点，学会正确的使用方法。

2、了解几种常见的玻璃材料的性能，学会鉴别玻璃材料的一些简易方法。

3、学会玻管的切割、弯曲、拉细、封口、吹制等基本加工方法。

二）、实验用品

酒精喷灯、煤气灯、丁烷灯、细玻管、粗玻管、石棉网、镊子、三角锉刀（或小砂轮）、洗耳球、火柴、螺丝帽、螺丝钉、平头老虎钳、乳胶滴头。

三）、实验操作练习

1、加热灯具的使用练习

（1）检查煤气灯橡皮管的连接是否正常，煤气开关是否处于关闭状态，煤气灯的空气门是否也处于关闭状态；在酒精喷灯中加入适量的工业酒精；在丁烷灯内注足丁烷液体。将酒精喷灯和丁烷灯的气门关闭。

（2）逐一对每一种灯具做点燃和调试火焰的操作练习。要求一次就点燃灯焰，点燃灯具后要求先产生小焰文火，再旋转燃气门逐渐调大火焰，然后旋转空气门调出各灯具的最高火焰。要求在调试中不产生熄火和内缩火现象。点火、调焰的练习结束后，熄火，并将各开关恢复到原状。

2、细玻璃管的折断把玻璃管平放在桌子的边缘，左手紧按玻璃管要截断的近旁，右手拿三角钢锉，让锉棱紧压在要截断的地方，用力向前或向后在玻璃管上锉出一道凹痕，注意不要来回拉锉。也可以用小砂轮代替三角钢锉，右手拿小砂轮，左手紧按住玻璃管，将要截断的部位沿着小砂轮转动。锉出来的凹痕要和玻璃管垂直，这样折断面才能平整。再在凹痕处用水润湿一下，两手平持玻璃管，凹痕向外，两个拇指在凹痕对面轻轻加压，同时两手轻轻一拉，玻璃管就截成两段。

3、玻璃管的弯曲

弯曲时先按所需要长度截一段玻璃管，用布擦净，在需要弯曲处用粉笔做好记号，小火预热需弯曲处，然后调节火焰，斜持玻璃管在氧化焰中加热（也可用“鱼尾”罩罩在煤气灯上以扩大加热面积），缓慢而均匀地转动玻璃管（两手用力一定要均匀，否则玻璃管容易在火焰中扭曲）。当玻璃管红软时离开火焰，按照需要弯成一定角度，同时检查角度是否正确、玻璃管是否在同一平面上，如不符合要求，趁玻璃管尚软还没有定型时纠正，然后置于石棉网上冷却。操作时要注意：¬要弯的角度愈小（如60○角，U型管等），玻璃管的受热面积就愈要大，也就是两手持玻璃管应更倾斜些。如果受热面积小或转动不均匀，弯曲时玻璃管容易瘪。弯曲时两手握住玻璃管的上部，玻璃管的弯曲部分放在两手中间的下方，均匀向中间用力，使玻璃管呈“V”字形。

4、玻璃管的熔光

把待熔光的截断面斜插在煤气灯的氧化焰中加热，并不时地缓缓转动，直到截面光滑。熔光后把玻璃管放在石棉网上冷却。

5、拉制毛细管（内径0.1～0.15厘米）

取一根长约20厘米的细玻璃管，在火焰上加热。加热的方法和玻璃管的弯曲相同，但加热时两手要平持玻璃管，玻璃管的受热面积不能太大，受热的时间要长些。待玻璃管烧到红热快要变形时离开火焰，沿水平方向慢慢地向两边拉开，边拉边转动，直到所需要的细度，趁玻璃管尚软没有定型，一手拿玻璃管，让它自然下垂，直到平直定型。冷却后把玻璃管的拉细处沿着小砂轮转动，折断后即得15～20厘米长的毛细管，把它截成两根，封闭一端，即制成测定熔点的毛细管。

6、制滴管取一根长约24厘米的细玻璃管，在中间加热并拉细，方法和拉制毛细管相同，但不要拉得太长太细。截成两段后，稍微烧一下尖嘴使之光滑，再把粗的一端烧软，并立即垂直地往石棉网上轻轻一压。或者进行翻边，即把粗的一端管口倾斜地放在煤气灯的氧化焰中加热，不时地缓缓转动到红软。离开火焰，把镊子尖端（只能用镊子尖端，否则玻璃管管口翻成的喇叭口太大）放在玻璃管口，并继续转动玻璃管，使玻璃管口向外翻出。冷却后安上乳胶滴头，即成滴管。

7、自制玻璃燃烧匙

方法一：取一根直径0.6～0.8厘米、长为30厘米的玻璃管，一端用火加热，使底部封闭，离开火焰后迅速用平头老虎钳把加热部位钳扁（一次不行，可再次加热钳扁）。然后把扁平部置于火焰上加强热至红软状，再迅速放在一只六角螺丝帽上，另用一只直径小于螺丝帽内径的螺丝钉，一边用力向螺丝帽内揿下去，使压扁部位揿有个凹坑，一边把玻璃管向上竖直，使凹坑面与玻璃管成90度。略退火（使其慢而均匀地降温，必要时可用小火均匀加热），即成一只玻璃燃烧匙（见右图）。

方法二：取一根直径0.6～0.8厘米、长为30厘米的玻璃管（九五料），一端用强火加热，使底部均匀封闭并至红软状，离开火焰后迅速在另一端吹气，使加热端鼓起一个直径约1.5～2厘米的玻璃球。将玻璃球的一面靠近火焰，使约1/3面积接触火焰，片刻后离开火焰，迅速在另一端轻轻地吸气，玻璃球的1/3立即陷进去形成了一个凹坑，该凹坑由内外二层玻璃组成。再在凹坑根部的玻管上加强热至红软状，镊子夹住凹坑，慢慢把加热部位略拉细再把拉细处弯成90度。一只双层的玻璃燃烧匙就制成了（见右图）。该燃烧匙壁薄且有二层，加热燃烧时不易破裂。

8、自制试管

截一根直径1.5～1.8厘米、长约30厘米的粗玻璃管（可以作两支试管），强热中部，呈红软时拉成两根。左手拿一根，一边慢慢地均匀转动玻璃管，一边对拉成圆锥形的一端加强热。当玻璃烧熔时，右手用镊子不断拉去多余的玻璃（要沿水平方向拉，否则试管底会歪斜）。在玻璃烧熔后自行收缩时离开火焰，轻轻向管内吹气、使管底圆润，然后退火（使试管徐徐降温，必要时可用小火加温），以防试管自行裂开。

四）、说明：

1、酒精喷灯有座式和挂式两种。座式酒精喷灯的底座为一个酒精储槽，底座上面有一个带螺旋的酒精加入孔。酒精加入量不要超过容积2/3，加好后要拧紧旋盖。点燃时先向环形凹槽内注入2/3容积的酒精并点燃，依靠酒精燃烧的热量加热灯管并使里面酒精汽化，酒精蒸汽由灯管内小孔喷出，这时可用火柴在管口点燃。灯管旁有空气调节器，可以控制燃烧程度和火焰温度。需熄火时，用石棉网盖住管口，同时打开灯座上的螺旋盖，放出酒精蒸汽后再拧紧即可。挂式酒精喷灯工作原理与座式相同，但酒精储存在由橡皮管和灯连接的园罐里。改变酒精储罐所挂的高度，可以调节导入灯管的酒精压力。这种灯的火焰温度较高，其点火及调节火焰温度的方法同上。需熄火时只要关闭酒精储罐下面的活栓，火焰就自行熄灭。

2、煤气灯也可分托盘式煤气灯和本生灯两种，结构大同小异，但原理相同，使用方法也相近。点燃煤气灯时先关闭空气门，再打开煤气开关，慢慢旋开煤气门，让煤气通入灯管，立即用火柴在管口点燃。此时产生的火焰温度不高，逐渐打开空气门，即能逐渐提高火焰的温度。当关闭煤气门后，火即自行熄灭。煤气灯使用方便，火焰温度也高，是玻管加工最佳的选择。煤气灯在使用时如空气门调得过大，会造成缩火现象，火焰缩入管内燃烧，使灯管温度不断上升，极易造成烫伤事故。所以当看到火焰颜色变绿，或听到不正常的哨叫声时，就应马上关掉煤气灯，等灯管冷却后再重新点燃。

3、丁烷灯原先是专用于金属焊接或切割的银焊枪，经化学教师对其造型略做改进后，目前在我国中学化学实验中已成为高温加热的灯具之一。其优点是携带方便，点火简易，火焰温度高。丁烷灯的底座是储放丁烷液的储气管。加液时只需将市售的丁烷气罐的尖嘴插入底座下方的进气孔中维持5～10秒钟即可（加气时进气孔要向上方）。灯的中部有一个控制燃气流量的旋转式阀门，用它可控制火焰的大小。灯的上方有三支火焰喷头，外围有一个空气阀门，用它可调节火焰温度的高低。

三种加热灯具的某些性能、特点及售价的对照表加热灯具灯具售价点火使用地点燃料耗值高温火焰中氧化焰的温度用于玻管加热的效果煤气灯最低方便快必须在有煤气源的室内便宜1560℃最好，可进行试管封底的加工等酒精喷灯较高不便慢可四处携带中等1000℃勉强可以，且只能加工细玻管，加热时间长丁烷灯最高方便快可四处携带较贵1400℃较好，但加热时间比煤气灯略长些

4、对玻璃管及其它玻璃材料和器皿进行加工时，要注意玻璃材料的特性。常见的玻璃材料有GG-17料、95料、81料及普通料。实验室中不少质量较好的硬质试管及烧杯等器皿常为GG-17料和95料。这类器皿都标有厂名或商标以及有关的等级、标称、容量和单位等字样、符号。有些没有任何商标和标记的试管、烧杯则常为质地较差的普通料（大多为回炉料），不能加强热。一般细玻璃管为95料，也有81料和普通料。81料和普通料熔点较低，加工比较方便，但由于其热膨胀系数较大，强热骤冷，容易破裂。95料及GG-17料热膨胀系数小，加强热时不易破裂，但加工的难度较大，且价格较贵。如果希望玻璃的热膨胀系数更小些，还可选用石英玻璃管，例如用于焰色反应的铂丝，其后面的玻璃柄即可选用石英玻璃，否则实验时靠近铂丝一端的玻璃因骤冷骤热极易破裂。再如，如果要在一般玻璃导管口引燃氢气，玻璃中的钠会产生干扰使火焰呈黄色，而选用石英玻璃管则可清晰地看到蓝色火焰。但石英玻璃管的价格更贵。识别玻璃材料特性的方法很多，最简单的为加热法和目测法。加热法是利用各类玻璃软化温度的不同，将玻璃管置于酒精喷灯上加热，如不久即软化而弯曲的为软质的普通料。普通料玻璃中钠的含量较高，所以软化温度较低，对其加热不久，喷灯火焰就因受钠的干扰而呈黄色。而硬质的95料、GG-17料加热时不易软化，要使之变红软状，需要较长的加强热时间，而且一旦离开火焰其又会较快的变硬。81料玻璃的软化温度介于95料和普通料之间。目测法是对玻璃进行颜色比较，如果一根玻璃管或一支试管垂直放置时，可从其横切面的上方向下观察（以增加观察的厚度），GG-17料、95料玻璃为无色或微黄或金黄色，如雀巢咖啡瓶的玻璃颜色。而普通料的颜色为青色或淡绿色，如有些装水果的广口瓶或浆糊瓶的玻璃颜色。81料的颜色介于两者之间。一般地说，颜色深，则软化温度低，热膨胀系数大，价格便宜。而颜色越淡，软化温度越高，价格也较贵（当然，这里所述仅对一般而言，例如目前市场上有一种无色软质玻璃容易混淆，鉴别时需加以注意）。另外，不同料的玻璃密度也有差异，一般硬质玻璃密度较小，普通玻璃密度较大，同样长短的玻璃管用手掂量一下就可以比较出质量的差异。常见几种玻璃的主要化学成分及其特性可参见下表。常见几种玻璃的主要化学成分及其特性玻璃名称SiO2(%)B2O3(%)Al2O3(%)软化温度（℃）膨胀系数（/℃）GG-17料80.512.7528203.2×10-695料78.414.21.77503.9×10-681料74.5856705.0×10-6普通料74.60.736508.5×10-6石英99.95//16505.5×10-7实验二气体的制备与性质研究一）、实验目的1、熟练掌握制取和收集氧气的方法及氧气性质实验的规范操作。2、实习氧气制取及化学性质演示实验的讲解方法。3、初步探索制取氧气实验的最佳方案（催化剂的选择和试剂的配比等）。二）、实验用具氯酸钾、二氧化锰、氧化铜、小块木炭、细铁丝、石灰水、大试管、试管夹、单孔橡皮塞、导气管、集气瓶、毛玻片、燃烧匙、坩埚钳、水槽、铁架台、铁夹、酒精灯(或煤气灯)、火柴。三）、实验步骤1、用KClO3制取氧气(1)、如图所示连接好装置，检查装置的气密性。(2)、把氯酸钾和二氧化锰的混合物放入试管中，再塞上带有导管的塞子，将试管用铁夹固定好。给试管加热，用排水法收集三瓶氧气(其中一瓶收集时不要将水全排尽，让瓶中留有1/5体积的水)。

思考:其间哪些问题在演示时应引导中学生进行观察、讨论，哪些问题应作解释或给出结论。2、氧气的化学性质实验(1)、木炭在氧气中燃烧用坩埚钳夹取一小块木炭放在灯焰上烧到发红，放在燃烧匙中立即伸入盛有氧气的集气瓶里。(注意别让燃烧匙接触瓶壁，以免瓶子炸裂)燃烧停止后取出燃烧匙，往集气瓶中加入5ml澄清石灰水，再振荡一下。(2)、铁跟氧气的反应把一根光亮的铁丝绕成螺旋状，一端系在燃烧匙铁柄上，另一端系上一根火柴，点燃火柴后立即将火柴带同细铁丝伸入氧气瓶中。(瓶内留有约1/5体积的水，以防熔化的产物炸裂瓶底)

思考:其间哪些问题在演示时应引导中学生进行观察、讨论，哪些问题应作解释或给出结论。四）、实验研究和讨论1、通过实验确定氯酸钾和二氧化锰的最佳质量比。提示:（1）、实验中KClO3与MnO2的质量配比可选择1:1、2:1、3:1、5:1、10:1、20:1等（也可自己选择，但各点分布应科学合理）。其中每次试验中的KClO3的质量应固定不变。中学化学教参把该演示实验KClO3与MnO2的用量定为5g：1.6g(约3:1，供参考)。（2）实验效果主要是指产生氧气的快、慢，产氧的速度是否均匀及产气的总量有否变化等。（3）实验前要设计好书面的测试计划和操作步骤，并制作好记录表格，实验中要按照计划的规定观察、记录每次实验的有关现象及数值。2、通过实验来分析用氧化铜代替二氧化锰作催化剂的优缺点。提示:(1)、本实验可用多种物质来作催化剂，氧化铜仅是其中一例。下面提供一位同学的实验测试资料仅供参考:

KClO32.8克加CuO催化剂加热制氧测试记录CuO（克）KClO3：CuOO2产量（毫升）时间（分）现

象

2.870

1:17445分解较快，排水收得的氧气纯度

1.440

1:0.56985高，闻不到氯味。反应中不出火

0.574

1:0.27295星。

0.287

1:0.17205

0.144

1:0.0573613

0.0287

1:0.0169115

0.0144

1:0.00567817

0.0029

1:0.00153219

(2)、在比较不同催化剂效果时，其他的反应条件应保持一致，例如选用的试管大小要相同、加热灯具及火焰温度要一致、混合的程度及颗粒大小也要相近等等。另外，不同催化剂对同一个反应作催化时，它们各自在达到最佳效果时的用量比例不一定相同。

（3）所谓的实验效果应是多方面的，例如产气的速度，产气的量，有否产生白烟、火星，有否较多的副反应等等。

（4）实验前，要书面设计好实验计划，编排好步骤、画好有关的记录表。实验中要及时记录有关现象和测得的数据。实验后进行逐项和综合的对比、分析，并给出自己的观点和结论。

3、关于用KClO3和MnO2来制取氧气的反应机理，有多种观点，其中有一种观点认为该反应的主要历程如下：2KClO3+2MnO42KMno4+Cl2+O22KMnO4K2MnO4+MnO2+O2K2MnO4+Cl2→2KCl+MnO2+O2———————————————————2KClO3+(2MnO2)2KCl+3O2+(2MnO2)通过上述实验的仔细观察，你认为能否接受这种观点？为什么？

4、氯酸钾是一种强氧化剂，不能混入可燃性物质（如炭粉、镁粉、纸屑及其它有机物等），以免在加热或摩擦情况下产生火花、烟雾，甚至发生小的爆炸。较大的KClO3颗粒要研细，可放在研钵里用研杵轻轻压碎，不可用力研磨，也不要和二氧化锰等混和研磨（应用角匙拌和）。如单独加热KClO3到368℃，即开始熔化，加热到约380℃时，即使没有催化剂，也会产生少量氧气。本实验中的KClO3和催化剂混和后应平铺于试管后部。

5、作业：结合初中化学课本“氧气化学性质”的演示实验，写出讲解稿，并实习试讲。实验三物质的性质与反应研究一）、实验目的1、熟练掌握木炭还原氧化铜实验操作技术，做到演示时能规范操作2、寻找并初步掌握木炭还原氧化铜实验的最佳反应条件以及实验获得成功的关键。二）、实验用品试管、铁架台、铁夹、附导管的橡皮塞、药匙、研钵、托盘天平、秤量纸、煤气灯、酒精喷灯、酒精灯、蒸发皿、玻棒、火柴、炭粉、氧化铜粉、澄清石灰水。三）、实验步骤1、如右图所示连接装置，检查气密性。2、将木炭粉和黑色氧化铜粉分别烘干，按一定质量比放入研钵中研磨混匀。把混合物放入试管底部，将导管伸入装有澄清石灰水的小试管中。(操作前要制定计划，定计划前可参阅下文或其他资料)3、选一种灯具对试管加热。4、观察到实验成功后停止加热，冷却试管至室温，把试管中产物倒在一张纸上。5、对上述各步的实验现象、效果进行分析、解释。

四）、实验研究和讨论

1、炭和氧化铜充分反应其理论上的质量比为1:13.3，但实际进行反应时，试管里的氧气要消耗一些炭，且反应中还会产生一氧化碳，故炭的用量就会偏高。有人曾提出以1:1、1:5、1:7、1:10等的质量比来做实验，当然比例太大或太小，效果都会受到影响。要现象明显，反应速度快，这就要通过自己动手摸索，否则，既浪费试剂药品，又得不到理想的结果，有时甚至还会使实验失败。为此，研究者应自已制定出具体的操作和测试的方案、计划，做几次(或多次)平行对比实验，找到本实验反应的最佳质量比。

2、在木炭还原氧化铜实验中，反应物实际的最佳质量比值要受到诸多因素的影响，例如反应试管的大小、火焰的温度、反应物颗粒的大小及混合的程度、反应物堆积的形态、反应物的含水量等等。所以说，影响本实验最终结果的因素不仅仅是反应物的质量比。在影响本实验结果的众多因素中，不少专家认为反应物的质量比、反应物研和的程度、反应物的干燥程度及加热灯焰的温度等是较为主要的几项因素。为此，试验者可以先选择1~2项因素作试验对比分析。试验方案请自行设计并定出操作步骤、计划等，然后才进行操作、试验、比较，最后对该实验成功的关键提出自己的观点。

3、写出该实验的演示讲稿，并根据实验内容讲解碳的一个重要性质——作为还原剂与某些氧化物发生反应。

4、根据本实验原理，试讲述工业上铁、锌等金属的冶炼方法。实验四物质的制备与合成研究一）、实验目的1.

初步掌握演示“合成氨”实验的成败关健和操作技能。2.

探讨、研究提高该实验成功率和演示效果的具体方法二）、实验用品

铁架台(附铁夹),Y形试管,附导管橡皮塞,反应管,直角导管,橡皮管,烧杯,酒精灯,锥形瓶，研钵,镊子,角匙。

锌粒,亚硝酸钠,饱和氯化铵,1:4稀硫酸,石棉(或玻璃丝),还原铁粉,酚酞。

三）、有关反应四）、实验步骤

1、在Y形试管的一边加入固体亚硝酸钠,再加入氯化铵饱和溶液,另一边加入锌粒和稀硫酸(两边固体试剂各约一角匙,液体试剂各约3~5ml)。取一团石棉或玻璃纤维置于研钵中,石棉上加约半角匙还原铁粉,拌匀。将附有催化剂的石棉放入反应管中。按下图所示装配好实验装置。

2、在盛有亚硝酸钠和饱和氯化铵溶液的一边加热,到氮气产生较快时(切忌制氮反应过于激烈)。把酒精灯移到催化剂下面加热。这时即能产生少量氨,约3分钟后,即能使锥形瓶内的酚酞试液变红。五）、实验说明

1、本实验为上教版高一化学教材上的演示实验。

2、本实验中氮、氢两气体的产生速度不宜过快,两种溶液更不能相遇,否则会产生二氧化氮气体,导致实验失败。为此，当制取氮气的反应过于激烈时，要用冷水浴法降温，使反应变缓。

六）、实验研究和讨论

1、本实验反应开始后,为什么要较长时间才能使酚酞变红

2、本实验中有多个反应,装置和操作也较复杂,你认为会导至实验失败

的主要因素有哪些。

3、你认为本实验能否作一些改进,使实验时间及效果更理想一些。

4、写出本实验的讲稿(教案)，作试讲。实验五化学反应条件实验研究一）、实验目的1、熟练掌握演示“氨催化氧化制硝酸”实验的操作技能。

2、了解该实验不同的几套装置，提高对实验装置的选择、评估及改进等能力。

3、提高实验研究的初步能力。二）、实验用品锥形瓶、园底烧瓶、双孔附导管橡皮塞二个、气唧、反应管、烧杯、玻璃纤维、重铬酸铵、氨水、石蕊试液。三）、原理氨的催化氧化制硝酸反应是一个很复杂的反应过程。研究表明，根据不同的反应条件可以生成不同的氧化产物，这可由下面几个反应式给于说明：

4NH3+5O2→4NO+6H2O

4NH3+4O2→2N2O+6H2O

4NH3+3O2→2N2+6H2O上述几个反应都是不可逆反应，所以实际上不可能用改变反应平衡的方法，使氨的氧化反应只生成NO，而只能选择相适宜的反应条件，改变可能发生的各反应的速度，即提高主反应的速度，使其他副反应受到抑制。事实证明，选用选择性强的催化剂是唯一能相对阻止其他副反应发生的切实可行的办法。所以催化剂的选择是本实验成功的关键之一。众所周知，铂是本实验最佳的催化剂，在本实验中其催化氨氧化的速度比常用的非铂催化剂的速度要大100倍左右。但由于铂的价格昂贵，所以在中学常选用三氧化二铬、氧化钴、铜等为本实验的催化剂。三氧化二铬是最常用的催化剂，简易的制取方法是取1~2克重铬酸铵放在新的石棉网上，用煤气灯加热使之分解。分解时桔红色的重铬酸铵变为绿色的三氧化二铬，体积也膨胀多倍。其反应式为:

上述反应有水生成，所以分解反应结束后，还应继续加热片刻，使三氧化二铬充分干燥，以提高其催化的活性。三氧化二铬可不用载体直接作催化剂，也可将它研成粉状与石棉相混，使之载于石棉上用于催化。另外还可将砖瓦砸成赤豆粒大小的碎块，浸入饱和的重铬酸铵溶液中，数小时后进行干燥、灼烧至重铬酸铵分解再用于催化。氧化钴也是本实验的较好催化剂之一，它可以不用载体直接用作催化剂，也可制成氧化钴石棉用于催化。其方法是将硝酸钴加热至分解，把得到的黑色氧化钴粉末与约10倍质量的石棉充分搅拌混匀即可。也可将石棉浸泡在硝酸钴溶液中，然后取出烘干、灼烧获得。另外，还可把红砖瓦砸成赤豆粒大小，干燥后浸入硝酸钴饱和溶液中，一至二天后一起倒入蒸发皿中加热蒸发、灼烧(在通风橱中进行)，使硝酸钴完全分解成黑色的氧化钴(Co2O3)。这样制得的催化剂，使用较长时间后仍可保持较高的活性。氧化铁对本实验也有一定的催化作用，被不少中学教师采用。一般是制成活性氧化铁石棉用于催化反应。制取方法是:在氢氧化铵溶液中注入少量氯化铁即有氢氧化铁沉淀生成，将其过滤、水洗后与石棉相混合，再加热灼烧使之分解即可。如将碱式碳酸铜加热分解成活性氧化铜用作催化剂，效果比氧化铁好。另外，还可选用铜丝、铜网、细铜丝团等金属铜及五氧化二钒、二氧化锰等金属氧化物作为本实验的催化剂。除了催化剂，本实验成功的关键还包括鼓入混合气体中氨的浓度和反应温度的控制。另外，实验装置的选择也会影响本实验的演示效果。氨的催化氧化反应为强放热反应，但温度过低，反应速度则太慢。所以本实验还是要在反应前对催化剂作预先加热处理。另外，不同的温度对NO的产率也有影响，例如用铂、铑催化剂时，最佳的反应温度为700~800oC。从化学反应式可知每一摩尔的氨需要氧气1.25摩尔。但采用这一理论上的比例会使NO的产率很低，经研究证明，氧气与氨的比值达到1.8：1左右，其NO的产率可达到最高点，该比值相当于在氨和空气的混合气体中氨的含量为10%左右。采用纯氧当然有利于NO的生成，但纯氧和氨混合后极易爆炸，而且选用氧气后会导致装置及操作的复杂化。所以本实验一般都选用空气和氨相混合进行反应，氨在混合气体中的浓度，往往由室温、氨水的浓度及用量等有关因素决定。该实验的不少设计使用了干燥剂和除氨剂，用来吸除水气和反应后多余的氨。然而这些并非是实验成、败的关键，有些装置不用干燥剂、除氨剂等，实验仍可确保成功。而氨水的浓度、反应温度、鼓入反应气体的速度是至关紧要的。如氨的浓度控制不好，有时只有白烟产生，有时只能观察到冷凝后形成的水珠，烧杯中的石蕊试液也不变红。有时实验时间拖得很长也只能产生淡淡的黄色。由此可见本实验中氨在混合气体中的浓度等因素是不能忽略的重要关键之一。四）、装置氨的催化氧化制硝酸的实验设计装置有不少。用辩证的观点看，一个装置在具备种种优点、长处的同时，难免会产生另一些负面的影响。例如对某个实验的各个环节、各种现象都考虑得十分周到，使实验每个细小的步骤、变化、现象都能清晰、精确地展示在学生面前，那么该实验的装置或操作等往往就比较繁琐复杂，可能会使一些教师不愿或不能采用，反之也一样。氨的催化氧化制硝酸的实验设计装置有很多，在有关书和期刊上发表过的，少说也有十多个。下面仅选出五种供参考、讨论:图1，是采用内热式的加热装置，其特点是加热速度快、方便(不用点酒精灯)、装置及操作较简单。但要有电源，且要注意用电的安全。图2，也是一种较筒易的装置，其特点是氨水耗用量少，操作步骤筒易。但实验成功率会产生一些问题，这就需要演示者化较多时间和精力在课前作充分的准备。上述两实验装置的尾气没安排处理，使NO2变为硝酸还要再加入水和指示剂。图3、图4为现行上海市两套中学化学教材中的该实验演示装置。图3图4图5为本次实验操作练习和试讲演示的选用装置。图5五）、实验操作1、用重铬酸铵自制三氧化二铬催化剂。(重铬酸铵取蚕豆般大小即可，太多造成浪费、喷料)2、按图5所示装配好实验装置，并检查气密性。3、装入玻璃棉、催化剂，注入100ml约2:1的氨水(氨水浓度视室温可作适当变化)，小烧杯中注入半杯水并滴加1~2ml石蕊试液。4、点燃酒精灯(或煤气灯)，加热催化剂。5、催化剂受热由草绿色变为灰黑色后，慢慢鼓入空气，注意观察催化剂是否有发红(放热)现象。6、催化剂的现象如正常，可加快鼓气速度，注意观察圆底烧瓶中气体的颜色变化及小烧杯中石蕊试液的颜色变化。7、记录实验各步有关条件和相关现象、数据。六）、说明

如果需要对各种催化剂的催化效果进行研究、比较，则可在选择好各种催化剂后再选择并固定一种实验装置，进行多次平行实验并记录各种催化剂所产生的实验效果，如产生NO2的量(通过颜色的比较)、催化剂的状态(是否发红等)、完成反应的时间等等。最后将各个实验的有关结果通过列表一一表述清楚，以便于通过分析给出科学的判断。如果想探索氨水浓度对本实验的影响，则可选择一种装置，并固定温度和其他反应条件，选择4~6种不同浓度的氨水进行对照试验，并把各种试验结果整理成表，便于最后分析。下面的表格可供同学参考、选用。

不同浓度氨水进行氨氧化实验的现象

氨水浓度

浓氨水:水

催化剂现象氧化瓶中的现象实验所用时间

1

:

0

2

:

1

1.5:

1

1

:

1

0.5:

1

如果要对各实验装置进行比较、研究，则可相对固定其他各反应条件，选用不同的仪器、装置进行对比实验，同样作观察和记录，并可把各项记录整理成表，最后经分析给出结论。七、实验分析和讨论）1、你认为影响本实验成功率的关键因素有哪些?如何解决。2、上述图1~5五个实验装置中，你认为选择哪一个更好一些?为什么?3、图3、4、5三个实验装置比较相似，试分别进行评估分析(指出各自的优缺点)。

4、查阅有关资料后，结合自已的认识，设计一个与上述不同的氨的催化氧化实验装置，画出装置图，简要阐述设计思路。

5、写出该实验演示讲稿(实验教案)，准备演示、试讲。实验六化学定量测定实验研究（本实验为上科版高三化学的学生实验）

一）、实验目的1、初步了解中学化学教材中学生实验的内容、要求和特点。2、了解中学化学定量实验对数据的准确度、精确度及仪器、药品的选择等所规定的范围及特殊要求。3、熟练掌握本实验的原理、操作及教学上的要求。

二）、实验用品简易气体发生器,洗瓶(二只),带盖集气瓶(可用约100毫升的小塑料瓶),导管,电子天平(感量0.001克),托盘天平,干燥管。大理石,盐酸,饱和碳酸氢钠,浓硫酸。

三）、实验步骤1、按下图所示装配好制取、净化和收集二氧化碳的装置。检查气密性后分别装入药品。

2、取一个洁净、干燥的带盖塑料瓶(约100ml),旋紧瓶盖后在电子天平上秤量(得m1)。。3、收集满二氧化碳并秤量。(通入二氧化碳约4分钟后,轻轻取出导管,将瓶盖旋紧后在电子天平上秤量。然后再通二氧化碳气体约2分钟,再秤量,直至前后两次秤量的差值不超过0.002g为止(得m2)。4、测量塑料瓶的容积:在塑料瓶里装满水旋紧瓶盖,瓶外壁保持干燥,在托盘天平上秤量(得m3)。

四）、实验数据记录室温:______________OC大气压:______________Pam1(瓶+空气)=_______________gm2(瓶+CO2)=________________g

(要求达到恒重,为什么？)m3(瓶+水)=________________g

五）、数据处理1、塑瓶的容积(cm3):

V(瓶)=(m3-m1)/12、塑瓶内空气质量m(空气):V=瓶内空气体积；Vo=标准状况下该空气体积；Po=1.01×103KPa；To=273K；P=实验时室内气压；T=室温+273所以有:Vo=PVTo/PoT。瓶内空气质量m(空气)=29.0×Vo/22.43、二氧化碳的相对分子质量:

m(瓶)=m1-m(空气)

m(CO2)=m2-m(瓶)

Mr(CO2)=29.0×m(CO2)/m(空气)4、相对误差:六）、研究和讨论1、上述实验所选用的仪器有哪些特点?能否达到你认为理想的准确度和精确度?2、上述实验的设计及安排在科学性方面是否存在值得探讨的问题?如m1是否就是瓶+空气的质量?这些问题能否作一些教学上的改进?3、作业:写出组织本学生实验课的讲稿(教案),实习试讲。实验七趣味性化学实验的研究一）、实验目的研究生成金属镜的条件，掌握相关的实验操作。

二）、实验用品

试管、试管夹、酒精灯、培养皿、台秤、角匙、石棉网、10%氢氧化钠溶液、5%硝酸银溶液、0.5M氨水、6M氨水、固体硝酸银(cp)、7%硫酸铜溶液、6M盐酸、3%葡萄糖溶液、37%甲醛溶液、*甲酸钠溶液、**酒石酸钾钠溶液、***银氨溶液、****10%氯化亚锡溶液。*甲酸钠溶液:10g氢氧化钠置于烧杯中，慢慢滴定4.5ml甲酸钠溶液(边滴边搅拌)，加100ml蒸馏水即成。**酒石酸钾钠溶液:四水酒石酸钾钠8g和氢氧化钠2.6g加到20ml蒸馏水中。

***银氨溶液:试管中加1ml

5%硝酸银溶液，加1滴5%氢氧化钠溶液，在不断振荡下滴加稀氨水至沉淀刚好溶解为止。

****10%氯化亚锡溶液:秤取2克氯化亚锡，先溶于少量6M盐酸中，再稀释至20ml。三）、实验步骤(一)、银镜反应1、取一支试管，加4~6滴酒石酸钾钠溶液和1ml蒸馏水，再加10滴甲酸钠溶液，振荡后加8~10滴银氨溶液，溶液呈淡棕色，再滴入1~2滴浓氨水，振荡后溶液变成无色。在50~700C水浴中加热约30~40秒即有银镜生成。2、在试管中加入3~4滴甲酸钠溶液和2ml蒸馏水，充分振荡，边滴加银氨溶液边振荡至沉淀刚好溶解(约12滴)。将试管置于700C水中加热至近沸点即有银镜生成(约8分钟)。

(二)、铜镜反应1、用肥皂洗净手，用去污粉将培养皿擦洗干净，再把洗涤剂放在小烧杯中加水溶解，加热至800C，将它倒入培养皿中，静置冷至室温，倾去后分别用水和蒸馏水全面淋洗，备用。2、将20ml氯化亚锡溶液倒入培养皿中，静止5分钟后倾去，用蒸馏水小心淋洗，待干。3、在50ml烧杯中加入2滴5%硝酸银和1滴氢氧化钠溶液，逐滴加入0.5M氨水至沉淀刚好溶解，加入15ml蒸馏水，搅拌后再加入3ml3%葡萄糖溶液，混合后立即倒入培养皿中，静置5分钟，当溶液呈棕色后倾去，用蒸馏水小心淋洗，再用烘箱烘干或晾干。4、50ml烧杯中充分混合等体积(约各7ml)7%的硫酸铜溶液、酒石酸钾钠溶液和37%甲醛溶液。立即倒入培养皿中，静置5分钟即可形成铜镜。作业;1、说明银、铜镜形成的条件和反应机理。2、把银镜反应作为演示实验、铜镜制作作为活动课实验，选择其中一个写好讲稿，并作试讲。实验八化学实验投影片的制作一）、实验目的1、了解投影片作为辅助化学实验教学的几种常用方法。2、了解旋转式、叠加式、抽动式、线叠式投影片的各自特点及制作过程。3、学习化学实验投影片的设计技巧和制作方法。二）、实验用品透明胶片、硬板纸、刀片、水彩笔(或毛笔附彩色墨水)、镊子、棉球、(公用品:订书机、粘胶纸)三）、材料准备自制投影片最主要的材料是透明胶片，即投影片的片基。如需采购，应到幻灯材料供应商店里买一种单面涂有胶膜的明胶片。它能吸附多种彩色墨水，极易上色，且上色后不易被抹去，故是投影片最好的材料。购买时应鉴别一下有否胶膜，简易有效的方法是用嘴靠近片基，对其两个面分别哈一口气，无胶膜的一面会形成一层不透明的水雾膜，而涂有胶膜面的一面不会形成水雾膜。制作投影片时，制作者也应预先作一鉴别，以免选错胶面而浪费许多绘制时间。有些偏僻的学校一时买不到涂胶片基，也可选用平时常见的醋酸纤维等片基自已上胶。上胶的方法是:把明胶、明矾和温水以约5：1：50的比例在一烧杯中混合、浸泡，然后用水浴加热或隔水蒸，加热时常搅拌。粘液太厚可加水稀释，如最后得到的粘液仍有气泡，可加少许酒精除去，因气泡会影响涂胶的质量。将基片用热的石碱水或肥皂溶液洗涤干净，再在热水中过一下，取出抛干。趁片基还有余热时用排笔蘸胶液均匀地涂刷在片基上。之后将膜面朝上平放在桌面上晾干即可。投影片上色的颜料一定要选用透明的彩色墨水。如果选用广告颜料等，因其没有透明度，在投影时一律呈黑色。普通的红、绿、蓝墨水等可以选用上色。市售6~12支成套的幻灯、照相上色用的透明彩色墨水则更理想、方便。投影片上作图写字可选用制图笔或普通钢笔(自来水笔)，涂大面积颜色时可选用毛笔。投影片的外框用硬板纸制作，如皮鞋盒的硬板纸即可使用。框架一般用二层硬板纸叠加，二层之间夹一张主片基，然后用订书机订牢。这样的框架便于安装抽动、旋转式等附加片基。四）、各种投影片的制作固定在框架中的片基可称为主片基。主片基上的文字图案在投影时一般不再发生变化和移动。投影时如果在主片基上面附加一些可添、可去、可移动、可变化的文字、图案，则可产生多种动态效果。按活动方式的不同，附加片基可分为旋转式、叠加式、抽动式等多种。1、旋转式投影片

所谓旋转式是指把画有图案的附加片用塑料或金属铆钉以一点固定在主片基的某一部位上，使附加片在主片基上能自由转动，转动片基的那部分可伸到框架外侧并剪成条状作手柄，投影时移动手柄即可使画面产生相对的旋转移动。画面转动范围可通过固定手柄活动范围加以控制。2、叠加式投影片

所谓叠加式是指把一个要展示的完整图形分割成几个部分，分别绘制在几张胶片上，除主片基外，都制成可以来回翻盖的叠加片，投影时可以把一个较复杂的装置或流程图分几步逐一展示，让学生一步步有层次地、从简到繁地去观察。在化学教学中有些立体图案如“氯化钠的晶体结构”、“乙炔分子里的大Л键”“苯分子中P轨道的重叠”等等，也可以用分层叠加的方法加以展示。3、抽动式投影片

所谓抽动式是指把一张附加片基夹在投影片的框架上，并使它能在一定范围内上、下或左、右地沿直线来回抽拉，使主片和附加片上的图文产生重叠、位移。如为表示气体分子在一容器中的压缩过程、注射器的运作过程等均可采用这种抽动式的方法进行投影展示。4、线叠式投影片

在化工生产流程图中，原料和产物的流动方向只能用箭头标出，没有动态的感觉。采用线叠式投影片可使原料或产物像连续的动态过程一样，各按自已的运动方向不断地流动，各种气、液态原料从什么地方加入，经过哪些途径，产品及废料从什么地方排出，一目了然，形像生动有趣。线叠式投影片由两张片子相叠而成，即主