《初中化学实验改进与创新案例集》

《初中化学实验改进与创新案例集》

及改进实验仪器及药品《呼出气体与吸入空气中CO2含量比较》的创新比较呼出气体和吸入空气中CO2含量的差异，探究人体呼吸对环境的影响。人体呼吸时会吸入氧气，呼出二氧化碳。通过比较呼出气体和吸入空气中CO2含量的差异，可以探究人体呼吸对环境的影响。添加气体检测仪器，可以更准确地测量CO2含量。气体检测仪器、吸氧管、呼氧管、计时器、实验报告表。实验步骤及现象1、在室内空气中使用气体检测仪器测量CO2含量，记录数据。2、使用吸氧管吸入氧气，计时2分钟后使用呼氧管呼出气体，使用气体检测仪器测量呼出气体中CO2含量，记录数据。3、重复步骤2，记录数据。4、比较吸入空气和呼出气体中CO2含量的差异。实验优点通过添加气体检测仪器，可以更准确地测量CO2含量，从而更准确地比较呼出气体和吸入空气中CO2含量的差异，探究人体呼吸对环境的影响。实验名称：收集人体呼出的气体实验目的：比较空气中与呼出气体中二氧化碳的含量的不同，开拓学生创新思维。实验原理：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故可用澄清石灰水收集呼出气体中的二氧化碳。实验仪器及药品：集气瓶、澄清石灰水、带有导气管的双孔塞。实验装置：如图所示，取一集气瓶，内装少量澄清石灰水，再连接带有导气管的双孔塞，一支导气管伸入瓶底，一支刚露出瓶塞即可。从a端吸气，观察澄清石灰水没有明显现象；从b端往集气瓶内吹气，观察澄清石灰水变浑浊。改进方案1：如图所示，取一集气瓶，内装满水，连接带有两支导气管的双孔塞，一支伸入瓶底，一支刚露出瓶塞即可。从a端呼气，水从B中被排出，即可收集满呼出气体。改进方案2：如图所示，取一集气瓶，连接带有两支导气管的双孔塞，一支伸入瓶底，一支刚露出瓶塞既可。从b端呼气，瓶内空气被排出，即可收集满呼出气体。改进方案3：如图所示，取一集气瓶侧盖一玻片，伸入一支饮料吸管伸至瓶底，用导气管呼气，瓶内空气被排出，可用一燃着的木条放在瓶口，检验呼出气体是否已满。实验优点：改进后所用仪器少，易安装，操作方便易行，启发性强且节约水。用排空气法收集呼出气体，与第六单元所强调CO2的收集方法不矛盾，可避免学生学习CO2的收集方法时产生疑惑与不解。灯上加热，白磷燃烧消耗氧气，使试管内压强减小。2．将试管倾斜45°，加入少量浓硫酸铜溶液，使其沿导管缓缓进入试管中，直至液面与乳胶管相接触，然后停止加入。3．将试管竖直放置，测出液面高度，记录下来。创新设计1．将短玻璃导管与乳胶管连接，可以使试管倾斜角度更大，使白磷燃烧更充分，提高实验的准确性。2．加入少量浓硫酸铜溶液，可以使液面上升更加明显，便于测量。3．使用弹簧夹固定橡胶塞，可以避免因橡胶塞松动而影响实验结果。4．使用烧杯装载试管，可以避免试管倾斜时倒下，造成安全隐患。5．使用酒精灯加热试管，可以使加热更加均匀，提高实验的准确性。6．使用浓度大一些的硫酸铜溶液，可以使液面上升更加明显，便于测量。中燃烧的现象；②如果火柴梗过短，铁丝在氧气中燃烧的时间过短，不易观察反应产物。因此，我们进行了创新设计，将铁丝的一端盘成螺旋状，另一端用坩埚钳夹住，并在无水乙醇中蘸满，这样可以让铁丝在氧气中燃烧的时间更长，反应产物更明显，成功率也更高。同时，我们还增加了小烧杯盛乙醇的步骤，可以更好地控制铁丝的燃烧程度，使实验更易成功。这样，学生可以更加直观地观察到铁丝在氧气中燃烧的现象，增强了实验的趣味性和教育性。本实验采用简便的实验器材，通过比较两个试管中棉线团上部液体的颜色变化来说明活性炭的吸附性。实验步骤简单，操作方便，实验现象明显，观察结果清晰。相比于教材中的实验，本实验更加直观，实验时间更短，实验结果更明显，同时也更加环保。此外，本实验材料成本低廉，易于获取，适合于农村学校进行学生的“活动与探究”，体现了“绿色环保”新课程理念。本人对教材中的木炭还原氧化铜实验进行了改进，改进后的装置简单易操作，节省药品，携带方便，时间短，褪色快，液体颜色能形成鲜明对比，实验现象非常明显，教学效果很好。学生可进行分组实验，每个学生都可以自己动手做实验，既具有教学实用，趣味性强，活性炭还可以连续反复使用，可进行多个平行班的教学，又具有可回收、低污染、省资源的环保理念。本次实验的目的是通过对木炭还原氧化铜实验探究得出木炭具有还原性。在对该实验进行改进后，解决了教材中实验现象不明显的问题，排除了反应中木炭与氧气反应生成二氧化碳对实验结果产生干扰，同时解决了实验中用木炭粉末和氧化铜粉末反应较难控制两者的比例的问题。实验步骤及现象如下：首先连接装置并检查气密性，其次将2团揉成小团的细铜丝加热直到完全变成黑色。然后将变黑色的细铜丝放入试管中，加入木炭粉至完全盖住，稍压紧。往试管中塞8根5mm的玻璃棒，连接装置。加热，直到澄清石灰水变浑浊。用止水夹夹紧橡皮管，熄灭酒精灯。待完全冷却后取出细铜丝，细铜丝变成光亮的红色。实验原理是C+CuO高温2Cu+CO2↑Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。而将氧化铜粉末改成细铜丝现场加热变黑色进行实验，排除实验后剩余的木炭粉末或氧化铜粉末掩盖了生成的铜的颜色。利用玻璃棒尽可能的排出试管中空气，排除实验过程与氧气反应中的干扰，使实验更科学，更具说服力。本次实验的创新设计启发是在一次进行木炭还原氧化铜实验的实验过程中，偶然发现没有加入灼烧变黑的铜丝，竟然看到澄清石灰水竟然变浑浊了。后来进行了多次反复的实验，证明在试管中直接加热木炭也能使澄清石灰水变浑浊，且现象明显。由此对课本的实验产生了怀疑，产生了对该实验进行创新的想法。原实验存在的问题是教材中提供的实验用木炭粉末和氧化铜粉末都是黑色粉末，实验结束后现象不明显。的实验，节约药品，减少实验成本；3、改进后的装置可以在教学中更好地展示活性炭的吸附性能，让学生更加深入地了解活性炭的应用领域和实际意义；4、改进后的装置可以避免原有装置中的漏气现象，保证实验的准确性和可靠性；5、改进后的装置可以更好地展示实验现象，增加学生的观察力和实验操作技能；6、改进后的装置可以更好地满足课程标准和教学要求，提高教学质量和效果。改进方法1、将原有装置中的玻璃棒改为塑料材质，避免玻璃棒易碎的问题；2、在装置中增加一道防漏气设计，避免漏气现象的发生；3、改变原有装置中酒精灯的位置，让其更加稳定和安全；4、增加活性炭的使用量，增强吸附效果，同时可以连续反复使用，节约药品成本；5、在实验过程中增加对活性炭吸附性能的讲解和应用案例的介绍，让学生更好地了解活性炭的实际应用。改进后的优点1、装置更加稳定、安全、易于操作，减少了实验中的意外情况；2、实验现象更加明显，能够更好地展示活性炭的吸附性能，提高学生的学习兴趣和实验操作技能；3、药品使用更加节约，可以进行多个平行班的实验，降低了实验成本；4、改进后的装置符合课程标准和教学要求，提高了教学质量和效果。实验现象：稀盐酸与大理石反应产生气体，气体经过输液器进入罐头瓶，将澄清石灰水中的钙离子沉淀，使其变为浑浊，同时树上的花朵逐渐变成紫色，表明罐内产生了二氧化碳。1、利用废弃物作材料，充分利用资源，环保节能；2、通过种植小树和观察花朵变化，将科学知识与实际生活联系起来，增强学生的学习兴趣；3、使用医用器材，增加实验的趣味性和可操作性；4、实验现象明显，能够直观地观察到二氧化碳的性质；5、通过调节液体流速控制器，能够控制气体的产生速率，使实验更加精准。）。实验仪器及药品实验装置1、将改装的矿泉水瓶中加入石灰水，插入单孔橡皮塞；2、用气球将单孔橡皮塞封住，将二氧化碳制取装置倒置，放在烧杯中；3、用醋酸钠代替盐酸，加入石灰水中，加速反应；4、观察石灰水变浑浊，停止滴加醋酸钠，观察紫花变色情况。实验步骤及现象改进后的实验装置简单易操作，能够探究二氧化碳的多种性质，同时节约药品和器材，更加安全有效。的集气瓶中，观察到小花变红，从而将实验简化为一步。同时，增加了对CO2与蒸馏水反应产生的碳酸的实验，让学生更加深入地了解CO2的性质。改进后，实验操作更加简单，易于学生理解和掌握，同时也能节约药品和器材的使用，提高实验效率和安全性。实验装置包括四朵用紫色石蕊浸过的干燥的小花、两瓶CO2、蒸馏水、醋酸、两个小水喷及药品。实验步骤为先将喷水后的小花立即放入二氧化碳的集气瓶中，观察到小花变红，然后再将干燥的小花放入蒸馏水中，再放入二氧化碳的集气瓶中，发现小花不变红。最后，将干燥的小花放入醋酸中，再放入二氧化碳的集气瓶中，发现小花不变红。通过实验观察到的现象，学生能够更深入地了解CO2与水的反应产生碳酸的性质。实验改进后，操作更加简单，易于学生掌握和理解。同时，通过简化实验步骤和增加对CO2与蒸馏水反应产生的碳酸的实验，能够更加深入地了解CO2的性质。这样的实验设计能够提高实验效率和安全性，节约药品和器材的使用，让学生更加愉悦地探究化学的奥秘。改进实验名称：探究燃烧的条件实验目的：通过简单实用的实验，探究可燃物燃烧的条件，即可燃物要与氧气充分接触，要使可燃物达到燃烧时所需的最低温度。实验原理：利用白磷和红磷的着火点不同，但具有相似的化学性质，都能与氧气发生反应，而生成的白烟五氧化二磷对人体有害。改进1：（见图1）在大烧杯中加入四分之三大约80℃左右的热水，用镊子取两小块白磷，一块放入热水中，一块用滤纸擦干表面的水后放入干燥的大试管中塞上橡皮塞，在另一个干燥的烧杯中加入少量红磷，将两个试管同时放入盛热水的大烧杯中，观察现象。将收集氧气的大试管倒扣在热水中，用坩埚钳在水面下取下橡皮塞，扣住水中的白磷，观察现象。改进2：（白磷量多时使用）（见图2）同上。改进3：（见图3）在大烧杯中加入四分之三大约80℃左右的热水，向其中加入一小块白磷，在大烧杯上放一块平整的铜片，左边放一小块表面用滤纸吸干水分的白磷，右边放少量红磷，观察现象。将收集氧气的大试管倒扣在热水中，用坩埚钳在水面下取下橡皮塞，扣住水中的白磷，观察现象。仪器的组装说明：大试管要干燥，白磷表面的水分要擦干。以上实验设计是按照实验探究的一般步骤来进行，通过对实验顺序的调整组合，引导学生逐步深入发现问题、分析问题、解决问题，更能体现实验探究的一般思路，能够达到良好的效果。注意不要让试管碰到白磷。5．观察白磷在水中燃烧的现象，同时注意观察铜片上的红磷和水中的白磷是否燃烧。改进后的实验步骤：1.在500mL的烧杯中注入400mL热水，放入小绿豆大小的白磷。2.在烧杯上盖一薄铜片，铜片的一端放一小堆红磷，另一端放一小块用滤纸吸干水后的白磷。3.往铜片上先放红磷，再放白磷，以免白磷先燃烧。4.铜片上的白磷燃烧后，用一内壁沾有水的小烧杯罩在白磷上方。5.大烧杯里的热水占四分之三，避免白磷量过大。6.观察白磷在水中燃烧的现象，同时注意观察铜片上的红磷和水中的白磷是否燃烧。7.燃烧后试管中或铜片上的白磷可能没燃完，小心处理。改进后的实验装置：使用大烧杯装置，避免五氧化二磷扩散到空气中，刺激人的呼吸道，影响健康、污染环境。同时，往水中通入空气或氧气时，熔化后的白磷往往随气流四散，很难观察到白磷在水中燃烧，因此改进后的实验装置可以更加清晰地观察到燃烧现象。在实验中，我们观察到铜片上的白磷燃烧会放出热量和黄光，并产生大量白烟，而红磷和水中的白磷则不会燃烧。我们设计了一个实验装置，用空试管罩住水中的金属圆柱体（白磷）后，水中的白磷能够燃烧。这个实验的优点在于，我们可以让学生观察到白磷燃烧的现象，同时减少白磷燃烧对空气的污染。另一个实验是《粉尘爆炸实验》，实验目的是观察可燃物与氧气在密闭容器中充分接触后遇明火发生爆炸的现象。我们改进了实验装置，将装色拉油的塑料油桶洗净后，在桶底中间挖了一个圆形的孔，并用50毫升烧杯向油桶中加入刚炒过的精制面粉。然后我们用铁丝将两支蜡烛绑在一起，放进油桶中试试高度，并将准备好的封口胶封住桶底园孔。这个实验的创新在于，我们设计了一个更加稳定和安全的实验装置，使得学生可以更加安全地观察到爆炸现象。优点：1、实验现象更加明显，能够引起学生的兴趣和好奇心；2、使用塑料片和石蜡代替温度计，更加直观，易于理解；3、实验材料简单易得，操作方便；4、环保，无需使用化学试剂，对环境无污染；5、实验成功率高，能够让学生更好地掌握知识。2.实验原理：浓硫酸和水混合会放热，因为硫酸和水反应时释放出热量。实验仪器和药品：浓硫酸、蒸馏水、量筒、烧杯、温度计、搅拌棒等。实验步骤：1.取一定量的浓硫酸和蒸馏水，分别放入两个烧杯中。2.测量两种液体的温度，记录下来。3.将两种液体缓慢地倒入一个烧杯中，同时用搅拌棒搅拌。4.每隔一段时间，测量一次混合液体的温度，记录下来。实验现象：在混合浓硫酸和蒸馏水的过程中，会有白烟冒出，同时混合液体的温度会迅速上升。实验改进后的优点：1.实验过程明显，易于观察和理解。2.实验步骤简单，学生容易掌握。3.实验现象明显，能够引起学生的兴趣和好奇心。4.实验结果可靠，能够加深学生对化学反应的理解。注意事项：1.操作时要小心，避免浓硫酸和蒸馏水溅到皮肤或眼睛。2.实验后要及时清洗实验器材，避免残留物对环境造成污染。3.实验过程中要注意安全，遵守实验室规定。管的另一端连接T形管，将塑料多用滴管的另一半套在T形管上，并用带导管的单孔橡皮塞密封好。将胶皮管的一端连接微型集气瓶，另一端连接T形管，将微型气体发生器加热，观察微型集气瓶内的气体体积变化，收集二氧化碳气体。收集完毕后，用酒精灯加热微型集气瓶，观察是否有白色沉淀生成，检验二氧化碳的纯度。4.实验操作将收集好的二氧化碳气体缓慢地通入稀NaOH溶液中，观察溶液中的气泡产生情况，随着CO2气体的通入，溶液中的气泡越来越多，最终形成一个喷泉状的气泡塔。实验结束后，将溶液倒入烧杯中，用酒精灯加热，观察是否有白色沉淀生成。实验名称：二氧化碳溶于氢氧化钠溶液的喷泉实验实验目的：通过实验观察CO2与NaOH反应的现象，体验实验探究的独特方法和乐趣。实验原理：CO2与NaOH反应产生Na2CO3和H2O，放出大量气泡，形成喷泉状气泡塔。实验仪器及药品：石灰石（或大理石）、稀盐酸（1:2）、稀NaOH溶液。实验装置：微型气体发生器、微型集气瓶、塑料多用滴管、带导管的单孔橡皮塞、T形管、胶皮管、橡皮塞、100mL烧杯、酒精灯、火柴。实验操作：1.组装仪器：将塑料多用滴管从中间剪开，将一只玻璃导管塞进带有细径的一半，制成套有去底塑料多用滴管的玻璃管，将细径部分插入T形管内并用胶皮管连接密封好。按照图示连接组装仪器。2.检查装置的气密性：在微型集气瓶的瓶口塞紧一只橡皮塞，将套有去底塑料多用滴管的玻璃管的下端插入盛有少量水的小烧杯中。挤压胶头，导管口有气泡产生，松开手，导管内形成一小段水柱，过一会儿，液面不下降，说明装置不漏气。3.制取并收集、检验二氧化碳：在微型气体发生器底部的凹坑内加入适量细小的石灰石，在塑料多用滴管内吸入稀盐酸，插入微型气体发生器的支管内，塑料多用滴