高中化学实验改进与创新案例集(中)

案例21Na和水反应实验装置的改进

实验名称Na和水反应实验装置的改进

实验目的通过对教材实验装置的改进，设计出一套能集展示反应现象、收集气体、

点燃气体为一体的实验装置。

实验原理2Na+2H2O=2NaOH十H2t

实验仪器铁架台、酒精灯、U形管、小刀、滤纸、带玻璃阀门的尖嘴导管、

及药品酚醐、金属钠、水。

实验口「-A-

装置

1.检查装置的气密性。

2.用铁架台将高低U形管夹平，然后从低端管口注满水，并在管口滴1

滴~2滴酚醐。

3.切割一小块金属钠，并用滤纸将煤油吸干。然后迅速塞住U形管的

实验另一端，让金属钠与水充分反应。

步骤4待反应完毕后，用手打开玻璃阀门，控制气体的流量用酒精灯在尖嘴

及现象处点燃。

5.实验现象:钠与水剧烈反应,熔成闪亮的金属小球，并在液面上游动；

发生反应的U形管低端液面迅速下降，另一侧高端管中液面上升，有水

贮存;且U形管钠与水反应的一侧管内的溶液变红。点燃气体时，可见

气体安静的燃烧，火苗较长，且火焰呈淡蓝色，直至气体耗尽。

1.组装方便，实验仪器简单。本实验装置分为二部分，一是特殊U形管;二是尖嘴

导管构成的阀塞。实验仪器简单，可循环使用，降低实验成本。

(2)操作简单，便于教师演示。该实验是将反应装置和气体的收集装置连成一体，

利用产生的气体造成一定的压强,将压出的水贮存在一侧较长的管内，同时将生

成的气体贮存起来。在气体点燃时，贮水一侧的水能顺利地气体压出，有利于气体

的点燃;因为起始液面等压出气体时不至于将水压到容器外边，同时又将气体全

部压出，不会残留。火苗的大小可通控制玻璃阀来控制，该装置的自动化程度比较

创

新

高。

设

计

(3)气体纯净，实验安全有保障。反应前，U形管中注满了水，迅速将放有钠p

后

的

的带有尖嘴的玻璃阀塞在U形管的一端，此时形成了充满水的密闭体系,生成的

优

点

气体中不会混有空气。虽然钠与水反应是放热反应，但因生成的气体中没有混有

空气，不会发生爆炸。钠的用量只影响生成气体的量，不影响实验安全。钠少生成

的气体较少，燃烧时间较短;钠多，生成的气体较多时，据液压原理可知，最多也只能

收集到与U形管底端液面持平处，多余的气体会从装有贮水装置的一端中溢出，

同时也不会混入空气，实验科学，安全也有保障。

(4)现象明显,便于学生观察分析。在进行该实验时，因为能收集到纯净的气体，点

燃时能见气体安静地持继燃烧，有淡蓝色的火焰等明显实验现象，有利于学生观

察实验现象。

案例22氢氧化钢晶体与氯化核晶体吸热反应的实验改进

实验名称氢氧化钢晶体与氯化核晶体吸热反应的实验改进

通过对教材实验的改进，创新设计一套集科学性、趣味性、观赏性、

实验目的绿色环保于一体的封闭式装置。

实验原理Ba(OH)2•8H,0+2NH4C1===BaC12+2NH3t+10H20

实验仪器塑料杯(2只)、滤纸、带塞的玻璃管、Ba(OH)2-8H2O晶体、NH4cl

及药品晶体、酚醐试液、水、红墨水。

1—下

「的**看

切

实验过

装置上口被,**卜一

的更料杯

1.在盖子内壁上粘上一张剪成花瓣状的滤纸，并喷上酚醐试液。往上口

被剪去的塑料杯中加入约15mL水,再将另一只塑料杯套在上面，在下

端带塞的玻璃管内加入约1mL红墨水，插入塑料奶嘴处。

2.将事先称好的20gBa(OH)2•8H2O晶体与lOgNH4cl晶体加入到上

实验层塑料杯中，盖上盖子，快速用玻璃管搅拌。盖子内壁上粘有的喷有酚醐

步骤试液的滤纸变红色，杯内固体慢慢变得粘稠，最后变成糊状物，用手触摸

及现象杯子外壁感觉很冰,两个杯子粘在了一起。从整体上看，像是冰山中盛开

的雪莲一样，十分漂亮。

3.分开两个杯子，发现水变成了冰;取出玻璃管倒立，玻璃管内的液体不

会滴落下来。用另一根细玻璃棒从未封口的一端轻轻一推，取出红色的

冰柱。

1.改进后的实验装置操作简单易行

创

新

2.有效地防止了氨的扩散，环保无污染，体现了绿色化学的理念，

设

计

3.不仅可用于教师演示实验，也可用于学生分组实验、

后

的

4.止匕外，喷有酚醐的试纸遇氨气变红,既可检验氨气，又增加了实验的

优

点

趣味性。

5.本实验手所用的塑料杯在奶茶店或者餐饮店均有售，廉价易得。

案例23铜和浓硫酸反应的改进与创新

实验名称铜和浓硫酸反应的改进与创新

实验目的通过对教材实验的改进，创新设计一套现象明显，成功率高，绿色环保,提高学

生化学学习兴趣和实验操作能力的装置.

Cu+H2so4(浓)迪C11SO4+SO2t+2H20SO2+H2O=H2s。3

实验原理SO2+Br2+2H,0=H2SO4+2HBrSO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O

CaSO3+S02+H20===Ca(HSO3)2

实验仪器铁架台、试管、具支试管(3支)、烧杯、橡胶管、玻璃管、蓝色石蕊试纸、

及药品品红溶液、澳水、Ca(OH)2溶液.

实验J；

di

装置

(i>(n)(in)

(1)中玻璃贴湿润蓝色石蕊试纸(H)中品红溶液(ni)中溟水

1.步骤:•按图1连接好装置。取10mL左右的浓H2s。4,将其加热到约160℃左右

(约L5min左右)，然后放入1g左右刚擦亮的薄铜片，连好装置，继续加热。

2.现象及结论

(1)发生装置中铜片逐渐溶解,有气泡放出，溶液颜色变为浅蓝色。说明生成了

CuS04o溶液为浅蓝色的原因是浓硫酸中水含量太少。

(2)试管(1)中湿润的蓝色石蕊试纸变红说明生成了酸性气体，可能是SO2o若是

实验SO2,证明SO2溶于水呈酸性。

步骤(3)试管(II)中品红溶液褪色。说明气体有漂白性。进一步说明了生成的气体是

及现象SC)2°

(4)试管(III)中澳水褪色，说明气体具有还原性。

(5)尾气的吸收装置中有少量白色沉淀(CaSCh)生成。尾气较足,将会观察到白色

沉淀部分溶解。

(6)发生装置中，有较多的略带浅蓝色的固体析出(CuSC>4和CuSO4-5H2O的混合

物)，当有晶体析出后，试管中溶液的颜色仍逐渐变深，说明了水的量在增多,证明产

物中有水。

1.保留了教材中原有的性质试验。成功率高，现象明显，不需将溶液倒入水中就直

接能观察到蓝色的CuSCU溶液。

2.阻止了SO2进入大气,保护了环境。

创

新

3.能充分证明生成的气体是SO2,在有固体析出后,溶液颜色变深，说明产物除

设

计

CuSC)4和SO2外，还生成了HOO

后

的2

4.改进后的实验，将SO的漂白性和还原性(学生易混淆)从实验和理论上进行了

优

点2

对比，在尾气的吸收装置中,巧妙地运用了Ca(OH)2,据产生的现象说明了CaSO3

不溶,Ca(HSC)3)2能溶。

5.改进后的实验，使学生掌握了验证反应生成物的方法，有利于提高学生的分析

问题、解决问题的思维能力和实验操作能力。

案例24钠与水反应实验创新设计

实验名称钠与水反应实验创新设计

实验目的通过对教材实验装置的改进，设计出一套能集展示反应现象、收集气体、

点燃气体为一体的实验装置。

实验原理2Na+2H2O=2NaOH十H2t

实验仪器250mL广口瓶1个6号橡胶塞1个、3号橡胶塞1个、直形玻璃

及药品活塞1个、玻璃管1支、玻璃和棒1支、去掉底部的矿泉水瓶1个、

火柴、镜子、滤纸。金属钠、蒸储水、酚醐试液。

去底矿泉水瓶J

实验玻璃管一

玻瑞棒一

直形玻理活塞-

族储水钠二3

装置滴仃的欲试液T|i

i(1)⑵

1.教具制作:（1）在与广口瓶相配套的6号橡胶塞上，用打孔器打三个孔，分别安装

直形玻璃活塞、短玻璃棒和长玻璃导管。因操作时需要多次让玻璃棒在橡胶塞

孔内上下移动，可在玻璃棒伸入胶塞的端搽一点凡士林。

（2）在与矿泉水瓶相配套的3号橡胶塞上用打孔器打一个孔（与玻璃管直径相当），

把该橡胶塞与玻璃管的另一头相连接。最后组装成如图3所示装置，并检验装置

气密性完好。

2.先拨出玻璃棒，用镣子取一小块金属钠（约0.5g~lg）,用滤纸吸干煤油，捏成棒状

实验（直径与玻璃棒的直径相当），然后用镶子把该钠棒内置于取出玻璃棒后的橡胶塞

步骤孔中，再插入玻璃棒把钠推至孔内的适当位置（不与水接触）。

及现象3.向广口瓶中加水至瓶口的橡胶塞抵达处,再滴加4滴~6滴酚酸试液。塞紧橡胶

塞，关闭活塞开关。

4.演示时只需下压玻璃棒将金属钠推入水中,钠与水立即发生激烈的反应，溶液

变成红色,产生的气体将溶液压入上端的矿泉水瓶中，广口瓶内可看到钠熔化成

银白色的小球浮在水面上四处游动，直至完全消失，这时，广口瓶中收集有定量的

气体,矿泉水瓶中被喷入一定体积的红色液体。

5.打开活塞开关，点燃从导管尖嘴口逸出的气体，气体安静地燃烧,拉出长长的火

焰。广口瓶中的液面缓慢上升，直至广口瓶充满水，气体排完，火焰熄灭。

1.该装置的制作融合了化学知识和物理知识，实验时将钠与水的反应、气体的收

集、气体的排出、产物的检验和水位的变化集于一体呈现，实验操作简便,自动化

创

新

程度高，且可重复使用。

设

计

2.在利用水充满广口瓶排除空气的情况下，产生的气体纯净，无论是钠与水的放

后

的

热反应，还是最后的气体点燃，都不会发生爆炸，保证了实验的绝对安全。

优

点

3.利用本教具既能充分演示钠与水反应的各种现象又能方便地检验生成物，实

验原理清晰，现象生动，便于学生观察分析，同时也增强了实验的新颖性和趣味性，

能激发学生的兴趣，活跃学生的思维，充分发挥化学实验的教育功能。

案例25关于过氧化钠的两个反应的实验设计

实验名称关于过氧化钠的两个反应的实验设计

实验目的设计一套能完成两个实验实验（NazCh与水反应、NazCh与C02反应）

装置，填补教材中Na2（D2与C02反应实验的空白。

实验原理2Na2©2+2co2===2Na2co3+O2

2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2T

实验仪器

及药品烧杯铁架台棉花棉线过氧化钠

实验

y属黑花

装置__C**

1.将少量过氧化钠固体包在棉花中，用一根棉线将其系在铁架台上。

2.在棉花的正下方放置一烧杯，向烧杯中加入少量开水，此时，水蒸气上

升至棉花处，过一会儿，棉花燃烧,掉落至烧杯中，说明NazCh与水反应放

实验出。2同时反应放热。

步骤3.待反应结束后,向烧杯中滴入1滴~2滴酚醐溶液，溶液变红，证明

及现象NaOH的生成。

4.同样利用上述装置，在烧杯中加入稀盐酸，再放几块大理石希产生的

C02气体上升至棉花周围，同样可以看到棉花着火。这也证明了Na2O2

与C02反应时放出。2并放出热量。

创

新

.不论是水蒸气还是气体，本来是用于灭火的，但在实验中却将棉

设

计1C02

花点燃彳艮好地增强实验的趣味性。

后

的

.同样一套装置可用于做两个实验，填补教材中与反应实

优

点2NazChC02

验的空白,并且操作简单，现象明显，也可用于学生分组实验。

案例26电解饱和食盐水的实验改进与创新

实验名称电解饱和食盐水的实验改进与创新

实验目的通过对实验装置的改进，设计出一套能集成功率高增加实验的趣味性、绿

色环保、用数字化传感器从微粒层面上来认识化学反应的实验装置。

阳极反应式;2CI，2e===Cl2t

阴极反应式：2H++2e===Ht

实验原理2

总反应式:2NaCI+2H2。=H2f+CI2T+2NaOH

Cl2+H==KCI+l2

低压电源（24V）,铁钉用长铁丝（20cm）替代碳棒用铅笔芯（10cm）替代,U型管

实验仪器（两边带支管），电线，小烧杯，蒸发皿威尼尔（Vernier）数据采集器,pH传感器，计算机

及药品（电脑），单、双孔橡皮塞,乳胶管，玻璃直角弯管、饱和食盐水、，氢氧化钠溶液、泡

泡液、淀粉碘化钾试纸、火柴、酒精灯、木条。

传感器

|i1上^淀粉碘化钾

实验

饱和言

装置ri

b包泡液1

0三o?氢氧七A钠溶液

电解饱和1管盐水装置x

1.实验装置如图1所示（其中低压电源、数据采集器、电脑等省去）。

2.实验步骤及现象:打开电源开关,当两极出现气泡时，打开电脑中数据采集器开

始按钮（实验前对pH传感器进行校对），时间为Imin看到液面以下的铁丝和铅笔

实验芯上产生大量的气泡。大约Imin,淀粉碘化钾试纸变蓝，泡泡液慢慢出现气泡，由

步骤小变大。电脑上pH曲线逐渐上升（可连接白板显示），然后，用燃着的木条点气泡，

及现象可听到爆鸣声，说明铁丝电极上产生的气体是氢气。

3.实验注意事项:U型管内的液面不能超过支管，以防止液体流出。塞子要多插入

管内,减少空间面积，以便收集氢气。等吹出的气泡较大时，再用燃着的木条来检验

氢气。pH传感器不能接触铁丝电极,防止影响实验结果。

1.将铁钉改为长铁丝，碳棒改为铅笔芯，可以增大电极与电解液接触面积，增加离

子放电几率,提高反应速度，同时有利于气体逸出,便于收集氢气，用吹气泡的方式

也容易操作，检验氢气成功率高增加实验的趣味性,有利于调动学生的学习积极

创

新

性。

设

计

2.用数字化传感器，测得溶液的pH的变化，有利于学生从微粒层面上来认识化学

后

的

反应。加深对电极方程式的理解。不难得出阴极反应的两种反应式之间的联

优

点

系:2由+20=氏f,2H2O-2e=H2t+2OH\为学生在选修《化学反应原理》书写电

极方程式打下一个良好的基础。

3.淀粉碘化钾试纸固定在铅笔芯上，在检验氯气时不用打开塞子,减少有害气体

的污染。

案例27银镜反应实验创新设计

实验名称银镜反应实验创新设计

实验目的为达到实验操作便捷的目的，利用套管加热水浴法加热试管,使实验

取得满意的效果。

CH3CHO+2Ag(NH3)2OH水浴加&CH3COONH4+2Ag1+3NH3+H2O

实验原理银氨溶液具有弱氧化性。

实验仪器试管A(13mmX100mm)、试管B(lOmmxlOOmm)、酒精灯、试管夹；

及药品乙醛、AgNC)3(2%)溶液，氨水(2%)、蒸储水

实验nn

I根w浴池和

装置*II含隋筌也G

1,q

1.如图所示,把试管B插入装入适量蒸储水的A试管中用酒精灯给试

管A加热，通过水浴加热试管Bo

实验2.在试管A中加入适量蒸储水,在试管B中加入适量AgN03溶液，逐渐

步骤滴加稀氨水，至产生的白色沉淀刚好消失为止，然后再加入适量乙醛。图

及现象1

3.小心地把试管B套入试管A中，用试管夹夹住试管A在酒精灯上加

热。可观察到试管B壁上很快出现光亮的银镜。

创

新

设

计

能节约药品和实验准备时间，简化操作，

后

的L

.实验效果明显。

优

点2

案例28乙醇催化氧化实验的改进

实验名称乙醇催化氧化实验的改进

改进教材实验中的缺点（产生的乙醛量太少，许多学生将乙醇的气

实验目的味与乙醛气味混淆而难以分辨，乙醛催化氧化反应中的第一产物水没

有得到证实），让实验更有说服力。

2Cu+O2aB2CuO

实验原理

CH3CH2OH+CUO-。CH3CHO+CU+H2O

实验仪器酒精灯、烧杯、注射器、燃烧匙、三口瓶、无水乙醇、无水硫酸

及药品铜、铜丝团、水。

口/注射器

实验

装置加热后的W22盛有无水硫酸

钥丝团铜的燃烧匙

一无水乙期

1.如图1所示，在三口瓶内加入少量无水乙醇（事先可用无水硫酸铜加

以检验是否有水），将盛满无水硫酸铜白色粉末的燃烧匙插入三口瓶内，

另外，在三口瓶上端插入注射器备用。

2.用50℃水浴加热无水乙醇，另取一铜丝团固定在一根铜丝上，穿过橡

实验胶塞,将铜丝团加热，可看到由红变黑,迅速将铜丝团伸入三口瓶内，可看

步骤到黑色立即变为红色，停止水浴加热淅无水硫酸铜抖动少许至无水乙

及现象醇中，白色粉末变为蓝色。此外，注射器活塞上移,收集满乙醇和乙醛的

混合气体，此时乙醛收集量较少。

3.将注射器内气体注入三口瓶中，重复1、2两步操作2次~3次,反复收

集混合气体，便可得到较多的乙醛蒸气，此时方可闻到乙醛的刺激性气

味,倘若用其做银镜实验，现象十分明显。

1.实验操作简单,可反复观察到铜丝红一黑红交替的现象。

创

新

2.用无水硫酸铜也可反复验证水的生成。

设

计

3.注射器的使用，可以收集较纯较多的乙醛，便于闻到乙醛的刺激性气

后

的

味,也可更好地进行银镜反应的实验。

优

点

案例29氯气和铁（铜）反应演示实验的改进

实验名称氯气和铁（铜）反应演示实验的改进

实验目的通过对教材实验装置的改进，设计出一套科学性、简约性、直观性、安全性

为一体的实验装置。

实验原理KCIO3+6HCI(浓尸KC1+3c3H2。

2Fe+3Cl2—2FeCl3FeCl3+3NaOH==Fe(OH)3!+3NaCl

实验仪器集气瓶、橡皮塞、气球、注射器（20mL,3个）铁丝、氯酸钾、浓盐酸、浓氢

及药品氧化钠溶液、蒸储水。

实验

b--Sir

装置

a.注射器b.集气瓶c.气球d.铁丝或铜丝e.浓盐酸f,氯酸钾

1.将铁丝一端弯曲成螺旋状，另一端绕在插入橡胶塞的针尖上，按实验装置图组

装好装置,并检查装置气密性。

2.取一药匙氯酸钾固体平铺集气瓶的底部,注射器1装入3mL浓盐酸。

3.将下端弯曲的细铁丝放在酒精灯上加热至红热后迅速伸入到集气瓶中,将注射

器中3mL浓盐酸迅速注入到集气瓶中，盐酸与氯酸钾立即反应，此时可以看到立

刻产生黄绿色的气体，同时铁丝上会产生明显的棕褐色烟并充满整个烧瓶，且能

实验看到气球随着反应的进行出现体积变化。

步骤4.当反应停止后往集气瓶中加入10ml蒸储水，轻轻振荡集气瓶，观察到溶液呈黄

及现象色。

5.用注射器将10mL浓氢氧化钠溶液注入到集气瓶瓶中，烧瓶底部立刻有红棕色

沉淀生成,集气瓶内黄绿色气体消失。

6.实验注意事项

（1）实验成功的关键是如何使铁丝伸入到集气瓶保持较长的红热状态，特别是在

气温较低时，如果采取加热较粗的铁（铜）丝就能很好地解决这一难题。

（2）为了防止在换用注射器时有少量氯气会逸出，可设计带有开关装置的注射器。

如果用普通注射器，交换动作要迅速。

1从实验的安全性着手，让氯气与铁（铜）丝的反应在密闭的集气瓶中反应,反应结

束后用注射器往集气瓶内注入氢氧化钠溶液除去多余的氯气。

2.以实验的创新性为突破,先让铁（铜）丝保持状态,再与集气瓶内生成的氯气反

创

新应。

设

计3.实验的科学性、简约性、直观性也得到加强。氯气和铁（铜）丝反应结束后，用注

后

的射器注入蒸储水，可以观察氯化铁（铜）溶液的颜色,再用注射器注入氢氧化钠溶

优

点液，可以通过观察生成沉淀颜色检验产物，增强了实验的科学性;氯气的制取改用

氯酸钾和浓盐酸反应，不需要加热条件，制取与性质实验同时进行，也不再需要氯

气的收集和保存,让实验的简约性明显提高;实验中不仅可以观察到生成棕褐色

或棕黄色的烟，还可以观察到生成氯化铁（铜）溶于水后的黄（蓝）色及氯化铁（铜）溶

液与氢氧化钠溶液生成的红棕（蓝）色沉淀，实验的直观性较大加强。

案例30氯气氧化性等系列性质实验改进

实验名称氯气氧化性等系列性质实验改进

通过对教材实验装置的改进，设计出一套科学性、简约性、直观性、

实验目的安全性创新性为一体的实验装置。

KCIO3+6HCI(浓尸KC1+3cbT+3H2。C12+H2O==HC1O+H2O

C12+KI==KC1+I2AgNO3=KCl==AgClI+KNO3

实验原理2++3+

2Fe+Cl2==2Fe3+2CrFe+3SCN--=Fe(SCN)3

Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O

大试管、小试管、铁架台、橡皮塞、气球、注射器(20mL,2个)、注

实验仪器射器针尖、氯酸钾、浓盐酸、浓氢氧化钠溶液、蒸储水、紫色石蕊试

及药品纸、淀粉碘化钾试纸、滴有硝酸银溶液的滤纸、滴有硫酸亚铁与硫鼠

酸钾溶液的滤纸。

卜

eT

1

实验

装置1____

a.湿润的紫色石蕊试纸b.湿润的淀粉碘化钾试纸

c.滴有硝酸银溶液的滤纸d滴有彳箫酸亚铁与硫氧酸钾溶液的滤纸

e.浓盐酸f氯酸专甲

1.把湿润的紫色石蕊试纸、湿润的淀粉碘化钾试纸、滴有硝酸银溶液

的滤纸、滴有硫酸亚铁与硫富酸钾溶液的滤纸固定在小试管外壁用扣

针扣紧防止脱落用注射器针尖插入大小橡胶塞将大小试管相连，将大

试管固定在铁架台上，并检查装置气密性。

2.取一药匙氯酸钾固体平铺集气瓶的底部，注射器中装入1mL浓盐酸。

3.塞紧橡胶塞，将注射器中的浓盐酸注入大试管底部，可以观察到:①湿

实验润的紫色石蕊试纸先变红后褪色。②湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝后慢

步骤慢褪色。③滴有硝酸银溶液的滤纸出现白色物质。④滴有硫酸亚铁与

及现象硫富酸钾溶液的滤纸变红。

(4)用注射器将3mL浓氢氧化钠溶液注入到大试管中，集气瓶内黄绿色

气体消失。

4.实验注意事项

(1)装置气密性检查是实验成功的基础，可用绳子绑紧气球口，观察注射

器中浓盐酸是否能在不用外力情况下往下流动。

⑵为了防止在换用注射器时有少量氯气会逸出,可设计带有开关装置

的注射器。如果用普通注射器，交换动作要迅速。

案例31氯气和金属铁铜反应的实验改进

实验名称氯气和金属铁铜反应的实验改进

通过对教材实验装置的改进，设计出一套科学性、简约性、直观性、

实验目的安全性创新性为一体的实验装置。

2Fe+3Cl2=2FeCl3Cu+Cl2=CuCl2

实验原理CuCl2+2NaOH==Cu(OH)2(+2NaCl

3+-

Fe+3SCN=Fe(SCN)3Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O

实验仪器酒精灯、三口烧瓶、注射器（2个）、导管、橡胶塞、铁丝、氯气、

及药品水、KSCN溶液、铜丝、NaOH溶液

实验0由“

装置

1.如图1所示，取一个三口烧瓶，底部放上团铁丝,上口接上导管用以通

入氯气。

2.加热三口烧瓶底部，待铁丝红热后通入氯气，同时撤掉酒精灯,可观察

到铁丝剧烈燃烧，冒出大量棕色烟。

3.燃烧结束后停止通入氯气，取一个吸有水的注射器,将水通过左口（或

实验者右口）活塞挤入三口烧瓶底部，可观察到FeCl3溶液呈黄色，再取另个

步骤吸有KSCN溶液的注射器，将KSCN溶液挤入1滴~2滴至FeCb溶液

及现象中，溶液立刻由黄色变为血红色。

4.倘若将铁丝换成铜丝,KSCN溶液换成NaOH溶液,重复上述操作，可

以进行铜在氯气中燃烧的实验，可以观察到棕黄色烟、蓝色CuCb溶液

以及Cu（OH）2蓝色沉淀。

5.实验结束后，可用注射器将NaOH溶液加至三口烧瓶中，吸收未反应

完的氯气。

创

新

.整个实验在密封环境中进行，无污染并且可控制通入的量，以免

设

计1C12

的浪费。

后

的C12

.通过多个角度固体的棕黄色烟、溶液的黄色、

优

点2（FeCbFeCbFe（SCN）3

溶液的血红色）来证实Fe与Cb反应的产物，现象明显,丰富了教学内

容。

案例32钠与水反应实验的创新设计

实验名称钠与水反应实验的创新设计

通过对教材实验装置的改进，设计出一套能集展示反应现象、安全

实验目的可靠、操作方便为一体的实验装置。

实验原理2Na+2H2O=2NaOH十H2t

实验仪器圆底烧瓶(250mL)、分液漏斗(100ml以上)、带导气管的双孔塞、导

及药品气管、橡胶管、尖管、止水夹、铁架台(带夹子、铁圈)、酒精灯、小

烧杯、钠、蒸储水、煤油、酚醐溶液

①分液漏斗

实验事

装置蒸储水

L—

1.检验装置的气密性。

2.向烧瓶中加入煤油(约为烧瓶颈部体积)，放入金属钠(约绿豆粒大小)，

然后塞上橡胶塞。

3.打开分液漏斗旋塞和止水夹，通过分液漏斗向烧杯中迅速加入滴有

2-3滴酚醐溶液的蒸储水，使液面到达烧瓶橡胶塞处，充分排出烧瓶内空

气,关闭止水夹。

(4)观察实验现象。钠块与水反应熔成银色的小球，并伴有气泡冒出，在

气泡的推动下，钠在煤油和水的界面处上下浮动，同时可观察到水溶液

变成红色。随着反应的进行,生成的气体逐渐增多，液体回流至分液漏

实验斗，烧瓶内液面下降，当降至烧瓶颈部以下时，煤油层液面变薄，钠与水接

步骤触时间延长，发生剧烈的反应。

(5)关闭分液漏斗的旋塞，打开止水夹，收集小试管气体验纯(由于反应前

及现象烧瓶内空气被排空，验纯也可省去),然后点燃尖嘴管处的气体火焰呈淡

蓝色,在火焰上方罩上一个干燥的小烧杯，可发现烧杯上有液滴生成，说

明生成的气体为氢气。

4.注意事项

(1)加入煤油的量不宜过多以免影响对钠与水剧烈反应现象的观察。

⑵加蒸储水之前，分液漏斗要伸入到煤油液面以下，反应过程中要保证

分液漏斗始终在液面以下。

⑶加蒸储水之前要打开止水夹，打开分液漏斗的旋塞;加蒸储水后迅速

关闭止水夹;点燃氢气之前要关闭分液漏斗的旋塞,打开止水夹。

(4)一定要尽可能地将空气排尽。

创

新

1.现象明显，利于观察。

设

计

2.容器封闭，安全可靠。

后

的

3.气体纯净，放心点燃。

优

点

4.装置简单，操作方便。

案例33电解CuCb溶液的实验改进

实验名称电解CuCL溶液的实验改进

实验目的对电解CuCk溶液实验的改进，使实验具有操作更简单，现象更明

显，成功率更高，实验更环保，演示时间更短等特点。

接通直流电源后，溶液中阴阳离子向两极迁移。Ci?+向阴极迁移，

得电子，发生还原反应产生电极反应式为2+溶液中

实验原理Cu,Cu+2e=CuoCl-

向阳极迁移，失电子，发生氧化反应产生Cb,电极反应式为2c12e=Cbt

总反应为CuC12MBeu+Cbt

实验仪器直流电源、启普发生器（小型）、石墨棒、橡皮塞、自制底部有小孔的

及药品试管（用酒精喷灯将试管底部加热至红热后吹成直径约3mm的小孔）、

导线若干。O.8mol/L氯化铜溶液、氢氧化钠溶液、淀粉碘化钾试纸。

底轴小」

实验孔的试管网

g写■氯化铜溶液

装置

L先将带有石墨棒的橡皮塞塞紧启普发生器的侧面出气口，再往启普发

生器内注入氯化铜溶液至液面刚好接触石墨棒时止。

2.另从试管的底部小孔往试管中加入氯化铜溶液，直至赶尽空气;再将

该试管置于装有适量氯化铜溶液的启普发生器中。按图组装仪器，试管

的底部轻靠在阴极石墨棒不让其下落,同时也缩短了两极的距离。

实验3.两根石墨电极分别与直流电源相接，可以观察到阳极产生气体，试管

步骤内液体逐渐被排出试管。阴极浸入溶液部分的石墨棒表面析出紫红色

及现象的铜。

4.当阳极试管中的液体下降至液面低于石墨棒时，电解自动停止，可看

到阳极试管中有略带黄绿色的气体。将小试管从启普发生器中拿出来，

让学生观察（由于大气压的作用，试管中残留的液体不会滴下来,收集的

气体也不会逃逸）o

5.检验氯气。用手指堵住小孔，试管靠近润湿淀粉碘化钾试纸，放开手指，

湿润的淀粉试纸马变深蓝色，可证明该气体是氯气。

1.利用启普发生器的结构特点改装仪器,拓宽了仪器的用途。装置稳定

创

新美观，不需要夹持装置，操作简单，方便学生观察实验现象。

设

计2.因缩短了两电极之间的距离，实验可在短时间内完成，实验成功率高。

后

的3.实验在封闭体系中完成，收集有氯气的试管待实验观察完后,立即放

优

点入装有氢氧化钠溶液的烧杯中，无氯气泄露，体现绿色化学的理念。

4.装置可以重复使用，便于多个平行教学班的演示使用，有利于激发学

生的学习兴趣和培养学生的创新能力。

案例34盐类水解实验的微型化设计

实验名称盐类水解实验的微型化设计

实验目的从微型化和绿色化的角度出发，减少实验污染,节省实验药品，操作

简单等方面,高计有利于实验教学的实验方案。

CH3COONa+H20=CH3coOH+NaOH

NaC0+H,0=NaHCO+NaOH

实验原理33

NH4CI+H2O=NH3.H2O+HCI

A12(SO4)3+6H2O=2A1(OH)3+3H2SO4

实验仪器盒（用2cm厚有机玻璃制作,如图所示）、医用青霉素瓶（盛

装实验试剂）、下面镶有微型玻璃棒的橡胶塞（蘸取试剂液用）、带有凹

实验仪器槽的有机玻璃板（用3cm厚有机玻璃制作，凹槽用作测定试剂pH的反应

及药品器）镜子、pH试纸标准比色卡等。

O.lmol/L的CH3COONa溶液、O.lmol/L的Na2CO3溶液、O.lmol/L

的NaCl溶液、O.lmol/L的NH4cl溶液、O.lmol/L的A^SO/溶液、

O.lmol/L的KNO3溶液。

•:氯

实验［应「Ii.^7*I$生＜巩”Ir.

-rrr产-学界思

装置

礁：'

实验1.将pH试纸剪成小段，用镶子夹取pH试纸放入带有凹槽的有机玻璃板

步骤的凹槽中用橡胶塞下面的微型玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部，待

及现象变色后与标准比色卡对照,判断待测液的pHo

2.下面镶有微型玻璃棒的橡胶塞不可混用;待测液与凹槽一一对应。

.本实验装置的设计从微型化和绿色化的角度出发,减少实验污染，节

创

新1

省实验药品，操作简单，有利于实验教学。

设

计

.微型化的反应装置便于携带，使学生分组实验简单易行，节省时间，提

后2

的

高学习效率。

优

点

3.实验中利用医用青霉素瓶盛装实验试剂，废物利用，有利于培养学生

的环保意识

案例35铜与浓、稀硝酸反应微型实验改进

实验名称铜与浓、稀硝酸反应微型实验改进

为弥补教材实验的不足:实验用品复杂、操作难度较高;（缺乏尾气处

实验目的理;现象不明显;欠缺对产物的检测或产物检测难度大;反应速率与反应

程度难以控制等.对该实验进行了改进。

CU+4HNO3(浓)=CU(NO3)2+2NO2t+2H2O

3CU+8HNO3(稀)=3CU(NO3)2+2NOt+4HO

实验原理2

2NO+O2=2NO2

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H20

实验仪器具支试管两支、U形管一支、弯曲导管一支、橡胶管若干、2mL

及药品注射器一支、带孔木塞两个、止水夹两个、浓硝酸、稀硝酸、铜丝（成

股细丝）、NaOH溶液。

细铜丝、1空气一细铜丝

④k⑥

实验j＜（D

f>uJL

装置1NaOH

浓不肖酸、三。溶液，稀稍酸

CD②③

1.将实验装置如图从左至右进行组装后，检验装置气密性，并在①②③

处分别加入适量浓硝酸、NaOH溶液、稀硝酸。

2.将①具支试管管口处铜丝向下推进至铜丝末端浸入浓硝酸溶液并夹

紧④止水夹，可以观察到铜与浓硝酸反应迅速生成红棕色气体,溶液由

无色变为蓝绿色，打开④止水夹及时将管口处铜丝先上抽出远离液面

并夹紧④止水夹以达到控制反应进程的目的。

实验3.将③具支试管管口处铜丝向下推进至铜丝末端浸入稀硝酸溶液并夹

步骤紧⑤止水夹，可以观察到铜与稀硝酸较缓慢反应,铜丝表面有微小无色

及现象气泡产生,溶液由无色缓慢变为浅蓝色，等反应进行较完全，累积气体较

多时，从②U形管右端管口处注射器向支管口打入空气，可以观察到无

色气体变为红棕色气体，同时打开⑤止水夹及时将管口处铜丝向上抽

离远离液面并夹紧⑤止水夹以达到控制反应进程的目的。

4.实验结束后大部分气体都溶于②U形管中NaOH溶液,被吸收处理，

对残留少量气体进行抽拉⑥注射器将气体打入②U形管被NaOH溶液

完全吸收。

装置用品普通，组装简单,实验操作简易，适合中学生参与操作。

创

新L

.铜与浓、稀硝酸反应一体同时进行，实验现象明显,，极易观察。

设

计2

.实验受干扰程度小，操作可行性高。

后

的3

.反应进程可控，安全系数高，符合中学教学演示及学生近距离观察操

优4

点

作等。

5.尾气吸收处理简便。

案例36铁与水蒸气反应实验的创新设计

实验名称铁与水蒸气反应实验的创新设计

实验目的对铁与水蒸气反应实验的创新设计，使实验具有操作更简单，现象

更明显，安全性更高，创新性更强等特点。

CuSO•5H2O-CUSO+5H0

实验原理442

3Fe+4H20逋Fe3(X+4H2t

两个酒精灯、大试管、防风灯罩（可以自制）、带橡皮塞的导气管、

实验仪器铁架台、表面皿、木块、火柴、木条、烧杯、药匙、洗耳球、石棉网。

及药品还原铁粉、研细的五水硫酸铜晶体、含洗洁精的水（即在小孩玩的

泡泡水中加入少量洗洁精）O

实验

装置

酒精灯2酒精灯1

1.取3药匙研细的五水硫酸铜晶体（约3g）平铺于试管底部，再将3药匙

还原铁粉（约3g）平铺于试管中后部，按图所示组装好仪器溶导气管的

尾端浸入含洗洁精的水中。

2.预热试管,然后用酒精灯1加热铁粉（直到导气管中开始出现倒吸现

象）,立即用酒精灯2加热研细的五水硫酸铜晶体，观察。几十秒后用带

实验火星的木条靠近气泡，可听到爆鸣声。稍后再重复一次，直到声音较小。

步骤该过程不仅证明了反应产生了氢气,且说明氢气较纯，并可为后续操作

及现象做准备。

3.反转导气管，继续加热，并用洗耳球吹气泡，可以观察到气泡飞起来，可

以重复多次。气泡可以飞升，展示了氢气的密度小于空气的性质,增加了

趣味性。

4.加热停止后，试管尾部为白色和淡蓝色固体（没有变黑,说明硫酸铜没

有分解），中部为黑色固体。

1,试剂常见，操作方便，利于学生开展实验探究，更好地展示实验现象。

2.氢气的验纯简单，安全性高。

创

新3.装置的创新性强。①调整加热方式。使用两个酒精灯分别加热，其中

设

计一个加防风灯罩（也可用石棉网改造），可以防止热量散失，满足较高温

后

的度（600℃左右）的要求。②改变水蒸气的产生方式。利用五水硫酸铜晶

优

点体受热分解产生水蒸气，可以有效控制