高中化学必修2实验统计及改进.docx
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高中化学必修2实验统计及改进
高中化学（必修2）实验统计及改进
化学与环境科学学院10级化学教育汉班霍莎莎20101105550
指导教师王海燕讲师
摘要本文以高中化学必修2为基础，对其中所包含的实验进行了统计,并以安全、微型、绿色、简单可行、趣味为指导思想对其中现有的几个实验进行了方案设计的改进。
这不仅解决了实验所带来的安全、污染等问题，还提高了学生的环保与安全意识，并提高了学生对化学实验的兴趣。
关键词必修2统计方案设计改进环保与安全兴趣
高中化学是在初中基础化学的基础上对化学的进一步学习与探究，而化学实验在化学学习探究过程中起着不可替代的作用。
化学实验是学生发现与提出问题的重要来源，是学生学习化学知识、技能与方法的载体。
它不仅促进了学生化学学习兴趣的形成与发展，促进了学生认知的发展，还促进了学生对科学本质的理解对科学精神的内化。
1、高中化学（必修2）中的实验统计表（如表1）。
表1高中化学（必修2）实验目录
序号
实验名称
实验药品及仪器
1
卤素单质间的互相置换
氯水、NaBr溶液、KI溶液、溴水、四氯化碳溶液、试管。
2
钠、镁、铝与水反应的比较
镁带、铝片、酚酞、1mol/L盐酸、砂纸、小试管。
3
钠在氯气中燃烧
金属钠、氯气、滤纸、石棉网、酒精灯、铁架台（带铁圈）、
4
化学反应中的吸热，放热现象
6mol/L的盐酸、铝条、Ba（OH）2·8H2O晶体、NH4Cl晶体、2mol/L的盐酸、2mol/L的NaOH溶液、砂纸、烧杯、玻璃棒、玻璃片、温度计。
5
Cu—Zn稀硫酸原电池
锌片、铜片、稀硫酸、导线、烧杯、电流表。
6
外界条件对反应速率的影响
5%的H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、MnO2粉末、烧杯、试管、热水。
7
石蜡油的分解
石蜡油、酸性高锰酸钾、溴的四氯化碳溶液、石棉、碎瓷片、酒精灯、铁架台、试管、单孔橡胶塞、导气管。
8
苯的性质
苯、溴水、酸性高锰酸钾溶液、试管。
9
乙醇与金属钠的反应
无水乙醇、金属钠、滤纸、大试管、小试管、试管夹、医用注射针头、单孔橡胶塞、小烧杯。
10
乙醇的催化氧化
无水乙醇、10-15cm长的铜丝、酒精灯、试管。
11
酯化反应
无水乙醇、浓硫酸、无水乙酸、饱和碳酸钠溶液、酒精灯、铁架台、试管、单孔橡胶塞、导气管。
12
糖类、蛋白质的特征反应
葡萄糖、CuSO4溶液、2%的NaOH溶液、碘酒、土豆片、鸡皮、浓硝酸、蒸发皿、酒精灯、试管。
13
蔗糖的水解
20%的蔗糖溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液、新制备的Cu（OH）2、烧杯、试管。
14
铝热反应
Fe2O3粉末、铝粉、氯酸钾固体、镁带、砂纸、滤纸、蒸发皿、火柴、铁架台（带铁圈）。
15
海带提纯
市售干海带、稀硫酸、H2O2溶液、淀粉溶液、酒精、坩埚钳、酒精灯、铁架台（带铁圈）、石棉网、玻璃棒、小烧杯、普通漏斗、滤纸、蒸馏水。
2.化学实验设计的改进
化学实验设计是指在实施化学实验之前，依据一定的实验目的和要求，运用有关的化学知识和技能，对实验的仪器、装置、步骤和方法等在头脑中所进行的一种规划，是化学实验成功与否的基础。
在实验进行过程中，我们提倡的是节约、环保、简单易行，同时还应具有一定的趣味性来提高学生的学习兴趣。
因此，对于我们所研究的高中化学（必修2）中的实验的方案设计我们应从微量、绿色、简单易行和趣味这几个方面着手。
2.1提倡实验微型化
微量化学实验是着眼于节约药品和污染预防的需要,用尽可能少的药品,在微型化的仪器装置中进行的化学实验。
半微量实验方法采用常规的小量实验仪器和设备,对普通化学实验的基本操作、基本原理、化合物的制备、综合实验采用小量化,元素及其化合物的性质实验采用半微量化。
在中学化学教育中很重要的一类实验即性质实验,常用于验证各类常见物质的主要性质和鉴定方法,丰富学生的感性认识,巩固和加深基本知识和基本理论的理解,增强对化学学习的兴趣。
我们在保证实验现象明显的前提下,尽可能的使常量实验微量化,这既可以节省实验药品（尤其是有毒药品）和经费开支,又可以减少对环境的污染,强化学生的动手和观察能力。
2.2提倡实验的绿色化
化学实验绿色化需要达到以下标准：
①化学实验反应中原子利用率达100%。
②化学实验体系放给环境的物质种类是环境体系正常组分中所固有的。
③实验体系不向环境放出物质等。
即在获取新物质的化学反应过程中,实现“原子经济性”和“零排放”,做到充分利用资源,又不产生污染。
然而当前教材中许多实验会产生有毒有害气体，因此需要对实验进行灵活改进。
如：
图1所示将氯气的排气法和排液法加和在一起的一套创新收集氯气的实验装置。
利用该装置可根据实验的需要,同时收集多瓶氯气（打开K1,关闭K2）和多瓶干燥氯气（打开K2,关闭K1）;而且利用这套装置收集多瓶氯气可防止在换瓶过程中氯气向空气的逸散,能达到实验过程“绿色化”的目标,其效果是传统收集方法无法同日而语的[1]。
图1
又如：
【实验1-1】
2.2.1实验内容：
实验
现象
化学方程式
1.将少量新制的饱和氯水分别加入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置。
2.将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置。
2.2.2思考分析：
教材中此实验是分步进行，饱和氯水会挥发出氯气造成污染。
可尝试改进设计实验如下，操作方便，对比性强，现象明显，且无有毒气体逸出。
2.2.3实验装置（如图1-1）。
2.2.4实验操作：
①向U形管中加入约2g高锰酸钾粉末；取一根5mm×150mm的玻璃管，插入橡皮塞中，在图1-1所示实验装置中的“4、5、6”处贴上滤纸小旗，分别滴3滴淀粉KI溶液、饱和KI溶液、溴化钠溶液（从上到下）。
另取一同样的玻璃管，两端各塞入一小团脱脂棉，在1和2处脱脂棉上分别滴入淀粉KI溶液和饱和NaBr溶液，并在两端分别接一橡皮管（带夹子）；在3处装入吸有NaOH溶液的脱脂棉。
按图1-1的装置连接。
②滴加浓盐酸，即可看到有黄绿色的氯气产生，与小旗接触后，由下至上依次出现：
蓝色、紫黑色、红棕色。
打开1、2处的夹子，当氯气恰好上升到2位置，保持一会儿即夹住2处，不使氯气上升。
③取下上节玻璃管，在2处微微加热，即看到红棕色的溴上升到1处，此时有蓝色出现。
2.3提倡实验安全化
在日常学习生活中，我们常常提到将安全放在第一位，在实验室中同样如此。
在实验进行过程中，教师要将学生的安全放在第一位。
在实验室中，学生接触到的反应物、生成物尽量是无毒无害的，从而保证学生的安全。
对此可对部分实验进行改进，如：
【实验1-2】
2.3.1实验内容：
取一块绿豆大的金属钠（切去氧化层），用滤纸吸净煤油，放在石棉网上，用酒精灯微热。
待钠熔成球状时，将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠的上方，
观察现象。
2.3.2思考分析:
钠和氯气反应实验的改进建议及说明：
教材中演示实验的缺点：
①钠预先在空气中加热，会生成氧化物，影响钠在氯气中燃烧；
②预先收集的氯气在课堂演示时可能不够；
③实验过程中会产生少量污染。
2.3.3改进的装置（如图1-2）。
2.3.4实验步骤：
①取黄豆大的钠，用滤纸吸干表面的煤油放入玻璃管中，按图示安装好；
②慢慢滴入浓盐酸，立即剧烈反应产生氯气；
③先排气至管内有足够氯气时，加热钠，钠熔化并燃烧。
2.3.5改进实验的优点：
①整个实验过程中氯气保持一定浓度和纯度，避免发生副反应。
②安全可靠，污染少。
2.4提倡实验的简单可行性
课本上大部分演示实验都比较简单，理论性强，现象比较明显，但也存在很多不足，如有的仪器设备复杂现象不易观察。
基于以上原因，教师应改进实验装置，优化实验设计，使实验具有更强的可行性和简捷性，以提高演示实验的实用性，提高教学效率。
如钠和水的反应：
在教材中，钠和水反应的实验是在培养皿或烧杯中进行的，在这个实验中能观察到溶液变成红色，通过钠小球的游动判断实验中生成了气体。
但通过课本上的实验装置无法检验生成的气体。
在人教版旧版本中，该实验是用小烧杯作反应器，用小试管收集产生的气体，检验有爆鸣声，反应后的溶液滴酚酞试液后变红。
虽然这个实验对两种产物都有验证，但该实验操作难度稍大，且反应后生成的氢氧化钠为强碱，生成液虽然浓度很小，但多少有腐蚀性，这样我们将手伸进该液体中拿出收集有气体的小试管就不符合安全这一教学理念[2]。
实验进行改进如下：
2.4.1仪器和药品：
漏斗、U形管、钢制针头、大头针、橡皮塞、钠、蒸馏水、酚酞试液
2.4.2装置图：
2.4.3操作：
①用带有漏斗的橡皮塞塞紧U形管左边，通过漏斗向U形管中注入滴有酚酞的蒸馏水，直至装满整个U形管。
②将一个钢制针头和大头针固定在一个橡皮塞上（注意保证钢制针头的畅通）。
③将②中的橡皮塞迅速的塞进U形管右侧（必须塞紧）。
④反应完全后，在针孔处点燃气体。
2.4.4现象：
①钠块接触到水后反应剧烈，产生气体，附近的液体变成了红色。
②U形管右边液面下降，而左边液面上升，液体进入到漏斗中。
③点燃气体，气体安静燃烧，火焰为蓝色。
通过上面的实验现象可以分析出：
U形管右边的液面随着反应的进行而下降，说明作为反应器的U形管右边产生了气体，该气体不溶于水，使仪器的右边气压增大，气体将液面下压，由于整个装置是一个连通器，根据连通器原理，U形管左边的液面就会上升，从而进入到了漏斗中。
U形管中滴有酚酞试液的水变成了红色，说明反应中生成了碱性物质，即氢氧化钠，气体点燃后安静的燃烧，火焰为蓝色，说明生成的气体为氢气。
该改进实验仪器均是常规仪器，且操作简单，实验现象明显。
2.5提倡实验的趣味性
实验操作要让学生充分体验科学实验的乐趣，增强化学实验的趣味性可以提高学生的学习主动性，提高教学效率，使学生在轻松与欢笑中掌握知识。
对于实验趣味性的实验改进有：
【实验2-5】【实验2-6】
2.5.1实验内容:
①在两支大小相同的试管中，装入2－3ml约5％的H2O2溶液，分别滴入1－2滴1mol/LFeCl3溶液。
待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有5℃左右冷水的烧杯中；另一支试管盛有40℃左右热水的烧杯至，对比现象。
待放入热水烧杯中的试管出现大量气泡时，用带火星的火柴梗检验放出的气体。
②在3支大小相同的试管中各装入2－3ml约5％的H2O2溶液，再向其中两支试管中分别加入少量MnO2粉末、1－2滴1mol/LFeCl3溶液。
对比观察实验现象。
2.5.2思考分析:
实验要点：
①实验使用的双氧水浓度不能过大，防止产生气体过多和过快。
②由于是对比实验，所以注意反应物的用量要尽可能的相同，试管规格也要相同。
③为增加实验的趣味性，可以进行实验改进，如：
使用气球或盛有红墨水的压力玻璃管等。
2.5.3反应原理探究
实验题目
双氧水分解反应
实验步骤
在一支试管中加入2～3mL约5%的H2O2，然后滴加1～2滴1mol/L的FeCl3溶液
待试管中产生大量气泡时，用带火星的火柴梗检验产生的气体
实验现象
用化学方程式解释实验现象
思考问题
寻找答案
1.通过观察什么现象来判断该反应进行得快慢？
2.还有哪些其他办法观察该化学反应速率？
列出你对
问题的
想 法
2.5.4温度对化学反应速率影响的实验探究
根据所给出的仪器和药品设计实验方案、步骤和装置。
①按下列装置和实验步骤进行对比实验。
②记录现象。
③处理分析实验现象。
④得出结论。
操作方法：
在三支相同的试管中分别加入2～3ml约5%的H2O2，然后在每一支试管中滴加2滴1mol/L的FeCl3溶液后立即套上气球（大小相同）。
等三支试管上的气球大小差不多相同时，同时置于三个烧杯中观察现象。
2.5.5催化剂对化学反应速率影响的实验探究
根据所给出的仪器和药品设计实验方案、步骤和装置。
①按下列装置和实验步骤进行对比实验。
②记录现象。
③处理分析实验现象。
④得出结论。
操作方法：
在三个相同的带活塞的漏斗中分别加入2～3mL约5%的H2O2，然后在一支试管中滴加2滴1mol/L的FeCl3溶液，另一支试管中加入少量MnO2固体。
同时向三支试管中放入漏斗中的全部溶液，观察红墨水上升情况。
化学是一门以实验为基础的学科，实验一直是研究化学不可缺少的手段。
实验教学是让学生探究学习、获取知识的重要手段。
实验过程中的现象不仅可以激发学生的学习兴趣，还可以激发他们的科学探究欲。
演示实验是化学实验教学的重要组成部分，它的直观、真切和印象深刻的特点，不仅激发着学生的学习兴趣，而且它丰富的知识性对学生理解化学原理、巩固化学知识有着有力的验证作用。
演示实验还能帮助学生通过探究，形成化学概念，理解化学基础理论，掌握化学知识和技能，帮助学生发展思维能力[3]。
但课本中的某些实验或多或少的存在一些弊端，对此为了更好的教学，教师应根据实际情况优化实验的教学方式和教学流程，改进实验装置，优化实验设计，使实验具有更强的可行性和简捷性，以提高实验的实用性，提高教学效率。
参考文献：
[1]王云生.创新实验六法化学教育2005年04期P51
[2]许秀萍.高中化学常见实验的改进[J].中学生理数化—教与学2013年01期P32
[3]陈军华.浅谈课堂演示实验在化学教学中的重要性［EB/OL］.江西教师网,2012-1-24
Highschoolchemistry（compulsory2）experimentstatisticsandimprovement
CollegeofChemistryandEnvironmentalScienceoftheChineseChemicalEducation10classHuoShasha20101105550
AdvisorWangHaiyanlecturer
Abstract:
Inthispaper,basedonthehighschoolchemistrycompulsory2,whichcontainstheexperimentforthestatistics,andinasafe,miniature,green,simpleandfeasible,interestastheguidingideologyfortheschemedesign,severalexistingexperimentimprovement.Thisnotonlysolvedtheproblembroughtbythelaboratorysafety,pollutionandsoon,alsoimprove
thestudents'consciousnessofenvironmentalprotectionandsafety,and
improvethestudents'interestinchemistryexperiment.
Keywords:
Compulsory2,statistics,schemedesign,improvement,environmentalprotectionandsafety,interest
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