《初中化學實驗改進與創(chuàng)新案例集》

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初中化學實驗改進與創(chuàng)新課題組

吉安縣教研室陳人昌

20XX年8月

改進型實驗方案的設(shè)計要點

一、實驗方案設(shè)計遵循的原則

1、立意的科學性。

2、操作的可行性。

3、過程的安全性。

4、用品的簡約性。

5、思路的創(chuàng)新性。

6、效果的啟示性。

二、實驗方案設(shè)計滿腳的要素

1、改進背景與設(shè)計目的。

2、用品選取與裝置組配。

3、實驗過程與操作辦法。

4、實驗記錄、現(xiàn)象分析與結(jié)果討論。

5、注意事項與改進反思。

三、實驗方案設(shè)計側(cè)重的內(nèi)容

1、實驗藥品的選取。

2、實驗儀器的改進。

3、實驗裝置的改進。

案例1《對蠟燭及其燃燒的探索》的改進

實驗名稱《對蠟燭及其燃燒的探索》的改進實驗目的添加輔助儀器，使實驗現(xiàn)象更加明顯

實驗原理

蠟燭燃燒產(chǎn)生的熱水蒸氣在通過長頸漏斗內(nèi)壁的冷凝作用后非?？炀蜁忻黠@的水珠產(chǎn)生

實驗儀器

及藥品

長頸漏斗、蠟燭、玻璃片、燒杯、玻璃管、澄清石灰水、火柴

實驗

裝置

實驗步驟及現(xiàn)象1、在蠟燭火焰的上方倒扣一長頸漏斗，蠟燭燃燒產(chǎn)生的熱水蒸氣在經(jīng)

過長頸漏斗內(nèi)壁的冷凝作用后非常快就會有明顯的水珠產(chǎn)生，（假如外頭再蓋一冷的濕巾效果更好）。（如圖1）

2、用玻璃片迅速蓋好燒杯后倒轉(zhuǎn)過來，向燒杯內(nèi)注入澄清石灰水，石

灰水變渾濁。用玻璃片蓋住燒杯是為了防止燒杯內(nèi)收集的氣體逸散。（如圖2）

3、在蠟燭外套用一具比蠟燭稍大的玻璃管，如此就能夠防止在熄滅蠟

燭時產(chǎn)生的白煙隨空氣逸散，從而較易點燃蠟燭。

創(chuàng)新設(shè)計后的優(yōu)點1、證明蠟燭燃燒生成了水與二氧化碳，但因為那個實驗是在天氣較熱的9月份演示，此刻氣溫較高，因此在冷而干燥的燒杯內(nèi)全然無法看見產(chǎn)生的水霧，另外由于燒杯離蠟燭火焰太近，蠟燭燃燒缺氧而產(chǎn)生的大量炭黑會將燒杯內(nèi)壁熏黑，也看別到有水霧產(chǎn)生。而經(jīng)過長頸漏斗有明顯的水珠產(chǎn)生。

2、蘸在燒杯內(nèi)壁的少量石灰水會由于蠟燭火焰的蒸發(fā)而留下少量白群物質(zhì)，非常容易使學生誤解這是CO

2

與石灰水反應產(chǎn)生的生成物，但實際上是石灰水中的溶質(zhì)氫氧化鈣。用玻璃片蓋住燒杯是為了防止燒杯內(nèi)收集的氣體逸散。

案例2《呼出氣體與吸入空氣中CO2含量比較》的創(chuàng)新

實驗名稱呼出氣體與吸入空氣中CO

2

含量比較

實驗目的在同一環(huán)境中比較空氣中與呼出氣體中二氧化碳的含量的別同，實驗原理二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁

實驗儀器

及藥品

集氣瓶、澄清石灰水、帶有導氣管的雙孔塞

實驗

裝置

實驗步驟及現(xiàn)象1．如圖所示，取一集氣瓶，內(nèi)裝少量澄清石灰水，再連接帶有導氣管的雙孔塞，一支導氣管伸入瓶底，一支剛露出瓶塞即可。2．從a端吸氣，觀看澄清石灰水沒有明顯現(xiàn)象；

從b端往集氣瓶內(nèi)吹氣，觀看澄清石灰水變渾濁。

創(chuàng)新設(shè)計后的優(yōu)點

1、比較空氣中二氧化碳與呼出氣體中二氧化碳的含量的明顯別同，

在同一環(huán)境中吸氣、呼氣，對照效果明顯。

2、此操作別僅能夠比較出空氣中二氧化碳與呼出氣體中二氧化碳

的含量別同，亦可并且證明使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳別是空氣中的二氧化碳，而是呼出氣體中的二氧化碳，進而講明人體呼吸的代謝產(chǎn)物有大量二氧化碳。

3、讓學生了解多用瓶的使用原理，開拓學生創(chuàng)新的思維。

案例3《收集人體呼出的氣體》的創(chuàng)新

實驗名稱《收集人體呼出的氣體》的創(chuàng)新

實驗目的1.簡便、快速收集呼出的氣體

2.用多種方案收集呼出氣體

實驗原理利用排水集氣和排空氣的辦法收集呼出的氣體

實驗儀器

及藥品

集氣瓶、水、導氣管、雙孔塞、玻片、飲料吸管

實驗

裝置

實驗步驟及現(xiàn)象改進方案1：

1．如圖2所示：取一集氣瓶，內(nèi)裝滿水，連接帶有兩支導氣管的雙孔塞，一支伸入瓶底，一支剛露出瓶塞即可。

2．從a端呼氣，水從B中被排出，即可收集滿呼出氣體。

改進方案2：

1.如圖3所示：取一集氣瓶，連接帶有兩支導氣管的雙孔塞，一支伸入瓶底，一支剛露出瓶塞既可。

2．從b端呼氣，瓶內(nèi)空氣被排出，即可收集滿呼出氣體。

改進方案3：

如圖4所示：取一集氣瓶側(cè)蓋一玻片，伸入一支飲料吸管伸至瓶底，用導氣管呼氣，瓶內(nèi)空氣被排出，，可用一燃著的木條放在瓶口，檢驗呼出氣體是否已滿。

創(chuàng)新設(shè)計后的優(yōu)點

1．教材中的方案：圖1采納一般的排水法收集呼出氣體。缺點是：收

集呼出氣體，所用儀器體積大，白費大量水、操作復雜

2．改進后所用儀器少，易安裝，操作方便易行，啟示性強且節(jié)省水。3．用排空氣法收集呼出氣體，與第六單元所強調(diào)CO

2

的收集辦法別矛

盾，可幸免學生學習CO

2

的收集辦法時產(chǎn)生不明白與別解。

4．讓學生了解多用瓶的使用原理，開拓學生創(chuàng)新的思維。

案例4硫在氧氣中燃燒的實驗改進

圖1圖2圖

實驗名稱硫在氧氣中燃燒的實驗改進

實驗目的

體現(xiàn)綠群化學的要求，裝置簡單，現(xiàn)象明顯，有利于對學生舉行環(huán)境愛護教育，也有利于激發(fā)學生學習化學的興趣。

實驗原理硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫

實驗儀器及藥品

錐形瓶（帶橡膠塞和導管）、注射器、集氣瓶、橡膠塞（帶燃燒匙和導管）、止水夾、酒精燈、火柴、彎玻璃管（帶小氣球）。

硫粉、過氧化氫溶液、二氧化錳、品紅溶液、鎂條。

實驗裝置

實驗步驟及現(xiàn)象1、連接好裝置，檢查氣密性。

2、在錐形瓶中加入適量二氧化錳，在燃燒匙中加入適量硫，集氣瓶中裝有少量滴加品紅溶液的水以及一根鎂條。

3、在錐形瓶中注入適量過氧化氫溶液，使用向上排空氣法收集一瓶氧氣，驗滿后先用小橡膠塞塞好備用，并斷開橡膠管用止水夾夾住。

4、將熱的彎玻璃管下移，使玻璃管下端與硫粉接觸，再將玻璃管上移，可觀看到燃燒匙中硫的燃燒，發(fā)出璀璨的藍紫群火焰。

5、反應后將瓶內(nèi)液體充分震蕩，可觀看到液體褪XXX，鎂條表面產(chǎn)生大量氣泡。

創(chuàng)新設(shè)計講明（1）制取氧氣采納注射器注入過氧化氫溶液，可操縱反應物的量。（2）硫在氧氣中燃燒的裝置用橡膠塞取代玻璃片，密閉性較好。（3）采納玻璃管加熱引燃硫，幸免在瓶外點燃硫所引起的環(huán)境污染；使用彎玻璃管便于引燃硫后將玻璃管上移，以免干擾硫的燃燒現(xiàn)象。（4）集氣瓶中留有少量滴加品紅溶液的水，以及一根鎂條，可增加實驗的趣味性。

案例5快速測定空氣中氧氣的體積分數(shù)的辦法創(chuàng)新

作者姓名陳人昌作者單位江西省吉安縣教研室實驗名稱快速《測定空氣中氧氣的體積分數(shù)》的辦法創(chuàng)新實驗目的1．測定空氣中氧氣的體積分數(shù)

實驗原理

白磷燃燒消耗氧氣，使試管內(nèi)壓強減小，硫酸銅溶液進入試管中，經(jīng)過上升的液體體積可測出空氣中氧氣的體積分數(shù)。

實驗儀器及藥品

一支18×180mm的試管、單孔橡膠塞、一根3cm長的短玻璃導管、一段4cm長的乳膠管、彈簧夾、500mL燒杯、200mL濃度大一些硫酸銅溶液，500mL水、一盞酒精燈、5克白磷。

實驗裝置

實驗步驟及現(xiàn)象1．取黃豆粒大小的一塊白磷，用濾紙擦干水，馬上放入預備的試管里，塞上帶乳膠管和彈簧夾的橡膠塞密封（如圖3所示），試管在酒精燈上稍作烘烤，白磷就燃燒起來，振蕩試管，防止白磷粘在試管壁上。

2．1min左右試管內(nèi)別再產(chǎn)生白煙，撩起擦洗試管4~5次，試管溫度迅速落到室溫。

3.把試管倒插入硫酸銅溶液里（如圖4所示），打開彈簧夾，硫酸銅

溶液馬上沿乳膠管進入試管（如圖5所示），捏住乳膠管，把試管從硫酸銅溶液中取出，正立試管觀看，液面高度大約是試管空間高度的1/5（如圖6所示）。

創(chuàng)新設(shè)計后的優(yōu)點

1．白磷在燃燒時向來在密閉的試管內(nèi)舉行，絕無熱空氣外逸；

2．白磷的著火點非常低（40℃），即使在燃燒熄滅后仍在發(fā)生氧化反應，幾乎把試管內(nèi)的氧氣消耗盡，硫酸銅溶液別僅能提高實驗的可見度，而且能把試管里沒反應的白磷蒸汽汲取，徹底符合實驗的真實性和科學性。

案例6鐵絲在氧氣中燃燒的實驗改進

實驗名稱鐵絲在氧氣中燃燒的實驗改進

實驗目的能更容易地演示鐵絲在氧氣中反應的實驗。

實驗原理鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成黑XXX固體。

實驗儀器及藥品細鐵絲、坩堝鉗、小燒杯、乙醇、充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶、酒精燈

實驗裝置

實驗步驟及現(xiàn)象

①我們把細鐵絲的一端盤成螺旋狀，另一端用坩堝鉗夾住。

②用小燒杯盛一定量的無水乙醇，待用。

③把酒精燈和充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶放在較近的位置，并點燃酒精燈。

④用坩堝鉗夾住細鐵絲的一端并將有螺旋狀的另一端伸入到無水乙醇中，利用無水乙醇的表面張力，使細鐵絲有螺旋狀一端蘸滿無水乙醇。取出后，立即在酒精燈上點燃，并迅速伸入到充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶中，能夠看到鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成黑XXX固體物質(zhì)。

創(chuàng)新設(shè)計后的優(yōu)點

鐵絲在氧氣中燃燒是檢驗氧氣性質(zhì)的一具重要的實驗，也是現(xiàn)象比較明顯的實驗，但此實驗按照《義務(wù)教育課程標準實驗教科書》中的做法，難以成功。原實驗步驟：在螺旋狀的細鐵絲末端系上火柴梗，用坩堝鉗夾住鐵絲點燃火柴梗，至其快燃盡時伸入充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶中。

學生對此實驗很感興趣，非常想快點看到實驗現(xiàn)象，但這種急于求成的欲望，非常容易導致此實驗的