高中化學(xué)實驗改進與創(chuàng)新案例集(中)

案例21Na和水反應(yīng)實驗裝置的改進

實驗名稱Na和水反應(yīng)實驗裝置的改進

實驗?zāi)康耐ㄟ^對教材實驗裝置的改進，設(shè)計出一套能集展示反應(yīng)現(xiàn)象、收集氣體、

點燃氣體為一體的實驗裝置。

實驗原理2Na+2H2O=2NaOH十H2t

實驗儀器鐵架臺、酒精燈、U形管、小刀、濾紙、帶玻璃閥門的尖嘴導(dǎo)管、

及藥品酚醐、金屬鈉、水。

實驗口「-A-

裝置

1.檢查裝置的氣密性。

2.用鐵架臺將高低U形管夾平，然后從低端管口注滿水，并在管口滴1

滴~2滴酚醐。

3.切割一小塊金屬鈉，并用濾紙將煤油吸干。然后迅速塞住U形管的

實驗另一端，讓金屬鈉與水充分反應(yīng)。

步驟4待反應(yīng)完畢后，用手打開玻璃閥門，控制氣體的流量用酒精燈在尖嘴

及現(xiàn)象處點燃。

5.實驗現(xiàn)象:鈉與水劇烈反應(yīng),熔成閃亮的金屬小球，并在液面上游動；

發(fā)生反應(yīng)的U形管低端液面迅速下降，另一側(cè)高端管中液面上升，有水

貯存;且U形管鈉與水反應(yīng)的一側(cè)管內(nèi)的溶液變紅。點燃氣體時，可見

氣體安靜的燃燒，火苗較長，且火焰呈淡藍色，直至氣體耗盡。

1.組裝方便，實驗儀器簡單。本實驗裝置分為二部分，一是特殊U形管;二是尖嘴

導(dǎo)管構(gòu)成的閥塞。實驗儀器簡單，可循環(huán)使用，降低實驗成本。

(2)操作簡單，便于教師演示。該實驗是將反應(yīng)裝置和氣體的收集裝置連成一體，

利用產(chǎn)生的氣體造成一定的壓強,將壓出的水貯存在一側(cè)較長的管內(nèi)，同時將生

成的氣體貯存起來。在氣體點燃時，貯水一側(cè)的水能順利地氣體壓出，有利于氣體

的點燃;因為起始液面等壓出氣體時不至于將水壓到容器外邊，同時又將氣體全

部壓出，不會殘留?；鹈绲拇笮】赏刂撇Ａчy來控制，該裝置的自動化程度比較

創(chuàng)

新

高。

設(shè)

計

(3)氣體純凈，實驗安全有保障。反應(yīng)前，U形管中注滿了水，迅速將放有鈉p

后

的

的帶有尖嘴的玻璃閥塞在U形管的一端，此時形成了充滿水的密閉體系,生成的

優(yōu)

點

氣體中不會混有空氣。雖然鈉與水反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但因生成的氣體中沒有混有

空氣，不會發(fā)生爆炸。鈉的用量只影響生成氣體的量，不影響實驗安全。鈉少生成

的氣體較少，燃燒時間較短;鈉多，生成的氣體較多時，據(jù)液壓原理可知，最多也只能

收集到與U形管底端液面持平處，多余的氣體會從裝有貯水裝置的一端中溢出，

同時也不會混入空氣，實驗科學(xué)，安全也有保障。

(4)現(xiàn)象明顯,便于學(xué)生觀察分析。在進行該實驗時，因為能收集到純凈的氣體，點

燃時能見氣體安靜地持繼燃燒，有淡藍色的火焰等明顯實驗現(xiàn)象，有利于學(xué)生觀

察實驗現(xiàn)象。

案例22氫氧化鋼晶體與氯化核晶體吸熱反應(yīng)的實驗改進

實驗名稱氫氧化鋼晶體與氯化核晶體吸熱反應(yīng)的實驗改進

通過對教材實驗的改進，創(chuàng)新設(shè)計一套集科學(xué)性、趣味性、觀賞性、

實驗?zāi)康木G色環(huán)保于一體的封閉式裝置。

實驗原理Ba(OH)2?8H,0+2NH4C1===BaC12+2NH3t+10H20

實驗儀器塑料杯(2只)、濾紙、帶塞的玻璃管、Ba(OH)2-8H2O晶體、NH4cl

及藥品晶體、酚醐試液、水、紅墨水。

1—下

「的**看

切

實驗過

裝置上口被,**卜一

的更料杯

1.在蓋子內(nèi)壁上粘上一張剪成花瓣狀的濾紙，并噴上酚醐試液。往上口

被剪去的塑料杯中加入約15mL水,再將另一只塑料杯套在上面，在下

端帶塞的玻璃管內(nèi)加入約1mL紅墨水，插入塑料奶嘴處。

2.將事先稱好的20gBa(OH)2?8H2O晶體與lOgNH4cl晶體加入到上

實驗層塑料杯中，蓋上蓋子，快速用玻璃管攪拌。蓋子內(nèi)壁上粘有的噴有酚醐

步驟試液的濾紙變紅色，杯內(nèi)固體慢慢變得粘稠，最后變成糊狀物，用手觸摸

及現(xiàn)象杯子外壁感覺很冰,兩個杯子粘在了一起。從整體上看，像是冰山中盛開

的雪蓮一樣，十分漂亮。

3.分開兩個杯子，發(fā)現(xiàn)水變成了冰;取出玻璃管倒立，玻璃管內(nèi)的液體不

會滴落下來。用另一根細玻璃棒從未封口的一端輕輕一推，取出紅色的

冰柱。

1.改進后的實驗裝置操作簡單易行

創(chuàng)

新

2.有效地防止了氨的擴散，環(huán)保無污染，體現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念，

設(shè)

計

3.不僅可用于教師演示實驗，也可用于學(xué)生分組實驗、

后

的

4.止匕外，噴有酚醐的試紙遇氨氣變紅,既可檢驗氨氣，又增加了實驗的

優(yōu)

點

趣味性。

5.本實驗手所用的塑料杯在奶茶店或者餐飲店均有售，廉價易得。

案例23銅和濃硫酸反應(yīng)的改進與創(chuàng)新

實驗名稱銅和濃硫酸反應(yīng)的改進與創(chuàng)新

實驗?zāi)康耐ㄟ^對教材實驗的改進，創(chuàng)新設(shè)計一套現(xiàn)象明顯，成功率高，綠色環(huán)保,提高學(xué)

生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣和實驗操作能力的裝置.

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

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

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

實驗儀器鐵架臺、試管、具支試管(3支)、燒杯、橡膠管、玻璃管、藍色石蕊試紙、

及藥品品紅溶液、澳水、Ca(OH)2溶液.

實驗J；

di

裝置

(i>(n)(in)

(1)中玻璃貼濕潤藍色石蕊試紙(H)中品紅溶液(ni)中溟水

1.步驟:?按圖1連接好裝置。取10mL左右的濃H2s。4,將其加熱到約160℃左右

(約L5min左右)，然后放入1g左右剛擦亮的薄銅片，連好裝置，繼續(xù)加熱。

2.現(xiàn)象及結(jié)論

(1)發(fā)生裝置中銅片逐漸溶解,有氣泡放出，溶液顏色變?yōu)闇\藍色。說明生成了

CuS04o溶液為淺藍色的原因是濃硫酸中水含量太少。

(2)試管(1)中濕潤的藍色石蕊試紙變紅說明生成了酸性氣體，可能是SO2o若是

實驗SO2,證明SO2溶于水呈酸性。

步驟(3)試管(II)中品紅溶液褪色。說明氣體有漂白性。進一步說明了生成的氣體是

及現(xiàn)象SC)2°

(4)試管(III)中澳水褪色，說明氣體具有還原性。

(5)尾氣的吸收裝置中有少量白色沉淀(CaSCh)生成。尾氣較足,將會觀察到白色

沉淀部分溶解。

(6)發(fā)生裝置中，有較多的略帶淺藍色的固體析出(CuSC>4和CuSO4-5H2O的混合

物)，當有晶體析出后，試管中溶液的顏色仍逐漸變深，說明了水的量在增多,證明產(chǎn)

物中有水。

1.保留了教材中原有的性質(zhì)試驗。成功率高，現(xiàn)象明顯，不需將溶液倒入水中就直

接能觀察到藍色的CuSCU溶液。

2.阻止了SO2進入大氣,保護了環(huán)境。

創(chuàng)

新

3.能充分證明生成的氣體是SO2,在有固體析出后,溶液顏色變深，說明產(chǎn)物除

設(shè)

計

CuSC)4和SO2外，還生成了HOO

后

的2

4.改進后的實驗，將SO的漂白性和還原性(學(xué)生易混淆)從實驗和理論上進行了

優(yōu)

點2

對比，在尾氣的吸收裝置中,巧妙地運用了Ca(OH)2,據(jù)產(chǎn)生的現(xiàn)象說明了CaSO3

不溶,Ca(HSC)3)2能溶。

5.改進后的實驗，使學(xué)生掌握了驗證反應(yīng)生成物的方法，有利于提高學(xué)生的分析

問題、解決問題的思維能力和實驗操作能力。

案例24鈉與水反應(yīng)實驗創(chuàng)新設(shè)計

實驗名稱鈉與水反應(yīng)實驗創(chuàng)新設(shè)計

實驗?zāi)康耐ㄟ^對教材實驗裝置的改進，設(shè)計出一套能集展示反應(yīng)現(xiàn)象、收集氣體、

點燃氣體為一體的實驗裝置。

實驗原理2Na+2H2O=2NaOH十H2t

實驗儀器250mL廣口瓶1個6號橡膠塞1個、3號橡膠塞1個、直形玻璃

及藥品活塞1個、玻璃管1支、玻璃和棒1支、去掉底部的礦泉水瓶1個、

火柴、鏡子、濾紙。金屬鈉、蒸儲水、酚醐試液。

去底礦泉水瓶J

實驗玻璃管一

玻瑞棒一

直形玻理活塞-

族儲水鈉二3

裝置滴仃的欲試液T|i

i(1)⑵

1.教具制作:（1）在與廣口瓶相配套的6號橡膠塞上，用打孔器打三個孔，分別安裝

直形玻璃活塞、短玻璃棒和長玻璃導(dǎo)管。因操作時需要多次讓玻璃棒在橡膠塞

孔內(nèi)上下移動，可在玻璃棒伸入膠塞的端搽一點凡士林。

（2）在與礦泉水瓶相配套的3號橡膠塞上用打孔器打一個孔（與玻璃管直徑相當），

把該橡膠塞與玻璃管的另一頭相連接。最后組裝成如圖3所示裝置，并檢驗裝置

氣密性完好。

2.先撥出玻璃棒，用鐐子取一小塊金屬鈉（約0.5g~lg）,用濾紙吸干煤油，捏成棒狀

實驗（直徑與玻璃棒的直徑相當），然后用鑲子把該鈉棒內(nèi)置于取出玻璃棒后的橡膠塞

步驟孔中，再插入玻璃棒把鈉推至孔內(nèi)的適當位置（不與水接觸）。

及現(xiàn)象3.向廣口瓶中加水至瓶口的橡膠塞抵達處,再滴加4滴~6滴酚酸試液。塞緊橡膠

塞，關(guān)閉活塞開關(guān)。

4.演示時只需下壓玻璃棒將金屬鈉推入水中,鈉與水立即發(fā)生激烈的反應(yīng)，溶液

變成紅色,產(chǎn)生的氣體將溶液壓入上端的礦泉水瓶中，廣口瓶內(nèi)可看到鈉熔化成

銀白色的小球浮在水面上四處游動，直至完全消失，這時，廣口瓶中收集有定量的

氣體,礦泉水瓶中被噴入一定體積的紅色液體。

5.打開活塞開關(guān)，點燃從導(dǎo)管尖嘴口逸出的氣體，氣體安靜地燃燒,拉出長長的火

焰。廣口瓶中的液面緩慢上升，直至廣口瓶充滿水，氣體排完，火焰熄滅。

1.該裝置的制作融合了化學(xué)知識和物理知識，實驗時將鈉與水的反應(yīng)、氣體的收

集、氣體的排出、產(chǎn)物的檢驗和水位的變化集于一體呈現(xiàn)，實驗操作簡便,自動化

創(chuàng)

新

程度高，且可重復(fù)使用。

設(shè)

計

2.在利用水充滿廣口瓶排除空氣的情況下，產(chǎn)生的氣體純凈，無論是鈉與水的放

后

的

熱反應(yīng)，還是最后的氣體點燃，都不會發(fā)生爆炸，保證了實驗的絕對安全。

優(yōu)

點

3.利用本教具既能充分演示鈉與水反應(yīng)的各種現(xiàn)象又能方便地檢驗生成物，實

驗原理清晰，現(xiàn)象生動，便于學(xué)生觀察分析，同時也增強了實驗的新穎性和趣味性，

能激發(fā)學(xué)生的興趣，活躍學(xué)生的思維，充分發(fā)揮化學(xué)實驗的教育功能。

案例25關(guān)于過氧化鈉的兩個反應(yīng)的實驗設(shè)計

實驗名稱關(guān)于過氧化鈉的兩個反應(yīng)的實驗設(shè)計

實驗?zāi)康脑O(shè)計一套能完成兩個實驗實驗（NazCh與水反應(yīng)、NazCh與C02反應(yīng)）

裝置，填補教材中Na2（D2與C02反應(yīng)實驗的空白。

實驗原理2Na2?2+2co2===2Na2co3+O2

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

實驗儀器

及藥品燒杯鐵架臺棉花棉線過氧化鈉

實驗

y屬黑花

裝置__C**

1.將少量過氧化鈉固體包在棉花中，用一根棉線將其系在鐵架臺上。

2.在棉花的正下方放置一燒杯，向燒杯中加入少量開水，此時，水蒸氣上

升至棉花處，過一會兒，棉花燃燒,掉落至燒杯中，說明NazCh與水反應(yīng)放

實驗出。2同時反應(yīng)放熱。

步驟3.待反應(yīng)結(jié)束后,向燒杯中滴入1滴~2滴酚醐溶液，溶液變紅，證明

及現(xiàn)象NaOH的生成。

4.同樣利用上述裝置，在燒杯中加入稀鹽酸，再放幾塊大理石希產(chǎn)生的

C02氣體上升至棉花周圍，同樣可以看到棉花著火。這也證明了Na2O2

與C02反應(yīng)時放出。2并放出熱量。

創(chuàng)

新

.不論是水蒸氣還是氣體，本來是用于滅火的，但在實驗中卻將棉

設(shè)

計1C02

花點燃彳艮好地增強實驗的趣味性。

后

的

.同樣一套裝置可用于做兩個實驗，填補教材中與反應(yīng)實

優(yōu)

點2NazChC02

驗的空白,并且操作簡單，現(xiàn)象明顯，也可用于學(xué)生分組實驗。

案例26電解飽和食鹽水的實驗改進與創(chuàng)新

實驗名稱電解飽和食鹽水的實驗改進與創(chuàng)新

實驗?zāi)康耐ㄟ^對實驗裝置的改進，設(shè)計出一套能集成功率高增加實驗的趣味性、綠

色環(huán)保、用數(shù)字化傳感器從微粒層面上來認識化學(xué)反應(yīng)的實驗裝置。

陽極反應(yīng)式;2CI，2e===Cl2t

陰極反應(yīng)式：2H++2e===Ht

實驗原理2

總反應(yīng)式:2NaCI+2H2。=H2f+CI2T+2NaOH

Cl2+H==KCI+l2

低壓電源（24V）,鐵釘用長鐵絲（20cm）替代碳棒用鉛筆芯（10cm）替代,U型管

實驗儀器（兩邊帶支管），電線，小燒杯，蒸發(fā)皿威尼爾（Vernier）數(shù)據(jù)采集器,pH傳感器，計算機

及藥品（電腦），單、雙孔橡皮塞,乳膠管，玻璃直角彎管、飽和食鹽水、，氫氧化鈉溶液、泡

泡液、淀粉碘化鉀試紙、火柴、酒精燈、木條。

傳感器

|i1上^淀粉碘化鉀

實驗

飽和言

裝置ri

b包泡液1

0三o?氫氧七A鈉溶液

電解飽和1管鹽水裝置x

1.實驗裝置如圖1所示（其中低壓電源、數(shù)據(jù)采集器、電腦等省去）。

2.實驗步驟及現(xiàn)象:打開電源開關(guān),當兩極出現(xiàn)氣泡時，打開電腦中數(shù)據(jù)采集器開

始按鈕（實驗前對pH傳感器進行校對），時間為Imin看到液面以下的鐵絲和鉛筆

實驗芯上產(chǎn)生大量的氣泡。大約Imin,淀粉碘化鉀試紙變藍，泡泡液慢慢出現(xiàn)氣泡，由

步驟小變大。電腦上pH曲線逐漸上升（可連接白板顯示），然后，用燃著的木條點氣泡，

及現(xiàn)象可聽到爆鳴聲，說明鐵絲電極上產(chǎn)生的氣體是氫氣。

3.實驗注意事項:U型管內(nèi)的液面不能超過支管，以防止液體流出。塞子要多插入

管內(nèi),減少空間面積，以便收集氫氣。等吹出的氣泡較大時，再用燃著的木條來檢驗

氫氣。pH傳感器不能接觸鐵絲電極,防止影響實驗結(jié)果。

1.將鐵釘改為長鐵絲，碳棒改為鉛筆芯，可以增大電極與電解液接觸面積，增加離

子放電幾率,提高反應(yīng)速度，同時有利于氣體逸出,便于收集氫氣，用吹氣泡的方式

也容易操作，檢驗氫氣成功率高增加實驗的趣味性,有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極

創(chuàng)

新

性。

設(shè)

計

2.用數(shù)字化傳感器，測得溶液的pH的變化，有利于學(xué)生從微粒層面上來認識化學(xué)

后

的

反應(yīng)。加深對電極方程式的理解。不難得出陰極反應(yīng)的兩種反應(yīng)式之間的聯(lián)

優(yōu)

點

系:2由+20=氏f,2H2O-2e=H2t+2OH\為學(xué)生在選修《化學(xué)反應(yīng)原理》書寫電

極方程式打下一個良好的基礎(chǔ)。

3.淀粉碘化鉀試紙固定在鉛筆芯上，在檢驗氯氣時不用打開塞子,減少有害氣體

的污染。

案例27銀鏡反應(yīng)實驗創(chuàng)新設(shè)計

實驗名稱銀鏡反應(yīng)實驗創(chuàng)新設(shè)計

實驗?zāi)康臑檫_到實驗操作便捷的目的，利用套管加熱水浴法加熱試管,使實驗

取得滿意的效果。

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

實驗原理銀氨溶液具有弱氧化性。

實驗儀器試管A(13mmX100mm)、試管B(lOmmxlOOmm)、酒精燈、試管夾；

及藥品乙醛、AgNC)3(2%)溶液，氨水(2%)、蒸儲水

實驗nn

I根w浴池和

裝置*II含隋筌也G

1,q

1.如圖所示,把試管B插入裝入適量蒸儲水的A試管中用酒精燈給試

管A加熱，通過水浴加熱試管Bo

實驗2.在試管A中加入適量蒸儲水,在試管B中加入適量AgN03溶液，逐漸

步驟滴加稀氨水，至產(chǎn)生的白色沉淀剛好消失為止，然后再加入適量乙醛。圖

及現(xiàn)象1

3.小心地把試管B套入試管A中，用試管夾夾住試管A在酒精燈上加

熱?？捎^察到試管B壁上很快出現(xiàn)光亮的銀鏡。

創(chuàng)

新

設(shè)

計

能節(jié)約藥品和實驗準備時間，簡化操作，

后

的L

.實驗效果明顯。

優(yōu)

點2

案例28乙醇催化氧化實驗的改進

實驗名稱乙醇催化氧化實驗的改進

改進教材實驗中的缺點（產(chǎn)生的乙醛量太少，許多學(xué)生將乙醇的氣

實驗?zāi)康奈杜c乙醛氣味混淆而難以分辨，乙醛催化氧化反應(yīng)中的第一產(chǎn)物水沒

有得到證實），讓實驗更有說服力。

2Cu+O2aB2CuO

實驗原理

CH3CH2OH+CUO-。CH3CHO+CU+H2O

實驗儀器酒精燈、燒杯、注射器、燃燒匙、三口瓶、無水乙醇、無水硫酸

及藥品銅、銅絲團、水。

口/注射器

實驗

裝置加熱后的W22盛有無水硫酸

鑰絲團銅的燃燒匙

一無水乙期

1.如圖1所示，在三口瓶內(nèi)加入少量無水乙醇（事先可用無水硫酸銅加

以檢驗是否有水），將盛滿無水硫酸銅白色粉末的燃燒匙插入三口瓶內(nèi)，

另外，在三口瓶上端插入注射器備用。

2.用50℃水浴加熱無水乙醇，另取一銅絲團固定在一根銅絲上，穿過橡

實驗?zāi)z塞,將銅絲團加熱，可看到由紅變黑,迅速將銅絲團伸入三口瓶內(nèi)，可看

步驟到黑色立即變?yōu)榧t色，停止水浴加熱淅無水硫酸銅抖動少許至無水乙

及現(xiàn)象醇中，白色粉末變?yōu)樗{色。此外，注射器活塞上移,收集滿乙醇和乙醛的

混合氣體，此時乙醛收集量較少。

3.將注射器內(nèi)氣體注入三口瓶中，重復(fù)1、2兩步操作2次~3次,反復(fù)收

集混合氣體，便可得到較多的乙醛蒸氣，此時方可聞到乙醛的刺激性氣

味,倘若用其做銀鏡實驗，現(xiàn)象十分明顯。

1.實驗操作簡單,可反復(fù)觀察到銅絲紅一黑紅交替的現(xiàn)象。

創(chuàng)

新

2.用無水硫酸銅也可反復(fù)驗證水的生成。

設(shè)

計

3.注射器的使用，可以收集較純較多的乙醛，便于聞到乙醛的刺激性氣

后

的

味,也可更好地進行銀鏡反應(yīng)的實驗。

優(yōu)

點

案例29氯氣和鐵（銅）反應(yīng)演示實驗的改進

實驗名稱氯氣和鐵（銅）反應(yīng)演示實驗的改進

實驗?zāi)康耐ㄟ^對教材實驗裝置的改進，設(shè)計出一套科學(xué)性、簡約性、直觀性、安全性

為一體的實驗裝置。

實驗原理KCIO3+6HCI(濃尸KC1+3c3H2。

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

實驗儀器集氣瓶、橡皮塞、氣球、注射器（20mL,3個）鐵絲、氯酸鉀、濃鹽酸、濃氫

及藥品氧化鈉溶液、蒸儲水。

實驗

b--Sir

裝置

a.注射器b.集氣瓶c.氣球d.鐵絲或銅絲e.濃鹽酸f,氯酸鉀

1.將鐵絲一端彎曲成螺旋狀，另一端繞在插入橡膠塞的針尖上，按實驗裝置圖組

裝好裝置,并檢查裝置氣密性。

2.取一藥匙氯酸鉀固體平鋪集氣瓶的底部,注射器1裝入3mL濃鹽酸。

3.將下端彎曲的細鐵絲放在酒精燈上加熱至紅熱后迅速伸入到集氣瓶中,將注射

器中3mL濃鹽酸迅速注入到集氣瓶中，鹽酸與氯酸鉀立即反應(yīng)，此時可以看到立

刻產(chǎn)生黃綠色的氣體，同時鐵絲上會產(chǎn)生明顯的棕褐色煙并充滿整個燒瓶，且能

實驗看到氣球隨著反應(yīng)的進行出現(xiàn)體積變化。

步驟4.當反應(yīng)停止后往集氣瓶中加入10ml蒸儲水，輕輕振蕩集氣瓶，觀察到溶液呈黃

及現(xiàn)象色。

5.用注射器將10mL濃氫氧化鈉溶液注入到集氣瓶瓶中，燒瓶底部立刻有紅棕色

沉淀生成,集氣瓶內(nèi)黃綠色氣體消失。

6.實驗注意事項

（1）實驗成功的關(guān)鍵是如何使鐵絲伸入到集氣瓶保持較長的紅熱狀態(tài)，特別是在

氣溫較低時，如果采取加熱較粗的鐵（銅）絲就能很好地解決這一難題。

（2）為了防止在換用注射器時有少量氯氣會逸出，可設(shè)計帶有開關(guān)裝置的注射器。

如果用普通注射器，交換動作要迅速。

1從實驗的安全性著手，讓氯氣與鐵（銅）絲的反應(yīng)在密閉的集氣瓶中反應(yīng),反應(yīng)結(jié)

束后用注射器往集氣瓶內(nèi)注入氫氧化鈉溶液除去多余的氯氣。

2.以實驗的創(chuàng)新性為突破,先讓鐵（銅）絲保持狀態(tài),再與集氣瓶內(nèi)生成的氯氣反

創(chuàng)

新應(yīng)。

設(shè)

計3.實驗的科學(xué)性、簡約性、直觀性也得到加強。氯氣和鐵（銅）絲反應(yīng)結(jié)束后，用注

后

的射器注入蒸儲水，可以觀察氯化鐵（銅）溶液的顏色,再用注射器注入氫氧化鈉溶

優(yōu)

點液，可以通過觀察生成沉淀顏色檢驗產(chǎn)物，增強了實驗的科學(xué)性;氯氣的制取改用

氯酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)，不需要加熱條件，制取與性質(zhì)實驗同時進行，也不再需要氯

氣的收集和保存,讓實驗的簡約性明顯提高;實驗中不僅可以觀察到生成棕褐色

或棕黃色的煙，還可以觀察到生成氯化鐵（銅）溶于水后的黃（藍）色及氯化鐵（銅）溶

液與氫氧化鈉溶液生成的紅棕（藍）色沉淀，實驗的直觀性較大加強。

案例30氯氣氧化性等系列性質(zhì)實驗改進

實驗名稱氯氣氧化性等系列性質(zhì)實驗改進

通過對教材實驗裝置的改進，設(shè)計出一套科學(xué)性、簡約性、直觀性、

實驗?zāi)康陌踩詣?chuàng)新性為一體的實驗裝置。

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

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

實驗原理2++3+

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

Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O

大試管、小試管、鐵架臺、橡皮塞、氣球、注射器(20mL,2個)、注

實驗儀器射器針尖、氯酸鉀、濃鹽酸、濃氫氧化鈉溶液、蒸儲水、紫色石蕊試

及藥品紙、淀粉碘化鉀試紙、滴有硝酸銀溶液的濾紙、滴有硫酸亞鐵與硫鼠

酸鉀溶液的濾紙。

卜

eT

1

實驗

裝置1____

a.濕潤的紫色石蕊試紙b.濕潤的淀粉碘化鉀試紙

c.滴有硝酸銀溶液的濾紙d滴有彳簫酸亞鐵與硫氧酸鉀溶液的濾紙

e.濃鹽酸f氯酸專甲

1.把濕潤的紫色石蕊試紙、濕潤的淀粉碘化鉀試紙、滴有硝酸銀溶液

的濾紙、滴有硫酸亞鐵與硫富酸鉀溶液的濾紙固定在小試管外壁用扣

針扣緊防止脫落用注射器針尖插入大小橡膠塞將大小試管相連，將大

試管固定在鐵架臺上，并檢查裝置氣密性。

2.取一藥匙氯酸鉀固體平鋪集氣瓶的底部，注射器中裝入1mL濃鹽酸。

3.塞緊橡膠塞，將注射器中的濃鹽酸注入大試管底部，可以觀察到:①濕

實驗潤的紫色石蕊試紙先變紅后褪色。②濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍后慢

步驟慢褪色。③滴有硝酸銀溶液的濾紙出現(xiàn)白色物質(zhì)。④滴有硫酸亞鐵與

及現(xiàn)象硫富酸鉀溶液的濾紙變紅。

(4)用注射器將3mL濃氫氧化鈉溶液注入到大試管中，集氣瓶內(nèi)黃綠色

氣體消失。

4.實驗注意事項

(1)裝置氣密性檢查是實驗成功的基礎(chǔ)，可用繩子綁緊氣球口，觀察注射

器中濃鹽酸是否能在不用外力情況下往下流動。

⑵為了防止在換用注射器時有少量氯氣會逸出,可設(shè)計帶有開關(guān)裝置

的注射器。如果用普通注射器，交換動作要迅速。

案例31氯氣和金屬鐵銅反應(yīng)的實驗改進

實驗名稱氯氣和金屬鐵銅反應(yīng)的實驗改進

通過對教材實驗裝置的改進，設(shè)計出一套科學(xué)性、簡約性、直觀性、

實驗?zāi)康陌踩詣?chuàng)新性為一體的實驗裝置。

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

實驗原理CuCl2+2NaOH==Cu(OH)2(+2NaCl

3+-

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

實驗儀器酒精燈、三口燒瓶、注射器（2個）、導(dǎo)管、橡膠塞、鐵絲、氯氣、

及藥品水、KSCN溶液、銅絲、NaOH溶液

實驗0由“

裝置

1.如圖1所示，取一個三口燒瓶，底部放上團鐵絲,上口接上導(dǎo)管用以通

入氯氣。

2.加熱三口燒瓶底部，待鐵絲紅熱后通入氯氣，同時撤掉酒精燈,可觀察

到鐵絲劇烈燃燒，冒出大量棕色煙。

3.燃燒結(jié)束后停止通入氯氣，取一個吸有水的注射器,將水通過左口（或

實驗者右口）活塞擠入三口燒瓶底部，可觀察到FeCl3溶液呈黃色，再取另個

步驟吸有KSCN溶液的注射器，將KSCN溶液擠入1滴~2滴至FeCb溶液

及現(xiàn)象中，溶液立刻由黃色變?yōu)檠t色。

4.倘若將鐵絲換成銅絲,KSCN溶液換成NaOH溶液,重復(fù)上述操作，可

以進行銅在氯氣中燃燒的實驗，可以觀察到棕黃色煙、藍色CuCb溶液

以及Cu（OH）2藍色沉淀。

5.實驗結(jié)束后，可用注射器將NaOH溶液加至三口燒瓶中，吸收未反應(yīng)

完的氯氣。

創(chuàng)

新

.整個實驗在密封環(huán)境中進行，無污染并且可控制通入的量，以免

設(shè)

計1C12

的浪費。

后

的C12

.通過多個角度固體的棕黃色煙、溶液的黃色、

優(yōu)

點2（FeCbFeCbFe（SCN）3

溶液的血紅色）來證實Fe與Cb反應(yīng)的產(chǎn)物，現(xiàn)象明顯,豐富了教學(xué)內(nèi)

容。

案例32鈉與水反應(yīng)實驗的創(chuàng)新設(shè)計

實驗名稱鈉與水反應(yīng)實驗的創(chuàng)新設(shè)計

通過對教材實驗裝置的改進，設(shè)計出一套能集展示反應(yīng)現(xiàn)象、安全

實驗?zāi)康目煽?、操作方便為一體的實驗裝置。

實驗原理2Na+2H2O=2NaOH十H2t

實驗儀器圓底燒瓶(250mL)、分液漏斗(100ml以上)、帶導(dǎo)氣管的雙孔塞、導(dǎo)

及藥品氣管、橡膠管、尖管、止水夾、鐵架臺(帶夾子、鐵圈)、酒精燈、小

燒杯、鈉、蒸儲水、煤油、酚醐溶液

①分液漏斗

實驗事

裝置蒸儲水

L—

1.檢驗裝置的氣密性。

2.向燒瓶中加入煤油(約為燒瓶頸部體積)，放入金屬鈉(約綠豆粒大小)，

然后塞上橡膠塞。

3.打開分液漏斗旋塞和止水夾，通過分液漏斗向燒杯中迅速加入滴有

2-3滴酚醐溶液的蒸儲水，使液面到達燒瓶橡膠塞處，充分排出燒瓶內(nèi)空

氣,關(guān)閉止水夾。

(4)觀察實驗現(xiàn)象。鈉塊與水反應(yīng)熔成銀色的小球，并伴有氣泡冒出，在

氣泡的推動下，鈉在煤油和水的界面處上下浮動，同時可觀察到水溶液

變成紅色。隨著反應(yīng)的進行,生成的氣體逐漸增多，液體回流至分液漏

實驗斗，燒瓶內(nèi)液面下降，當降至燒瓶頸部以下時，煤油層液面變薄，鈉與水接

步驟觸時間延長，發(fā)生劇烈的反應(yīng)。

(5)關(guān)閉分液漏斗的旋塞，打開止水夾，收集小試管氣體驗純(由于反應(yīng)前

及現(xiàn)象燒瓶內(nèi)空氣被排空，驗純也可省去),然后點燃尖嘴管處的氣體火焰呈淡

藍色,在火焰上方罩上一個干燥的小燒杯，可發(fā)現(xiàn)燒杯上有液滴生成，說

明生成的氣體為氫氣。

4.注意事項

(1)加入煤油的量不宜過多以免影響對鈉與水劇烈反應(yīng)現(xiàn)象的觀察。

⑵加蒸儲水之前，分液漏斗要伸入到煤油液面以下，反應(yīng)過程中要保證

分液漏斗始終在液面以下。

⑶加蒸儲水之前要打開止水夾，打開分液漏斗的旋塞;加蒸儲水后迅速

關(guān)閉止水夾;點燃氫氣之前要關(guān)閉分液漏斗的旋塞,打開止水夾。

(4)一定要盡可能地將空氣排盡。

創(chuàng)

新

1.現(xiàn)象明顯，利于觀察。

設(shè)

計

2.容器封閉，安全可靠。

后

的

3.氣體純凈，放心點燃。

優(yōu)

點

4.裝置簡單，操作方便。

案例33電解CuCb溶液的實驗改進

實驗名稱電解CuCL溶液的實驗改進

實驗?zāi)康膶﹄娊釩uCk溶液實驗的改進，使實驗具有操作更簡單，現(xiàn)象更明

顯，成功率更高，實驗更環(huán)保，演示時間更短等特點。

接通直流電源后，溶液中陰陽離子向兩極遷移。Ci?+向陰極遷移，

得電子，發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生電極反應(yīng)式為2+溶液中

實驗原理Cu,Cu+2e=CuoCl-

向陽極遷移，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生Cb,電極反應(yīng)式為2c12e=Cbt

總反應(yīng)為CuC12MBeu+Cbt

實驗儀器直流電源、啟普發(fā)生器（小型）、石墨棒、橡皮塞、自制底部有小孔的

及藥品試管（用酒精噴燈將試管底部加熱至紅熱后吹成直徑約3mm的小孔）、

導(dǎo)線若干。O.8mol/L氯化銅溶液、氫氧化鈉溶液、淀粉碘化鉀試紙。

底軸小」

實驗孔的試管網(wǎng)

g寫■氯化銅溶液

裝置

L先將帶有石墨棒的橡皮塞塞緊啟普發(fā)生器的側(cè)面出氣口，再往啟普發(fā)

生器內(nèi)注入氯化銅溶液至液面剛好接觸石墨棒時止。

2.另從試管的底部小孔往試管中加入氯化銅溶液，直至趕盡空氣;再將

該試管置于裝有適量氯化銅溶液的啟普發(fā)生器中。按圖組裝儀器，試管

的底部輕靠在陰極石墨棒不讓其下落,同時也縮短了兩極的距離。

實驗3.兩根石墨電極分別與直流電源相接，可以觀察到陽極產(chǎn)生氣體，試管

步驟內(nèi)液體逐漸被排出試管。陰極浸入溶液部分的石墨棒表面析出紫紅色

及現(xiàn)象的銅。

4.當陽極試管中的液體下降至液面低于石墨棒時，電解自動停止，可看

到陽極試管中有略帶黃綠色的氣體。將小試管從啟普發(fā)生器中拿出來，

讓學(xué)生觀察（由于大氣壓的作用，試管中殘留的液體不會滴下來,收集的

氣體也不會逃逸）o

5.檢驗氯氣。用手指堵住小孔，試管靠近潤濕淀粉碘化鉀試紙，放開手指，

濕潤的淀粉試紙馬變深藍色，可證明該氣體是氯氣。

1.利用啟普發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點改裝儀器,拓寬了儀器的用途。裝置穩(wěn)定

創(chuàng)

新美觀，不需要夾持裝置，操作簡單，方便學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。

設(shè)

計2.因縮短了兩電極之間的距離，實驗可在短時間內(nèi)完成，實驗成功率高。

后

的3.實驗在封閉體系中完成，收集有氯氣的試管待實驗觀察完后,立即放

優(yōu)

點入裝有氫氧化鈉溶液的燒杯中，無氯氣泄露，體現(xiàn)綠色化學(xué)的理念。

4.裝置可以重復(fù)使用，便于多個平行教學(xué)班的演示使用，有利于激發(fā)學(xué)

生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

案例34鹽類水解實驗的微型化設(shè)計

實驗名稱鹽類水解實驗的微型化設(shè)計

實驗?zāi)康膹奈⑿突途G色化的角度出發(fā)，減少實驗污染,節(jié)省實驗藥品，操作

簡單等方面,高計有利于實驗教學(xué)的實驗方案。

CH3COONa+H20=CH3coOH+NaOH

NaC0+H,0=NaHCO+NaOH

實驗原理33

NH4CI+H2O=NH3.H2O+HCI

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

實驗儀器盒（用2cm厚有機玻璃制作,如圖所示）、醫(yī)用青霉素瓶（盛

裝實驗試劑）、下面鑲有微型玻璃棒的橡膠塞（蘸取試劑液用）、帶有凹

實驗儀器槽的有機玻璃板（用3cm厚有機玻璃制作，凹槽用作測定試劑pH的反應(yīng)

及藥品器）鏡子、pH試紙標準比色卡等。

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

實驗［應(yīng)「Ii.^7*I$生＜鞏”Ir.

-rrr產(chǎn)-學(xué)界思

裝置

礁：'

實驗1.將pH試紙剪成小段，用鑲子夾取pH試紙放入帶有凹槽的有機玻璃板

步驟的凹槽中用橡膠塞下面的微型玻璃棒蘸取待測液點在試紙的中部，待

及現(xiàn)象變色后與標準比色卡對照,判斷待測液的pHo

2.下面鑲有微型玻璃棒的橡膠塞不可混用;待測液與凹槽一一對應(yīng)。

.本實驗裝置的設(shè)計從微型化和綠色化的角度出發(fā),減少實驗污染，節(jié)

創(chuàng)

新1

省實驗藥品，操作簡單，有利于實驗教學(xué)。

設(shè)

計

.微型化的反應(yīng)裝置便于攜帶，使學(xué)生分組實驗簡單易行，節(jié)省時間，提

后2

的

高學(xué)習(xí)效率。

優(yōu)

點

3.實驗中利用醫(yī)用青霉素瓶盛裝實驗試劑，廢物利用，有利于培養(yǎng)學(xué)生

的環(huán)保意識

案例35銅與濃、稀硝酸反應(yīng)微型實驗改進

實驗名稱銅與濃、稀硝酸反應(yīng)微型實驗改進

為彌補教材實驗的不足:實驗用品復(fù)雜、操作難度較高;（缺乏尾氣處

實驗?zāi)康睦?現(xiàn)象不明顯;欠缺對產(chǎn)物的檢測或產(chǎn)物檢測難度大;反應(yīng)速率與反應(yīng)

程度難以控制等.對該實驗進行了改進。

CU+4HNO3(濃)=CU(NO3)2+2NO2t+2H2O

3CU+8HNO3(稀)=3CU(NO3)2+2NOt+4HO

實驗原理2

2NO+O2=2NO2

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H20

實驗儀器具支試管兩支、U形管一支、彎曲導(dǎo)管一支、橡膠管若干、2mL

及藥品注射器一支、帶孔木塞兩個、止水夾兩個、濃硝酸、稀硝酸、銅絲（成

股細絲）、NaOH溶液。

細銅絲、1空氣一細銅絲

④k⑥

實驗j＜（D

f>uJL

裝置1NaOH

濃不肖酸、三。溶液，稀稍酸

CD②③

1.將實驗裝置如圖從左至右進行組裝后，檢驗裝置氣密性，并在①②③

處分別加入適量濃硝酸、NaOH溶液、稀硝酸。

2.將①具支試管管口處銅絲向下推進至銅絲末端浸入濃硝酸溶液并夾

緊④止水夾，可以觀察到銅與濃硝酸反應(yīng)迅速生成紅棕色氣體,溶液由

無色變?yōu)樗{綠色，打開④止水夾及時將管口處銅絲先上抽出遠離液面

并夾緊④止水夾以達到控制反應(yīng)進程的目的。

實驗3.將③具支試管管口處銅絲向下推進至銅絲末端浸入稀硝酸溶液并夾

步驟緊⑤止水夾，可以觀察到銅與稀硝酸較緩慢反應(yīng),銅絲表面有微小無色

及現(xiàn)象氣泡產(chǎn)生,溶液由無色緩慢變?yōu)闇\藍色，等反應(yīng)進行較完全，累積氣體較

多時，從②U形管右端管口處注射器向支管口打入空氣，可以觀察到無

色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，同時打開⑤止水夾及時將管口處銅絲向上抽

離遠離液面并夾緊⑤止水夾以達到控制反應(yīng)進程的目的。

4.實驗結(jié)束后大部分氣體都溶于②U形管中NaOH溶液,被吸收處理，

對殘留少量氣體進行抽拉⑥注射器將氣體打入②U形管被NaOH溶液

完全吸收。

裝置用品普通，組裝簡單,實驗操作簡易，適合中學(xué)生參與操作。

創(chuàng)

新L

.銅與濃、稀硝酸反應(yīng)一體同時進行，實驗現(xiàn)象明顯,，極易觀察。

設(shè)

計2

.實驗受干擾程度小，操作可行性高。

后

的3

.反應(yīng)進程可控，安全系數(shù)高，符合中學(xué)教學(xué)演示及學(xué)生近距離觀察操

優(yōu)4

點

作等。

5.尾氣吸收處理簡便。

案例36鐵與水蒸氣反應(yīng)實驗的創(chuàng)新設(shè)計

實驗名稱鐵與水蒸氣反應(yīng)實驗的創(chuàng)新設(shè)計

實驗?zāi)康膶﹁F與水蒸氣反應(yīng)實驗的創(chuàng)新設(shè)計，使實驗具有操作更簡單，現(xiàn)象

更明顯，安全性更高，創(chuàng)新性更強等特點。

CuSO?5H2O-CUSO+5H0

實驗原理442

3Fe+4H20逋Fe3(X+4H2t

兩個酒精燈、大試管、防風(fēng)燈罩（可以自制）、帶橡皮塞的導(dǎo)氣管、

實驗儀器鐵架臺、表面皿、木塊、火柴、木條、燒杯、藥匙、洗耳球、石棉網(wǎng)。

及藥品還原鐵粉、研細的五水硫酸銅晶體、含洗潔精的水（即在小孩玩的

泡泡水中加入少量洗潔精）O

實驗

裝置

酒精燈2酒精燈1

1.取3藥匙研細的五水硫酸銅晶體（約3g）平鋪于試管底部，再將3藥匙

還原鐵粉（約3g）平鋪于試管中后部，按圖所示組裝好儀器溶導(dǎo)氣管的

尾端浸入含洗潔精的水中。

2.預(yù)熱試管,然后用酒精燈1加熱鐵粉（直到導(dǎo)氣管中開始出現(xiàn)倒吸現(xiàn)

象）,立即用酒精燈2加熱研細的五水硫酸銅晶體，觀察。幾十秒后用帶

實驗火星的木條靠近氣泡，可聽到爆鳴聲。稍后再重復(fù)一次，直到聲音較小。

步驟該過程不僅證明了反應(yīng)產(chǎn)生了氫氣,且說明氫氣較純，并可為后續(xù)操作

及現(xiàn)象做準備。

3.反轉(zhuǎn)導(dǎo)氣管，繼續(xù)加熱，并用洗耳球吹氣泡，可以觀察到氣泡飛起來，可

以重復(fù)多次。氣泡可以飛升，展示了氫氣的密度小于空氣的性質(zhì),增加了

趣味性。

4.加熱停止后，試管尾部為白色和淡藍色固體（沒有變黑,說明硫酸銅沒

有分解），中部為黑色固體。

1,試劑常見，操作方便，利于學(xué)生開展實驗探究，更好地展示實驗現(xiàn)象。

2.氫氣的驗純簡單，安全性高。

創(chuàng)

新3.裝置的創(chuàng)新性強。①調(diào)整加熱方式。使用兩個酒精燈分別加熱，其中

設(shè)

計一個加防風(fēng)燈罩（也可用石棉網(wǎng)改造），可以防止熱量散失，滿足較高溫

后

的度（600℃左右）的要求。②改變水蒸氣的產(chǎn)生方式。利用五水硫酸銅晶

優(yōu)

點體受熱分解產(chǎn)生水蒸氣，可以有效控制