氨气的喷泉实验范文
时间:2023-04-09 01:28:44
导语:如何才能写好一篇氨气的喷泉实验,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
氨气的制取及性质实验在高中教材中分为两个实验,通过连接装置将两个实验巧妙的连接在一起,能有效的防止氨气对大气的污染,提高喷泉实验的效率。
1、教材中氨气的制取及喷泉实验
称取固体氯化铵和氢氧化钙各 2 g,在纸上混合均匀后,装入事先已准备好的干燥试管中。按上述装置图装配好装置。加热,待氨气充满试管后,停止加热。待制备实验停止加热后,立即用湿润的红色石蕊试纸放在氨发生器的导管口附近,观察现象。用已集满干燥氨气的圆底烧瓶、带有玻璃管和滴管(滴管里事先吸入水)的塞子塞紧烧瓶口,并将其倒置,固定在铁架台上,使玻璃管插入盛有水的烧杯(烧杯中预先滴入酚酞试液)中。轻轻挤压滴管,使少量水进入烧瓶。
在实验中要注意收集氨气的烧瓶必须干燥;喷泉实验时,滴管中预先要吸入水;导出氨气的导管要短,收集氨气的导管要长,且要伸入试管底部;为防止空气与氨气发生对流,在试管口放一小团棉花,但不能堵死。
实验中由于有水生成,大试管极易炸裂,实验中氨气也教容易泄露到空气中。
将氧化钙和氯化铵各5克研细、混合均匀在试管底部铺开,塞紧橡胶塞,固定好装置。从T型三通管的A管口取下橡胶塞,关闭调节夹B,使圆底烧瓶经T型三通管的A管口与大气相通。点燃酒精灯,给大试管加热,立即有大量的氨气产生,并通过导管进入圆底烧瓶,圆底烧瓶中的空气经A管排出。将湿润的红色石蕊试纸靠近A管口,若试纸变蓝色,证明圆底烧瓶中已集满氨气。打开调节夹B,塞住T型三通管的A管口,使圆底烧瓶与烧杯内水相通。待导管C中滞留的空气被排尽,过量的氨气经导管C通入烧杯中,待水中有气泡产生时,熄灭酒精灯。当无气泡逸出时,给盛水的烧杯中滴加2~3滴酚酞试剂,搅匀。随着导管C内的氨气不断溶于水,使导管C内的液面会不断上升,最后进入圆底烧瓶,形成持续有力的红色喷泉。
通过氧化钙和氯化铵反应来制取氨气,将氨气的产生、收集及性质实验在一个封闭系统中完成,由于氨气与红色石蕊试纸的作用片刻即可完成,氨气的外排量极少,基本消除了氨气外逸对环境的污染,同时几个实验一气呵成,时间短,操作也方便,且现象明显。
参考文献:
[1] 宋心琦主编 .普通高中课程标准实验教科书・化学 1(必修)[M]. 北京:人民教育出版社,2007:99.
篇2
关键词:喷泉实验;创新;绿色化学
绿色化学实验的理念是主动地减少和消除实验室的化学污染。现以氨的“喷泉实验”的改进为例,谈谈如何在实际的化学实验教学中,走“绿色”创新之路。“喷泉实验”中探究氨极易溶于水这一重要物理性质,及氨水呈碱性,实验设计充满趣味和探究性,但同时也存在实验前期准备繁杂,易造成氨气泄漏、污染环境等不足,尤其对于带多个教学班的教师,往往由于气密性不良等原因,造成实验现象不明显。现将氨的制备,物理、化学性质的多个探究实验进行合并。做到实验简单,现象明显,实验成功率高,且充分发挥了实验的探究功能。
一、实验器材和药品
实验药品:氢氧化钠固体、浓氨水、酚酞、红色石蕊试纸、浓盐酸
实验仪器:圆底烧瓶、锥形瓶、注射器、烧杯、铁架台(带铁圈)、Y型导气管、滴管、导气管、止水夹
二、实验装置:(如右图所示)
三、实验步骤及现象
1.检查装置气密性:打开止水夹①、止水夹②,关闭止水夹③,用注射器往锥形瓶中注入少量空气,可以观察到大烧杯有气泡冒出,证明气密性良好。
2.制备氨气及验满:打开止水夹①、止水夹③,关闭止水夹②,将充有浓氨水的注射器注入放有氢氧化钠固体的锥形瓶中,装清水的小烧杯中有一片红色石蕊试纸,当试纸变蓝,证明氨气已收集满,关闭止水夹③。
3.“红色喷泉”的形成:迅速将验满导气管取下,换成装有水的胶头滴管,挤压胶头,待胶头滴管中的水全部进入烧瓶,迅速关闭止水夹①,打开止水夹②,即产生美丽的喷泉。
4.“白烟瓶”的形成:将装浓氨水的注射器取出,换成装有浓盐酸的注射器,往锥形瓶中注入少量浓盐酸,锥形瓶中立刻产生大量白烟。
四、创新点
1.实现了氨气的制备、收集、验满、物理性质、化学性质多个探究性实验有机的合并和融合。
2.尽可能避免了氨气的制备带来环境的污染,实现了“绿色化学”理念。如,“喷泉实验”后残留氨气与浓盐酸反应,即是对尾气处理的最好方式。
篇3
关键词:气体反应;趣味化学实验;实验优化设计
文章编号:1005C6629(2017)1C0068C04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”这句话告诉我们,兴趣其实是最好的老师,一个人一旦对某一事物或某种活动产生兴趣,就会全身心投入其中。因此,课堂教学中,教师除了讲授基础知识、基本技能外,更重要的一点是要培养学生的学习兴趣,激发其求知欲望,引导其进入一种积极的、主动的学习状态。化学是一门以实验为基础的科学,本文以气体反应内容为例,结合高中化学的课堂教学,谈谈笔者利用演示实验激发学生学习兴趣的教学实践。
1 气体反应的实验设计
“气体的性质”是高中化学中重要的教学内容,也是教学难点之一[1],因为绝大多数气体无色无形,看不见摸不着,如何生动而又形象地描述气体的性质?不少教师会利用实验进行辅课堂教学[2],但实验应怎样设计才能吸引学生,激发其学习热情?笔者认为以下几点非常关键。一是所选内容在课堂上可当场操作演示,且实验现象要明显有趣,给学生以直观感受;二是实验过程要有悬念,能激起学生的好奇心,启迪学生学习的灵感,引发探究的欲望;三是由实验引出诸多问题让学生思考,留给他们进一步想象和拓展的空间。现举数例如下。
2 实验案例
2.1 氨气与氯化氢的反应
现行上海市高中化学教材中对氨气与氯化氢的反应是这样描述的[3]:取两根玻璃棒,分别在浓氨水及浓盐酸里蘸一下,然后将两根玻璃棒逐渐靠近但不接触,这时可以观察到在两根玻璃棒之间有白烟产生(图1a)。按照教材教师在课堂上演示了氨水与浓盐酸挥发然后再发生气相反应的过程,但从实际教学效果来看,留给学生的印象并不深刻。因此笔者将实验进行了如下改进:在一根长玻璃管两端塞上棉花,分别向两端同时滴入浓氨水和浓盐酸,马上用橡皮塞塞住,半分钟之后就可以看到白烟在玻璃管内生成;再仔细观察,会发现白烟的位置不在管的中央,而在靠近浓盐酸的一端(图1b)。通过改进的演示实验教学,学生理解了3个知识点:①氨水与浓盐酸分别在玻璃管的两端,距离较远,挥发扩散后才发生反应;②气体的扩散速率与气体式量有关(Graham扩散定律),在同温同压下气体扩散速度与气体密度的平方根成反比,因氨气的密度小,扩散速度快,故而反应在靠近浓盐酸的一端进行;③氨气和氯化氢反应生成固体氯化铵(白烟)。与教材实验相比,改进后的实验教学效果明显好于前者。
2.2 硫化氢与二氧化硫的反应
二氧化硫和硫化氢反应,教材里是这样设计的[4]:取一瓶二氧化硫和一瓶硫化氢气体(图2a),把两瓶气体混合,观察瓶壁上有什么现象,结论是瓶壁有浅黄色固体和水珠出现,这是一个定性实验。
笔者对教材实验装置进行了改进设计,采用矿泉水瓶收集两种气体(图2b)。在课堂演示时,将两瓶子撤去盖子后对接迅速用胶封住瓶口,按照Graham气体扩散定律,式量小(密度小)的气体扩散速率快,因此浅黄色固体和水珠应出现在盛装二氧化硫气体的瓶内,但实验结果恰恰相反,产物主要集中在硫化氢瓶内(图2c)。这一反常现象一下子引起了W生的兴趣,大家各抒己见。经过分析,得出了造成此实验现象的原因是:硫化氢与二氧化硫发生氧化还原反应(2H2S+SO23S+2H2O),反应物消耗比为2:1,即在同等条件下硫化氢瓶中的压强减小更快,由于压差的存在,导致二氧化硫气体被“吸入”硫化氢瓶中,并在其中生成硫和水。
此时,学生又进一步提出了疑问:既然硫化氢与二氧化硫反应使系统的压力下降,为何瓶子没有变形呢?再对实验过程中各环节进行检查和分析,得出了原因。由于实验中采用口香糖胶来封瓶口,导致装置的气密性还不够好。针对此缺陷再进行改进后,用插有短玻璃管的橡皮塞代替塑料瓶盖,两玻璃管口用乳胶管连接,中间夹以弹簧夹(图2d)。实验开始后松开弹簧夹,反应经数分钟或数小时(取决于玻璃管内径的粗细),可以看到玻璃管中生成黄色的硫,同时瓶子慢慢变瘪。以上实验结果环环相扣,过程充满悬念,给学生留下深刻印象。
2.3 氨气与氯气的反应
高三的教材告诉我们,氨气与氯气存在两个反应:
反应(1)中氨气与氯气的计量系数比为2:3,即在温度、压力相同时,反应600mL的氯气需要消耗400mL的氨气。反应(2)中的系数比为8:3,即反应600mL的氯气需要消耗1600mL的氨气。于是有不少学生猜测,只有当氨气的量超过400mL时,才会发生第二个反应生成氯化铵。那么实际情况真是如此吗?只有反应(1)进行完全了才进行反应(2)?
我们进行了演示实验。如下图3,取两个体积不同的矿泉水瓶,600mL的大瓶储存氯气,350mL的小瓶储存氨气,两瓶子用乳胶管相连。弹簧夹一经打开,在玻璃管及瓶中立刻产生白烟,说明反应(1)(2)几乎是同时发生的。与实验2.2相似,几分钟后,瓶子变瘪。
对此实验现象和结果进行讨论和分析后,得出了如下解释:氨气首先与氯气反应生成氯化氢,酸性的氯化氢气体又与碱性的氨气立即快速反应生成氯化铵;据实验现象还可得出后者反应速率远大于前者的结论。因此,不待反应(1)中的氯气消耗完,反应(2)已开始。这一演示实验生动地描述了“反应速率”这一概念,也给了学生一个启发,很多化学实验的结果和我们当初的想象是不一样的[5]。
2.4 喷泉实验
喷泉实验是高中化学实验中关于氨气性质的经典实验[6,7],教材中其装置如图4所示。当打开活塞时,烧瓶内的氨气迅速溶于水生成氨水(NH3+ H2ONH3・H2ONH4++OH-),在烧瓶内外产生压差,压差将烧杯中的液体压入烧瓶中形成喷泉,由于氨水使酚酞变红,所以喷泉呈红色,非常美丽。
由于原理比较简单,笔者便尝试着请学生对喷泉实验进行创新改进,并在其间插入诸多问题让其思考。例如,问题1,如果将烧瓶中的气体换成氯气,还能形成喷泉吗?学生经过思考后很快就回答不能,因为氯气在水中的溶解度较小。接着教师再提出问题2,那么能否设法提高氯气的溶解度呢?经过热烈讨论,学生给出了答案,采用氢氧化钠溶液代替水。
新实验采用如下设计:以氯气取代氨气,把胶头滴管中的水换成氢氧化钠溶液(浓度较高),在烧杯中也加入含酚酞的氢氧化钠溶液(浓度较低),溶液呈粉红色。实验中将胶头滴管中的氢氧化钠挤入圆底烧瓶,轻轻晃动圆底烧瓶片刻,再打开弹簧夹,因烧瓶内的氯气与氢氧化钠发生反应形成负压:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,烧杯中的液体被压入瓶内,成功地完成了氯气的喷泉实验。此时观察仔细的学生注意到,喷泉的颜色由原来的粉红色变成了无色。这又是一个非常好的知识引入点。教师继而引入问题3,溶液为何褪色?经过启发,学生分析褪色的原因可能有两个:①氯气与氢氧化钠反应,消耗了氢氧化钠;②氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,生成的次氯酸氧化酚酞。原因究竟是哪一个?还是以实验事实来作答。利用烧瓶中的液体进行如下分析实验:在液体中滴入溲趸钠,如果溶液再次变红,则可推断是原因①;或在液体中加入酚酞,如果溶液重新变红,则证明是原因②。实验结果显示,溶液中加入酚酞后才会再次显粉红色,说明使溶液褪色的真正原因是由次氯酸氧化酚酞所致。在本实验中,教师对实验加以变换,以问题为导向,通过对问题的层层剖析,结合现场操作演示,将氨气、氯气的物理及化学性质有趣地展现在学生面前。
3 结语
本文对四个原有教材实验进行了设计优化和拓展深化,将“氨气与氯化氢”、“硫化氢与二氧化硫”、“氨气与氯气”、“喷泉实验”四个反应作为课堂演示实验,并以问题为导向,通过递进式提问及对问题的层层剖析,结合现场演示,将几种气体的物理及化学性质生动直观地展现在学生面前。这些教学手段活跃了课堂氛围,激发了学生思维,巩固了所学知识,拓展了学生认知,提高了学习兴趣,收到了良好的教学效果[8,9]。同时需要提醒的是,上述气体均属于有毒有害气体,实验操作时须做好必要的防范措施,这一点也是为了对学生进行安全教育和环保意识的唤起。化学是以实验为基础的自然科学,化学反应往往伴随有色彩、形态、声音、能量、气味等变化,只要我们精心设计,将这些丰富多彩的实验内容引入课堂教学,就能激发学生的兴趣并使其成为学习的动力,让学生在愉悦、活泼的课堂氛围中潜移默化地接受教育,达到“润物细无声”的教学效果。
参考文献:
[1]王家昌.浅谈混合气体推断的起点与落点[J].数理化学习,2015,(12):42~43.
[2]魏书彬,陈加柱.浅议高中化学实验教学的问题与对策[J].化学教学,2015,(11):75~78.
[3][4]上海市中小学课程改革委员会编.化学(高中一年级第二学期)[M].上海:上海科学技术出版社,2012:23,6.
[5]钱胜.例谈克服教学中的“想当然”[J].化学教学,2013,(7):17~19.
[6]程萍,李美星.从实验学化学――氨的教学设计及思考[J].化学教学,2013,(6):60~63.
[7]吕亚娟,曾有德,张力,陈洁.喷泉实验的理论分析与实验研究[J].化学教育,2013,(10):75~77.
篇4
一、改变传统教学模式
一支粉笔一节课、满堂灌的传统教学模式对于课改后的新课程已经显示出它明显的不足,信息的获取仅仅局限于书上已满足不了学生对化学知识的探索,而且现在多媒体应用于教学,所以我们首先在教学模式上必须打破常规的教学,要大胆创新,大胆实践,备课创新,启发提问创新,课堂教学教法、教学手段创新,学法指导创新,从一点一滴重视和加强对学生创新思维能力的培养和训练,老师有创新的意识,提高教学的艺术性,才会提高学生的创新能力。
二、导入要新,努力营造创新的氛围
化学是一门以实验为基础的学科,而化学实验不仅为学生提供生动形象的观察对象,还可以作为我们新课的引入。新课的引入,影响着这节课过程中学生的主动性和创造性,学生没有求知欲,老师的教学就很被动,伏打没有好奇心,原电池的发现就要推后。例如:NH3 的新课教学序幕我们就可以直接用NH3的喷泉实验。 学生在一刹那对实验的“动感”现象和“色差”现象留下很深的印象,求知欲激发了,学习的积极性激发了,思维也激发了,学生通过观察“喷”的现象, 强烈地想象到瓶内压强减少程度之大,从而得出NH3极易溶于水的结论;通过“无色变红色”的现象观察,也顺利成章地认识到NH3溶于水后溶液成碱性。
三、体现学生的主体地位,参与探究的全过程
体现学生的主体地位,就是改变传统的一问一答或一问多答,改变学生被迫去思考老师要求思考的内容,被动地进入学习。老师把主动权交给学生,由学生主动思考,主动讨论,主动得出答案,这样,自然有利于学生创新思维能力的培养和提高。
例1、学习“氮氧化物的产生及转化”时,学生看完课件后,就产生了好奇:人遇到雷雨要躲,而庄稼为什么却喜欢雷雨?这样学生在好奇中处于积极主动思维的学习状态,主动讨论去寻求答案。
例2、学生是很有兴趣做实验的,但如果不正确的引导,那么实验的价值就不会得到体现,所谓的活动与探究也是一句空话。所以在学习NO2与水的反应时,我设计了以下问题:
1、完成实验,观察现象
2、如何验证所得无色气体及无色溶液即验证NO2与水反应的产物
3、运用已有知识解释所得酸为什么是HNO3而非HNO2
4、改进实验使NO2尽可能多的转化为硝酸,并写出总反应方程式
5、如果4中NO2改为NO呢?同样要求
在这样几个递进的问题中,学生通过讨论,合作,不仅自己在探究中获得新知识,复习巩固旧知识,而且还从最后两个问题中联系到了工业生产硝酸,思维也有了拓展。在这个过程中,我们要很好地引导学生,使不同水平的学生都有展示自己才华的机会,要肯定学生思维上的闪光点,及时地给予表扬与赞同,使学生的发散思维发挥地淋漓尽致。
四、课堂讨论启发学生创新思维
当教学内容需要突出重点难点时,当学生的知识容易产生误解时,课堂讨论便是解决这个问题的好方法,讨论能够拓宽学生的思路,便于集思广益。例如喷泉实验后学生很容易形成这样的误解——只有易溶于水的气体才可以设计成喷泉。氨气的喷泉实验不仅是一个重要的实验,而且还蕴涵着丰富的化学、物理学原理。所以每到这个新课时,我都会安排一节课作为一次研究性课题《喷泉实验的条件与设计》的探讨。这节课在学生已有知识的基础上来透过氨气喷泉实验的现象进行群体讨论发现喷泉实验的实质,在讨论中我主要安排从以下几个步骤着手:
1、 喷泉实验的基本原理是什么?联想到与我们生活中、自然界中产生喷泉
的原理是一致的,形成压强差。
2、氨气的喷泉实验利用了氨气的什么性质形成压强差的?学生已经知道是利用了氨气极易溶于水的性质,所以趁势引导,在实验中把氨气换成哪些气体也可以同样形成喷泉。在这一步学生已经可以归纳出不同溶解性的气体,感觉到溶解度不同的气体对喷泉实验的影响,意识到吸收液的作用。
3、在2的基础上,设计不同溶解性气体,利用不同吸收液形成喷泉的实验设计,同时也完整归纳出形成压强差的条件。
4、设计有色喷泉,如黄色的、黑色的、兰色的。在这4个步骤中学生的积极性完全被挑起,学生初步掌握了实验研究的一般方法,创新能力和创新思维得到很好的激发。
5、最后以几个以往高考中能使学生思维得到发挥的有关习题来巩固喷泉实验的原理,在训练中我明显感觉到学生的思维拓宽了,他们敢大胆联想、大胆想象,勇于创新,增强了解决问题的能力。
五、注重学生发散性思维和集中性思维的培养
学生的创新思维能力就是发散性思维和集中性思维的对立与统一,一个是求异,一个是求同,两者往往相互联系,在问题的解决中也往往的同时运用这两个思维。发散性思维是对一个问题从多角度、多方位、多层次讨论和研究的思维训练,得出不同的答案,可以拓宽学生的思维和视野。集中性思维也可以说是聚合式思维,是把问题的提供的各个信息或各个条件朝同一个方向集中,得出一个最正确或最优化的解决方法。发散性思维可以提供一个问题解决的不同设想,但不是代表每一个设想都可行,它还必须通过集中性思维的提炼,得到有价值的结果。事实上归纳与总结也是学生发散性思维和集中性思维结合在一起的一种训练,所以在单元结束后或复习阶段,教师都引导学生进行总结归纳,找出规律,比如具体元素及其化合物的学习是既以结构—性质—用途—制法为思路, 又从该单质至各类化合物之间横向联系进行小结,同时结合元素周期律,将元素及其化合物知识形成一个完整的知识网络,有机化学的规律更强,熟悉了官能团的性质就把握了各类有机物间的衍变关系及其相互转化,理解了同分异构体,就会感觉到有机物的种类实在繁多。教师习题课上分析的内容也基本围绕这两者的统一,例如下列等物质量的烃完全燃烧时消耗氧气最多的是哪一个这样的题目讲解时,老师不可能就题解题,肯定都会设计一些拓展和归纳,培养学生解题中的思维能力和思维方法的培养。
篇5
关键词: 压强原理 气体实验 应用
新课程改革倡导的是科学教育,是克服单纯的学科本位和知识本位,立足于促进学生全面发展的教育。在化学教学中,培养学生探究性的学习能力,进行知识的整合和迁移应用,是落实三维目标的重要环节。我在化学实验教学中,把压强原理应用于化学实验设计中,不但解决了实验本身的问题,而且让学生学会了如何进行知识探索和归纳,取得了比较好的教学效果。下面我就压强在有关气体实验中的应用谈谈个人的看法。
压强是作用在物体单位面积上的正压力。其原理如图所示,其中K为可以滑动的活塞。
一、压强原理用于检验装置的气密性
实验装置气密性的检查是实验前的首要环节,检查气密性时,必须使装置密封。其次,通过增大或减小装置内气体的体积,引起压强的改变,通过观察气液交界处的变化,作出气密性是否良好的判断。
如图所示,用双手捂住圆底烧瓶,当温度升高时,烧瓶内气体的体积膨胀,圆底烧瓶内气体的压强增大,大于大气和烧杯内导气管入水段水柱产生的压强的和,即P。若装置不漏气,则能观察到烧杯里的导管口有气泡冒出。利用压强的原理检验装置的气密性可以归纳为:
形成密闭体系改变压强变压后的现象得出结论
如果要增大气体的压强,就要使密闭体系气体的温度升高或者体积减小或物质的量增多;如果要减小气体的压强,就要使密闭体系气体的温度降低或者体积增大或物质的量减少。在检验不同装置气密性的时候,应采取方便有效的方法,以达到实验目的。
例如:可以用酒精灯给图2的圆底烧瓶加热,烧瓶内气体膨胀,压强增大;图2也可以用分液漏斗给圆底烧瓶滴水,让烧瓶内气体的体积减小,压强增大来检验装置的气密性。又如图3可以采用液差法,将导气管上的活塞关闭,球形漏斗内注入一定量的水,使水面达到球形漏斗的球体部位。停止加水后,水面能停留在某一位置不再下降,此时球形漏斗中的水面高度与容器下部半球体内的水面高度保持比较大的液面差,通过产生压强差检验装置的气密性。
对于类似于大试管的体积比较小、器壁比较薄的仪器(如圆底烧瓶、锥形瓶等),都可采用手捂或酒精灯微热的方法。对于体积比较大,器壁比较厚的仪器,通过手捂升温对气体体积的影响微乎其微,而该装置又是不能被加热的,通常采用液差法。
二、压强原理用于防倒吸
防倒吸是气体制备中重要的一个方面。在制气、收集、尾气吸收的过程中,当体系的压强小于环境的压强时,就会发生倒吸现象。
1.在加热制取气体且用排水法收集的装置中,若收集完毕后先停止加热,则就会产生倒吸现象。故在拆除装置时,应先将导气管移出水面再停止加热,这样破坏了产生倒吸的条件,达到防倒吸的目的。
2.尾气的吸收。一般尾气吸收可采用如图4装置,
三、压强原理用于喷泉实验
化学实验中的喷泉实验正是利用了压强差的原理来实现的。如图7,烧瓶内收满氨气,胶头滴管装有少量水,烧杯中为滴有酚酞的水。操作时,首先挤压胶头滴管,使少量水进入烧瓶,由于氨气极易溶于水,使烧瓶内气体压强减小,此时烧瓶内气体的压强小于大气压与玻璃管内水柱产生的压强差,即:
此时松开止水夹,即可形成美丽的红色喷泉。用此装置完成喷泉实验的条件是:只要烧瓶内的气体能大量溶于烧杯中的溶液即可,如二氧化碳气体和氢氧化钠溶液也可形成喷泉。该装置中如果没有胶头滴管,如何实现喷泉实验呢?没有胶头滴管就不会自动形成喷泉,其原因是烧瓶内的氨气与烧杯中的水被竖直导管中的空气隔开,只要能排除导管中的空气,使氨气与水接触即可形成喷泉。如可用热毛巾捂住烧瓶,使烧瓶内气体体积膨胀,排除导管内的空气,再去掉毛巾即可形成喷泉。
四、压强原理用于量取气体的体积
篇6
关键词:氨;制取;收集;性质实验
一、改进原因
氨的制取、收集及性质实验是人教版普通高中课程标准实验教科书《化学》必修①第四章第四节中的重要内容。主要包括:氨气的实验室制法2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3、验证极易溶于水的喷泉实验、氨气溶于水显弱碱性、氨水受热易分解、氨气与酸反应等实验内容。若按照教科书上的套路来做,必然存在以下不足:
1.教材中用加热铵盐和固体碱来制取氨,量小且难易收集,满足不了实验所需。故在实验教学中多采用浓氨水加固体碱的方法获取氨,即便是这样,仍然存在浓氨水和固体碱的量不易掌控,使得多余的氨外逸,造成了环境污染。因此,制取氨的实验不便在教学现场进行;并且,氨的加热分解实验也没机会展现出来。
2.连续授课时,必须在实验准备室提前制备好几烧瓶的氨备用,但待到后面的班级使用时,实验效果往往不理想。
3.最后需要指出的是,教材中的实验步骤多且烦琐,占用了较多的课堂时间,影响了教学效果及进度。为了弥补上述不足,经过再次改进实验,又设计出了一套更加简单实用的实验装置。
二、所用实验物品(药品及附属用品略)
具支试管、长颈漏斗、止水夹各一个;单孔橡胶塞两个玻璃导管两段、橡胶管一小段、酒精灯、烧杯、剪去底部塑料滴管。
三、实验装置
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四、实验步骤
1.检查装置的气密性:按图连接好装置,打开K1、K2,将塑料滴管进入盛有水的烧杯中,微热具支试管,烧杯中产生气泡,冷却至室温,塑料滴管中有液面上升,并能保持一段时间不下降,证明装置气密性良好。
2.取下与自制小集气瓶配套的橡胶塞,用短直导管蘸一下浓盐酸,然后复原装置。
3.挤压胶头滴管,使少量的浓氨水进入具支试管中。
4.氨的制取、弱碱性和与氯化氢反应的实验。打开止水夹,用酒精灯均匀加热具支试管约10秒钟,自制集气瓶中产生大量的白烟,水中有大量气泡冒出,待到气泡很少时,关闭止水夹K1,以便让学生清楚地观察实验现象。
5.“喷泉”实验。向烧杯中加入几滴酚酞,待几秒钟,由于温度的降低,使得自制小集气瓶内的气压下降(也可用手反复挤压塑料滴管),水从玻璃导管处自动连续喷出,形成美丽的红色喷泉。
五、改进后的优点
1.氨的用量可控。整个实验下来浓氨水的用量仅为一滴管,不需要固体碱,多余的氨也被水吸收,从而有效控制了氨对环境的污染。
2.直观、连续、可靠。一改过去制取氨的方法,直接采用加热浓氨水的方法,现制现用,有效解决了氨的泄露问题,也不用滴管将少量水挤入烧瓶。
3.紧扣主题,节省时间。该装置将氨的制取、收集和性质的检验合为一体,3分钟即可完成教材中的所有实验内容,切实提高了实验教学效率。
篇7
关键词:新课程 高中 化学课 改革策略 现状
新课程指出,教师是学生学习过程中的合作者、引导者以及组织者,学生是教师教学的主体。因此为了提高学生的学习积极性,让学生全身心的投入到课程中,教师要寓教于乐,通过丰富多彩的活动对学生进行多方面、多角度、多层次的训练,提高学生写、说的能力,使学生熟练的使用化学用语。
一、高中化学课堂教学现状
我国目前多数高校化学课堂教学重视理论知识的传授,内容比较系统,教学模式单一,教学方法比较呆板,“灌入式”、“满堂灌”、“师传生受”等现象非常普遍,再加上化学本身就比较枯燥乏味,抽象性较强,教师过分注重学生对基本技能和基础知识的掌握,忽视学生的思考和感悟过程,没有培养学生的思维能力。总之,目前高中的化学课程缺少与其他学科、社会、社会经验的联系,没有体现化学的应用和背景以及化学与科技进步、时展之间的联系。随着社会经济的迅速发展和科学技术的不断进步,教育也进入了信息化时代,学校、教师都意识到了必须要对化学课的教学方法进行改革[1]。
二、高中化学课教学方法改革策略
1.加强实验教学的启发性
教师在教学过程中,要引导学生体验学习过程中的热情,提高学生学习的积极性,同时加强实验教学的启发性。化学实验可以充分调动学生的各种感官功能,加强实验教学的启发性,努力促使实验过程中的结果或者现象可以促进学生积极思考。体验式学习就是让学生亲自参与社会生活的学习,通过亲自实践,学习到更多书本上学不到的知识,增强学生的感知能力。如:教师在对氨气喷泉实验进行教学时,可以先让学生思考在生活中见过哪些喷泉,喷泉形成的原理是什么?然后演示氨气喷泉实验,观察对其进行仔细的观察之后,再让学生思考为什么氨气可以形成喷泉?这体现了氨气什么化学性质和物理性质?学生通过思考、讨论得出结论:形成喷泉必须要有很大的压强差,教师再设计几个问题,水和氯化氢气体是否可以形成喷泉等,做实验的同时启发学生,引导学生进行分析、推理,然后通过实验验证学生的结论,让学生深刻的了解喷泉形成的条件和原理。
2.加强实验教学的探索性
教师在教学过程中,要善于制造悬念,设置疑惑,通过问题和实验引导学生积极的探索真理,促进学生在学习过程中的手脑结合,不断提高学生的学习能力和创新能力。氯气的装置中只有尾气处理装置、收集装置和制气装置,但是没有干燥装置和洗气净化装置,询问学生:用二氧化锰和浓盐酸制取氯气会造成哪些杂质?然后让学生亲自组装一起,开始探索性的学习,鼓励学生大胆说出自己的观点,向老师和同学展示自己的设计方案,也可以向学生提出问题,让学生分组讨论。在探索式学习的过程中,教师要及时肯定和鼓励学生获得的点滴成功或者收获,对于学生在探索性学习过程中的失败,首先要肯定正确的部分,引导学生进入深入的思考,找出失败的原因,然后再次尝试探索,直到成功为止[2]。
3.强化学生的环保意识
学生在进行化学实验的过程中,经常会产生很多有害气体,一些误操作还可能导致安全事故,直接影响到教师和学生的生命健康,所以应针对高中学校需要进行化学实验的学生大力提倡绿色化学实验。绿色化学实验指的是对环境只有很小负面影响或没有影响的化学影响,也是响应国家可持续发展等政策,社会对化学科学发展的新要求,绿色化学实验的提倡、实施有助于实现人类社会的可持续发展,保护人类赖以生存的自然环境。
4.培养学生解决问题的能力
高中化学具有非常强的实践性,一些化学现象,要经过多次分析和实验,才能对其产生的原理进行合理的解释,多数化学规律都是在实验中不断总结出来的。对化学进行设计实验,然后进行分析对比讨论,让学生体会反应物量的多少对反应方向的影响程度,从而领略到量变过渡到质变的原理,充分调动学生的主观能动性。教师也可以通过化学实验了解学生的学习情况,引导学生解决学习过程中遇到的问题,得到学生反馈的教学信息,及时调整教学方案,不断提高化学课程的教学质量,优化课堂教学。如:在氯化铝溶液中滴入氢氧化钠溶液,然后摇晃,会产生什么化学反应?先产生白色沉淀,然后增加氢氧化钠溶液,白色沉淀逐步消失[3]。
三、结语
综上所述,新课程改革下的高中化学课程不仅要向学生传授基础的理论知识,还要鼓励学生多做化学实验,因为实验化学是化学学科赖以发展和形成的基础,是检验化学学科知识真理性的标准,是提高学生科学素质的途径和重要内容。所以学校要根据新课程标准,高度重视化学课堂教学过程的呈现与管理,教师在教学过程中,要根据学生的认知水平、知识结构等让学生亲身体验知识的发展过程,了解知识产生的背景条件,强调化学教学既要适应新课程改革的需要,还要积极创新、探索,促进学生全面发展,这样才可以培养学生科学严谨的学习方法和态度,充分调动学生的学习积极性,鼓励学生在学习化学的过程中,培养良好的创新精神,养成积极探索、独立思考的好习惯。新课程改革下,化学课程教学方式的改变,将化学知识的传授过程转变为学生积极参与的学习过程,教师和学生共同参与化学课堂,教师帮助学生找到解决问题的正确方法,不断提高高中化学课程的教学效率和教学质量。
参考文献:
[1]袁东升.新课程下的高中化学课堂教学[J].试题与研究:新课程论坛, 2012(19):6-7.
篇8
关键词: 教学设计;实验改进;学为主体;教师成长
一、自命不凡的设计――氨变“肥”了
我参加深圳市“郭钰铭名师工作室”(化学科)已一年有余,作为工作室的一名成员,郭钰铭老师布置任务让我参加市名师好课展示,我也想借此机会提升自我,根据教学进度我准备上《氨 铵盐》。
起初的设计是想要让学生觉得学化学有用,能积极参与,让听课教师觉得新颖而不虚此行。我以讲述一个关于“氨变肥”的故事展开,设计两条线索:一条明线按部就班的按用途、物理性质、化学性质,化学性质又辅以分类法、实验探究法进行;暗线是通过氮肥的分类、铵态氮肥、硝态氮肥的获取介绍氨与酸的反应,氨的催化氧化。这样既联系生活实际,又在重视方法教学中落实了知识,在板书设计上还玩了一次小伎俩,从最初的氨慢慢变成了更大号的铵,好像氨在课堂中变肥了。
我洋洋自得地向工作室及市里的专家讲解了我的设计意图,几位专家在肯定我的设计的同时也中肯地提了一些建议,试图让我更注重学生的学,教师的示范,充分体现
学生的主体地位,并在实验上进行创新。
二、实验创新让课堂更敞亮――氨“动”起来了
我知道,深圳人才济济,你的课堂没有一些真正的东西,恐怕很难入得了专家的法眼,于是我根据专家的意见又花了一番心思进行改进。
本节课的重点是氨与水的反应、氨与酸的反应制铵盐,难点是氨的催化氧化,如何突出重点,突破难点,我想从实验入手,因为“实验是最高法庭”,实验能充分调动学生的主观能动性。
首先我对氨的喷泉实验进行了改进:在课堂上事先准备好装满氨气的集气瓶,准备好装满水的塑料瓶,在分组实验时学生只需要如图1所示装置连接,挤压装有蒸馏水(滴有酚酞试剂)的塑料瓶,让少量水挤入圆底烧瓶中,美丽的红色喷泉产生了,其现象十分鲜明,学生很是兴奋,在学生的好奇中喷泉实验的原理,氨与水的反应介绍。
其次我对氨与酸的反应也做了改进:装置如图2所示。
先往双通玻璃管左边塞入一团棉花,用胶头滴管滴入少量浓氨水;然后,往双通玻璃管右边也塞上一团棉花于试管口附近,滴加浓盐酸,塞好两端的橡皮塞,观察实验现象。学生惊叹白烟的同时,也将氨与酸的反应深深地印在脑海里了。
两个创新实验,在分组实验和自主参与的惊喜中,学生成为了课堂的主角,在积极探寻产生现象的根源的讨论中获得了新知。但氨的催化氧化实验繁琐,且成功率不是很高,我又该怎么办呢?我想到了下载一段视频,但总觉得是别人的,有剽窃之嫌,且自己完全置身事外,学生热情未必高涨。于是我课前自己录制了一段视频,学生在课堂视频中发现我时的惊讶,让他们积极的“动”起来了。实验中有个小意外,也一并放了进去,学生在看我“出错”中陷入了思考,展开了讨论。
通过这样的改进,课堂更流畅了,学生参与度更高了,课堂也真正活起来了,感觉氨真的“动”起来了。
三、鱼与渔的较量,课堂插上翅膀――氨生“效”了
好课要经过反复的打磨,评价一节课的好坏关键是学生在课堂中的地位,学习效果如何。
首先在课堂引入上,我通过氨的合成的科学史介绍,历史上有三次因氨的成功合成而获得诺贝尔奖,学生在惊叹的同时也陷入了深深的思考:氨为什么会如此受青睐呢?
学生联系到当时二战的情景,从农业生产的肥料、国防科技的炸药做了很好的阐述,为后面学习氨变铵态氮肥、硝态氮肥埋下了伏笔(引入别致,获专家认可)。
接下来学生从自己知道的氨,再到实验台上的氨,最后到真正的感受氨的魅力。学生在欣喜中完成了氨的喷泉实验,初步认识氨的物理性质时,又产生了一个大大的问号:溶液为什么会变红呢?学生通过小组讨论、阅读学习等方法逐步学会了氨与水的反应, 教师趁胜追击,氨水能做肥料吗?效果好吗?学生通过对氨气和铵盐结构的比较,明白加氢离子就可以实现,那试试看?学生完成氨与酸的反应实验,得到了铵态氮肥,那能得到硝态氮肥吗?学生又陷入了深思:应该是可以的,怎么变呢?教师引入价类图,总结上面的变化的同时,启发从化合价看变化,引入氧化剂实现这一变化,通过观察视频,熟悉氨的催化氧化。
铵盐的性质以阅读《谁偷了我的氨肥》的阅读材料完成。最后再分组学习、小组合作中完成课堂训练。这样,整节课采用分类法、实验探究法、自主阅读学习法、小组学习法等灵活多变的教学方法,明显使课堂更高效了。
篇9
关键词:探究式教学;创新动机;创新思维;创新行为;创新能力
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2014)10-0124
探究训练最初是由美国的萨奇曼(Suchman)提出来的。他认为,人生来就具有一种好奇的倾向,这种本能的倾向会使儿童具有天生的探索精神,会本能地对一切新奇的事物感兴趣,以至于会想方设法弄清楚这些新奇事物的背后究竟发生了什么,这是一种进行科学探究的可贵的动力和心理资源。新颁布的《化学课程标准》明确提出:应重视对学生的科学探究训练,通过模拟科学家研究问题的科学方法,去探求新知识,以还原知识形成的本来面目,体现出科学探究的思想。
探究式教学就是“调动学生的认识积极性,在主动探究问题的过程中引导学生进行认知活动学习”。我们认为,在课堂中实施的探究式教学,从学生角度来看,它可以作为学生的一种自主创新的学习方式,一方面,它凸显了学生学习的自主探究性;另一方面,它激活了思维的主动性、发散性、独特性、深刻性等品质,引发了学生的创新思维和创新行为,从而促进了学生创新能力的发展。因此,实施探究式教学,是促进学生创新能力发展的有效途径。在实施探究式教学中,围绕学生创新能力的发展,笔者从以下几个方面做了一些有益的尝试。
一、探究习题的一题多解,激发学生的创新动机
创新动机是进行创新思维的前提。中学化学中的一些习题内涵较丰富,蕴涵着丰富的教学功能。在实施探究式教学中,作为教师应有目的、有意识地通过适时地营造创新氛围,引导学生多角度探究问题解决的方案,以激发学生的创新动机。下面仅以习题中的一题多解为例加以评析。
例如,在有关物质的量浓度计算的探究教学中,笔者设计了如下习题:
V升Al2(SO4)3溶液中含Al3+a克,取此溶液■升,用水稀释至2V升,则稀释后溶液中SO2-的物质的量浓度是( )
A. ■摩尔/升B. ■摩尔/升
C. ■ 摩尔/升 D. ■ 摩尔/升
笔者设疑:能否依据Al2(SO4)3中Al3+与SO2-的组成比以及溶液的稀释规律去分析呢?问题一提出,学生的思维立刻活跃起来,跃跃欲试。得到第一种解法。
解法一(常规解法):设原溶液中SO2-的物质的量浓度为x,则有:
■/V摩尔/升∶x=2∶3x=■摩尔/升;
取出■升,离子的浓度不变;设稀释后SO2-的物质的量浓度为y,则有:■摩尔/升×■=y×2V,y=■摩尔/升,故选B。
笔者接着营造创新的氛围:作为选择题,各选项中均含有字母a,大家能否给a赋以合适的数值,从而使问题得解呢?此时,学生创新的火花已被激起,学生的解法如下:
解法二(赋值法):令a=2×27克(即2摩尔),则原溶液中SO2-为3摩尔,取出■升,则含SO2-为1.5摩尔,稀释至2V升后,SO2-的物质的量浓度为:■摩尔/升=■摩尔/升。将a=2×27,代入各选项验证,只有B选项符合。
笔者继续激发学生创新的动机:作为溶液应呈电中性,大家能否从电荷守恒角度解决该问题呢?此时,学生的思维已非常活跃,创新的灵感瞬间被激起,学生又得到第三种解法:
解法三(电荷守恒法):设稀释后SO2-的物质的量浓度为x,则■摩尔×3=x×2V升×2x=■摩尔/升,选B。
在上述的教学设计中,通过教师积极地营造创新的氛围或情境,活化了学生的思维,大大激发了学生创新的动机,利用所学知识从不同的角度寻求问题的答案。在教师的引导下,在发散的基础上进行聚合思维,通过比较得出最优的解法是解法三。
除了进行一题多解的训练外,在探究教学中还可进行一题多问、一题多答,逆向思维等方面的训练。这些都利于学生创新动机的激活,为培育学生的创新思维奠定了基础。
二、探究知识的形成过程,培育学生的创新思维
创新是“一种个性化很强的、具有浓烈探究色彩的活动过程”。 教师在教学中通过对探究情境的巧妙铺设,引导学生的思维向纵深发展,通过分析、对比、变换、概括,冲破教材原来实验的框架,用创新思维寻求问题的解决方案。学生在问题解决的过程中,既训练了他们的创新思维,又使得到的知识印象深、记得牢。
例如:在通过“氨的喷泉实验探讨气体形成喷泉实验的条件”这一探究教学中,笔者设计了以下教学程序:在学生分组做完氨的喷泉实验后设问:1. 烧瓶内为什么会形成喷泉?让学生依据已有的知识进行分析,探究原因:氨气在水中的溶解度很大(1∶700),挤压胶头滴管使少量水进入烧瓶后溶解了大量的氨气,使烧瓶内压强降低,所以形成喷泉。接着问:2. 你能根据此实验的原理设计出另外的喷泉吗?此时,学生的思维已被激活,有的提笔设计,有的更换仪器;有的思考更换何种气体,有的在想更换何种溶液。列举学生的某些设计如下:
(1)酚酞换成石蕊,得到蓝色喷泉;(2)氨气换成HCl,指示剂换成石蕊,得到红色喷泉;(3)把氨气换成NO2,溶液换成NaOH溶液,得到无色喷泉;(4)用SO2气体和Ba(OH)2溶液组成白色喷泉(生成BaSO3沉淀);(5)用CO2、水和石蕊组成红色喷泉……
让学生分组讨论以上各种设计是否合理,若不合理,错在哪儿?如何改正?对方案(5),学生们提出了很多改正的建议,如把水改为NaOH溶液,去掉指示剂可得无色喷泉。最后,让学生依据以上两个问题的讨论,把问题上升到理论高度,又设计了第3问:通过以上探究,你能概括出气体形成喷泉实验的一般条件吗?学生归纳如下:①烧瓶内气体压强迅速减小,产生较大的压强差。②形成压强差的方法,气体易被滴管中的液体吸收(溶解或反应)。
对上述气体形成喷泉实验条件的问题设计,运用了探究与发现相结合的方法组织教学。在教学过程中,学生在基于已有知识,充分运用创新思维来解决教师提出的问题,同时获得相关知识。
三、引导探究,培养学生的创新行为
在探究式教学中,引导学生通过评价和改进教材中的典型实验装置,调动学生进行实验探究,以培养学生的创新行为。
例如,在氢气实验室制法的探究教学设计中,师生首先共同评价教材中制取氢气简易装置的优缺点,优点是:操作简便易行;缺点是在反应的过程中不能再加入酸液。接着设问:怎样设计一套既能满足操作简便易行,又能在反应的过程中添加酸液的装置呢?然后向学生提供可供选用的用品:1. 玻璃导管,2. 长颈漏斗,3. 分液漏斗,4. 双孔胶塞,5. 乳胶管,6. 多孔塑料隔板,7. 漏斗,8. 不与酸液反应的塑料丝状物,9. 弹簧夹等。此时,学生的创新思维被诱发,竞相发表自己的设计方案。教师对学生的创意给予肯定,并引导学生评价某些设计方案的可取之处和不足之处。最后师生一起得出:在试管口塞上一插有长颈漏斗和玻璃导管的双孔塞,且将长颈漏斗下端管口插入液面下(分液漏斗则不必再将下端端口插入液面下)。接着教师再不失时机地追问:改进后的方案虽能实现在反应过程中添加酸液的目的,但无法达到使反应随时发生与随时停止的目的,要实现这一要求,在上述方案的基础上又应如何设计呢?(指出所需用品仍可从上面提供的用品中选用,也可另外添加)。此处的问题情境可进一步激发学生探究的热情和创新的灵感,在教师的引导下,经过学生积极思考和探究,完成了启普发生器简易装置的“重新发现”。
在上述“氢气实验室制法实验装置”的引导探究中,学生表现出了极大的创新热情和创新行为。也为学生独立地进行创造性地学习活动,培养学生的自主创新能力打下了良好的基础。
四、探究实验设计的最佳方案,培养学生的创新能力
实施探究式教学,引导学生依据实验目的,运用已有知识、经验,让学生自主探究实验设计的最佳方案,然后进行实验操作,是培养学生创新能力的一条重要途径。
例如,在学习SO2-的检验这一内容时,笔者设计了这样的问题:在每位同学的实验桌前均放置几种未知无色溶液(Na2SO4、Na2CO3、AgNO3、Na2SO3,各个桌前的试样不一定相同),让学生检验哪种未知溶液中含有SO2-。可供选用的试剂有:稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液。此前学生已有知识是:学会了Cl-的检验,且已知道BaSO4既不溶于水也不溶于酸。学生先自行设计方案,然后教师再综合学生的设计方案,归纳如下:
将以上四种设计方案板演在黑板上,教师接着设问:以上四种方案哪一种最合理?其余方案缺点在哪里?请予以评价。问题提出后,学生思维异常活跃,他们逐一分析得:(1)中未知溶液中若混有Ag+,也会有此现象。(2)中未知溶液中若混有SO2-,也会有此现象,因NO-在酸性条件下会把SO2-氧化为SO2-,从而干扰了SO2-的检验。(3)与(2)中原因相同,并且学生通过(2)、(3)方案的评析,感悟到在检验SO2-的存在时,不能选用稀硝酸,否则会干扰SO2-的检验。最后得出结论:最佳方案是(4),先加入足量稀盐酸,先排除Ag+,SO2-,CO2-的干扰,若无沉淀和气体生成,再加BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明原未知溶液中含有SO2-。评价后,再让学生动手实验,此时学生会体会到创新的乐趣和成功的喜悦。
学生通过独立设计实验及对实验设计的评价,集思广益,拓展了学生思维的空间,增强了学生的创新意识,进一步激发其创新的思维火花,若在教学中经常性地实施这种教学策略,有利于其创新能力的培养。
篇10
一、明确选择仪器的原则,正确选用仪器
实验中,培养学生准确地选择仪器,是保证实验顺利完成的前提之一。为此,我们从下述几方面对学生进行指导。
1.根据反应物和生成物的性质、反应条件选择仪器。
中学化学教材里,讨论化学反应的条件有:常温、加热、加压、催化剂、光等。根据不同的反应条件、反应物的性质来制取新物质时,所需要的仪器也就不完全相同。例如,我们在高中化学讲氯气的实验室制法时,着重向学生阐明根据化学反应原理来选择实验仪器,实验室制取氯气的化学反应原理:4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2+2H2O,固体和溶液混合,加热条件下进行,所以发生装置应选分液漏斗和圆底烧瓶等,收集方法应采取向上排空气法收集。因为我们在讲氯气时进行了上述分析,所以在讲氨气、甲烷等气态物质时,就可以从启发学生通过对反应物和生成物的性质、反应条件等因素的分析,提出实验所需要的仪器、装置,来完成制取上述物质的实验。从而培养了向上分析问题和解决问题的能力。
2.根据控制化学反应速度的要求来选择仪器。
在实验室里,为了达到安全而又迅速地制取某种物质,有些反应需使反应速度加快,有些要控制生成物的量,有些则反之。为此,在实验中,要采用适应这些要求的装置。如我们在讲实验室里制取氯气时,就着重向学生讲明教材中选用分液漏斗而不用长颈漏斗的理由。这样分析、讲解,使学生自然会迁移到实验室制取乙烯和乙炔等实验将如何处理。从而培养了学生创新能力。
二、分析典型实验,培养学生的实际操作技能
1.剖析一个典型实验,讲清一类实验的操作内容:
如通过实验室里制取氨气的实验分析,可归纳总结出下述操作内容:①仪器的选择、连接和固定:②装置气密性的检查;③药品的取用;④加热方法;⑤气体的净化和干燥;⑥气体的收集和放置;⑦装置的拆卸。
对这些操作,都应讲清它们的知识、理论根据。比如在实验室里用浓盐酸和二氧化锰混和加热制取氯气时,由于浓盐酸有挥发性,水的沸点也不高,所以制得的氯气中可能混有氯化氢和水蒸汽。欲除去,只要用饱和的氯化钠水溶液洗涤,不能用水,这是因氯气与水能发生下列反应: C12+H20HCl+HC10根据化学平衡移动原理,可知增加生成物中的C1-浓度,可使平衡向左进行,以减小氯气的溶解度。又根据氯气的性质,要想干燥氯气,只能选用液体或颗粒状的酸性干燥剂,通常用浓硫酸做干燥剂。
2.通过对某些实验操作的分析,向学生阐明实验操作的要点。
我们在分析某些实验操作时,为了让学生学得会,记得牢,总是把操作要点总结成几个字或几句话,让学生便于记忆。如在配制一定体积的物质的量浓度溶液时,在分析演示的基础上我们总结出:称(对固态溶质要称,液态溶质要量)、溶(溶解)、洗(洗涤溶解时容器的内壁)、稀(稀释至容量瓶的刻度)四字配制法。
教学实践证明,学生根据实验内容、操作内容和要点,独立地进行实验,往往能提出一些改进某些实验的设计。如教材中关于氨气易溶于水的“喷泉”实验,若按教材中的实验要求,先用氢氧化钙与铵盐反应制取氨气,用于燥的烧瓶收集,再接教材中“喷泉”实验装置进行实验。因为在化学实验室里,很难将烧瓶搞得十分干燥,而氨气易溶于水,所以在实验过程中实验效果往往不理想。有些同学分析了上述方法实验失败的原因,又重新研究了该实验的要求,所用药品的性质,提出了改进方法:即先在圆底烧瓶中加入2~3毫升浓氨水,然后摇晃烧瓶将浓氨水迅速倒掉,立即演示“喷泉”实验,实验效果比按教材中提出的实验方法好得多。
三、灵活变通各种实验,加强实验教学
1.演示实验本来是由教师在课堂上做并指导学生观察的实验,刚开始时,这种演示实验必须由教师亲手去做,它对于以后的学生实验有着示范的作用。到了一定阶段,在学生们做了几个分组实验之后,就可以最大限度地将演示实验转化为学生在教师指导下完成的演示实验。动手做实验的学生由于是在全体同学面前做实验,注意力特别集中,收效特别好。这不仅创造和培养了他们的观察能力、思维能力和实际操作能力,也锻炼了他们大胆、心细、勇于表现的良好品质。
2.将演示实验改成边讲边实验。一些演示实验的现象不明显,可见度尽管操作较简单,但如果由教师在前面做,学生们在下面观察,效果就会很不好。而把它改成边讲边实验,效果就很显著,由不受学生欢迎到很受学生欢迎。
3.将分组实验改为单人实验。这样做使每个学生都能亲自动手操作而且独立进行。它有利于培养良好的学习习惯,使学生们懂得:办任何事情都要有目的、有计划,还要有坚持到底的决心。最重要的是有利于培养独立工作的能力,这也是教育本身所急需培养的一种能力。单人实验也是高中化学实验考察的基本形式,因此,坚强该项训练是完全必要的。
四、培养学生书写实验报告的能力
1.在演示实验中注意培养学生观察现象的能力
为培养学生观察现象的能力,我们对现行高中化学教材中所讲到的现象进行归纳、综合。在每次演示实验或学生实验中,总是要求学生根据实验内容中有无新物质的生成和上述现象内容来观察,并将观察的结果记录好,认真分析,去伪存真,填写于实验报告中。这样要求学生,不仅使学生知道在实验中要观察些什么,使学生对知识获得比较完整的概念,而且也不会漏掉某些重要的实验现象,以致得不到正确结论。
2.采取具体措施,培养学生书写实验报告的能力