氨氣的噴泉實驗范文
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篇1
氨氣的制取及性質實驗在高中教材中分為兩個實驗,通過連接裝置將兩個實驗巧妙的連接在一起,能有效的防止氨氣對大氣的污染,提高噴泉實驗的效率。
1、教材中氨氣的制取及噴泉實驗
稱取固體氯化銨和氫氧化鈣各 2 g,在紙上混合均勻后,裝入事先已準備好的干燥試管中。按上述裝置圖裝配好裝置。加熱,待氨氣充滿試管后,停止加熱。待制備實驗停止加熱后,立即用濕潤的紅色石蕊試紙放在氨發生器的導管口附近,觀察現象。用已集滿干燥氨氣的圓底燒瓶、帶有玻璃管和滴管(滴管里事先吸入水)的塞子塞緊燒瓶口,并將其倒置,固定在鐵架臺上,使玻璃管插入盛有水的燒杯(燒杯中預先滴入酚酞試液)中。輕輕擠壓滴管,使少量水進入燒瓶。
在實驗中要注意收集氨氣的燒瓶必須干燥;噴泉實驗時,滴管中預先要吸入水;導出氨氣的導管要短,收集氨氣的導管要長,且要伸入試管底部;為防止空氣與氨氣發生對流,在試管口放一小團棉花,但不能堵死。
實驗中由于有水生成,大試管極易炸裂,實驗中氨氣也教容易泄露到空氣中。
將氧化鈣和氯化銨各5克研細、混合均勻在試管底部鋪開,塞緊橡膠塞,固定好裝置。從T型三通管的A管口取下橡膠塞,關閉調節夾B,使圓底燒瓶經T型三通管的A管口與大氣相通。點燃酒精燈,給大試管加熱,立即有大量的氨氣產生,并通過導管進入圓底燒瓶,圓底燒瓶中的空氣經A管排出。將濕潤的紅色石蕊試紙靠近A管口,若試紙變藍色,證明圓底燒瓶中已集滿氨氣。打開調節夾B,塞住T型三通管的A管口,使圓底燒瓶與燒杯內水相通。待導管C中滯留的空氣被排盡,過量的氨氣經導管C通入燒杯中,待水中有氣泡產生時,熄滅酒精燈。當無氣泡逸出時,給盛水的燒杯中滴加2~3滴酚酞試劑,攪勻。隨著導管C內的氨氣不斷溶于水,使導管C內的液面會不斷上升,最后進入圓底燒瓶,形成持續有力的紅色噴泉。
通過氧化鈣和氯化銨反應來制取氨氣,將氨氣的產生、收集及性質實驗在一個封閉系統中完成,由于氨氣與紅色石蕊試紙的作用片刻即可完成,氨氣的外排量極少,基本消除了氨氣外逸對環境的污染,同時幾個實驗一氣呵成,時間短,操作也方便,且現象明顯。
參考文獻:
[1] 宋心琦主編 .普通高中課程標準實驗教科書?化學 1(必修)[M]. 北京:人民教育出版社,2007:99.
篇2
關鍵詞:噴泉實驗;創新;綠色化學
綠色化學實驗的理念是主動地減少和消除實驗室的化學污染。現以氨的“噴泉實驗”的改進為例,談談如何在實際的化學實驗教學中,走“綠色”創新之路。“噴泉實驗”中探究氨極易溶于水這一重要物理性質,及氨水呈堿性,實驗設計充滿趣味和探究性,但同時也存在實驗前期準備繁雜,易造成氨氣泄漏、污染環境等不足,尤其對于帶多個教學班的教師,往往由于氣密性不良等原因,造成實驗現象不明顯。現將氨的制備,物理、化學性質的多個探究實驗進行合并。做到實驗簡單,現象明顯,實驗成功率高,且充分發揮了實驗的探究功能。
一、實驗器材和藥品
實驗藥品:氫氧化鈉固體、濃氨水、酚酞、紅色石蕊試紙、濃鹽酸
實驗儀器:圓底燒瓶、錐形瓶、注射器、燒杯、鐵架臺(帶鐵圈)、Y型導氣管、滴管、導氣管、止水夾
二、實驗裝置:(如右圖所示)
三、實驗步驟及現象
1.檢查裝置氣密性:打開止水夾①、止水夾②,關閉止水夾③,用注射器往錐形瓶中注入少量空氣,可以觀察到大燒杯有氣泡冒出,證明氣密性良好。
2.制備氨氣及驗滿:打開止水夾①、止水夾③,關閉止水夾②,將充有濃氨水的注射器注入放有氫氧化鈉固體的錐形瓶中,裝清水的小燒杯中有一片紅色石蕊試紙,當試紙變藍,證明氨氣已收集滿,關閉止水夾③。
3.“紅色噴泉”的形成:迅速將驗滿導氣管取下,換成裝有水的膠頭滴管,擠壓膠頭,待膠頭滴管中的水全部進入燒瓶,迅速關閉止水夾①,打開止水夾②,即產生美麗的噴泉。
4.“白煙瓶”的形成:將裝濃氨水的注射器取出,換成裝有濃鹽酸的注射器,往錐形瓶中注入少量濃鹽酸,錐形瓶中立刻產生大量白煙。
四、創新點
1.實現了氨氣的制備、收集、驗滿、物理性質、化學性質多個探究性實驗有機的合并和融合。
2.盡可能避免了氨氣的制備帶來環境的污染,實現了“綠色化學”理念。如,“噴泉實驗”后殘留氨氣與濃鹽酸反應,即是對尾氣處理的最好方式。
篇3
關鍵詞:氣體反應;趣味化學實驗;實驗優化設計
文章編號:1005C6629(2017)1C0068C04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”這句話告訴我們,興趣其實是最好的老師,一個人一旦對某一事物或某種活動產生興趣,就會全身心投入其中。因此,課堂教學中,教師除了講授基礎知識、基本技能外,更重要的一點是要培養學生的學習興趣,激發其求知欲望,引導其進入一種積極的、主動的學習狀態。化學是一門以實驗為基礎的科學,本文以氣體反應內容為例,結合高中化學的課堂教學,談談筆者利用演示實驗激發學生學習興趣的教學實踐。
1 氣體反應的實驗設計
“氣體的性質”是高中化學中重要的教學內容,也是教學難點之一[1],因為絕大多數氣體無色無形,看不見摸不著,如何生動而又形象地描述氣體的性質?不少教師會利用實驗進行輔課堂教學[2],但實驗應怎樣設計才能吸引學生,激發其學習熱情?筆者認為以下幾點非常關鍵。一是所選內容在課堂上可當場操作演示,且實驗現象要明顯有趣,給學生以直觀感受;二是實驗過程要有懸念,能激起學生的好奇心,啟迪學生學習的靈感,引發探究的欲望;三是由實驗引出諸多問題讓學生思考,留給他們進一步想象和拓展的空間。現舉數例如下。
2 實驗案例
2.1 氨氣與氯化氫的反應
現行上海市高中化學教材中對氨氣與氯化氫的反應是這樣描述的[3]:取兩根玻璃棒,分別在濃氨水及濃鹽酸里蘸一下,然后將兩根玻璃棒逐漸靠近但不接觸,這時可以觀察到在兩根玻璃棒之間有白煙產生(圖1a)。按照教材教師在課堂上演示了氨水與濃鹽酸揮發然后再發生氣相反應的過程,但從實際教學效果來看,留給學生的印象并不深刻。因此筆者將實驗進行了如下改進:在一根長玻璃管兩端塞上棉花,分別向兩端同時滴入濃氨水和濃鹽酸,馬上用橡皮塞塞住,半分鐘之后就可以看到白煙在玻璃管內生成;再仔細觀察,會發現白煙的位置不在管的中央,而在靠近濃鹽酸的一端(圖1b)。通過改進的演示實驗教學,學生理解了3個知識點:①氨水與濃鹽酸分別在玻璃管的兩端,距離較遠,揮發擴散后才發生反應;②氣體的擴散速率與氣體式量有關(Graham擴散定律),在同溫同壓下氣體擴散速度與氣體密度的平方根成反比,因氨氣的密度小,擴散速度快,故而反應在靠近濃鹽酸的一端進行;③氨氣和氯化氫反應生成固體氯化銨(白煙)。與教材實驗相比,改進后的實驗教學效果明顯好于前者。
2.2 硫化氫與二氧化硫的反應
二氧化硫和硫化氫反應,教材里是這樣設計的[4]:取一瓶二氧化硫和一瓶硫化氫氣體(圖2a),把兩瓶氣體混合,觀察瓶壁上有什么現象,結論是瓶壁有淺黃色固體和水珠出現,這是一個定性實驗。
筆者對教材實驗裝置進行了改進設計,采用礦泉水瓶收集兩種氣體(圖2b)。在課堂演示時,將兩瓶子撤去蓋子后對接迅速用膠封住瓶口,按照Graham氣體擴散定律,式量小(密度小)的氣體擴散速率快,因此淺黃色固體和水珠應出現在盛裝二氧化硫氣體的瓶內,但實驗結果恰恰相反,產物主要集中在硫化氫瓶內(圖2c)。這一反常現象一下子引起了W生的興趣,大家各抒己見。經過分析,得出了造成此實驗現象的原因是:硫化氫與二氧化硫發生氧化還原反應(2H2S+SO23S+2H2O),反應物消耗比為2:1,即在同等條件下硫化氫瓶中的壓強減小更快,由于壓差的存在,導致二氧化硫氣體被“吸入”硫化氫瓶中,并在其中生成硫和水。
此時,學生又進一步提出了疑問:既然硫化氫與二氧化硫反應使系統的壓力下降,為何瓶子沒有變形呢?再對實驗過程中各環節進行檢查和分析,得出了原因。由于實驗中采用口香糖膠來封瓶口,導致裝置的氣密性還不夠好。針對此缺陷再進行改進后,用插有短玻璃管的橡皮塞代替塑料瓶蓋,兩玻璃管口用乳膠管連接,中間夾以彈簧夾(圖2d)。實驗開始后松開彈簧夾,反應經數分鐘或數小時(取決于玻璃管內徑的粗細),可以看到玻璃管中生成黃色的硫,同時瓶子慢慢變癟。以上實驗結果環環相扣,過程充滿懸念,給學生留下深刻印象。
2.3 氨氣與氯氣的反應
高三的教材告訴我們,氨氣與氯氣存在兩個反應:
反應(1)中氨氣與氯氣的計量系數比為2:3,即在溫度、壓力相同時,反應600mL的氯氣需要消耗400mL的氨氣。反應(2)中的系數比為8:3,即反應600mL的氯氣需要消耗1600mL的氨氣。于是有不少學生猜測,只有當氨氣的量超過400mL時,才會發生第二個反應生成氯化銨。那么實際情況真是如此嗎?只有反應(1)進行完全了才進行反應(2)?
我們進行了演示實驗。如下圖3,取兩個體積不同的礦泉水瓶,600mL的大瓶儲存氯氣,350mL的小瓶儲存氨氣,兩瓶子用乳膠管相連。彈簧夾一經打開,在玻璃管及瓶中立刻產生白煙,說明反應(1)(2)幾乎是同時發生的。與實驗2.2相似,幾分鐘后,瓶子變癟。
對此實驗現象和結果進行討論和分析后,得出了如下解釋:氨氣首先與氯氣反應生成氯化氫,酸性的氯化氫氣體又與堿性的氨氣立即快速反應生成氯化銨;據實驗現象還可得出后者反應速率遠大于前者的結論。因此,不待反應(1)中的氯氣消耗完,反應(2)已開始。這一演示實驗生動地描述了“反應速率”這一概念,也給了學生一個啟發,很多化學實驗的結果和我們當初的想象是不一樣的[5]。
2.4 噴泉實驗
噴泉實驗是高中化學實驗中關于氨氣性質的經典實驗[6,7],教材中其裝置如圖4所示。當打開活塞時,燒瓶內的氨氣迅速溶于水生成氨水(NH3+ H2ONH3?H2ONH4++OH-),在燒瓶內外產生壓差,壓差將燒杯中的液體壓入燒瓶中形成噴泉,由于氨水使酚酞變紅,所以噴泉呈紅色,非常美麗。
由于原理比較簡單,筆者便嘗試著請學生對噴泉實驗進行創新改進,并在其間插入諸多問題讓其思考。例如,問題1,如果將燒瓶中的氣體換成氯氣,還能形成噴泉嗎?學生經過思考后很快就回答不能,因為氯氣在水中的溶解度較小。接著教師再提出問題2,那么能否設法提高氯氣的溶解度呢?經過熱烈討論,學生給出了答案,采用氫氧化鈉溶液代替水。
新實驗采用如下設計:以氯氣取代氨氣,把膠頭滴管中的水換成氫氧化鈉溶液(濃度較高),在燒杯中也加入含酚酞的氫氧化鈉溶液(濃度較低),溶液呈粉紅色。實驗中將膠頭滴管中的氫氧化鈉擠入圓底燒瓶,輕輕晃動圓底燒瓶片刻,再打開彈簧夾,因燒瓶內的氯氣與氫氧化鈉發生反應形成負壓:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,燒杯中的液體被壓入瓶內,成功地完成了氯氣的噴泉實驗。此時觀察仔細的學生注意到,噴泉的顏色由原來的粉紅色變成了無色。這又是一個非常好的知識引入點。教師繼而引入問題3,溶液為何褪色?經過啟發,學生分析褪色的原因可能有兩個:①氯氣與氫氧化鈉反應,消耗了氫氧化鈉;②氯氣與氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉,生成的次氯酸氧化酚酞。原因究竟是哪一個?還是以實驗事實來作答。利用燒瓶中的液體進行如下分析實驗:在液體中滴入溲躉鈉,如果溶液再次變紅,則可推斷是原因①;或在液體中加入酚酞,如果溶液重新變紅,則證明是原因②。實驗結果顯示,溶液中加入酚酞后才會再次顯粉紅色,說明使溶液褪色的真正原因是由次氯酸氧化酚酞所致。在本實驗中,教師對實驗加以變換,以問題為導向,通過對問題的層層剖析,結合現場操作演示,將氨氣、氯氣的物理及化學性質有趣地展現在學生面前。
3 結語
本文對四個原有教材實驗進行了設計優化和拓展深化,將“氨氣與氯化氫”、“硫化氫與二氧化硫”、“氨氣與氯氣”、“噴泉實驗”四個反應作為課堂演示實驗,并以問題為導向,通過遞進式提問及對問題的層層剖析,結合現場演示,將幾種氣體的物理及化學性質生動直觀地展現在學生面前。這些教學手段活躍了課堂氛圍,激發了學生思維,鞏固了所學知識,拓展了學生認知,提高了學習興趣,收到了良好的教學效果[8,9]。同時需要提醒的是,上述氣體均屬于有毒有害氣體,實驗操作時須做好必要的防范措施,這一點也是為了對學生進行安全教育和環保意識的喚起。化學是以實驗為基礎的自然科學,化學反應往往伴隨有色彩、形態、聲音、能量、氣味等變化,只要我們精心設計,將這些豐富多彩的實驗內容引入課堂教學,就能激發學生的興趣并使其成為學習的動力,讓學生在愉悅、活潑的課堂氛圍中潛移默化地接受教育,達到“潤物細無聲”的教學效果。
參考文獻:
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篇4
一、改變傳統教學模式
一支粉筆一節課、滿堂灌的傳統教學模式對于課改后的新課程已經顯示出它明顯的不足,信息的獲取僅僅局限于書上已滿足不了學生對化學知識的探索,而且現在多媒體應用于教學,所以我們首先在教學模式上必須打破常規的教學,要大膽創新,大膽實踐,備課創新,啟發提問創新,課堂教學教法、教學手段創新,學法指導創新,從一點一滴重視和加強對學生創新思維能力的培養和訓練,老師有創新的意識,提高教學的藝術性,才會提高學生的創新能力。
二、導入要新,努力營造創新的氛圍
化學是一門以實驗為基礎的學科,而化學實驗不僅為學生提供生動形象的觀察對象,還可以作為我們新課的引入。新課的引入,影響著這節課過程中學生的主動性和創造性,學生沒有求知欲,老師的教學就很被動,伏打沒有好奇心,原電池的發現就要推后。例如:NH3 的新課教學序幕我們就可以直接用NH3的噴泉實驗。 學生在一剎那對實驗的“動感”現象和“色差”現象留下很深的印象,求知欲激發了,學習的積極性激發了,思維也激發了,學生通過觀察“噴”的現象, 強烈地想象到瓶內壓強減少程度之大,從而得出NH3極易溶于水的結論;通過“無色變紅色”的現象觀察,也順利成章地認識到NH3溶于水后溶液成堿性。
三、體現學生的主體地位,參與探究的全過程
體現學生的主體地位,就是改變傳統的一問一答或一問多答,改變學生被迫去思考老師要求思考的內容,被動地進入學習。老師把主動權交給學生,由學生主動思考,主動討論,主動得出答案,這樣,自然有利于學生創新思維能力的培養和提高。
例1、學習“氮氧化物的產生及轉化”時,學生看完課件后,就產生了好奇:人遇到雷雨要躲,而莊稼為什么卻喜歡雷雨?這樣學生在好奇中處于積極主動思維的學習狀態,主動討論去尋求答案。
例2、學生是很有興趣做實驗的,但如果不正確的引導,那么實驗的價值就不會得到體現,所謂的活動與探究也是一句空話。所以在學習NO2與水的反應時,我設計了以下問題:
1、完成實驗,觀察現象
2、如何驗證所得無色氣體及無色溶液即驗證NO2與水反應的產物
3、運用已有知識解釋所得酸為什么是HNO3而非HNO2
4、改進實驗使NO2盡可能多的轉化為硝酸,并寫出總反應方程式
5、如果4中NO2改為NO呢?同樣要求
在這樣幾個遞進的問題中,學生通過討論,合作,不僅自己在探究中獲得新知識,復習鞏固舊知識,而且還從最后兩個問題中聯系到了工業生產硝酸,思維也有了拓展。在這個過程中,我們要很好地引導學生,使不同水平的學生都有展示自己才華的機會,要肯定學生思維上的閃光點,及時地給予表揚與贊同,使學生的發散思維發揮地淋漓盡致。
四、課堂討論啟發學生創新思維
當教學內容需要突出重點難點時,當學生的知識容易產生誤解時,課堂討論便是解決這個問題的好方法,討論能夠拓寬學生的思路,便于集思廣益。例如噴泉實驗后學生很容易形成這樣的誤解——只有易溶于水的氣體才可以設計成噴泉。氨氣的噴泉實驗不僅是一個重要的實驗,而且還蘊涵著豐富的化學、物理學原理。所以每到這個新課時,我都會安排一節課作為一次研究性課題《噴泉實驗的條件與設計》的探討。這節課在學生已有知識的基礎上來透過氨氣噴泉實驗的現象進行群體討論發現噴泉實驗的實質,在討論中我主要安排從以下幾個步驟著手:
1、 噴泉實驗的基本原理是什么?聯想到與我們生活中、自然界中產生噴泉
的原理是一致的,形成壓強差。
2、氨氣的噴泉實驗利用了氨氣的什么性質形成壓強差的?學生已經知道是利用了氨氣極易溶于水的性質,所以趁勢引導,在實驗中把氨氣換成哪些氣體也可以同樣形成噴泉。在這一步學生已經可以歸納出不同溶解性的氣體,感覺到溶解度不同的氣體對噴泉實驗的影響,意識到吸收液的作用。
3、在2的基礎上,設計不同溶解性氣體,利用不同吸收液形成噴泉的實驗設計,同時也完整歸納出形成壓強差的條件。
4、設計有色噴泉,如黃色的、黑色的、蘭色的。在這4個步驟中學生的積極性完全被挑起,學生初步掌握了實驗研究的一般方法,創新能力和創新思維得到很好的激發。
5、最后以幾個以往高考中能使學生思維得到發揮的有關習題來鞏固噴泉實驗的原理,在訓練中我明顯感覺到學生的思維拓寬了,他們敢大膽聯想、大膽想象,勇于創新,增強了解決問題的能力。
五、注重學生發散性思維和集中性思維的培養
學生的創新思維能力就是發散性思維和集中性思維的對立與統一,一個是求異,一個是求同,兩者往往相互聯系,在問題的解決中也往往的同時運用這兩個思維。發散性思維是對一個問題從多角度、多方位、多層次討論和研究的思維訓練,得出不同的答案,可以拓寬學生的思維和視野。集中性思維也可以說是聚合式思維,是把問題的提供的各個信息或各個條件朝同一個方向集中,得出一個最正確或最優化的解決方法。發散性思維可以提供一個問題解決的不同設想,但不是代表每一個設想都可行,它還必須通過集中性思維的提煉,得到有價值的結果。事實上歸納與總結也是學生發散性思維和集中性思維結合在一起的一種訓練,所以在單元結束后或復習階段,教師都引導學生進行總結歸納,找出規律,比如具體元素及其化合物的學習是既以結構—性質—用途—制法為思路, 又從該單質至各類化合物之間橫向聯系進行小結,同時結合元素周期律,將元素及其化合物知識形成一個完整的知識網絡,有機化學的規律更強,熟悉了官能團的性質就把握了各類有機物間的衍變關系及其相互轉化,理解了同分異構體,就會感覺到有機物的種類實在繁多。教師習題課上分析的內容也基本圍繞這兩者的統一,例如下列等物質量的烴完全燃燒時消耗氧氣最多的是哪一個這樣的題目講解時,老師不可能就題解題,肯定都會設計一些拓展和歸納,培養學生解題中的思維能力和思維方法的培養。
篇5
關鍵詞: 壓強原理 氣體實驗 應用
新課程改革倡導的是科學教育,是克服單純的學科本位和知識本位,立足于促進學生全面發展的教育。在化學教學中,培養學生探究性的學習能力,進行知識的整合和遷移應用,是落實三維目標的重要環節。我在化學實驗教學中,把壓強原理應用于化學實驗設計中,不但解決了實驗本身的問題,而且讓學生學會了如何進行知識探索和歸納,取得了比較好的教學效果。下面我就壓強在有關氣體實驗中的應用談談個人的看法。
壓強是作用在物體單位面積上的正壓力。其原理如圖所示,其中K為可以滑動的活塞。
一、壓強原理用于檢驗裝置的氣密性
實驗裝置氣密性的檢查是實驗前的首要環節,檢查氣密性時,必須使裝置密封。其次,通過增大或減小裝置內氣體的體積,引起壓強的改變,通過觀察氣液交界處的變化,作出氣密性是否良好的判斷。
如圖所示,用雙手捂住圓底燒瓶,當溫度升高時,燒瓶內氣體的體積膨脹,圓底燒瓶內氣體的壓強增大,大于大氣和燒杯內導氣管入水段水柱產生的壓強的和,即P。若裝置不漏氣,則能觀察到燒杯里的導管口有氣泡冒出。利用壓強的原理檢驗裝置的氣密性可以歸納為:
形成密閉體系改變壓強變壓后的現象得出結論
如果要增大氣體的壓強,就要使密閉體系氣體的溫度升高或者體積減小或物質的量增多;如果要減小氣體的壓強,就要使密閉體系氣體的溫度降低或者體積增大或物質的量減少。在檢驗不同裝置氣密性的時候,應采取方便有效的方法,以達到實驗目的。
例如:可以用酒精燈給圖2的圓底燒瓶加熱,燒瓶內氣體膨脹,壓強增大;圖2也可以用分液漏斗給圓底燒瓶滴水,讓燒瓶內氣體的體積減小,壓強增大來檢驗裝置的氣密性。又如圖3可以采用液差法,將導氣管上的活塞關閉,球形漏斗內注入一定量的水,使水面達到球形漏斗的球體部位。停止加水后,水面能停留在某一位置不再下降,此時球形漏斗中的水面高度與容器下部半球體內的水面高度保持比較大的液面差,通過產生壓強差檢驗裝置的氣密性。
對于類似于大試管的體積比較小、器壁比較薄的儀器(如圓底燒瓶、錐形瓶等),都可采用手捂或酒精燈微熱的方法。對于體積比較大,器壁比較厚的儀器,通過手捂升溫對氣體體積的影響微乎其微,而該裝置又是不能被加熱的,通常采用液差法。
二、壓強原理用于防倒吸
防倒吸是氣體制備中重要的一個方面。在制氣、收集、尾氣吸收的過程中,當體系的壓強小于環境的壓強時,就會發生倒吸現象。
1.在加熱制取氣體且用排水法收集的裝置中,若收集完畢后先停止加熱,則就會產生倒吸現象。故在拆除裝置時,應先將導氣管移出水面再停止加熱,這樣破壞了產生倒吸的條件,達到防倒吸的目的。
2.尾氣的吸收。一般尾氣吸收可采用如圖4裝置,
三、壓強原理用于噴泉實驗
化學實驗中的噴泉實驗正是利用了壓強差的原理來實現的。如圖7,燒瓶內收滿氨氣,膠頭滴管裝有少量水,燒杯中為滴有酚酞的水。操作時,首先擠壓膠頭滴管,使少量水進入燒瓶,由于氨氣極易溶于水,使燒瓶內氣體壓強減小,此時燒瓶內氣體的壓強小于大氣壓與玻璃管內水柱產生的壓強差,即:
此時松開止水夾,即可形成美麗的紅色噴泉。用此裝置完成噴泉實驗的條件是:只要燒瓶內的氣體能大量溶于燒杯中的溶液即可,如二氧化碳氣體和氫氧化鈉溶液也可形成噴泉。該裝置中如果沒有膠頭滴管,如何實現噴泉實驗呢?沒有膠頭滴管就不會自動形成噴泉,其原因是燒瓶內的氨氣與燒杯中的水被豎直導管中的空氣隔開,只要能排除導管中的空氣,使氨氣與水接觸即可形成噴泉。如可用熱毛巾捂住燒瓶,使燒瓶內氣體體積膨脹,排除導管內的空氣,再去掉毛巾即可形成噴泉。
四、壓強原理用于量取氣體的體積
篇6
關鍵詞:氨;制取;收集;性質實驗
一、改進原因
氨的制取、收集及性質實驗是人教版普通高中課程標準實驗教科書《化學》必修①第四章第四節中的重要內容。主要包括:氨氣的實驗室制法2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3、驗證極易溶于水的噴泉實驗、氨氣溶于水顯弱堿性、氨水受熱易分解、氨氣與酸反應等實驗內容。若按照教科書上的套路來做,必然存在以下不足:
1.教材中用加熱銨鹽和固體堿來制取氨,量小且難易收集,滿足不了實驗所需。故在實驗教學中多采用濃氨水加固體堿的方法獲取氨,即便是這樣,仍然存在濃氨水和固體堿的量不易掌控,使得多余的氨外逸,造成了環境污染。因此,制取氨的實驗不便在教學現場進行;并且,氨的加熱分解實驗也沒機會展現出來。
2.連續授課時,必須在實驗準備室提前制備好幾燒瓶的氨備用,但待到后面的班級使用時,實驗效果往往不理想。
3.最后需要指出的是,教材中的實驗步驟多且煩瑣,占用了較多的課堂時間,影響了教學效果及進度。為了彌補上述不足,經過再次改進實驗,又設計出了一套更加簡單實用的實驗裝置。
二、所用實驗物品(藥品及附屬用品略)
具支試管、長頸漏斗、止水夾各一個;單孔橡膠塞兩個玻璃導管兩段、橡膠管一小段、酒精燈、燒杯、剪去底部塑料滴管。
三、實驗裝置
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四、實驗步驟
1.檢查裝置的氣密性:按圖連接好裝置,打開K1、K2,將塑料滴管進入盛有水的燒杯中,微熱具支試管,燒杯中產生氣泡,冷卻至室溫,塑料滴管中有液面上升,并能保持一段時間不下降,證明裝置氣密性良好。
2.取下與自制小集氣瓶配套的橡膠塞,用短直導管蘸一下濃鹽酸,然后復原裝置。
3.擠壓膠頭滴管,使少量的濃氨水進入具支試管中。
4.氨的制取、弱堿性和與氯化氫反應的實驗。打開止水夾,用酒精燈均勻加熱具支試管約10秒鐘,自制集氣瓶中產生大量的白煙,水中有大量氣泡冒出,待到氣泡很少時,關閉止水夾K1,以便讓學生清楚地觀察實驗現象。
5.“噴泉”實驗。向燒杯中加入幾滴酚酞,待幾秒鐘,由于溫度的降低,使得自制小集氣瓶內的氣壓下降(也可用手反復擠壓塑料滴管),水從玻璃導管處自動連續噴出,形成美麗的紅色噴泉。
五、改進后的優點
1.氨的用量可控。整個實驗下來濃氨水的用量僅為一滴管,不需要固體堿,多余的氨也被水吸收,從而有效控制了氨對環境的污染。
2.直觀、連續、可靠。一改過去制取氨的方法,直接采用加熱濃氨水的方法,現制現用,有效解決了氨的泄露問題,也不用滴管將少量水擠入燒瓶。
3.緊扣主題,節省時間。該裝置將氨的制取、收集和性質的檢驗合為一體,3分鐘即可完成教材中的所有實驗內容,切實提高了實驗教學效率。
篇7
關鍵詞:新課程 高中 化學課 改革策略 現狀
新課程指出,教師是學生學習過程中的合作者、引導者以及組織者,學生是教師教學的主體。因此為了提高學生的學習積極性,讓學生全身心的投入到課程中,教師要寓教于樂,通過豐富多彩的活動對學生進行多方面、多角度、多層次的訓練,提高學生寫、說的能力,使學生熟練的使用化學用語。
一、高中化學課堂教學現狀
我國目前多數高校化學課堂教學重視理論知識的傳授,內容比較系統,教學模式單一,教學方法比較呆板,“灌入式”、“滿堂灌”、“師傳生受”等現象非常普遍,再加上化學本身就比較枯燥乏味,抽象性較強,教師過分注重學生對基本技能和基礎知識的掌握,忽視學生的思考和感悟過程,沒有培養學生的思維能力。總之,目前高中的化學課程缺少與其他學科、社會、社會經驗的聯系,沒有體現化學的應用和背景以及化學與科技進步、時展之間的聯系。隨著社會經濟的迅速發展和科學技術的不斷進步,教育也進入了信息化時代,學校、教師都意識到了必須要對化學課的教學方法進行改革[1]。
二、高中化學課教學方法改革策略
1.加強實驗教學的啟發性
教師在教學過程中,要引導學生體驗學習過程中的熱情,提高學生學習的積極性,同時加強實驗教學的啟發性。化學實驗可以充分調動學生的各種感官功能,加強實驗教學的啟發性,努力促使實驗過程中的結果或者現象可以促進學生積極思考。體驗式學習就是讓學生親自參與社會生活的學習,通過親自實踐,學習到更多書本上學不到的知識,增強學生的感知能力。如:教師在對氨氣噴泉實驗進行教學時,可以先讓學生思考在生活中見過哪些噴泉,噴泉形成的原理是什么?然后演示氨氣噴泉實驗,觀察對其進行仔細的觀察之后,再讓學生思考為什么氨氣可以形成噴泉?這體現了氨氣什么化學性質和物理性質?學生通過思考、討論得出結論:形成噴泉必須要有很大的壓強差,教師再設計幾個問題,水和氯化氫氣體是否可以形成噴泉等,做實驗的同時啟發學生,引導學生進行分析、推理,然后通過實驗驗證學生的結論,讓學生深刻的了解噴泉形成的條件和原理。
2.加強實驗教學的探索性
教師在教學過程中,要善于制造懸念,設置疑惑,通過問題和實驗引導學生積極的探索真理,促進學生在學習過程中的手腦結合,不斷提高學生的學習能力和創新能力。氯氣的裝置中只有尾氣處理裝置、收集裝置和制氣裝置,但是沒有干燥裝置和洗氣凈化裝置,詢問學生:用二氧化錳和濃鹽酸制取氯氣會造成哪些雜質?然后讓學生親自組裝一起,開始探索性的學習,鼓勵學生大膽說出自己的觀點,向老師和同學展示自己的設計方案,也可以向學生提出問題,讓學生分組討論。在探索式學習的過程中,教師要及時肯定和鼓勵學生獲得的點滴成功或者收獲,對于學生在探索性學習過程中的失敗,首先要肯定正確的部分,引導學生進入深入的思考,找出失敗的原因,然后再次嘗試探索,直到成功為止[2]。
3.強化學生的環保意識
學生在進行化學實驗的過程中,經常會產生很多有害氣體,一些誤操作還可能導致安全事故,直接影響到教師和學生的生命健康,所以應針對高中學校需要進行化學實驗的學生大力提倡綠色化學實驗。綠色化學實驗指的是對環境只有很小負面影響或沒有影響的化學影響,也是響應國家可持續發展等政策,社會對化學科學發展的新要求,綠色化學實驗的提倡、實施有助于實現人類社會的可持續發展,保護人類賴以生存的自然環境。
4.培養學生解決問題的能力
高中化學具有非常強的實踐性,一些化學現象,要經過多次分析和實驗,才能對其產生的原理進行合理的解釋,多數化學規律都是在實驗中不斷總結出來的。對化學進行設計實驗,然后進行分析對比討論,讓學生體會反應物量的多少對反應方向的影響程度,從而領略到量變過渡到質變的原理,充分調動學生的主觀能動性。教師也可以通過化學實驗了解學生的學習情況,引導學生解決學習過程中遇到的問題,得到學生反饋的教學信息,及時調整教學方案,不斷提高化學課程的教學質量,優化課堂教學。如:在氯化鋁溶液中滴入氫氧化鈉溶液,然后搖晃,會產生什么化學反應?先產生白色沉淀,然后增加氫氧化鈉溶液,白色沉淀逐步消失[3]。
三、結語
綜上所述,新課程改革下的高中化學課程不僅要向學生傳授基礎的理論知識,還要鼓勵學生多做化學實驗,因為實驗化學是化學學科賴以發展和形成的基礎,是檢驗化學學科知識真理性的標準,是提高學生科學素質的途徑和重要內容。所以學校要根據新課程標準,高度重視化學課堂教學過程的呈現與管理,教師在教學過程中,要根據學生的認知水平、知識結構等讓學生親身體驗知識的發展過程,了解知識產生的背景條件,強調化學教學既要適應新課程改革的需要,還要積極創新、探索,促進學生全面發展,這樣才可以培養學生科學嚴謹的學習方法和態度,充分調動學生的學習積極性,鼓勵學生在學習化學的過程中,培養良好的創新精神,養成積極探索、獨立思考的好習慣。新課程改革下,化學課程教學方式的改變,將化學知識的傳授過程轉變為學生積極參與的學習過程,教師和學生共同參與化學課堂,教師幫助學生找到解決問題的正確方法,不斷提高高中化學課程的教學效率和教學質量。
參考文獻:
[1]袁東升.新課程下的高中化學課堂教學[J].試題與研究:新課程論壇, 2012(19):6-7.
篇8
關鍵詞: 教學設計;實驗改進;學為主體;教師成長
一、自命不凡的設計――氨變“肥”了
我參加深圳市“郭鈺銘名師工作室”(化學科)已一年有余,作為工作室的一名成員,郭鈺銘老師布置任務讓我參加市名師好課展示,我也想借此機會提升自我,根據教學進度我準備上《氨 銨鹽》。
起初的設計是想要讓學生覺得學化學有用,能積極參與,讓聽課教師覺得新穎而不虛此行。我以講述一個關于“氨變肥”的故事展開,設計兩條線索:一條明線按部就班的按用途、物理性質、化學性質,化學性質又輔以分類法、實驗探究法進行;暗線是通過氮肥的分類、銨態氮肥、硝態氮肥的獲取介紹氨與酸的反應,氨的催化氧化。這樣既聯系生活實際,又在重視方法教學中落實了知識,在板書設計上還玩了一次小伎倆,從最初的氨慢慢變成了更大號的銨,好像氨在課堂中變肥了。
我洋洋自得地向工作室及市里的專家講解了我的設計意圖,幾位專家在肯定我的設計的同時也中肯地提了一些建議,試圖讓我更注重學生的學,教師的示范,充分體現
學生的主體地位,并在實驗上進行創新。
二、實驗創新讓課堂更敞亮――氨“動”起來了
我知道,深圳人才濟濟,你的課堂沒有一些真正的東西,恐怕很難入得了專家的法眼,于是我根據專家的意見又花了一番心思進行改進。
本節課的重點是氨與水的反應、氨與酸的反應制銨鹽,難點是氨的催化氧化,如何突出重點,突破難點,我想從實驗入手,因為“實驗是最高法庭”,實驗能充分調動學生的主觀能動性。
首先我對氨的噴泉實驗進行了改進:在課堂上事先準備好裝滿氨氣的集氣瓶,準備好裝滿水的塑料瓶,在分組實驗時學生只需要如圖1所示裝置連接,擠壓裝有蒸餾水(滴有酚酞試劑)的塑料瓶,讓少量水擠入圓底燒瓶中,美麗的紅色噴泉產生了,其現象十分鮮明,學生很是興奮,在學生的好奇中噴泉實驗的原理,氨與水的反應介紹。
其次我對氨與酸的反應也做了改進:裝置如圖2所示。
先往雙通玻璃管左邊塞入一團棉花,用膠頭滴管滴入少量濃氨水;然后,往雙通玻璃管右邊也塞上一團棉花于試管口附近,滴加濃鹽酸,塞好兩端的橡皮塞,觀察實驗現象。學生驚嘆白煙的同時,也將氨與酸的反應深深地印在腦海里了。
兩個創新實驗,在分組實驗和自主參與的驚喜中,學生成為了課堂的主角,在積極探尋產生現象的根源的討論中獲得了新知。但氨的催化氧化實驗繁瑣,且成功率不是很高,我又該怎么辦呢?我想到了下載一段視頻,但總覺得是別人的,有剽竊之嫌,且自己完全置身事外,學生熱情未必高漲。于是我課前自己錄制了一段視頻,學生在課堂視頻中發現我時的驚訝,讓他們積極的“動”起來了。實驗中有個小意外,也一并放了進去,學生在看我“出錯”中陷入了思考,展開了討論。
通過這樣的改進,課堂更流暢了,學生參與度更高了,課堂也真正活起來了,感覺氨真的“動”起來了。
三、魚與漁的較量,課堂插上翅膀――氨生“效”了
好課要經過反復的打磨,評價一節課的好壞關鍵是學生在課堂中的地位,學習效果如何。
首先在課堂引入上,我通過氨的合成的科學史介紹,歷史上有三次因氨的成功合成而獲得諾貝爾獎,學生在驚嘆的同時也陷入了深深的思考:氨為什么會如此受青睞呢?
學生聯系到當時二戰的情景,從農業生產的肥料、國防科技的炸藥做了很好的闡述,為后面學習氨變銨態氮肥、硝態氮肥埋下了伏筆(引入別致,獲專家認可)。
接下來學生從自己知道的氨,再到實驗臺上的氨,最后到真正的感受氨的魅力。學生在欣喜中完成了氨的噴泉實驗,初步認識氨的物理性質時,又產生了一個大大的問號:溶液為什么會變紅呢?學生通過小組討論、閱讀學習等方法逐步學會了氨與水的反應, 教師趁勝追擊,氨水能做肥料嗎?效果好嗎?學生通過對氨氣和銨鹽結構的比較,明白加氫離子就可以實現,那試試看?學生完成氨與酸的反應實驗,得到了銨態氮肥,那能得到硝態氮肥嗎?學生又陷入了深思:應該是可以的,怎么變呢?教師引入價類圖,總結上面的變化的同時,啟發從化合價看變化,引入氧化劑實現這一變化,通過觀察視頻,熟悉氨的催化氧化。
銨鹽的性質以閱讀《誰偷了我的氨肥》的閱讀材料完成。最后再分組學習、小組合作中完成課堂訓練。這樣,整節課采用分類法、實驗探究法、自主閱讀學習法、小組學習法等靈活多變的教學方法,明顯使課堂更高效了。
篇9
關鍵詞:探究式教學;創新動機;創新思維;創新行為;創新能力
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2014)10-0124
探究訓練最初是由美國的薩奇曼(Suchman)提出來的。他認為,人生來就具有一種好奇的傾向,這種本能的傾向會使兒童具有天生的探索精神,會本能地對一切新奇的事物感興趣,以至于會想方設法弄清楚這些新奇事物的背后究竟發生了什么,這是一種進行科學探究的可貴的動力和心理資源。新頒布的《化學課程標準》明確提出:應重視對學生的科學探究訓練,通過模擬科學家研究問題的科學方法,去探求新知識,以還原知識形成的本來面目,體現出科學探究的思想。
探究式教學就是“調動學生的認識積極性,在主動探究問題的過程中引導學生進行認知活動學習”。我們認為,在課堂中實施的探究式教學,從學生角度來看,它可以作為學生的一種自主創新的學習方式,一方面,它凸顯了學生學習的自主探究性;另一方面,它激活了思維的主動性、發散性、獨特性、深刻性等品質,引發了學生的創新思維和創新行為,從而促進了學生創新能力的發展。因此,實施探究式教學,是促進學生創新能力發展的有效途徑。在實施探究式教學中,圍繞學生創新能力的發展,筆者從以下幾個方面做了一些有益的嘗試。
一、探究習題的一題多解,激發學生的創新動機
創新動機是進行創新思維的前提。中學化學中的一些習題內涵較豐富,蘊涵著豐富的教學功能。在實施探究式教學中,作為教師應有目的、有意識地通過適時地營造創新氛圍,引導學生多角度探究問題解決的方案,以激發學生的創新動機。下面僅以習題中的一題多解為例加以評析。
例如,在有關物質的量濃度計算的探究教學中,筆者設計了如下習題:
V升Al2(SO4)3溶液中含Al3+a克,取此溶液■升,用水稀釋至2V升,則稀釋后溶液中SO2-的物質的量濃度是( )
A. ■摩爾/升B. ■摩爾/升
C. ■ 摩爾/升 D. ■ 摩爾/升
筆者設疑:能否依據Al2(SO4)3中Al3+與SO2-的組成比以及溶液的稀釋規律去分析呢?問題一提出,學生的思維立刻活躍起來,躍躍欲試。得到第一種解法。
解法一(常規解法):設原溶液中SO2-的物質的量濃度為x,則有:
■/V摩爾/升∶x=2∶3x=■摩爾/升;
取出■升,離子的濃度不變;設稀釋后SO2-的物質的量濃度為y,則有:■摩爾/升×■=y×2V,y=■摩爾/升,故選B。
筆者接著營造創新的氛圍:作為選擇題,各選項中均含有字母a,大家能否給a賦以合適的數值,從而使問題得解呢?此時,學生創新的火花已被激起,學生的解法如下:
解法二(賦值法):令a=2×27克(即2摩爾),則原溶液中SO2-為3摩爾,取出■升,則含SO2-為1.5摩爾,稀釋至2V升后,SO2-的物質的量濃度為:■摩爾/升=■摩爾/升。將a=2×27,代入各選項驗證,只有B選項符合。
筆者繼續激發學生創新的動機:作為溶液應呈電中性,大家能否從電荷守恒角度解決該問題呢?此時,學生的思維已非常活躍,創新的靈感瞬間被激起,學生又得到第三種解法:
解法三(電荷守恒法):設稀釋后SO2-的物質的量濃度為x,則■摩爾×3=x×2V升×2x=■摩爾/升,選B。
在上述的教學設計中,通過教師積極地營造創新的氛圍或情境,活化了學生的思維,大大激發了學生創新的動機,利用所學知識從不同的角度尋求問題的答案。在教師的引導下,在發散的基礎上進行聚合思維,通過比較得出最優的解法是解法三。
除了進行一題多解的訓練外,在探究教學中還可進行一題多問、一題多答,逆向思維等方面的訓練。這些都利于學生創新動機的激活,為培育學生的創新思維奠定了基礎。
二、探究知識的形成過程,培育學生的創新思維
創新是“一種個性化很強的、具有濃烈探究色彩的活動過程”。 教師在教學中通過對探究情境的巧妙鋪設,引導學生的思維向縱深發展,通過分析、對比、變換、概括,沖破教材原來實驗的框架,用創新思維尋求問題的解決方案。學生在問題解決的過程中,既訓練了他們的創新思維,又使得到的知識印象深、記得牢。
例如:在通過“氨的噴泉實驗探討氣體形成噴泉實驗的條件”這一探究教學中,筆者設計了以下教學程序:在學生分組做完氨的噴泉實驗后設問:1. 燒瓶內為什么會形成噴泉?讓學生依據已有的知識進行分析,探究原因:氨氣在水中的溶解度很大(1∶700),擠壓膠頭滴管使少量水進入燒瓶后溶解了大量的氨氣,使燒瓶內壓強降低,所以形成噴泉。接著問:2. 你能根據此實驗的原理設計出另外的噴泉嗎?此時,學生的思維已被激活,有的提筆設計,有的更換儀器;有的思考更換何種氣體,有的在想更換何種溶液。列舉學生的某些設計如下:
(1)酚酞換成石蕊,得到藍色噴泉;(2)氨氣換成HCl,指示劑換成石蕊,得到紅色噴泉;(3)把氨氣換成NO2,溶液換成NaOH溶液,得到無色噴泉;(4)用SO2氣體和Ba(OH)2溶液組成白色噴泉(生成BaSO3沉淀);(5)用CO2、水和石蕊組成紅色噴泉……
讓學生分組討論以上各種設計是否合理,若不合理,錯在哪兒?如何改正?對方案(5),學生們提出了很多改正的建議,如把水改為NaOH溶液,去掉指示劑可得無色噴泉。最后,讓學生依據以上兩個問題的討論,把問題上升到理論高度,又設計了第3問:通過以上探究,你能概括出氣體形成噴泉實驗的一般條件嗎?學生歸納如下:①燒瓶內氣體壓強迅速減小,產生較大的壓強差。②形成壓強差的方法,氣體易被滴管中的液體吸收(溶解或反應)。
對上述氣體形成噴泉實驗條件的問題設計,運用了探究與發現相結合的方法組織教學。在教學過程中,學生在基于已有知識,充分運用創新思維來解決教師提出的問題,同時獲得相關知識。
三、引導探究,培養學生的創新行為
在探究式教學中,引導學生通過評價和改進教材中的典型實驗裝置,調動學生進行實驗探究,以培養學生的創新行為。
例如,在氫氣實驗室制法的探究教學設計中,師生首先共同評價教材中制取氫氣簡易裝置的優缺點,優點是:操作簡便易行;缺點是在反應的過程中不能再加入酸液。接著設問:怎樣設計一套既能滿足操作簡便易行,又能在反應的過程中添加酸液的裝置呢?然后向學生提供可供選用的用品:1. 玻璃導管,2. 長頸漏斗,3. 分液漏斗,4. 雙孔膠塞,5. 乳膠管,6. 多孔塑料隔板,7. 漏斗,8. 不與酸液反應的塑料絲狀物,9. 彈簧夾等。此時,學生的創新思維被誘發,競相發表自己的設計方案。教師對學生的創意給予肯定,并引導學生評價某些設計方案的可取之處和不足之處。最后師生一起得出:在試管口塞上一插有長頸漏斗和玻璃導管的雙孔塞,且將長頸漏斗下端管口插入液面下(分液漏斗則不必再將下端端口插入液面下)。接著教師再不失時機地追問:改進后的方案雖能實現在反應過程中添加酸液的目的,但無法達到使反應隨時發生與隨時停止的目的,要實現這一要求,在上述方案的基礎上又應如何設計呢?(指出所需用品仍可從上面提供的用品中選用,也可另外添加)。此處的問題情境可進一步激發學生探究的熱情和創新的靈感,在教師的引導下,經過學生積極思考和探究,完成了啟普發生器簡易裝置的“重新發現”。
在上述“氫氣實驗室制法實驗裝置”的引導探究中,學生表現出了極大的創新熱情和創新行為。也為學生獨立地進行創造性地學習活動,培養學生的自主創新能力打下了良好的基礎。
四、探究實驗設計的最佳方案,培養學生的創新能力
實施探究式教學,引導學生依據實驗目的,運用已有知識、經驗,讓學生自主探究實驗設計的最佳方案,然后進行實驗操作,是培養學生創新能力的一條重要途徑。
例如,在學習SO2-的檢驗這一內容時,筆者設計了這樣的問題:在每位同學的實驗桌前均放置幾種未知無色溶液(Na2SO4、Na2CO3、AgNO3、Na2SO3,各個桌前的試樣不一定相同),讓學生檢驗哪種未知溶液中含有SO2-。可供選用的試劑有:稀鹽酸、稀硝酸、BaCl2溶液。此前學生已有知識是:學會了Cl-的檢驗,且已知道BaSO4既不溶于水也不溶于酸。學生先自行設計方案,然后教師再綜合學生的設計方案,歸納如下:
將以上四種設計方案板演在黑板上,教師接著設問:以上四種方案哪一種最合理?其余方案缺點在哪里?請予以評價。問題提出后,學生思維異常活躍,他們逐一分析得:(1)中未知溶液中若混有Ag+,也會有此現象。(2)中未知溶液中若混有SO2-,也會有此現象,因NO-在酸性條件下會把SO2-氧化為SO2-,從而干擾了SO2-的檢驗。(3)與(2)中原因相同,并且學生通過(2)、(3)方案的評析,感悟到在檢驗SO2-的存在時,不能選用稀硝酸,否則會干擾SO2-的檢驗。最后得出結論:最佳方案是(4),先加入足量稀鹽酸,先排除Ag+,SO2-,CO2-的干擾,若無沉淀和氣體生成,再加BaCl2溶液,若出現白色沉淀,即可證明原未知溶液中含有SO2-。評價后,再讓學生動手實驗,此時學生會體會到創新的樂趣和成功的喜悅。
學生通過獨立設計實驗及對實驗設計的評價,集思廣益,拓展了學生思維的空間,增強了學生的創新意識,進一步激發其創新的思維火花,若在教學中經常性地實施這種教學策略,有利于其創新能力的培養。
篇10
一、明確選擇儀器的原則,正確選用儀器
實驗中,培養學生準確地選擇儀器,是保證實驗順利完成的前提之一。為此,我們從下述幾方面對學生進行指導。
1.根據反應物和生成物的性質、反應條件選擇儀器。
中學化學教材里,討論化學反應的條件有:常溫、加熱、加壓、催化劑、光等。根據不同的反應條件、反應物的性質來制取新物質時,所需要的儀器也就不完全相同。例如,我們在高中化學講氯氣的實驗室制法時,著重向學生闡明根據化學反應原理來選擇實驗儀器,實驗室制取氯氣的化學反應原理:4HCl(濃)+MnO2 MnCl2+Cl2+2H2O,固體和溶液混合,加熱條件下進行,所以發生裝置應選分液漏斗和圓底燒瓶等,收集方法應采取向上排空氣法收集。因為我們在講氯氣時進行了上述分析,所以在講氨氣、甲烷等氣態物質時,就可以從啟發學生通過對反應物和生成物的性質、反應條件等因素的分析,提出實驗所需要的儀器、裝置,來完成制取上述物質的實驗。從而培養了向上分析問題和解決問題的能力。
2.根據控制化學反應速度的要求來選擇儀器。
在實驗室里,為了達到安全而又迅速地制取某種物質,有些反應需使反應速度加快,有些要控制生成物的量,有些則反之。為此,在實驗中,要采用適應這些要求的裝置。如我們在講實驗室里制取氯氣時,就著重向學生講明教材中選用分液漏斗而不用長頸漏斗的理由。這樣分析、講解,使學生自然會遷移到實驗室制取乙烯和乙炔等實驗將如何處理。從而培養了學生創新能力。
二、分析典型實驗,培養學生的實際操作技能
1.剖析一個典型實驗,講清一類實驗的操作內容:
如通過實驗室里制取氨氣的實驗分析,可歸納總結出下述操作內容:①儀器的選擇、連接和固定:②裝置氣密性的檢查;③藥品的取用;④加熱方法;⑤氣體的凈化和干燥;⑥氣體的收集和放置;⑦裝置的拆卸。
對這些操作,都應講清它們的知識、理論根據。比如在實驗室里用濃鹽酸和二氧化錳混和加熱制取氯氣時,由于濃鹽酸有揮發性,水的沸點也不高,所以制得的氯氣中可能混有氯化氫和水蒸汽。欲除去,只要用飽和的氯化鈉水溶液洗滌,不能用水,這是因氯氣與水能發生下列反應: C12+H20HCl+HC10根據化學平衡移動原理,可知增加生成物中的C1-濃度,可使平衡向左進行,以減小氯氣的溶解度。又根據氯氣的性質,要想干燥氯氣,只能選用液體或顆粒狀的酸性干燥劑,通常用濃硫酸做干燥劑。
2.通過對某些實驗操作的分析,向學生闡明實驗操作的要點。
我們在分析某些實驗操作時,為了讓學生學得會,記得牢,總是把操作要點總結成幾個字或幾句話,讓學生便于記憶。如在配制一定體積的物質的量濃度溶液時,在分析演示的基礎上我們總結出:稱(對固態溶質要稱,液態溶質要量)、溶(溶解)、洗(洗滌溶解時容器的內壁)、稀(稀釋至容量瓶的刻度)四字配制法。
教學實踐證明,學生根據實驗內容、操作內容和要點,獨立地進行實驗,往往能提出一些改進某些實驗的設計。如教材中關于氨氣易溶于水的“噴泉”實驗,若按教材中的實驗要求,先用氫氧化鈣與銨鹽反應制取氨氣,用于燥的燒瓶收集,再接教材中“噴泉”實驗裝置進行實驗。因為在化學實驗室里,很難將燒瓶搞得十分干燥,而氨氣易溶于水,所以在實驗過程中實驗效果往往不理想。有些同學分析了上述方法實驗失敗的原因,又重新研究了該實驗的要求,所用藥品的性質,提出了改進方法:即先在圓底燒瓶中加入2~3毫升濃氨水,然后搖晃燒瓶將濃氨水迅速倒掉,立即演示“噴泉”實驗,實驗效果比按教材中提出的實驗方法好得多。
三、靈活變通各種實驗,加強實驗教學
1.演示實驗本來是由教師在課堂上做并指導學生觀察的實驗,剛開始時,這種演示實驗必須由教師親手去做,它對于以后的學生實驗有著示范的作用。到了一定階段,在學生們做了幾個分組實驗之后,就可以最大限度地將演示實驗轉化為學生在教師指導下完成的演示實驗。動手做實驗的學生由于是在全體同學面前做實驗,注意力特別集中,收效特別好。這不僅創造和培養了他們的觀察能力、思維能力和實際操作能力,也鍛煉了他們大膽、心細、勇于表現的良好品質。
2.將演示實驗改成邊講邊實驗。一些演示實驗的現象不明顯,可見度盡管操作較簡單,但如果由教師在前面做,學生們在下面觀察,效果就會很不好。而把它改成邊講邊實驗,效果就很顯著,由不受學生歡迎到很受學生歡迎。
3.將分組實驗改為單人實驗。這樣做使每個學生都能親自動手操作而且獨立進行。它有利于培養良好的學習習慣,使學生們懂得:辦任何事情都要有目的、有計劃,還要有堅持到底的決心。最重要的是有利于培養獨立工作的能力,這也是教育本身所急需培養的一種能力。單人實驗也是高中化學實驗考察的基本形式,因此,堅強該項訓練是完全必要的。
四、培養學生書寫實驗報告的能力
1.在演示實驗中注意培養學生觀察現象的能力
為培養學生觀察現象的能力,我們對現行高中化學教材中所講到的現象進行歸納、綜合。在每次演示實驗或學生實驗中,總是要求學生根據實驗內容中有無新物質的生成和上述現象內容來觀察,并將觀察的結果記錄好,認真分析,去偽存真,填寫于實驗報告中。這樣要求學生,不僅使學生知道在實驗中要觀察些什么,使學生對知識獲得比較完整的概念,而且也不會漏掉某些重要的實驗現象,以致得不到正確結論。
2.采取具體措施,培養學生書寫實驗報告的能力