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化学是一门以实验为基础的学科,中学化学实验较注重对学生动手动脑能力的培养,如果把教材中的实验改为以学生自己设计实验方案的微型实验,则更具启发性、探索性,更利于培养学生的创新意识、环保意识、安全意识.因此,要深入的进行中学化学实验微型化的研究.
一、微型实验设计与实践
1.氯气制取的微型实验设计
(2)实验步骤与现象
①如图1所示,打开自由夹A和C,关闭自由夹B,缓缓推动注射器M的活塞,按约1滴/秒的滴加速率逐滴滴入青霉素瓶G中.
②当观察到反应生成的黄绿色氯气充满青霉素药剂瓶G时,打开自由夹B,同时关闭自由夹C.
③此时便观察到氯气将青霉素药剂瓶H中的饱和NaCl溶液压入50 mL烧杯D中.
④当观察到青霉素药剂瓶H中的饱和NaCl全部被氯气压出时,关闭自由夹B,同时缓缓回抽注射器M活塞(旨在平衡反应容器青霉素药剂瓶G中的氯气压力).
⑤制取氯气实验结束时,关闭自由夹A,将注射器M从装有自由夹A的输液管中拔出,换约6 mL 4mol/L NaOH溶液,再按如图1所示使注射器M与装有自由夹A的输液管相连接,关闭自由夹B,打开自由夹A、C,将注射器M中的NaOH溶液一次性注入青霉素药剂瓶G中.
(3)实验注意
为了更安全地控制氯气用量,更有效地、灵活地进行氯气性质实验, 要缓缓抽拉10ml注射器N活塞,根据氯气性质实验所需,推动注射器N活塞,能安全地控制氯气用量,以保证氯气性质实验有效地、灵活地进行.
2.乙炔制取和性质的微型实验
(1)实验用品
废青霉素瓶、微型U型管(用200 mm×7 mm或8 mm玻璃管弯制)、一次性使用废头皮针(5号或5号半,7号或8号),双向玻璃尖咀、一次性使用废注射器(规格为2.5 mL)等.电石、饱和硫酸铜溶液、0.05%高锰酸钾酸性溶液,3%溴的四氯化碳溶液.
(2)实验步骤
①取两只干燥的废青霉素瓶,分别装入2~3小块玉米粒般大的电石和饱和硫酸铜溶液(占瓶容积1/2).盖上胶盖,并用一根橡皮筋把两瓶捆在一起.注射器吸入半管水后按图2把仪器(从右至左)连接好.
1.水2.橡电筋3.电石4.饱和CuSO4溶液5.0.05% KMnO4酸性溶液(或3%溴的四氯化碳溶液)A为5号或5号半头皮针头,B、C、D为7号或8号头皮针头
图2②轻推注射器活塞,使水进入皮针并从针头上一滴一滴地慢慢落下.约数秒钟后即可在玻璃尖咀E上(青霉素瓶用来固定玻璃尖咀)点燃逸出的乙炔气(火焰大小可由滴水的速率控制).
③做完乙炔的燃烧试验后,从D针头处拔下连接尖咀的头皮针塑料管,换上另一个剪去注射器套头的头皮针塑料细管.先向U型管里的高锰酸钾酸性溶液(2~2.5 mL)通入乙炔(控制气流不可过大.细管插入液面下深度2~3 cm).不一会儿,便可看到通入乙炔一边的高锰酸钾酸性溶液几乎褪成无色,与另一边未通乙炔的溶液(保持原色)形成了鲜明的对比.再向另一U型管里溴的四氯化碳溶液(2~2.5 mL)通入乙炔.现象同上.
(3)注意事项
①使用小号针头向反应瓶中慢慢地滴水.②C针头尖要插至饱和硫酸铜溶液深处.③高锰酸钾溶液的浓度用0.05%最好,且要加稀硫酸充分酸化.现象紫红色几乎褪尽.
二、中学化学微型实验的评价
微型实验仪器具有小巧便携、不易破碎、液体试剂在多用滴管中不易流出等优点,微型实验与常量实验相比具有独到的特点,对学生的综合素质具有更高的要求,应用在教学上,效果十分突出,在知识技能、过程方法、情感态度和价值观念等方面都对学生有很好的教育意义,能更好地培养学生的良好品质,提高学生各方面的能力.微型化学实验的优越性主要体现在:
1.激发学习兴趣,传播绿色化学观念,增强环保意识 由于微型化学实验仪器微型化、药品微量化,操作简捷,经济省时,安全便携,使得人人都能动手实验,微型化学实验本身就是对学生环保意识最生动、最现实的教育,全面提高学生科学素质、培养学生的探索精神、实践能力和创造能力.
2.提高实验的科学性,培养严谨求实的科学态度 微型仪器精巧细小,加入量少,所以实验过程学生必须小心装拆,规范操作,注意力高度集中,密切注意观察实验现象,随时记录反应过程中出现的变化,方能获得预期的结果,这有利于培养学生规范化的操作技能,培养严谨科学的工作态度.
一、微型实验设计与实践
1.氯气制取的微型实验设计
(2)实验步骤与现象
①如图1所示,打开自由夹A和C,关闭自由夹B,缓缓推动注射器M的活塞,按约1滴/秒的滴加速率逐滴滴入青霉素瓶G中.
②当观察到反应生成的黄绿色氯气充满青霉素药剂瓶G时,打开自由夹B,同时关闭自由夹C.
③此时便观察到氯气将青霉素药剂瓶H中的饱和NaCl溶液压入50 mL烧杯D中.
④当观察到青霉素药剂瓶H中的饱和NaCl全部被氯气压出时,关闭自由夹B,同时缓缓回抽注射器M活塞(旨在平衡反应容器青霉素药剂瓶G中的氯气压力).
⑤制取氯气实验结束时,关闭自由夹A,将注射器M从装有自由夹A的输液管中拔出,换约6 mL 4mol/L NaOH溶液,再按如图1所示使注射器M与装有自由夹A的输液管相连接,关闭自由夹B,打开自由夹A、C,将注射器M中的NaOH溶液一次性注入青霉素药剂瓶G中.
(3)实验注意
为了更安全地控制氯气用量,更有效地、灵活地进行氯气性质实验, 要缓缓抽拉10ml注射器N活塞,根据氯气性质实验所需,推动注射器N活塞,能安全地控制氯气用量,以保证氯气性质实验有效地、灵活地进行.
2.乙炔制取和性质的微型实验
(1)实验用品
废青霉素瓶、微型U型管(用200 mm×7 mm或8 mm玻璃管弯制)、一次性使用废头皮针(5号或5号半,7号或8号),双向玻璃尖咀、一次性使用废注射器(规格为2.5 mL)等.电石、饱和硫酸铜溶液、0.05%高锰酸钾酸性溶液,3%溴的四氯化碳溶液.
(2)实验步骤
①取两只干燥的废青霉素瓶,分别装入2~3小块玉米粒般大的电石和饱和硫酸铜溶液(占瓶容积1/2).盖上胶盖,并用一根橡皮筋把两瓶捆在一起.注射器吸入半管水后按图2把仪器(从右至左)连接好.
1.水2.橡电筋3.电石4.饱和CuSO4溶液5.0.05% KMnO4酸性溶液(或3%溴的四氯化碳溶液)A为5号或5号半头皮针头,B、C、D为7号或8号头皮针头
图2②轻推注射器活塞,使水进入皮针并从针头上一滴一滴地慢慢落下.约数秒钟后即可在玻璃尖咀E上(青霉素瓶用来固定玻璃尖咀)点燃逸出的乙炔气(火焰大小可由滴水的速率控制).
③做完乙炔的燃烧试验后,从D针头处拔下连接尖咀的头皮针塑料管,换上另一个剪去注射器套头的头皮针塑料细管.先向U型管里的高锰酸钾酸性溶液(2~2.5 mL)通入乙炔(控制气流不可过大.细管插入液面下深度2~3 cm).不一会儿,便可看到通入乙炔一边的高锰酸钾酸性溶液几乎褪成无色,与另一边未通乙炔的溶液(保持原色)形成了鲜明的对比.再向另一U型管里溴的四氯化碳溶液(2~2.5 mL)通入乙炔.现象同上.
(3)注意事项
①使用小号针头向反应瓶中慢慢地滴水.②C针头尖要插至饱和硫酸铜溶液深处.③高锰酸钾溶液的浓度用0.05%最好,且要加稀硫酸充分酸化.现象紫红色几乎褪尽.
二、中学化学微型实验的评价
微型实验仪器具有小巧便携、不易破碎、液体试剂在多用滴管中不易流出等优点,微型实验与常量实验相比具有独到的特点,对学生的综合素质具有更高的要求,应用在教学上,效果十分突出,在知识技能、过程方法、情感态度和价值观念等方面都对学生有很好的教育意义,能更好地培养学生的良好品质,提高学生各方面的能力.微型化学实验的优越性主要体现在:
1.激发学习兴趣,传播绿色化学观念,增强环保意识 由于微型化学实验仪器微型化、药品微量化,操作简捷,经济省时,安全便携,使得人人都能动手实验,微型化学实验本身就是对学生环保意识最生动、最现实的教育,全面提高学生科学素质、培养学生的探索精神、实践能力和创造能力.
2.提高实验的科学性,培养严谨求实的科学态度 微型仪器精巧细小,加入量少,所以实验过程学生必须小心装拆,规范操作,注意力高度集中,密切注意观察实验现象,随时记录反应过程中出现的变化,方能获得预期的结果,这有利于培养学生规范化的操作技能,培养严谨科学的工作态度.