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初中化学新课程实验教学案例分析

发布时间:2013-09-23 15:57:49  

初中化学实验教学 案例分析

(一)实验方案的优化与创意

一、《比较吸入气体与呼出气体》的 实验探究
1.呼出气体的收集

教材方案:收集呼出气体, 采用普通的排水法。

缺点:收集呼出气体,所 用仪器体积大,浪费大量 水、操作复杂

改进方案:
排水法
1.如图所示:取一集气瓶, 内装满水,连接带有两支导气 管的双孔塞,一支伸入瓶底, 一支刚露出瓶塞既可。 2.从B 端呼气,水被排出, 即可收集满呼出气体。



呼气

收集呼出气体

排空气法:
图1

改进方案:
?1.如图1所示:取一集气瓶,

连接带有两支导气管的双孔 塞,一支伸入瓶底,一支刚 露出瓶塞既可。 端呼气,瓶内空 气被排出,即可收集满呼出 气体。
?2.从B ?

如图2所示:取一集气瓶侧 盖一玻片,伸入一支导气 管至瓶底,向其内慢慢呼 气。可用一燃着的木条放 在瓶口,检验呼出气体是 否已满。

改进优点:
? 1.所用仪器小,易安装,操作方便易行,启

发性强且节约水。 ? 2.用排空气法收集呼出气体,与第六单元所 强调CO2的收集方法不矛盾,可避免学生学习 CO2的收集方法时产生疑惑与不解。

2.呼出气体与空气中CO2含量比较

教材方案:

澄清石 灰水

呼出气体

空气

改进方案
空气
A B A B

吸气

呼气

图1
澄清石灰水

图2
澄清石灰水

1.如图所示,取一集气瓶,内装少量澄清石灰水,再连接带 有两支导气管的双孔塞,一支导气管伸入瓶底,一支刚露出 瓶塞既可。 2.如图1所示,从B端吸气,观察澄清石灰水有无明显现象; 3.如图2所示,从A端往集气瓶内呼气,观察澄清石灰水有无 现象。

改进优点:
? 1、比较空气中二氧化碳与呼出气体中二氧化

碳的含量的明显不同,在同一环境中吸气、 呼气,对比效果明显, ? 2、此操作不仅可比较出空气中二氧化碳与呼 出气体中二氧化碳的含量不同,亦可同时证 明使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳不是空气 中的二氧化碳,而是呼出气体中的二氧化碳, 进而说明人体呼吸的代谢产物有大量二氧化 碳。

二、有关“蜡烛燃烧”的实验探 究
教材 实验 方案
? 缺点:产生的水雾易挥发,时间把握不好

常失败,现象不明显,烧杯中石灰水不好 振荡。

改进方案:
?

?

取一支干燥且干净 的冷集气瓶罩在蜡 烛火焰的正上方, 观察现象。 观察现象后,将集 气瓶迅速翻转过来, 倒入澄清石灰水, 盖上玻璃片振荡, 观察现象。

改进优点:
? 虽只换了一只集气瓶,但水雾保持较久,石

灰水易振荡,保证了实验成功率。

另个方案:

三、“测定空气中氧气的体积分数” 的 实验探究

原理: 燃烧红磷法是用

红磷燃烧消耗容器

中的氧气产生负压,使水进入容器,证 明氧气的体积分数约占空气的1/5。

存在问题:
1、 红磷的着火点较高,红磷燃烧熄灭并不是容器里的氧气耗 尽,而是氧气的浓度降低到不能再支持红磷燃烧,即红磷燃 烧仅消耗75%左右的氧气,剩余氧气还在容器中,所以水面 不可能达到1/5的理想高度。 2、 当把燃烧的红磷插入容器中无意或故意不立即塞紧橡胶 塞,使容器里一部分受热膨胀的空气外逸,在容器温度还没 降到室温的情况下就产生了负压,水面高度就可达到甚至超 过1/5,学生看到的是一个实验成功的假象,但却失去了实 验的真实性和科学性。

改进方案1 :
?

准备: 取一支大的试管,加单孔 橡胶塞,孔中插一根3cm长的 短玻璃导管,玻璃导管上加一 段4cm长的乳胶管,把乳胶管 折回,用弹簧夹夹住,试管密 闭。用烧杯准备一杯染色的水, 再备一盏酒精灯、少量白磷。

改进方案1 :

实验步骤: 1、取黄豆粒大的一块白磷,用滤纸擦干水,立即放入准备的试 管里,塞上带乳胶管和弹簧夹的橡胶塞密封(如图 1),将试管 稍作烘烤,白磷就燃烧起来,振荡试管,防止白磷粘在试管壁上。 2、待试管内不再产生白烟,撩起擦洗试管4~5次,试管温度迅 速降到室温。 3、把试管倒插入染色的水里(如图 2),打开弹簧夹,水即沿 乳胶管进入试管(如图 3),捏住乳胶管,把试管从水中取出, 正立试管观察现象(如图 4)。

改进方案2:
准备:如图 所示, 取一支 大的试管,用标记五等分。 用烧杯准备一杯(染色的) 水,再备一杯热水、少量 白磷。

改进方案2:
实验步骤: 1、 如图 1所示:取黄豆粒大小的一 块白磷,用滤纸擦干水,立即放入准备 的试管里,塞上胶塞密封。 2、把试管放入热水中,白磷就燃烧起 来。 3、待试管内不再产生白烟,用湿冷抹布 擦洗试管,试管温度迅速降到室温。 4、 如图 2所示:把试管倒插入染色的 水里,打开橡胶塞,水立即进入试管。 5、在水下塞上橡胶塞,拿出试管正放, 观察现象。

图1

图2

改进实验方案3:

如图所示:燃烧匙内放一小块白磷,把橡皮塞插入 瓶(抽滤瓶)中,并把塞子塞紧。然后用放大镜聚光 射向白磷,观察白磷燃烧的现象。待白磷熄灭并冷 却后,打开弹簧夹,观察烧杯中的水倒吸进瓶内的 现象。

改进实验的优点:
? 1.

白磷易燃烧,所用装置简便易操作; ? 2. 物质在燃烧时一直在密闭的容器内 进行,绝无热空气外逸; ? 3. 符合实验的真实性和科学性。

探究实验设想提示
1、选择可燃物:红磷、白磷、蜡烛、酒精棉球等, 试验哪种可用。 2、选择点

火方式:容器外直接点火、容器外加热 点火、玻棒点火(玻棒蘸取KMnO4与浓H2SO4的混 合物)、电点火等,试验哪种方式最佳。 3、选择容器:钟罩、广口平、大试管、注射器等, 试验哪种最简单易行。 4、选择进入容器的液体:水、品红溶液、氢氧化 钠溶液、硫酸铜溶液、高锰酸钾溶液等。

四、《分子间有空隙》的实验探究

在各种教材中介绍的方法有图1、图2两种, 他们都有实验速度慢和可见度太小的缺点。

改进方案1:
准备 : 取一支大试管, 加一个单孔橡胶塞,孔中 插一根20cm长的玻璃导 管,玻璃导管在试管里不 要露出橡胶塞,备100ml 水、100ml无水酒精(用 墨水染红)。

改进方案1:
?

实验步骤: 1、先向试管里加入约1/2体积水,再 加入约1/2体积的无水酒精(水密度大, 沉在下面,酒精密度小,大体浮在上 面),塞上带长玻璃导管的橡胶塞, 用滴管或注射器将酒精从玻璃导管顶 部注满(如图1所示)。 2、 一手持试管,一手持玻璃导管并 用食指堵住玻璃导管顶端,慢慢上下 颠倒3~4次,水和酒精充分混溶后, 图1 正立试管观察玻璃导管上部(如图2所 示)。

图2

改进方案2:

图1

图2

?

1、先向干燥管里加入约 1/2体积水,再加入约1/2体 积的无水染色酒精(水密 度大,酒精密度小),塞 紧橡皮塞(如图1所示)。

?2、上下颠倒几次,

将细口端向上放置 (如图2所示),观 察现象。

改进优点:
? 1.实验一次所需酒精用量少,节约。

2.水和酒精混溶后缩小的体积在玻璃导管里 得到明显放大,可见度高。 ? 3.做一次实验所需时间短。 ? 4.仪器简洁,操作方便,人为引起误差小

探究实验设想提示
?

1 选择试剂 1.水与酒精混合; 2.水与浓氨水混合; 3.水与浓硫酸混合; 4.水与蔗糖溶液混合; 5.水与氢氧化钠溶液混合; 6.酒精与氢氧化钠溶液混合。 2 选择装置 量筒、滴定管、干燥管、两片有夹缝的玻璃片、酒 瓶等。 3 观察现象 物质混溶后并非体积都会缩小,有的会体积增大。

补充实验
? 1.取两支同样规格的注射器,

将针头取下。 ? 2.一支充入50mL的空气,另 一支充入50mL的水(最好有 颜色)。 ? 3.分别用胶塞堵住前端,用力 推压,观察现象。

五、有关分子运动的实验探究
P50:
活动与探究

教材方案

缺点:

1、操作较为复杂。
2、所需烧杯大,实验所需时间较长。 3、氨水刺激性强,污染严重。

改进方案1:
1、取两张蓝色的石蕊试 纸,分别喷上蒸馏水及醋 精。观察现象(如图1、 图2)。 ? 将喷水的石蕊试纸贴在一 稍大的烧杯内壁上,将此 烧杯罩在一个盛有醋精的 小烧杯上(如图3)。观 察现象。
?


图1 喷水

图2

喷醋精

改进方案2:
?

? ?

1.如右图:在一只中等大小的烧杯 内壁上方贴几张沾有酚酞试液的 滤纸。 2.取小些的试剂瓶装浓氨水。 3.将氨水瓶盖取下,立即将 贴有酚酞试液滤纸的烧杯 直接罩在其上方,观察现象。

改进优点:
? 1、操作简单,所需仪器少而小。
? 2、对比明显,学生易懂。 ? 3、无污染。

六、“浓硫酸溶解放热”的实验探究
? 教材方案:把浓硫酸沿

烧杯壁慢慢地倒入水里, 并不断搅拌,溶液的温 度快速升高,触摸烧杯 外壁,烫手。

浓H2SO4 水

缺点:1、课堂上让每个学生都来摸一下, 所 需时间长。 2、用普通温度计测量,可见度太小。

改进方案:
1. 准备 取一只15×150的小试管, 加入3~5mL染了红色的煤油(煤油 的比热小),试管上配一只单孔橡胶 塞,插一根φ5mm长40cm的玻璃导 管,导管下端直达试管底部,放大的 温度计就做好了。 2. 实验 把浓硫酸沿烧杯壁慢慢地 倒入水里,手持放大的温度计试管上 端不断搅拌混合液,随着溶液的温度 快速升高,试管里的空气、煤油的体 积都膨胀,红色煤油沿导管快速上升, 课堂上每个学生都能观察清楚。

改进优点:
? 直观性强,可见度高,节省课堂演示时间。

七、有关燃烧的条件实验探究
1.燃烧条件之一:着火点
教材方案:
缺点:教材上的实验 易引发意外,且在敞 开环境中燃烧白磷, 产生大量白烟,污染 严重

改进方案:
1、取两支干燥的大试管, 分别放入一小粒拭干水的 白磷和一小匙红磷,分别 塞上橡皮塞。 2、将上述两只大试管同 时放入一杯热水中(温度 稍高),观察现象。

改进优点:
? 操作简便,现象明显,且不会引起污染

2.燃烧的条件之二:氧气
教材方案:

缺点:需制氧装置,白磷需固定,操作复杂,
且不易成功

改进方案:
如图:仅用一支 大试管,竖直罩 住热水中的白磷。

改进优点:操作简便易行且现象明显

八 、关于活性炭的吸附性实验探究
教材方案:
红墨水
活性炭

缺点:加入木炭或活性炭后,液体悬浮许多炭 的颗粒,呈现黑色,无法观察现象,若要观察 红墨水的褪色情况,需进行过滤操作,这就使 实验时间拉长,教学效率降低。

改进方案:
? 准备:

取一支矿泉水瓶,载去下半截,把 瓶盖钻一小孔,插一小段导管。将半截矿泉 水瓶倒置,把一小块滤纸折叠后,修剪合适 铺在瓶盖内,滤纸上铺一厚层活性炭,炭层 上放些膨松棉。

实验步骤(如图): 1.将几滴红墨水滴入小 半瓶水中,使之呈现红色。 2.将滴有红墨水的溶液, 慢慢地从上述倒置的矿泉 水瓶倒入,下接一干净的 烧杯,观察溶液

中颜色变 化。

学生质疑:红墨水的颜色是不是滤纸过滤掉的?

进一步改进

?在矿泉水瓶截

开地方盖上两 层滤纸,可用 胶水粘住也可 用橡皮筋固定。

改进优点:
? 1、课前准备充分,课上节时有效。
? 2、操作快捷,现象明显。 ? 3、直观解除学生疑虑。

九、二氧化碳性质实验

? 图6-14:小花可改用紫色石蕊试纸

十、有关验证CO2与NaOH溶液反 应的实验方案

控制条件对比

有关验证CO2与NaOH溶液反应的 实验方案

控制条件对比

有关验证CO2与NaOH溶液反应的实 验方案

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十一、倾倒二氧化碳实验的改进
? 第六单元课题3[实验6-12]

:实验操作有时 把握不好,倾倒二氧化碳时会造成上面的蜡 烛先熄灭,下面的后熄灭,学生会对二氧化 碳的密度作出错误的结论。这个实验可做如 下改进,成功率很高。

十一、自制指示剂
? 植物的花、叶、根、茎中,含有花青素之类

的有机色质或有色基质。它们在不同酸碱度 的溶液中,由于和氢氧根离子或氢离子发生 化学反应的程度不同,而产生相应的颜色变 化。花青素之类的有机色质易溶于酒精。通 过萃取的方法提取这类色素,就可配制成酸 碱指示剂。 ? 自制的指示剂能让酸、碱、中性水溶液有明 显规则性的颜色变化时,才能作为指示剂。

常见各类指示剂的材料,有以下几类:
有颜色的种子:黑豆、红豆。 ? 2. 有颜色的花:非洲凤仙花、太阳花、牵牛 花、山茶花、报春花、红玫瑰花。 ? 3. 有颜色的果皮:葡萄皮、山竹外皮、火龙 果外皮、红萝卜皮、茄子皮。 ? 4. 有颜色的叶:紫色高丽菜(紫卷心菜)、 紅凤菜、紫苏、红叶李、红枫的叶片 。
? 1.
紫苏

酸性溶液
紫色高丽菜 红色 汁 黑豆水 紅凤菜 石蕊试紙 红色 红色 蓝变红

中性溶液 碱性溶液
紫色 酒红色 紫色 不变色 绿色 绿色 绿色 红变蓝

广用试纸

黃橘红

绿色

蓝色

紫色石蕊试液配制 (一)
? 实验准备:①在250mL烧杯中注入150mL左

右的蒸馏水,加入半药匙石蕊粉末,微热至 50℃~60℃,搅动加速溶解成深蓝紫色石蕊 溶液(原液),备用。②试管里注入1体积的蒸 馏水,通入CO2制成饱和CO2水溶液(H2CO3), 备用。 ? 紫色石蕊液配制:在不断振荡的条件下,在 蓝紫色石蕊原液中逐滴加入饱和CO2水溶液, 直至溶液由蓝紫色变成纯正的紫色,即成。

紫色石蕊试液配制 (二)
? 取适量石蕊粉末于一大试剂瓶内,倒入适量酒

精溶液(乙醇与蒸馏水体积比为1:1),浸泡。 最好浸泡时间长一些,甚至过一晚。 ? 取浸泡后的清液,缓慢加入蒸馏水至适量。 提示:石蕊溶液最好用新制的, 颜色不容易发生变化。

(二)

课堂教学中的问题与意外

上册
? P13:图1-11

现象为什么不明显? ? P15:图1-19 能够说明呼出气体中水蒸气比空气中 含量大吗? ? P19:图1-25 块状固体物质的取用 ? P19:图1-27 量筒的使用

? P27:图2-3

测定空气中氧气的含量 : 为什么不到1/5?或大于1/5? ? P34:图2-11 硫的燃烧:如何防止污染? ? P35:图2-13 铁丝燃烧:从上至下慢慢放入 ? P37:图2-14 过氧化氢的分解: 加热过氧化氢或加入二氧化锰木条不 复燃,为什么?

?
? ?

?
?

P49: 图3-5实验有无必要? P56: 图3-19 现象不明显怎么办? 改用试管 P91: 验证质量守恒定律用哪些反应更能说明问题? 如何讲请“参加反应的”与“生成的”? P92: 镁条的燃烧(很难做:质量变大还是变小?) P114: 图6-14:蓝色石蕊试纸 对比实验:蓝色石蕊试纸+水;蓝色石蕊试纸+干燥CO2;蓝 色石蕊试纸+CO2水溶液。引导分析。

下册:
? P29:图9-6

冲洗试管(利用学生的生活经验) ? P56:氢氧化钠与二氧化碳的反应 需增加实验 ? P59:图10-12 用试管是否会更好? ? P61:图10-16 用PH数值说明溶液的酸碱度 ? P100:常用纤维的鉴别

非洲凤仙花

山茶花

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