浓硫酸的脱水性实验改进
新教材实验教学的改进与补充
新教材实验教学的改进与补充摘要本文从增强实验的直观效果提高学生的学习兴趣和拓展学生的思维空间出发,在实际教学中对教材上的一些演示实验进行了一些改进调整或是增加,帮助学生深化理解和巩固化学知识,并提高学生的观察能力和思维能力。
关键词新教材实验改进补充效果实验教学可以帮助学生更深刻地理解化学概念,巩固化学知识,提高分析、解决问题的能力,激发学习化学的兴趣和积极性。
因此,加强实验教学是提高化学教学质量的重要环节。
教师若能灵活的增加和处理教材中的演示实验,将取得意想不到的效果。
1 值得改进的实验1.1必修一实验4-7可改进为:①用矿泉水瓶收集一瓶二氧化硫,让学生观察颜色状态并闻气味后倒置于水槽中,当液面不再上升时塞上橡胶塞,取出矿泉水瓶。
②分别取矿泉水瓶中溶液少量于两支试管中,向一支试管中滴入1—2滴紫色石蕊试液,再向另一支试管中滴入1—2滴品红溶液,观察现象。
再加热第二支试管。
通过①中矿泉水瓶变瘪和液面上升的现象可以让学生总结归纳二氧化硫的物理性质:无色、有刺激性气味的气体,易溶于水,易液化,密度比空气大,有毒。
让学生对二氧化硫的物理性质有一个非常直观的认识,记忆就更深刻。
通过②中石蕊变红但不褪色和品红褪色但加热又恢复红色的现象得出结论:二氧化硫有漂白性,但化合生成的无色物质不稳定受热易分解而恢复原来的颜色,是暂时性的漂白,并且不能漂白酸碱指示剂。
让学生对二氧化硫的漂白性的认识深入本质。
尤其是更清楚地认识到二氧化硫不能漂白酸碱指示剂,知道将二氧化硫通入石蕊试液的现象应该是只变红不褪色。
1.2必修二实验4-2海带提碘:此演示实验实际达到的主要目的不是提取碘而是检验海带中是否含有碘。
若是如此的话,这样的操作就显得繁杂而浪费时间。
可以改进为操作简单易行现象明显的下述实验:灼烧时不用将海带剪碎,而是用坩埚钳夹住一块大小合适的海带直接在酒精灯上烧,又快又不需滴加酒精(得到的是一块完整的海带灰,不会四处散落)。
再将所得的海带灰放入小烧杯中,加冷水,用玻璃棒适当搅拌即可,无需加热煮沸。
浓硫酸的腐蚀性实验微型化改进
总第282期2018年1月实验创新与教具制作浓硫酸的腐蚀性实验微型化改进*白显圣摘 要:对初中化学教材各版本中浓硫酸的腐蚀性实验存在的问题进行对比分析,找出实验设计存在的不足,并加以改进,设计出使实验操作更安全、更简便,现象更明显的微型装置及合理方法。
关键词:浓硫酸;腐蚀性;实验;改进纯净的浓硫酸是一种无色透明、具有黏稠状的油状液体,浓度约为98%,密度为1.84 g/ml ,易溶于水,并放出大量的热。
具有吸水性、强烈的腐蚀性(即脱水性)和强氧化性。
浓硫酸在工业生产、生活中具有广泛的用途。
通过对浓硫酸性质知识的学习,使学生能更好地了解浓硫酸的用途,以及在使用浓硫酸时应注意的有关问题,增强实验安全意识,激发学生学习化学的兴趣和实验探究欲望。
浓硫酸的性质,特别是浓硫酸的腐蚀性是初中化学教学的一个难点,根据初中学生现有的知识水平,教材只能根据实验表面现象作简单的介绍,让学生初步了解浓硫酸具有腐蚀性。
因此,如何将浓硫酸的腐蚀性实验设计进行完善,变得浅显易懂,便于学生更好地理解和掌握,显得尤为重要。
笔者根据对这部分知识多年的实践经验,将原实验稍作改进,效果较好,具体如下。
一、教科书中的实验设计与问题1.人教版教材中的实验对浓硫酸的腐蚀性实验,人教版全国通用初中化学教科书(2012)是这样设计的。
【实验10-3】将纸、小木棍、布放在玻璃片上做下列实验(见表1)。
表1实验放置一会儿后的现象用玻璃棒蘸浓硫酸在纸上写字用小木棒蘸少量的浓硫酸将浓硫酸滴到一小块布上实验看起来非常简单,按顺序操作的结果是:纸片、小木棍变黑,布条破洞,但这只能说明浓硫酸能腐蚀纸片、木柴、布条等,至于腐蚀皮肤缺乏直接的佐证实验,且将实验品直接放在玻璃片上进行,极不安全,稍不小心,便会沾到皮肤和衣服上,发生安全事故。
2.仁爱版教材中的实验仁爱版初中化学教科书是这样设计的(2012)。
【实验3】将少量蔗糖(方糖)或火柴梗、纸片、布条放在表面皿上,然后小心在其表面滴加1~2滴浓硫酸,放置片刻,观察现象(如图1所示)。
探究浓硫酸性质实验的改进与创新
186交流探索探究浓硫酸性质实验的改进与创新福建省晋江市第一中学 庄亚婷摘 要:2020级高一学生使用的是新教材,化学1教材在元素化合物这块知识点上做了适当的删减和调整,用一个专题三个单元来分析硫与环境保护,足见硫及其化合物的重要性。
掌握好硫及其化合物的知识点,对于化学2氮及其化合物的学习有着承上启下的作用。
对苏教版教材中探究浓硫酸性质的实验进行探究、适当改进和创新,是很有必要的。
关键词:浓硫酸性质实验;改进创新;高中化学中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:2095-9214(2021)02-0186-02 DOI:10.12240/j.issn.2095-9214.2021.02.090一、硫及其化合物在教材中的地位2020级高一学生使用的是新教材,化学1教材在元素化合物这块知识点上做了适当的删减和调整,删掉了硅、铜及其化合物的相关章节,氢氧化铝的性质在学习元素周期律部分知识点时进行穿插分析,将氮、铁及其化合物的知识点挪到了化学2,保留了钠、镁、氯、溴、碘(卤素)、硫及其化合物的知识点。
其中,用了专题四整整一个专题、三个单元来分析硫与环境保护,足见硫及其化合物的重要性。
掌握好硫及其化合物的知识点对于化学2氮及其化合物的学习有着承上启下的作用。
对于变价元素的性质探究,难免要讨论到氧化还原反应。
学生在初中对浓硫酸的吸水性、脱水性有一定的了解,但是强氧化性没有系统学习,这个是高中教学的重点和难点。
化学是以实验为基础的学科,问题的分析离不开实验的探究。
特别是在元素及其化合物的教学中,实验演示能帮助学生更好地理解物质的反应变化与规律。
苏教版教材设计了三个实验,依次要证明浓硫酸吸水性、脱水性和强氧化性。
笔者旨在对苏教版教材中的实验进行探究、适当改进和创新。
二、苏教版教材中的实验设计实验1:向表面皿中加入少量胆矾(CuSO4•5H2O),再加入约3mL浓硫酸,搅拌,观察实验现象。
实验2:取2g蔗糖(C12H22O11)放入大试管中,加2—3滴水,再加入约3mL浓硫酸,迅速搅拌,然后塞进带玻璃导管的橡皮塞,将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中,观察实验现象。
高中化学复习知识点:浓硫酸的脱水性
④实验室制二氧化硫___________;
⑤浓硫酸与铜反应_____________;
⑥运用铁制槽车和铝制槽车运输浓硫酸___________。
参考答案
1.C
【解析】
【分析】
【详解】
原实验中生成的气体直接排放到大气中,改进之后,解决了教材实验的不足,实现了绿色环保,选项A正确;浓硫酸将蔗糖分子中氢、氧原子个数按2∶1脱去生成水,体现浓硫酸的脱水性,且生成的碳单质又被浓硫酸氧化成二氧化碳,浓硫酸又体现了强氧化性,选项B正确;产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,可能是二氧化硫,也可能是二氧化碳或二者的混合物,选项C错误;该反应比较剧烈,产生大量气体和热量,利用上述密闭装置,如果没有按照规范添加反应物的用量,会存在危险,选项D正确。
高中化学复习知识点:浓硫酸的脱水性
一、单选题
1.蔗糖与浓硫酸反应的实验改进装置如图所示,下列说法错误的是
A.改进装置后,有毒气体被碱液吸收,实现了绿色环保
B.浓硫酸在实验过程中体现了脱水性和强氧化性
C.产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,说明产生了CO2
D.该反应比较剧烈、危险,实验各物质的用量应按要求规范操作
选项
操作
现象
结论
A
将浓硫酸滴到蔗糖表面
固体变黑膨胀
浓硫酸有脱水性和强氧化性
B
常温下将Al片放入浓硝酸中
无明显变化
Al与浓硝酸不反应
C
过量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液
溶液呈红色
稀HNO3将Fe氧化为Fe3+
D
将水蒸气通过灼热的铁粉
粉末变红
铁与水在高温下发生反应
实现化学实验的“四化”
实现化学实验的“四化”作者:刘玉霞来源:《黑河教育》2008年第01期化学是一门以实验为主的学科,重要的化学知识往往与实验相伴而生。但现行化学教材中的一些实验虽然沿用多年,但缺乏创意,在实验过程中有的现象不很明显,有的存在污染和浪费现象,不利于学生树立绿色化学思想,形成环境保护的意识。现对一些化学实验作如下改进。一、将化学实验“绿色”化1.对“黑面包”实验的改进。蔗糖炭化是验证浓硫酸脱水性的重要实验,从《全日制普通高级中学教科书(必修)第一册》到人教版《普通高中课程标准实验教科书?化学1》,教材中该实验都在敞口的烧杯中进行,如下图:该实验现象明显,学生对浓硫酸的脱水性的性质印象深刻。但在观察到蔗糖变黑的同时也闻到了特殊的气味,其中就有碳和浓硫酸反应产生的SO2。SO2是一种有毒的气体,从环境保护和健康的角度考虑,直接排到大气中是不合理的。因次,笔者对该实验作了如下改进:将550ml的矿泉水瓶的下半部剪去,保留上半部待用,如图1。实验时,在蔗糖中加几滴水和浓硫酸用玻璃棒搅拌后,迅速把有细口的上半部分扣于烧杯上,并在矿泉水瓶口用镊子放一团浸有碱液的棉花,以吸收放出的SO2,还可以在靠近瓶口的棉花上滴一滴品红,通过品红颜色的变化也可检验SO2的生成。操作如图2:该实验的优点:①操作简单方便,无污染,还可以检验生成的SO2;②待气体被吸收完全时,撤去烧杯上部的瓶子同样可以观察疏松多孔的海绵状的炭。2.对铜和硝酸实验的改进。教材中此实验是单纯在试管中进行的,产生的有毒气体二氧化氮(NO2)逸散到空气中,让学生和教师难以忍受。为了防止以上弊端,加强环境保护,对本实验的演示操作进行如下改进:①在一只20毫升注射器的活塞上用细线拴一小块铜片,将胶皮活塞推紧使空气排出;②用注射器缓慢吸取5毫升浓硝酸,迅速将针头插入一橡胶塞中,倒置。如图3;③铜和浓硝酸产生的NO2向下推动活塞,可很明显的观察到红棕色气体;④只需要将注射器再倒置过来,铜片和硝酸溶液分离,就可以使该反应停止。如图4;⑤将反应后的混合物推到烧碱溶液中以吸收尾气。改进后的优点:①改进后,实验现象明显、效果良好,也达到了环保要求;②若将浓硝酸改成稀硝酸,可以观察到无色的NO,再抽入空气还可以实现NO与NO2的转化,继续抽进点水,NO2和水反应后又会发现红棕色褪去。二、将化学实验“微型化”SO2的性质及检验是一个重要的知识点,各类考试经常设计各种问题考察学生对SO2的制备及其氧化性、还原性、漂白性、酸性氧化物的性质的掌握,学生对此类问不知如何下手,能否拿出一套操作方便、药品用量少,现象明显的实验装置?笔者在学生问题的触动下对SO2的制备及性质验证实验进行了以下改进:用青霉素小药瓶和2.5毫升注射器及塑料吸管或废塑料油笔芯连接装置。如图所示,在2.5毫升注射器中加1∶1的硫酸,各青霉素小瓶依次装有Na2SO3品红溶液、石蕊试液、 KMnO4溶液,可分别验证SO2的漂白性、水溶液的酸性、还原性,在最后的气球中装有饱蘸氢氧化钠浓溶液的棉花以吸收尾气。若将亚硫酸钠换为高锰酸钾,硫酸换为浓盐酸,其他试剂按照需要配置。此套装置也可用于Cl2的制备和性质验证的实验。此装置优点:①药品用量少,现象明显,操作简单,无污染;②在操作过程中,学生对洗气时长管进,短管出留有印象。三、将化学实验现象“明显化”1.氢氧化亚铁的制备。高二化学教材中提到的氢氧化亚铁的制备方法是用新制的硫酸亚铁溶液与氢氧化钠溶液反应制得。虽然硫酸亚铁是新制的,而且反常规操作将胶头滴管伸入液面下,但是由于反应体系是一个开放的,白色的氢氧化亚铁沉淀很快就会消失,只能稍微长时间看到灰绿色物质,对白色的氢氧化亚铁的观察仅仅是“昙花一现”。试对该实验作以下改进:①选用20毫升注射器吸入5毫升按教材方法配制的氢氧化钠溶液;②再缓慢吸入新制备的硫酸亚铁溶液;③将针头插入胶塞后观察。改进后的优点:器具易得,操作简单,现象明显,学生的兴致很高。2.酯类水解实验改进。现行的高中新教材中,在处理乙酸乙酯水解演示实验时,用气味变化来说明酯的水解程度,这种方法不很科学,说服力不很强,可作如下改进:取三支试管分别加入1ml溶有碘单质的乙酸乙酯(溶液呈棕黄色),再向三支试管中分别加入6ml的蒸馏水、稀NaOH溶液、稀硫酸(试管中分层,上层为棕黄色),将三支试管同时放入70℃~80℃的水浴中,可以观察到第一支试管中酯层始终没有变化;第二支试管中酯层很快消失;第三支试管中酯层缓慢消失。改进后的优点:容易观察现象,分析实质,学生都可以参与其中。四、将化学实验过程“缓慢化”在实验室用电石与水的反应实验制取乙炔,因该反应过于剧烈,故常用饱和食盐水来代替水。实际上这种方法得到的乙炔气流很快,不平稳,试作如下改进:①将吸足饱和食盐水的脱脂棉放于试管底部,将几块电石放在试管中;②迅速将带导管的橡胶塞塞好,依次连接重铬酸钾和碱液的洗气瓶;③验纯后,就可进行有关的性质实验了。改进后的优点:反应平稳,能较好地验证乙炔的性质。以上的实验只是在原实验的基础上作简单改进,却获得了极佳的实验效果,并且简化了装置与操作,减少了对环境的污染,增强了实验的安全性能,适应新课改的要求,对培养学生的创造性思维有一定帮助,更体现了化学离不开生活,生活中处处有化学的思想。(责任编辑付淑霞)。
中学化学实验教学改革的几点体会
典型的 、 正确的 感性材 料的基 础上 , 才能更 好地进 行 比较、 析、 分 综 “ 黑面包” 实验。随着老师向白糖 中加入 浓硫酸 , 在搅拌 的过程 中, 白糖 不 富的、 抽 概括 , 从而理解事物的本质和规律。教具的直观性 并不满足于提 断 变黑 , 积 不 断膨 胀 , 后 变 成黑 色 且 疏 松 多 孔 , 像 “ 面包 ” 样 。伴 合、 象、 体 最 好 黑 一
还 注 不 化学教材是实现化学课程 目标的一种课 程资源, 它不是对教学 内容 的 相 结合 , 要 突 出 实 验 的创 造 性 。 重 现 象 的鲜 明 性 。 改进 的 实 验 , 仅 可 更能增强 学生的 学习兴趣。 因此, 在今 规定 , 是 以一定 的教 学 内容 和 组 织形 式 来具 体 体 现 化 学 课 程 标 准 中 的课 以帮助教 师更好地完成 实验 教学 , 只
应注意对 教材 的挖掘 , 某些实验 可 以放 手让学生 自己动 程目 标和课程内容 。因此 , 师不 应被化学 教材所束缚 , 教 而应根 据具体 的 后的教学过程中 , 这样 , 对于培养学生的创造性思 维和动手能力是大有裨益 的。 实际情况 , 对化学教材 的内容 、 呈现形式 、 述等进 行创造性 的调整、 表 替换 手设计完成 , 或重组 , 即从“ 教化学教材” 用化学教材教 ” 向“ 转变。 例如 , 在讲 解二氧化碳的性质 时, 本 中是 向盛有 高低不 同燃 着蜡烛 课 的烧杯 中倾倒二氧化碳 气体 , 由低 的蜡烛先 熄灭 高的蜡烛 后熄灭 得出结 论, 二氧化碳的密度 比空气的 密度大, 以及二 氧化碳既 不燃烧也 不支持燃
果表 现 出了 强 烈的 好 奇 , 常想 知 道 其 中 的缘 由 , 时 , 师 适 时 地 加 以点 品实验 。 非 这 教 故微型实验大大节 省实验经 费。微型仪器 来源广 泛, 以做 到人 可 可 改 一 拨、 引导 , 学生就理解这是由于酒精燃烧 放 出的热量使酒精 和水份 大量挥 手 一 套 , 使 绝大 多 数 学 生 都 有 动 手 做 实验 的 机 会 , 变 过 去 那 种 “ 人 发 。 走 大 部分 热 量 , 而 降低 了火 焰 的温 度 , 带 从 以致 达 不 到 棉 花 团 的 着 火 点 做 , 家 看 ” 大 的局 面 , 高 学 生 的参 与意 识 。 提
蔗糖与浓硫酸反应实验的改进—“雾中赏花”
蔗糖与浓硫酸反应实验的改进—“雾中赏花”作者:贾爱梅刘艳莉来源:《化学教学》2009年第03期摘要:运用塑料罩和氢氧化钠溶液可减少蔗糖与浓硫酸脱水反应的演示实验的污染,让学生在雾中欣赏鲜花的变色, 增强实验的趣味性。
关键词:蔗糖;浓硫酸;实验改进文章编号:1005-6629(2009)03-0013-02中图分类号:G633.8文献标识码:C蔗糖与浓硫酸脱水反应的演示实验(人教版高中化学第一册第六章第三节),操作简单,现象明显,易成功,但实验过程中产生大量的有刺激性气味的有毒气体—二氧化硫,直接排放到空气中,不利师生健康,不符合环保要求。
为了消除二氧化硫的污染,并进一步增强实验的趣味性,笔者将此实验作了改进,效果很好。
现简单介绍如下:1实验改进原理利用二氧化硫的漂白性和易被氢氧化钠溶液吸收的特点,用氢氧化钠溶液吸收多余的二氧化硫。
2实验步骤2.1准备一个色拉油桶,并将其去掉底部做成塑料罩;一朵有颜色的鲜花和一团蘸有浓NaOH溶液的棉花(置于表面皿中)分别放在200mL的烧杯旁。
2.2在200mL的烧杯中放入20克蔗糖,加入1mL水,用玻璃棒搅拌均匀,然后再加入15mL溶质的质量分数为98%的浓硫酸,用玻璃棒迅速搅拌。
2.3待蔗糖变黑体积开始膨胀时,插好玻棒,迅速罩上塑料罩,让学生在雾中赏花(如图所示)。
3 实验现象蔗糖先由白色逐渐变为褐色继而变为黑色,体积迅速膨胀,产生大量的白雾,放出大量的热(烧杯壁烫手),鲜花逐渐褪色,待有毒气体基本被吸收尽,打开塑料罩,取出玻璃棒,可观察到疏松多孔状的黑色物质。
4实验原理浓硫酸具有脱水性,当蔗糖遇浓硫酸时,浓硫酸将糖中所含的氢、氧两种元素按水的组成比脱去,糖经“脱水”后,炭游离出来,其化学方程式为:C12H22O1112C+11H2O又由于浓硫酸吸水会放热且有强氧化性,浓硫酸将与游离出的一部分炭反应,生成二氧化硫和二氧化碳等气体,使混合物的体积膨胀,其中生成的SO2气体使鲜花褪色。
“浓硫酸脱水性”实验的微型实验改进
学法教法研究“浓硫酸脱水性”实验的微型实验改进李凤英(贺州高级中学广西贺州542800)【摘要】浓硫酸的脱水性是中学化学中“硫酸”性质的重要内容,“黑面包”实验是这一性质的经典验证,该实验在现行人教版教材必修1第101页。
针对当前传统实验方案中存在的问题:在敞口容器中进行,浓硫酸与蔗糖反应过程中生成的大量有毒气体直接排放到空气中,造成了环境污染,不宜开展学生实验。
并且本实验让学生观察到浓硫酸能使蔗糖碳化,并且产生的气体能使反应物膨松成“黑面包”,而未让学生明白气体的成分。
为解决这两个问题,本人设计了一套浓硫酸脱水性质实验的改进装置。
【关键词】浓硫酸脱水性实验改进【中图分类号】G633.8【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)03-0072-02设计背景:现行人教版教材必修1第101页蔗糖与浓硫酸的反应(如下图)黑面包实验是高中化学常见实验,教材中实验设计为:在200毫升的烧杯中放入20克蔗糖,加入几滴水,搅拌均匀,然后再加入15毫升溶质的质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌,观察实验现象。
这是一个非常有趣的实验。
课本上对现象的描述:可以看到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成一种海绵状的炭。
虽然方法简单,现象明显,能很好地激发学生的学习兴趣。
但因蔗糖与浓硫酸反应产生大量刺激性的二氧化硫等有毒气体,污染室内环境,危害师生身心健康影响师生健康,不利于培养学生的环保意识,对激发学生的学习兴趣有一定的负面效应。
该教材实验设计,主要有如下三点不足之处:(1)用到的药品中,蔗糖20g 、浓硫酸15ml 。
一次实验使用这么多的药品,不但产生浪费,而且会产生大量的有毒气体。
(2)在敞口的烧杯中演示该实验,产生的有毒气体,严重危害人体健康,污染环境,不符合“绿色化学”的要求。
(3)在课堂上进行本实验的过程中,同学们咳嗽不止,有的同学还出现皮肤过敏现象,严重影响学生的健康,影响正常的课堂教学。
(4)并且本实验让学生观察到浓硫酸能使蔗糖碳化,并且产生的气体能使反应物膨松成“黑面包”,而未让学生明白气体的成分。
将绿色化学理念渗透到高中化学实验的几种改进方法
将绿色化学理念渗透到高中化学实验的几种改进方法绿色化学(Green Chemistry)又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近二十年才产生和发展起来的,是一个“新化学婴儿”。
它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。
绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。
世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”,即充分利用反应物中的各个原子,因而既能充分利用资源,又能防止污染。
原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的总统绿色化学挑战奖的学术奖)提出的, 用原子利用率衡量反应的原子经济性,为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,达到零排放。
原子利用率越高,反应产生的废弃物越少,对环境造成的污染也越少。
绿色化学的核心内容之二,其内涵主要体现在五个“R”上:第一是Reduction一一“减量”,即减少“三废”排放;第二是Reuse——“重复使用”,诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,这是降低成本和减废的需要;第三是Recycling——“回收”,能够有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求;第四是Regeneration——“再生”,即变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径;第五是Rejection ——“拒用”,指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用,这是杜绝污染的最根本方法。
绿色化学为化学教育教学提出了新的要求。
高中化学实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。
本文结合高中化学教学实践谈谈将高中绿色化学理念渗透到化学实验教学中的几种改进方法,以期达到在中学实验教学中体现绿色化学理念之目的。
基于STSE教育理念对中学化学实验进行改进-最新教育资料
基于STSE教育理念对中学化学实验进行改进一、中学化学教科书中实验设计存在的问题化学是一门以实验为基础的科学,在中学化学的教学过程中自然离不开化学实验。
但由于我国过于注重对学生基础知识与技能的培养,因此在中学化学教科书中设置的大部分化学实验是为了巩固学生的双基。
这导致了教科书中某些化学实验的设计是为了达到帮助学生理解知识的目的而过于突出实验现象却忽略了对实验中药品用量的控制、实验过程中产生有毒有害气体的吸收以及实验完成后对废液废渣的处理,从而造成实验药品浪费、反应过程中产生的有毒有害气体对师生身体造成侵害以及对周围环境空气的污染[1]。
因此,对教科书中一些设计有欠缺的实验进行改进是十分必要的。
二、STSE教育STSE教育是由STS教育进一步发展而来,内涵是科学、技术、社会、环境。
它提倡科学教育、技术、社会发展与生存环境四者的紧密结合,强调教师在学科知识的传授过程中,要兼顾到科学技术、社会环境以及自然环境等多方面因素,把学生对学科知识的学习放入到社会发展的大环境中,锻炼学生的综合能力,增强学生的科学素养;STSE教育继STS教育之后格外强调对学生环保意识与节约能源意识的培养,帮助学生树立可持续发展的观念。
三、基于STSE教育对中学化学实验改进的重要性经过以上两部分的分析,我们可以看出将STSE教育理念作为对中学化学实验改进的理论是再适合不过的了。
首先,STSE教育理念强调环境保护与节约能源的问题,这刚好可以指导中学化学实验过程中节约药品以及对产生有毒有害物质的处理;其次,STSE教育理念强调学科知识应与社会生产实际、科学技术、环境等多方面接轨,促使学生可以运用所学到的学科知识去解释及解决社会中的化学问题,比如环境污染与能源浪费,从而提升学生的科学素养;又因为STSE教育是需要我们极力推广的一种教育理念,基于STSE教育对中学化学实验改进,刚好成为渗透STSE教育的一种有效方式。
因此基于STSE教育对中学化学实验改进是十分重要的。
“稀释浓硫酸”演示实验的改进与思考
“稀释浓硫酸”演示实验的改进与思考作者:陈菲菲来源:《中学教学参考·理科版》2019年第03期[摘; ;要]现行教材对“稀释浓硫酸”实验只做了文字和图片的介绍,且只说明“浓硫酸与水反应剧烈,放出大量的热”“稀释时一定要把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌”以及“切不可将水倒进浓硫酸里”,却没有说明不可将水倒入浓硫酸的原因。
这种非理解性的说教,教学效果并不理想。
基于此,对“稀释浓硫酸”教材实验进行改进,采用“浓硫酸入水的正确稀释方法”与“水入浓硫酸的错误稀释方法”相对照,旨在呈现浓硫酸稀释过程中可能发生的现象,同时突出错误稀释方法所引起的后果,提高演示实验的效果。
[关键词]稀释浓硫酸;演示实验;改进[中图分类号]; ; G633.98; ; ; ; [文献标识码]; ; A; ; ; ; [文章编号]; ; 1674-6058(2019)08-0095-02初中科学是集物理、化学、生物、天文、地理、环境等知识于一体的一门综合性学科,实验是初中科学学习的重要基础。
重视实验教学,加强学生的动手体验和意识,强化学生在实验过程中的观察、比较、归纳、模拟等探究能力的培养,不但是新课标所要求的一项基本任务,更是提升学生创造性思维的重要途径。
因此,根据学生的学习实际,合理改进教材实验是广大科学教师所面临的一个重要课题。
本文就如何改进和运用华师大版科学九年级上册“稀释浓硫酸”的演示实验进行阐述。
一、教材中的“稀释浓硫酸”实验内容现行教材对“稀释浓硫酸”实验只作了文字和图片(如图1)的介绍,文字介绍中只是说明“浓硫酸与水反应剧烈,放出大量的热”“稀释时一定要把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌”以及“切不可将水倒进浓硫酸里”,却没有说明不可将水倒入浓硫酸的原因。
而这种非理解性的说教,收效是可想而知的。
从图解要求中不难发现,即使教师通过演示实验也很难提高教学的效果,一因不可进行错误的操作演示,二因正确稀释方法的演示效果不甚理想(因为仅凭触摸烧杯外壁温度的变化去感知浓硫酸稀释过程中的放热现象,既无法使全体学生触摸感受,又难以突出学生的分析和思考)。
浓硫酸性质实验改进两例
浓硫酸性质实验改进两例作者:魏崇启牛永香来源:《化学教与学》2011年第11期摘要:对浓硫酸性质实验:“黑面包”实验以及铜与浓硫酸的反应实验进行了改进,增强了实验的可操作性。
关键词:浓硫酸性质实验;改进文章编号:1008-0546(2011)11-0092-01中图分类号:G633.8文献标识码:Bdoi:10.3969/j.issn.1008-0546.2011.11.044一、“黑面包”实验浓硫酸与蔗糖的“黑面包”实验体现了浓硫酸的三大特性即吸水性、脱水性和强氧化性,因此该实验是浓硫酸性质的重要实验。
但是该实验往往由于污染严重,而被多数老师变为黑板实验,或者以播放视频取代,不能给学生直观的印象,更谈不上能力的培养。
经过多次实验,笔者进行改进使得该实验不但操作简单且现象明显,真正实现了绿色化。
1.实验仪器及试剂普通试管1支、小气球1只、注射器1支、试管夹、胶头滴管、药匙、酒精灯、火柴、玻璃棒、滤纸、蔗糖、98%浓硫酸、蒸馏水、品红溶液、6mol·L-1NaOH溶液2.实验装置(如图1)3.实验步骤①取1支两头带有橡皮塞的弯导管,在扎气球一端塞入一小滤纸条,用胶头滴管滴几滴品红溶液将其润湿,然后套上气球用透明胶带缠紧并赶出气体备用。
②在试管中加入1g蔗糖,1~2mL浓硫酸,用胶头滴管滴入2滴蒸馏水后用螺旋铁丝迅速搅拌,然后塞上橡皮塞(预先准备的上述带玻璃弯管和螺旋铁丝的橡皮塞)。
蔗糖先变黄后变黑并逐渐膨胀,气球慢慢鼓起,吸有品红溶液的滤纸条褪色。
③待吸有品红溶液的滤纸条褪色后,用酒精灯对其加热,滤纸条恢复原来的红色。
④实验结束后,等试管冷却后小心用注射器将6mol·L-1NaOH溶液注入气球,吸收生成的酸性气体以免污染环境。
⑤抽出铁丝将黑色固体带出,便于清洗试管。
4.本实验的特点实验操作简便易行、现象明显,真正实现了实验的绿色化,有较强的趣味性,节省实验时间,适合课堂演示或学生实验。
“浓硫酸脱水性”实验的微型实验改进
“浓硫酸脱水性”实验的微型实验改进作者:李凤英来源:《课程教育研究·学法教法研究》2016年第03期【摘要】浓硫酸的脱水性是中学化学中“硫酸”性质的重要内容,“黑面包”实验是这一性质的经典验证,该实验在现行人教版教材必修1第101页。
针对当前传统实验方案中存在的问题:在敞口容器中进行,浓硫酸与蔗糖反应过程中生成的大量有毒气体直接排放到空气中,造成了环境污染,不宜开展学生实验。
并且本实验让学生观察到浓硫酸能使蔗糖碳化,并且产生的气体能使反应物膨松成“黑面包”,而未让学生明白气体的成分。
为解决这两个问题,本人设计了一套浓硫酸脱水性质实验的改进装置。
【关键词】浓硫酸脱水性实验改进【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)03-0072-02设计背景:现行人教版教材必修1第101页蔗糖与浓硫酸的反应(如下图)黑面包实验是高中化学常见实验,教材中实验设计为:在200毫升的烧杯中放入20克蔗糖,加入几滴水,搅拌均匀,然后再加入15毫升溶质的质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌,观察实验现象。
这是一个非常有趣的实验。
课本上对现象的描述:可以看到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成一种海绵状的炭。
虽然方法简单,现象明显,能很好地激发学生的学习兴趣。
但因蔗糖与浓硫酸反应产生大量刺激性的二氧化硫等有毒气体,污染室内环境,危害师生身心健康影响师生健康,不利于培养学生的环保意识,对激发学生的学习兴趣有一定的负面效应。
该教材实验设计,主要有如下三点不足之处:(1)用到的药品中,蔗糖20g、浓硫酸15ml。
一次实验使用这么多的药品,不但产生浪费,而且会产生大量的有毒气体。
(2)在敞口的烧杯中演示该实验,产生的有毒气体,严重危害人体健康,污染环境,不符合“绿色化学”的要求。
(3)在课堂上进行本实验的过程中,同学们咳嗽不止,有的同学还出现皮肤过敏现象,严重影响学生的健康,影响正常的课堂教学。
几则高中化学实验改进的探讨与反思
《几则高中化学实验改进的探讨与反思》摘要:如果能充分利用实验,不断对实验进行改进和探讨,师生共同参与,则不仅能降低教学难度,而且能提高学生的学习兴趣,帮助学生加深对化学理论的理解,培养学生科学严谨的态度及发散和创新的思维能力,这样做的不足之处是:实验产物中的SO■很不利于师生的身体健康,也不符合化学教育中环境保护的初衷,并且本实验只让学生观察到浓硫酸使蔗糖炭化,并且膨松成“黑面包”,而未让学生明白气体的成分,充分利用实验,适时引导学生探讨实验改进,可以有效培养学生的创新意识,提高学生的创新思维素质摘要:化学是一门自然科学,是一门融合基础理论与实践操作的综合性课程。
实验占有很重要的地位。
化学实验教学是对学生进行科学方法、科研能力有效的教学形式。
如果能充分利用实验,不断对实验进行改进和探讨,师生共同参与,则不仅能降低教学难度,而且能提高学生的学习兴趣,帮助学生加深对化学理论的理解,培养学生科学严谨的态度及发散和创新的思维能力。
本文对探讨几则高中化学实验的改进所引起的反思作出分析,并结合本校学生实际情况探索实验教学改革。
关键词:实验改进化学理论创新能力发散思维知识迁移一、氨气喷泉实验的改进必修教材中的喷泉实验是先收集满满一烧瓶干燥的氨气,并且要求所用烧瓶必须干燥,一旦烧瓶湿润,就要换一个干燥的烧瓶,否则实验就会不成功。
改进方法:采用的装置与课本一致,但药品使用不同。
操作方法,向气密性好的烧瓶中放入固体氢氧化钠,然后迅速加入少量的浓氨水,盖上塞子,固定好烧瓶,挤压胶头滴管中的水,立即出现喷泉现象。
这样改进后,做喷泉实验可以不用考虑烧瓶是否干燥,因为湿润的烧瓶,同样可以做喷泉实验。
而且可以不用事先收集一烧瓶的氨气,做喷泉实验的氨气可以即用即取,操作起来很方便。
在对此实验改进过程中与学生一起展开探讨:传统的氨气的喷泉实验,通常用固+固加热的制气装置获得氨气,反应原理即Ca(OH)■+2NH■Cl■CaCl■+2NH■↑+2H■O,改进后的实验是利用浓氨水+固体NaOH这一原理制得氨气的,NaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH■浓度的增大有利于NH■的生成。
【初中化学】浓硫酸脱水性实验的改进
【初中化学】浓硫酸脱水性实验的改进一、改进实验目的:在《化学1》(人民教育版)第101页浓硫酸脱水实验中,高中课程标准实验教材中,通常取20克蔗糖和几滴水放入200毫升烧杯中,加入15毫升浓硫酸并快速搅拌。
该实验的缺点是消耗大量试剂,产生的SO2气体严重污染环境。
有时,只能观察到蔗糖慢慢变黑,不能形成疏松多孔的海绵状碳。
为了节约试剂,减少污染,实现实验的绿色化,作者对实验进行了如下改进。
二、实验仪器及试剂:蔗糖、浓硫酸、浓碳酸钠溶液、浓氢氧化钠溶液、品红试纸、蓝石蕊试纸、大试管、干燥管、单孔橡胶塞、脱脂棉。
三、实验仪器装置图:四、实验操作:在大试管中先放入2g细小颗粒的蔗糖,滴加2~3滴碳酸钠浓溶液将蔗糖润湿,再加入1.5ml质量分数为98%的浓硫酸,迅速塞紧带干燥管的单孔橡皮塞。
观察实验现象,我们可以看到蔗糖迅速变黑,体积迅速膨胀,形成多孔海绵状固体材料——“黑面包”。
同时,蓝色石蕊试纸变红,洋红试纸褪色。
五、装置改进的意义:(一)采用浓碳酸钠溶液作为蔗糖脱水反应的引发剂,固体体积膨胀更大,实验效果更明显。
其原理是碳酸钠与浓硫酸的反应和浓硫酸的脱水都是放热过程,这会提高系统温度。
同时,浓硫酸与碳酸钠的反应产生二氧化碳,这使得脱水后产生的碳更加疏松和多孔。
(二)试管口小,便于聚热,蔗糖脱水过程快。
在小烧杯中实验耗费大量试剂,改进后试剂减量现象明显。
(三)实验在封闭系统中进行,以实现实验的绿色化。
设计了一个易于操作的组合实验。
实验反映了浓硫酸的吸水、脱水和氧化,以及SO2的漂白和酸性。
《“黑面包”实验的再改进》说课稿(省级化学实验说课大赛获奖案例)
《“黑面包”实验的再改进》说课稿一、使用教材人教版高中《化学必修1》第四章第四节《氨硫酸硝酸》一节中的“黑面包”实验。
二、实验仪器及药品仪器:废弃玻璃瓶、单孔橡胶塞、干燥管、吸管、滤纸、棉花、气球药品:绵白糖、98.3%的浓硫酸、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液三、实验教学目标1、以实验为载体,复习浓硫酸的脱水性,突破教学重点、难点——浓硫酸的氧化性。
2、通过分析课本实验的不足,从安全和环保的角度改进实验,渗透学生的科学精神和人文精神。
3、通过实验进一步训练学生的操作技能,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养学生求实、创新的良好品质。
四、实验教学内容教材“黑面包”实验发生主要反应如下:现象表述:蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体。
该实验现象明显、趣味性强,深受学生喜爱;本实验体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性,是新高考改革要求的必做实验。
教材中实验图片如下:五、教材实验的不足该实验在敞口烧杯中进行,发生反应时产生大量刺激性有毒气体、污染教室环境,不利于师生健康;实验中蔗糖用量20g,浓硫酸15mL,药品消耗量大;该实验无气体检验及尾气处理装置。
六、实验改进要点⑴发生仪器的选择:教材实验在烧杯中进行,会产生大量刺激性气体污染环境,故应选择封闭系统进行该实验。
若选大试管、圆底烧瓶、锥形瓶作发生器,反应后容器不易清洗;若选塑料瓶作发生器,温度高,易变形;故最终选择无色、透明、耐高温的废旧玻璃瓶作发生器。
⑵实验药品用量的选择:本实验用到的浓硫酸具有一定的危险性,在保证实现象明显的前提下,控制实验风险,最终选择10g绵白糖和10mL浓硫酸进行该实验。
⑶刺激性气体成分的确定:将生成的气体通入盛有品红溶液的试管中,品红溶液无明显变化,推测反应中生成的炭吸附了部分SO2气体导致流出量少。
故探索了微型检验装置,滤纸条上分别滴有高锰酸钾和品红溶液,滤纸条插到吸管上,将吸管置于干燥管内,实验现象明显。
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浓硫酸的脱水性实验改进
涟源市私立行知中学张永平
摘要:高级中学课本——《化学(必修)第一册》及普通高中课程标准实验教科书——《化学2必修》中,都有关于浓硫酸的脱水性的相关知识。
这两本教材上有关《浓硫酸的脱水性实验》的演示过程中,产生的有毒气体,不但危害人体健康,而且污染环境,不符合“绿色化学”的要求。
因此,我通过反复实验,成功地改进了实验装置,减少了药品用量,杜绝了有毒气体的排放,让学生了解了“绿色化学”,感受了“绿色实验”。
关键词:浓硫酸脱水性实验改进
原实验中,先将20克蔗糖加入200ml烧杯中,再加几滴蒸馏水,搅拌均匀,然后再加入20ml溶质质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。
可观察到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,并产生大量的二氧化硫气体(见下图)。
本实验中,主要有如下三点不足之处:
⑴用到的药品中,蔗糖20g、浓硫酸20ml。
一次实验使用这么多的药品,不但产生浪费,而且会产生大量的有毒气体。
⑵在敞口的烧杯中演示该实验,产生的有毒气体,严重危害人体健康,污染环境,不符合“绿色化学”的要求。
⑶在课堂上进行本实验的过程中,同学们咳嗽不止,有的同学还出现皮肤过敏现象,严重影响学生的健康,影响正常的课堂教学。
正因如此,怎样才能减少实验中有毒气体的排放与吸收,就成了改进这个实验的关键。
我认为,要减少实验中有毒气体的排放与吸收,得先从源头着手——
烧杯化学反应原理。
本实验的原理是:C 12H 22O 11
浓硫酸
12C+11H 2O 。
但由于实验中
放出大量的热,且生成的碳在加热的条件下可被浓硫酸氧化,从而发生副反应:C+2H 2SO 4
△
2SO 2↑+CO 2↑+2H 2O 。
生成的SO 2是具有强烈刺激性气味的有毒气体。
所以,如何才能减少SO 2的生成量,怎样才能吸收或除去生成的SO 2,就成了本实验改进的关键。
通过反复实验论证,可对实验进行了如下改进: 一、减少药品用量
将反应药品的用量——20g 蔗糖、20ml 浓硫酸,减少到原来的十分之一——2g 蔗糖、2ml 浓硫酸。
这样,有毒气体SO 2的生成量将也相应地会减少到原来的十分之一。
二、防止二氧化硫逸出
1、选用合适试剂吸收二氧化硫
SO 2是一种易溶于水(1体积水能溶解40体积的二氧化硫)的酸性气体,故可选用水或氢氧化钠溶液等来吸收SO 2。
2、设计密闭反应装置
设计一个合理而又适宜的密闭反应装置,以保证SO 2的全部吸收。
这时,我想,如果教师能在平时的演示实验中将“绿色化学”的理念融合到实验中,让学生亲身体会到“绿色化学”就在身边,那将会对学生产生莫大的触动。
因此,我将密闭反应装置的材料的选择定位为——变废为宝。
如是,平常生活中的一些废塑料瓶就这样应用到了本实验中。
浓硫酸的脱水性实验改进详情如下: 1.实验装置
2.实验用品
⑴药品:浓硫酸(98%)2mL ,蔗糖(2g),300mL 水或300mL1mol/L 的NaOH 溶液,
蒸馏水,品红试纸。
⑵仪器:去底塑料瓶(1个),废塑料桶底(1个),废塑料桶嘴(1个),40mL小烧杯 (1只),10mL量筒 (1个),胶头滴管(2支),气球(1个),玻璃棒。
3.实验设计
⑴实验操作:
①在废塑料桶底中放入废塑料桶嘴,加入300mL水或300mL 1mol/L的NaOH溶液。
②将2g蔗糖放入小烧杯中,加入几滴蒸馏水并用玻璃棒搅拌均匀;将烧杯放在废塑料桶嘴上,加入2mL浓硫酸并用玻璃棒迅速搅拌。
③把连有气球与品红试纸的去底塑料瓶迅速罩在小烧杯上,使小烧杯处于塑料瓶与水或氢氧化钠溶液组成的密闭环境中。
④固定去底塑料瓶。
⑤等反应完全后,反复挤压气球,促进二氧化硫及二氧化碳的溶解。
⑥观察装置中品红试纸的颜色变化及烧杯中物质变化。
⑵实验现象:
①反应剧烈,可乐瓶中产生大量烟雾;
②蔗糖逐惭变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭;
③品红试纸褪色
⑶实验结论:
①浓硫酸使蔗糖脱水生成炭与水,证明浓硫酸具有脱水性。
②反应放热,浓硫酸与炭继续反应生成二氧化碳、二氧化硫、水,证明浓硫酸
具有强氧化性。
③品红试纸褪色,证明二氧化硫具有漂白性。
4.实验解说
本实验改进后:
⑴反应在密闭装置中进行,并用水或氢氧化钠溶液吸收尾气,能实现二氧化硫的零排放。
⑵使用生活中废塑料制品作实验仪器。
⑶将药品用量减少到原来的十分之一。
以上三点,符合“绿色化学”中的Reduction(减量)、Reuse(重复使用)、Recycling(回收)的要求,达到减废、降低成本和杜绝污染的目的,让学生在
实验中感受“绿色化学”的魅力。
《浓硫酸的脱水性实验改进》,在2008年全国(中南片)高中化学新课程专题研讨——即高中化学实验创新大赛中,得到了众多全国专家的一致认可与好评,依次获得湖南省娄底市一等奖、湖南省一等奖、全国一等奖。
参考文献
1.普通高中课程标准实验教科书——《化学2必修》
2.高级中学课本——《化学(必修)第一册》
3.《高中化学实验大全》
2012年02月16日。