高中化学最新实验改进与创新案例55个

《高中化学实验改进与创新案例集》

高中化学实验改进与创新课题组

课题负责人陈人昌

2018年12月

改进型实验方案的设计要点

一、实验方案设计遵循的原则

1、立意的科学性。

2、操作的可行性。

3、过程的安全性。

4、用品的简约性。

5、思路的创新性。

6、效果的启发性。

二、实验方案设计满足的要素

1、改进背景与设计目的。

2、用品选取与装置组配。

3、实验过程与操作方法。

4、实验记录、现象分析与结果讨论。

5、注意事项与改进反思。

三、实验方案设计侧重的内容

1、实验药品的选取。

2、实验仪器的改进。

3、实验装置的改进。

案例1 铝热反应实验的改进与创新

实验名称铝热反应实验的改进与创新

实验目的

通过改进和创新，使实验更具有安全性，科学性，环保性，现象明显等特点。

实验原理

铝热反应，是铝单质在高温的条件下进行的一种氧化还原反应，体现出了铝的强还原性。由于氧化铝的生成焓(-1645kJ/mol) 极低，故反应会放出巨大的热，甚至可以使生成的金属以熔融态出现。另一方面，反应放出大量热使铝熔化，反应在液相中进行使反应速率极快，短时间放出极大量的热。

实验仪器及药品

电子桌秤、药匙、铁架台(带铁夹和铁圈)、玻璃漏斗(口径150mm)、玻璃罩子(口径200mm)、凡士林、滤纸、橡皮弯管、玻璃(或塑料)水槽、镊子、小木条、尺子、三角锉刀。氧化铁、铝粉、氯酸钾、镁条、细沙。

实验装置

实验步骤及现象一、实验步骤：

1用三角锉刀去掉玻璃漏斗下端的玻璃短颈，在其内壁涂上一层薄的凡士林，架在铁架台的铁圈上，在漏斗正下方放置一个底层铺有细沙的玻璃水槽A。把玻璃罩子和塑料弯管连接起来夹在铁架台的铁夹上，橡皮管的另一端通入玻璃水槽B来吸收烟尘。组装实验装置(如图）。

2.将两张圆形滤纸折叠成漏斗状套在一起贴于涂有凡士林的玻璃漏斗内，其中，外侧纸漏斗须用水润湿，在其底端剪一小孔。

3.用电子桌秤称取干燥的氧化铁粉末1.25g、铝粉0.50g，均匀混合后放在纸漏斗里，在混合物中央放少量氯酸钾并插入长约5cm的镁条。用小木条点燃镁条并迅谏盖卜玻璃置子，观察实验现象。

4.实验结束后用镊子夹取水槽中的熔融物一铁珠,观察其表面是否光滑。

二、实验注意事项:

1.涂在玻璃漏斗上用来绝热的一层凡上林厚度大约1-2mm即可。不宜太厚,太厚会消耗大量凡士林也不宜太薄,太薄则达不到绝热的目的,容

案例2 石蜡油分解的创新实验

实验名称石蜡油分解的创新实验

实验目的通过对实验的创新设计，成功地演示该实验,可以帮助学生建立对烯烃化学性质的直观认识,激发学生的学习兴趣,培养学生的观察能力、实验能力、分析能力。

实验原理改进仪器:把硬质试管改为Y形试管，增加对比实验；

改进催化剂:把碎瓷片改为二氧化锰，效果更好

实验仪器及药品Y形试管、试管夹、酒精灯、橡皮塞、导气管、橡胶管、普通试管、铁架台(带铁夹)。二氧化锰、石蜡(或石蜡油,固体石蜡)、酸性高锰酸钾溶液。

实验

装置

图1 教材实验装置图2 创新实验装置

实验步骤及现象1.如图2所示连接好装置并检查装置的气密性。

2.用纸槽向洁净干燥的Y形试管一端加入适量固体石蜡,另一端加入适量二氧化锰粉末。取一洁净试管,向试管中加入适量酸性高锰酸钾溶液，重新组装好装置。

3.先加热石蜡一端,石蜡迅速融化为液态,继续加热约1min,酸性高锰酸钾溶液中有气泡冒出,但不褪色。再加热二氧化锰一端,约30s,酸性高锰酸钾溶液中有气泡冒出,但不褪色。

4.倾斜Y形试管,让石蜡油慢慢流入二氧化锰一端,此时酸性高锰酸钾溶液中有大量气泡冒出,开始褪色,继续加热约30s,酸性高锰酸钾溶液中有气泡冒出,酸性高锰酸钾褪色十分明显。

5.实验结束后,先撤导管后熄灭酒精灯。

创新设计后的

优点1. 改用Y形试管,装置简单易操作,对装置的损伤较小。先分别加热石蜡和二氧化锰,再将二者混合,Y形试管不会因为骤冷而破裂。如果按原实验仪器及药品实验,需要酒精灯长时间加热,试管很容易因为骤热骤冷而破损。

2.所需温度较低,耗时短,实验快速。石蜡油分解实验在新课教学中的目的是引入并验证乙烯气体的性质,如果耗时太长,将使整节课的紧凑性大打折扣。如果按教材的装置和药品实验,石蜡油变成蒸气后,碎瓷片的温度上不去导致石蜡蒸气不分解,故实验失败率高。改成二氧化锰粉末作催化剂,粉末的表面积大,催化效果好,只要稍微加热二氧化锰,导管处立刻出现大量能使高锰酸钾酸性溶液褪色的气体。

3.增加了对比实验,效果更佳。分别加热石蜡和二氧化锰,酸性高锰酸钾溶液不褪色,再将二者混合加热,酸性高锰酸钾溶液褪色明显。说明石蜡以及二氧化锰都不具有使酸性高锰酸钾褪色的性质,而是石蜡在二氧化锰作催化剂的情况下,高温分解为不饱和烃,从而使酸性高锰酸钾褪色,与本实验的三维目标呼应,最大化实现演示实验价值。

案例3 启普发生器的微型设计实验名称启普发生器的微型设计

实验目的

利用生活中的注射器设计一种微型的启普发生器,可以使每一位学生都能方便地使用此实验装置,以增强学生对启普发生器本质的认识,提高学生的实验兴趣。

实验原理固液接触，反应开始，固液脱离,停止反应。

实验仪器及药品一次性注射器(两支,50mL,不带针头),细橡胶管(可以是自行车气门芯上的橡胶管),带导管的橡皮塞,弹簧夹,块状石灰石,稀盐酸。

实验装置

实验步骤及现象1.把注射器A和B的活塞拔掉,然后用细橡胶管连接起来，（如图1所示）。

2.向注射器A内装入适量块状石灰石,然后把带导管的橡皮塞塞在注射器A筒口上。

3.关闭注射器A上面的弹簧夹,在注射器B筒内注入适量稀盐酸。

4.打开注射器A上面的弹簧夹,稀盐酸流入注射器A筒内,固液反应;关闭注射器A上面的弹簧夹,稀盐酸流入注射器B筒内,固液脱离,停止反应。

创新设计后的优点1.实验操作简单，可进行学生分组实验。

2.实验所需药品较少，节约药品。

3.实验趣味性较强，有利于培养学生创新能力。