中学化学实验设计与创新课程(PPT 72张)
创意化学实验创新：小学化学教育创意实验课程,ppt课件教案
02 创意化学实验基本原理
实验安全基础
遵守实验室安全规定
正确使用防护用品
确保实验室内环境整洁，避免使用明 火，禁止随意丢弃化学废弃物。
在实验过程中，应佩戴合适的防护眼 镜、实验服、化学防护眼镜等，以保 护自身安全。
了解危险品标识
熟悉常见的危险品标识，如易燃、易 爆、腐蚀性、毒性等，避免误用或接 触。
个性化学习
教育将更加关注学生的个性化需求和发展，通过定制化的学习内容和 方式，激发学生的学习潜能和兴趣。
强调实践和创新
未来的教育将更加注重实践和创新能力的培养，鼓励学生通过探究和 实践，培养创新思维和解决问题的能力。
感谢您的观看
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教育理念的发展
以学生为中心
强调学生在学习过程中的主体地位，关注学生的个性差异 和需求，促进学生的全面发展。
探究式学习
倡导探究式学习方式，让学生在实验过程中主动探究、发 现问题、解决问题，培养他们的自主学习和合作学习能力 。
科学素养的培养
注重培养学生的科学素养，让他们在掌握化学知识的同时 ，了解科学方法、科学精神和科学伦理等方面的知识，提 高他们的科学素质和综合素养。
实验四：自制汽水
总结词
通过自制汽水，了解碳酸饮料的制造过程。
详细描述
自制汽水实验让学生使用柠檬酸和小苏打制作碳酸饮料，了解碳酸饮料的制造过 程和化学反应原理。
实验五：变色魔术
总结词
通过观察化学物质的变化，了解化学 反应的多样性。
详细描述
变色魔术实验通过使用酸性和碱性物 质，观察颜色变化，让学生了解酸碱 反应的原理和化学反应的多样性。
02
随着教育改革的深入，小学化学 教育需要更加注重实验和实践， 提高学生的科学素养和创新能力 。
2014高考化学一轮复习课件专题九第二单元物质的检验、分离和提纯(72张PPT)
能否选用水或指示剂进行鉴别。
②在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时，可依据“相反原理”确定 试剂进行鉴别，即被鉴别的溶液多数呈酸性时，可选用碱或 水解呈碱性的盐溶液作试剂；若被鉴别的溶液多数呈碱性时， 可选用酸或水解呈酸性的盐溶液作试剂。
(3)任选试剂鉴别多种物质： 此类题目不限制所加试剂的种类，可能有多种解法，题目考
①过滤(如图2)
②溶液的配制(如图3)
(3)测定性质 ①点测pH 测定溶液的pH时，玻璃棒的作用是蘸取液体。
②检验气体性质
检验气体性质时，先用蒸馏水将试纸湿润，粘在玻璃棒的一 端，用玻璃棒把试纸放到盛有待测气体的试管口(注意不要
接触)，观察试纸的颜色变化。
十种特性……………………………………………………………………………………… 用于物质检验、鉴别的十种特性
Fe2＋
Fe3＋
Al3＋ Cu2＋
NH4＋
气 体 法 CO 2－ 稀盐酸和澄清 3 石灰水 SO3 显 色 法
2－
浓NaOH溶液 _____________ 刺激性 加热，产生_______气味气 和湿润的红色 变蓝 体，使试纸_____ 石蕊试纸 无色无味 产生_________气体，且该 气体能使澄清石灰水变浑浊 刺激性 产生_______气味气体，并 褪色 能使品红溶液_____
第二单元 物质的检验、分离和提纯
1．了解Cl－、SO42－、CO32－、Na＋、K＋、Fe3＋、NH4＋等
常见离子的检验方法，能对常见的物质的组成进行检验 和分析。 2．了解过滤、结晶、萃取、蒸馏等物质分离、提纯的常用 方法，能对常见的物质进行分离和提纯。
1．离子检验答题的规范性。
2．分离提纯方法在工业生产流程中的应用。
【典例1】
化学实验课化学教学课件PPT模板
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高中化学7 钠及其化合物-课件 2021届高三高考化学一轮复习(共49张PPT)
随堂练习 钠与氧气的反应
1．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二 块在足量氧气(常温)中充分反应，则下列说法正确的 是( B) A．第一块钠失去电子多 B．两块钠失去电子一样多 C．第二块钠的反应产物质量最大 D．两块钠的反应产物质量一样大
随堂练习 钠与水反应的延伸《金版学案》第28页第5题
C．36%
D．33.3%
4.将0.1 mol下列物质分别加入100 mL蒸馏水中，恢复至 室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变
化忽略不计)( C )
①Na2O2 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl A．①＞②＞③＞④ B．①＞②＞④＞③ C．①＝②＞③＞④ D．①＝②＞③＝④
随堂练习 Na2O2性质的实验探究
(2)还原性：遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性， 氧化产物为O2。 (3)既有氧化性又有还原性：遇CO2、H2O、H＋则发生 自身的氧化还原反应。
3.Na2O2与H2O、CO2反应的规律
电子转移 关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，它们的物质的 量关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝ n(Na2O2)＝2n(O2)
(3)与盐溶液反应(实质)： Na先与H2O发生反应，生成NaOH和H2，NaOH再 跟盐发生复分解反应生成难溶性碱，不能置换出盐
中的金属元素。
4.钠的制取及保存 (1)制取：__2N__aC__l(_熔_融__)_=电_=_=解_==_2_N__a＋__C_l_2↑___。
(2)保存：密封保存，通常保存在_石__蜡_油__或__煤__油__中。
小结
金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
二、氧化钠VS过氧化钠
1．Na2O和Na2O2的比较
方差分析 (共72张PPT)
2.总体变异的构成
总体变异 组间变异： 组内变异：组内变异理论上要求齐性，实际计算取其 均值
3.方差的基本公式
一般总体方差称方差，样本方差称均方 能使变量发生变异的原因很多，这些原因我们都将其称为变异
因素或变异来源。
方差分析就是发现各类变异因素相对重要性的一种方法
方差分析的思路就是：把整个试验（设有 k 个总体）的样本资料作 为一个整体来考虑。
原理是变异的可加性。
即每一个数据与数据的总体平均数差的平方和，可以分解为每一组数 据各自的离差平方和与由各组数据的平均数组成的一组数据的
离差平方和两部分。前者表达的是组内差异，即每组数据中 各个数据之间的差异，也就是个体差异，表达的是抽样误差或 随机误差程度；后者表达的是组间差异，即各组平均数之间的差 异，表达的是实验操纵的差异程度，实验操纵即指自变量的操 纵，这两部分差异之间相互独立。
3、这种两两比较会随着样本组数的增加而加大犯Ⅰ型错的差异显著性检验，若两两比较推 断正确的概率为95%,则所有比较都正确的概率为6=0.74,则降低
了推断的可靠性。
• 几个常用术语:
1、试验指标(experimental index) 为衡量试验结果的好坏或处理效应的高低 ，在试验中具体测
(1).计算平方和：
组间平方和
SB SX n2X n2 71 .5 6 65 8 .1 7 8 20 8 .47
¨ 组内平方和
SW SX 2X n2 7 6 7 41 4 .5 6 4 45 7 .5 7 8
¨ 总平方和
SS T X 2X n2
764414252 876.396
23
(2)．计算自由度
因此，方差分析可以帮助我们抓住试验的主要矛盾和技术关键，发 现主要的变异来源，从而抓住主要的、实质性的东西。
人教九年级化学上册第六单元 课题2 二氧化碳制取的研究(共26张PPT)
我会总结 实验室制取气体的一般思路：
选择药品 选择装置 收集方法
产生气体
收集方便
验满方法
1、气体密度
1、反应物的状态 2、溶解性
3、
2、反应条件
是否有毒性及与空气成
份是否反应
气体放置 气体检验
化学性质
密度
气体特性
16
能力拓展
你还可以利用上图仪器和用品再设计一套和刚 才不一样的制取和收集二氧化碳的装置吗？
13
同学们，本节课你学到了哪些知识？ 掌握了哪些实验方法呢？
14
我会总
2.反应的原理
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
化
碳
实 3.装置图 验
室
制 法
4.验满方法
将燃着的木条伸到集气瓶口， 木条熄灭，则说明集满。
5.检验方法
将气体通入澄清的石灰水，石灰水 变浑浊，证明生成的气体是CO125 。
冒出大量气泡、反应速率非常快
2
碳酸钠和 稀硫酸
冒出大量气泡、反应速率非常快
3
石灰石和 稀硫酸
4
石灰石和 稀盐酸
冒出少量气泡、反应速率慢、 且反应一会儿就结束
冒出大量气泡、反应速率适中
5
资料
气体的制备，反应原理和原料的选择， 应该考虑反应是否容易控制、速率是否适 中，生成气体是否纯净，条件是否容易满 足、原料是否容易获得且价格是否低廉， 原料和产物是否有毒有害等。
（1）人呼吸 二氧化碳与其他气体不易分离
（2）木炭燃烧
二氧化碳不纯
（3）木炭还原氧化铜 反应条件为高温，不易实现
（4）蜡烛燃烧
不易收集
……
氢气与氯气光爆实验的综述与设计
氢气与氯气光爆实验的综述与设计康泽伟㊀刘洪水摘㊀要:通过对比人教新版教材和过去几版教材,发现氢气与氯气混合光照爆炸实验被删掉的问题引发思考㊂梳理该实验的改进文献,并将文献分类,根据已有文献的利弊分析设计氢气与氯气混合光照爆炸的改进实验㊂改进实验提高了实验成功几率,降低了实验的危险性,实现了封闭式实验,完全消除了实验后的污染问题㊂同时也使用手持技术探究反应过程,有助于加深学生对氢气与氯气光爆反应的感性认知及本质理解㊂关键词:氢氯光爆;实验综述;创新设计;数字化实验康泽伟,天津市静海区第四中学,二级教师;刘洪水,天津市静海区教育教学研究室教研员,高级教师㊂本文系中国教育学会课题 信息技术环境下化学学科有效教学策略和方法研究 (课题号:1601110948B )项目研究成果㊂㊀㊀氯气的性质是人教版教科书化学必修第一册第二单元第二节的重要内容㊂氯气可以与金属或非金属单质反应,其中与非金属单质反应的代表性示例就是氯气与氢气的反应㊂通过学习氢气与氯气的反应可以帮助学生了解氯气的强氧化性以及反应产生的燃烧和爆炸现象㊂由于氯气有毒且反应剧烈,所以很少有教师在课堂进行演示实验㊂为此,很多一线教师对该实验进行了改进,但综合来看还有继续改进的必要性㊂㊀㊀一㊁教材分析㊀㊀在现行人教版教科书中,学习元素周期律这一部分内容时,使用了卤素单质与氢气反应的剧烈程度来揭示卤族元素从上到下非金属性越来越弱的化学规律㊂教材中这样描述: 氯气和氢气光照或点燃发生反应,生成的氯化氢较稳定[1]㊂在介绍氯气的性质时教材中有氢气在氯气中安静燃烧的实验,但没有氯气和氢气混合光照爆炸的实验㊂自上世纪八十年代初期至今,人民教育出版社至少出版过五版高中化学教材㊂其中‘化学甲种本第一册“[2]㊁‘高中化学读本第一册“[3]㊁‘全日制普通高级中学教科书(实验修订本㊃必修)化学第一册“[4]这三版教材中均有氯气与氢气混合光照爆炸的实验,而最近两版教材‘普通高中课程标准实验教科书㊃化学1必修“[5]和‘普通高中教科书化学必修第一册“[1]却将此实验删除了㊂前三版教材中的实验均为同一种实验方法㊂实验操作为 把新收集的一瓶氯气和一瓶氢气,口对口地放置,抽去瓶口间的玻璃片,上下颠倒几次,使氯气和氢气充分混合㊂取一瓶混合气体,用塑料片盖好,在距瓶约10cm 处点燃镁条㊂观察有什么现象发生 [2]㊂按照上述方法进行实验存在以下几个问题:①混合氢气和氯气容易造成泄漏;②爆炸后生成的氯化氢气体和残余的氯气逸散到空气中,损害健康;③反应剧烈,集气瓶有炸裂的危险;④镁条持续燃烧产生耀眼的白光,直视损伤眼睛,不易看清实95验现象,且镁条燃烧产生大量的白烟造成室内空气污染,危害健康;⑤受镁条燃烧的限制,实验的可控性大大降低㊂最近两版教材删除此实验可能是考虑到安全和绿色环保的问题,不宜在教室进行演示或开展学生实验㊂㊀㊀二㊁文献分析㊀㊀通过查阅知网获得30余篇氢气与氯气光爆的实验改进文献,但文献的时间都比较久远,多数为上世纪80年代㊁90年代所发,近十年的文献较少㊂(一)套管实验很多老师的改进实验[6][7]都有套管装置,其中比较有代表性的装置如图1所示[8]㊂实验时,关闭活塞,先在小试管中放入少许锌粒,大试管中放入浓盐酸和高锰酸钾固体㊂反应产生的氯气充满大试管,进而从小孔进入小试管㊂当氯气充满小试管时向上提小试管使橡胶塞堵塞小试管小孔,同时打开活塞使多余的氯气被NaOH 溶液吸收,再向小试管内加入稀盐酸,产生氢气,充分混合后点燃镁条引发爆炸㊂图1㊀氢气与氯气光照爆炸的套管装置这一类改进的优点是产生的氢气和氯气直接混合,简化实验步骤,操作更简单㊂对多余的氯气进行了吸收,更加绿色环保㊂但存在的问题不可忽视:①反应装置开放㊂爆炸后产生的氯化氢气体和残余的氯气扩散到空气中造成污染;②不好控制产生氢气和氯气的量,很难达到最佳比例,若气体混合比例达不到爆炸极限可能会造成实验失败;③带孔小试管中产生的氢气很容易过量逸散到大试管中,当光照时大试管和小试管内都发生爆炸,小试管上方为塑料片危险较小,但此时大试管为封闭体系危险性较高㊂(二)改进反应装置和光源①改进装置㊂在这一类实验改进中用到了注射器㊁西林瓶㊁浆糊瓶㊁输液袋[9]㊁薄塑料袋[11]㊁硬质玻璃管㊁W 形管等作为反应容器,主要是为了缓冲爆炸减小爆炸所产生的危害㊂②改进光源㊂教材中使用镁条燃烧的耀眼白光作为触发爆炸的光源,文献中对光源的改进较少,个别文献提到用感应线圈㊁高频火花探测器[10]㊁闪光泡㊁40W 白炽灯[11]等作为触发光源㊂这些光源具有能量高,可控性高的特点㊂其中较有代表性的是张改花[11]的装置如图2所示:使用40W 的白炽灯作为触发光源,薄塑料袋作为反应场所,用细线将塑料袋分为两部分,长注气管向上面的小塑料袋内注入氢气,短注气管向下面塑料袋内注入氯气,而后撤下两只导管均匀混合氢气和氯气,接通电源触发爆炸㊂图2㊀张改花改进实验装置这一类装置多选自生活中的常见的物品,容易获得,材质多以塑料为主,可以降低爆炸的危险,选择的光源能量高㊁可控性也高㊂但反应仍为开放体系,爆炸后有危险,且自制仪器制作较为复杂,不易推广使用㊂(三)电解法制氢气㊁氯气进行光爆实验对于分别制备氢气和氯气较为麻烦的问题,有些教师使用电解饱和食盐水或电解稀盐酸的方式制备混合的氢气和氯气,其中较有代表性的是刘锦平的改进[12],装置如图3所示㊂06图3㊀刘锦平的改进装置在塑料滴管内加入饱和食盐水,用大头针连接直流电源负极形成阴极,使用铅笔芯连接直流电源正极形成阳极㊂闭合开关电解产生等量的氢气和氯气,同时排饱和食盐水,光照后触发反应㊂此装置较为巧妙地使用塑料滴管作为反应场所氢气和氯气直接混合,实验微型化且操作简单㊂但氯气易与生成的NaOH反应,盐酸浓度不好掌控,浓度过大HCl挥发,若浓度过小会产生O2,成功率较低㊂根据2017版课程标准要求 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氯㊁氮㊁硫及其重要化合物的主要性质 [13],有必要通过改进将这一教学价值高㊁观赏性强的实验重新 搬回 课堂㊂㊀㊀三㊁实验改进㊀㊀(一)改进反应装置第一,实验能否成功和气体混合后多久进行照射有很大关系[14]㊂若混合后经过日光照射后再进行镁光照射,失败的几率增大㊂第二,刚性的玻璃仪器发生爆炸较为危险㊂因此,笔者使用白色(无色)乳胶气球作为反应场所㊂气球可以吸收并反射部分日光,强光照射前可尽量减少反应的发生㊂为了解决爆炸后污染环境的问题,可以将气球放置于塑料瓶内,爆炸于封闭体系内发生无任何污染㊂但在完全封闭的塑料瓶内爆炸仍有危险,可将瓶盖拧开套上一个气球缓冲爆炸(见图4)㊂(二)改进气体混合方式文献中描述道: 氢气所占体积在5%~ 87%以内点燃或光照将发生爆炸 [15]㊂关于图4㊀改进后的氯气与氢气光照爆炸实验装置氯气与氢气混合的最佳比例,不同的文献给出了不同的数据㊂为了解决按照一定比例混合气体的问题,笔者改进了发生反应的气球,在气球口部粘合了胶塞并挤出所有气体(如图5所示);改进收集装置,将注射器针头粘合在橡胶导管内部,利用气压定量密闭自动收集氢气和氯气(如图6所示)㊂收集的气体可以按照任意比例注入气球内㊂笔者按照不同的比例进行了实验,具体数据如表1所示㊂图5㊀自制粘合胶塞的气球(实物图)图6㊀自动密闭定量收集气体装置实验后发现按照表1中的混合比例进行实验均可获得成功,爆炸的剧烈程度和混合气体的比例有关,和混合后多久进行强光照射也有关系,但决定反应能否成功的关键因素是气体是否干燥㊂使用未干燥的气体进行16了三次实验均未成功㊂查阅文献[14]得知水能帮助Cl2发生解离,降低氯气与氢气反应的条件,因此为了提高反应的成功率要将氢气和氯气干燥后再收集㊂表1㊀按不同比例混合气体实验情况序号123456 Cl2:H21ʒ11ʒ11ʒ22ʒ13ʒ26ʒ5是否干燥否是是是是是是否成功否(3次)是(轻微)是(轻微)是(剧烈)是(剧烈)是(剧烈)光照时间持续照射5s8s2s2s2s ㊀㊀(三)改进反应光源该反应为链式反应,Cl-Cl的键能(243kJ/mol)较小,H-H的键能(436kJ/mol)较大,起初光照的能量主要用于Cl-Cl的断键发生①反应,而后发生②和③反应放出的能量进一步促进了Cl2的解离,循环往复,但没有一个反应使自由基数量减少(反应初期自由基浓度低,互相碰撞的可能性很小),导致反应分子迅速转化为大量自由基,生成HCl放出能量㊂当反应体系自由基浓度达到一定水平时,自由基合并的过程明显起来,就发生了④⑤⑥三个反应㊂这些高能的自由基合并成低能稳定的分子会更急剧放热,反应体系的散热远远跟不上急剧的放热,导致体系的温度和压强急剧升高从而发生爆炸㊂Cl2 hνң2㊃Cl①㊃Cl+H2ңHCl+㊃H②㊃H+Cl2ңHCl+㊃Cl③㊃H+㊃HңH2④㊃Cl+㊃ClңCl2⑤㊃H+㊃ClңHCl⑥㊀㊀在选择光源时要先计算发生反应所需光源的最小波长是多少,即断开Cl-Cl的最低能量是多少㊂断开一个Cl-Cl所需要的能量为:243ːN A=4.02ˑ10-19(J)㊂根据E=hv=h cλ,若触发反应需满足h c λ>243kJ/molN A,即λ<490nm㊂对比光的各个波长对应区域(见表2),可知日光不能触发反应,需要蓝光及紫外光区的光才能触发反应㊂因此,笔者买来15W紫外光电棒作为本实验的触发光源㊂此光源稳定,能量匹配,大大提高反应的可控性㊂表2㊀波长对应光区[16]波长(nm)区域名称波长(nm)区域名称1~200真空紫外区450~490青光200~300远紫外区490~560绿光300~380近紫外区560~590黄光380~420紫外区590~620橙光420~450蓝光620~780红光㊀㊀(四)绿色环保为了解决爆炸后的污染问题,可在塑料瓶内加入氢氧化钠溶液并滴加几滴酚酞㊂这既可以吸收多余的氯气和生成的氯化氢气体,又增强了视觉效果,一举两得㊂(五)数字化探究为了更加直观地呈现爆炸过程,设计数字化实验㊂使用四口瓶,其中两个口连接压强传感器和温度传感器,另一个口连接气球缓冲爆炸,剩余一个口为注气口㊂按图7连接好实验仪器,从注气口注入少量氯气和氢气,使用紫外光触发爆炸,采集温度和压强数据㊂图7㊀数字化实验装置由温度传感器和压强传感器采集数据绘制的时间-压强-温度曲线,如图8所示㊂数据采集时间间隔为0.5s㊂前半段紫外光照射温度升高㊁压强略有变化,紫外光持续照射在3.5s26左右时发生爆炸,压强和温度都在瞬间升高,爆炸后压强恢复,温度缓慢下降㊂经过数字化实验探究后爆炸的过程和机理就更加显而易见了,有助于加深学生对氢气与氯气光爆反应的感性认知以及本质理解㊂图8㊀爆炸的时间-压强-温度曲线㊀㊀四㊁实验总结㊀㊀化学是一门以实验为基础的科学,无论是化学理论的革新发展还是实际应用的创新突破,都需要通过实验推动㊂中学化学的实验改进是在尊重教材的基础上进行优化,其目的是为了解决实验所存在的问题㊂实验改进不能为了改进而改进,也不能越改越复杂,因此在保证安全的基础上能解决问题的最简单设计就是最佳方案㊂实验改进的第一步是了解㊂从上世纪八十年代使用甲种本教材起就开始有中学教师对教材实验进行改进,积累至今每一个教材实验都有大量的改进文献㊂在改进前要先阅读已有文献,总结利弊,思考前人的改进还有什么问题没有解决㊂第二,实验改进要 有序 ㊂从反应原理㊁发生装置㊁净化装置㊁收集装置㊁检验(证明)方法等方面逐一思考㊂第三,在必要的情况下,使用新设备㊁新仪器呈现传统实验不能显现实验现象和数据㊂有的教师使用手持技术㊁红外成像㊁智能手机㊁3D 打印机(打印特殊仪器)等设备来呈现实验现象和数据,丰富了中学化学实验的方法和手段㊂这是我们对实验改㊀进的一点思考,希望能对一线教师在实验改进时有些许借鉴㊂参考文献:[1]王晶,郑长龙.普通高中教科书㊃化学必修第一册[M ].北京:人民教育出版社,2019:42+97.[2]人民教育出版社化学室.高级中学课本(使用)化学(甲种本)第一册[M ].天津:人民教育出版社,1983:27.[3]人民教育出版社化学室.高中化学读本第一册[M ].北京:人民教育出版社,1997:3.[4]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书(实验修订本㊃必修)化学第一册[M ].北京:2002:28.[5]宋心琦.普通高中课程标准实验教科书㊃化学1必修[M ].北京:2014:83.[6]王东方.氢氯混合气体光照爆炸实验的创新设计[J ].化学教育,2011,32(9):70.[7]李振琦.对氢氯混合气光照爆鸣实验的改进[J ].化学教学,2006(12):11.[8]李效宏,薛亮.氢氯光照实验[J ].中学化学教学参考,2003(Z1):71-72.[9]王克.H 2和Cl 2混合光照爆炸实验的改进[J ].实验教学与仪器,2002(6):19.[10]兰劲. 氢气和氯气混和光照爆炸 实验的改进[J ].四川师范大学学报(自然科学版),1988(4):102.[11]张改花.氢氯混合气光照爆炸创新实验[J ].化学教育,2003(Z1):70.[12]刘锦平.基于微型实验失败案例的拟题与反思[J ].中国教育技术装备,2009(29):128-129.[13]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[S ].北京:人民教育出版社,2020:15.[14]陈云生.氢㊁氯混合气中的水蒸气是光照爆炸实验失败的主要原因[J ].化学教育,1995(6):32-34.[15]张贻珍,姜玉敏.中学化学实验教学[M ].石家庄:河北教育出版,1994:91-96.[16]黄艳娥,祖秀玲.氢氯混合气光照爆鸣实验设计[J ].唐山师范学院学报,2006(2):38-40.(责任编辑:李巧红)36。
化学试验设计章第节 正交设计法
这种交互作用在农业生产中最常用，如考察磷肥、氮肥复合使
用对产量的影响等。在化学化工中也有使用，用一个例子简单
说明。
10
例7：乙酰胺苯磺化反应试验。 试验目的：提高乙酰胺苯磺化的产率。 试验指标：产率。 试验要考察的因素有：反应温度、反应时间、硫酸浓度以及搅 拌方式。考察的水平如下：
因素－水平表
因素
16
二元表的做法： 对于这种4因素2水平的正交试验，从安排的正交表及试验结 果可知，涉及到A1B1的有1、2号试验A1B1C1D1和 A1B1C2D2，这两次试验结果的平均值代表A1B1；涉及到 A1B2的有3、4号试验A1B2C1D2和A1B2C2D1，两次试验结 果的平均值代表A1B2 ；其他的依次类推。那么二元表的做法 如下：
12
表头设计
表头 A
B A×B C A×C
D
设计 0g），反应时间考察2个水平（10、15min），那么如何安排这个试验？
R=k1A- k2A ＝53.
列号 1 2 3 4 这里A有使用200 ml乙醇做溶剂（水平1）和不使用乙醇（水平2）两种情况。
5
6
7
可以看出,A1B2(50℃,2小时)平均产率较高,与A2B1(70℃,1小时)产率差不多,从提高工效来看,A2B1比用A1B2好,因为时间可以减少一半.
同样在极差表中，比较k1B和k2B, 可见k1产率高（水合肼用量2
倍）。 故此我们是不是可以从趋势上合理的分析：随水合肼用量的增 加，产率提高 ？
6
因此决定在2倍用量的周围,再取1.7倍与2.3倍两个新用量继 续试验 ——这即是有苗头处着重加密原则。 另外再选定反应时间和加料速度两个因素。 最终新的因素－水平表如下：
需要说明的是：拟水平后的表对所有因素来说不具有均衡搭配 性质，但是，仍具有部分均衡搭配的性质，因此拟水平法仍保 留了正交表的优点 。
人教课标版 化学创新实验设计PPT
思考：
是弱？试用实验方法探究。
设计要求
原理正确 操作简便
NaaClO制备实验方案
设计要求
原理正确 原料价廉 设备可行 操作简便
你能设计几种方案？
实验方案的评价和选择
原理 正确 原料 丰富 条件 合适 方案 确定
原理：NaCl + H 2O ====NaClO +H2 装置：请你设计 思考：
氧化性 酸碱性 焰色反应
问题二：
请你理论推测次氯酸钠可能的 化学性质，并设计实验给予验证
次氯酸钠的化学性质
1.弱碱性 (弱酸强碱盐） 2.强氧化性 （氯元素+1价，化合价易降低） 3.漂白性
（强氧化剂）
4.弱还原性
（氯元素+1价，化合价可升高）
实验过程交流
实验 设计 实验 操作 实验 现象 实验 分析 实验 结论
请你设计检测步骤，课外分小组 实验测定该“NaClO消毒液”质量是 否合格。
课后实践
1.以“设计优秀实验方案并实施的体会” 为题写一篇小论文，字数不限。
2. 用 网上搜索 常用消毒液有哪些？使用时各注意什 么问 题？
4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威 5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳 6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立 7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清 8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁 9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚 10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基 11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德 12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰 15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基 16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁 17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东 18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁 19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫· 托尔斯泰 20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰· 贝勒斯 22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东 25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基 13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。 53、希望是厄运的忠实的姐妹。 54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。 55、领导的速度决定团队的效率。 56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。 57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。 58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。 59、不要说你不会做！你是个人你就会做！ 60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。 61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。 62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。 63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东西。 64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。 65、再冷的石头，坐上三年也会暖。 66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？ 67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！ 68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。 69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。 70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 71、胜利，是属于最坚韧的人。 72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。 73、只要路是对的，就不怕路远。 74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。3、上帝助自助者。 24、凡事要三思，但比三思更重要的是三思而行。 25、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。 26、没有退路的时候，正是潜力发挥最大的时候。 27、没有糟糕的事情，只有糟糕的心情。 28、不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。 29、打开你的手机，收到我的祝福，忘掉所有烦恼，你会幸福每秒，对着镜子笑笑，从此开心到老，想想明天美好，相信自己最好。 30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。 31、生活中若没有朋友，就像生活中没有阳光一样。 32、任何业绩的质变，都来自于量变的积累。 33、空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。 34、不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。 35、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。 36、失败者任其失败，成功者创造成功。 37、世上没有绝望的处境，只有对处境绝望的人。 38、天助自助者，你要你就能。 39、我自信，故我成功；我行，我一定能行。 40、每个人都有潜在的能量，只是很容易：被习惯所掩盖，被时间所迷离，被惰性所消磨。 41、从现在开始，不要未语泪先流。 75、自己选择的路，跪着也要走完。
化学实验教学通用PPT
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化学实验、公开课、教师说课、教学培训PPT模板
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浓NaOH溶液与酚酞的颜色变化(共12张PPT)
现象探秘:浓NaOH溶液中滴酚酞，先变红后褪色(褪色较
快)，原因何在？
思路分析：丁同学的猜想认为：溶液褪色的原因是与氢氧化钠溶液浓度大小有关，设计实验应该控制的就是浓度这个变量，对比分析。
【问题解答】实验探究表明：酚酞遇碱显红色受到溶液中 （2）丙同学认为乙同学的猜想也不正确，他的理由是：氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠水溶液显碱性
第11页，共12页。
现象探秘:浓NaOH溶液中滴酚酞，先变红后褪色(褪
色较快)，原因何在？ 【延伸思考 】2．碳酸钠水溶液显碱性，溶液中有大量自 由移动的OH—，其浓度足以使得酚酞溶液的红色很快褪去 吗？同样可以通过控制浓度变量设计实验来探究，同学们
浓NaOH溶液中滴酚酞，先变红后褪色(褪 色较快)，原因何在？
第1页，共12页。
【例题】（2010江宁一模-25）（部分）甲、乙、丙、丁四位 同学在做碱溶液与酚酞作用的实验时，发现了一个意外的现
象：氢氧化钠溶液滴入酚酞试液，溶液变成了红色，可是 过了一会儿红色就消失了。
于是他们对这一现象进行了探究。 [探究目的]探究溶液由红色变无色的原因。
将H2由导管口b导入液面下，以验证丙同学的猜想。
第6页，共12页。
【例题】 [设计与实验] (4)若丁同学的猜想正确,大家能设计实验证明吗?
实验方法 ▲
可能观察到的现象和结论 ▲
[得出结论]丁同学的猜想正确，溶液褪色的原因与氢氧
化钠溶液__▲__大小有关。
第7页，共12页。
思路分析：丁同学的猜想认为：溶液褪色的原因
[提出猜想] 甲：可能是酚酞变质造成的； 乙：可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应的缘故； 丙：可能是酚酞与空气中的氧气反应,使红色消失；
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对比是一把“解剖刀”, “从相同之处找不同，从不同之中找 相同”，而对比联系方法能将“解剖刀”磨得更加锋利。
实验内容：用镁、铝、锌、铁、铜五种金属做成它们各自 元素符号的形状，将它们各自放在小烧杯中，然后向小烧 杯里注入少量的盐酸中。我们来回味本实验在不同教学时 段的操作与功能。
回味1：第一次应用是在上《绪言》课之初展示该实验 回味2：在第一单元课题1教学时第二次用到该实验，因为第一单元课题1的学 习目标之一是学习观察实验现象的方法。 回味3：在学习元素符号时老师第三次回味该实验，我们把镁、铝、锌、铁、 铜各做成了它们各自元素符号的模样。目的是让学生在激情高昂观察实验现象 的同时，不知不觉认识相关的元素符号。 回味4：在金属活动顺序教学中，教师再次提出该实验，并与下册教材在P11页 卡通画作对比（如上图），
背
景 1
自主、合作、 探究学习方式
“新课程改革”
“教育现代化”
“探究式教学理念”
“STSE”教育理念
探究式教学
化学课程改革的 根本目标
化学课堂教学的最终目标是转变学生的学习方式，促
进学生自主学习，从而使学生获得主动发展，因此，在化 学教学中要注重引导学生进行探究式学习。
探究式教学——以探究为主的教学
小
结
• 不同实验内容学习目标不同； • 不同阶段实验内容学习目标各有侧重 • 认识上述五类实验知识与方法对于化学实
验教学是十分有利的。
1、开发实验仪器 创设教学情景
1、开发实验仪器 创设教学情景
方案 1.开发简单实验仪器
开发一些简单 的仪器装置， 在化学教学中 也能发挥出独 特的作用
举例：开发简单实验仪器
教学有意境， 创新无止境。
指导思想（化学实验教学设计与创新 ）
• 引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习；
• 通过探究性实验教学激发学生创新欲望和兴趣； • 本理念（化学实验教学设计与创新 ）
• 通过以化学实验为主的多种探究活动，
• 使学生体验科学研究的过程，
回味5：在学习酸的化学性质时最后一次提示这一实验分析酸的化学性质。 （前设后置的方法）
化学实验教学的层次与方法（具体措施） • 4、教会学生熟知化学实验的规则知识
新课程标准
“化学课程要求学生遵守化 学实验室的规则，初步形成 良好的实验工作习惯。”
新课程理念
提倡同学们的自主学习， 目的是张杨同学们的个 性.
• 4、教会
• 5、培养
化学实验教学的层次与方法（具体措施） • 1、引导学生明确化学实验的基本特征 • 2、促使学生建立化学实验的思维模型 • 3、提高学生联系化学实验的对比能力 • 4、教会学生熟知化学实验的规则知识
• 5、培养学生理解化学实验的误差处理
化学实验教学的层次与方法（具体措施）
• 1、引导学生明确化学实验的基本特征
“化学是实践学科”
“学科的重要性”
“学习的方法论”
化学是中心学科
科学分类（复杂程度）
数学、物理学
上
游
化学 生命、材料、环境
中 游
下 游
化学是实践学科 实践性
“学习的方法论”
是学生学习化学的
自主性 创造性 综合性 趣味性
一种重要的学习方
式,
是培养学生创新精
神和实践能力的重 要途径.
内 容
一、中学化学实验教学创新理念
“化学实验的基本特征”
化学实验教学的层次与方法（具体措施）
• 2、促使学生建立化学实验的思维模型
使学生建立 “观察与分析实验现象”的思维模型
《观察和描述──对蜡烛及其燃烧的探究》实验
“观察与分析实验现象”的思维模型
本实验中的内容是“关注物质的 性质──关注物质的变化──关注物 质的变化过程及其现象”。
对物质在变化前、变化中或变化 后的现象进行细致的 “观察与描 述”.
对实验局部的特点的品析与记忆。 如：蜡烛燃烧火焰分三层等。
化学实验教学的层次与方法（具体措施） • 3、提高学生联系化学实验的对比能力
化学实验教学的层次与方法（具体措施）
实验室一般实验都遵从“实验原理 ──实验操作──实验现象──实验结 论”逻辑思路
“STSE” 是科学—技术—社会—环境英文字母的缩
写。它是近二、三十年来世界上形成的一种新的教育思想 和模式，其影响正在日益扩大。 它强调了在科学教育中加 强科学技术与社会的关系，以
及科学技术在社会生产、生
活中的应用。作为当前国际 理科教育改革的潮流和热点。
背
景2
科学地位 实践特点
“化学是中心学科
指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自 主学习和合作讨论为前提，以教材为基本探究内容，以 学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分 自由表达、质疑、探究、讨论 引入到实验 问题的机会，让学生通过 教学中 个人、小组、集体等多
种解难释疑尝试活动， 将自己所学知识应用于
解决实际问题。
“STSE”教育理念
• 激发学习化学的兴趣， • 强化科学探究的意识，
• 促进学习方式的转变，
• 培养学生的创新精神和实践能力。”
二、化学实验教学的层次与方法
学科知识特点
学生的学习心理
由浅入深
• 教学层次性 • 方法科学性
化学实验教学的层次与方法
• 1、引导
由浅入深
• 教学层次性 • 方法科学性
• 2、促使
措 • 3、提高 施
从竹子中抽出一定体积气体、再从 空气中抽出同等体积的气体，再将 它们分别注入等体积的同一质量分 数的石灰水中，观察到实验现象有 什么不同？ 如为了强化空气中不只是有氧气组 成，将点燃的木炭先放在装有空气 的瓶中燃烧，再放入氧气瓶中燃烧。
对比是一把“解剖刀”, “从相同之处找不同，从不同之中找 相同”，而对比联系方法能将“解剖刀”磨得更加锋利。
从新课标对实验技能提出六个方面的内容分析，规 则性知识是实验技能的一部分，又是其它实验技能 的基础，所以规则要记、规则要练、规则要用。
化学实验教学的层次与方法（具体措施） • 5、培养学生理解化学实验的误差处理
难点：“量化实验”和处理实验误差
定位在：“讲明道理，理解不深究”
这一层面，同学们只要能从“量”的变化中 解释实验所证明的问题；能在处理“量”的 准确性上认识误差产生的主要原因。
微型电解实验装置
喷泉实验装置
1、开发实验仪器 创设教学情景
方案 2.寻找仪器替代用品
用日常生活用品替代一些化学仪器，不仅节约开支，而 且实验效果很好。