引論:我們?yōu)槟砹?3篇化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫(xiě)作時(shí)的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
篇1
作為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生必要的實(shí)踐鍛煉環(huán)節(jié)———分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)非常有助于促進(jìn)學(xué)生去掌握分析化學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí),同時(shí)相關(guān)的基本操作實(shí)操訓(xùn)練能有效的提高學(xué)生的操作技能,讓學(xué)生建立起定性和定量的概念。整個(gè)過(guò)程的訓(xùn)練對(duì)于學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)起著非常關(guān)鍵的作用。此外,解決問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力通過(guò)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)也可以大大的提高,在培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的道路上至關(guān)重要。因此,對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展和探索實(shí)際意義重大,尤其是在把握分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和發(fā)展方向方面[1]。作為重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)致力于培養(yǎng)學(xué)生具有定量分析的能力,因此分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐環(huán)節(jié)在內(nèi)容的安排上顯得尤為重要[2]?,F(xiàn)有分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上的安排仍然是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,主要是關(guān)于滴定分析的一些基本操作練習(xí)、驗(yàn)證滴定知識(shí)點(diǎn)以及相關(guān)的綜合性實(shí)驗(yàn)。從整體內(nèi)容上來(lái)看實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和分析方法上相對(duì)單一,每個(gè)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)性較少,且相對(duì)孤立。綜合性實(shí)驗(yàn)仍然存在“照方抓藥”的操作程序,缺乏對(duì)學(xué)生科學(xué)性思考的有效訓(xùn)練、獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)以及創(chuàng)造性思維的激發(fā)。此外,學(xué)生對(duì)“量”的概念認(rèn)識(shí)不清、把握不準(zhǔn),尤其在滴定終點(diǎn)對(duì)終點(diǎn)判斷不準(zhǔn)確,常常出現(xiàn)滴定終點(diǎn)滴過(guò)的情況。針對(duì)上述存在的問(wèn)題,我們對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容上進(jìn)行了深化改革,對(duì)在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了深刻的分析和思考,提出了分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該從實(shí)踐的內(nèi)容安排上、方法多樣性上、難度維度方面進(jìn)行調(diào)整,其目的就是提高學(xué)生對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知從而提高應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的實(shí)操能力,為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生在未來(lái)從事煤化工、醫(yī)藥、新能源領(lǐng)域的工作提供良好的平臺(tái)[3]。
2分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案探索
2.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容環(huán)節(jié)
我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)主要是為內(nèi)蒙古煤化工、新能源行業(yè)培養(yǎng)分析測(cè)試方面的人才,為了符合應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案,在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐內(nèi)容上緊密聯(lián)系行業(yè)的實(shí)際需求,更加注重傳統(tǒng)實(shí)踐內(nèi)容和行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀相結(jié)合,加強(qiáng)了交叉學(xué)科間知識(shí)的相互結(jié)合與滲透[4]。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是由簡(jiǎn)到難層層遞進(jìn)的方式進(jìn)行展開(kāi),設(shè)置了分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)以及提高創(chuàng)新型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),具體實(shí)驗(yàn)安排見(jiàn)表1。2.1.1基本操作實(shí)驗(yàn)部分在基本操作實(shí)驗(yàn)部分首先開(kāi)設(shè)了天平的使用,了解了天平的結(jié)構(gòu)原理,練習(xí)了三種稱量方法以及天平使用的規(guī)則。其次,鞏固了滴定分析儀器滴定管的使用,滴定管在使用前需要做的準(zhǔn)備,標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入滴定管操作步驟以及如何正確的讀數(shù)。此外,為了進(jìn)一步加強(qiáng)基本操作能力增加了容量瓶、移液管、吸量管的使用,通過(guò)上述練習(xí)的設(shè)置更加注重實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范化的訓(xùn)練。2.1.2驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)部分驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)了5個(gè)實(shí)驗(yàn)主要涉及到四大滴定方法,在實(shí)驗(yàn)的設(shè)置上由簡(jiǎn)單的酸堿滴定有機(jī)酸摩爾質(zhì)量的測(cè)定逐漸增加難度,有機(jī)酸摩爾質(zhì)量的測(cè)定主要考察的是學(xué)生對(duì)酸堿滴定相關(guān)知識(shí)的掌握,在學(xué)生實(shí)際做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)在滴定操作不規(guī)范,在滴定終點(diǎn)“一滴”和“半滴”操作掌握不好,從而造成終點(diǎn)滴定過(guò)量最終誤差增大。針對(duì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)的上述的情況,在新的內(nèi)容中進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn),首先是設(shè)置了有機(jī)酸摩爾質(zhì)量的測(cè)定實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生對(duì)滴定規(guī)范操作進(jìn)行基本訓(xùn)練,讓學(xué)生對(duì)終點(diǎn)判斷有所初步認(rèn)知。其次,為了提高操作技能安排了雙指示劑法測(cè)定混合堿的實(shí)驗(yàn),第一步用酚酞作為指示劑,在滴定終點(diǎn)溶液顏色由紫紅色變?yōu)槲⒓t色作為第一個(gè)等當(dāng)點(diǎn),整個(gè)滴定過(guò)程中要求學(xué)生按操作規(guī)范進(jìn)行滴定,滴定終點(diǎn)的判斷要準(zhǔn)確無(wú)誤,然后在上述的同一份溶液中加入甲基橙作為第二種指示劑,由于第一個(gè)等當(dāng)點(diǎn)的顏色為微紅色,再加入甲基橙后溶液顏色的疊加會(huì)使溶液顏色呈現(xiàn)不完全是甲基橙的顏色,要求學(xué)生注意觀察此時(shí)溶液顏色并做好記錄,雙指示劑實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)非常有助于學(xué)生對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷,而且加強(qiáng)了滴定操作規(guī)范化。在上述酸堿滴定實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生的操作技能可以得到充分鍛煉的基礎(chǔ)上,通過(guò)自來(lái)水水硬度檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握鈣指示劑的應(yīng)用條件同時(shí)進(jìn)一步練習(xí)容量瓶、移液管的使用。水硬度的測(cè)定其本質(zhì)是Ca2+、Mg2+離子與EDTA發(fā)生了一個(gè)絡(luò)合反應(yīng)。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)認(rèn)知分析化學(xué)理論知識(shí),深化分析化學(xué)理論知識(shí)的掌握,學(xué)生學(xué)習(xí)掌握知識(shí)的能力可以得到充分培養(yǎng)[5]。在間接碘量法測(cè)定硫酸銅溶液中銅含量的實(shí)驗(yàn)中,由于體系發(fā)生一系列的氧化還原反應(yīng)存在多種顏色物質(zhì)的混合,造成溶液顏色疊加致使學(xué)生在觀察溶液顏色變化存在很大的偏差,基于這一實(shí)際情況在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要提前做實(shí)驗(yàn)演示,讓學(xué)生對(duì)顏色疊加產(chǎn)生的變化可以直觀的觀察到,以標(biāo)準(zhǔn)樣品顏色作為基準(zhǔn)可以大大提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成功率。2.1.3設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)部分團(tuán)隊(duì)合作設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)主要是讓學(xué)生以小組的形式通過(guò)已經(jīng)學(xué)習(xí)到的分析化學(xué)理論知識(shí),并結(jié)合文獻(xiàn)資料進(jìn)行歸納總結(jié),最后通過(guò)對(duì)所學(xué)到的理論知識(shí)的綜合運(yùn)用以及查閱相關(guān)資料來(lái)解決實(shí)際中遇到的問(wèn)題[6-7]。在完成上述基本實(shí)驗(yàn)操作試驗(yàn)的訓(xùn)練后,以HCl-NH4Cl混合液中各組分濃度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)作為設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的方案首先需要了解HCl和NH4Cl的性質(zhì),鹽酸是一個(gè)一元強(qiáng)酸而NH4Cl是一元弱酸,基于上述的性質(zhì)當(dāng)它們作為混合物時(shí)可以進(jìn)行分步驟滴定。在了解上述的內(nèi)容后還要通過(guò)查閱相關(guān)資料確定NH4Cl能不能直接用氫氧化鈉直接滴定,針對(duì)這一問(wèn)題需要學(xué)生具體確定一元弱酸的滴定方法。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)生的研究探索精神的激發(fā),知識(shí)的連貫性和相關(guān)性也得以加強(qiáng),有益于獨(dú)立思考的能力的培養(yǎng)以及創(chuàng)新性的思維模式和團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)。
2.2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)實(shí)施方法,提高實(shí)驗(yàn)操作質(zhì)量
傳統(tǒng)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施方法主要以板書(shū)講授的形式,學(xué)生根據(jù)老師講授的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際操作和演練,在整個(gè)過(guò)程中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程“量”的概念不夠直觀,對(duì)反應(yīng)終點(diǎn)的判斷不夠準(zhǔn)確,同時(shí)機(jī)械性的操作、單調(diào)的流程也不能激發(fā)學(xué)生的探索興趣和創(chuàng)新意識(shí),在一定程度上不能提高學(xué)生想象力,從而使學(xué)生始終處于被動(dòng)接受學(xué)習(xí)的狀態(tài)[8-9]。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)的核心是把握量的概念,減少人為誤差,提高測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度,為了做到上述這點(diǎn)需要改進(jìn)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)J?,譬?在實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)階段引入虛擬仿真環(huán)節(jié),學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)階段可采用可視化的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)———用各種分析實(shí)驗(yàn)的滴定儀器模擬實(shí)際操作中的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,再按照實(shí)驗(yàn)步驟在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上組裝成一套完整的與實(shí)操實(shí)驗(yàn)相符的虛擬實(shí)驗(yàn)裝置,并在此虛擬平臺(tái)上按照步驟完成具體的實(shí)驗(yàn)操作[10]。學(xué)生在此虛擬的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中體會(huì)到真實(shí)做實(shí)驗(yàn)的感覺(jué),并操作虛擬的分析儀器設(shè)備來(lái)完成整個(gè)分析實(shí)驗(yàn),可以非常直觀的感受實(shí)驗(yàn)過(guò)程、觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)生的現(xiàn)象,對(duì)滴定終點(diǎn)的顏色判斷更加直觀從而建立學(xué)生定量的概念。
2.3制定科學(xué)的考核評(píng)價(jià)體系
科學(xué)的考核評(píng)價(jià)體系非常有利于了解學(xué)生學(xué)習(xí)的真實(shí)情況,真實(shí)反映出的情況有助于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施環(huán)節(jié)的進(jìn)步并不斷提高實(shí)驗(yàn)的成功率。在傳統(tǒng)環(huán)節(jié)中分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)更加注重實(shí)驗(yàn)操作的環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)束對(duì)實(shí)驗(yàn)反思的環(huán)節(jié)有時(shí)候會(huì)忽略。因此,常常會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后學(xué)生對(duì)所做實(shí)驗(yàn)印象不深,甚至對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錯(cuò)的情況。針對(duì)這一問(wèn)題在實(shí)驗(yàn)考核部分在重視實(shí)驗(yàn)操作的前提下也應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的部分。每個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)課前學(xué)生都要按照要求書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告,實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中要寫(xiě)明反應(yīng)原理,實(shí)驗(yàn)步驟部分要做流程圖,分步驟的流程圖(框架圖)可以幫助學(xué)生對(duì)機(jī)理的理解。在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)要細(xì)化打分細(xì)則,對(duì)于關(guān)鍵操作步驟要設(shè)置打分點(diǎn),譬如:指示劑滴加的量,滴定速度,滴定手法,讀數(shù)是否正確,終點(diǎn)“半滴”操作是否正確等方面,目的在于提高學(xué)生對(duì)滴定關(guān)鍵操作步驟的重視度。此外,對(duì)每一組學(xué)生數(shù)據(jù)記錄要進(jìn)行規(guī)范要求,養(yǎng)成良好科學(xué)的記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要求學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對(duì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)要進(jìn)行處理,還要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),并讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)失敗進(jìn)行反思找出導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)差錯(cuò)的原因,并進(jìn)行分析如何可以規(guī)避。通過(guò)上述科學(xué)的考核評(píng)價(jià)體系可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情、督促學(xué)生對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱愛(ài),同時(shí)也可以能及時(shí)了解到學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋。
2.4實(shí)施效果分析
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)探索與研究方案對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)用虛擬仿真平臺(tái)和預(yù)習(xí)報(bào)告相結(jié)合方式,實(shí)驗(yàn)考核,實(shí)驗(yàn)報(bào)告加強(qiáng)反思和數(shù)據(jù)處理等幾個(gè)方面對(duì)學(xué)生做了調(diào)研統(tǒng)計(jì),對(duì)學(xué)生知識(shí)度掌握的情況以及滿意度都做了回訪(表2),同時(shí)調(diào)研了此次研究方案對(duì)學(xué)生參與到科研工作、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作的幫助。從表2中可以看出,分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)新方案實(shí)施后,學(xué)生在知識(shí)點(diǎn)構(gòu)建滿意度、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,參與科研工作以及參與創(chuàng)新項(xiàng)目較之前都明顯提高。
3結(jié)語(yǔ)
通過(guò)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法上的探索與研究,對(duì)學(xué)生的獨(dú)立思考能力可以得到很好的鍛煉,同時(shí)有助于學(xué)生對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的理解與掌握,對(duì)分析化學(xué)中量的概念的建立很有幫助。通過(guò)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施更是鍛煉了學(xué)生解決問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力,特別易于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象敏銳力的提高、突發(fā)事件的處理能力以及科技的創(chuàng)新意識(shí)的建立,從而進(jìn)一步提高應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在煤化工行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
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篇2
1.確定實(shí)驗(yàn)原理。要求學(xué)生在認(rèn)真審題、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上,綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí),通過(guò)類比、遷移、分析,從而確定(選擇或擬出)實(shí)驗(yàn)原理。
2.選擇實(shí)驗(yàn)用品。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,以及反?yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件等,合理選擇實(shí)驗(yàn)所需的儀器和藥品。
3.設(shè)計(jì)裝置步驟。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,以及選用的實(shí)驗(yàn)儀器和用品,設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟,并繪制或識(shí)別相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。
4.觀察現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理和過(guò)程,預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)將觀察到的現(xiàn)象,以及實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶⒁涗浤男?shù)據(jù)等。
5.分析得出結(jié)論。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察得到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù),通過(guò)分析或計(jì)算、審讀圖表、推理論證等處理,得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
6.對(duì)實(shí)驗(yàn)方案作出評(píng)價(jià)。根據(jù)題目所要求的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?duì)實(shí)驗(yàn)所采取的原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等作出優(yōu)與劣、好與壞等的分析和評(píng)價(jià),并在評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上作出改進(jìn)等。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)試題的類型
(一)物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
【例1】孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量Fe、Si的化合物。實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO4?5H2O及CaCO3。
步驟如下:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)溶液A中的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。從下列所給試劑中選擇:實(shí)驗(yàn)步驟中試劑①為(填代號(hào)),檢驗(yàn)溶液A中Fe3+的最佳試劑為(填代號(hào))。
a.KMnO4b.(NH4)2S
c.H2O2d.KSCN
(2)由溶液C獲得CuSO4?5H2O,需要經(jīng)過(guò)加熱蒸發(fā)、、過(guò)濾等操作。除燒杯、漏斗外,過(guò)濾操作還用到另一玻璃儀器,該儀器在此操作中的主要作用是。
(3)制備CaCO3時(shí),應(yīng)向CaCl2溶液中先通入(或先加入)(填化學(xué)式)。若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有氨氣逸出,應(yīng)選用下列裝置回收(填代號(hào))。
(4)欲測(cè)定溶液A中Fe2+的濃度,需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液,定容時(shí)視線應(yīng),直到。用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)應(yīng)選用滴定管(填“酸式”或“堿式”)。
參考答案:(1)cd
(2)冷卻結(jié)晶引流
(3)NH3 (或NH3?H2O)b
(4)平視凹液面(或平視刻度線)凹液面的最低處與刻度線相切酸式
啟示:制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),對(duì)鞏固元素化合物知識(shí)和掌握各類有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,全面訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力是非常有益的。
制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),應(yīng)遵循以下原則:①條件合適,操作方便;②原理正確,步驟簡(jiǎn)單;③原料豐富,價(jià)格低廉;④產(chǎn)物純凈,污染物少。即從多種路線中選出一種最佳的制備途徑,合理地選擇化學(xué)儀器與藥品,設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。
(二)物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
【例2】已知氨可以與灼熱的氧化銅反應(yīng)得到氮?dú)夂徒饘巽~,用下圖中的裝置可以實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)。
回答下列問(wèn)題:
(1)A中加入的物質(zhì)是,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。
(2)B中加入的物質(zhì)是,其作用是。
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)在C中觀察到的現(xiàn)象是,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)在D中觀察到的現(xiàn)象是,D中收集到的物質(zhì)是,檢驗(yàn)該物質(zhì)的方法和現(xiàn)象是。
參考答案:(1)固體NH4Cl和Ca(OH)2
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O
(2)堿石灰(或CaO)除去NH3氣流中的水汽(或干燥NH3)
(3)黑色粉末部分逐漸變?yōu)榧t色
2NH3+3CuO N2+3H2O+3Cu
(4)出現(xiàn)無(wú)色液體氨水用紅色石蕊試紙檢驗(yàn),試紙變藍(lán);用無(wú)水CuSO4粉末檢驗(yàn),無(wú)水CuSO4變藍(lán)
啟示:對(duì)于物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),主要是從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或從物質(zhì)的屬類去推測(cè)物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì),而后據(jù)此設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案,去探索它可能具有的性質(zhì)。該類試題的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)潔的實(shí)驗(yàn)方案,要求操作簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)便易行,現(xiàn)象明顯,且安全可行。
解答物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)題的基本流程為:研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)可能性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(方法、步驟、儀器、藥品、操作要點(diǎn)、現(xiàn)象及分析、結(jié)論等)實(shí)施實(shí)驗(yàn)結(jié)論。其基本思路如下圖所示:
(三)物質(zhì)(離子)檢驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
【例3】三草酸合鐵酸鉀晶體K3[Fe(C2O4)3]?3H2O可用于攝影和藍(lán)色印刷。某小組將無(wú)水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解,對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究。請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗(yàn)證和探究過(guò)程。
限選試劑:濃硫酸、1.0 mol?L-1 HNO3、1.0 mol?L-1鹽酸、1.0 mol?L-1 NaOH、3% H2O2 、0.1 mol?L-1 KI、0.1 mol?L-1 CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水。
(1)將氣體產(chǎn)物依次通過(guò)澄清石灰水(A)、濃硫酸、灼熱氧化銅(B)、澄清石灰水(C),觀察到A、C中澄清石灰水都變渾濁,B中有紅色固體生成,則氣體產(chǎn)物是。
(2)該小組同學(xué)查閱資料后推知,固體產(chǎn)物中,鐵元素不可能以三價(jià)形式存在,而鹽只有K2CO3。驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是,現(xiàn)象是。
(3)固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。
①提出合理假設(shè)
假設(shè)1:;
假設(shè)2:;
假設(shè)3:。
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)。
③實(shí)驗(yàn)過(guò)程根據(jù)②中方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。按下表的格式寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟1:步驟2:步驟3:……參考答案: (1)CO2和CO
(2)焰色反應(yīng)透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃,觀察到紫色火焰
(3)①假設(shè)1:鐵元素的存在形式為Fe單質(zhì)
假設(shè)2:鐵元素的存在形式為FeO
假設(shè)3:鐵元素的存在形式為Fe與FeO的混合
③
實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟 1:取適量固體產(chǎn)物于試管中,加入足量蒸餾水,充分振蕩使K2CO3完全溶解。分離不溶固體與溶液,用蒸餾水充分洗滌不溶固體固體產(chǎn)物部分溶解步驟2:向試管中加入適量CuSO4溶液,再加入少量上述不溶固體,充分振蕩(1)若藍(lán)色溶液顏色及加入的不溶固體無(wú)明顯變化,則假設(shè)2成立
(2)若藍(lán)色溶液顏色明顯改變,且有暗紅色固體物質(zhì)生成,則證明有Fe單質(zhì)存在步驟3:繼續(xù)步驟2中的(2),進(jìn)行固液分離,用蒸餾水洗滌固體至洗滌液無(wú)色。取少量固體于試管中,滴加過(guò)量HCl后,靜置,取上層清液,滴加適量H2O2,充分振蕩后滴加KSCN結(jié)合步驟2中的(2):
(1)若溶液基本無(wú)色,則假設(shè)1成立
(2)若溶液呈血紅色,則假設(shè)3成立啟示:解物質(zhì)(離子)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)試題的思維程序如下:(1)先對(duì)試樣進(jìn)行外觀觀察,確定其顏色、氣味、狀態(tài)等。(2)準(zhǔn)備試樣,并進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)試樣是固體時(shí),應(yīng)先取少量配成溶液,同時(shí)觀察試樣是否溶解,在溶解時(shí)有無(wú)氣體產(chǎn)生等,以初步判斷試樣可能含有哪類物質(zhì)。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。
(四)綜合探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
【例4】乙二酸(HOOCCOOH)俗稱草酸。某研究小組為探究乙二酸的部分化學(xué)性質(zhì),進(jìn)行了下述實(shí)驗(yàn):
(1)向盛有少量乙二酸的飽和溶液的試管內(nèi)滴入用稀硫酸酸化的KMnO4溶液,振蕩,觀察到的現(xiàn)象為溶液紫紅色褪去,說(shuō)明乙二酸具有(填“氧化性”、“還原性”或“酸性”)。
(2)向圖甲的A試管中加入一定量的乙二醇、濃硫酸和乙二酸,用酒精燈小火均勻加熱該試管3~5 min,在B試管中有油狀液體產(chǎn)生,若反應(yīng)中生成了六元環(huán)狀化合物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為,其中B試管中的導(dǎo)管不伸入液面下的原因是,飽和碳酸鈉溶液的作用是。
(3)已知:草酸在約157℃時(shí)升華,在175℃時(shí)受熱分解可生成H2O、CO2和CO;草酸鈣是難溶于水的白色固體。該研究小組設(shè)計(jì)了一套驗(yàn)證草酸受熱分解并檢驗(yàn)產(chǎn)物中有CO2的實(shí)驗(yàn)裝置,如圖乙所示。請(qǐng)回答:
①?gòu)沫h(huán)境保護(hù)的角度看,應(yīng)增加尾氣處理裝置,你如何進(jìn)行尾氣處理。②依據(jù)題給數(shù)據(jù),請(qǐng)分析根據(jù)D試管中澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象,能否確定草酸分解產(chǎn)物中有CO2(填“能確定”或“不能確定”),理由是。
參考答案:(1)還原性
(2)COOHCOOH+CH2HOCH2HO濃H2SO4COOCH2COOCH2+2H2O防止加熱不均勻而使碳酸鈉溶液倒吸入加熱的A試管中除去酯中混有的乙二酸和乙二醇,同時(shí)減小酯在水中的溶解度,便于酯分層析出
(3)①在裝置的尾端放一個(gè)點(diǎn)燃的酒精燈(其他合理答案均可)
②不能確定因草酸升華后可能有部分進(jìn)入D試管,與澄清石灰水反應(yīng)生成草酸鈣沉淀,從而對(duì)CO2的檢驗(yàn)造成干擾
啟示:對(duì)于綜合探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)類試題,其解題思路一般為:
(1)巧審題,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?。?shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)題的核心,是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和起點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理可從題給的化學(xué)情境(或題首所給實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┎⒔Y(jié)合元素化合物等有關(guān)知識(shí)獲取。在此基礎(chǔ)上,遵循可靠性、簡(jiǎn)潔性、安全性的原則,確定符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求的方案?/p>
(2)想過(guò)程,理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。根據(jù)由實(shí)驗(yàn)原理所確定的實(shí)驗(yàn)方案中的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,確定實(shí)驗(yàn)操作的方法步驟,把握各步實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn),理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。
(3)看準(zhǔn)圖,分析各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)裝置的作用。有許多綜合探究實(shí)驗(yàn)題圖文結(jié)合,思考容量大。在分析解答過(guò)程中,要認(rèn)真細(xì)致地分析圖中所示的各項(xiàng)裝置,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,確定它們?cè)谠搶?shí)驗(yàn)中的作用。
(4)細(xì)分析,得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))是化學(xué)原理的外在表現(xiàn)。在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或數(shù)據(jù))的過(guò)程中,要善于找出影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵以及產(chǎn)生誤差的原因,或從有關(guān)數(shù)據(jù)中歸納出定量公式,繪制一定的變化曲線等。
根據(jù)對(duì)以上試題的分析可知,解化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案類試題時(shí)必須特別注意以下幾方面:(1)原理恰當(dāng);(2)效果明顯;(3)裝置簡(jiǎn)單;(4)操作安全;(5)節(jié)約藥品;(6)實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單;(7)誤差較小等。換句話說(shuō),就是要符合“綠色化學(xué)”的要求(注:“綠色化學(xué)”研究的中心問(wèn)題是使化學(xué)反應(yīng)以及其產(chǎn)物具有以下特點(diǎn)――采用無(wú)毒、無(wú)害的原料;在無(wú)毒、無(wú)害的反應(yīng)條件下進(jìn)行;減量、循環(huán)、重復(fù)使用;具有“原子經(jīng)濟(jì)性”,即反應(yīng)具有高選擇性、極少副產(chǎn)物、甚至實(shí)現(xiàn)零排放;產(chǎn)品應(yīng)是對(duì)環(huán)境友好的;滿足價(jià)廉物美的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn))。以上幾個(gè)方面不僅在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中必須充分注意,同時(shí)這些標(biāo)準(zhǔn)也是對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)價(jià)的相關(guān)要素。
三、常用解題策略及思想
(一)類比思想
不同物質(zhì)的屬類、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備等諸方面可能有某些相似甚至相同之處。類比是學(xué)習(xí)中常用的一種科學(xué)思維方式,可將不同物質(zhì)進(jìn)行由此及彼的聯(lián)系,可以簡(jiǎn)化思維過(guò)程,提高思維效率。
【例5】某?;瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了金屬的知識(shí)后,為了解Cu的常見(jiàn)化合物性質(zhì),運(yùn)用類比學(xué)習(xí)的思想提出如下問(wèn)題,進(jìn)行探究。請(qǐng)你協(xié)助該小組的同學(xué)完成下列研究。
【提出問(wèn)題】
①Cu的金屬活潑性小于Al,Al(OH)3具有兩性,Cu(OH)2也具有兩性嗎?
②通常情況下,+2價(jià)Fe的穩(wěn)定性小于+3價(jià)Fe,+1價(jià)Cu的穩(wěn)定性也小于+2價(jià)Cu嗎?
③CuO能被H2、CO等還原,也能被NH3還原嗎?
【實(shí)驗(yàn)方案】
(1)解決問(wèn)題①需用到的藥品有CuSO4溶液、(填試劑),同時(shí)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
(2)解決問(wèn)題②的實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下:取98 g Cu(OH)2固體,加熱至80~100℃時(shí),得到黑色固體粉末,繼續(xù)加熱到1000℃以上,黑色粉末全部變成紅色粉末A。冷卻后稱量,A的質(zhì)量為72 g。向A中加入適量的稀硫酸,得到藍(lán)色溶液,同時(shí)觀察到容器中還有紅色固體存在。據(jù)此可推得,A的化學(xué)式為 。
(3)為解決問(wèn)題③,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置為(夾持及尾氣處理裝置未畫(huà)出):
實(shí)驗(yàn)中觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì),無(wú)水CuSO4變藍(lán)色。同時(shí)生成一種無(wú)污染的氣體。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
(1)Cu(OH)2具有兩性。證明Cu(OH)2具有兩性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。
(2)根據(jù)“實(shí)驗(yàn)方案(2)”,得出的+1價(jià)Cu和+2價(jià)Cu穩(wěn)定性大小的結(jié)論是;。
(3)CuO能被NH3還原。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
【問(wèn)題討論】
有同學(xué)認(rèn)為NH3與CuO反應(yīng)中生成的紅色物質(zhì)是Cu,也有同學(xué)認(rèn)為NH3與CuO反應(yīng)中生成的紅色物質(zhì)是Cu和A的混合物。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)NH3與CuO反應(yīng)中生成的紅色物質(zhì)中是否含有A:。
解析:(1)類比Al(OH)3的實(shí)驗(yàn)室制法和兩性的檢驗(yàn)方法,可以利用CuSO4溶液和適量的NaOH溶液制得Cu(OH)2,把制得的Cu(OH)2分成兩份,一份加鹽酸,另一份加NaOH溶液,觀察藍(lán)色沉淀是否溶解。
(2)98 g Cu(OH)2固體受熱分解可以得到80 g CuO,CuO在高溫條件下繼續(xù)受熱分解如果全部生成Cu,應(yīng)得到64 g Cu,但實(shí)驗(yàn)中A的質(zhì)量為72 g,且加入硫酸溶液變藍(lán),說(shuō)明有Cu2O的存在,Cu2O在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成Cu2+和Cu,由此證明A應(yīng)為Cu2O,質(zhì)量恰好為72 g。該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明在高于1000℃時(shí),+1價(jià)Cu比+2價(jià)Cu穩(wěn)定;在溶液中+2價(jià)Cu比+1價(jià)Cu穩(wěn)定。
(3)NH3通過(guò)加熱的CuO應(yīng)生成無(wú)污染的氮?dú)夂退魵?;CuO被還原,還原產(chǎn)物可以根據(jù)(2)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行驗(yàn)證。
參考答案:
【實(shí)驗(yàn)方案】(1)鹽酸、NaOH溶液
(2)Cu2O
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】(1)Cu(OH)2既能溶于鹽酸,又能溶于NaOH溶液
(2)在高于1000℃時(shí),+1價(jià)Cu比+2價(jià)Cu穩(wěn)定;在溶液中+2價(jià)Cu比+1價(jià)Cu穩(wěn)定
(3)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O
【問(wèn)題討論】取NH3與CuO反應(yīng)中生成的紅色物質(zhì)少許,加入稀硫酸,若溶液出現(xiàn)藍(lán)色,說(shuō)明紅色物質(zhì)中含有A,反之則無(wú)
(二)控制變量思想
控制變量法是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題中的一種常用思想方法。當(dāng)影響實(shí)驗(yàn)?zāi)稠?xiàng)內(nèi)容的變量有多方面(個(gè))時(shí),往往先控制某些變量不變化,而只改變某個(gè)變量,弄清在其他幾個(gè)量不變的情況下,這個(gè)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,進(jìn)而總結(jié)出相關(guān)規(guī)律,然后再確定另一個(gè)變量,重新進(jìn)行相關(guān)分析。
【例6】 某研究性學(xué)習(xí)小組在網(wǎng)上收集到如下信息:Fe(NO3)3溶液可以蝕刻銀,制作美麗的銀飾。他們對(duì)蝕刻銀的原理進(jìn)行了如下探究:
【實(shí)驗(yàn)】制備銀鏡,并與Fe(NO3)3溶液反應(yīng),發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。
(1)下列有關(guān)制備銀鏡過(guò)程的說(shuō)法正確的是(填序號(hào))。
a.邊振蕩盛有2%的AgNO3溶液的試管,邊滴入2%的氨水,至最初的沉淀恰好溶解為止
b.將幾滴銀氨溶液滴入2 mL乙醛中
c.制備銀鏡時(shí),用酒精燈的燈焰給試管底部加熱
d.銀氨溶液具有較弱的氧化性
e.在銀氨溶液配制過(guò)程中,溶液的pH增大
【提出假設(shè)】
假設(shè)1:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag。
假設(shè)2:Fe(NO3)3溶液顯酸性,在此酸性條件下NO-3能氧化Ag。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證假設(shè)】
(2)甲同學(xué)從上述實(shí)驗(yàn)的生成物中檢驗(yàn)出了Fe2+,驗(yàn)證了假設(shè)1成立。請(qǐng)寫(xiě)出Fe3+氧化Ag的離子方程式:。
(3)乙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)2,請(qǐng)幫他完成下表中內(nèi)容(提示:NO-3在不同條件下的還原產(chǎn)物較復(fù)雜,有時(shí)難以觀察到氣體產(chǎn)生)。
實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程)預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論①
②
……若銀鏡消失,假設(shè)2成立;若銀鏡不消失,假設(shè)2不成立【思考與交流】
(4)甲同學(xué)驗(yàn)證了假設(shè)1成立,若乙同學(xué)驗(yàn)證了假設(shè)2也成立,則丙同學(xué)由此得出結(jié)論:Fe(NO3)3溶液中的Fe3+和NO-3都氧化了Ag。
你是否同意丙同學(xué)的結(jié)論,并簡(jiǎn)述理由:。
解析:本題是一道探究類試題,以日常生活中的蝕刻銀制作美麗的銀飾為情境,以探究Fe(NO3)3溶液中何種因素蝕刻銀為研究課題,考查學(xué)生運(yùn)用相關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理、元素化合物知識(shí)及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本知識(shí),并運(yùn)用控制變量思想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力,同時(shí)也考查了對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行分析、解釋和科學(xué)舉證的能力,以及用正確的化學(xué)術(shù)語(yǔ)及文字進(jìn)行表述的能力。
第(3)問(wèn),考查學(xué)生運(yùn)用控制變量的科學(xué)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),是該題的核心。本題中有兩個(gè)變量,如下表所示:
實(shí)驗(yàn)變量Fe3+的氧化性NO-3的氧化性能否蝕刻銀能不確定現(xiàn)象或結(jié)論銀溶解無(wú)法測(cè)定還原產(chǎn)物由于NO-3的氧化能力隨著溶液pH的變化而變化,那么在驗(yàn)證假設(shè)2即Fe(NO3)3溶液中的NO-3能氧化Ag時(shí),就要求學(xué)生必須嚴(yán)格控制溶液的pH進(jìn)行實(shí)驗(yàn),這是考查單一變量控制法。解決本題的關(guān)鍵就是需測(cè)定上述實(shí)驗(yàn)用的Fe(NO3)3溶液的pH,然后配制相同pH的稀硝酸溶液,再將此溶液加入有銀鏡的試管內(nèi)。顯然,這是該實(shí)驗(yàn)的最佳設(shè)計(jì)方案。
參考答案:(1)ade
(2)Ag+Fe3+Ag++Fe2+
(3)
實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論①測(cè)定上述實(shí)驗(yàn)用的Fe(NO3)3溶液的pH;
②配制相同pH的稀硝酸溶液,將此溶液加入有銀鏡的試管內(nèi)(4)不同意。甲同學(xué)檢驗(yàn)出了Fe2+,可確定Fe3+一定氧化了Ag;乙同學(xué)雖然驗(yàn)證了此條件下NO-3能氧化Ag,但在硝酸鐵溶液氧化Ag時(shí),由于沒(méi)有檢驗(yàn)NO-3的還原產(chǎn)物,因此不能確定NO-3是否氧化了Ag
變量探究實(shí)驗(yàn)因?yàn)槟軌蚩疾閷W(xué)生對(duì)于圖表的觀察、分析以及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納得出合理結(jié)論的能力,因而在高考試題中屢屢出現(xiàn)。解答此類題時(shí),要認(rèn)真審題,弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康模逡骄康耐饨鐥l件有哪些。然后分析題給圖表,確定一個(gè)變化的量,弄清在其他幾個(gè)量不變的情況下,這個(gè)變化量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,進(jìn)而總結(jié)出規(guī)律。然后再確定另一個(gè)變量,重新進(jìn)行相關(guān)分析。但在分析相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí),要注意題給數(shù)據(jù)的有效性。
(三)分析、推理思想
當(dāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題涉及結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,特別是利用有關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理(如氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、酸堿反應(yīng)、水解等反應(yīng)原理)來(lái)解釋有關(guān)過(guò)程或現(xiàn)象時(shí),我們可利用相關(guān)原理進(jìn)行分析、推理得出相關(guān)結(jié)論。
【例7】食鹽中含有一定量的鎂、鐵等雜質(zhì),加碘鹽中碘的損失主要是由于雜質(zhì)、水分、空氣中的氧氣以及光照、受熱而引起的。已知:
氧化性:IO-3>Fe3+>I2;還原性:S2O2-3>I-
3I2+6OH-IO-3+5I-+3H2O
KI+I2KI3
(1)某學(xué)習(xí)小組對(duì)加碘鹽進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):取一定量某加碘鹽(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+),用適量蒸餾水溶解,并加稀鹽酸酸化,將所得試液分為3份。第一份試液中滴加KSCN溶液后顯紅色;第二份試液中加足量KI固體,溶液顯淡黃色,用CCl4萃取,下層溶液顯紫紅色;第三份試液中加入適量KIO3固體后,滴加淀粉試劑,溶液不變色。
①加KSCN溶液顯紅色,該紅色物質(zhì)是(用化學(xué)式表示);CCl4中顯紫紅色的物質(zhì)是(用電子式表示)。
②第二份試液中加入足量KI固體后,反應(yīng)的離子方程式為、。
(2)KI作為加碘劑的食鹽在保存過(guò)程中,由于空氣中氧氣的作用,容易引起碘的損失。寫(xiě)出潮濕環(huán)境中KI與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:。
將I2溶于KI溶液,在低溫條件下,可制得KI3?H2O。該物質(zhì)作為食鹽加碘劑是否合適?(填“是”或“否”),并說(shuō)明理由。
(3)為了提高加碘鹽(添加KI)的穩(wěn)定性,可加穩(wěn)定劑減少碘的損失。下列物質(zhì)中有可能作為穩(wěn)定劑的是。
A.Na2S2O3B.AlCl3
C.Na2CO3D.NaNO2
(4)對(duì)含F(xiàn)e2+較多的食鹽(假設(shè)不含F(xiàn)e3+),可選用KI作為加碘劑。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,檢驗(yàn)該加碘鹽中的Fe2+:。
解析:(1)①加KSCN溶液后顯紅色的是Fe3+,它與SCN-的配合物有多種,中學(xué)階段一般寫(xiě)Fe(SCN)3;I2的CCl4溶液顯紫紅色。
②應(yīng)用信息“氧化性:IO-3>Fe3+>I2”,說(shuō)明IO-3和Fe3+均能氧化I-生成I2,由題意,加碘鹽中可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+雜質(zhì),故此處反應(yīng)有兩個(gè)。
(2)據(jù)題意“由于空氣中氧氣的作用,容易引起碘的損失”則可推斷KI被潮濕空氣氧化,但反應(yīng)不能寫(xiě)成“I-+O2+H+…”形式(因此處沒(méi)有酸性環(huán)境)。若聯(lián)系金屬吸氧腐蝕的電極反應(yīng),則能順利寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)。
KI3?H2O作加碘劑問(wèn)題,可由題中“加碘鹽中碘的損失主要是由于雜質(zhì)、水分、空氣中的氧氣以及光照、受熱而引起的”進(jìn)行分析推理。因?yàn)榧拥恹}受熱時(shí),KI3?H2O不穩(wěn)定生成KI和 I2(這一性質(zhì)可從題中“將I2溶于KI溶液,在低溫條件下,可制得KI3?H2O”分析推得),KI被氧氣氧化,I2受熱易升華。
(3)根據(jù)信息“還原性:S2O2-3>I-”,可判斷Na2S2O3能作穩(wěn)定劑; C中 Na2CO3水解呈堿性,能實(shí)現(xiàn)“I2+OH-I-”的變化,故也可作穩(wěn)定劑。B中AlCl3水解呈酸性,使I-易被氧氣氧化,D中NaNO2能氧化I-。
(4)實(shí)驗(yàn)方案簡(jiǎn)答要注意規(guī)范性。
本實(shí)驗(yàn)中I-對(duì)Fe2+的檢驗(yàn)有干擾(因還原性:I->Fe2+,加氧化劑時(shí)應(yīng)先氧化I-,所以應(yīng)加入適量氧化劑),因過(guò)量氧化劑可能氧化SCN-,所以后加的檢驗(yàn)試劑KSCN溶液應(yīng)加至過(guò)量。
參考答案:(1)①Fe(SCN)3∶I????∶I????∶
②IO-3+5I-+6H+3I2+3H2O 2Fe3++2I-2Fe2++I2
(2)4KI+O2+2H2O2I2+4KOH否KI3在受熱(或潮濕)條件下產(chǎn)生KI和I2,KI易被O2氧化,I2易升華
(3)AC
(4)取足量該加碘鹽溶于蒸餾水中,用鹽酸酸化,滴加適量氯水(或H2O2),再滴加KSCN溶液,若顯血紅色則該加碘鹽中存在Fe2+
綜上所述,化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般方法或思路為:
(1)明確目的原理
首先必須認(rèn)真審題(如要求采用最簡(jiǎn)單或最佳的方案,制取純凈的某物質(zhì)等),明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?。弄清題目有哪些新的信息,綜合已學(xué)過(guò)的知識(shí),通過(guò)類比、遷移、分析,從而明確實(shí)驗(yàn)原理。
(2)選擇儀器藥品
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理,以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件,如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器或橡皮,反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定范圍,給出的藥品、儀器或裝置是否足夠,需要補(bǔ)充還是篩選,儀器藥品的規(guī)格等。從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。
(3)設(shè)計(jì)裝置步驟
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,以及所選用的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品,設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)裝置。學(xué)生應(yīng)具備識(shí)別和繪制簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置圖的能力,實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)完整而又簡(jiǎn)明。
(4)記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)
根據(jù)觀察,全面準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。
篇3
(一)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求
1.科學(xué)性:在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前一定要有足夠充分的理論依據(jù),每一個(gè)裝置、每一個(gè)步驟都要有足夠的理論支持,使我們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有科學(xué)性。
2.安全性:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要避免危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到實(shí)驗(yàn)的安全系數(shù),避免使用危險(xiǎn)性較大的裝置和有毒的藥品。如不可避免涉及到有毒藥品時(shí),要提前考慮到保護(hù)人身安全的方案。
3.可行性:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),要從現(xiàn)有設(shè)備、藥品的基礎(chǔ)上著手設(shè)計(jì),保證實(shí)驗(yàn)的可行性。
4.簡(jiǎn)約性:實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)遵循簡(jiǎn)約的原則,裝置盡量簡(jiǎn)單。同時(shí),實(shí)驗(yàn)中使用的藥品要盡量使用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的藥品。在使用過(guò)程中要提前做好精確的藥量計(jì)算,保證藥品不浪費(fèi)。同時(shí)也保證實(shí)驗(yàn)效果。
5.經(jīng)濟(jì)性:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),要充分考慮器材、藥品的價(jià)格,在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下,盡量選用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的藥品和器材。
(二)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前一定要充分了解與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的基本內(nèi)容,提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性及設(shè)計(jì)效率。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)主要包括以下幾方面內(nèi)容。
1.實(shí)驗(yàn)名稱,保證別人看到名稱能夠大概了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,即實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要驗(yàn)證的內(nèi)容,也就是我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
3.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中涉及到的基本原理,包括反應(yīng)原理、裝置原理等。
4.實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用到的具體器材、藥品等。
5.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)裝置的具體安排,藥品的添加以及其他具體的操作步驟。
6.對(duì)實(shí)驗(yàn)中容易出現(xiàn)錯(cuò)誤或安全隱患的地方加以標(biāo)注警示。
7.詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果。
8.實(shí)驗(yàn)完成后對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)反思。
(三)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)
1.藥品和儀器是需要補(bǔ)充還是在限定范圍內(nèi)選擇。若藥品和儀器只部分給出,則應(yīng)作出必要的補(bǔ)充,若限制范圍,則應(yīng)進(jìn)行篩選和淘汰。
2.條件有無(wú)特殊要求。如采用最簡(jiǎn)單或最合理的實(shí)驗(yàn)步驟,這些要求對(duì)我們考慮反應(yīng)原理、選擇藥品和裝置、確定操作步驟都作了限定,必須高度重視。
3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的隱蔽性操作。如某些必要的干燥、除雜、冷凝等,這些都是實(shí)驗(yàn)中必不可少的,但容易被忽略。
4.儀器、藥品的描述。有些題目要求指出藥品的名稱,一定要指出試劑的全稱,如:硫酸銅粉末、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸、飽和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也應(yīng)該注意某些儀器的規(guī)格。
5.會(huì)畫(huà)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置圖??季V要求能夠繪制和識(shí)別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖,有時(shí)要求繪制實(shí)物圖,有時(shí)則按要求畫(huà)出簡(jiǎn)筆畫(huà)。
6.其他注意事項(xiàng)。如冷凝回流的問(wèn)題;冷卻問(wèn)題;防止倒吸問(wèn)題;具有特殊作用的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置,如為使分液漏斗中的液體能順利流出,用橡皮管連通裝置;為防止氣體從長(zhǎng)頸漏斗中逸出,可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套一支小試管等。
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中非常重要的一步就是方案的自我評(píng)價(jià)。我們要從實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作情況入手,評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)密性、科學(xué)性、環(huán)保性、安全性等幾個(gè)方面。
(一)全面分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性是實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾i_(kāi)展的前提也是對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的開(kāi)始。對(duì)于實(shí)驗(yàn)的可行性評(píng)價(jià),應(yīng)注重從以下幾點(diǎn)著手。
1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否有足夠的理論支持,是否遵循實(shí)驗(yàn)要求,能否有效得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的操作過(guò)程是否安全可控,是否合理。
3.實(shí)驗(yàn)步驟是否簡(jiǎn)潔方便,是否可以用最少的步驟得到明顯的實(shí)驗(yàn)效果。
4.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否涉及安全問(wèn)題,如有涉及,有沒(méi)有合理有效的防范措施。
(二)從“綠色化學(xué)”視角對(duì)實(shí)驗(yàn)方案做出評(píng)價(jià)
“綠色化學(xué)”要求設(shè)計(jì)安全的、對(duì)環(huán)境友好的合成路線,降低化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)人類健康和環(huán)境的危害,減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生和排放。據(jù)此,對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程或方案從以下4個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
1.反應(yīng)原料是否易得、安全、無(wú)毒。
2.反應(yīng)速率是否較快。
3.原料利用率以及合成物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高。
4.合成過(guò)程中是否造成環(huán)境污染。
(三)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)要符合高考理綜考試的要求
理綜實(shí)驗(yàn)試題的設(shè)計(jì)無(wú)論是客觀題還是主觀題,都把問(wèn)題編制在特定的材料之中,如何提高得分率是每個(gè)考生必須高度重視的問(wèn)題。在做好實(shí)驗(yàn)知識(shí)復(fù)習(xí)準(zhǔn)備之后,還需要有針對(duì)性地做一些練習(xí)題,練習(xí)要以學(xué)科內(nèi)綜合為主,適度進(jìn)行跨學(xué)科綜合訓(xùn)練,有利于我們形成解題新思路、新角度、新視點(diǎn)和新方法。具體要做到以下。
1.認(rèn)真讀題審題,讀懂材料在說(shuō)什么,從中提取有效信息;讀清設(shè)問(wèn)在問(wèn)什么,搞清設(shè)問(wèn)的特殊指向性,即從什么角度,運(yùn)用什么知識(shí),切忌沒(méi)讀清題意就盲目作答,那只會(huì)離題太遠(yuǎn),影響得分。
2.聯(lián)系教材,回扣教材,針對(duì)問(wèn)題,反饋教材、發(fā)散思維,找準(zhǔn)切入知識(shí)的角度,一般會(huì)涉及多個(gè)角度,把這些知識(shí)點(diǎn)羅列出來(lái),然后,聯(lián)系材料概括作答。
3.精心組織答案,一目了然,答案要序號(hào)化、步驟化、要點(diǎn)化,并且字跡要整潔,語(yǔ)言要流暢,這些都是影響得分的因素,都值得注意和參考。
理綜中對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求是必須緊緊抓住課本,突出重點(diǎn)和主干,又不放過(guò)任何一處細(xì)小的知識(shí)點(diǎn),還要掌握每一個(gè)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn),每一節(jié)與其他章節(jié)的聯(lián)系,從而構(gòu)建自己的知識(shí)體系網(wǎng)絡(luò),提升自己宏觀駕馭實(shí)驗(yàn)的能力。
三、結(jié)語(yǔ)
高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),是化學(xué)教學(xué)中的重中之重。我們每一名化學(xué)教師都應(yīng)做好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開(kāi)展,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
1.從教學(xué)內(nèi)容出發(fā),充分分析教學(xué)涉及到的知識(shí)點(diǎn),保證實(shí)驗(yàn)的切題性,并選用最能體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)原理。
2.確定好實(shí)驗(yàn)原理后,選用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的藥品和能夠使實(shí)驗(yàn)效果最明顯的顯示出來(lái)的實(shí)驗(yàn)裝置。
3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)好后,要反復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的有效性,現(xiàn)象是否能夠呈現(xiàn),原理運(yùn)用是否正確,進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)。要針對(duì)實(shí)驗(yàn)中的裝置、藥品與實(shí)驗(yàn)中涉及到的實(shí)驗(yàn)原理反復(fù)驗(yàn)證,保證實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行。對(duì)實(shí)驗(yàn)中容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方,要反復(fù)思考。
參考文獻(xiàn):
篇4
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)象為制取物質(zhì)或進(jìn)行物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn),首先了解實(shí)驗(yàn)的原理,這就是設(shè)計(jì)必需遵循的科學(xué)性。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必需注意可行性
實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)必需考慮儀器的性能,所用材料的資源豐富,價(jià)廉易得,這就是實(shí)驗(yàn)的可行性。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的安全性
(1)點(diǎn)燃可燃?xì)怏w(如H2、O2、CH4)或用CO、H2還原CuO、Fe2O3之前,要驗(yàn)純,以防爆炸事故的發(fā)生。
(2)進(jìn)行有毒氣體(如CO、SO2、NO2)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)在通風(fēng)的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并注意尾氣的處理。CO要燃燒掉,SO2和NO2用堿溶液吸收,避免中毒。
(3)用加熱法制取并用排水法收集氣體時(shí),要注意熄滅酒精燈與從水槽中移出導(dǎo)管的順序,避免水的倒流使試管炸裂。
例2.(09年南昌中考題)在整理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室時(shí),發(fā)現(xiàn)一瓶失去標(biāo)簽的白色粉未,可能是碳酸鈉,也可能是氫氧化鈣。白色粉未是哪種物質(zhì)呢?請(qǐng)你提出猜想,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。
解析:用NaCO3和Ca(OH)2在性質(zhì)上的不同,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,推測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論。解題關(guān)鍵是找到和兩種物質(zhì)混合現(xiàn)象不同的同一試劑。
篇5
1.科學(xué)探究活動(dòng)的特征
1.1具有雙重的目標(biāo)科學(xué)探究活動(dòng)具有兩個(gè)目標(biāo),第一個(gè)目標(biāo)是指向具體的某一個(gè)問(wèn)題或者某一類問(wèn)題,第二個(gè)目標(biāo)是指向問(wèn)題的本質(zhì),以此來(lái)解決問(wèn)題背后的科學(xué)本質(zhì)。1.2具有具體的過(guò)程科學(xué)探究活動(dòng)不是一個(gè)概念或者一種口號(hào),而是一個(gè)由若干活動(dòng)環(huán)節(jié)組成的具體活動(dòng),對(duì)于不同的探究活動(dòng)都有自己的探究目標(biāo),但是探究的具體活動(dòng)過(guò)程基本相同。1.3具有特定的方法對(duì)于不同的探究?jī)?nèi)容都有對(duì)應(yīng)的研究方法,例如,在社會(huì)學(xué)上有社會(huì)調(diào)查法,物理上有測(cè)量法,化學(xué)上有實(shí)驗(yàn)分析法。1.4具有有效的工具要進(jìn)行科學(xué)的探究活動(dòng)就需要恰當(dāng)?shù)墓ぞ邅?lái)輔助研究,借此來(lái)通過(guò)表面現(xiàn)象來(lái)研究事物的本質(zhì)。1.5具有可重復(fù)驗(yàn)證的結(jié)果通過(guò)科學(xué)探究后獲得的結(jié)果是能夠經(jīng)得起多種方法的驗(yàn)證和證明,探究的結(jié)果也可以建立在別人的研究結(jié)果之上,作進(jìn)一步的完善。
2.化學(xué)教材概述
蘇教版化學(xué)必修教材在結(jié)構(gòu)的編排上做了較大的調(diào)整,整個(gè)教材以多個(gè)專題的形式呈獻(xiàn)給大家,在專題下又分為不同的單元,單元下又細(xì)分多個(gè)欄目這樣層層劃分的。每一個(gè)欄目都有自己的特色,都是編者經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的。在內(nèi)容的呈現(xiàn)上,設(shè)計(jì)者根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,以科學(xué)探究為線索,通過(guò)不同的欄目設(shè)置來(lái)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。高中化學(xué)必修課程是在義務(wù)教育課程的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)的,一方面給學(xué)生提供化學(xué)學(xué)習(xí)必須的基礎(chǔ)知識(shí),另一方面也為學(xué)生提升自身素養(yǎng)提供基本技能。選修模塊為學(xué)生的化學(xué)知識(shí)拓展提供了有效地途徑,為學(xué)生的化學(xué)拓展提供了選擇性和多樣性。例如,在選修模塊中的“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”就是必修模塊中“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”的進(jìn)一步延伸。
3.探究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改進(jìn)要求
3.1能夠促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展
探究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不僅要能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握,還要能夠促進(jìn)學(xué)生思維水平等方面的發(fā)展,在進(jìn)行內(nèi)容的選擇時(shí),盡量結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際,符合學(xué)生的的認(rèn)知水平,從而激發(fā)學(xué)生渴望探究和學(xué)習(xí)的欲望。另外,還要選擇那些便于開(kāi)展實(shí)驗(yàn)和能夠促進(jìn)學(xué)生思想發(fā)展的實(shí)驗(yàn)。
3.2實(shí)驗(yàn)方法要新穎多樣
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,盡量選取簡(jiǎn)單易操作,盡量包含先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),合理的選取實(shí)驗(yàn)的設(shè)備。實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)所可以是教室也可以是實(shí)驗(yàn)室,還可以是室外。實(shí)驗(yàn)的手段既可以是利用觀察法、定量分析或者定性分析法。
3.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要貼近生活
選取的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要讓學(xué)生能夠跟自己的生活聯(lián)系起來(lái),激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生充分體驗(yàn)身邊的化學(xué),能夠幫助學(xué)生將所學(xué)到的化學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生活實(shí)踐當(dāng)中,對(duì)化學(xué)的本質(zhì)和價(jià)值有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)。
4.活動(dòng)與探究所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案
蘇教版化學(xué)必修教材的編寫(xiě)從整體上來(lái)看,首先是給學(xué)生講解一個(gè)較為高大的化學(xué)概念,然后再結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),很好的貫徹了新課程改革的理念。
4.1離子檢驗(yàn)與焰色反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)分析
開(kāi)展NH4+、Cl-、SO42-三種離子的檢驗(yàn)和焰色反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谧寣W(xué)生學(xué)會(huì)初步的物質(zhì)檢驗(yàn),對(duì)以前學(xué)過(guò)的相關(guān)離子檢驗(yàn)的方法進(jìn)行復(fù)習(xí),在學(xué)習(xí)新知識(shí)的同時(shí),完成對(duì)舊知識(shí)的鞏固。對(duì)于這一實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),基本上能夠滿足教學(xué)目標(biāo)的需要,但是在活動(dòng)與探究方面卻還不夠。這一部分的知識(shí)通過(guò)對(duì)課文的閱讀可以很簡(jiǎn)單的理解,對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有所欠缺。如果能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn),以家庭實(shí)驗(yàn)的形式,利用學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活中的一些器材讓學(xué)生親自動(dòng)手去實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好。改進(jìn)方案1:來(lái)自瓶中的彩焰首先,在小瓶中加入少量的蒸餾水,在瓶中分別放入不同的鹽,將其配置成為飽和溶液,再在瓶中加入適量的無(wú)水乙醇配置好可溶性鹽的酒精溶液備用。其次,找一清潔的廢舊香水瓶,并將調(diào)配好的含有可溶性鹽的酒精溶液倒入香水瓶中。最后,點(diǎn)燃酒精燈,將香水瓶沖準(zhǔn)火苗擠壓,使含有可溶性鹽的酒精溶液噴到酒精燈的火焰上,就可以看到不同色彩的火焰。改進(jìn)方案2:用木炭代替鉑絲觀察焰色反應(yīng)在觀察焰色反應(yīng)時(shí),使用鉑絲來(lái)檢驗(yàn)的時(shí)候需要用鈷玻璃的遮擋才能夠清楚看到紫色的火焰,這樣的操作過(guò)于繁瑣??梢允褂谜从芯凭母赡咎看驺K絲,用坩堝鉗夾住木炭并點(diǎn)燃作為火源,將要檢測(cè)的離子鹽撒到火上,由于酒精的燃點(diǎn)較低,離子鹽很快就會(huì)燃燒,這種方法得到的現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、火苗更清晰、操作更加簡(jiǎn)便。改進(jìn)方案3:用棉花做火源再觀察焰色反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,將占有酒精的棉花團(tuán)放在石棉網(wǎng)上,在棉花團(tuán)上放上要檢測(cè)的固體物質(zhì),直接點(diǎn)燃,就可以看到相應(yīng)的現(xiàn)象,這樣的操作火苗非常大,顏色也更加明顯。
4.2碳酸鈉的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)分析
本實(shí)驗(yàn)的主要目的在于讓學(xué)生學(xué)會(huì)物質(zhì)的檢驗(yàn),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)了解碳酸鈉的相關(guān)性質(zhì),已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。對(duì)于實(shí)驗(yàn)2而言,這一實(shí)驗(yàn)的安全性較高,可以交給學(xué)生自己操作,唯一的不利因素就是對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的打孔處理上,因此,我們可以通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的辦法,提高實(shí)驗(yàn)的操作性。改進(jìn)方案:用具支試管、醫(yī)用鹽水瓶塞、一次性注射器、氣球、細(xì)棉線來(lái)組成實(shí)驗(yàn)裝置,避免了對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置打孔的麻煩,利用注射器有效的避免了鹽酸的揮發(fā)帶來(lái)的空氣污染。需要注意的是在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中藥品的數(shù)量要控制好,不宜放過(guò)多藥品。4.3Al的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)的主要目的在于通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,讓學(xué)生了解鋁及其化合物的性質(zhì),以及在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。該部分的實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生明確的了解鋁及其化合物的性質(zhì),但是缺乏必要的活動(dòng)探究。教師可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的問(wèn)題,另外,通過(guò)講解實(shí)際生活中的相關(guān)知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展探究。改進(jìn)方案:鋁能和水的反應(yīng)嗎?實(shí)驗(yàn)方案1:將鋁的表面用砂紙打磨干凈,之后迅速放入水中,并對(duì)水進(jìn)行加熱,觀察鋁和水的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)方案2:將鋁先與鹽酸反應(yīng),去除表面的氧化膜,之后用蒸餾水洗滌干凈,在放入水中進(jìn)行加熱,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)方案3:將鋁片先與氫氧化鈉反應(yīng),之后用蒸餾水洗滌,再放入水中加熱觀察反應(yīng)狀況。通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)的觀察,總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)鋁是可以與水反應(yīng)的,之所以能夠用鋁鍋燒水是因?yàn)殇X鍋表面有一層氧化膜,在日常生活中,不要因?yàn)檫^(guò)于愛(ài)干凈經(jīng)常用砂紙打磨鍋,也不要用鋁鍋長(zhǎng)期放置偏酸性和偏堿性的食物,否則就會(huì)影響容器的壽命,更會(huì)影響人的健康。
5.結(jié)語(yǔ)
通過(guò)探究性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行У貛椭鷮W(xué)生理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理和化學(xué)概念,進(jìn)而啟迪學(xué)生的思維,能夠讓學(xué)生在不斷地發(fā)現(xiàn)中學(xué)到知識(shí),享受到探索發(fā)現(xiàn)的喜悅,從而激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。為了有效的完成該課題的研究,筆者對(duì)蘇教版的化學(xué)實(shí)驗(yàn)做了系統(tǒng)的研究,發(fā)現(xiàn)這些實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)有的條件下都能夠開(kāi)展,基本上符合化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的初衷,但是也有部分實(shí)驗(yàn)沒(méi)有凸顯出新課改中對(duì)關(guān)注學(xué)生活動(dòng)探究能力培養(yǎng)的要求,需要做進(jìn)一步的改進(jìn)。文中雖然選取了部分實(shí)驗(yàn)做了簡(jiǎn)要的改進(jìn),但是還需要大家的共同努力,對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)做進(jìn)一步的研究。
【參考文獻(xiàn)】
篇6
首先,我們要明白,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定的創(chuàng)新是必須的。既然是實(shí)驗(yàn),就大膽地創(chuàng)新。在原來(lái)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上添加一些新的元素。也不至于讓實(shí)驗(yàn)變得枯燥無(wú)味,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)具體的實(shí)驗(yàn)價(jià)值。第一,要穩(wěn)抓學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),教材上的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),仔細(xì)研究過(guò)后就會(huì)發(fā)現(xiàn),這些實(shí)驗(yàn)都是非常的經(jīng)典。這些實(shí)驗(yàn)不僅包括了應(yīng)該掌握的知識(shí)點(diǎn),而且會(huì)把多個(gè)章節(jié)的知識(shí)像網(wǎng)狀一樣連接起來(lái)。重視起來(lái)這些經(jīng)典的實(shí)驗(yàn),并掌握這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn),對(duì)以后創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行對(duì)大有好處。在平時(shí)實(shí)驗(yàn)中,要多注意一些基本的操作規(guī)范,以確保實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性,鍛煉實(shí)驗(yàn)過(guò)程的熟練性,并保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),可以選擇一些力生活比較近的實(shí)例來(lái)。將學(xué)生所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到生活中去,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,挖掘?qū)W生的求知欲。第二,多挖掘一些綜合性的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn),自由度就比較大一些,學(xué)生可以自己選擇實(shí)驗(yàn)的主題,找自己感興趣的落腳點(diǎn)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題,學(xué)生可以向老師反映,也可以自己通過(guò)詢問(wèn)同學(xué),查找相關(guān)的書(shū)籍以及文獻(xiàn),或者是做一些其他的探究性實(shí)驗(yàn)來(lái)解決自己的問(wèn)題,使學(xué)生養(yǎng)成探索的習(xí)慣。并把最終的實(shí)驗(yàn)以匯報(bào)的形式讓老師進(jìn)行驗(yàn)收。這樣不僅學(xué)生會(huì)找到實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣所在,老師的教學(xué)過(guò)程也會(huì)變得輕松一些。在匯報(bào)的過(guò)程也是學(xué)生加強(qiáng)學(xué)習(xí)的過(guò)程,對(duì)于知識(shí)的鞏固都是有一定的好處。第三,學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)方式的改革。實(shí)驗(yàn)成績(jī)是學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的一種肯定,是對(duì)學(xué)生努力的一種認(rèn)可。所以,實(shí)驗(yàn)成績(jī)也會(huì)影響學(xué)生對(duì)分析化學(xué)學(xué)習(xí)的一種因素。因此,對(duì)于成績(jī)的評(píng)定,老師可以進(jìn)行多項(xiàng)加權(quán)??己朔绞綉?yīng)該多元化,而不僅僅是由單個(gè)因素所組成。考核可以把多種因素考慮進(jìn)去,比如,學(xué)生的上課時(shí)間,有無(wú)遲到早退,實(shí)驗(yàn)進(jìn)展程度的快慢,實(shí)驗(yàn)態(tài)度是否端正,實(shí)驗(yàn)選題與所學(xué)內(nèi)容的匹配程度,實(shí)驗(yàn)的完成情況,小組間的協(xié)作能力等等因素考慮進(jìn)去。盡量公平公正真實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)業(yè)水平狀況,對(duì)學(xué)生以后的學(xué)習(xí)也是一種鼓勵(lì)。
篇7
一、教材分析
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活中,對(duì)溶液酸堿度控制十分重要。因此,有必要使學(xué)生掌握測(cè)定酸堿度的技術(shù),而酸堿中和滴定恰好是最基本的測(cè)定方法。
在教材中,重點(diǎn)討論了酸堿中和滴定原理中的三個(gè)內(nèi)容:(1)滴定實(shí)質(zhì)(2)滴定計(jì)算依據(jù)及方法(3)滴定終點(diǎn)判斷方法。接著教材以HCl標(biāo)準(zhǔn)液滴定NaOH未知液為例,詳細(xì)介紹了滴定過(guò)程所用儀器、操作步驟、注意點(diǎn)。根據(jù)滴定中PH值、HCl溶液體積記錄畫(huà)出“PH值—V(酸)”的曲線圖,進(jìn)而詳細(xì)討論曲線變化規(guī)律,突變范圍出現(xiàn)原因。教材結(jié)束雖然沒(méi)有提出誤差分析,但該知識(shí)點(diǎn)在高考中有一定參考價(jià)值,故老師加入該部分教學(xué)內(nèi)容。
本節(jié)課就是利用仿真實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生模擬滴定過(guò)程,數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計(jì)、處理、繪制曲線并誤差分析。不僅提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,而且增強(qiáng)了學(xué)生統(tǒng)計(jì)分析能力和自主獲取知識(shí)能力,培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和科學(xué)素養(yǎng)。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能:(1)掌握酸堿中和滴定的原理及操作步驟,學(xué)習(xí)各種儀器的使用方法。
(2)理解滴定過(guò)程中PH值隨標(biāo)準(zhǔn)液加入變化的曲線關(guān)系,會(huì)初步選用合適的指示劑。
2.過(guò)程與方法:用仿真實(shí)驗(yàn)法、網(wǎng)絡(luò)搜索法來(lái)培養(yǎng)同學(xué)們用“用已知測(cè)未知”的實(shí)驗(yàn)思想。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀:運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)、多媒體情景調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)情緒和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)同學(xué)們環(huán)保意識(shí)和自主獲取知識(shí)的能力。
三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
1.滴定操作中原理、操作步驟及各儀器的使用方法。
2.滴定過(guò)程中PH值隨標(biāo)準(zhǔn)液加入變化的曲線關(guān)系。
四、教學(xué)過(guò)程
環(huán)節(jié)一:【幻燈】引起水質(zhì)污染的四張圖片(工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、酸雨)
【師】 有這樣一句順口溜反映了近幾十年來(lái)我國(guó)河流的水污染日趨嚴(yán)重?!捌呤甏?,淘米洗菜;八十年代,澆花灌溉;九十年代,魚(yú)蝦絕代?!碧岣攮h(huán)保意識(shí),防止環(huán)境污染是每一個(gè)公民的責(zé)任。
【過(guò)渡】當(dāng)然,隨著生活水平提高,人類越來(lái)越認(rèn)識(shí)到水質(zhì)對(duì)人類生存的重要性,國(guó)家也出臺(tái)了水質(zhì)檢查常見(jiàn)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)。
【幻燈】科學(xué)全面地評(píng)價(jià)水質(zhì)的優(yōu)劣需要檢測(cè)許多項(xiàng)目:水溫、酸堿度(PH值)、固體懸浮物等。
【師】水溫很容易檢測(cè),那溶液的酸堿濃度如何檢測(cè)呢?這節(jié)課我們就來(lái)解決這方面的問(wèn)題。
設(shè)計(jì)意圖:“讓學(xué)生在生動(dòng)具體的情景中學(xué)習(xí)”是化學(xué)新課程倡導(dǎo)的理念之一。本環(huán)節(jié)正是從現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的水質(zhì)污染來(lái)源與國(guó)家水質(zhì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)創(chuàng)造有效的學(xué)習(xí)情景,不僅使枯燥無(wú)味的滴定實(shí)驗(yàn)變的生動(dòng)具體、饒有興趣,而且使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)課堂知識(shí),掌握課堂技能。不僅使教學(xué)內(nèi)容充滿豐富的情感,而且增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。
環(huán)節(jié)二:【師】問(wèn)題1:中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么?當(dāng)酸堿剛好完全反應(yīng)時(shí),H+與OH-物質(zhì)的量的關(guān)系是什么?
問(wèn)題2: 有C1mol/L的NaOH溶液V1L,需加入C2mol/L的HCl溶液V2L才能完全中和,則有:C1=C2=
【生】回答問(wèn)題,得出酸堿中和滴定啟示。
【過(guò)渡】我這有一瓶未知濃度的NaOH溶液,我們就來(lái)滴定它濃度是多少?
【幻燈】實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)儀器、信息提示(指示劑變色范圍)
【師】介紹酸堿滴定管
【生】網(wǎng)絡(luò)搜索 酸堿中和滴定視頻觀看。
設(shè)計(jì)意圖:本環(huán)節(jié)以網(wǎng)絡(luò)資源為平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)。鑒于仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)有一定的局限性(見(jiàn)下文教學(xué)反思),故讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)搜索滴定視頻,學(xué)習(xí)滴定操作過(guò)程,以完善課堂教學(xué)內(nèi)容。當(dāng)然這一過(guò)程不僅培養(yǎng)了學(xué)生勇于探索,積極進(jìn)取的精神,而且使學(xué)生的學(xué)習(xí)從課堂內(nèi)延伸到課堂外,也為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
環(huán)節(jié)三:【師】開(kāi)啟酸堿中和滴定仿真實(shí)驗(yàn)界面,講解相應(yīng)儀器屬性內(nèi)容。
【生】進(jìn)行滴定操作過(guò)程及數(shù)據(jù)處理過(guò)程。
[注:v(加HCl酸)、v(加NaOH堿)、v(溶液)、PH值都為可變數(shù)據(jù)]
【師】PH值—加HCl酸體積的曲線變化規(guī)律是什么?
【生】畫(huà)出PH值—加HCl酸體積的曲線變化。
【師】改用甲基橙作為指示劑,其變化曲線與C(NaOH)又是怎樣的?
【生】 錐形瓶屬性中改用甲基橙指示劑進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)操作。
【幻燈】問(wèn)題4: 酸堿中和滴定PH值變化曲線規(guī)律是什么?
問(wèn)題5:已知未知液C(NaOH)為0.008mol/L,酸堿中和滴定選用甲基橙或酚酞作指示劑,但它們?cè)诘味ńK點(diǎn)的變色點(diǎn)并不是PH=7,這樣對(duì)中和滴定終點(diǎn)的判斷有沒(méi)有影響?如何選用合適的指示劑?(用數(shù)據(jù)說(shuō)明)
【生】回答,老師點(diǎn)評(píng)總結(jié)
設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生利用仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)虛擬學(xué)習(xí)滴定過(guò)程,直觀顯示V(酸)、V(堿)、PH值的變化,繪制并分析了PH—V(酸)的曲線變化過(guò)程,學(xué)會(huì)選用合適的指示劑。此環(huán)節(jié)不但顯示仿真實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)越性,而且充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
環(huán)節(jié)四【生】反思總結(jié)操作過(guò)程、計(jì)算過(guò)程中疑惑點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)搜索質(zhì)疑點(diǎn)。
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關(guān)鍵詞 [酸堿中和滴定 錯(cuò)誤操作 酸堿濃度 測(cè)定辦法]
設(shè)計(jì)意圖:利用網(wǎng)絡(luò)知識(shí)完善滴定操作知識(shí),如誤差分析,酸堿測(cè)定其它辦法等等。整個(gè)過(guò)程不僅激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的積極性,而且培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力,更讓學(xué)生保持獨(dú)立的探索精神,使整個(gè)課堂顯的有血有肉,充滿豐富的情感。
五、教學(xué)反思
1.化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)
(1)貫徹了綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)思想
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)思想指在化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作過(guò)程中應(yīng)盡可能符合“綠色化學(xué)”的思想。它要求在設(shè)計(jì)上優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案,操作上嚴(yán)格控制藥品用量,循環(huán)使用實(shí)驗(yàn)試劑與產(chǎn)物,從根本上消除污染,防止污染對(duì)環(huán)境的破環(huán)。
仿真實(shí)驗(yàn)室正是綠色化學(xué)理念在化學(xué)教學(xué)中的具體體現(xiàn)。例如酚酞指示劑用量嚴(yán)格控制到0.001mol,盡可能減少試劑用量,節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品,達(dá)到試劑微量化要求。未知液、標(biāo)準(zhǔn)液能精確控制在25ml以下,既節(jié)約了試劑,又達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑑艋藢?shí)驗(yàn)環(huán)境,達(dá)到了試劑定量化要求。在真實(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,往往因?yàn)椴僮麇e(cuò)誤,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)完全失敗,結(jié)果需要重新配置標(biāo)準(zhǔn)液,重新滴定,而在仿真實(shí)驗(yàn)中只要點(diǎn)擊重新開(kāi)始鍵,這就是對(duì)試劑產(chǎn)物的循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)了綠色化學(xué)思想中的3R原則(減量化、再利用、再循環(huán))。
(2)縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間,增加實(shí)驗(yàn)成功率。
仿真實(shí)驗(yàn)室能省去真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中許多簡(jiǎn)單的勞動(dòng)。例如:溶液的配置,實(shí)驗(yàn)儀器的準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)裝置的搭建。如果對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)為教學(xué)軟件,可以在不同時(shí)間、不同場(chǎng)合中對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次模擬訓(xùn)練。
對(duì)于那些課堂上無(wú)法演示的實(shí)驗(yàn),同樣可以借助于仿真實(shí)驗(yàn)室達(dá)到良好的教學(xué)效果。例如:次氯酸見(jiàn)光分解實(shí)驗(yàn),在真實(shí)環(huán)境中分解速度慢,很難觀察到氣泡產(chǎn)生和氯水顏色變化,而在虛擬環(huán)境中可以調(diào)節(jié)分解速度,顏色變化,這樣既可以讓學(xué)生節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間,集中精力研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象本身的特性與規(guī)律,又可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和課堂的教學(xué)效果。
(3)有利于避免真實(shí)操作過(guò)程中帶來(lái)各種危險(xiǎn)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要手段,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室更是師生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要場(chǎng)所。故師生在研究學(xué)習(xí)化學(xué)過(guò)程中不可避免地接觸一些有毒的化學(xué)藥品,有危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)操作。例如:氯氣的制取,濃硫酸的稀釋。這些實(shí)驗(yàn)對(duì)師生身體健康的影響不可忽視。研究調(diào)查表明:大多數(shù)老師不愿做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原因也在于此。而仿真實(shí)驗(yàn)室可以為學(xué)生提供虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,讓學(xué)生感到錯(cuò)誤操作帶來(lái)的危害性,這樣也能給學(xué)生留下深刻的印象,引起對(duì)安全規(guī)范操作的重視,減少有毒藥品的泄漏,降低化學(xué)事故的發(fā)生概率。
(4)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)更簡(jiǎn)單、直接,更具說(shuō)服力
化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室能夠用相應(yīng)的編程軟件來(lái)代替人眼讀取數(shù)據(jù),手工記錄數(shù)據(jù),人腦統(tǒng)計(jì)、分析、處理數(shù)據(jù),更使學(xué)生擺脫了繁瑣的計(jì)算過(guò)程。例如:在CEM文件中編輯了PH=-log10(1000*n1/v3),結(jié)果在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中直接顯示了PH值變化,也直接顯示了“PH值—V(酸)”的數(shù)據(jù)變化。讓學(xué)生在每一時(shí)刻的瞬間都能看到實(shí)驗(yàn)變化情況,而后利用所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)全面分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更好地理解概念,掌握規(guī)律。
實(shí)踐也證明:大部分學(xué)生能夠充分相信,完全接受實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。例如:滴定過(guò)程中突變范圍的出現(xiàn)。使用仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅開(kāi)闊了學(xué)生眼界,改變實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理方案、手段,而且簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理過(guò)程,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具說(shuō)服了,教學(xué)效果更顯著。
2.在操作設(shè)計(jì)與應(yīng)用中幾個(gè)需要探討改進(jìn)的地方
在操作設(shè)計(jì)與應(yīng)用中,可能是自己的制作技術(shù)不到位,也有可能是仿真實(shí)驗(yàn)室自身有一定缺陷,感覺(jué)有幾個(gè)地方不夠完善,顯的尤為遺憾。
(1)在中和滴定操作過(guò)程中,要求眼睛注視錐形瓶,右手滴加標(biāo)準(zhǔn)液左手旋搖錐形瓶,但實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中沒(méi)有手搖動(dòng)作設(shè)置。
(2)以鹽酸滴定氫氧化鈉,酚酞作指示劑為例,滴定到終點(diǎn)時(shí),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為恰好出現(xiàn)無(wú)色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)到粉紅色。實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)這一過(guò)程與現(xiàn)實(shí)滴定相互比較略有欠缺,平臺(tái)中不能顯示終點(diǎn)前滴加一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí),由粉紅色變?yōu)闊o(wú)色,震蕩又變?yōu)榉奂t色,再滴加一滴,溶液再由粉紅色變?yōu)闊o(wú)色,半分鐘后不再恢復(fù)為粉紅色這一關(guān)鍵現(xiàn)象變化。
(3)酸堿滴定管本身就是精確的溶液量取儀器,在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中,滴定管要求精確讀數(shù)到0.01ml,可在確定讀數(shù)時(shí)只能到小數(shù)點(diǎn)后一位。例如:滴加標(biāo)準(zhǔn)液18.25ml,但讀數(shù)只能顯示18.3ml,顯然會(huì)增大最終誤差,這是任何一位化學(xué)工作者所不愿發(fā)生的。雖然誤差不可避免,但應(yīng)當(dāng)要求在可能的情況下把誤差減為最小。
(4)學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作過(guò)程中,難免會(huì)心浮氣躁,在標(biāo)準(zhǔn)液滴加到終點(diǎn)時(shí)一下子滴加過(guò)量,沒(méi)有觀察到顏色與PH值的變化過(guò)程,如果在平臺(tái)中有“退一步”操作鍵,那必將成為實(shí)驗(yàn)一大亮點(diǎn),使教學(xué)更完美,效果更顯著!
化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室作為一種新的教學(xué)工具,具有再現(xiàn)功能和模擬真實(shí)情景功能。正是由于其虛擬性,才使其具備了真實(shí)實(shí)驗(yàn)中所沒(méi)有的特殊優(yōu)勢(shì)。它可以把因儀器短缺,藥品有毒,操作危險(xiǎn)等因素而受限制的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬再現(xiàn),也可以節(jié)約時(shí)間、空間、資金,改善實(shí)驗(yàn)條件,改進(jìn)教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生思想,開(kāi)闊學(xué)生眼界,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。雖然仿真實(shí)驗(yàn)室還不能完全取代實(shí)驗(yàn)教學(xué),但事實(shí)證明:只要運(yùn)用恰當(dāng)方法將虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來(lái),必定成為提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的新方案。
篇8
啟示2:改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)變?yōu)橹鲃?dòng)探索知識(shí)的狀態(tài),活躍了學(xué)生的思維,激發(fā)了主動(dòng)積極探索的熱情,增強(qiáng)了自信,激活了創(chuàng)新能力。
篇9
那么如何在藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中實(shí)施設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢?首先,由任課教師給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅浯?,學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作[2-5]。這是以教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中投入更多的精力、發(fā)揮更大的主觀能動(dòng)性,教師則需要完成更多的課前準(zhǔn)備工作:從課題選擇、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、結(jié)果分析等多個(gè)環(huán)節(jié)入手進(jìn)行準(zhǔn)備,充實(shí)和完善設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方案。在具體實(shí)施過(guò)程中,我校選擇了藥學(xué)本科已經(jīng)掌握了有機(jī)合成基本知識(shí)的大三學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)[6-8]。
1 如何設(shè)計(jì)課題
1.1 實(shí)驗(yàn)課題的選擇
如何進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課題的選擇呢?這首先需要教師完成很多的課前準(zhǔn)備工作,譬如原料是否容易獲得、實(shí)驗(yàn)儀器能否滿足、實(shí)驗(yàn)操作的難易程度、實(shí)驗(yàn)時(shí)間的長(zhǎng)短、參與人數(shù)的多少等,同時(shí)還需要考慮學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況、《有機(jī)化學(xué)》課程的開(kāi)展情況和學(xué)生具體學(xué)過(guò)了哪些基本操作,在藥物化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程中如何從更深的層面來(lái)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。
我校學(xué)生在已有課程中已經(jīng)學(xué)過(guò)有機(jī)化學(xué)和藥物化學(xué)的理論知識(shí),在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程中選擇撲熱息痛這一經(jīng)典的解熱鎮(zhèn)痛藥作為研究對(duì)象。針對(duì)藥物化學(xué)專業(yè)的基本要求、特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的題目和內(nèi)容設(shè)計(jì)的原則,討論后提出了《撲熱息痛的合成》這個(gè)題目和本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一些基本要求。學(xué)生三到四人一組,采取組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制,各自選取不同的合成路線來(lái)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。
1.2 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
在以往的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中,通常都會(huì)給出具體的原料和試劑用量,以及詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟,學(xué)生只需機(jī)械性、按部就班地完成實(shí)驗(yàn)操作,即可獲得預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,雖然學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題教師也都能及時(shí)幫助解決,但學(xué)生的實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性不能得以體現(xiàn)。
在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,沒(méi)有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)步驟供學(xué)生參考,實(shí)驗(yàn)方案需要學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研自行設(shè)計(jì),所以首先要培養(yǎng)學(xué)生如何進(jìn)行查閱文獻(xiàn)、如何通過(guò)整理分析獲得所需要的信息。實(shí)驗(yàn)方案在很大程度上決定了實(shí)驗(yàn)的成敗與否。授課教師首先要講解如何進(jìn)行專業(yè)文獻(xiàn)的查閱,并對(duì)學(xué)生的文獻(xiàn)查閱進(jìn)行指導(dǎo),譬如可以利用網(wǎng)絡(luò)搜索工具或現(xiàn)有的圖書(shū)期刊等,網(wǎng)上資源主要包括一些常用的中英文數(shù)據(jù)庫(kù),如Scifinder和Beilstein檢索,以及中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方、維普、Web of Science、ACS、Elesevier、Wiley-Blackwell等,另外還包括專利文獻(xiàn)的檢索和獲取,二次文獻(xiàn)的使用等等。之后每組學(xué)生再就各自選題查閱相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行分類整理并討論分析。本著節(jié)省經(jīng)費(fèi)、操作簡(jiǎn)便、安全無(wú)毒的原則,討論每種合成方法的優(yōu)缺點(diǎn)及可行性,選定最優(yōu)的合成路線。接下來(lái)就各組實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行組間討論,教師給予一定的指導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生互相交流、獨(dú)立思考并如何解決問(wèn)題。各組學(xué)生經(jīng)過(guò)多次組間討論以及與教師的討論都可完成實(shí)驗(yàn)方案,包括實(shí)驗(yàn)題目、目的要求、儀器試劑、實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期結(jié)果及參考文獻(xiàn)等。這種以學(xué)生為主、教師為輔的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式不但提高了了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,而且鍛煉了學(xué)生查閱文獻(xiàn)和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,還促進(jìn)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
2 如何實(shí)施實(shí)驗(yàn)
2.1 實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備工作需要任課教師、實(shí)驗(yàn)教輔人員和學(xué)生的相互配合。學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案列出所需設(shè)備和儀器試劑等,提前一周遞交給實(shí)驗(yàn)室管理人員。實(shí)驗(yàn)教輔人員再根據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)方案準(zhǔn)備所需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器試劑,另外,實(shí)驗(yàn)教輔人員還可以指導(dǎo)學(xué)生正確使用相關(guān)儀器。任課教師需進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),在學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上,對(duì)該藥物的合成方法進(jìn)行全面而系統(tǒng)的檢索和總結(jié),找出適合實(shí)驗(yàn)室操作的多種合成方法和路線。在預(yù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果,列出實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),并對(duì)各條路線的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行全面的分析,對(duì)每步反應(yīng)做到心中有數(shù),這樣才能指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)前要向?qū)W生特別強(qiáng)調(diào)安全問(wèn)題及注意事項(xiàng)。
2.2 實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施
以“撲熱息痛的合成”為例,除了讓學(xué)生了解設(shè)計(jì)撲熱息痛的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用已掌握的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,通過(guò)查閱有關(guān)資料,自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,從而提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。圖1就是學(xué)生查閱的撲熱息痛的幾種常用合成路線及各條路線的優(yōu)缺點(diǎn)。
具體方案如下:①學(xué)生提前一周從網(wǎng)上查閱藥物的合成方法,完成相應(yīng)藥物合成方法的綜述,并說(shuō)明現(xiàn)行的工業(yè)生產(chǎn)方法,設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)室合成工藝路線。②進(jìn)行組間討論,方案經(jīng)教師審閱后,若方法合理,條件具備,學(xué)生可按照自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。③學(xué)生依據(jù)與教師研討的結(jié)果,在一周內(nèi)寫(xiě)出相關(guān)藥物的合成方法的具體操作步聚,做出具體的實(shí)驗(yàn)方案,包裝化學(xué)反應(yīng)方程式,原料的物化常數(shù),原料的配料比,反應(yīng)所用的儀器設(shè)備和輔助材料,反應(yīng)的裝置圖,反應(yīng)的關(guān)健控制點(diǎn),產(chǎn)品純化的方法,預(yù)期的收率等。④要求學(xué)生按事先規(guī)定的投料比進(jìn)行實(shí)驗(yàn),仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,認(rèn)做好實(shí)驗(yàn)記錄。⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為學(xué)生藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核的主要指標(biāo)。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展就是為了促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思考,提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,教師不再講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,而是鼓勵(lì)學(xué)生按照各自查閱好的實(shí)驗(yàn)方案完成具體操作,對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題教師并不立刻給出建議,而是鼓勵(lì)學(xué)生互相交流、共同研討解決方案。通過(guò)這種教學(xué)改革的嘗試,發(fā)現(xiàn)基本上每組學(xué)生都能完成實(shí)驗(yàn)方案,達(dá)到預(yù)定的目標(biāo),取得了預(yù)期成果。但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了一些值得注意的問(wèn)題:一是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和記錄不夠仔細(xì),很多學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄本上只有幾組簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);二是部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到問(wèn)題不能很好地處理,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的延緩或結(jié)果的誤差;三是教師對(duì)實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的問(wèn)題預(yù)計(jì)不足,譬如個(gè)別試劑短缺造成實(shí)驗(yàn)進(jìn)度減慢等等。這些問(wèn)題在今后的教學(xué)實(shí)踐中都有待逐步解決,教師和學(xué)生共同努力才能更好地完善設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
圖1 撲熱息痛的常用合成路線及各自的優(yōu)缺點(diǎn)
2.3 實(shí)驗(yàn)的分析總結(jié)
在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),學(xué)生通過(guò)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的思考與整理,鍛煉了他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,奠定了他們從事初步的科學(xué)研究工作的基礎(chǔ)。
各組學(xué)生均要完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告,實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)討論等幾部分,主要討論設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)果,對(duì)不同反應(yīng)路線的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行討論和總結(jié)。分析實(shí)驗(yàn)成功或者失敗的原因,然后師生一起總結(jié)交流,找出需要改進(jìn)的地方并提出解決方案。教師對(duì)學(xué)生所采用的合成路線及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng),分析利弊,使學(xué)生更好地了解如何設(shè)計(jì)藥物的合成路線并對(duì)其進(jìn)一步研究。
3 如何分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)效果
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二、預(yù)防措施
為了防止發(fā)生火災(zāi),必須加強(qiáng)防范。
1.各種自燃物。這些物質(zhì)不需要明火,當(dāng)與空氣接觸就被空氣中的氧氣氧化而發(fā)熱,溫度逐漸升高到著火點(diǎn)就燃燒。這種物質(zhì)要避光與空氣隔絕密封保存,和其他試劑分開(kāi)。如白磷要浸在水中,并將瓶子的2/3埋在沙里。
2.各種可燃物。可燃物與氧化劑要隔開(kāi)放,千萬(wàn)不能混放在一起。氯酸鉀、過(guò)氧化鈉、濃硝酸等強(qiáng)氧化劑如果包裝破損,接觸了有機(jī)物、易燃物,會(huì)引起火災(zāi)的,應(yīng)特別注意防范。
3.實(shí)驗(yàn)室要保持清潔,地面、墻角不堆積污物,廢液缸應(yīng)經(jīng)常出清。要注意科學(xué)地處理廢液和廢物。
4.使用易產(chǎn)生蒸氣的可燃物如酒精、苯類等要防止蒸汽散逸。絕對(duì)不能在燃燒的火焰附近轉(zhuǎn)移或添加易燃試劑。
5.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嚴(yán)禁吸煙。使用加熱設(shè)備要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。注意電器設(shè)備的維護(hù)檢修,防止產(chǎn)生電火花或因短路等原因引起線路發(fā)熱而起火。
6.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)準(zhǔn)備好沙桶、滅火器等消防器材,這些器材要放在容易拿到的地方。
7.實(shí)驗(yàn)室里易爆物品也很多,如金屬鈉、鉀遇水立刻產(chǎn)生易燃?xì)怏w,同時(shí)放出熱量,很容易燃燒或爆炸;紅磷經(jīng)受撞擊、摩擦或與氧化劑接觸能引起急劇的燃燒和爆炸。所以這些東西要小心保管,防止發(fā)生事故。在使用化學(xué)試劑時(shí)也應(yīng)注意防爆。如切勿將水加入濃硫酸中;點(diǎn)燃?xì)錃馇?必須檢驗(yàn)它的純度;實(shí)驗(yàn)中如果產(chǎn)生乙炔等可燃?xì)怏w,要格外注意防爆,因?yàn)榭扇細(xì)怏w與空氣混合達(dá)到爆炸極限時(shí),遇火會(huì)爆炸。另外,在使用硝酸銀溶液和氨水制備銀氨溶液時(shí)要特別小心,配制時(shí)防止加入過(guò)量的氨水,以免產(chǎn)生易爆的雷酸銀;銀氨溶液不可久置,以免產(chǎn)生會(huì)發(fā)生猛烈爆炸的疊氮化銀,溶液也不可用酒精燈直接加熱,否則會(huì)產(chǎn)生易爆炸的雷酸銀,用后的銀氨溶液應(yīng)加些鹽酸處理以免發(fā)生危險(xiǎn)。部分物質(zhì)爆炸極限表如下:
三、處理方法
如果發(fā)生了火災(zāi)要沉著冷靜,采取有效的滅火方法,嚴(yán)重的要立刻向消防部門(mén)求救。撲滅火災(zāi)要根據(jù)起火原因和火場(chǎng)周?chē)闆r,及時(shí)采取措施。
1.起火后,除立刻進(jìn)行滅火外,應(yīng)停止加熱;關(guān)閉通風(fēng)設(shè)備,停止通風(fēng);拉開(kāi)電閘,切斷電源,以防電線著火;要移開(kāi)火區(qū)內(nèi)和周?chē)磺幸兹嘉?以防蔓延。
2.如果是酒精潑灑在桌面著火,用濕抹布或沙蓋就能滅火。若是身上衣服著火,切勿亂跑,可以躺在地上,就地打滾,或用實(shí)驗(yàn)服浸濕后覆蓋,使火隔絕空氣而熄滅。
3.根據(jù)失火情況,用不同的滅火劑。
(1)水。將水澆到燃燒物的表面,能使溫度迅速下降到著火點(diǎn)以下而滅火。注意:金屬鉀、鈉、電石引起的火災(zāi)千萬(wàn)不能用水滅火,否則會(huì)引起更大的火災(zāi)。一般有機(jī)溶劑著火也不可以使用水來(lái)滅火,有機(jī)溶劑一般密度比水小,用水會(huì)使溶劑四處流淌擴(kuò)大燃燒面積,釀成更大的危險(xiǎn)。
(2)沙。沙蓋在燃燒物上可以隔絕空氣而滅火,沙可用來(lái)蓋滅少量易燃液體和一些不宜用水撲滅的化學(xué)藥品的著火。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里應(yīng)該經(jīng)常準(zhǔn)備裝有沙的消防桶,里面的沙要干燥而松散,不能參雜紙張、木屑等可燃物,消防桶要放在固定的地方。
(4)使用滅火器。滅火器是一種可由人力移動(dòng)的輕便滅火器具,它能在其內(nèi)部壓力作用下,將所充裝的滅火劑噴出,用來(lái)?yè)渚然馂?zāi)。滅火器種類繁多,使用范圍也有所不同,只有正確選擇滅火器的類型,才能有效地?fù)渚炔煌N類的火災(zāi),達(dá)到預(yù)期的效果。
四、火災(zāi)的類別
1.A類。
普通物品火災(zāi)。如由木材、紙張、棉、布、塑料等固體燃燒所引起的火災(zāi)。應(yīng)選用水型、泡沫、磷酸銨鹽干粉、鹵代烷型滅火器。
2.B類。
易燃液體和可熔化的固體物質(zhì)的火災(zāi)。如由汽油、酒精等液體引起的火災(zāi)。應(yīng)選用干粉、泡沫、鹵代烷、二氧化碳型滅火器(這里值得注意的是,化學(xué)泡沫滅火器不能滅B類極性溶性溶劑火災(zāi),因?yàn)榛瘜W(xué)泡沫與有機(jī)溶劑按觸,泡沫會(huì)迅速被吸收,使泡沫很快消失,這樣就不能起到滅火的作用。醇、醛、酮、醚、酯等都屬于極性溶劑)。
3.C類。
可燃火災(zāi)。如液化石油氣、煤氣、乙炔等氣體燃燒引起的火災(zāi)。應(yīng)選用干粉、鹵代烷、二氧化碳型滅火器。
4.D類。
金屬燃燒的火災(zāi)。如鉀、鈉、鎂、鋰等和禁水物質(zhì)引起的火災(zāi)。就我國(guó)目前情況來(lái)說(shuō),還沒(méi)有定型的滅火器產(chǎn)品。目前國(guó)外滅D類的滅火器主要有粉裝石墨滅火器和滅金屬火災(zāi)專用干粉滅火器。在國(guó)內(nèi)尚未定型生產(chǎn)滅火器和滅火劑情況下可采用沙、土等覆蓋滅火。
5.帶電火災(zāi)。
應(yīng)選用鹵代烷、二氧化碳、干粉型滅火器。
五、滅火器的選擇
1.干粉類的滅火器(適用于A、B、C類火災(zāi))。
充裝的滅火劑主要有兩種,即碳酸氫鈉和磷酸銨鹽滅火劑。同時(shí)還加入了適量的劑和防潮劑(如硬脂酸鋁和云母粉、石英粉或滑石粉),在滅火器里裝有壓縮的二氧化碳作為噴射動(dòng)力。由于噴射出的粉末顆粒細(xì)小,濃度密,蓋在固體燃燒物上構(gòu)成阻礙燃燒的隔離層,同時(shí)受熱還會(huì)分解出不燃性的氣體,因此能迅速滅火。使用時(shí),將滅火器翻轉(zhuǎn)幾次,再打開(kāi)閥門(mén),滅火器內(nèi)就會(huì)噴射出大量的白色粉末而撲滅火焰。
碳酸氫鈉干粉滅火器適用于易燃、可燃液體、氣體和帶電設(shè)備的初起火災(zāi);磷酸銨鹽干粉滅火器除可用于上述幾類火災(zāi)外,還可撲救固體類物質(zhì)的初起火災(zāi)。但都不能撲救金屬燃燒火災(zāi)。
2.二氧化碳滅火器(適用于B、C類火災(zāi))。
滅火器里壓入液態(tài)二氧化碳,使用時(shí),打開(kāi)閥門(mén),噴射出的二氧化碳生成一層氣體覆蓋層,降低燃燒物的溫度和隔絕空氣而滅火。適用于油脂、電器設(shè)備、忌水化學(xué)藥品、化纖原料及文物檔案等所發(fā)生的小型火災(zāi)。二氧化碳噴出時(shí),越近火源越好,先噴火焰邊緣再覆蓋全面。使用二氧化碳滅火器時(shí),在室外使用的,應(yīng)選擇在上風(fēng)方向噴射;在室內(nèi)窄小空間使用的,滅火后操作者應(yīng)迅速離開(kāi),以防窒息。
3.泡沫型滅火器(適用于A、B類火災(zāi),不可用于C類)。
泡沫型滅火器里的藥液為硫酸鋁飽和溶液、碳酸氫鈉飽和溶液和用甘草或皂角等做原料制作的發(fā)泡劑。硫酸鋁飽和溶液、碳酸氫納飽和溶液和發(fā)泡劑的混合液在滅火器里是分別存放在內(nèi)筒和外筒里的,使用時(shí)將滅火器倒轉(zhuǎn),兩溶液混合反應(yīng),產(chǎn)生二氧化碳和泡沫液體一起噴出。
化學(xué)泡沫型滅火器適用于撲救一般液體火災(zāi),如油制品、油脂等火災(zāi),也可適用于固體燃燒火災(zāi),但不能撲救液體火災(zāi)中的水溶性可燃、易燃液體的火災(zāi),如醇、酯、醚、酮等物質(zhì)火災(zāi);也不能撲救帶電設(shè)備及氣體燃燒的和金屬燃燒的火災(zāi)。
專門(mén)的抗溶泡沫滅火器能撲救水溶性易燃、可燃液體的火災(zāi)如醇、醚、酮等溶劑燃燒的初起火災(zāi)。
4.鹵代烷型滅火器(俗稱“1211”滅火器和“1301”滅火器)(適用于A、B、C類火災(zāi))。
1211滅火器在室外使用時(shí),應(yīng)選擇在上風(fēng)方向噴射;在窄小的室內(nèi)滅火時(shí),滅火后操作者應(yīng)迅速撤離,因1211滅火劑有一定的毒性,以防對(duì)人體的傷害。
5.高效阻燃滅火器。
是國(guó)內(nèi)“1211”的替代品,可用于A、B、C類及電器火災(zāi)。效果好,重量輕,藥劑無(wú)毒無(wú)污染,具有阻燃、滅火雙重功效。另外,新穎的滅火器還有四氯化碳滅火器等。
因?yàn)榛馂?zāi)的發(fā)生是突然而至的,能在蔓延之前撲滅的機(jī)會(huì)又稍縱即逝的,所以起火之時(shí)我們要沉著冷靜,選擇合適的方法解決。救火的最高原則是人員安全第一,最好的安全是防患于未然,所以實(shí)驗(yàn)室的安全是以預(yù)防為主。
參考文獻(xiàn):
[1]中學(xué)化學(xué)教師手冊(cè).上海教育出版社,1986.
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擔(dān)任初中化學(xué)教學(xué)已經(jīng)十多年了,早已熟知化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的重要性,也深深了解學(xué)生們對(duì)于實(shí)驗(yàn)的喜愛(ài)程度。因此,課堂上,能做的演示實(shí)驗(yàn),我都一一完成,在條件允許的情況下,還盡量補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)。可對(duì)于學(xué)生親自動(dòng)手的實(shí)驗(yàn),卻令我頭疼不已。因?yàn)榻滩纳弦蟮膶?shí)驗(yàn),都專門(mén)安排有相應(yīng)的課時(shí)讓學(xué)生親自操作,可是因?yàn)槌跞砰_(kāi)化學(xué)課,每年的中招考試中化學(xué)又是必考科目,這就迫使教師必須超前教學(xué)才能完成教學(xué)任務(wù)。一學(xué)年的教學(xué)任務(wù),早早地在每年的二、三月份就結(jié)束了課堂教學(xué),進(jìn)入復(fù)習(xí)階段。這就意味著初中化學(xué)必須提前二至三個(gè)月結(jié)束教學(xué)任務(wù)。課本上的知識(shí)不能不講,于是好多化學(xué)教師就想出了犧牲學(xué)生實(shí)驗(yàn)課以節(jié)省時(shí)間的高招。這樣一來(lái)教學(xué)時(shí)間是擠出來(lái)了些,可是學(xué)生們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣迅速遞減,一部分自制力差的學(xué)生甚至放棄了化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)。
作為一名化學(xué)教師,我常在想,能不能把實(shí)驗(yàn)放到學(xué)生自己手上,讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主人。
我排查了整個(gè)初中階段所接觸到的演示實(shí)驗(yàn)以及學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),把有關(guān)的儀器、藥品一一羅列出來(lái),利用假期時(shí)間,到實(shí)驗(yàn)室把常用儀器通通借出來(lái),根據(jù)不同形狀,巧妙編排,最終在一個(gè)改進(jìn)了的手提儲(chǔ)物箱內(nèi)把儀器分門(mén)別類的放了進(jìn)去,又把常用藥品分類,液體藥品用小滴瓶,固體及粉狀藥品用小塑料瓶一一裝進(jìn)了儲(chǔ)物箱,像鑷子、藥匙、滴管、試管刷等一些零碎用品也一一找到了相應(yīng)的位置。這樣我設(shè)計(jì)的便攜式實(shí)驗(yàn)箱就大功告成了。為了推廣,我先組裝了五六個(gè),讓同事先試用了一段時(shí)間,經(jīng)過(guò)反復(fù)改進(jìn),實(shí)驗(yàn)箱最終成型,并在師生中引起了強(qiáng)大反響,人人都想擁有這么一個(gè)便攜式手提實(shí)驗(yàn)箱。根據(jù)學(xué)生們的要求,每個(gè)班內(nèi)組裝了三十多個(gè)便攜式手提實(shí)驗(yàn)箱。這樣一些實(shí)驗(yàn)在課堂上或者課余時(shí)間就可以完成了,并且原來(lái)的一些演示實(shí)驗(yàn)也可以改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。尤其是一些探究性的實(shí)驗(yàn),原來(lái)苦于時(shí)間不夠用,學(xué)生手頭缺少材料,而無(wú)法完成,現(xiàn)在好了,學(xué)生自己不僅主動(dòng)完成教材上的編排的一些探究實(shí)驗(yàn),并且還主動(dòng)做一些課外的探究實(shí)驗(yàn),自己去探索化學(xué)上的奧秘。這樣既把課堂還給學(xué)生,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,又使課程進(jìn)度兩不誤。
當(dāng)然,在實(shí)際操作中,也遇到了一些問(wèn)題。比如,剛開(kāi)始組裝時(shí),儲(chǔ)物箱、儀器、藥品等購(gòu)買(mǎi)時(shí)的費(fèi)用問(wèn)題?平時(shí)實(shí)驗(yàn)箱的保存問(wèn)題?藥品的安全問(wèn)題?學(xué)生畢業(yè)后實(shí)驗(yàn)箱的歸屬問(wèn)題?等等。經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐,我都找到了妥善的處理方法,既解決了學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題,激發(fā)了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,又沒(méi)出現(xiàn)安全事故,以及亂收費(fèi)問(wèn)題,收到了比較好效果。
這是我在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的一點(diǎn)改進(jìn)做法,希望大家都來(lái)關(guān)注實(shí)驗(yàn)教學(xué),給出更好的妙招。
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目前中職生普遍文化素質(zhì)低下,他們大多數(shù)抽象思維能力較差而形象思維能力尚可。用傳統(tǒng)的教學(xué)方式講授專業(yè)課,整堂課從頭到尾講授聽(tīng)得見(jiàn)、摸不著、看不見(jiàn)的理論,少數(shù)抽象思維能力較強(qiáng)的同學(xué)尚可接受,而大多數(shù)同學(xué)聽(tīng)起來(lái)昏昏欲睡,其教學(xué)效果可想而知。因此,我們?cè)诮虒W(xué)理念上,應(yīng)根據(jù)目前學(xué)生的現(xiàn)狀,順其自然,加強(qiáng)形象思維教學(xué),多給學(xué)生自己動(dòng)手操作的機(jī)會(huì),使同學(xué)們從枯燥乏味的理論中解脫出來(lái),獲取他們需要的就業(yè)技能。
二、傳統(tǒng)的教育模式已阻礙了中職校的改革和發(fā)展
隨著中職校改革的深入,學(xué)制的縮短,特別是理論教學(xué)時(shí)間的不斷壓縮。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是理論教學(xué)和集中實(shí)習(xí)分別進(jìn)行,而且由教務(wù)、技能兩個(gè)科室安排、考核和管理,這就出現(xiàn)了部門(mén)獨(dú)立,理論教學(xué)與技能實(shí)習(xí)脫節(jié)。
三、一體化教學(xué)能推動(dòng)教材的改革
目前有些教材的教學(xué)內(nèi)容與市場(chǎng)嚴(yán)重脫節(jié)或滯后,而且實(shí)用性不強(qiáng),而一體化教學(xué)凸顯了形象思維教學(xué),這就要求教材的側(cè)重點(diǎn)要轉(zhuǎn)移到操作技能上來(lái),要求理論淺顯易懂,簡(jiǎn)潔明了,可操作性強(qiáng)。這就要求在教材的編寫(xiě)過(guò)程中,舍棄一些煩瑣冗長(zhǎng)的理論,突出實(shí)用性和可操作性。
四、一體化教室的建設(shè)與管理
一體化教室是實(shí)現(xiàn)一體化教學(xué)的硬件條件。首先要得到上級(jí)主管部門(mén)的重視;其次是學(xué)校應(yīng)重視一體化教室的硬件建設(shè),加大投入,把一體化教室的建設(shè)工作納人學(xué)校的工作計(jì)劃中;學(xué)校還應(yīng)該加大對(duì)一體化教室的管理力度,使一體化教室發(fā)揮最大的作用。一體化教室面積要足夠大,基本設(shè)備和常規(guī)設(shè)施要達(dá)標(biāo),安全設(shè)施要到位,做到“規(guī)則、制度、管理責(zé)任人名單”上墻。
五、雙師型教師的重要性
除了實(shí)施教學(xué)的改革和創(chuàng)新外,相信每名教師都能深刻地體會(huì)到“雙師型”教師對(duì)職業(yè)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的提高及學(xué)校發(fā)展的重要性,并且都在不斷地思考嘗試如何更好地成為一名“雙師型”教師。技工學(xué)校應(yīng)該以實(shí)踐教學(xué)為主,理論教學(xué)為輔的辦學(xué)思想,這樣的教學(xué)機(jī)制在學(xué)生掌握技能的同時(shí),還能使其得到全面發(fā)展。要求所有的理論教師均應(yīng)取得相應(yīng)的職業(yè)資格等級(jí)證書(shū),既能講授理論知識(shí),又能帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)操練習(xí)。
六、教材的完備
實(shí)施一體化教學(xué)的必要保證是開(kāi)發(fā)具有校本特色的、理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的一體化教材。在開(kāi)發(fā)教材過(guò)程中,立足于專業(yè)理論學(xué)習(xí)和專業(yè)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,立足于滿足學(xué)生適應(yīng)工作崗位的需要和專業(yè)技能發(fā)展的需要。
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(二)探究性。在研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)習(xí)的內(nèi)容是在教師指導(dǎo)下,學(xué)生自主確定的研究課題;學(xué)習(xí)的方式不是被動(dòng)地記憶、理解教師傳授的知識(shí),而是敏銳地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,主動(dòng)地提出問(wèn)題,積極地尋求解決問(wèn)題的方法,探求結(jié)論的自主學(xué)習(xí)的過(guò)程。因此,研究性學(xué)習(xí)的課題,不宜由教師指定某個(gè)材料讓學(xué)生理解、記憶,而應(yīng)引導(dǎo)、歸納、呈現(xiàn)一些需要學(xué)習(xí)、探究的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題可以由展示一個(gè)案例、介紹某些背景或創(chuàng)設(shè)一種情景引出,也可以直接提出;可以由教師提出,也可以引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)和提出。要鼓勵(lì)學(xué)生自主探究解決問(wèn)題的方法并自己得出結(jié)論。
(三)實(shí)踐性。研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)理論與社會(huì)、科學(xué)和生活實(shí)際的聯(lián)系,特別關(guān)注環(huán)境問(wèn)題、現(xiàn)代科技對(duì)當(dāng)代生活的影響以及與社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)的重大問(wèn)題。要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注現(xiàn)實(shí)生活,親身參與社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。同時(shí)研究性學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐應(yīng)為學(xué)生參與社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)提供條件和可能。
一、 選題
研究性學(xué)習(xí)的第一步是選題。從眾多未被認(rèn)識(shí)和需要研究的問(wèn)題中提煉出適合自己研究的課題就叫選題。選題也是一個(gè)學(xué)習(xí)、思考、創(chuàng)造的過(guò)程。
研究性學(xué)習(xí)選題的目的是要回答“研究什么”和“為什么研究”及“有無(wú)研究可能”等問(wèn)題。研究性學(xué)習(xí)的選題過(guò)程包括收集資料、處理信息、明確研究方向、界定研究?jī)?nèi)容等環(huán)節(jié)。概括起來(lái)說(shuō),這些環(huán)節(jié)要圍繞兩項(xiàng)任務(wù)展開(kāi),那就是提出問(wèn)題和確立課題。
研究興趣、基礎(chǔ)知識(shí)、合作伙伴、指導(dǎo)教師、研究時(shí)間
二、 設(shè)計(jì)
經(jīng)過(guò)選題階段,明確了“研究什么”和“為什么研究”,接下來(lái)就是通過(guò)研究方案的設(shè)計(jì)回答“怎樣研究”的問(wèn)題。是對(duì)研究?jī)?nèi)容的推敲和界定;是對(duì)研究過(guò)程的分析和設(shè)計(jì);是對(duì)研究過(guò)程中可能遇到的困難問(wèn)題的預(yù)測(cè)和防范。確定采用什么方法進(jìn)行研究(調(diào)查法、試驗(yàn)法、觀察法、資料研究等等)。明確任務(wù)分工和活動(dòng)步驟
三、 過(guò)程
注意事項(xiàng):
避免兩個(gè)錯(cuò)誤傾向。一是先驗(yàn)論,頭腦里先有一個(gè)鐵定的結(jié)論,調(diào)查知識(shí)為了搜集符合結(jié)論的材料。另一種傾向是指羅列現(xiàn)象,寫(xiě)了一大堆龐雜的材料,但沒(méi)有分析歸納,這樣的報(bào)告毫無(wú)意義。收集材料要實(shí)事求是,力求全面、充分。
四、 成果
研究性學(xué)習(xí)的方式是多樣的,成果是多樣的,所以研究性學(xué)習(xí)成果的呈現(xiàn)方式也就是多種多樣的了??梢允切x論文、展示課件、演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程、展示發(fā)明、課本劇等。
多用數(shù)字圖表,少用模糊語(yǔ)言。能量化的量化,盡量用圖表顯示,給人清晰、明確的印象。
研究性學(xué)習(xí)實(shí)施中的教師指導(dǎo):
研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體作用,同時(shí),也重視教師的指導(dǎo)作用。在研究性學(xué)習(xí)實(shí)施過(guò)程中,教師應(yīng)把學(xué)生作為學(xué)習(xí)探究和解決問(wèn)題的主體,并注意轉(zhuǎn)變自己的指導(dǎo)方式。
1、在研究性學(xué)習(xí)實(shí)施過(guò)程中,教師要及時(shí)了解學(xué)生開(kāi)展研究活動(dòng)時(shí)遇到的困難以及他們的需要,有針對(duì)性地進(jìn)行指導(dǎo)。教師應(yīng)成為學(xué)生研究信息交匯的樞紐,成為交流的組織者的建議者。在這一過(guò)程中要注意觀察每一個(gè)學(xué)生在品德、能力、個(gè)性方面的發(fā)展,給予適時(shí)的鼓勵(lì)和指導(dǎo),幫助他們建立自信并進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)積極性。教師的指導(dǎo)切忌將學(xué)生的研究引向已有的結(jié)論,而是提供信息、啟發(fā)思路、補(bǔ)充知識(shí)、介紹方法和線索,引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、探究和創(chuàng)新。
2、在研究性學(xué)習(xí)實(shí)施過(guò)程中,教師必須通過(guò)多種方式爭(zhēng)取家長(zhǎng)和社會(huì)有關(guān)方面的關(guān)心、理解和參與,與學(xué)生一起開(kāi)發(fā)對(duì)實(shí)施研究性學(xué)習(xí)有價(jià)值的校內(nèi)外教育資源,為學(xué)生開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)提供良好的條件。