高中化学实验改进与创新案例集120.docx
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高中化学实验改进与创新案例集120
《高中化学实验改进与创新案例集》(上)
高中化学实验改进与创新课题组
2018年6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,容易使玻璃斗炸裂。
2.紧贴玻璃漏斗的滤纸要润湿,防止引燃凡士林。
3.玻璃水槽A底层铺的细沙厚度约3cm以上宜,细沙层太薄会使水槽底部被带有巨大热量的熔融炸裂,所以细沙层尽量厚一些,以消除安全隐患。
4.镁条被点燃瞬间,迅速用玻璃罩子罩住玻璃斗,并尽可能盖严实,一方面铝热剂被引燃时放出大热量可使产生的浓烟在密闭空间急剧膨胀并通管导入右边玻璃水槽;另一方面可防止浓烟外漏,空气。
5.玻璃漏斗口径不小于150mm,玻璃罩子口径于200mm,这样保证了药品有足够大的反应空间才于因气体急剧膨胀而发生爆炸。
创新
设计
后的
优点
1.将盛放药品的纸漏斗改换为大号玻璃漏斗。
去掉玻璃漏斗下端的玻璃短颈,让熔融物顺利滴落,在其内壁涂一层薄的凡士林,用来绝热,防止玻璃漏斗炸裂,且较高的玻璃内壁可以防止火星四溅,保护师生免受火星灼伤。
2.蒸发皿用铺有细沙的玻璃水槽代替。
这样,熔融物滴落水中迅速冷却所形成的小球不会沾到细沙,形状圆润,清晰可见。
3.增加烟尘吸收装置。
由于透明玻璃罩与玻璃漏斗之间密封严密,反应瞬间放出大量的热使浓烟迅速膨胀进入上端玻璃罩子,再经过橡皮管通入水槽被吸收,最大可能地减少了烟尘对空气的污染。
4..节约药品用量。
教材给出的药品用量为氧化铁粉末5g、铝粉2g,在被引燃瞬间火星四溅且伴有大量浓烟,火光刺眼,浓烟呛鼻,危害师生健康。
实验改进过程中,经反复实验,氧化铁粉末和铝粉用量分别为1.25g和0.50g为宜,药品比例不变,但用量减少,当被引燃之后,整个反应在玻璃漏斗与玻璃罩子组成的较大的密闭空间内进行,实验现象依然清晰可见,但四溅的火星得到有效控制,把火光对师生眼睛的刺伤降到最低。
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。
案例4利用“多功能化学实验管”
完成“雾中钠灯”实验设计
实验名称
利用“多功能化学实验管”完成“雾中钠灯”实验设计
实验目的
利用“多功能化学实验管”完成“雾中钠灯”趣味性实验设计
实验原理
2Na+H2SO4=Na2SO4+H2↑;用浓氨水和NaOH固体制取NH3
实验仪器
及药品
多功能化学实验管、浓氨水、NaOH固体、钠块、稀硫酸。
实验
装置
实验
步骤
及现象
1.多功能化学实验管介绍:
如图1所示:
此装置为双层套管式装置,外管A上有导管D,内管B上有一小孔C,内管B上带磨口塞,内外管之间为磨口密封。
2.取气密性良好的“多功能化学实验管”,用止水夹夹在橡胶管D处。
在A管中加入浓氨水和NaOH固体,A管中会产生大量的白雾。
3.打开B管上的玻璃塞,在B管中加入稀硫酸和钠块,钠块与稀硫酸剧烈反应而燃烧发光。
4.将B管放入A管中,就会看到钠在雾中燃烧,这就是漂亮的“雾中钠灯”。
创新
设计
后的
优点
1.实验操作简单,现象明显。
2.可以同时完成钠与酸的反应及氨气的制备两大实验。
3.具有趣味性。
案例5乙酸乙酯制备实验装置的改进
实验名称
乙酸乙酯制备实验装置的改进
实验目的
对教材上乙酸乙酯制备实验的装置改进,使实验效果更好。
实验原理
此反应是一个可逆反应,要得到纯净的乙酸乙酯必须进行混合物的分离;若要使原料尽可能充分反应,就应当控制反应的温度,防止原料损失;为了提高乙酸乙酯的产率要考虑及时补充反应物。
实验仪器
及药品
三颈烧瓶、铁架台、铁夹、酒精灯、分液漏斗、温度计、球形冷凝管、乙醇、浓硫酸、乙酸、冷水
实验
装置
实验
步骤
及现象
1.按图1所示连接仪器(图中铁架台、铁夹、加热装置已略去)。
2.在三颈烧瓶中加入约1/2体积的乙醇,并加入适量浓硫酸;分液漏斗中注入定量的乙酸,固定在左口;温度计固定在图1实验装置中间口,并使水银球在液面以下;球形冷凝管固定在右口,并接上冷水水龙头,使水下进上出。
3.左口通过分液漏斗逐滴加入乙酸,后加热三颈烧瓶,用温度计控制反应的温度不宜过高,一段时间后观察到三颈烧瓶液面上有一层油状液体,蒸气不断从冷凝管回流到三颈烧瓶中。
若要停止反应,则撤去酒精灯,进行混合液的分离。
注意事项:
1.连接好装置后要用铁架台等进行固定;
2.分液漏斗中液体要间歇性地逐滴加入。
创新
设计
后的
优点
1.冷凝时采用逆流原理,冷凝效果佳;
2.分离乙酸乙酯、乙酸、乙醇时,选用分液和蒸馏,效果好;
3.使用温度计,有利于控制发生装置的温度;
4.增加了分液漏斗,有利于及时补充反应物以提高产率。
案例6制备二氧化氮装置的微型化设计
实验名称
制备二氧化氮装置的微型化设计
实验目的
对制备二氧化氮装置进行微型化设计,有利于节约实验药品,提高实验效果,减少环境污染。
实验原理
Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3NO2+H2O==2HNO3+NO
2NO+O2==2NO2
实验仪器
及药品
注射器(5ml)﹑橡胶塞﹑铜丝﹑浓硝酸﹑氢氧化钠溶液﹑蒸馏水
实验
装置
实验
步骤
及现象
1.将注射器(5ml)的活塞取下,将铜丝加入注射器的空筒中插入活塞将空筒中的空气排净,吸入大约2~3mL的浓硝酸,迅速将注射器针头插在橡胶塞上,铜丝表面有大量气泡产生,红棕色的气体(NO2)将注射器活塞后推,同时溶液由无色变为蓝色。
2.待反应完全铜丝消失后,将注射器的针头从橡胶塞上拔出,将反应后的溶液全部压入氢氧化钠溶液中,再向盛有红棕色气体(NO2)的注射器中吸入蒸馏水,将注射器针头插在橡胶塞上,震荡注射器,会看到注射器中的气体体积减小,活塞前推,气体由红棕色逐渐变为无色。
3.反应完毕后,将注射器的针头从橡胶塞上拔出,拉动活塞吸入空气,可以观察到注射器内无色气体迅速变成红棕色。
创新
设计
后的
优点
1.实验采用微型化设计,节约药品,现象明显,便于观察和操作,特别适合学生分组实验。
2.实验在封闭体系中进行,减少了环境污染,有利于培养学生的环保意识。
案例7NO制备和性质实验的改进
实验名称
NO制备和性质实验的改进
实验目的
对NO制备和性质实验的改进,使实验微型化,现象更明显,实验的安全性和成功率更高。
实验原理
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
2NO+O2=2NO2
实验仪器
及药品
球形干燥管、有孔塑料片、玻璃珠、橡胶管(2根)、铜丝球、单孔橡胶塞、医用注射器(20mL)、稀硝酸、蒸馏水。
实验
装置
实验
步骤
及现象
1.在一支球形干燥管的细口部分套一段橡胶管,橡胶管内部嵌颗玻璃珠,球形干燥管的粗口配上带有导管的单孔塞。
2.在球形干燥管里放入一个用细铜丝绕成的铜丝球,取一块直径稍大于球形干燥管粗口内径的有孔塑料片塞入管口中,使它嵌在内壁上,位置可以根据需要调节(一般在距管口到圆球部分的4/5处)。
塞上单孔塞,保证它的气密性良好(如图1所示)。
3.取一支20mL医用注射器,吸取约10mL稀硝酸(如图2所示)。
4.打开单孔塞,在球形干燥管中注满蒸馏水,塞上单孔塞,将蒸馏水从单孔塞上的导管中倒出,待球形干燥管中的蒸馏水倒尽后,迅速将导管与注射器用橡胶管连接,一定要防止空气进入球形干燥管。
5.将注射器中的稀硝酸推入球形干燥管中,稀硝酸与铜丝反应生成无色的NO气体,球形干燥管中产生蓝色溶液。
可以通过推拉注射器,控制稀硝酸与铜丝的接触和分离,从面控制反应的发生和停止。
挤捏玻璃珠外的胶管,空气进入干燥管中,NO被氧化变成NO2而呈红棕色。
创新
设计
后的
优点
1、实验操作简单,现象明显。
2、药品用量少,不污染环境。
3、实验在真空中进行,可以较长时间看到无色NO气体;反应的发生和停止易于控制,提高了实验的安全性。
案例8氯气的制取和性质实验创新设计
实验名称
氯气的制取和性质实验创新设计
实验目的
1.把原来的单一实验整合为综合性实验,开发了实验的综合功能。
2.通过综合性实验培养学生主动探究问题的能力。
实验原理
84消毒液和洁厕灵混合反应会产生Cl2
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
Cl2+H2O ==HCl+HClO(具有漂白性)Cl2+2KI ==2KCl+I2
实验仪器
及药品
小塑料瓶、试管、橡胶塞、导管、橡胶管、止水夹、注射器、84消毒液、洁厕灵、湿润的淀粉-碘化钾试纸、鲜花、无水氯化钙、干燥的红纸、氢氧化钠溶液。
实验
装置
实验
步骤
及现象
1.按图1组装仪器,并检查装置的气密性。
2.在小塑料瓶中加入84消毒液,塞紧橡胶塞,用注射器注入洁厕灵。
让产生的气体产依次通过U形管中湿润的淀粉一碘化钾试纸、鲜花、干燥的红纸,观察到84消毒液和洁厕灵混合后迅速生成黄绿色气体(两者混合反应会产生Cl2)。
当气体通过湿润的淀粉一碘化钾试纸时,可观察到试纸先变蓝后褪色(试纸蓝色,说明Cl2具有强氧化性)。
当气体通过鲜花,可观察到鲜花颜色慢慢褪去;
当气体经过无水氯化钙干燥后再通过干燥的红纸,可观察到红纸并没有褪色(试纸和鲜花褪色,而干燥的红纸没有褪色,说明具有漂白性的物质不是Cl2,而是Cl2与H2O反应生成的HClO)。
3.往反应后的塑料瓶中加入NaOH溶液。
观察到黄绿色的混合溶液变成无色(利用NaOH与Cl2反应,用NaOH溶液吸收反应后剩余的Cl2,防止空气污染)。
创新
设计
后的
优点
L.实验在封闭系统中进行,很好地解决了对环境造成的污染。
2.所需的药品(84消毒液和洁厕灵)日常易得,不需要加热,制取简易。
3利用HC1O具有漂白性使鲜花失去鲜艳的色彩这现象,让学生直观地感受到氯气这种有毒气体可对生物体和环境造成极大危害,培养学生的环保意识。
4.整个装置让学生通过实验现象验证氯气的性质,培养学生主动探究问题的能力。
案例9铁与氯气反应的实验创新设计
实验名称
铁与氯气反应的实验创新设计
实验目的
从实验的可操作性、绿色化、微型化、可推广化角度进行实验方案的设计。
实验原理
铁和氯气反应方程式和现象:
2Fe+3Cl2点燃2FeCl3,
现象:
剧烈燃烧,生成棕褐色的烟.氢氧化钠溶液可以吸收氯气避免污染环境。
实验仪器
及药品
仪器:
抽滤瓶、橡皮塞、气球、酒精灯、胶头滴管、矿泉水瓶盖、镊子、药匙、棉花球
药品:
固体氯酸钾、浓盐酸、铁丝、氢氧化钠溶液
实验
装置
实验
步骤
及现象
1.抽滤瓶侧面连接口绑上气球,橡皮塞上插上一根螺旋状细铁丝。
2.将浸有少量氢氧化钠溶液的棉花球放入矿泉水瓶盖,再用镊子将矿泉水瓶盖放入抽滤瓶。
3.取一药匙固体氯酸钾于抽滤瓶底部,往抽滤瓶中滴加半滴管浓盐酸,待产生的黄绿色气体快蔓延至瓶口时,迅速塞上橡皮塞,气球鼓起。
4.另取相同的连有螺旋状铁丝的橡皮塞,加热铁丝至红热状态,迅速代替步骤③中橡皮塞,观察实验现象。
产生大量红棕色的烟,棉花球由无色变为红褐色。
说明铁丝与氯气在加热的条件下快速反应,生成氯化铁。
创新
设计
后的
优点
1.实验操作简单,现象明显;实验仪器常见,便于推广;药品用量少,体现了微型化、环保的理念
2.巧妙地将氯气的产生、收集、性质实验、产物的检验整合在一套装置中,减少了中间环节。
解决了将灼热的细铁丝插入氯气并使氯气尽量不外漏的难题。
3.抽滤瓶的下宽上窄的特殊结构;橡皮塞、气球浸有氢氧化钠的棉球的使用,避免了实验过程中污染气体的逸出。
4.同一装置可以完成不同实验。
如铜丝与氯气的反应实验;氯气有无漂白性的探究实验。
案例10氯气有无漂白性的实验创新设计
实验名称
氯气有无漂白性的实验创新设计
实验目的
从实验的可操作性、绿色化、微型化、可推广化角度进行实验方案的设计。
实验原理
氯气没有漂白性,氯水才有,氯气溶于水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有强氧化作用,具有漂白性,Cl2+H2O=HClO+HCl
实验仪器
及药品
仪器:
大、小培养皿、矿泉水瓶盖、滤纸、棉花球、药匙、红色纸条
药品:
固体氯酸钾、浓盐酸、胶头滴管、浓氢氧化钠溶液
实验
装置
实验
步骤
及现象
1.将一较大培养皿正放,矿泉水瓶盖放于培养皿中心位置,向瓶盖中加入一药匙固体氯酸钾。
2.取两条红色纸条,一干燥,一潮湿,放于矿泉水瓶盖的两边。
3.将浸透过氢氧化钠溶液的棉花球放于培养皿中。
4.向矿泉水瓶盖中滴加半滴管浓盐酸,迅速盖上另一较小培养皿。
可以观察到,产生黄绿色气体,潮湿的红色纸条褪色,干燥红色纸条无明显变化。
说明干燥的氯气无漂白性,氯气与水反应生成了具有漂白性
的新物质。
创新
设计
后的
优点
1.将气体的制取和性质实验相统一,减少可能造成漏气污染环境的中间环节,可操作性强。
2.增加尾气吸收,避免造成环境污染,符合绿色化学理念。
3.实验用品少,反应时间短,现象明显,符合实验微型化原则。
案例11乙醛银镜反应实验不需水浴的改进
实验名称
乙醛银镜反应实验不需水浴的改进
实验目的
对课本乙醛银镜反应实验进行改进,不需水浴加热且快速在课堂教学中进行制镜实验。
实验原理
(1)乙醛溶液的保质是实验成功的最重要因素。
实验室所用乙醛溶液因多年放置,生成三聚乙醛或四聚乙醛及其混合物,导致实验失败(正因如此,很多老其实常用葡萄糖溶液代弋替乙醛实验)。
因此,应对乙进行解聚,方法是取100毫升乙醛溶液和98%的硫酸溶液1毫升共同加入蒸馏烧瓶,在600℃-650℃间进行馏,用自来水冷凝,在锥形瓶中加入约50毫升蒸馏水进行馏分吸收,就可得到已解聚的乙醛溶液.
(2)微量的硅酸钠,对银在试管壁的附着起到亲和作用.
实验仪器
及药品
直径为60mm左右的圆形玻璃片(或直径为60mm左右的圆形表面器皿)烧杯、透明胶带、蒸馏水、2%的硝酸银溶液、2%的氨水、40%乙醛溶液、0.2%的硅酸钠溶液、10%氢氧化钠溶液。
实验
装置
实验
步骤
及现象
1.取直径为60mm左右的圆形玻璃片(或直径为60mm左右的圆形表面器皿)一块,先用洗涤液认真刷洗,再用自来水冲洗,最后用蒸馏水润洗干净。
洗后不能用手触摸已洗净的玻璃面。
2.用8mm宽的透明胶带沿玻璃片侧面粘裹一圈,使胶带高于玻璃面5mm左右,形成严密围栏。
3.在烧杯中用2%的硝酸银溶液和2%的氨水制成银氨溶液。
氨水的用量要以沉淀溶解到还略微浑浊为适量。
将所配溶液快速与40%乙醛溶液、0.2%的硅酸钠溶液、10%氢氧化钠溶液混合振荡均匀,迅速倒入平置的玻璃片上,使其形成2—3mm厚的液面,约1分钟就会形成光亮的银镜。
4.将镜面上的残液倒入烧杯,就可以拿起制好的镜子展示给学生,可让学生拿起镜子照一照自己的芳容(如图)。
创新
设计
后的
优点
1.传统方法因受热水浴条件的限制,课堂教学中无法用玻璃片制镜,而新方法的最大优点是课堂教学上进行了制镜,视觉直观.
2.耗时短,光洁度高且无需水浴。
3.实现了学以致用,极大地提高了学生的学习兴趣。
案例12铜在氯气中燃烧的实验改进
实验名称
铜在氯气中燃烧的实验改进
实验目的
对铜丝在氯气中燃烧实验的创新设计,达到了实验的微型化,真正实现了绿色、环保和零污柴的目的。
实验原理
Cu和Cl2需要在点燃的条件下才可反应生成CuCl2,
现象:
冒出棕黄色烟(CuCl2固体小颗粒)
实验仪器
及药品
氯酸钾,浓盐酸,浓氢氧化钠,细铜丝2根(从导线中抽取并用细砂纸打磨),细铁丝2根(从纱窗中抽取并用细砂纸打磨),带“鳄嘴形”的导线2根,青霉素药瓶1个,5mL注射器2支,教学用电源1台。
实验
装置
实验
步骤
及现象
1.在青霉素瓶底部先盛放少许氯酸钾。
2.取2根长约50m的细铜丝,两头均拧在一起,中间30cm绕成螺旋状,两端留出约10cm,弯曲成U型。
如图2所示,穿过橡胶塞,塞住青霉素瓶口。
3.在胶塞上,分别插入两个5ml注射器,一个注射器中盛有浓盐酸,另一个注射器中中盛有氢氧化钠溶液。
4.把教学用电源的输出电压调到直流12V(2A)处,正负极各接一根带“鳄嘴形”夹子的导线,导线上“嘴形”夹子分别夹住露出胶塞铜丝的A、B两端(此时电源不能接通)。
5.先在青霉素瓶中注入少量的浓盐酸(操作时注意浓盐酸不能滴在铜丝上),浓盐酸与氯酸钾接触立即反应,产生氯气。
当看到瓶内有黄绿色气体后,接通电源,加热铜丝。
大约2-5秒钟,铜丝在氯气里剧烈
燃烧,青霉素瓶中立刻充满了棕黄色的烟,这时断开电源。
待反应结束后,用另一支注射器注入氢氧化钠溶液,以处理多余的氯气。
创新
设计
优点
1.不需要事先制备氯气,实现了制备实验和性质实验的一体化设计。
也可以把该装置稍作改动后组装在氯气性质验证的成套实验中。
2.用直流电加热铜丝,受热均匀,整个铜丝同时与氯气反应,且氯气不断产生,反应持续进行,反应现象明显。
把铜丝换成细铁丝,会取得同样的效果,真正实现了课本实验的突破(现行课本中没有铁丝和氯气反应的课堂演示实验设计)。
3.全封闭实验,微型化设计,不污染环境,多余氯气易处理,符合环保理念。
4.作为课堂演示实验,学生可以做到人手一套,实现了实验效益的最大化。
案例13电解CuCl2溶液的微型化创新设计
实验名称
电解CuCl2溶液的微型化创新设计
实验目的
对电解CuCl2溶液实验的
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- 关 键 词:
- 高中化学 实验 改进 创新 案例 120