初中化学所有实验

初中化学所有实验
初中化学所有实验

初中化学所有实验
中学化学实验大全
出版说明 第一章 绪论
第二章 中学化学实验室
第三章 中学化学实验仪器与设备
第四章 中学化学常用试剂
第五章 中学化学实验基本技能
第六章 化学基本概念、基本定律和基础理论的实验
第七章 非金属元素及其化合物的实验
出版说明
化学是一门以实验为基础的学科.化学学说和理论的确立往往是从实验得到启发,又通过实验予以验证和完善.
在中学阶段培养学生的化学实验技能是整个教学环节中的重要一环.由于各种原因,在一段时期内,比较注重学生笔头知识的教育,而对化学实验技能的培养重视不够.现在,这种情况正在逐渐改变.为了满足教学的需要,我们组织江苏省一些学校的教师编写了这本《中学化学实验大全》.
本书共十六章,大致可以分为三个部分.第一部分（一至五章）的主题是实验室建设、管理、设备及基本操作技能.第二部分（六至九章）的主题是教学大纲规定做的以及与教材内容密切有关、根据需要可考虑选做的实验,除介绍操作步骤外,还介绍注意事项和其它实验方法.第三部分（十至十六章）的主题是实验改进、投影实验以及课外实验、自制仪器和药品等.附录辑录了一些常用资料.
本书在编写过程中,参阅了有关资料,恕不一一列出,谨致谢意.
参加本书编写工作的作者所在单位有苏州大学、南京师范大学、南京师范大学附中、苏州中学、常州中学、扬州中学、江苏教育学院、江苏教育学院附中、镇江一中、常州二中、奔牛中学、省教研室等.
全书承诸松渊、陈亦梅同志精心审阅,陈亦梅同志还担任了统稿工作.钱景渊、钱红同志绘制了全部插图.王强新、张桂秋、陈进以及邹正、李卉鹃等同志也为本书编写做了不少工作,并提供了一些资料.
由于执笔者众多、内容涉及面广以及编写时间较早等原因,书中可能会存在一些欠缺或差错,敬请读者批评指正.
江苏科学技术出版社
1987年10月
第一章 绪论
一、中学化学实验在教学中的意义和作用
二、中学化学实验的内容和形式
三、对各种形式实验的基本要求
一、中学化学实验在教学中的意义和作用
化学是以实验为基础的科学,它的发生与发展和实验息息相关,所以化学实验在化学教学中占有十分重要的地位.
化学现象的发生和发展是很复杂的,用文字叙述往往不易透彻地讲清和理解这些复杂变化的实质.而通过对一些实验现象的观察、分析,有助于认识变化的实质,借以加深对教学内容的理解,达到提高教学质量的目的.
在中学阶段,学生刚开始学习化学,在教学过程中必须加强对学生化学实验的技能和能力的培养,使他们能正确地掌握化学实验的基本操作方法和技能；必须注意理论与实际的结合,培养学生实事求是的学风、严肃认真的科学态度以及探讨问题的科学方法.
实验在化学教学中起着重要的作用：
1.帮助学生形成化学基本概念、理解化学定律和化学原理
例如要学生建立关于氧化-还原的初步概念,可以先从碳、硫、铁等物质在氧气里燃烧的实验来形成氧化概念,通过氢气和氧化铜反应的实验来形成还原概念,再从这个实验里生成物铜和水的分析来形成氧化-还原概念.同样,通过称量物质发生化学反应前后各反应物质量总和跟各生成物质量总和相等的实验来论证质量守恒定律；用溶液的导电性实验导出电离理论,都是从生动的直观提高到抽象的思维,使学生牢固地掌握这些知识.
2.有利于学生掌握物质知识和联系生产实际
中学化学实验里有许多是关于物质的制备和性质以及各类物质相互转化的内容.例如氧气、氢气的制法；氢气在氯气里燃烧；接触法制硫酸；氨催化氧化法制硝酸；单质、氧化物、酸、碱和盐的相互转化；醇、醛、羧酸等类的转化等等.
3.培养学生的观察能力、分析和解决问题的能力以及思维能力
例如,在做金属钠跟水反应实验时,可以要求学生仔细而全面地观察所发生的一切现象,分析发生这些现象的原因,然后加以综合,得出钠是一种密度小、熔点低、呈银白色、具有美丽光泽、化学性质非常活泼、燃烧时能发出黄色火焰的金属的结论.还有一些实验习题,要求学生通过实验来解答问题.例如,要求用三种不同方法制取硫酸镁；用化学方法除去热水瓶内的水垢；用实验证明氯酸钾里含有钾、氧和氯三种元素；不另用其它试剂鉴别硫酸、氯化钡、硫酸钠、碳酸钠的溶液等.这些都要求学生设计实验的方法、写出所需用的仪器和药品、绘出实验装置图、说明操作过程,然后通过实验,从实验的结果来解答问题.

4.可以教会学生正确地掌握实验的基本方法和基本技能
在做化学实验时要用到许多仪器,有些简单的装置要自己装配；还有许多基本操作,如药品的称量和取用,试剂的加热、蒸发、蒸馏、过滤、萃取等操作,都有一定的规范.只有正确地掌握这些方法和技能,实验才能取得成功.
5.增强学生化学计算和绘制图表的能力
有些实验需要运用化学计算.例如配制一定浓度的溶液,测定硝酸钾在水里的溶解度并绘制它的溶解度曲线图,硫酸铜晶体结晶水含量的测定,阿佛加德罗常数的测定,中和热的测定,酸碱中和滴定等.
二、中学化学实验的内容和形式
中学化学实验的内容大致分为下列六种类型：
1.化学基本操作练习的实验 2.阐明化学基本概念和基础理论的实验 3.物质的制备和性质的实验 4.测定物质的含量和物理常数的定量实验 5.联系工农业生产的实验 6.解决一些综合性的简单问题的设计实验
化学基本操作实验对各个年级有不同要求（见本章末）,它贯穿在全部实验之中,必须在一开始就注意操作的规范化,教会学生正确的操作方法.
阐明化学基本概念和基础理论的实验主要是根据实验现象,逐步引导学生由表及里、由感性到理性地认识事物的本质.例如通过溶解的热效应来认识溶解的本质,通过氯化铜在电流作用下发生氧化-还原反应来形成电解概念等.这类实验要选择有代表性的,现象要明显,装置要简单,操作要方便,让学生能看清实验的主要现象.
物质的制备和性质实验在中学阶段是大量的,也是主要的.关于性质实验,可以用边讲边实验形式进行,在进行这类实验时要使学生了解反应原理,避免“照方抓药”.还要使学生了解操作原理,即使用同一种仪器,由于实验的目的不同,所用的试剂不同,操作的方法就有所不同.例如在溶液中萃取某一种溶质,必要时可以用塞子塞住试管口作上下的剧烈振荡,而不是用一般振荡试管的方法.
测定物质的含量、物理常数等定量实验要注意从微观的、定量的、推理的角度来研究物质的结构和变化的规律,发挥理论在教学中的指导作用.这些实验对操作技能的要求比较高,要求所得的结果与理论数值相接近,但在中学里因受设备条件的限制,采用的实验方法一般都比较简单,加上学生操作技能和其它因素的影响,实验结果可能会有一定的误差,这就要实事求是地分析产生误差的原因.
结合工农业生产的实验在中学阶段只要求能阐明生产的基本原理,不涉及生产中的技术细节问题.
让学生独立设计实验,即实验习题,是综合运用基础知识和实验技能来解决问题的一种实验方式.它要求学生根据实验习题的要求独立设计实验方案,提出所应用的化学原理,说明操作过程和预期的实验结果.
以上这些实验内容是通过不同的实验形式进行的,如演示实验,边讲边实验和学生实验等.至于究竟应采取哪一种形式,这要根据实验的目的、要求、学生的具体情况和学校的设备等来确定.
三、对各种形式实验的基本要求
（一）演示实验
（二）边讲边实验
（三）学生实验
（四）实验习题
一）演示实验
一般有下列特点的实验可采用演示实验形式进行.
1.阐明主要化学概念和化学理论的实验
例如有关形成分子概念、原子概念、氧化-还原反应概念、电离理论等的实验.
2.关于物质的制取和性质的实验
有些实验虽然是很普通的,如氧气、氢气、氯气、二氧化碳气体等的制取和性质,在学生初次接触时,为了使他们能很清楚地看到这些实物及其特征性质,就必须进行演示实验.
3.实验装置比较复杂,操作要求比较高的实验
当学生还没有掌握这些实验所必要的操作技能时,不能让学生去做,而要由教师来演示.例如水的电解实验,氢、氯混和气体的爆炸实验等.
4.使用剧毒药品的实验
例如白磷和液态溴的取用、一氧化碳还原氧化铁等实验由教师演示比较合适.
5.需用大量试剂才能获得明显结果的实验
如铝热剂反应、尘炸、二氧化碳熄灭汽油的燃烧等.
6.指导学生掌握基本操作的实验
如正确取用试剂,用试管夹夹住试管后在酒精灯上加热,装置仪器的操作步骤一般应由下而上、从左到右的安装等.
要保证演示实验一定能成功,必须注意下列各项基本要求.
1.精密而细致的准备
首先要注意仪器装置是否符合要求,是否整齐清洁,即使细小的部件也要加以注意.例如弯曲得不好的玻璃管,大小不相称的仪器,高低不适合的装置,都会给学生以不良的印象.其次是用品和试剂的准备.有些细小的用品如玻璃棒、火柴、药匙等是否齐全,试剂是否适用,溶液的浓度是否恰当,都须事前进行检查.有时市上出售的淀粉要有所选择,直链淀粉遇碘溶液时呈蓝色,而支链淀粉则呈红紫色；有时二氧化锰中混有炭粒,在作为分解氯酸钾的催化剂制取氧气时就有发生爆炸的危险.用锌和硫酸反应制备氢气时,如果硫酸的浓度不适当,反应就会很慢.
教师在准备演示实验时,预做一次是很重要的,在预试时发现问题,可以及时加以调整和改进.
2.合理布置演示桌
一般以教师自己为准,把需用的仪器放在桌子的左边,而试剂药品放在右边.最大的器皿放在前排,较小的物品依次放在后排.桌子的中央空着留作进行演示实验用.如果在一节课内要进行好几个实验,也可以把所需的仪器药品都放在桌子的左边,当做完一个实验后就把不需要的物品移到后边去,这样可以使实验的进行井然有序.如果所需的仪器和试剂过多,实验桌子不够放时,可以接上一只桌子.如某一实验装置较复杂,需要在上课前预先装配好,也可以把成套装置放在另一只桌子上.
3.注意直观效果
应注意仪器大小的选择.有时使用普通试管进行实验,只能使前几排学生看到有少量沉淀产生,能辨认出是什么颜色或试管壁上有水滴附着.为了使全班学生都能看到这些现象,就应选用较大的烧杯进行演示.有时为了帮助学生鉴别物质的颜色,可以用白色衬板衬托在器皿后面.要鉴别试管中是否有微量沉淀产生,可以用衬板衬在后面观察溶液是否浑浊.衬板常用30厘米见方的硬纸板制成,一面糊上白纸,一面糊上黑纸.为了使学生看清楚天平上指针的移动或所指的位置,可以在标尺上装一个标上黑线条的白色纸屏.为了使坐在后排的学生也能看清楚反应现象,可以在演示桌上架一只小的演示台,把仪器装置垫高一些.目前幻灯机的使用已很普遍,有些实验可以把化学反应的现象放大后放映在屏幕上,直观性就更强了.
4.突出装置的重点部分
用普通烧瓶和长颈漏斗来装气体发生器时,应突出长颈漏斗的下端要插入液面下,因为这是这套装置的一个关键.又如用氢气还原氧化铜实验装置的重点是还原部分,应突出发生还原反应的试管而不是气体发生器.突出装置的重点部分就是要求把这部分装置安排在前排突出的部位,便于观察.有时还要把重点部分交待清楚,指出观察的方法.例如要观察氢气燃烧后在烧杯壁上有无水珠生成,应指出观察时要比较燃烧前后烧杯壁上的现象.为了突出这一点,实验所用的烧杯必须冷而干燥.再如用等量的木炭粉末与氧化铜反应要观察还原出来的铜,可以把生成物倒在白纸上观察.
5.重视示范作用
一切操作都要规范化,有些操作虽简单,例如打开试剂瓶时瓶塞在桌上的放法,倾倒试剂时瓶签的方向,点燃酒精灯后火柴梗的处理,熄灭酒精灯时灯帽的盖法,在天平上称量物质后取去砝码和称量物的先后次序,也必须按操作规程进行.
6.保证实验安全
在实验过程中,应严格遵守操作规程.对剧毒药品、强腐蚀和易燃物品的保管和使用,必须遵照安全规则处理.对容易发生事故的实验,必须采取安全措施加以预防.在实验过程中,还要结合具体实验内容向学生进行安全教育.
7.合理安排时间
有些演示实验需要较长的时间才能获得结果,可以采取一些措施来弥补.（1）用少量试剂使反应容易完成.例如测定晶体里结晶水的含量、物质的溶解性和化学反应速度等实验.（2）作某些预处理.如制取甲烷、乙烯时可预先加热以缩短演示所需的时间.（3）预制产品.在演示某一段操作步骤后,拿出预先制得的中间产物或成品来展示和讲解.例如糖类发酵制取乙醇、油脂的皂化反应等都可以这样做.（4）利用产物的特征性质,看到一些颜色或闻到一些香味即可.例如乙酸乙酯的制备,闻到它的香味就表示反应已在进行.在不影响学生观察实验的前提下教师可以利用等待实验结果的时间进行适当的讲解.
8.发挥教师的指导作用
在实验一开始就要指出实验的目的,在实验过程中要指导学生观察现象,指出观察些什么和怎样观察.在实验结束时,教师要引导学生作出结论.
（二）边讲边实验
这种实验方式一般是在课堂内结合讲解新教材时进行的.有些实验装置比较简单,操作容易进行,而用演示实验方式进行又不容易使学生看清楚现象,例如研究物质的物理性质的实验,在设备条件和安全条件许可下,可以用边讲边实验的方式进行.但不是所有实验都可以用这种方式进行,它受物质条件和时间的限制,遇到实验结果不完全符合要求的时候,就得花时间来进行分析和解释.因此,对边讲边实验的要求也就更高.
1.准备和检查工作要特别细致
由于学生较多,仪器和药品的品种和数量较多,容易发生差错或遗漏,实验就会做不起来.有时试剂失效或浓度不当,就得不到正确的结果.
2.实验目的和操作方法要交待清楚
在实验开始时必须把实验的目的交待清楚,让学生了解为什么要做这个实验,要观察些什么现象,要获得什么结果.对实验的操作方法、试剂应用的数量、仪器使用的方法、加热温度的高低、药品的性能等等都要交待清楚,以期获得较好的实验结果.
3.要善于组织和指导学生进行实验
在实验过程中,教师要留意观察各个小组的实验情况,如果发现不符合操作规程,就要纠正错误,指导正确的操作方法.如果发现试剂的用量不当,也要及时指出.如果实验没有得到正确结果,就要分析导致失败的原因,指出改进方法.有时还要处理可能发生的事故.
4.要逐步提高实验操作要求
在低年级最初的实验课上可以先由教师作示范操作,让学生学着做.以后要提高一步,在实验前把目的、操作步骤、使用试剂的数量等解释清楚,让学生自己进行操作,教师适当地加以指导.在学生积累了一些实验知识和经验后可以再提高一步,教师只需说明实验的目的和要求,让学生自己考虑应用试剂、实验步骤和操作方法.
（三）学生实验
学生实验一般是在学完一章或一个单元教材之后进行的,它的目的在于巩固和加深理解已学过的教材,把知识运用于实际,培养化学实验基本技能,运用实验方法解决一些不太复杂的实际问题.中学生实验技能的培养主要包括这几个方面：（1）取用试剂和使用基本仪器的技能,如固体药品和液体试剂的取用,浓酸、浓碱和指示剂的使用,托盘天平、量筒、试管、烧杯、烧瓶、长颈漏斗、酒精灯、量瓶、滴定管的使用等.（2）仪器的连接和简单装置的装配技能,如玻璃导管和橡皮管的连接,橡皮塞的选配,过滤器、蒸馏装置、气体发生器的装置,气密性的检查等.（3）基本实验技能如振荡、搅拌、加热、过滤、倾泻、蒸发、蒸馏等.（4）实验的记录和设计技能,包括记录实验现象和数据、写实验报告、绘装置图和设计实验习题的解答方案等.
学生实验对学生的要求是要能有准备地自觉地做好实验,对教师的要求除了实验所需的仪器药品必须有充分细致的准备外,还要对学生有适当的预习指导.
1.实验前的准备和布置
分发仪器前先要检查仪器是否完好.药品最好每组有一套,否则也必须多备几套放在公用桌上,以免学生取用时造成拥挤现象.学生实验前,教师要将实验先做一遍,借以检查用品是否齐全,试剂是否合适.实验内容要及早通知学生作好准备,使学生在实验前明确要做些什么,怎样操作以及为什么要这样做的道理.
2.实验开始时的指导和检查
实验开始时教师要作精简扼要的讲话,说明实验的要求、注意事项和成败关键.对于可能有危险发生的操作要着重指出,引起学生注意,以防发生事故.在实验开始时检查学生的准备情况也很重要,可以扼要地提问,同时也可以让学生提出问题作必要的解答.
3.实验过程中的巡回指导
教师要全面地观察学生的操作情况,实施个别指导.如果发现有许多学生的操作不符合要求,可以让大家暂停实验,把问题讲清楚后再继续进行.要求学生把实验中看到的现象或测得的数据及时地、实事求是地记录下来或直接填写在实验报告纸上.
4.实验的结束工作
实验结束时教师应作小结,指出学生在实验过程中的优缺点并分析实验成败的原因,最后,布置学生写好实验报告,洗涤仪器,整理实验用品并做好实验室的清洁工作.
（四）实验习题
前面所述的三种实验形式都是在教师精心设计之下进行的.实验习题也是一种学生实验,但要求不同,它要求学生通过实验来解决问题.实验习题涉及的知识面较宽,要求学生灵活运用已学到的知识,自己设计实验方案,提出所要使用的仪器、药品的种类、规格和数量,实验的操作步骤,估计可能发生的现象,然后通过实验来作出正确的结论.要做好这项工作,教师和学生都要作好充分准备,对于教师来说,应做好下面几项工作.
1.精心布置习题
在实验前几天,教师应把习题布置给学生.习题的数量不宜过多,类型可以多样化.全班学生可以做相同的习题,也可以把习题分成几组让学生做不同的习题.习题内容应适合学生的知识水平和实验技能,还要估计这些实验内容在规定的实验时间内是否可以完成.要求学生了解习题的目的要求,精密拟订解题的实验方案,确定实验步骤,拟出所需仪器、试剂的品种、规格和数量,考虑实验的操作方法,估计可能出现的现象,把它们写成书面设计,在实验前一、二天交给教师.经过教师审阅批准后进行实验.然后根据实验结果,加以分析、判断,得出正确的结论,最后写出实验报告.
2.指导拟订方案
解题的实验方案可以由学生各自拟订,也可以在个人准备的基础上进行小组讨论,相互启发,集思广益,选出最佳方案.为了帮助学生思考问题,可以在布置习题时给以适当的指导.例如指出在考虑制备物质时,应根据反应物的剂型和数量来选用仪器的品种和大小以及装置的方法.在考虑鉴别物质的方法时,首先应注意各种物质的特殊性质,同时要考虑到还有哪些物质可能也有相似的性质.例如二氧化碳不能燃烧又不能助燃,而氮气也是既不能燃烧、又不能助燃的.这就要进一步采用其它方法予以鉴别.要考虑到操作时还有一个步骤上的先后问题.例如要鉴别氯离子和硫酸根离子,如果先用硝酸银检验,两种溶液里都有白色沉淀生成.先用氯化钡检验,可以把硫酸根离子鉴别出来,因为它跟氯化钡反应会产生白色沉淀而氯离子则不能.
有一些比较复杂的问题,学生在拟订解题方案时会存在一定的困难,教师就要有针对性的启发或提示.例如有这样一个问题,“不另用其它试剂,鉴别以下溶液：NaBr、AgNO3、HCl、Na2CO3”.教师可以提示学生将这四种物质列成如前页表格,分析它们两两发生反应的结果,以启发学生找出解题的思路.
3.准备实验用品
学生所拟订的实验方案很可能不完全相同,应用的仪器试剂就会多种多样.教师在准备实验用品时必须做到充分而又细致,以免临时发生问题,妨碍实验的进行.当实验用品准备好后,教师还要预试一遍,掌握实验情况,届时就指导有方.有时为了避免实验用品过多,准备时有困难,可以先根据最佳方案作准备,然后再加以补充.有时学生的方案是错误的或存在某些缺点,不可能获得正确的结论.如果在操作时不会发生危险,教师也可以为他准备所需的实验用品,让他试一试,分析失败的原因,从中获得教训后加以改进.
4.注意操作规范
有时方案是可行的,由于操作上的失误而失败了,例如,鉴别几瓶溶液时,用玻棒分别蘸取各溶液后,又在同一容器内洗涤,就可能得出错误的结果,所以必须注意操作的规范化.要告诉学生在鉴别物质时不要把所给的试样在一个实验里全部用完,如果某一个方法不成功,还可以把余下的试样用其它方法来检验.用石蕊试纸检验溶液的酸碱性时,不要把试纸浸入溶液里,应该用洁净的玻璃棒蘸取一些溶液滴涂在试纸上.取用不同的固体药品要用不同的药匙.吸取过一种试剂的滴管要洗净后再吸取另一种试剂等等.
总之,加强实验教学是提高化学教学质量的重要环节.除教材规定的实验以外,还要尽可能多开展一些课外活动,让学生多思考、多动手、多练习,加强培养他们独立进行实验的能力.
下面是录自现行《中学化学教学大纲》中有关化学实验的三个表格.
表1—1各年级培养使用仪器用品的技能参考表
 
续表
 
表1－2各年级培养实验操作的技能参考表