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高中 《 实验化学 》 教材介绍

高中 《 实验化学 》 教材介绍. 一、 “ 实验化学 ” 教材概况 二、 “ 实验化学 ” 教学的组织 三、 “ 实验化学 ” 教材中疑难实验的探究. “实验化学”课程的地位、作用： 著名化学家傅鹰：“化学是实验的科学，只有实验才是最高的法庭。” 化学家戴安帮教授：“加强实验，无论如何都不过分。”.

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高中 《 实验化学 》 教材介绍

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Presentation Transcript

  1. 高中《实验化学》教材介绍

  2. 一、“实验化学”教材概况 二、“实验化学”教学的组织 三、“实验化学”教材中疑难实验的探究

  3. “实验化学”课程的地位、作用： 著名化学家傅鹰：“化学是实验的科学，只有实验才是最高的法庭。” 化学家戴安帮教授：“加强实验，无论如何都不过分。”

  4. “实验化学”是普通高中化学课程的重要组成部分。设置该课程模块有助于学生更深刻地认识实验在化学科学中的地位，帮助学生进一步学习化学科学的知识、掌握基本的化学实验方法和技能，培养学生的创新精神和实践能力帮助学生提高科学素养。具体地说，通过本课程模块的学习，可帮助学生在以下诸方面得到提高：“实验化学”是普通高中化学课程的重要组成部分。设置该课程模块有助于学生更深刻地认识实验在化学科学中的地位，帮助学生进一步学习化学科学的知识、掌握基本的化学实验方法和技能，培养学生的创新精神和实践能力帮助学生提高科学素养。具体地说，通过本课程模块的学习，可帮助学生在以下诸方面得到提高：

  5. 1.认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法。1.认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法。 (如食用色素的提取和层析分离、粗盐提纯、金属（或塑料）的电镀……)

  6. 2.掌握基本的化学实验方法和技能，了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用。2.掌握基本的化学实验方法和技能，了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用。 (如介绍质谱仪、核磁共振仪、红外光谱仪等现代仪器在测定物质结构中的作用。初步掌握电子天平、酸度计等仪器的使用方法，能根据误差分析的原理对实验数据进行分析，认识定量分析在化学研究中的重要性。)

  7. 3.了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用化学实验解决问题的能力。3.了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用化学实验解决问题的能力。 (如比色法测定污水中的某些离子、如氧化还原滴定法或电化学分析法测定污水中的化学耗氧量)

  8. 4.形成实事求是、严谨细致的科学态度，培养批判精神和创新意识。(如根据误差分析的原理对实验数据进行分析，认识定量分析在化学研究中的重要性，4.形成实事求是、严谨细致的科学态度，培养批判精神和创新意识。(如根据误差分析的原理对实验数据进行分析，认识定量分析在化学研究中的重要性， 认识反应条件控制在化学研究中的意义和作用。)

  9. 5.形成绿色化学的观念，强化实验安全意识。 (如双氧水制备氧气等)

  10. 从发展的角度看，实验已不再仅仅是为学生学习化学知识而提供的直观手段，实验教学还具备激发学生学习化学的兴趣、培养学生解决问题的能力、学习实验的技能和一些科学方法、培养学生的科学品质和科学思维能力等多种教学功能。所以实验教学的发展必然会导致其质和量的双重变化，即实验教学的比重会加大，学生要从实验的旁观者更多地转变为参与者，探究性实验教学的研究会越来越受到师生共同的关注。从发展的角度看，实验已不再仅仅是为学生学习化学知识而提供的直观手段，实验教学还具备激发学生学习化学的兴趣、培养学生解决问题的能力、学习实验的技能和一些科学方法、培养学生的科学品质和科学思维能力等多种教学功能。所以实验教学的发展必然会导致其质和量的双重变化，即实验教学的比重会加大，学生要从实验的旁观者更多地转变为参与者，探究性实验教学的研究会越来越受到师生共同的关注。

  11. 一、“实验化学”教材概况：

  12. 1.教材结构 “实验化学”教材共7个专题 (如物质的分离和提纯……每一专题2-3个课题) 16个课题 (海带中碘元素的分离和检验……) 约40个实验。 每一专题有2-3个实验课题，而每一实验课题包括有如下条块：

  13. 1.目的要求 2.知识预备 3.课提方案设计 4.实验准备 5.实验记录、结论 6.交流与讨论 7.拓展实验

  14. 设置“拓展实验”是为了帮助学生更好地领会实验课题的原理和设计思路，进一步掌握实验研究方法和技能。因学时有限，“拓展课题”一般不要求在课内完成，教师可因地制宜选择部分课题来扩展教学内容。

  15. 为帮助学生学习，每一课题中还设置有： “检索咨询”、“资料卡”、“信息提示”、“操作导向”、“拓展视野”等栏目。 每一专题前面有一引言，在尾部设有整理与归纳、专题作业等栏目

  16. 2.基本体系(教材目录) 专题1 物质的分离和提纯 课题1 海带中碘元素的分离和检验 拓展实验：1-1茶叶中Al和Fe元素的分离和鉴定 (检验茶叶灰烬的滤液中的Fe3+，使用KSCN溶液，检验Al3+，使用阿罗明拿溶液(铝试剂))

  17. 课题2 用纸上层析法分离铁离子和铜离子。 纸上层析是利用离子随展开剂在纸上展开的速度不同而使离子分离的方法。纸上层析一般属于分配层析，但也有吸附层析的作用。 拓展实验：1-2菠菜中叶绿体 中色素的提取和分离

  18. 拓展实验： 1-3.用粉笔做层析分离实验 (分离红、蓝墨水中染料) (约过10 min便可看到4条色素带。叶种类不同，其绿叶中含上述各种色素的量也不同)

  19. 课题3制备硝酸钾晶体 (工业上常采用转化法制备硝酸钾晶体，其反应如下： 拓展实验：1-4粗盐提纯

  20. 专题2 物质性质的探究 • 课题1铝及其化合物的性质 • 铝与氧气的反应 • 2.铝与硫酸铜溶液的反应 • 3. 铝与卤素的反应 • 4. 铝的配合物的生成

  21. 图1-5 明矾晶体的制取 5. 明矾晶体的生长(图) 拓展实验：2-1铝热反应

  22. 课题2 乙醇、苯酚的性质探究 乙醇的性质探究：1.醇与金属钠反应 2. 醇的氧化反应 3、醇的脱水反应 苯酚的性质探究：1.苯酚的物理性质探究 2.苯酚的化学性质探究 (污水中苯酚检验: 取2mL工业废水，滴加几滴三氯化铁，如溶液显紫色，表明有苯酚存在。)

  23. n OH OH n + nHCHO + nH2O CH2 拓展实验：2-2酚醛树脂的制备

  24. 专题3 物质的检验 课题1牙膏和火柴头中某些成分的检验 1牙膏中含有碳酸钙、甘油，含氟牙膏中含有氟。 (1)CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + CO2↑+ H2O CO2 + Ca(OH)2 === CaCO3↓+ H2O

  25. (2) 加适量蓝色氢氧化铜后呈现绛蓝色 (3)Fe3+ + 6F- === [FeF6]3— 除锈实验

  26. 火柴头中某些成分的检验 Cl- + Ag+=== AgCl↓ 3NO2- + ClO3- + Ag+=== 3NO3- + AgCl↓

  27. 拓展实验：3-1 装修后室内空气中甲醛浓度的测定 〔测定原理〕 KMnO4(H+)溶液为强氧化剂，可氧化甲醛，KMnO4(H+)溶液因被还原而退色。化学反应为： 2MnO4－+5HCHO+6H＋==2Mn2＋+5CO2↑+8H2O

  28. [实验步骤]1．用2.5mL注射器准确移取2 mL10-4 mol／L KMn04溶液，注入一个约5ml带有胶盖的小瓶中，加3滴6 mol/L H2S04溶液，盖好盖子，插一支注射器的针头，作为进气管。另取一个附针头的50mL注射器如图所示装好，将此装置置于待测地点，缓慢抽气，每次抽气50mL，直到紫红色褪尽为止。记录抽气次数。2．计算室内甲醛气体浓度。设抽气次数为n，依据化学方程可计算出室内空气中甲醛含量为300/n(mg/m3)?。

  29. 课题2 亚硝酸钠和食盐的鉴别 (1)亚硝酸钠熔点2710C，分解温度3200C。氯化钠的熔点为8020C，沸点14130C，在实验室里用酒精灯加热无变化。(用酒精灯加热，一会后，可见一支试管内的粉末熔化，变为淡黄色的液体，试管内有红棕色气体产生。) (2)亚硝酸钠与盐酸反应，生成亚硝酸，亚硝酸不稳定，立即分解，产生红棕色的二氧化氮。氯化钠不与盐酸反应。 2NaNO2 + 2HCl === NO↑ + NO2↑+ NaCl+H2O

  30. (3)亚硝酸钠与KI反应，生成单质碘，碘遇淀粉水溶液变蓝色。(3)亚硝酸钠与KI反应，生成单质碘，碘遇淀粉水溶液变蓝色。 2NaNO2 + 2KI+4HCl === 2NO + I2+ 2NaCl+2KCl+2H2O (4)亚硝酸钠与FeCl2反应，生成棕黄色的FeCl3溶液，氯化钠不与FeCl2反应。 NO2- + Fe2+ + 2H+=== NO + Fe3++ H2O

  31. (5)亚硝酸钠与KMnO4溶液反应，生成溶于水的Mn2+ ，使溶液立即褪色。氯化钠不立即与KMnO4溶液反应。 5NO2- + 2MnO4- + 6H+ === 5NO3- + 2Mn2+ + 3H2O (6) 亚硝酸钠、氯化钠都和AgNO3溶液反应，生成的难溶于水的白色沉淀，但是白色的AgCl沉淀不溶于稀硝酸 。

  32. 真假碘盐的鉴别 按国家有关部门规定，每千克食用碘盐中碘的含量必需在20~50mg之间。用淀粉作指示剂时，单质碘的最低检出量为10-7g/1mL。 KIO3+5KI+3H2SO4→3I2+3H2O+3K2SO4 I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

  33. 拓展实验：3-2 汽车尾气的检验 据CO、CO2、氮氧化物特性，设计方案：如用新鲜鸡血(鲜红色,用少量草酸钠作抗凝剂)，通入CO后迅速变成胭脂红色。

  34. 专题4 化学反应条件的控制 课题1影响硫代硫酸钠与酸反应速度的因素 选用0.1 mol／L 硫酸； 0.1 mol／L 硫代硫酸钠； 还可稀释1-2倍

  35. 补充：时钟实验 实验准备:配制下列三种溶液 溶液A：秤取0.9g碘酸钾溶于温水中，再稀释至500mL。 溶液B： 秤取0.45g无水亚硫酸钠，溶解、稀释至500mL。 溶液C： 秤取5g可溶性淀粉置于小烧杯中，注入25mL冷水，搅拌成悬浊液。注入300mL沸水中。冷却后慢慢倒入12.5mL浓硫酸。最后也稀释至500mL。

  36. 1取一个400mL烧杯，依次注入200mL水、50mLA液、50mLC液、50mLB液，略搅拌后静止观察。开始的10秒左右时间，混合的溶液仍呈无色透明状，10秒钟后溶液会在瞬间突变为深蓝色。1取一个400mL烧杯，依次注入200mL水、50mLA液、50mLC液、50mLB液，略搅拌后静止观察。开始的10秒左右时间，混合的溶液仍呈无色透明状，10秒钟后溶液会在瞬间突变为深蓝色。

  37. 浓度对反应速度的影响：取两个400mL大烧，配制如下混合液： D液： 200mL水中加入50mLA和50mLC。 E液： 225mL水中加入25mLA和50mLC。 在D液和E液中同时加入50mLB液，室温下D液约10秒钟变蓝色，而E液约20秒钟变蓝色。

  38. 原理: 碘时钟实验的化学反应式为： 1，IO3-+3HSO3-→I-+3SO42-+3H+(慢) 2，IO3-+5I-+6H+→3I2+3H2O (慢) 3，I2+HSO3-+H2O→2I-+SO42-+3H+ (快) 从上反应式可知，由于反应 1、2 较慢，产生的I2马上被3 式所消耗，所以不会呈蓝色。当HSO3-耗尽后，I2不再消耗，所以就突然呈现出蓝色了。

  39. 拓展实验：4-1蓝瓶子实验 亚甲蓝指示剂是氧化还原指示剂，分子式：C16H18ClN3S3H2O，分子量为：373.90。亚甲蓝被氧化后呈蓝色，被还原后呈无色，即： 氧化态(蓝色)+ne 还原态(无色)

  40. 蓝瓶子实验的氧化剂是氧气，还原剂是葡萄糖，加碱是为了提高葡萄糖的还原能力。故该实验中NaOH溶液的浓度、葡萄糖的加入量、溶液的温度等因素是决定蓝瓶子实验反应速度快或慢的主要原因。蓝瓶子实验的氧化剂是氧气，还原剂是葡萄糖，加碱是为了提高葡萄糖的还原能力。故该实验中NaOH溶液的浓度、葡萄糖的加入量、溶液的温度等因素是决定蓝瓶子实验反应速度快或慢的主要原因。 1.比较不同浓度的NaOH对蓝瓶子实验的影响 2.比较不同温度对蓝瓶子实验的影响 3.请再选择一些不同的反应条件，预先设计好方案，画好相关表格。

  41. 碱性藏花红 分子式：C20H19ClN4 靛红 分子式为：C16H8O2(SO3Na)3 1.蓝瓶子、2.红瓶子、3.三色变实验配方： 1.100ml水、2g葡萄糖 、NaOH 2g、1%亚甲蓝3滴 2.100ml水、2g葡萄糖 、NaOH4g、1%藏花红1滴 3.100ml水、2g葡萄糖 、NaOH 1g、1%靛红2ml 说明: 上述变色实验的最佳温度为25~30oC，溶液温度过低时需加热至所需温度。

  42. 课题2 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响

  43. 参阅《化学教学》05年11期P5 孙丹儿 “过氧化氢制氧气实验不同催化剂的研究”一文

  44. 拓展实验：4-2.探究过氧化氢酶的催化作用(动物肝、土豆块对过氧化氢的催化)拓展实验：4-2.探究过氧化氢酶的催化作用(动物肝、土豆块对过氧化氢的催化) 拓展实验：4-3.蔗糖燃烧 燃糖成蛇

  45. 燃糖成蛇： 在石棉网上放一层砻糠灰(稻米壳烧成的灰烬)，将白砂糖和小苏打按约8:1的质量比在研钵中混合，取该白色混合物约1g置于砻糠灰上，堆得尖些。用滴管取1~2ml酒精滴在白色混合物四周的砻糠灰上。用火引燃后酒精。点燃酒精后“黑蛇”徐徐爬出。

  46. (加酶的洗衣粉中酶的最佳洗涤条件探究)

  47. 课题3反应条件对化学平衡的影响 1.CoCl2+6H2O CoCl2·6H2O 二氯化钴的水合物在加热逐步失水时，会呈现不同的颜色，因此可以根据温度的变化而呈现的颜色变化做成温度计。

  48. 另外，水溶液中的四氯合钴(Ⅱ)络离子与六水合钴(Ⅱ)离子间存在如下的平衡：另外，水溶液中的四氯合钴(Ⅱ)络离子与六水合钴(Ⅱ)离子间存在如下的平衡： [Co(H2O)6]2++4Cl- [CoCl4]2- + 6H2O (粉红色) (篮色) 2.乙酸乙酯水解

  49. 拓展实验：4-4.淀粉溶液遇碘显色条件的探究 1，I2浓度的影响 2.I - 含量对显色影响 3，淀粉溶液浓度的影响 4，温度对显色影响 5，PH值的影响 6，醇的影响 7，淀粉新鲜程度的影响 8，淀粉结构对显色影响

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