《初中化學實驗改進與創新案例集》

及改進實驗儀器及藥品《呼出氣體與吸入空氣中CO2含量比較》的創新比較呼出氣體和吸入空氣中CO2含量的差異，探究人體呼吸對環境的影響。人體呼吸時會吸入氧氣，呼出二氧化碳。通過比較呼出氣體和吸入空氣中CO2含量的差異，可以探究人體呼吸對環境的影響。添加氣體檢測儀器，可以更準確地測量CO2含量。氣體檢測儀器、吸氧管、呼氧管、計時器、實驗報告表。實驗步驟及現象1、在室內空氣中使用氣體檢測儀器測量CO2含量，記錄數據。2、使用吸氧管吸入氧氣，計時2分鐘后使用呼氧管呼出氣體，使用氣體檢測儀器測量呼出氣體中CO2含量，記錄數據。3、重復步驟2，記錄數據。4、比較吸入空氣和呼出氣體中CO2含量的差異。實驗優點通過添加氣體檢測儀器，可以更準確地測量CO2含量，從而更準確地比較呼出氣體和吸入空氣中CO2含量的差異，探究人體呼吸對環境的影響。實驗名稱：收集人體呼出的氣體實驗目的：比較空氣中與呼出氣體中二氧化碳的含量的不同，開拓學生創新思維。實驗原理：二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故可用澄清石灰水收集呼出氣體中的二氧化碳。實驗儀器及藥品：集氣瓶、澄清石灰水、帶有導氣管的雙孔塞。實驗裝置：如圖所示，取一集氣瓶，內裝少量澄清石灰水，再連接帶有導氣管的雙孔塞，一支導氣管伸入瓶底，一支剛露出瓶塞即可。從a端吸氣，觀察澄清石灰水沒有明顯現象；從b端往集氣瓶內吹氣，觀察澄清石灰水變渾濁。改進方案1：如圖所示，取一集氣瓶，內裝滿水，連接帶有兩支導氣管的雙孔塞，一支伸入瓶底，一支剛露出瓶塞即可。從a端呼氣，水從B中被排出，即可收集滿呼出氣體。改進方案2：如圖所示，取一集氣瓶，連接帶有兩支導氣管的雙孔塞，一支伸入瓶底，一支剛露出瓶塞既可。從b端呼氣，瓶內空氣被排出，即可收集滿呼出氣體。改進方案3：如圖所示，取一集氣瓶側蓋一玻片，伸入一支飲料吸管伸至瓶底，用導氣管呼氣，瓶內空氣被排出，可用一燃著的木條放在瓶口，檢驗呼出氣體是否已滿。實驗優點：改進后所用儀器少，易安裝，操作方便易行，啟發性強且節約水。用排空氣法收集呼出氣體，與第六單元所強調CO2的收集方法不矛盾，可避免學生學習CO2的收集方法時產生疑惑與不解。燈上加熱，白磷燃燒消耗氧氣，使試管內壓強減小。2．將試管傾斜45°，加入少量濃硫酸銅溶液，使其沿導管緩緩進入試管中，直至液面與乳膠管相接觸，然后停止加入。3．將試管豎直放置，測出液面高度，記錄下來。創新設計1．將短玻璃導管與乳膠管連接，可以使試管傾斜角度更大，使白磷燃燒更充分，提高實驗的準確性。2．加入少量濃硫酸銅溶液，可以使液面上升更加明顯，便于測量。3．使用彈簧夾固定橡膠塞，可以避免因橡膠塞松動而影響實驗結果。4．使用燒杯裝載試管，可以避免試管傾斜時倒下，造成安全隱患。5．使用酒精燈加熱試管，可以使加熱更加均勻，提高實驗的準確性。6．使用濃度大一些的硫酸銅溶液，可以使液面上升更加明顯，便于測量。中燃燒的現象；②如果火柴梗過短，鐵絲在氧氣中燃燒的時間過短，不易觀察反應產物。因此，我們進行了創新設計，將鐵絲的一端盤成螺旋狀，另一端用坩堝鉗夾住，并在無水乙醇中蘸滿，這樣可以讓鐵絲在氧氣中燃燒的時間更長，反應產物更明顯，成功率也更高。同時，我們還增加了小燒杯盛乙醇的步驟，可以更好地控制鐵絲的燃燒程度，使實驗更易成功。這樣，學生可以更加直觀地觀察到鐵絲在氧氣中燃燒的現象，增強了實驗的趣味性和教育性。本實驗采用簡便的實驗器材，通過比較兩個試管中棉線團上部液體的顏色變化來說明活性炭的吸附性。實驗步驟簡單，操作方便，實驗現象明顯，觀察結果清晰。相比于教材中的實驗，本實驗更加直觀，實驗時間更短，實驗結果更明顯，同時也更加環保。此外，本實驗材料成本低廉，易于獲取，適合于農村學校進行學生的“活動與探究”，體現了“綠色環保”新課程理念。本人對教材中的木炭還原氧化銅實驗進行了改進，改進后的裝置簡單易操作，節省藥品，攜帶方便，時間短，褪色快，液體顏色能形成鮮明對比，實驗現象非常明顯，教學效果很好。學生可進行分組實驗，每個學生都可以自己動手做實驗，既具有教學實用，趣味性強，活性炭還可以連續反復使用，可進行多個平行班的教學，又具有可回收、低污染、省資源的環保理念。本次實驗的目的是通過對木炭還原氧化銅實驗探究得出木炭具有還原性。在對該實驗進行改進后，解決了教材中實驗現象不明顯的問題，排除了反應中木炭與氧氣反應生成二氧化碳對實驗結果產生干擾，同時解決了實驗中用木炭粉末和氧化銅粉末反應較難控制兩者的比例的問題。實驗步驟及現象如下：首先連接裝置并檢查氣密性，其次將2團揉成小團的細銅絲加熱直到完全變成黑色。然后將變黑色的細銅絲放入試管中，加入木炭粉至完全蓋住，稍壓緊。往試管中塞8根5mm的玻璃棒，連接裝置。加熱，直到澄清石灰水變渾濁。用止水夾夾緊橡皮管，熄滅酒精燈。待完全冷卻后取出細銅絲，細銅絲變成光亮的紅色。實驗原理是C+CuO高溫2Cu+CO2↑Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。而將氧化銅粉末改成細銅絲現場加熱變黑色進行實驗，排除實驗后剩余的木炭粉末或氧化銅粉末掩蓋了生成的銅的顏色。利用玻璃棒盡可能的排出試管中空氣，排除實驗過程與氧氣反應中的干擾，使實驗更科學，更具說服力。本次實驗的創新設計啟發是在一次進行木炭還原氧化銅實驗的實驗過程中，偶然發現沒有加入灼燒變黑的銅絲，竟然看到澄清石灰水竟然變渾濁了。后來進行了多次反復的實驗，證明在試管中直接加熱木炭也能使澄清石灰水變渾濁，且現象明顯。由此對課本的實驗產生了懷疑，產生了對該實驗進行創新的想法。原實驗存在的問題是教材中提供的實驗用木炭粉末和氧化銅粉末都是黑色粉末，實驗結束后現象不明顯。的實驗，節約藥品，減少實驗成本；3、改進后的裝置可以在教學中更好地展示活性炭的吸附性能，讓學生更加深入地了解活性炭的應用領域和實際意義；4、改進后的裝置可以避免原有裝置中的漏氣現象，保證實驗的準確性和可靠性；5、改進后的裝置可以更好地展示實驗現象，增加學生的觀察力和實驗操作技能；6、改進后的裝置可以更好地滿足課程標準和教學要求，提高教學質量和效果。改進方法1、將原有裝置中的玻璃棒改為塑料材質，避免玻璃棒易碎的問題；2、在裝置中增加一道防漏氣設計，避免漏氣現象的發生；3、改變原有裝置中酒精燈的位置，讓其更加穩定和安全；4、增加活性炭的使用量，增強吸附效果，同時可以連續反復使用，節約藥品成本；5、在實驗過程中增加對活性炭吸附性能的講解和應用案例的介紹，讓學生更好地了解活性炭的實際應用。改進后的優點1、裝置更加穩定、安全、易于操作，減少了實驗中的意外情況；2、實驗現象更加明顯，能夠更好地展示活性炭的吸附性能，提高學生的學習興趣和實驗操作技能；3、藥品使用更加節約，可以進行多個平行班的實驗，降低了實驗成本；4、改進后的裝置符合課程標準和教學要求，提高了教學質量和效果。實驗現象：稀鹽酸與大理石反應產生氣體，氣體經過輸液器進入罐頭瓶，將澄清石灰水中的鈣離子沉淀，使其變為渾濁，同時樹上的花朵逐漸變成紫色，表明罐內產生了二氧化碳。1、利用廢棄物作材料，充分利用資源，環保節能；2、通過種植小樹和觀察花朵變化，將科學知識與實際生活聯系起來，增強學生的學習興趣；3、使用醫用器材，增加實驗的趣味性和可操作性；4、實驗現象明顯，能夠直觀地觀察到二氧化碳的性質；5、通過調節液體流速控制器，能夠控制氣體的產生速率，使實驗更加精準。）。實驗儀器及藥品實驗裝置1、將改裝的礦泉水瓶中加入石灰水，插入單孔橡皮塞；2、用氣球將單孔橡皮塞封住，將二氧化碳制取裝置倒置，放在燒杯中；3、用醋酸鈉代替鹽酸，加入石灰水中，加速反應；4、觀察石灰水變渾濁，停止滴加醋酸鈉，觀察紫花變色情況。實驗步驟及現象改進后的實驗裝置簡單易操作，能夠探究二氧化碳的多種性質，同時節約藥品和器材，更加安全有效。的集氣瓶中，觀察到小花變紅，從而將實驗簡化為一步。同時，增加了對CO2與蒸餾水反應產生的碳酸的實驗，讓學生更加深入地了解CO2的性質。改進后，實驗操作更加簡單，易于學生理解和掌握，同時也能節約藥品和器材的使用，提高實驗效率和安全性。實驗裝置包括四朵用紫色石蕊浸過的干燥的小花、兩瓶CO2、蒸餾水、醋酸、兩個小水噴及藥品。實驗步驟為先將噴水后的小花立即放入二氧化碳的集氣瓶中，觀察到小花變紅，然后再將干燥的小花放入蒸餾水中，再放入二氧化碳的集氣瓶中，發現小花不變紅。最后，將干燥的小花放入醋酸中，再放入二氧化碳的集氣瓶中，發現小花不變紅。通過實驗觀察到的現象，學生能夠更深入地了解CO2與水的反應產生碳酸的性質。實驗改進后，操作更加簡單，易于學生掌握和理解。同時，通過簡化實驗步驟和增加對CO2與蒸餾水反應產生的碳酸的實驗，能夠更加深入地了解CO2的性質。這樣的實驗設計能夠提高實驗效率和安全性，節約藥品和器材的使用，讓學生更加愉悅地探究化學的奧秘。改進實驗名稱：探究燃燒的條件實驗目的：通過簡單實用的實驗，探究可燃物燃燒的條件，即可燃物要與氧氣充分接觸，要使可燃物達到燃燒時所需的最低溫度。實驗原理：利用白磷和紅磷的著火點不同，但具有相似的化學性質，都能與氧氣發生反應，而生成的白煙五氧化二磷對人體有害。改進1：（見圖1）在大燒杯中加入四分之三大約80℃左右的熱水，用鑷子取兩小塊白磷，一塊放入熱水中，一塊用濾紙擦干表面的水后放入干燥的大試管中塞上橡皮塞，在另一個干燥的燒杯中加入少量紅磷，將兩個試管同時放入盛熱水的大燒杯中，觀察現象。將收集氧氣的大試管倒扣在熱水中，用坩堝鉗在水面下取下橡皮塞，扣住水中的白磷，觀察現象。改進2：（白磷量多時使用）（見圖2）同上。改進3：（見圖3）在大燒杯中加入四分之三大約80℃左右的熱水，向其中加入一小塊白磷，在大燒杯上放一塊平整的銅片，左邊放一小塊表面用濾紙吸干水分的白磷，右邊放少量紅磷，觀察現象。將收集氧氣的大試管倒扣在熱水中，用坩堝鉗在水面下取下橡皮塞，扣住水中的白磷，觀察現象。儀器的組裝說明：大試管要干燥，白磷表面的水分要擦干。以上實驗設計是按照實驗探究的一般步驟來進行，通過對實驗順序的調整組合，引導學生逐步深入發現問題、分析問題、解決問題，更能體現實驗探究的一般思路，能夠達到良好的效果。注意不要讓試管碰到白磷。5．觀察白磷在水中燃燒的現象，同時注意觀察銅片上的紅磷和水中的白磷是否燃燒。改進后的實驗步驟：1.在500mL的燒杯中注入400mL熱水，放入小綠豆大小的白磷。2.在燒杯上蓋一薄銅片，銅片的一端放一小堆紅磷，另一端放一小塊用濾紙吸干水后的白磷。3.往銅片上先放紅磷，再放白磷，以免白磷先燃燒。4.銅片上的白磷燃燒后，用一內壁沾有水的小燒杯罩在白磷上方。5.大燒杯里的熱水占四分之三，避免白磷量過大。6.觀察白磷在水中燃燒的現象，同時注意觀察銅片上的紅磷和水中的白磷是否燃燒。7.燃燒后試管中或銅片上的白磷可能沒燃完，小心處理。改進后的實驗裝置：使用大燒杯裝置，避免五氧化二磷擴散到空氣中，刺激人的呼吸道，影響健康、污染環境。同時，往水中通入空氣或氧氣時，熔化后的白磷往往隨氣流四散，很難觀察到白磷在水中燃燒，因此改進后的實驗裝置可以更加清晰地觀察到燃燒現象。在實驗中，我們觀察到銅片上的白磷燃燒會放出熱量和黃光，并產生大量白煙，而紅磷和水中的白磷則不會燃燒。我們設計了一個實驗裝置，用空試管罩住水中的金屬圓柱體（白磷）后，水中的白磷能夠燃燒。這個實驗的優點在于，我們可以讓學生觀察到白磷燃燒的現象，同時減少白磷燃燒對空氣的污染。另一個實驗是《粉塵爆炸實驗》，實驗目的是觀察可燃物與氧氣在密閉容器中充分接觸后遇明火發生爆炸的現象。我們改進了實驗裝置，將裝色拉油的塑料油桶洗凈后，在桶底中間挖了一個圓形的孔，并用50毫升燒杯向油桶中加入剛炒過的精制面粉。然后我們用鐵絲將兩支蠟燭綁在一起，放進油桶中試試高度，并將準備好的封口膠封住桶底園孔。這個實驗的創新在于，我們設計了一個更加穩定和安全的實驗裝置，使得學生可以更加安全地觀察到爆炸現象。優點：1、實驗現象更加明顯，能夠引起學生的興趣和好奇心；2、使用塑料片和石蠟代替溫度計，更加直觀，易于理解；3、實驗材料簡單易得，操作方便；4、環保，無需使用化學試劑，對環境無污染；5、實驗成功率高，能夠讓學生更好地掌握知識。2.實驗原理：濃硫酸和水混合會放熱，因為硫酸和水反應時釋放出熱量。實驗儀器和藥品：濃硫酸、蒸餾水、量筒、燒杯、溫度計、攪拌棒等。實驗步驟：1.取一定量的濃硫酸和蒸餾水，分別放入兩個燒杯中。2.測量兩種液體的溫度，記錄下來。3.將兩種液體緩慢地倒入一個燒杯中，同時用攪拌棒攪拌。4.每隔一段時間，測量一次混合液體的溫度，記錄下來。實驗現象：在混合濃硫酸和蒸餾水的過程中，會有白煙冒出，同時混合液體的溫度會迅速上升。實驗改進后的優點：1.實驗過程明顯，易于觀察和理解。2.實驗步驟簡單，學生容易掌握。3.實驗現象明顯，能夠引起學生的興趣和好奇心。4.實驗結果可靠，能夠加深學生對化學反應的理解。注意事項：1.操作時要小心，避免濃硫酸和蒸餾水濺到皮膚或眼睛。2.實驗后要及時清洗實驗器材，避免殘留物對環境造成污染。3.實驗過程中要注意安全，遵守實驗室規定。管的另一端連接T形管，將塑料多用滴管的另一半套在T形管上，并用帶導管的單孔橡皮塞密封好。將膠皮管的一端連接微型集氣瓶，另一端連接T形管，將微型氣體發生器加熱，觀察微型集氣瓶內的氣體體積變化，收集二氧化碳氣體。收集完畢后，用酒精燈加熱微型集氣瓶，觀察是否有白色沉淀生成，檢驗二氧化碳的純度。4.實驗操作將收集好的二氧化碳氣體緩慢地通入稀NaOH溶液中，觀察溶液中的氣泡產生情況，隨著CO2氣體的通入，溶液中的氣泡越來越多，最終形成一個噴泉狀的氣泡塔。實驗結束后，將溶液倒入燒杯中，用酒精燈加熱，觀察是否有白色沉淀生成。實驗名稱：二氧化碳溶于氫氧化鈉溶液的噴泉實驗實驗目的：通過實驗觀察CO2與NaOH反應的現象，體驗實驗探究的獨特方法和樂趣。實驗原理：CO2與NaOH反應產生Na2CO3和H2O，放出大量氣泡，形成噴泉狀氣泡塔。實驗儀器及藥品：石灰石（或大理石）、稀鹽酸（1:2）、稀NaOH溶液。實驗裝置：微型氣體發生器、微型集氣瓶、塑料多用滴管、帶導管的單孔橡皮塞、T形管、膠皮管、橡皮塞、100mL燒杯、酒精燈、火柴。實驗操作：1.組裝儀器：將塑料多用滴管從中間剪開，將一只玻璃導管塞進帶有細徑的一半，制成套有去底塑料多用滴管的玻璃管，將細徑部分插入T形管內并用膠皮管連接密封好。按照圖示連接組裝儀器。2.檢查裝置的氣密性：在微型集氣瓶的瓶口塞緊一只橡皮塞，將套有去底塑料多用滴管的玻璃管的下端插入盛有少量水的小燒杯中。擠壓膠頭，導管口有氣泡產生，松開手，導管內形成一小段水柱，過一會兒，液面不下降，說明裝置不漏氣。3.制取并收集、檢驗二氧化碳：在微型氣體發生器底部的凹坑內加入適量細小的石灰石，在塑料多用滴管內吸入稀鹽酸，插入微型氣體發生器的支管內，塑料多用滴