高中化学实验改进与创新案例集

高中化学实验改进与创新案例集

《高中化学实验改进与创新案例集》由高中化学实验改进与创新课题组编撰，课题负责人是陈人昌。该案例集精选55个实验改进案例，详细介绍了实验方案设计的原则、要素和具体内容。这些实验改进案例能够提供新的实验思路和方法，有助于提高实验教学的效果和安全性。

实验方案设计遵循的原则

1. 立意的科学性：实验设计应基于科学原理，确保实验结果的准确性和可靠性。
2. 操作的可行性：实验步骤应简单易行，便于教师和学生操作。
3. 过程的安全性：实验设计应充分考虑安全因素，避免危险操作。
4. 用品的简约性：实验所需材料应尽量简单，易于获取。
5. 思路的创新性：实验设计应具有创新性，能够启发学生思考。
6. 效果的启发性：实验结果应具有明显的视觉效果，能够激发学生的学习兴趣。

实验方案设计满足的要素

1. 改进背景与设计目的：明确实验改进的原因和预期达到的目标。
2. 用品选取与装置组配：详细列出实验所需的所有材料和设备。
3. 实验过程与操作方法：清晰描述实验步骤和操作要点。
4. 实验记录、现象分析与结果讨论：记录实验现象，分析实验结果，讨论实验效果。
5. 注意事项与改进反思：总结实验过程中的注意事项，提出改进建议。

实验方案设计侧重的内容

1. 实验药品的选取：选择合适的化学药品，确保实验效果和安全性。
2. 实验仪器的改进：优化实验装置，提高实验效率和安全性。
3. 实验装置的改进：设计新颖的实验装置，增强实验的直观性和趣味性。

案例：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，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，短时间内放出极大量的热。

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

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速盖上玻璃罩子，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。

实验注意事项

1. 涂在玻璃漏斗上用来绝热的一层凡士林厚度大约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，容易造成实验失败。