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《普通高中課程標準實驗教科書化學 選修6 實驗化學》 一、本課程的目標 通過實驗探究活動，使學生更深刻地認識實驗在化學科學中的地位，掌握基本的化學實驗技能和方法，進一步體驗實驗探究的基本過程，認識實驗在化學科學研究和化學學習中的重要作用，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力，以利于學生的可持續(xù)發(fā)展。 通過本課程的學習使學生主要在下面幾方面得到發(fā)展： 1．認識化學實驗是學習化學知識、解決生產(chǎn)和生活中的實際問題的重要途徑和方法； 2．掌握基本的化學實驗方法和技能，了解現(xiàn)代儀器在物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究中的應用； 3．了解化學實驗研究的一般過程，初步形成運用化學實驗解決問題的能力； 4．形成實事求是、嚴謹細致的科學態(tài)度，具有批判精神和創(chuàng)新意識； 5．形成綠色化學的觀念，強化實驗安全意識。 二、課程標準中本課程的內(nèi)容標準 課程標準中《實驗化學》的內(nèi)容標準分為兩個主題： 主題1化學實驗基礎──基本學習內(nèi)容 1．認識化學實驗在學習和研究化學中的作用。 2．具有安全意識，能順利地完成化學實驗。 3．樹立綠色化學思想，形成環(huán)境保護的意識。 4．知道物質(zhì)分離和提純的常用方法，能根據(jù)常見物質(zhì)的性質(zhì)設計分離和提純物質(zhì)的方案，并初步掌握其操作技能。 5．初步了解常見物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的檢測方法，知道質(zhì)譜儀、核磁共振儀、紅外光譜儀等現(xiàn)代儀器在測定物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的作用。 6．初步掌握天平、酸度計等儀器的使用方法，能根據(jù)誤差分析的原理對實驗數(shù)據(jù)進行分析，認識定量分析在化學研究中的重要性。 7．認識反應條件控制在化學研究中的意義和作用，初步掌握控制反應條件的一些方法。 8．了解常見物質(zhì)的制備和合成方法。 主題2化學實驗探究──綜合應用要求 1．能發(fā)現(xiàn)學習和生產(chǎn)、生活中有意義的化學問題，并進行實驗探究。 2．能根據(jù)具體情況設計解決化學問題的實驗方案，并予以評價和優(yōu)化。 3．能通過化學實驗收集有關數(shù)據(jù)，并科學地加以處理。 4．能對實驗現(xiàn)象做出合理的解釋，運用比較、歸納、分析、綜合等方法初步揭示化學變化的規(guī)律。 三、教科書的內(nèi)容與結(jié)構(gòu) 1．內(nèi)容編排和單元結(jié)構(gòu) “實驗化學”是以培養(yǎng)實踐和探究能力為主的新型課程，在內(nèi)容、形式和教學目標的側(cè)重上都具有明顯不同于其他模塊的特點，本教科書按單元、課題形式編排，以化學實驗技能及要求的難易、繁簡為序，知識為技能培養(yǎng)服務，學習與實踐相結(jié)合，突出基本思路、方法的學習，從實驗能力的循序培養(yǎng)上將各部分內(nèi)容有機地結(jié)合起來，形成一獨特的實驗課程體系。 各單元的內(nèi)容編排和單元結(jié)構(gòu)如下： （1）內(nèi)容安排 （2）單元結(jié)構(gòu) 2．教科書的特點 （1）基礎性力求從三個方面加以體現(xiàn)：一是以學生已學知識、技能為起點；二是優(yōu)先選擇最基本的實驗技能和方法；三是從實驗要求上使之在設備、條件、課時等方面適應于絕大多數(shù)學校。 （2）時代性從兩個方面體現(xiàn)：一是以適當?shù)钠喴榻B現(xiàn)代實驗技術，并根據(jù)實際條件安排有一定的現(xiàn)代儀器實驗，如膜分離技術、組合化學、儀器分析等的介紹，利用pH計、pH傳感器的實驗等；二是在實驗的形式上體現(xiàn)課改的理念、反映現(xiàn)代實驗教學改革的特點，如本教科書中除學科性的基本實驗外，安排有相當數(shù)量的應用型實驗、研究型實驗和微型實驗。 （3）探究性在全書各個單元中，循序漸進地設計安排探究性實驗。前三個單元中，根據(jù)學生對實驗涉及知識、技能的了解和掌握情況及不同的實驗目的要求，結(jié)合實驗技能的應用，安排有一定數(shù)量的不同探究程度的實驗討論、實驗設計等。最后一個單元全部為研究型實驗，著重學習和體驗科學研究的思路和方法，在綜合運用所學知識、技能和探究、創(chuàng)新能力方面有較高的要求。 （4）選擇性在共同學習基本的技能、方法、原理、思路和過程等內(nèi)容的基礎上，配套實驗以二選一、簡化或拓展實驗等形式，從原料、方法、儀器及原理等方面，為教科書使用者提供了或增或減，或低或高，或平行等不同層次的多種選擇。力求最大限度地適應不同地區(qū)、不同學校的教學實際，在確保各類學校均能完成本課程教學目標的前提下，同時滿足有條件、有特色的學校和有特長、有興趣的師生在教育和能力發(fā)展上的需求。 （5）安全性教科書以多種方式反復強調(diào)實驗安全。首先在課程伊始的“實驗化學的目的、內(nèi)容與方法”中，專題介紹實驗安全問題，在實驗中以“安全警示圖標”隨時提醒學生應注意的安全問題（如下圖所示），在教科書之后又以附錄形式介紹了與實驗安全密切相關的“化學實驗規(guī)則”，使安全意識貫穿于課程的始終，不僅利于保證實驗的順利進行，同時有利于學生良好實驗習慣的養(yǎng)成。 教科書中的安全警示圖標： 3．版式設計 考慮到本課程以親自實驗為主，實驗現(xiàn)象主要來自實驗過程中的直接觀察，書內(nèi)插圖的主要作用在于說明原理或裝置。因此，從教科書的實際及降低成本的需要出發(fā)，本書采用了黑白版，只在書前配了一些彩色插圖。 第一單元 從實驗走進化學 本單元說明 一、教學目標 1．初步了解實驗化學的目標，認識實驗是學習化學知識、解決實際問題的重要途徑和方法。 2．了解實驗化學的特點及如何學好實驗化學。 3．了解實驗安全的重要性，加強實驗安全意識，并能安全地完成實驗。 4．初步學習一些基本實驗方法和技能，了解并體驗化學實驗研究的一般過程。 5．了解控制實驗條件的重要性，初步學習控制實驗條件的方法。 6．了解綠色化學的理念，并在實驗中貫徹綠色化學思想。 二、內(nèi)容分析 1．地位和功能 化學是一門以實驗為基礎的科學，通過初中和高中必修化學及某些選修化學的學習，學生已經(jīng)初步了解和體驗了化學實驗的作用。根據(jù)高中化學課程標準，在中學階段單獨開設《實驗化學》，在我國屬于首次。目的在于使學生加深對化學及化學實驗作用的認識和理解，通過實踐使學生熱愛化學，學習運用化學知識和方法解決實際問題。 任何一門新課的開設，都應使學生對該課程有一個概括的總體認識，本單元從實驗的重要性入手，介紹實驗的目標、內(nèi)容以及學習實驗化學的方法；實驗安全的重要性及如何保證安全；實驗條件的控制和綠色化學思想及在中學化學教學中的體現(xiàn)。僅通過這一個單元的教學要想解決所有問題是不現(xiàn)實的，但本單元是實驗化學課程的開始，通過本單元的學習和實踐，學生可以對本課程有一個基本的認識，這是學好后續(xù)課程的重要基礎。 2．內(nèi)容結(jié)構(gòu) 首先，引言中，利用一些提示和【思考與交流】，讓學生在已有的化學學習基礎上，通過具體實例的搜集，體會化學實驗的重要作用。 課題一由三方面的概述和一個實驗組成。第一部分是“實驗化學的目標、內(nèi)容及學習方法”，除文字介紹外，還利用“學習箴言”的方式，引導學生從興趣、方法、經(jīng)驗、毅力等角度來考慮如何面對實驗化學這一新的課程。然后通過【閱讀】和【思考與交流】進一步引導學生理解科學的本質(zhì)，認識科學家的科技素質(zhì)和優(yōu)良品質(zhì)。 第二部分是“保證實驗安全”，實驗安全非常重要，建議教師安排一定時間，組織學生學習、討論書后附錄I“化學實驗規(guī)則”。還可以結(jié)合【思考與交流】活動，讓學生根據(jù)實驗經(jīng)驗，回憶與安全有關的一些問題，并讓學生對這些問題進行分類歸納小結(jié)，以強化安全意識。學生通過回憶、思考、討論、歸納，收獲必將大于只讀一讀安全守則。每一個實驗室都應張貼“化學實驗規(guī)則”和“實驗安全注意事項”，應引導學生閱讀學習。 第三部分是“實驗成功的關鍵”，主要通過一個【科學探究】活動，以學生已學習過的制取氫氧化亞鐵的實驗為例，研究控制實驗條件對實驗成敗的影響，并引導學生回憶學過的一些其他實驗，歸納出反應條件對化學反應的影響規(guī)律，領會化學實驗中控制反應條件的重要性。 在以上學習活動的基礎之上，教材安排了實驗1-1“藍瓶子實驗”，讓學生親身體驗控制反應條件對反應結(jié)果的影響。 在課題二中，簡單介紹了綠色化學的概念和實驗綠色化的主要途徑，并利用一個使用微型儀器進行氫氣爆鳴實驗的【實踐活動】和相關的【思考與交流】，使學生理解實驗的微型化也是實驗綠色化的一個途徑。在此基礎上，安排了兩個學生實驗。實驗1-2“氯氣的生成及其性質(zhì)”的微型實驗，由于學生對氯氣的性質(zhì)已有初步了解，本實驗的重點在于實驗的小型化、減量化、無污染化。此外，在拓展實驗中，又提出可用一些代用品進行實驗。實驗1-3“污水處理──電浮選凝聚法”是一個較簡單的污水處理實驗，意在體現(xiàn)化學在解決環(huán)境污染問題中的作用，其后的拓展實驗仍是利用代用品創(chuàng)造條件進行小實驗。 本單元的知識結(jié)構(gòu)如下圖所示： 3．教材特點 （1）第一單元引言和第一課題是學生在本課程中最先接觸的實驗化學，對于全書起著緒言的作用。其中有些內(nèi)容要求學生結(jié)合以前的化學知識和實驗經(jīng)歷，認真閱讀并思考自己過去的做法是否正確，有哪些不妥，應如何改進，為今后本課程的學習打下基礎。 （2）理論與實踐相結(jié)合，教學要求重在實踐。教材既重視某些基礎知識、基本概念的闡述，更注意引導學生通過實踐，掌握知識和技能，體驗實驗過程、學習實驗方法，并在一系列活動中培養(yǎng)熱愛科學的精神和實事求是的科學態(tài)度。 （3）教材安排了較多欄目和多樣的活動，具有較大的彈性?？紤]各地區(qū)，各學校的情況千差萬別，教材設計時提供了很多可供選擇的內(nèi)容，以增加彈性，如思考討論類、自由閱讀類、實踐活動類、自主探究類、拓展實驗類等。尤其是有較多的拓展實驗，可根據(jù)需要用作替代實驗或進一步擴展的實驗。 （4）引入微型實驗和代用品實驗。微型實驗首次納入教材之中，其中有許多是利用代用品的實驗。這既是實驗綠色化的一種具體體現(xiàn)，也是解決學校實驗條件不足這一普遍問題的一個途徑。 （5）通過實驗，復習和運用化學知識。在介紹新的實驗知識和技能的同時，利用各種手段復習以前學過的一些化學知識。如利用【思考與交流】，讓學生通過回憶與討論，復習物質(zhì)性質(zhì)的知識，使用儀器的注意事項，物質(zhì)檢驗、制備的相關知識，控制實驗條件的意識和方法，保證實驗安全和綠色化學知識等。 三、課時建議 課題一 實驗化學起步 2課時 課題二 化學實驗的綠色追求 2課時 復習和機動 1課時 小計 5課時 單元引入 第一單元作為全書的起始單元，其教學的引入也可看成是本課程的引入。本單元從實驗的角度使學生再次認識化學這門自然科學以及實驗在化學科學中的地位和作用，教材中的單元引言從三個方面歸納了化學與實驗的重要關系。組織教學時，可以根據(jù)在必修化學1和化學2教材中學生已有的認知經(jīng)驗的基礎上，選用三個方面的某一個或若干個方面，與教材中的【思考與交流】結(jié)合起來展開教學。教師也可以將學生分成三個小組，每一個小組負責查找教材中三個方面中某一個方面的資料，在課堂中組織交流與匯報。 教師可以利用必修化學1中的【科學史話】“氯氣的發(fā)現(xiàn)和確認”，來具體的說明實驗在化學科學重大發(fā)現(xiàn)中所起的作用，也可以利用必修化學2中有關門捷列夫在研究周期表時科學預測了11種尚未發(fā)現(xiàn)的元素及其它們的性質(zhì)，后來的科學家通過實驗進一步證實了它們的存在以及它們的性質(zhì)這一【資料卡片】來說明化學家的假設和理論都是通過實驗來得以驗證的。 當然，教師也可以調(diào)動學生的學習積極性，讓學生自己先去圖書館或從網(wǎng)絡中查找相關資料來豐富教學內(nèi)容。這樣的事例還有很多，除教科書之外，還可以從化學史書籍或互聯(lián)網(wǎng)上查找到更多相關素材，例如，在化學史上，對單質(zhì)氟的制取及其性質(zhì)的研究就是通過實驗研究取得成果的很好的實例。由于F-還原性極弱，不可能用化學試劑把它氧化，使之從它的化合物中游離出來，只能用電解氧化法來實現(xiàn)制備氟的目的。早在1810年氟被發(fā)現(xiàn)以后，化學家們?yōu)榱双@得單質(zhì)氟曾做了不少嘗試，但卻因其對實驗器具的嚴重腐蝕或中毒等原因使實驗屢遭失敗。直到1886年才由法國化學家莫瓦桑從電解氟化鉀的無水氟化氫溶液制得。從氟的發(fā)現(xiàn)到單質(zhì)氟的制得經(jīng)歷了七十六年的歷程，科學家都是在實驗中不斷的摸索，從實驗的失敗中不斷的吸取經(jīng)驗，從而得出正確結(jié)論的。 引言中的【思考與交流】引導學生從以往學習化學的實踐經(jīng)驗和化學科學的發(fā)展歷程兩個方面來認識化學實驗對化學科學的重要性。前者是學生已有的經(jīng)驗，需要他們?nèi)セ貞浽佻F(xiàn) 教師可以利用學習元素化合物知識的具體例子，如金屬鈉的性質(zhì)來進行教學。可以再現(xiàn)這些實驗，和學生一起回憶怎樣通過實驗來認識物質(zhì)的性質(zhì)。 化學科學的過去、現(xiàn)在和未來與化學實驗密切相關，教師可以引導學生將門捷列夫預測的三種元素的性質(zhì)與后來人們用實驗測定的這三種元素的性質(zhì)進行比較，用以說明化學家的設想和假設是通過實驗來驗證的；可以從合成氨技術是在實驗室里發(fā)明的，然后再應用到化工生產(chǎn)中的事例，體會化學實驗和化工生產(chǎn)的關系。 教學流程：1．布置預習作業(yè)：查找相關資料。 2．組織學生進行【思考與交流】活動。 3．從三個方面進行小結(jié)：化學實驗與化學學科的關系，化學實驗與生產(chǎn)和生活的關系；學習實驗化學的重要性。 課題一 實驗化學起步 一、教學設計 本課題是在單元引入的基礎上，學生了解了化學實驗在化學科學發(fā)展中的重要作用后，使學生了解實驗化學的學習內(nèi)容和學習方法，并通過【思考與交流】、【科學史話】和【科學探究】等活動對實驗過程的安全問題和細節(jié)問題進行教學，幫助學生樹立嚴謹求實的科學態(tài)度。人類進步依賴科技進步，科技進步依賴創(chuàng)新，培養(yǎng)學生學會獨立的思考，訓練學生的批判性思維和創(chuàng)造性思維，也是教學中的重要任務，在本課程中這是一項系統(tǒng)工程，是貫穿始終的目標，但要循序漸進，在本課題中可結(jié)合【思考與交流】活動，使學生對此有一基本認識。實驗1-1，利用對比實驗，使學生了解實驗條件對化學反應速率的影響，培養(yǎng)學生學習實驗化學的興趣，并從中了解實驗化學的學習目標，學習內(nèi)容和學習方法。由于該實驗是本課程的第一個學生實驗，因此在實驗后給出了書寫實驗報告的格式，要求學生第一次做實驗時，就應明確實驗報告的要求。應該注意的是，這里僅是一種形式的實驗報告示例，當實驗的類型、內(nèi)容不同時，報告的形式、內(nèi)容、記錄表格也不相同。例如，有的實驗報告還應包括“實驗記錄整理與分析”“實驗數(shù)據(jù)處理”等欄目。 本課題教學重點：通過實驗1-1藍瓶子實驗，培養(yǎng)學生學習實驗化學的興趣，了解做好實驗的基本要求；通過已有化學實驗不安全的實例，強化化學實驗中的安全意識。 本課題教學難點：了解實驗條件對化學實驗的影響以及實驗成功的關鍵因素。 教學建議： 1．實驗1-1藍瓶子實驗是一個操作簡單、現(xiàn)象明顯、安全可靠、無毒無害的實驗，教學中可以用此實驗引入本課題，采用邊講邊實驗的方法。通過這一實驗，使學生初步體會做好化學實驗的基本環(huán)節(jié)：實驗預習、實驗實施和實驗報告的書寫，其中實驗實施是三個環(huán)節(jié)中的核心環(huán)節(jié)。在實驗過程中，教師通過適時的提醒、必要的把關使學生明確這三個環(huán)節(jié)中具體應該分別做好哪些事情，如預習環(huán)節(jié)要明確實驗目的，了解實驗原理，清楚實驗操作方法和順序；實驗實施環(huán)節(jié)要遵守實驗規(guī)則，按預定的操作方法的順序，認真操作，并如實觀察記錄實驗現(xiàn)象；實驗報告的書寫環(huán)節(jié)要分析實驗現(xiàn)象、得出實驗結(jié)論并思考和小結(jié)實驗中的收獲和感受。然后，通過學習【科學史話】，結(jié)合學生做實驗的體會，組織學生開展【思考與交流1】，使他們認識實驗是來不得半點虛假的，而且實驗細節(jié)往往決定其成敗，培養(yǎng)他們實事求是、注重細節(jié)的優(yōu)良素質(zhì)，以及敢于提出自己的觀點，正確面對失敗，以積極向上的態(tài)度面對學習、面對生活的精神。在此基礎上，由教師組織學生討論，得出實驗化學研究的內(nèi)容和實驗化學學習的方法，完成教材中第一部分的教學。 2．從學生已有的化學安全知識出發(fā)，通過【思考與交流2】的活動，完成教材中第二部分的教學。 3．以【科學探究】的內(nèi)容為載體，對實驗室制備氫氧化亞鐵的條件進行研究。對于每一個化學實驗，化學實驗的成功與否往往與很多因素有關。教師可以組織學生討論，舉出實際的例子，如氣體的制備實驗，與裝置的氣密性是否良好密切相關；氫氣還原氧化銅的實驗與實驗的操作步驟有關。要達到實驗目的，順利完成實驗，就必須控制好實驗的條件，進行正確實驗的操作。然后通過【科學探究】中的實驗來理解實驗成功的關鍵是什么，完成教材中第三部分的教學。 教學流程： 1．布置預習作業(yè)：閱讀教材，預習實驗1-1“藍瓶子實驗”。 2．在教師的指導下完成藍瓶子實驗。在實驗過程中除了按照實驗步驟完成實驗外，教師應指導學生體會做好化學實驗的重要環(huán)節(jié)是什么。 3．介紹實驗化學的學習目標和學習內(nèi)容。 4．學生自己談談學習實驗化學的一般方法。小結(jié)做好化學實驗的三個環(huán)節(jié)：預習、實施實驗和書寫實驗報告。 5．閱讀【科學史話】，組織進行【思考與交流1】活動。學生結(jié)合自己做“藍瓶子實驗”的體會，談談做好實驗應該向科學家學習哪些科學品質(zhì)。 6．組織學生完成【科學探究】活動，通過實驗來突破實驗條件對化學實驗的影響這一教學難點。 7．通過【思考與交流2】，提高實驗安全重要性的認識。 8．總結(jié)本課題學習的主要內(nèi)容。 教學設計參考 1．關于實驗化學的目標、內(nèi)容和學習方法的教學設計 采用邊講邊實驗法教學，將實驗1-1與教學內(nèi)容結(jié)合起來完成教材中這一部分內(nèi)容的教學。 （1）布置預習：認真閱讀教材中第一部分內(nèi)容──實驗化學的目標、內(nèi)容和學習方法，預習實驗1-1“藍瓶子實驗”的實驗原理、操作技能和操作要點。 （2）提出問題：“藍瓶子實驗”的原理是什么？亞甲基藍被葡萄糖還原的反應速率受哪些外界因素的影響？要完成一個實驗，我們必須要注意哪些環(huán)節(jié)？怎樣進行預習？實驗中應注意哪些細節(jié)？實驗后又需要完成哪些工作？【科學史話】對我們的實驗化學的學習有哪些啟發(fā)？在我們自己做實驗時，應該如何向科學家學習？ （3）實施實驗：在教師的指導下，認真完成實驗1-1。在實驗中，結(jié)合上述提出的問題進行積極的思考。 （4）交流討論：閱讀【科學史話】，結(jié)合自己親自動手做實驗的體會，了解完成實驗的三個重要環(huán)節(jié)：實驗預習、實驗實施和實驗報告的書寫。教師與學生共同總結(jié)：預習從實驗原理、操作技能和操作要點等方面進行。實驗中，強調(diào)操作規(guī)范，注意觀察記錄實驗現(xiàn)象，當觀察到的現(xiàn)象與預想的不同時，應該實事求是地記錄現(xiàn)象，然后去分析產(chǎn)生該現(xiàn)象的可能原因。強調(diào)學習科學家的精神，實驗中的每一個細節(jié)都要一絲不茍地對待，學習通過實驗的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題并有針對性地分析問題、解決問題。實驗后，清洗儀器，整理實驗臺，養(yǎng)成良好的實驗習慣；認真完成實驗報告?？偨Y(jié)實驗化學的學習目標和學習內(nèi)容。 2．關于實驗安全性教學的設計 （1）實驗引入：利用氫氣的爆炸實驗，引出在做化學實驗時，安全第一的原則。 （2）提出問題：從以下幾個方面進行思考： ①試劑的使用：實驗室中的哪些試劑有毒或有腐蝕性？有哪些試劑易燃、易爆？如何使用這些試劑？ ②基本操作實驗：酒精燈的使用、給固體藥品加熱、給液體藥品加熱、藥品的取用等操作要注意哪些事項？ ③氣體制備實驗：制備有毒氣體、可燃性氣體應注意哪些事項？ （3）問題研究：教師組織學生觀察標有安全警示圖標的試劑、閱讀教材、分組討論、交流匯報。 （4）解決問題： ①有腐蝕性的物質(zhì)：濃鹽酸、濃硫酸、硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化鈣等；有毒的物質(zhì)：一氧化碳、甲醇、亞硝酸鈉等；易燃易爆的物質(zhì)：白磷、氫氣、汽油、甲烷等。使用腐蝕性的物質(zhì)時，不要把藥品灑在桌子和自己的身上。使用易燃易爆物質(zhì)時，要避免火源和高溫的環(huán)境，以免發(fā)生燃燒或爆炸。實驗室中的任何藥品都不能用手直接接觸，更不能品嘗任何藥品。 ②酒精燈的使用要注意：不能用燃著的酒精燈去點燃另一個酒精燈，以免燈內(nèi)的酒精灑出引起酒精的著火燃燒而發(fā)生危險，應該用火柴點燃酒精燈；不能用嘴吹滅酒精燈，以免火焰回流，引起燈內(nèi)酒精著火燃燒而發(fā)生危險，應用燈帽將酒精燈的火焰蓋滅；不可向燃著的酒精燈內(nèi)添加酒精。 給試管中固體藥品加熱，要注意試管口應略向下傾斜，避免水蒸氣在試管的上部冷凝回流使試管炸裂；給試管中的液體藥品加熱，要注意試管中的液體不要超過試管容積的三分之一，加熱時要將試管上下移動，試管口不要沖著自己和他人。 ③制備有毒氣體時一定要注意尾氣的回收與處理；對于可燃性氣體在點燃前必須檢驗其純度。 3．針對實驗成功的關鍵的教學設計 （1）創(chuàng)設問題情景：某同學為了證明二氧化碳與澄清石灰水反應能生成碳酸鈣白色沉淀，設計了用大理石與濃鹽酸反應制取二氧化碳，并將二氧化碳通入到澄清石灰水中的實驗，但是沒有觀察到白色的沉淀，實驗失敗了，為什么呢？（教師也可以通過其他實驗，來創(chuàng)設問題情景） （2）提出問題：實驗的成敗與反應條件的控制密切相關，我們?nèi)绾胃鶕?jù)實驗的目標，通過控制反應條件來順利地完成實驗呢？ （3）實驗探究：利用本課題中的【科學探究】，教師組織學生探究Fe(OH)2制備實驗的條件控制。注意首先要討論方案（具體見活動建議中的相關部分），然后再進行實驗探究。 （4）歸納總結(jié)：首先實驗的原理要科學，控制實驗的條件可以從以下幾個方面來考慮：控制實驗的外界條件，如溫度、壓強、濃度等；控制實驗的操作方法，如操作的順序、操作的要點；注重實驗的環(huán)保性，實驗的試劑盡可能使用無毒無害的物質(zhì)，實驗產(chǎn)生的物質(zhì)也要注意無毒無害，若有有毒的物質(zhì)生成，則必須進行對有毒物質(zhì)的處理；加強實驗的安全性，控制好實驗的條件，注意實驗安全第一的原則。 二、活動建議 【思考與交流1】 實驗是本課程的主旋律，科學家是如何進行科學研究的，通過實驗應培養(yǎng)自己哪些科學的思維和科學的品質(zhì)，并學習科學家的科學探究的精神與方法，教材安排這一【思考與交流】，就是為了使學生思考這些問題。 教師可以在學生完成了實驗1-1后，組織學生談談自己在實驗中的體會，然后結(jié)合【科學史話】的閱讀，組織學生完成這一【思考與交流】的教學任務。 交流問題參考答案：科學家的科學品質(zhì)：認真細致，一絲不茍，勇于探索，求實奮進等等。科學家的思維品質(zhì)：思維的敏捷性、靈活性、嚴謹性、邏輯性、有序性、深刻性和創(chuàng)造性等等。 【思考與交流2】 樹立實驗安全意識是非常重要的。本活動意在使學生正確地認識實驗安全問題，不能因為實驗有危險而懼怕實驗，抵觸實驗，不做實驗，而應該學習如何正確的進行實驗和應對偶發(fā)事故，以保護好自己。只要科學的對待實驗，就能盡可能的避免危險發(fā)生。 此【思考與交流】可以放在本課題的最后，在學生學習了實驗化學的基本內(nèi)容和方法，了解了做好實驗的基本環(huán)節(jié)，知道了實驗成功的關鍵之后，思考在實驗的過程中應如何保障實驗的安全。 教師可以從實際出發(fā)，利用實驗室或是生活中貼有安全警示圖標的實物，提出思考與交流中的問題，組織學生討論，歸納出哪些試劑和實驗存在危險，應介紹事故處理措施，如何避免危險的發(fā)生。 【科學探究】 目的是通過探究實驗室制備Fe(OH)2的條件，使學生了解實驗條件的控制往往是影響實驗成敗的重要因素，初步練習設計實驗的基本方法。 由于Fe2+的還原性強，所以整個實驗過程中就是圍繞著如何避免試劑中的少量氧氣和空氣中的氧氣將Fe2+氧化。初步學習如何根據(jù)實驗的目的，設計實驗方案。對于制備實驗，可以從實驗的原理、實驗裝置和實驗操作幾個方面來考慮。（可以參考2003年全國統(tǒng)一考試理科綜合能力測試試題，實驗裝置的改進）在實驗設計時應該注重科學性、可行性、簡約性、安全性?？梢岳媒滩闹械膶嶒炁c高考題做比較，初步學會評價實驗方案的優(yōu)劣。 探究問題參考答案： 實驗原理： （1）、（2）見下表“實驗方案設計與記錄”； （3）可以利用液封來隔絕空氣，可選作的試劑應與水互不相溶、密度比水小，不易與空氣發(fā)生作用，如苯、甲苯、植物油等有機試劑均可，其中植物油是無毒無害的液體，所以最佳試劑是植物油。 實驗裝置： 實驗操作：在試管中加入已經(jīng)除去了Fe3+的FeSO4溶液，在溶液的上方加入少量植物油，用長滴管取NaOH溶液，插入FeSO4溶液中加入NaOH溶液。 實驗方案設計與記錄 三、實驗說明 實驗1-1 藍瓶子實驗 1．實驗目標 （1）通過實驗使學生認識控制實驗條件的重要作用。 （2）使學生初步學會觀察和記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗現(xiàn)象得出正確結(jié)論的一般方法，并書寫實驗報告。 （3）通過實驗激發(fā)學生的學習積極性，培養(yǎng)認真求實的科學態(tài)度。 2．預習指導 （1）實驗原理：，通過觀察溶液顏色的變化，來判斷改變外界條件對反應速率的影響情況。 這是一個利用對比實驗的方法來探究亞甲基藍被還原的條件的實驗。實驗中的步驟1和步驟2的目的是要對比探究溶液酸堿性對該反應的影響。亞甲基藍與葡萄糖溶液混合，由于亞甲基藍在堿性條件下易被還原，所以開始溶液的藍色不易褪去。當加入了2 mL 30% NaOH溶液后，振蕩，靜置，亞甲基藍被還原為無色亞甲基白；再次振蕩錐形瓶，亞甲基白與氧氣接觸而被氧化，又生成藍色的亞甲基藍。如此重復操作，溶液交替出現(xiàn)藍色和無色。 步驟3和步驟4中，通過改變反應物氧氣或亞甲基藍的濃度，來研究轉(zhuǎn)化的速率大小。①號試管中液體上部沒有空氣，所以振蕩后溶液不會變?yōu)樗{色。③號試管中由于又滴加了兩滴亞甲基藍，使得溶液中亞甲基藍的濃度增大，所以振蕩后溶液的藍色比①號試管要深，且振蕩周期要短。 步驟5中，研究溫度對該轉(zhuǎn)化的影響，溫度升高，反應加快，所以振蕩周期變短。 從振蕩使溶液變?yōu)樗{色，到靜置溶液變?yōu)闊o色所需的時間稱為振蕩周期。 （2）操作技能：實驗的操作比較簡單，要預習天平、量筒和滴管的使用方法；固體藥品和液體藥品的取用方法；振蕩錐形瓶中液體的方法（用拇指、食指和無名指拿住錐形瓶口，用手腕輕輕畫圈搖動錐形瓶中的液體）；水浴加熱時溫度計放置的位置等。 （3）操作要點：步驟2中，加入NaOH溶液后，振蕩變藍色，靜置變?yōu)闊o色所需時間略長，所以需要耐心等待一會兒。在步驟3中，要求①號試管中裝滿液體，使上部沒有空氣。 由于溫度升高反應的速率加快，所以在40 ℃的水浴中溶液的褪色速率加快，振蕩周期變短，這時操作計時器動作要快速準確。另外水浴加熱時溫度計應放在水浴的中間位置，控制溫度在40 ℃左右。 NaOH溶液的濃度最好控制在30%左右，過稀，反應慢，影響教學的進度，過濃，腐蝕性太強，有潛在的安全問題。 水浴的溫度不宜太高，否則振蕩的周期過短，不利于記錄實驗現(xiàn)象。 3．實驗要求 要嚴格按照實驗步驟中的操作要求進行實驗，尤其是要按照實驗步驟中要求的用量進行實驗。認真記錄實驗現(xiàn)象，對于振蕩周期的記錄要仔細，不得擅自改變周期的時間。 教學中教師可從下述幾方面要求或評價學生： （1）認真完成實驗預習：教師通過檢查預習作業(yè)或提問了解學生預習的情況，如是否了解了反應原理，是否明確了實驗步驟，是否明確了操作方法等。 （2）步驟1中：量筒、托盤天平的使用是否規(guī)范。步驟2中：振蕩的方法是否正確。步驟3、4中：傾倒液體的方法是否正確。步驟5中：溫度計的位置是否正確。是否及時、真實記錄實驗現(xiàn)象。 （3）在實驗中是否認真細致，是否積極與同學合作。實驗后是否能自覺清洗儀器和整理實驗臺。 （4）從實驗報告的書寫規(guī)范性、整齊性、科學性等方面考查學生是否認真完成實驗報告。 4．問題與討論 （1）比較探究溶液酸堿性對亞甲基藍與葡萄糖反應的影響。 （2）本實驗主要探究了濃度、溫度以及溶液的堿性對葡萄糖還原亞甲基藍反應的影響。還可以設計在酸性條件下，以及堿性的強弱，溫度的高低等不同條件對該反應的影響。 （3）略。 5．建議與改進 實驗中使用的溶液一定要嚴格按照實驗用品中的要求進行配制，實驗的環(huán)境溫度不能過低，否則實驗現(xiàn)象可能和預期的不同。在含有亞甲基藍和葡萄糖的錐形瓶中，加入30%的NaOH溶液后，振蕩靜置，若環(huán)境溫度較低時，藍色需較長時間才能褪去，即第一次的振蕩周期較長，教師可以用溫水配制葡萄糖溶液，但水溫不宜超過30 ℃。 課題二 化學實驗的綠色追求 一、教學設計 化學制品在科學的發(fā)展、人類的生產(chǎn)和生活中應用極為廣泛，化學制品的研制與開發(fā)離不開化學實驗。但是化學實驗中，可能會用到產(chǎn)生一些對人類和環(huán)境有害的物質(zhì)，另外，化學制品的不合理使用，也會對人類帶來一些負面的影響，怎樣將這些影響降為零或者說降低到最低極限呢？這正是現(xiàn)代化學實驗的一種理想追求。 本課題通過生產(chǎn)和生活中的實例介紹了綠色化學概念；通過【實踐活動】“電解水的微型實驗”介紹了微型實驗的概念；實驗1-2“氯氣的生成及其性質(zhì)的微型實驗”，通過減少實驗用品的用量，即化學實驗的微型化來減少有害物質(zhì)的生成，從而達到化學實驗的綠色化。實驗1-3“污水處理──電浮選凝聚法”就是通過化學手段處理污染的一個實例。 本課題教學重點：了解綠色化學的含義和微型實驗的特點，樹立環(huán)境保護意識。 本課題教學難點：學生利用已有的化學知識來設計一些簡單的微型實驗。 新課程倡導的學習方式是“主動參與、樂于探究、勤于動手”，教材的編寫力求體現(xiàn)這一特點。要落實這種學習方式，教師教學設計中的主導思想也應是讓學生主動參與到教學中來，改變單一的講解為通過討論、實驗活動等方式來組織教學。在教學中，應從學生的已有知識出發(fā)，用一些實例，說明在化學實驗時，應如何注重對環(huán)境的保護，如對于有毒氣體的制備、有毒氣體的性質(zhì)實驗等要注意對尾氣的處理。在實驗過程中，要防止或減少有害物質(zhì)的生成；在日常生活中，也應該用綠色化學的理念和原則來指導我們的行動。 在學生了解了綠色化學的概念后，組織學生閱讀資料，然后進行【實踐活動】和【思考與交流】，思考【實踐活動】中體現(xiàn)了綠色化學的哪些原則，在以往的學習中，還有哪些實驗體現(xiàn)了綠色化學的思想，并歸納出在今后的學習中，可以從哪些方面來考慮化學實驗的綠色化。在討論過程中，可以將書中的五個方面選出一個或若干個進行展開，如尾氣處理，涉及了哪些有毒氣體（如氯氣，二氧化硫等），可以用什么試劑進行處理，裝置是怎樣的，如何操作等等。 在了解了微型實驗意義的基礎上，教師可適當介紹實驗代用品問題。儀器和試劑是進行化學實驗的先決條件，但有時缺少某些儀器或試劑，開展實驗活動有一定的困難，這就要因地制宜，就地取材，盡量利用現(xiàn)有的或易得的材料，自己動手制作部分簡易的實驗儀器和試劑，盡一切努力開展實驗，可以發(fā)動學生參與，一起動手，解決困難。這樣做也可以進一步培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和艱苦奮斗的精神。 教學設計參考1： （1）引出課題：觀察初中實驗室用一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置圖，提出問題：“為什么在裝置的最右端有個點燃尾氣的裝置？”引出本課題──化學實驗的綠色追求。 （2）提出問題：什么是綠色化學？化學品的使用原則是什么？ （3）閱讀教材，組織討論，落實綠色化學概念的教學，了解使用化學品的5R原則。 （4）實踐活動：完成教材中的【實踐活動】，并且再現(xiàn)初中電解水的裝置，組織學生討論本實驗和初中教材中做過的電解水實驗有什么不同點？從裝置的大小，藥品的用量，安全性以及能源的消耗等方面進行比較。這個實驗體現(xiàn)了微型環(huán)保的綠色化學的理念，借此使學生了解微型實驗的特點就是在保證不影響實驗效果的前提下，盡可能地減少藥品的用量，污染少、操作方便、實驗過程快速安全。 （5）閱讀教材并交流【實踐活動】的體會，總結(jié)開發(fā)綠色化學實驗的途徑。 教學設計參考2： （1）創(chuàng)設情景：實驗室氫氣還原氧化銅實驗的試管壁上往往沾有少量的銅單質(zhì)，如果你是一個實驗管理員，你會用什么試劑來清洗呢？ （2）學生討論：能溶解銅的反應有： ； ； ； 從反應的條件、反應物的腐蝕性、生成物的毒性等方面來考慮，選擇用鐵鹽溶液最好。 （3）引出課題：通過上述討論，使學生認識到化學實驗時一定要注重環(huán)境保護，同時也要學會保護自己的身體健康，體現(xiàn)以人為本的理念，從而引出本單元的課題──化學實驗的綠色追求。 （4）提出問題：什么是綠色化學？在化學實驗室中，使用化學品時，怎樣體現(xiàn)綠色化學的思想？化學品的使用原則是什么？ （5）組織討論，閱讀教材：落實綠色化學概念的教學，了解使用化學品的5R原則。 （6）實踐活動：完成教材中的【實踐活動】，并且再現(xiàn)初中電解水的裝置，組織學生討論本實驗和初中教材中做過的電解水實驗有什么不同點？從裝置的大小，藥品的用量，安全性以及能源的消耗等方面進行比較，從而了解微型實驗的特點是在保證不影響實驗效果的前提下，盡可能減少藥品的用量，其儀器容量小、污染少、操作方便、實驗現(xiàn)象直觀明顯、實驗過程快速安全。 （7）閱讀教材并交流【實踐活動】的體會，總結(jié)開發(fā)綠色化學實驗的途徑。 二、活動建議 【實踐活動】 該實踐活動內(nèi)容是一個電解水的微型實驗，目的是通過實驗，比較與初中學習的電解水實驗的不同點，了解微型實驗的特點，以及微型實驗與綠色化學的關系。實驗原理可以作為實驗1-3的知識鋪墊，電解水的實驗學生雖然熟悉，但是實驗原理并不清楚。在此實驗中，要講明加入5％ NaOH溶液是為了增大溶液的導電能力，溶液中的H＋在陰極放電生成H2，OH－在陽極放電，生成O2。本實驗安全，無毒，對環(huán)境和學生的身體都不會造成危害，如果有條件應該讓學生親自動手完成實驗。 實驗中在點燃氣泡時，應注意與實驗裝置保持一定的距離，防止堿液在爆鳴時濺入眼睛；雖然使用的是稀堿液，但也要注意不要將溶液粘在皮膚和衣服上。另外可用10％的稀硫酸來代替稀NaOH溶液來增強溶液的導電性。 【思考與交流】 上述【實踐活動】后，組織學生討論，以認識微型實驗。本實驗減少反應物的用量，減少了實驗的危險性，節(jié)約了能源，但是實驗現(xiàn)象和實驗的結(jié)果都沒有改變，實驗效果很好。 實踐活動是從減少實驗試劑的用量這個方面來體現(xiàn)化學實驗綠色化的，教師也可以在此基礎上做如下拓展：實驗室制備有毒氣體時一定要進行尾氣的回收；實驗室可用氯酸鉀分解或用雙氧水分解來制備氧氣，從反應結(jié)果和過程看，雙氧水分解反應后的生成物是水，沒有污染，且反應不需加熱，節(jié)約能源；另外還可以通過控制滴加雙氧水的量來控制反應的速率和生成氧氣的量，可根據(jù)需要隨時停止反應，從而也利于節(jié)約藥品。 活動流程： 1．電解水的微型實驗從哪些方面體現(xiàn)了化學實驗的綠色化？ 2．在學習化學的過程中，還有哪些實例體現(xiàn)了化學實驗綠色化的思想？ 3．有哪些反應可以用于實驗室制氧氣，從綠色化學觀點來看，選用哪種藥品比較好？利用這種藥品制備氧氣時還有哪些優(yōu)點？ 4．歸納總結(jié)化學實驗綠色化的主要途徑有哪些？ 【學與問】 這里設計的兩個小問題，都是在知識上為實驗1-2的實施做準備，學生在化學必修1和必修2中分別學習了氯氣的有關性質(zhì)，并且也做過一些相關的實驗，但實驗均屬于常規(guī)的實驗。教師要利用這一活動，讓學生做好實驗前的預習。 參考答案 氯氣通常情況下是黃綠色有刺激性氣味的氣體，能溶于水，常溫常壓下1體積的水約能溶解2體積的氯氣。它的化學性質(zhì)很活潑，具有氧化性，能將Fe2＋、Br－、I－氧化成Fe3＋、Br2、I2；能與大部分的金屬反應生成金屬氯化物，如氯氣與鐵、銅、鈉等金屬反應生成氯化鐵、氯化銅、氯化鈉等；能與很多非金屬反應，如與氫氣反應生成氯化氫；與水反應生成鹽酸和次氯酸；與氫氧化鈉溶液反應生成次氯酸鈉、氯化鈉和水。 三、實驗說明 實驗1-2 氯氣的生成及其性質(zhì)的微型實驗 1．實驗目標 （1）通過微型實驗呈現(xiàn)學生已知的氯氣的生成反應和性質(zhì)實驗，從而使學生認識和體驗微型實驗的意義及與常規(guī)實驗的關系。 （2）培養(yǎng)進行化學實驗創(chuàng)新設計的意識。 2．預習指導 （1）實驗原理：了解實驗室制氯氣的原理：。 利用【學與問】組織復習氯氣具有的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。教師可提供下面的表格，讓學生回憶或查書后填寫完成。 由于氯氣與金屬鐵、銅、鈉以及非金屬氫氣的反應需要加熱點燃，所以無法利用本實驗的微型實驗裝置來完成。針對這一點可組織學生討論，進一步探討微型實驗的特點。 （2）操作技能：鞏固固體藥品和液體藥品取用方法的掌握。 （3）操作要點：微型實驗，實驗藥品的用量一定要少，本實驗中氯酸鉀的用量就是芝麻大小的兩粒，可以用藥匙柄的后端小藥匙來取用，而其他液體試劑均只取一滴。在使用滴管時，每次都要清洗滴管，避免不同試劑的交叉污染。氯氣能與NaOH溶液反應，生成的次氯酸鈉和氯化鈉均是無色溶液，為了觀察到現(xiàn)象，我們在NaOH溶液中滴加了酚酞，反應時溶液的紅色逐漸褪去。氯氣與KBr溶液的反應，溶液顯現(xiàn)橙色的時間略長，需要耐心等一會兒才能觀察到。 3．建議與改進 實驗時，可以先在白色的紙上寫好化學試劑的化學式或名稱以及標號，再壓上玻璃板，根據(jù)白紙上的化學試劑的名稱來滴放試劑，以避免將試劑的位置記錯。另外，NaOH溶液的濃度可以高一些，且應多滴一滴，以便將多余的氯氣吸收，防止對環(huán)境的污染。本實驗只要嚴格控制實驗時藥品的用量，實驗時幾乎聞不到氯氣的刺激性氣味。 也可以用培養(yǎng)皿代替玻璃板，但表面皿的直徑要略大于培養(yǎng)皿的直徑。 氯氣與水反應能生成次氯酸，次氯酸具有強氧化性，能使有色物質(zhì)漂白，利用此裝置還可以進行氯氣與濕潤的有色布條作用，有色布條被漂白成白色；與濕潤的pH試紙作用，試紙先變紅后變白等實驗。 滴有酚酞的NaOH溶液由紅色變?yōu)闊o色，是由于中和褪色還是漂白褪色，這也是一個很好的探究課題。教師可以讓學生自己探討，通過提出假設，實驗驗證，得出結(jié)論?？上蛲噬蟮娜芤褐性俚稳隢aOH溶液，若是中和褪色，則觀察到的現(xiàn)象是，溶液變?yōu)榧t色；若是漂白褪色，則溶液不會變?yōu)榧t色。 4．問題與討論 （1）。 （2）這是一個開放性的問題，教師可以從反應的原理入手，讓學生展開充分的討論。這套簡易裝置可以用來制備氣體并試驗氣體的性質(zhì)，有關的反應不需要加熱。此裝置適宜的實驗還有：CaCO3與鹽酸反應生成CO2，CO2與Na2O2、紫色石蕊溶液（濕潤的藍色石蕊試紙）、Ca(OH)2或Ba（OH）2反應。Na2SO3與H2SO4反應生成SO2，SO2與品紅溶液、溴水、碘和淀粉的混合溶液、紫色石蕊溶液（濕潤的藍色石蕊試紙）、酸性KMnO4、H2S溶液反應。 5．拓展實驗 可以利用計算機的軟盤盒或CD盒來完成上述實驗。這些盒的材質(zhì)均為塑料，可以用粗銅絲在酒精燈上燒至紅熱（銅絲傳熱很快，注意銅絲后端的塑料皮不要剝?nèi)?，避免燙傷，可以用鐵質(zhì)的螺絲刀來代替銅絲），在軟盤盒或CD盒蓋的中心燙出一個直徑約為5毫米的圓洞，以便滴加試劑。實驗時在盒底的中心放KClO3，在它的周圍滴其他試劑，蓋好蓋，通過小圓洞向KClO3上滴加濃鹽酸，觀察實驗現(xiàn)象?？梢园l(fā)現(xiàn)在試劑的上方盒蓋上有水霧，這說明反應是放熱的。 實驗1-3 污水處理──電浮選凝聚法 1．實驗目標 （1）了解電浮選凝聚法處理污水的原理及裝置，復習膠體的性質(zhì)。 （2）通過實驗，使學生認識化學在解決污染問題中的作用，培養(yǎng)學生保護環(huán)境的意識。 2．預習指導 實驗原理：利用電解原理對污水進行處理，其中電解的原理學生是未知的，實驗之前需要補充這些知識，預習時首先要明確實驗原理。非惰性電極Fe作陽極，電極自身發(fā)生氧化反應生成亞鐵離子：，另外水中負二價氧也發(fā)生氧化反應生成氧氣：；陰極水中正一價的氫發(fā)生還原反應生成氫氣：。實驗從兩方面來達到凈化水的目的：第一是電凝聚，在陽極除了電極發(fā)生的氧化反應外，還發(fā)生反應：，由于Fe（OH）3具有吸附性，可將水中的污染物小顆粒吸附而沉積下來，從而達到凈化水的目的。第二是浮選，在實驗過程中，陰極生成的氫氣氣泡將污水中的懸浮物帶到水的表面，在水面上形成浮渣層，易與水體分離，從而達到凈化水的目的。 本實驗是在實驗室模擬用電浮選凝聚法凈化水，在實際的生產(chǎn)實踐中由于此方法的耗電量較高，所以其成本較高。 操作技能：調(diào)節(jié)溶液的pH時需要使用pH試紙，試紙放在潔凈干燥的表面皿中，用潔凈干燥的玻璃棒沾取溶液，滴在pH試紙上，待液體散開后，與標準比色卡對比，讀取溶液的pH。若pH沒有達到5～6的要求，再次使用玻璃棒和表面皿時必須清洗干燥后才能使用。 操作要點：為了便于觀察到污水變清的實驗現(xiàn)象，還可以在水中加入少量的有機染料，通過觀察溶液的顏色變化來判斷污水是否被凈化。但是使中間水層徹底變澄清需要很長的時間，只要觀察到溶液的顏色變淺即可說明問題。 3．實驗要求 嚴格按照實驗步驟中的要求進行實驗，必須使用直流電源，在使用電源時應該小心，防止觸電。溶液的pH需要調(diào)到5～6之間。當溶液的pH大于6時，可以用稀鹽酸來降低溶液的pH，若溶液pH小于5，我們可以通過加入NaOH溶液來調(diào)節(jié)pH達到所需的范圍。 認真記錄實驗現(xiàn)象（參考下表），實驗開始時應引導學生觀察兩電極上產(chǎn)生的氣體及氣體的顏色，推測氣體是什么氣體。實驗中注意觀察溶液顏色的變化。實驗快結(jié)束時觀察到污水表面逐漸形成一層浮渣，容器底部也積聚一層沉渣。完成實驗報告，做好評價。 實驗記錄 4．建議與改進 為了加快實驗的速率，可適當增大直流電源的電壓和電極金屬板的面積。污水中還需加入少量的Na2SO4溶液，以增大溶液中的離子濃度，從而增大溶液的導電性，加快電解速率，達到快速凈化的目的。 建議用硫酸代替鹽酸來調(diào)節(jié)溶液的pH，否則Cl－也可能在陽極放電生成氯氣，造成環(huán)境污染。 5．問題與討論 教師應指導學生通過圖書館的書籍中、互聯(lián)網(wǎng)上、報刊雜志等查找資料，組織進行交流。 6．拓展實驗 （1）塑料多用滴管可以用醫(yī)用開賽露的小塑料瓶或青霉素針劑瓶代替。廢物利用，實驗安全可靠，實驗時間短，實驗現(xiàn)象明顯，人人都可以親自動手來完成實驗。實驗的廢水中加入少量的硫酸鈉，是為了增大溶液的導電性，加快凈化的速率。 （2）自制小電池實驗，選用的電極的表面積要盡可能大一些，以增大溶液與電極的接觸面，增大電池的輸出電流。導線要盡可能的短一些，以減少電流的損失。小燈泡所需的電壓較大，可以用“電子小玩具”或二級管代替。取出電子玩具中的鈕扣電池，將自制的電池與其相連，就能發(fā)出美妙的聲音。 歸納與整理 本單元內(nèi)容的教學應在三個方面得到落實：一是對化學實驗的認識，二是對實驗化學學習方法的特點和要求的了解，三是相關意識和觀念（如安全和環(huán)保意識、實驗條件控制的意識等）的形成。因此作為本單元學習的復習總結(jié)，歸納整理可以圍繞這三方面進行。最好能引導學生結(jié)合前一階段的學習體驗，對這三方面的重點內(nèi)容進行展開、細化并歸納。 通過本單元的學習，學生對于上述三方面內(nèi)容的認識和理解只是初步的，進一步的認識需隨本課程后續(xù)的學習不斷加深；而不同學生因其環(huán)境和個體的差異，對本單元內(nèi)容的認識和體會也會存在差異。為保證最基本的教學要求，同時鼓勵學生有個性地發(fā)展，教師在教學中，一是要通過學生的歸納整理了解這些差異，二是要根據(jù)本課程的需要和學生的整體情況，確定一個歸納整理的適當標準，作為本單元對全體學生的基本教學要求，可以參考教材上“歸納整理”中所提供的條目，并根據(jù)學生和教學的實際，有針對性地進行補充與刪減。 參考習題 1．微型實驗有哪些特點？實驗室里的哪些實驗可以改成微型實驗？試設計1～2個微型實驗。 2．通過對本單元的學習，談談你對綠色化學的理解。在化學學習中，哪些實驗或事實體現(xiàn)了綠色化學的思想？ 3．實驗室進行下列有關物質(zhì)的準備中，理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟上合理的是（ ）。 A． B． C． D． 4．實驗室制取氯氣的反應原理是_______________________________；氯氣具有較強的__________性，可以與_____________等反應，分別寫出這些反應的化學方程式______________________________。 5．雙氧水在常溫時能緩慢地分解生成氧氣，反應的化學方程式是______________________________；（1）若將反應的溫度升高，則反應的速率會__________；（2）若向其中加入少量的MnO2，則反應速率會__________，說明MnO2在該反應中起__________作用。實驗室如果用雙氧水來制備氧氣，你選擇上述兩種方案的__________（填序號1或2），理由是____________________。 6．測定銅合金中銅的含量，可以用稀硝酸來溶解樣品，也可以用雙氧水和稀鹽酸溶解樣品，其反應的化學方程式為：。假設樣品中其他成分不與稀硝酸、雙氧水和鹽酸反應。 ①寫出銅與稀硝酸反應的離子方程式并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目____________________。 ②在銅與雙氧水、鹽酸的反應中氧化劑是______________________________，若有2 mol的H2O2參加反應，則電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量是_______________。 ③用雙氧水和稀鹽酸溶解樣品與用稀硝酸溶解樣品相比較，哪種更好？為什么？ ④若稱取樣品的質(zhì)量為a g，用足量的雙氧水溶解后，剩余殘渣經(jīng)過洗滌干燥稱得質(zhì)量是b g，則樣品中含銅的質(zhì)量分數(shù)為__________。 參考答案： 1．微型實驗的特點是藥品用量少、儀器容量小、減少了污染、方便了操作、實驗現(xiàn)象直觀明顯、實驗過程快速安全。實驗室中，許多在試管中完成的物質(zhì)的性質(zhì)實驗，在不影響實驗觀察的前提下可以改用微型實驗，如硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應，硫酸銅溶液與氯化鋇溶液反應，硫酸鋁溶液與氨水反應，氯化鐵溶液與KSCN溶液等離子反應，均可以在點滴板中進行。有些氣體的制備實驗可以改為微型實驗，如我們可以將醫(yī)用帶橡膠塞的針劑小瓶作發(fā)生容器，用空圓珠筆芯作導管進行實驗。 2．略。 3．D。 4．，氧化，大部分的金屬單質(zhì)（鐵、銅、鈉等），非金屬單質(zhì)（氫氣、磷等），水，堿（氫氧化鈉、氫氧化鈣等）。方程式略。 5．；加快；加快，催化；2，反應不需要加熱，實驗的裝置相對簡單，操作簡便、安全，并且節(jié)約了能源，催化劑可以回收重復使用，節(jié)約了藥品。 6．① ②雙氧水，4 mol ③雙氧水更好，因為雙氧水在酸性條件下氧化單質(zhì)銅后的產(chǎn)物中沒有污染空氣的有害氣體 ④ 資料 1．微型實驗 起源于20世紀80年代的微型化學實驗是國際公認的一種在微型化的條件下進行化學實驗的新技術和新方法。微型實驗以盡可能少的藥品用量來獲取最有效的實驗信息，其特點是：藥品用量少(一般為常規(guī)量的1/10～1/1000)、儀器容量小、污染減少、操作方便、實驗現(xiàn)象直觀明顯、實驗過程快速安全。在化學教學改革和化學實驗改革中，微型化學實驗有獨到的教學功能和教學效果，引起世界各國化學界的高度重視。 2．綠色化學 綠色化學又稱環(huán)境無害化學(Environmentally　Benign　Chemistry)、環(huán)境友好化學(Environmentally　Friendly　Chemistry)、清潔化學(Clean　Chemistry)。綠色化學既是用化學的技術和方法去消滅或減少那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑在生產(chǎn)過程中的使用，同時也要在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物、廢物和產(chǎn)品。綠色化學的理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，不再處理廢物。從科學觀點看，綠色化學是化學科學基礎內(nèi)容的更新；從環(huán)境觀點看，它是從源頭上消除污染；從經(jīng)濟觀點看，它合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本，符合經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求。 3．綠色化學的12條原則 （1）防止廢物的生成比其生成后再處理更好。 （2）設計合成方法應使生產(chǎn)過程中所采用的原料最大量地進入產(chǎn)品之中。 （3）設計合成