《实验化学》教材分析

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《实验化学》教材分析

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高中《实验化学》教材介绍
浙江省台州中学 陈先福
一、 “实验化学”课程的地位、作用(或目标)
(课标第2页)“课程的基本理念”第5条:通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方法的转变,培养学生的创新精神和实践能力。
(课标第4页)实验化学:通过实验探究活动,掌握基本的化学实验技能和方法,进一步体验实验探究的基本过程,认识实验在化学科学中研究和化学学习中的重要作用,提高化学实验能力。
(课标第28页)“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,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。
《实验化学》是高中化学选修课程的六个模块之一。《实验化学》的宗旨是使学生通过实验学习化学,理解化学和领悟化学。它将化学知识的学习融合在实验为主的课题当中,使学生在掌握实验技能和实验方法的同时,理解课题中蕴涵的化学知识。
[其他模块的化学实验主要是运用实验手段为所学习的化学知识提供必要的感性认识、运用实验方法验证化学知识、通过化学实验研究物质性质与变化规律.]
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:
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。 (如菠菜中色素的提取和层析分离、粗盐提纯、金属(或塑料)的电镀……)
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。初步了解电子天平、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。)
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。 (如真假碘盐的鉴别)
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。)
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)
高中化学课程标准规定的《实验化学》模块的内容标准:
主题1 化学实验基础
1.认识化学实验在学习和研究化学中的作用。
2.具有安全意识,能顺利地完成化学实验。
3.树立绿色化学思想,形成环境保护的意识。
4.知道物质分离和提纯的常用方法,能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案,并初步掌握其操作技能。
5.初步了解常见物质的组成和结构的检测方法,知道质谱仪、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。
6.初步掌握天平、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.认识反应条件控制在化学研究中的意义和作用,初步掌握控制反应条件的一些方法。
8.了解常见物质的制备和合成方法。
主题2 化学实验探究
1.能发现学习和生产、生活中有意义的化学问题,并进行实验探究。
2.能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案,并予以评价和优化。
3.能通过化学实验收集有关数据,并科学地加以处理。
4.能对实验现象做出合理的解释,运用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律。
二、“实验化学”教材概况和使用建议(教材)
1、《实验化学》教材有“三新”
(1)新的课程取向
将化学实验独立设置成高中化学的一门课程,这在我国建国以来还是第一次,这表明化学实验在高中化学新课程中占有十分重要的位置。《实验化学》以实验活动和实验方法为课程取向,旨在使学生学习化学实验的基本方法,了解化学实验的基本知识;培养学生化学实验素养和实验能力,锻炼学生分析和解决实验问题的基本思路和能力。同时还要拓宽学生对化学实验的认识视野;解决真实的生产和生活中与化学有关的问题,体会化学实验的重要价值和丰富内涵;培养实事求是、认真严谨的科学态度,以及热爱化学实验和化学科学的积极情感;掌握化学基本知识的基本原理。
(2)新的编写形式
《实验化学》精选核心的化学实验方法,化学基础知识和基本原理,引导学生通过实验学化学。关注现代化学实验技术和化学发展趋势,增强教材的时代感。与生产、生活实际相结合,构建实验活动任务的生动情境。符合新课程理念,突显探究过程。渗透绿色化学思想,培养学生的环保意识。教材具有开放性,为教和学留下发展空间。
(3)新的实验内容[见下面教材基本体系(教材目录)]
2. 教材结构
共分七个专题,每个专题设置2~3个课题,共16个课题,每个课题设置1~2个相关的拓展课题。共18个拓展实验。而每一实验课题包括有如下条块:(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
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。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。
3.基本体系(教材目录)
《实验化学》实验统计
专题 实验课题 实验说明
专题1物质的分离与提纯 课题1 海带中碘元素的分离及检验 基本同老教材实验,详细介绍分液漏斗的使用方法。
拓展课题1—1 茶叶中某些元素的鉴定 检验茶叶中的Ca、Al、Fe三种元素,通过用氨水调节控制溶液的pH以过到三种金属离子的分离,Ca2+用(NH4)2C2O4沉淀,Al3+用铝试剂(阿罗明拿)鉴定
课题2、用纸层析法分离铁离子和铜离子 涉及纸层析的基本原理和操作方法,Fe2+和Cu2+均用氨水显色
拓展课题1—2 菠菜的叶绿素中色素的提取和分离 色素提取的原理和操作方法,用石油醚、丙酮、苯胺一定比例配制展开剂
拓展课题1—3 用娄笔进行层析分离 用粉笔作固定相,分离红、蓝墨混合液中的染料,并介绍血液中铁元素的检验(用亚铁氰化钾)
课题3 硝酸钾晶体的制备 用硝酸钠和氯化钾制备硝酸钾晶体,用到吸滤瓶和减压过滤
拓展课题1—4 粗盐的提纯 除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-
专题2物质性质的研究 课题1 铝及其化合物的性质 铝片的燃烧、铝表面氧化膜的形成和破坏、[AlF6]3-的形成、明矾晶体的培养共四个实验
拓展课题2—1 铝热反应 基本同老教材
课题2 乙醇和苯酚的性质 基本同老教材,但乙醇和苯酚和金属钠反应改用乙醚作溶剂,乙醇的氧化用K2Cr2O7,增加了比较盐酸、碳酸、苯酚酸性强弱的实验
拓展课题2—2 苯酚与甲醛的反应 基本同老教材(线型和体型)
专题3物质的检验与鉴别 课题1 牙膏和火柴头中某些成分的检验 检验牙膏中的甘油[用Cu(OH)2]]和碳酸钙;检验火柴头中的硫元素S→SO2使KMnO4褪色,检验氯元素有两种方法,①ClO-3→Cl- ②ClO3-+3NO2-+Ag+→AgCl↓+3NO3-
拓展课题3—1 新装修居室内空气中甲醛浓度的检测 用KMnO4作HCHO的吸收剂:4MnO4-+5HCHO+12H+→4Mn2++5CO2↑+11H2O检测甲醛浓度的实验装置。
拓展课题3—2 汽车尾气成分的检验 设计汽车尾气的收集方法,检验尾气中的CO、CO2等,检验CO用新鲜的鸡血。
课题2 亚硝酸钠和食盐的鉴别 涉及到亚硝酸钠的不稳定性、氧化性、还原性及AgNO2溶液性等性质,设计多种方案。
拓展课题3—3 真假碘盐的鉴别 碘酸钾的定性和定量检出I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6
专题4化学反应条件的控制 课题1 硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素 基本同老教材
拓展课题4—1 “蓝瓶子”实验 葡萄糖碱性溶液中加入亚甲基蓝,探究影响颜色变化快慢的因素
课题2 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 用MnO2、CuO等多种催化剂比较对H2O2的分解速率影响
拓展课题4—2 过氧化氢酶的催化作用 用动物肝脏作催化剂,探究不同酸度、温度下的速率
拓展课题4—3 蔗糖的燃烧 探究如何使蔗糖燃烧(主要是催化剂的选择)
课题3 化学反应条件对化学平衡的影响 温度、酸度变化对下列平衡的影响[CoCl4]2-+6H2O[Co(H2O)6]2++4Cl- 乙酸乙酯水解用甲基橙、石蕊作着色剂
拓展课题4—4 淀粉与碘显色现象的研究 从试剂的浓度、淀粉的种类、溶液的酸度等因素探究影响淀粉与碘显色情况
拓展课题4—5 压强对化学平衡的影响 同老教材(NO2、N2O4平衡体系)
专题5电化学问题研究 课题1 原电池 锌铜原电池增加了一些去极化作用的措施(加强氧化剂、电极夹紧等);氢氧燃烧电池;铁的析氢和吸氧腐蚀(用铁氰化钾检验Fe2+)
拓展课题5—1 干电池模拟实验 自制干电池(药品有:二氧化锰、活性炭、面粉、氯化铵等)
课题2 电解与电镀 电解饱和食盐水(同老教材)、铁镀锌(电镀液用ZnCl2、KCl、硼酸配制)
拓展课题5—2 阿伏加德罗常数的测定 铜电极电解硫酸铜溶液,根据电流强度I、电解时间t、铜电极增重计算NA
专题6物质的定量分析 课题1 食醋总酸含量的测定 强碱弱酸滴定,酚酞指示剂,用到移液管,涉及酸碱滴定曲线
拓展课题6—1 配制并标定氢氧化钠溶液 NaOH标准溶液的配制(不含Na2CO3)和标定(基准物用邻苯二甲酸氢钾),需烘干设备和电子天平(0.1mg)。
课题2 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定 测定镀锌铁皮和酸反应前后溶解的锌的质量,根据锌的密度计算。也可用其它方案
拓展课题6—2 水果中维生素C含量的测定 维生素C标准液的配制和标定(淀粉、碘水标准液),水果中维生素C含量的测定(淀粉、碘水标准液)
专题7物质的制备与合成 课题1 硫酸亚铁铵的制备 用铁屑和硫酸反应制箅酸亚铁,再加入硫酸铵,制成摩尔盐。有热过滤、抽滤、蒸发浓缩等操作。
拓展课题7—1 用制氢废液制备硫酸锌晶体 操作有:过滤、重结晶、蒸发、洗涤、称量等。
课题2 阿司匹林的合成 用水杨酸、乙酸酐合成阿司匹林,操作为抽滤、洗涤、干燥等
拓展课题7—2 对氨基苯磺酸的合成 用苯胺和浓硫酸合成对氨基苯磺酸,仪器有三颈烧瓶、冷凝管、吸滤瓶、油浴装置等
附录
1.实验规则
, 2.实验室安全守则
3.实验室事如的处理
4. 常见酸、碱的浓度和密度(200C)
5. 常用指示剂
6.基本操作和气体发生装置图
7.误差和有效数字运算规则
8. 元素的相对原子质量表元素周期表
9.中英文名词对照表
4、《实验化学》与其它模块有“四异”
高中化学必修模块和其他选修模块中,都不缺少化学实验的学习内容,但与《实验化学》相比有以下四个不同之处。
(1)学习的内容和要求上有所不同
其他模块的化学实验内容不要求系统学习化学实验知识、技能,主要是运用实验手段为所学习的化学知识提供必要的感性认识、运用实验方法验证化学知识、通过化学实验探究物质性质与变化规律。
(2)学习内容的编排方式不同。
其他模块的化学实验内容是渗透在各模块学习的内容之中,而《实验化学》是依据化学实验的基本内容(如“物质的分离”、“物质性质的探究”、“物质的检验”、“物质的检验与鉴别”、“化学反应条件的控制”、“电化学问题研究”、“物质的定量分析”、“物质的制备”等)来编排的,依据实验学习的要求选择适当的元素化合物和化学原理知识作载体。
要着重提出的是,本模块中学生的学习内容看似杂乱,其实也其它模块中化学知识的呈现一样有由浅入深的内在序列,学生从研究化学现象所必须的最基本操作和方法开始入门,逐渐上升到用实验手段对化学反应规律、化学反应条件的控制的研究,从定性研究上升到定量研究,从单一物质的性质探究实验过渡到集多种实验方法和手段的物质制备的综合实验。
(3)学习内容的深广度不同。
《实验化学》在化学实验知识、方法、技能上要求的深广度在所有各学习模块中是最高的。所涉及的元素化合物和化学原理知识以必修模块的内容为基础,依据实验学习的需要,适当提高拓宽。
(4)学习方式和教学方式有所不同。
《实验化学》的学习以实验课题的完成来驱动学习任务的完成,更强调学生的实践、讨论、思考和协作学习,也更需要教师在学生实践活动中有意识地观察、了解学生的学习行为,及时给予帮助和指导。
5、《实验化学》教学实施存在“五个不到位”
(1)教学理念不到位
许多教师对课程的教学目标仍停留在知识和技能的层次上,缺乏深层次上对教学目标的理解。本课程的教学目标是学生通过模块的学习在以下几个方面得到发展:
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;
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;
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;
4 形成实事求是 、严谨细致的科学态度,具有批判精神和创新意识;
5 形成绿色化学的观念,强化实验安全意识。
以上教学目标当然也有学生在化学实验基础知识和化学实验基本技能方面的发展,但主指向学生在思想情感、科学方法、科学素养方面的发展。
有部分教师,目前的关注点是本课程高考如何考?考什么?考哪几个实验?如果本课程的教学中眼睛只盯住高考,而忽视了学生的全面发展,那么不可避免在教学中将出现我们不愿见到和发生的现象:
①教学时间和内容大大缩水
不可否认,目前高考在用纸笔如何考察学生实验能力和科学素养方面还缺乏真正有效的手段,对化学实验的考查内容也极为有限,从应对高考的角度,本模块中有许多精彩的拓展实验就没了立足之地,学生对丰富多彩实验现象的观察会被背标准答案所替代,一些实验操作活动就会被禁止,甚至有些实验课题也会被取消。
②教学活动和形式极为单一
以应试为目的的实验教学必然会将原本贯穿于实验教学中的“实验方案设计”、“资料的检索与查询”、“小组的交流与讨论”、“实验成果的展示与拓展”湮没于是教师的讲和学生的练极为单一的教学模式中。
③学生学习积极性完全丧失
学生一旦实验的创作冲动被扼杀、动手实验的权利被剥夺,而只能在黑板和作业本中完成化学实验时,他们再也享受不到原本通过《实验化学》模块的学习可能带给他们的亲自体验的兴奋和获得成功的愉悦,他们对本模块学习的积极性也就消失殆尽了。
(2)教学时空不到位
《实验化学》模块内容丰富,有十六个实验课题和二十个拓展课题,仅靠三十六个课时是根本无法完成的,有些实验取材于生活、生产,这就需要拓展教学时空,将实验教学从课内延伸到课外,从校内延伸到校外,从个体扩展到群体。目前许多学校的教学还受制于课堂,局限于校内,植根于个体。
(3)教师实验能力不到位
前已述及《实验化学》模块中有许多新的实验内容,还穿插了一些新的实验成果和手段,面对这些实验,教师的原有知识储备已显缺乏,教师的原有的实验经验已不敷应对,教师原有的实验技能已能顺利完成所有的实验。广大教师都将经历一个重新回实验室,埋头钻研实验的过程。
(4)实验硬件设施不到位
目前学校的实验室配备和实验仪器、药品的配备都是按老的化学实验教材教学需要配置的。教育行政部门显然没有为学校提前配备适合新教材需求的实验装备。由于近年来高中规模的急增,一些学校甚至将实验室改为教室,使原本不充裕的实验室更显紧缺。一些实验所需的仪器、设备尚需采购,由于种种原因,有些实验所需药品一时还处购买。
(5)教辅资料不到位
新课程实施以来,教师一直有教辅资料不足,难起“教辅”作用的抱怨,《实验化学》模块实施后这个矛盾将更为突出。和一些全新的实验和课题相配套的习题、实验指南等教辅资料肯定会大大滞后于教学的需要。
6、《实验化学》教材使用建议
(1)课内和课外相结合,教室和实验室相交替。
可将部分实验活动安排在课外进行,如实验知识的预备、相关资料的查找等。部分实验活动可在普通教室进行,如实验原理的分析、讨论;实验方案的设计和评价;实验数据的处理和分析;实验成果的展示和交流等。同一个实验专题的数个实验课题可在不同的实验室同时布置,使同年级的多个平行班可同时在不同的实验室交叉进行实验,以解决数个班级同时使用同一个实验室的矛盾。
(2)将部分实验研究专题穿插在其它选修模块中进行。
如专题2中“乙醇和苯酚的性质”、“苯酚和甲醛的反应”可在有机化学相应专题中进行研究。专题4中“硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素”、“蓝瓶子实验”、“催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响”、“过氧化氢酶的催化作用”、“蔗糖的燃烧”、“反应条件对化学平衡的影响”、“淀粉与碘显色现象的探究”、“压强对化学平衡的影响”、专题5中“原电池”、“干电池模拟实验”、“电解与电镀”、“阿伏加德罗常数测定”共14个实验可穿插在“化学反应原理”模块的相应专题中进行。这些内容的插入,既可丰富学生在化学原理学生和有机化学知识学习过程中的实验内容,又可提高实验研究专题的使用效率。
(3)部分实验研究专题可和高三总复习有机结合。
专题3“物质的检验与鉴别”中的五个实验,要求学生有丰富的元素化合物知识、有较强的逻辑推理能力,专题7“物质的制备与合成”中的四个实验要求学生有较强的综合能力,这些专题可安排在高三化学复习课中进行,将本模块在教学时间上向高三延伸。这也可使高三的学生在复习中能不断接受新的知识,有更多的复习途径和方式,一改以往高三学生只“炒冷饭”、只做习题的枯燥学习方式。
(4)处理好实验课题和拓展课题的关系。
拓展课题主要是为对本课题的深入研究而设,在拓展课题中常常会介绍一些新的化学知识和实验方法,但这些新的知识和方法往往不是要求全体学生都必须掌握的,因而这类拓展课题一般不必作为教学的基本要求内容,也不要列入考试和测验的知识范围。教师可将拓展课题作为部分学生课外活动或研究性学习的选题,或选用拓展课题中的某些内容作为扩大学生化学知识领域、培养学生化学学习兴趣、提高学生实验研究能力的素材。
三、《实验化学》各专题教学建议
专题1 物质的分离与提纯教学要求
课题1 海带中碘元素的分离及检验
基本要求 1、了解物质分离、提纯的基本原则,并能在实验方案的设计中考虑到这些基本原则的实际运用。2、理解从海带中分离和检验碘元素的原理。3、熟悉从海带中分离和检验碘元素的操作流程。4、理解萃取的原理及萃取方法和适用范围。5、掌握溶解、过滤、萃取、分液等基本操作的要点。6、养成实事求是,严谨细致的科学态度。 解读:1、物质分离、撮纯的基本原则主要指①不引入新的杂质。②不减少被提纯物质。③实验操作简单易行。2、海带中碘元素主要以有机碘化物形式存在,将海带灼烧、灰化后,灰发的浸取液中的碘以I-的形式存在。3、萃取、分液操作都用到分液漏斗,学生应按课本“操作向导”,掌握分液漏斗的使用方法和萃取、分液的操作程序和注意事项。
发展要求 了解物质分离、提纯方法选择的一般思路,初步形成用化学实验解决问题的能力。
说明 1、茶叶中含有哪些具体的物质和元素不要求学生加以记忆,但茶叶中Ca、Al、Fe三种元素的检出方法中分离溶液中Ca2+、Al3+、Fe3+的方法原理可作为溶解平衡移动原理运用的一个很好实例。2、学生知识铝试剂是检验溶液中Al3+的一种较方便、灵敏的方法,可扩大学生对物质特性的认识范围,了解更多的检验方法,不要求记忆铝试剂的化学式和商品名。
课题2 用纸层析法分离铁离子和铜离子
基本要求 1、了解纸层析法的基本原理。2、理解利用氨水使Fe3+、Cu2+显色的原理。3、熟悉用纸层析法分离溶液中铁离子和铜离子的操作方法和步骤。 解读:1、了解纸层析法的基本原理时要注意理解“惰性支持物”、“固定相”、“流动相”等概念。2、氨水使Fe3+、Cu2+显色的原理是3NH3·Fe3+→Fe(OH)3↓(红棕色)+3NH4+Cu2++4NH3→Cu(NH3)42+(深蓝色)
发展要求 通过菠菜的叶绿素中色素的提取和分离实验进一步体会纸层析法分离物质的实用价值。
说明 1、不宜对色谱法进行展开。2、菠菜的叶绿素中色素的提取和分离实验的具体原理和过程不要求学生记忆和掌握。用粉笔作为层析实验的材料来分离红、蓝墨水混合液中的色素实验具有一定的趣味性,可启发学生的创新思维,对该实验的原理不宜作深入分析。3、纸层析实验所用的流动相如何进行选择及配比,不要求学生加以记忆。4、不涉及一种物质在互不相溶的两种溶剂中的分配定律。5、不要求独立书写亚铁氰化钾和铁离子反应的离子方程式。
课题3 硝酸钾晶体的制备
基本要求 1、理解实验室中利用硝酸钠和氯化钾制取硝酸钾的原理。2、学会利用结晶或重结晶的方法提纯固态物质。3、学习减压过滤的实验方法。4、能设计粗盐提纯的实验方案。5、进一步掌握并能熟练运用溶解、过滤、结晶等常用实验操作。6、通过实验加深对制备实验的认识,初步体会科学研究的过程。 解读:1、NaNO3+KCl NaCl+KNO3该反应是可逆的,将一定浓度的NaNO3和KCl混合液加热浓缩,随着溶剂的减少,NaCl首先析出。热过滤除去NaCl,将溶液冷却到室温即有大量KNO3析出,NaCl仅有少量析出,得到硝酸钾粗品。2、减压过滤是学生新学习的的种实验分离手段,要求认识减压过滤的原理、识别所需仪器、学习各仪器的连接和安装及减压过滤的操作程序和技能要求。3、粗盐的提纯是一个拓展实验,由于该实验设计涉及的原理和实验的操作均为学生应掌握的内容,所以将该实验列入基本要求。
发展要求 能控制晶粒生长的适宜条件。
说明 1、通过查阅资料,了解工业上是如何把红糖转化为白砂糖的,可丰富学生关于物质提纯的知识及体会分离、提纯方法在生产中的实际应用价值,不要求学生记忆生产流程。2、物质溶解度数据是单一溶质在某溶剂中溶解时所测定的数据,当溶液中同时含有多种溶质时,溶质之间的溶解会相互影响,溶解的量发生改变,不能根据溶解度表中的数据(或溶解度曲线)来分析或解决固体混合物的分离问题,更不能根据溶解度数据计算分离物质的收得率。
专题2 物质性质的探究教学要求
课题1 铝及其化合物的性质
基本要求 1、通过实验的方法进一步认识铝、氧化铝、氢氧化铝、可溶性铝盐的重要化学性质。2、理解明矾净水的基本原理。3、学会铝燃烧实验的方法。4、能用实验的方法证明铝表面氧化膜的保护作用。5、体验观察、分析在研究物质性质中重要作用。6、通过制作明矾晶体的实践活动,发展对化学实验的感知兴趣、操作兴趣,培养探索兴趣。 解读:1、铝及其重要化合物的化学性质,学生均已较熟悉,此处重在学习如何用实验的方法加以证实。2、Al3++4OH-→Al(OH)4-Al3++6F-→AlF6-是学生新认识的两个络合反应。
发展要求 1、知道配合物的概念。2、能以实验的方法证明铝的配合物Al(OH)4-、AlF63-的形成。
说明 1、铝原子的核外电子排布式不作教学要求。2、不强求学生将Al3++4OH-→AlO2-+2H2O的反应一律写成Al3++4OH-→Al(OH)4-,但可和学生说明,后者更符合反应实际情况。3、不宜深入讲解配合物的结构(如内界、外界)和空间结构。
课题2 乙醇和苯酚的性质
基本要求 1、通过实验的方法进一步认识乙醇、苯酚的重要物理性质和化学性质。2、通过实验对比的方法,认识乙醇、苯酚结构上的差异引起性质差异的原因,并能比较醇羟基和酚羟基的化学活性。3、学习实验室制备酚醛树脂的方法,学会水浴加热的方法。4、体验运用实验方法探究物质性质的过程。5、初步形成一定的分析、推理与归纳能力。 解读:1、要在反应物状态相同的条件下才能比较乙醇、苯酚和金属钠反应速率,故反应用乙醚做溶剂。2、学生需掌握实验室用乙醇和浓硫酸加热制取乙烯的实验原理和实验方法。3、酚醛树脂的制取是拓展实验,但该实验和《有机化学基础》樗中“醛的性质和应用”一节中“观察与思考”的实验完全相同,故列入基本要求。学生重在理解原理,操作要求可降低。
发展要求 知道用铁离子检验酚类的方法。反应的郭子方程式作要求
说明 1、用紫外可见分光光度法测定苯酚含量不作教学要求。2、乙醇与重铬酸钾酸性溶液反应的离子方程式不作教学要求。3、苯酚与氯化铁反应的化学方程式不作要求。
专题3 物质的检验与鉴别教学要求
课题1 牙膏和火柴头中某些成分的检验
基本要求 1、知道牙膏的主要成分及其功能。2、理解检验牙膏中含有的碳酸钙、甘油的化学原理,学会检验的操作方法。3、知道火柴头的主要化学成分及火柴起火的原理。4、理解检验火柴头中含有的硫元素、氯元素的化学原理,学会检验的操作方法。5、了解物质的检验过程,初步学会设计实验方案进行其他物质的检验。6、培养创新意识,提高解决问题的能力。 解读:1、牙膏中的主要成分及其功能只作一般了解,不求记忆。2、用新制氢氧化铜来检验甘油,可和多元醇的性质结合起来,也可和在葡萄糖溶液中加入氢氧化铜的实验现象联系起来。3、火柴头的起火原理,只作一般了解,能作简单的说明,不涉及具体化学方程式。4、检验火柴头中含有的硫元素可用两套实验装置;检验火柴头中含有的氯元素可有两种实验方案。
发展要求 1、了解含氟牙膏的防蛀原理。2、利用NO2-、Ag+直接检验ClO3-的方法。
说明 1、可让学生了解测定室内空气中甲醛的浓度的实验方法,甲醛和酸性高锰酸钾溶液反应化学方程式不要求学生掌握。2、用鸡血检验一氧化碳的化学原理不要加以深究。3、不要求学生记忆羟磷灰石的化学式。
课题2 亚硝酸钠和食盐的鉴别
基本要求 1、认识亚硝酸钠的物理性质(外观)和重要的化学性质(氧化性和还原性)2、认识亚硝酸的酸性和不稳定性。3、通过对亚硝酸钠和食盐性质的认识,设计实验方案进行两者的鉴别。4、学习鉴别物质的基本方法,体验观察和分析实验现象在化学实验中的重要作用。5、增强对生活中化学知识的认识,提高解决实际问题的能力。 解读:1、学生应从下列反应认识亚硝酸钠的氧化性和还原性:2NO2-+2I-+4H+→2NO↑+I2+2H2ONO2-+Fe2++2H+→NO↑+Fe3++H2O5NO2-+2MnO4-+6H+→5NO3-+2Mn2++3H2O2、学生应从不列反应认识亚硝酸的弱酸性和不稳定性:NaNO2+H2SO4(稀)→NaHSO4+HNO22HNO2→NO↑+NO2↑+H2O
发展要求 1、鉴别真假碘盐的原理和方法
说明 1、除课本上已出现的关于亚硝酸钠化学性质的化学方程式和离子方程式外,不宜对亚硝酸钠的氧化性和还原性作更多的补充。关于亚硝酸钠的热分解反应不加介绍。2、定量测定食盐中碘酸钾含量不作教学要求。
专题4 化学反应条件的控制教学要求
课题1 硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素
基本要求 1、认识硫代硫酸钠和强酸反应的离子方程式和实验过程中产生的现象。2、学会用对比的方法实验探究影响硫代硫酸钠与酸反应速率的诸因素。3、体验观察和分析实验现象在化学实验研究中的重要作用。 解读:1、要求学生理解硫代硫酸钠和强酸反应原理,并能正确书写离子方程式,描述实验现象。
发展要求 能分析影响一个具体的化学反应的因素,并能设计简单的实验加以证实。
说明 “蓝瓶子”实验是一个趣味性很强的实验,可在了解“蓝瓶子”实验原理的基础上,初步探究影响“蓝瓶子”实验变色快慢的因素。“蓝瓶子”实验中的亚甲基蓝分子结构及化学反应方程式不作要求。
课题2 催化剂对过氧化氢分解速率影响的因素
基本要求 1、初步探究不同催化剂对同一反应的催化效果。2、认识实验方法的选择及反应条件的控制在实验研究中重要作用。3、尝试用比较法来寻找实验的最佳方案。4、通过实验提高处理实验数据和分析实验结果的能力。 解读:1、学生应能了解过氧化氢分解反应的数种催化剂,但对催化剂种类和选择方法,不作要求。2、综合考虑催化剂的种类、催化剂的用量、催化剂颗粒大小等因素,设计实验方案并对实验结果作出正确的分析。
发展要求 、初步了解酶催化剂的特性2、初步认识过氧化氢酶的催化作用。3、设计探究溶液的酸度、温度对过氧化氢酶催化作用的影响。
说明 1、“过氧化氢酶的催化作用”实验虽是一个拓展课题,但该实验的内容在生物学中学生已有涉及,可利用学生已掌握的生物学知识,让学生自主地开展该实验的探究活动。2、“蔗糖的燃烧”为学生研究如何控制反应条件,实验化学变化提供了一个很好的探究的素材,该反应的基本原理及催化剂的种类等不作教学要求。
课题3 反应条件对化学平衡的影响
基本要求 1、通过实验加深对可逆反应的了解和认识。2、通过实验加深对可逆反应的了解和认识。3、学习乙酸乙酯水解反应条件的控制。4、用实验的方法了解和初步探究温度、浓度、压强等因素对化学平衡的影响。 解读:1、根据下列平衡[CoCl4]2-+6H2O [Co(H2O)6]2-+4Cl-来设计实验以证明浓度、温度对化学平衡的影响。2、能用实验的方法探究影响乙酸乙酯水解程度的因素。
发展要求 知道淀粉与碘的显色反应会在不同条件下呈现不同的色彩。
说明 淀粉与碘的显色反应是学生已熟知的一种检验方法,在实验活动中,常由于条件控制不一,出现不同的现象,这是激发学生探究欲望的很好素材,可在条件允许的情况下开展该实验活动。淀粉与+3碘反应原理和显色原理不宜深究。
专题5 电化学问题研究教学要求
课题1 原电池
基本要求 1、通过原电池实验,加深对原电池工作原理的认识。2、通过制作氢氧燃料电池,了解燃料电池的工作原理。3、能用实验的方法证明钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生,并能用化学知识加以解释。 解读:1、学生除理解原电池工作原理外,还应能制作Zn—Cu原电池,并通过降低电极的极化作用使原电池能持续工作较长时间,从中体会到制作的乐趣。2、钢铁电化腐蚀实验中Fe2+的检验用到铁氰化钾,只要求学生掌握检验方法和正确描述现象,不要求写化学方程式。
发展要求 初步了解生活中常见电池的化学原理,能根据已知的电池总反应式,判断电池的正负极,书写电极反应式。
说明 1、生活中常见电池的工作物质及电池反应式不作要求。2、电极的极化作用对原电池产生电流的影响只作一般了解。
课题2 电解和电镀
基本要求 1、通过电解饱和食盐水实验,加深对电解原理的理解。2、通过铁钉镀锌实验,加深对电镀原理的认识。3、学习设计简单的电解、电镀装置。4、体会观察和分析实验现象对于化学研究的重要性。 解读:1、铁钉镀锌实验中只要求了解电镀液配制的方法,其成分和各成分的作用不加深究。2、阴离子的放电顺序不必加以记忆。
民展要求 初步了解常见阳离子在溶液中电极上放电顺序。能根据阳离子的放电顺序判断电解池阴极产物。
说明 1、拓展课题“阿伏加德罗常数的测定”重在让学生体验用电化手段进行科学研究的方法,使学生能按给出的方案进行实验,采集数据,能根据给出的公式处理实验数据并得出结论,不要对实验原理进行纠缠。2、拓展课题“用铜电极电解饱和食盐水”重在让学生通过对实验现象的观察,引起学生的思考,并结合自己已有的知识作出解释,不必追求结论的完整和统一。
专题6 物质的定量分析教学要求
课题1 食醋总酸含量的测定
基本要求 1、掌握移液管、滴定管的正确使用方法。2、学会使用滴定管进行滴定操作。3、了解酸碱滴定中指示剂的选择方法。4、初步学会用滴定法测定液体样本中的总酸(或总碱)的方法。 解读:1、了解移液管、滴定管的构造,按“操作向导”的要求学习移液管的使用方法。2、初步学会正确使用滴定管。3、滴定分析中的指示剂选择仅以酚酞和甲基橙为例。
发展要求 初步认识实验方案设计、数据记录及处理在化学学习、科学研究和日常生活中的应用。
说明 1、滴定突跃曲线的计算不作要求。2、可充当基准物质的必备条件不要求学生加以记忆。
课题2 镀锌铁皮锌层厚度的测定
基本要求 1、学会用电子天平称量物质的质量。2、会设计用化学方法测定镀锌铁皮镀层厚度的多种实验方案,并能根据实验条件比较方案的优劣。3、学会用化学方法测镀锌铁镀层厚度。4、了解测定过程中产生误差的原因,并能对实验中的数据进行处理。5、学会书写定量测定与分析实验报告。 解读:1、设计用化学方法测定镀锌铁皮锌镀层厚度的多种实验方案时,可先不考虑实验条件是否许可,着重考虑实验原理的科学性是否正确。2、能推导计算锌镀层厚度的公式,并能根据实验所测得的数据进行准确计算。
发展要求 认识锌能和氢氧化钠溶液反应的化学性质。
说明 “测定水果中维生素C含量”的实验提供了以一个定量分析的实例,可组织学生进行课外活动,了解该实验的原理,并能按给定的实验步骤和方法进行测定。维生素C的分子组成和结构不作教学要求,维生素C和碘单质的反应不作要求。
专题7 物质的制备与合成教学要求
课题1 硫酸亚铁铵的制备
基本要求 通过制备实验,进一步了解分离和提纯化合物最常用和最简单的一些方法。了解、学习并尝试有关制备实验方案的设计。训练物质的称量、溶解、加热、结晶、吸滤、水浴加热、倾析法分离或洗涤的操作技能。了解复盐硫酸亚铁铵的制备原理和方法。
发展要求 在制备硫酸亚铁溶液的过程中,能根据反应需要对装置作出改进,使反应温度更为恒定,反应中的有害尾气得到吸引。
说明 拓展课题“用制氢废液制备硫酸锌晶体”从学科知识到实验过程都较简单,较为安全,成功率也较高。
课题2 阿司匹林的合成
基本要求 1、了解阿司匹林制备的反应原理和实验方法。2、通过阿司匹林制备实验,初步熟悉有机化合物的分离、提纯等方法。3、巩固称量、溶解、加热、结晶、洗涤、重结晶等基本操作。
民展要求 1、能根据水杨酸分子结构中含有的官能团,分析水杨酸的可能具有的化学性质。
说明 乙酸酐的购买,需经公安局批准,并办理相关手续。对氨基苯磺酸的合成,因学校可能缺少部分仪器(如三颈烧瓶、油浴装置等),加之该实验时间过长,故不作统一要求。
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