化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)初探

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1、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)初探　　摘要：化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，要讓學(xué)生明確化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所遵循的一般原則和評(píng)價(jià)原則，使學(xué)生掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟及各類型實(shí)驗(yàn)的特征和重點(diǎn)，在課堂教學(xué)和作業(yè)中融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從而提高學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力?！　￡P(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)原則及步驟；化學(xué)實(shí)驗(yàn)類型；化學(xué)實(shí)驗(yàn)題　　化學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，也是高考考查的主要內(nèi)容。新課標(biāo)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求是：初步形成基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，能設(shè)計(jì)和完成一些簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?！犊荚囌f(shuō)明》也提出：能根據(jù)要求靈活運(yùn)用已學(xué)過(guò)的自然科學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)方

2、法和儀器，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，并處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)源于教材又高于教材。它要求我們掌握全面的實(shí)驗(yàn)基本原理和實(shí)驗(yàn)技能，是創(chuàng)造性思維體現(xiàn)的高層次，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)著重培養(yǎng)的能力，也是高考方向的大勢(shì)所趨。怎樣有效培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力呢？下面就這個(gè)問(wèn)題談?wù)勛约旱目捶ā！　∫?、指?dǎo)學(xué)生明確化學(xué)實(shí)驗(yàn)遵循的原則　　首先讓學(xué)生明確化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所遵循的原則，它們同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)原則。這些原則是：　　科學(xué)性原則――原理、方法、操作必須科學(xué)合理。　　安全性原則――實(shí)驗(yàn)操作要盡量防止有危險(xiǎn)性的操作，盡量避免接觸有毒物質(zhì)，若無(wú)法

3、避免應(yīng)采取安全措施?！　…h(huán)保性原則――有毒物質(zhì)必須處理，避免環(huán)境污染。　　可行性原則――設(shè)計(jì)的方案必須切實(shí)可行，所選用的儀器、藥品、設(shè)備和方法必須在現(xiàn)有條件下得到滿足?！　『?jiǎn)略性原則――方案應(yīng)該簡(jiǎn)略易行，應(yīng)采用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，較少的實(shí)驗(yàn)步驟，較短的時(shí)間且效果明顯?！　〗?jīng)濟(jì)性原則――綜合考慮原料的用量、價(jià)格?！　?chuàng)新性原則――反應(yīng)原理的創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新?！　《⑹箤W(xué)生掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟及各類型實(shí)驗(yàn)的特征和重點(diǎn)　　化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般是有規(guī)律可循的，學(xué)生掌握了設(shè)計(jì)的一般步驟，就會(huì)少走彎路。化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟為：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

4、的→確定實(shí)驗(yàn)依據(jù)的化學(xué)原理或反應(yīng)→畫(huà)出實(shí)驗(yàn)流程圖→選擇實(shí)驗(yàn)所需藥品和儀器→明確實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)有不同的類型，每種類型有不同的特點(diǎn)，其設(shè)計(jì)又有不同的規(guī)律。掌握這些規(guī)律，化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就變得簡(jiǎn)單容易了。中學(xué)化學(xué)主要實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有以下幾種類型：　　1.氣體的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　　氣體的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)規(guī)律性最強(qiáng)，這就是大家熟悉的四大步：制氣→凈化→收集或性質(zhì)實(shí)驗(yàn)→尾氣處理。四步中，凈化和尾氣處理可依據(jù)具體情況而增減，如，制取少量NO氣體，就不用凈化。另外，當(dāng)尾氣是O2和CO2時(shí)，不用處理。在氣體制備實(shí)驗(yàn)中，還要注意實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題（如，

5、尾氣吸收怎樣防倒吸，是否增加安全瓶），空氣中CO2和水是否影響實(shí)驗(yàn)等?！　?.物質(zhì)的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　　在中學(xué)化學(xué)中，這類實(shí)驗(yàn)是比較簡(jiǎn)單的定性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，重點(diǎn)是要排除其他物質(zhì)的干擾。其中Cl-、SO42-、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO2、SO2等的檢驗(yàn)是重點(diǎn)?！　?.物質(zhì)的分離及提純實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　　首先要讓學(xué)生區(qū)分分離和提純的差異。分離操作要求原來(lái)物質(zhì)是什么，分離后仍然是什么，種類不變，狀態(tài)不變。提純操作只要求把雜質(zhì)除去即可，雜質(zhì)變成哪種物質(zhì)都可以，并且在除去原有雜質(zhì)時(shí)不能帶來(lái)新的雜質(zhì)，故每次加入過(guò)量的除雜試劑，都

6、必須除去?！　?.中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的四類定量實(shí)驗(yàn)　　（1）沉淀法　　沉淀法的實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)有兩點(diǎn)：一是保證沉淀已完全；二是保證沉淀已經(jīng)洗滌干凈。例如，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定混有少量NaCl的Na2CO3固體的純度?！　≡O(shè)計(jì)思路：可稱取一定量的樣品，加入過(guò)量沉淀劑CaCl2溶液使CO32-完全轉(zhuǎn)化成CaCO3沉淀，再過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量，得出CaCO3的質(zhì)量，也就可以計(jì)算出Na2CO3的純度了。檢驗(yàn)CO32-已經(jīng)完全沉淀，可在上層清液中，滴加CaCl2溶液，不再產(chǎn)生沉淀，則CO32-沉淀完全。檢驗(yàn)沉淀洗滌干凈的方法：取最后一次洗滌液少量于試管中，

7、加入AgNO3溶液，沒(méi)有沉淀產(chǎn)生，則已洗滌干凈?！　。?）滴定法　　酸堿中和滴定是中學(xué)化學(xué)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，由此衍生的氧化還原滴定等的設(shè)計(jì)，是比較簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，本文不再贅述，關(guān)鍵就是選擇適宜的指示劑。如，涉及I2的滴定用淀粉作指示劑，而涉及酸化KMnO4溶液的滴定不用加指示劑。　?。?）吸收劑法　　定量實(shí)驗(yàn)中有時(shí)會(huì)使被測(cè)物轉(zhuǎn)化成氣體，然后用吸收劑吸收并測(cè)出氣體的質(zhì)量，從而計(jì)算出所測(cè)物的量。這類實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要使生產(chǎn)的氣體全部被吸收劑吸收，就必須在生成氣體反應(yīng)完成后，用不干擾實(shí)驗(yàn)的氣體把留在裝置中的氣體全部排入吸收劑中完全吸收?！　?/p>

8、（4）排水量體積法　　如果使被測(cè)物反應(yīng)產(chǎn)生了氣體，氣體又不能用吸收劑吸收，則可以采用排水量體積的方法，測(cè)出氣體在常溫常壓下的體積，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，從而計(jì)算出被測(cè)物的量。這類實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是所測(cè)氣體體積必須是在常溫常壓下，所以，在讀氣體體積時(shí)，一定要保證是室溫，