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微型化学实验在高中化学教学中的应用 合肥师范大学化学工程系微型实验开放实验室建于2003年，安徽省教育成就统计两次。在前期研究的基础上,我们又在08级、09级师范专业学生中组建了两个研究性学习小组,成功地在应用及推广方面做了初步尝试。 1 小型化学实验的应用和普 1.1 采用微型化学实验改进 常用的实验仪器在日常生活中很容易找到替代品,如可以用注射器进行液体的移取、滴加或者改做启普发生器;青霉素瓶作广口瓶;废弃的圆珠笔芯作药匙,废弃输液管作长颈漏斗等等。类似于这样的开发,在取得同样教学效果的同时,既可以节约实验的经费投入,又可以较好的培养学生可持续发展的思想观念,为建立资源节约型社会做贡献。例如,焰色反应,传统的实验程序复杂,而且需要贵重金属铂,现可采用微型化学实验改进如下。具体操作: (1)配制NaCl、KCl、CuCl2、BaCl2的饱和溶液; (2)将滤纸裁成小条,用笔在下端写上对应的名称。再将其分别泡到对应的溶液中,约5分钟后取出,晾干; (3)将干燥的滤纸条放入无水酒精中浸泡,然后分别放在酒精灯上烧,会有对应的焰色出现。 1.2 盐失所遵循的盐析 在化学实验中,实验后的一些剩余的酸、碱、有毒气体等,不能及时很好处理,师生会深受其害。而微型化学实验的推广,使得试剂用量大大减少,这样就会减少有毒有害物质的产生。 例如:根据盐失水后颜色变化可验证浓硫酸的氧化性和吸水性,用CuSO4和CoCl2的含结晶水的盐做一组对比实验可以很好地验证浓硫酸的这两个性质。原理:CuSO4·5H2O失去结晶水后,由蓝色变为白色;CoCl2·7H2O失水后由紫色变为蓝紫色,而且Cl-易被氧化。具体操作: (1)分别在两个六孔井穴板中分别放入CuSO4·5H2O和CoCl2·7H2O; (2)再分别加入3ml浓硫酸,然后分别在上面放一张湿润的淀粉碘化钾试纸; (3)可看到硫酸铜由蓝变白,淀粉碘化钾试纸不变色,而氯化钴由紫色变成蓝紫色,淀粉碘化钾试纸变蓝。 1.3 技能、环保意识 在课改中应用推广微型实验,可以为学生提供新的学习平台;增加实验化学的选择范围、趣味性、灵活性。而且由于常用实验仪器在日常生活中很容易找到替代品,有利于学生开展家庭实验和趣味实验,有助于学生发散思维和创新设计;对于学生在实验的技能、环保意识等方面的提高都有较好的效果。 例如:水的电解和氢氧爆鸣微型实验: 具体操作: (1)用多功能滴管吸取0.1mol/L氢氧化钠溶液半管1mL左右,在滴管尾端插入两根被折成直角形状的大头针作电极,注意防止大头针接触引起短路; (2)多功能滴管放入六孔井穴板的一个孔穴中,细长的颈部弯曲后没入另一个已经盛有洗涤剂的孔穴中,注意要使开口没入液面下; (3)导线连接电极和电池,开始电解,洗涤剂溶液表面会产生大量泡沫; (4)电解开始,在泡沫稳定一段时间后,停止电解,把多功能滴管的开口端移开,引爆泡沫,能够清楚地听到爆鸣声。 实验优点: 将水的电解和氢氧爆鸣两个实验设计成微型化学实验,用微型仪器来完成,则可以使实验操作简单现象明显,爆鸣声清脆而且非常安全。女生也可以大胆放心操作该实验。 2 小型实验ml的应用和普 2.1 化学实验实验教学在传统的教学中,其文 (1)微型化学实验仪器具有实验仪器成本低、体积小的优点,易于实现学生人手一套,适用范围较广,有助于强化学生实验动手能力和创新设计能力。由于用量少,所以有助于树立节约资源的理念。 (2)改变过去那种传统的老师演示实验学生被动观察的局面,使大多数学生都能亲自动手做实验。这样可以增加大家在“做中学”的实践时间,对于学生学习化学兴趣的提高、知识与技能的掌握和复习很有帮助。 (3)由于微型实验试剂用量少,大大缩短了实验的准备时间,这样能够很好地提高实验安排的灵活性和实验试剂的利用率。使得化学实验开展更容易,为深化课程改革和开放式实验教学提供基础条件。 (4)有利于学生加强绿色化学的观念,微型实验能大幅度地减少实验室“三废”的排放,有助于培养学生关心自然环境、关心国家发展的情感。 2.2 进行教育是否有利于提高教学效果 作为新兴事物,它还有一些地方不够完善,有待发展。尤其就实验教学而言,有些实验不宜开展微型实验。例如: (1)由于受器材本身规格和试剂用量的限制,如果采用微型实验的方法来演示要求发光、剧烈燃烧放热的实验,则教学效果不是很好。如:铁在氧气中燃烧;白磷的燃烧,镁条的燃烧,铝热反应等。 (2)目前在中学教学中用微型实验的方法,一般不适宜做从大量原料中提取微量成分的实验。因为微型化学实验进行搅拌、分液、萃取、抽滤等实验步骤有一定难度。 (3)对于一些需要称量质量的制备、定量实验,微型仪器的精确度不高。因为微型实验反应物和生成物的量一般很少,但是却有很大部分沾附在实验仪器上。 古人云:知己知彼,百战不殆