义务教育课程标准实验教科书《化学》实验分析与实验教法建议（Ⅲ）——第三单元 自然界的水，本文主要内容关键词为：教法论文,自然界论文,义务教育论文,教科书论文,课程标准论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
本单元的教学内容由元素化合物（氢、水）和原子、分子两部分知识构成。本单元实验较多，其中演示实验有7个，活动与探究1个，家庭小实验1个。初中学生往往不会利用实验进行学习，更没有把化学实验作为一种重要的学习手段。因此，教师在化学实验教学中，要特别重视方法的引导。
一、演示实验分析与教法建议
［实验3-1］ 水的组成
实验分析 教材中设置电解水和生成物的检验实验是为了给学生研究水的组成提供感性认识。因此，做好演示实验是本单元的关键。
理论上
和
的体积比应是2:1，但实际上的体积往往大于体积的2倍。其原因是多方面的，如两根集气管中水柱高低不同，而引起的压力不同；和在水中的溶解度不同，阳极电极被氧化等。
水电解的速率与以下因素有关：①外加电压：一般外加电压愈高，水的电解速率愈快，生成的气泡愈小，不易观察。一般演示实验教学，电压选在6V～12V较好，产生的气泡大，便于学生进行观察。②电极距：就是两根电极之间的距离，电极距愈小，电解速率愈快。若要求同样的电解速率，电极距愈小，就可以大大降低外加电压。③电解液浓度：电解液的浓度愈大，水电解的速度也愈快，但产生的气泡同样较小，易形成一股气流上升，学生不易观察。所以，一般碱液浓度在6%～15%之间；酸液浓度在10%～20%之间，演示实验效果较好。
教法建议 ①制作简易水电解器并演示：取两支内径相同的小试管，用小胶塞将试管口塞紧，在距试管底1cm～1.5cm处的管壁某一点，用喷灯加热，烧成一个光滑的小洞。给小试管配粗一些的保险丝胶塞，作为电极，保险丝的长度应达到试管底部的小孔处。如图1所示，在两支小试管内注满10%的稀硫酸溶液，并插入电极，放入盛稀硫酸的小烧杯内，使两支小试管底部小孔相对。外接3V～6V直流电源，让学生观察在两支小试管内所发生的现象。他们会很快看到，在两支试管内均产生气泡，并且是一快、一慢。过几分钟之后，切断电源，再让学生观察。他们又会发现气体产生快的是慢的体积的2倍。这时再让学生观察快慢各与哪个电极相连？
②生成气体的检验：将生成气体体积较少的试管从烧杯中取出，点燃线香，翻转小试管，使试管壁上的小孔向上，并将带火星的线香从试管小孔处插入试管内，让学生观察现象。根据实验现象，教师引导学生对现象进行分析可能是什么气体？用胶头滴管从小孔给另一支试管鼓入空气。点燃火柴，并将另一支小试管取出，翻转并使小孔对着火苗（如图2所示），学生便会听到一声爆鸣。
实验说明 ①实验所用的两根保险丝电极在第一次实验前必须事先进行处理，使阳极进行氧化。只有在阳极形成一层氧化膜之后，才不能继续与氢气发生反应。不处理会影响氧气的产出量。在演示前，将两根电极放入电解液中（两电极不能接触），通电处理约5min即可。这时阳极的保险丝变成棕色，阴极不变。在以后的演示实验中，棕色保险丝均做阳极。
②此实验，只要将两支小试管上边的两个小孔对好，电极距便达到最小。所以，外加电压可以降低，只要两节1号大电池即可进行演示实验。
③由于所需电压较低，教师可以让学生每人带两节1号电池，每两人发一套装置，将这个演示实验变为学生的探究实验，教学效果会更好，更能激发学生的兴趣和创意。
④若学校有霍夫曼水电解器，建议教师还是用它来演示较好。因为它具有较准确的容积刻度和质量较好的铂金电极。
［实验3-2］ 分子的运动性
教法建议 微粒的运动性，是一切微粒的共性，教师可以根据手头现有的材料，选择下列实验。
①气体分子的运动：制取一集气瓶有色气体，如溴蒸气或
气体。将有色气体放在下边，空气瓶放在上边，并将中间的盖玻璃片抽去，让学生进行观察，如图3所示。溴蒸气和气体均有毒，演示后，应将它们进行处理，或拿出室外，以免影响室内空气。
②液体分子的运动：将一支大号试管水平固定在铁架台上。用酚酞试液在滤纸条上点一排点，插入大试管中。用棉花蘸一点浓氨水放在试管口内，管口用胶塞轻轻塞上。让学生注意观察，滤纸条上酚酞点的变化情况，并追问学生为什么？同理，也可用石蕊代替酚酞，用浓盐酸代替浓氨水，演示效果一样直观。
③固体分子的运动：用图钉在胶塞的小头固定一条湿润的淀粉试纸条。将集气瓶微微加热后，放入一小粒碘，并将带淀粉试纸条的胶塞塞入集气瓶口，让学生观察湿润淀粉试纸条的变化。如图4所示。
［实验3-3］ 软水和硬水的区别
教法建议 教师用肥皂来检验硬水和软水之后，还可以在干净的试管内，分别注入1mL～2mL硬水和软水，在酒精灯上加热。当水分蒸发完后，让学生观察两支试管内的水痕有什么不同，进一步来区分硬水和软水。
［实验3-4］ 蒸馏水的制备
实验分析 蒸馏水的制备是将含杂质的水进行加热，加热到100℃时，水变成水蒸气，将杂质留在水内。再对水蒸气进行冷却，它又变为液态的纯水，这种水就是我们科学实验中的蒸馏水，它不含任何杂质。
教法建议 教师在演示蒸馏水的制备过程中，应向学生交代清楚以下的操作过程：①仪器的组装，石棉网的应用；②水的加热与温度计的使用；③水蒸气的冷凝，冷却水的进出口；④蒸馏水的接收等。
当学生弄懂制备蒸馏水的道理之后，要求学生自行设计简易蒸馏水器。例如：如何应用家中的煮水壶来制备蒸馏水？如何用家中的高压锅来自制蒸馏水等。但同时一定要告诉学生，注意安全！因为蒸气的温度均很高，容易将手烧伤。
［实验3-5］ 氢气吹肥皂泡
实验分析 做好这个演示实验的关键有两点：①肥皂液的配制用优质的洗涤剂，如“金鱼牌洗涤灵”与蒸馏水配制，浓度要适中，还可以滴几滴甘油或化学浆糊，以增加肥皂液的粘度。②用稀硫酸制备氢气，可以不用干燥，直接吹泡；若用盐酸制备的氢气，最好进行干燥，除去氢气中的酸雾。吹泡时还要控制气流，不要太强。
教法建议 用圆珠笔帽代替玻璃管，可防止肥皂泡下滑。点燃肥皂泡，并非肥皂泡都得与火苗接触才能燃烧。只要肥皂泡上升时，遇到持火苗的手掌破裂之后都能发生燃烧。若肥皂泡没有点燃，而是继续上升，请教师千万不要追点，因追点不易成功，反而易引起课堂秩序的混乱。根据实验现象，追问学生肥皂泡为什么会上升？它能燃烧又说明了氢气的什么性质？这两种性质是否相同？为什么？学生肯定回答：氢气能够点燃，是氢气的化学性质。这种过渡非常自然，也特容易激发学生的学习兴趣。所以，建议广大化学教师，在化学教学中，由一个知识点过渡到另一个知识点时，应多采用实验过渡法，这是化学与其他学科不同的地方，也是化学教学的一大特色。
［实验3-6］ 氢气和空气的混合爆鸣
教法建议 教材中用纸筒演示氢气和空气混合爆鸣实验。由于纸筒上方的小孔容易燃烧，混合气体在纸筒内的爆炸情况又不易观察。所以，建议教师用透明的塑料筒代替纸筒，效果更好。
①找一个透明的塑料小筒，将底去掉，在瓶口配带玻璃尖嘴的单孔胶塞，尖嘴可用眼药水瓶的小塑料帽盖好，并将它固定在铁架台上。②用排空气法收集一塑料瓶氢气。③将塑料小帽去掉，用火在尖嘴处点燃。让学生观察纯净的氢气在安静的燃烧现象。当火苗逐渐变小时，再让学生听空气与氢气混合燃烧而发出的鸣声。当鸣声过后，学生便会发现火苗进入透明的塑料瓶内，剧烈燃烧，一个火球从瓶底冲出，同时听到一声巨响。
这个实验非常安全，学生很容易观察到爆炸的三个过程，即安静燃烧、鸣声和爆炸。有的教师称它为“爆炸三步曲”。更重要的是，学生能观察到爆炸的全部过程。
爆鸣器的尖嘴玻璃管一定要短一些。太长时，火苗进入玻璃管内立即熄灭，引不起管内混合气体的爆炸。
二、探究实验——水的净化处理教法建议
对天然水（湖水、河水或井水）进行净化处理，应按以下三步进行，即沉淀、过滤、吸附。本实验只进行两步，即沉淀和过滤。在这两步的操作过程中，教师应注意让学生掌握以下几个基本操作技能：①搅拌：为了加速水中杂质的快速沉淀，要加入沉降剂——白矾。为了加速白矾的溶解，必须进行搅拌。希望教师一定要让学生了解搅拌的目的、意义和基本方法。②过滤：为了将不溶性的固体和水分开，必须进行过滤。在过滤中，教师一定要培养学生的正确操作方法，如：一贴、二低、三靠等。
三、家庭小实验——自制简易净水器教法建议
教师在给学生布置这个作业时，首先应向学生交代清楚净水的程序，即沉降→过滤→吸附三大步骤。每步如何进行，请学生自己进行设计，培养他们的创新能力。
四、本单元补充实验建议
在化学教学过程中，教师要善于选择有利于形成化学基本概念的典型实验。为了更好地使学生理解和掌握基本概念，还可以补充一些较典型的实验。
［补充实验1］ 分子间隔实验
我们说石子与石子之间、黄豆与黄豆之间均有间隔，这些学生都会非常相信。因为他们在日常生活之中，经常接触到这部分感性知识。当你说液体与液体之间也同样存在间隔，学生就绝对不会相信，因为他们没有看到过这种现象，没有这部分感性知识。你说分子与分子之间有间隔，当然他们就更不相信。所以，建议教师给学生补充分子之间的间隔演示实验，以增加学生的感性认识。
取一支液液互溶演示管（教学仪器商店有专卖品），如图5所示。先在演示管内注入1/2体积的水，然后再注入1/2体积的着色酒精至演示管a处，并用胶塞将管口塞紧，翻转几次，使管内的着色酒精与水充分混合，并将管直立，让学生观察混合后液体体积的变化。他们立即发现混合之后，液体的总体积在减小，降至刻度b处。这个实验较形象地说明了分子之间有间隙。
图5
实验说明：酒精一定要着色，增加实验的可见度，便于学生对实验现象的观察。
［补充实验2］ 水资源的保护
地球上的总水储量虽然很大，但大部分是海水，海水含盐量很高。淡化海水的成本高，目前尚不能推广。陆地储水量较少，淡水只约占全球储水量的2.53%，其中大部分还分布在两极、冰川，难以利用。
随着社会的发展，一方面人类生活、生产的用水量不断增加，另一方面未经处理的废水、废物和生活污水的任意排放及农药、化肥的不合理施用等又造成水体污染，加剧了可利用水的减少，使本已紧张的水资源更显短缺。
实验操作 ①在投影仪上放一个培养皿，并注入清水，在水中再放几个活鱼虫。接通电源，让学生观察活鱼虫在水中的自由活动情景，如图6所示。②在小试管内放入少许
，并滴入浓盐酸2～3滴，用带导气管的单孔胶塞塞好管口。导管的另一端插入培养皿内的水中，再让学生观察现象。他们很快会发现，活的鱼虫很快均死在了水中。这是因水受到了污染。通过以上实验，教育学生要爱护我们宝贵的水资源。
［补充实验3］ 简易气体发生器
①在一支普通试管的底部，打3～4个小孔，并套入花胶塞中。试管口配带活门的单孔胶塞，在试管内放入一些玻璃碴，而后放入锌粒，管口用带活门的胶塞塞紧，放入盛稀酸的三角瓶中，即组成一个简易气体发生器。如图7所示。②实验时，只要打开活门，稀酸由试管底部的小孔进入试管内，并与锌接触，发生反应，产生氢气。不用时，只要将活门关闭，试管内产生的氢气，又将稀酸从试管底部小孔中排出，并与金属锌脱离接触，反应停止发生。
这个简易气体发生器，同启普发生器一样，可以连续使用，操作非常方便。三角瓶的底部较大，又加上排出的酸液，全部存放在三角瓶的底部，这样使仪器的重心降低，稳定不易倒。
实验说明 在简易气体发生器的有孔试管中，一定要先放一些碎玻璃碴，然后再放入锌粒。目的是为了防止在发生器不使用时，由于振动，使酸液由试管底部小孔溅入试管内，与锌粒接触发生反应。放入一些碎玻璃碴，起到了隔离的作用。
［补充实验4］ 氢气火焰的颜色
①取1号干电池中的碳棒，洗净烘干，并用台钻在中间打一小孔套在胶管上，作为氢气的燃烧管。②用稀硫酸和金属锌反应来制备氢气，并在碳棒管口点燃，学生即可观察到淡蓝色的火苗。
实验说明 要观察氢气火焰的颜色，千万不要用稀盐酸与金属锌反应，因用稀盐酸制备的氢气中，一定含有氯化氢气体，而用稀硫酸制备的氢气中，含杂质较少。
［补充实验5］ 氢氧焰
①取一小块铁窗纱，垂直固定在铁架台上备用。②取一支吹氧枪，如图8所示。在内管连结氢气发生器，外管连接氧气袋。③将简易气体发生器活门打开，在吹氧枪管口点燃。让学生观察纯净氢气燃烧时火苗的颜色。而后将氧气袋上边的止水夹打开，再让学生观察氢氧焰火苗的颜色，并与纯氢气的火苗进行对比，两者有何区别。④用氢氧焰的火苗去燃烧窗纱，学生又立即看到铁窗纱被熔化、燃烧、火星四射。⑤演示之后，先将氧气袋上的活门关闭，而后再将简易气体发生器上的活门关闭。
实验说明 若学校没有吹氧枪，这个实验仪器教师也可用两支玻璃管组合进行演示，演示效果一样。实验装置如图9所示，一支通入氢气，另一支通入氧气，同样可以形成一个氢氧焰，用它来切割铁窗纱，现象同样直观。
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