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氨溶于水的喷泉实验

氨溶于水的喷泉实验

氨溶于水的喷泉实验范文第1篇

氨气喷泉实验是个验证氨气在常温情况下极容易溶于水并且还兼有证明它的水溶液呈碱性的非常精彩的实验.学生都觉得这个实验很有趣、很新奇.每次出现美丽的喷泉现象时,学生都特别好奇、惊讶,激发了学生的学习兴趣和热情,进而唤起了他们探索新知识的欲望.但是在原有实验过程中,需要先另外收集氨气,过程很复杂,收集的氨气由于混有空气纯度不是很高,往往喷泉很快会停止,最后液体并不能充满整个烧瓶,而且在制取氨气过程中还会污染环境,实验成功率也不高.

由于一般实验效果不是特别理想,我在教学实践过程中尝试探索改进方案,寻找到一种实验现象很明显,而且可操作性强的氨气喷泉实验的新方法.现在表述如下.

二、探究原理

利用浓氨水的较强的挥发性,在浓氨水里面加入NaOH固体,NaOH固体溶解于浓氨水中并且释放出大量热量,加剧了浓氨水的挥发,快速放出氨气.

三、探究器材与药品

塑料水瓶(矿泉水瓶或者可乐瓶)、小号试管、橡皮筋、短玻璃导管、尖嘴玻璃管、橡胶管、烧瓶、橡皮塞(双孔两个);浓氨水、10%酚酞溶液、NaOH固体、水.

四、探究过程及现象

1.将小试管用橡皮筋固定在尖嘴玻璃管上,塑料瓶里加入适量10%的酚酞溶液,振荡.按上图装好实验装置,两手紧握烧瓶圆球部检查装置的气密性.加适量的浓氨水、NaOH固体于小试管里,快速伸入烧瓶里面,重新安装好装置,观察现象.可以看到小试管里有气泡冒出,烧瓶里空气由D处橡胶管排出,烧瓶里空气排完,D处再用夹子夹住,多余的氨气会由尖嘴导管排入塑料瓶里,溶解于水中后就可观察到瓶中酚酞溶液变成红色.反应完成后,用食指按住瓶塞上的短玻璃管C处,另一只手挤压塑料瓶,使少量的水进入烧瓶,即可形成美丽的喷泉.通过堵住C处的手指的控制,可以调节塑料瓶中的进气量,使之产生一定的负压,这样就可以控制喷泉的大小以及延长喷泉持续的时间长短,突出了实验的现象.在实验过程中,加入氢氧化钠固体和浓氨水时动作要快,并且要迅速放进烧瓶中,塞紧.如果一个人太慢,可以找一个学生协助,收集氨气过程可以用湿润的酚酞试纸在D处验满,但实际上试纸刚变色时出来的氨气中还夹杂有空气,这时如果就判定氨气已经收集满了,其实不妥.这时最好在D处加一个带橡胶管的漏斗倒悬于一个装有水的烧杯上,让烧瓶充分收集氨气,同时可以减少氨气对空气的污染.

探究结果及分析:把氨气的收集和喷泉实验的装置连成了一个整体,不需要事先收集氨气,操作简便、容易进行,实验成功率很高;可以节约时间和药品,整个实验可在十分钟以内完成;药品用量很少,实验还可以向微型化方向发展;喷泉可以随意控制,延长持续时间、突出了实验现象.在进行化学实验时,所加药品的量需要根据烧瓶的大小适当加以调节.药品加入要快速,避免生成的氨气大量外逸,污染环境.

氨溶于水的喷泉实验范文第2篇

首先,教师提出让学生用不同的方法设计、展示喷泉实验,并分析喷泉形成的原理。学生经过讨论,设计出了两种方案。方案一:如图1,用抽气筒抽出部分圆底烧瓶中的气体,让瓶内的气压小于外界大气压,再捏住胶管插入烧杯中,松开手,如图2所示,红色液体就会沿着胶管涌入烧瓶中,形成美丽的喷泉。方案二:如图3,在圆底烧瓶中加入少量的水,加热烧瓶,当烧瓶上方有足够多的热的水蒸气后,原来瓶内的一部分空气会被排出。停止加热后,部分水蒸气液化,烧瓶内压强变小,小于外界大气压,再将烧瓶倒插入烧杯中,红色液体涌入烧瓶,形成美丽喷泉。

接下来,教师启发学生思考还有没有其他的方法,比如,是否可以利用一些气体的性质来形成喷泉?学生经过讨论又提出两种方方案。方案一:利用气体极易溶于水的性质,将气体溶于水从而减小烧瓶内压强,使其小于外界大气压。通过查找资料,学生选择了极易溶于水的氨气,设计了如图4的装置,在烧瓶中收集满氨气,让胶头滴管中吸满水。组装好装置后,将水挤入烧瓶中,氨气溶于水中,烧瓶内压强小于外界大气压,打开弹簧夹,烧杯内加有酚酞的水倒吸入烧瓶中,形成喷泉。同时,液体由无色变为红色,还能说明氨气溶于水并与水反应,溶液显碱性。方案二:用溶液将气体反应掉。学生们设计了如图5的装置:烧瓶中收集满二氧化碳,用氢氧化钠的浓溶液代替胶头滴管中的水来重复上述实验,也能形成美丽的喷泉。

然后,教师进行总结:以上四种方案都是通过降低瓶内气压使瓶内压强小于外界大气压,让液体被压入烧瓶中形成喷泉的。

学生学习上述内容之后,能否将这个原理应用在解决其它有关压强的问题中去呢?于是,物理教师又设置了新的情景:如图6所示,如何让瓶中的气球膨胀起来呢?

氨溶于水的喷泉实验范文第3篇

关键词:化学音乐喷泉;两级喷发

文章编号:1008-0546(2012)10-0094-01

中图分类号:G633.8

文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.10.040

在现行高中化学1(必修)中,氨气的喷泉实验是一个很基础也很有趣的演示实验,高考也经常考查与喷泉实验有关的知识,并且考查的内容越来越新颖多样。当老师在课堂上演示喷泉实验时,学生无不为其美丽而惊叹,虽然在老师的讲解下,学生初步明白喷泉实验利用氨气在水中溶解度很大(体积比1∶700),在短时间内烧瓶内气压减小,从而使外界大气压大于瓶内气压,在打开活塞后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。但是形成喷泉的原因除了外界大气压大于瓶内气压,还可以是产生的气体不溶于水,收集气体的集气瓶瓶中的压强大于外界大气压,而致使瓶中的液体被压出来形成喷泉。原理与火山喷发类似。为了激发学生的求知欲和他们的创新精神,笔者运用与课本上不同的化学喷泉原理,并通过电路设计加入了音乐贺卡,最终设计出了两级喷发的化学音乐喷泉。

一、主要仪器药品

试剂:金属钠、蒸馏水、酚酞溶液、铝箔

仪器:打孔器、切管用具、圆底烧瓶、锥形瓶、橡皮管、玻璃管、橡皮塞(2个)、酒精灯、导线、音乐贺卡、电池、铁钉

二、实验原理以及装置图

1.原理

(1)由于钠与水反应产生的氢气不溶于水,使锥形瓶中的压强大于外界大气压,而致使瓶中的液体被压出来形成一级喷泉。当锥形瓶中的水被压入圆底烧瓶时,瓶中的空气受到挤压,瓶中压力增强形成二级喷泉。

(2)此外生成的氢氧化钠使酚酞溶液呈现红色,故喷泉呈现红色。

(3)利用电解质溶液(反应生成氢氧化钠)的导电性,使音乐贺卡连通电路,自动放出音乐。

2.装置图

三、实验操作

(1)按照图示安装好实验装置,先检验装置的气密性。在锥形瓶中加入水,用热毛巾敷住,若看到锥形瓶中的导管里有水柱上升,则气密性良好。反之,则说明不好,应检查各部分的气密性,直至出现上所述情况为止。

(2)向锥形瓶中加入水和酚酞,接通电源。

(3)用铝箔包取黄豆大小的一块金属钠,并在其上针刺多个小孔,固定在锥形瓶瓶塞下的铁丝上。随即塞紧瓶塞。

(4)将整套装置放在一托盘上,以免喷出的NaOH溶液腐蚀桌面。取用的金属钠的量不能多,要注意反应安全。

四、实验现象

(1)连通锥形瓶和烧瓶的直型导管上端的尖嘴部喷射出红色喷泉,随即连通烧瓶的两支U型导管也喷射出红色喷泉。

(2)音乐贺卡自动播放音乐。

氨溶于水的喷泉实验范文第4篇

一、开展探究性实验教学的意义

在高中化学教学过程中,开展探究性实验教学让学生通过参与研究方案设计、寻找资料、动手实验等亲身实践探究活动,体验科学探究的历程,让学生掌握一定的现代科学基础知识和技能,培养学生独立思考、敢于质疑、勇于探索、勇于承受挫折、敢于创新的科学精神,形成实事求是、严谨细致的科学态度.有利于学生在获取知识、培养技能的基础上提高分析和解决问题的能力,培养学生的创新精神和实践能力,也有利于促进学生学习方式的转变,提高学生的参与程度,使学生在合作探究中学会与人共处、促进其情感态度价值观的发展.

二、探究性实验的教学策略

科学探究能力的形成和发展是一个逐步提高,持续进步的过程,因此探究课题的选择要循序渐进,从小到大,活动要从简单到复杂,要求从低到高,形成一个逐步深入和提高的梯度.在选择化学实验探究时要注意活动的范围、层次,考虑学生的年龄特征,紧密结合化学教学内容,设计适当的教学形式来进行.

1.变演示实验为边讲边实验,让学生有自己动手实验和思维同步发展的机会.例如,“化学能与热能”中[实验2-1]铝与盐酸反应,[实验2-3]酸碱中和反应,安排为分组实验,因为放热现象不能用眼睛直接观察到,学生亲自动手实验有利于触摸反应器和观察温度计,能增强感性认识.

2.变验证性实验为探索性实验,增加实验的探究性.例如,氯水中H+的探究,从H+的性质出发,让学生尝试用石蕊试液、Na2CO3浓溶液、锌粒、蓝色石蕊试纸和pH试纸分别检验,比较最好的检验试剂.

3.结合具体内容适当补充相关探究性实验.在实验教学中结合教学内容适当补充相关探究性实验,能帮助学生巩固和加深对已学知识的理解.例如在学习原电池时,可以在教科书[实验4-1]的基础上补充一组探究性实验.

[补充实验1]学生分组实验将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接,并使锌片和铜片直接接触,然后浸入盛有硫酸铜溶液的烧杯中.

观察现象:铜片表面明显有铜析出,电流计指针不偏转.

问题与思考:上述实验装置构成了原电池吗?如果没有发生原电池反应,铜片表面为什么明显有红色的铜析出,并且锌片逐渐溶解?如果实验装置就是原电池,为什么电流计的指针不偏转,表现出无电流产生?

[对比实验]将铜片置于硫酸铜溶液中,铜片表面没有铜析出,说明铜与硫酸铜溶液不反应.

分析判断:根据“铜片表面有明显的红色的铜析出,并且锌片逐渐溶解”的实验现象,应该表现出原电池中电极反应的特点;借助物理学中电学知识可以判断,电流计指针不动的原因可能与锌片与铜片直接接触有关.

设想:如果要证明上述装置就是原电池,确实实现化学能与电能之间的转换,就必须证明锌片与铜片之间确实有电流通过,如何证明?

[补充实验2] 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接,并使锌片和铜片不直接接触,再同时浸入盛有硫酸铜溶液的烧杯中.

观察现象1:电流计指针发生偏移,并指示电子是由锌片流向铜片,在铜片表面有红色的铜析出.

得出结论:发生了原电池反应,可以肯定[补充实验1]中的装置构成了原电池.并且,其中锌为原电池的负极,铜为正极.

观察现象2:随着上述实验时间的延续,电流计指针偏转的角度逐渐减小,最终又没有电流通过.同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖.

分析:由于锌片与硫酸铜溶液直接接触,在反应一段时间后,难以避免溶液中有Cu2+在锌片表面被直接还原,一旦有少量铜在锌片表面析出,即在锌片表面也构成了原电池,进一步加速铜在负极表面析出,致使向外输出的电流强度减弱.当锌片表面完全被铜覆盖后,反应终止了,也就无电流再产生.

思考:作为原电池,其功能就是要将化学能转换成电能,上述实验中负极上的变化势必影响原电池的供电效率.能否设法阻止溶液中的Cu2+在负极表面还原?讨论后演示教科书中的[实验4-1].

分析:改进后的装置能持续、稳定的产生电流的原因.

4.探究实验中的异常现象.例如:在活动探究:单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互关系中好几个小组都发现了一个异常现象:氧化镁与稀盐酸反应竟然有气泡产生,与预测的反应现象不一致,为什么?教师不直接回答,而是让学生讨论分析原因,有学生提出:可能是部分氧化镁在空气中变质,与空气中的二氧化碳生成了碳酸镁.教师加以肯定:“这是意外的收获,进而证明氧化镁与二氧化碳的反应”.

三、开展探究性实验教学的案例

案例1:形形的化学喷泉

[实验探究氨的喷泉实验]首先教师用如图1所示用氨制作化学喷泉的实验过程.教师特别要让学生看清盛氨气的烧瓶内外是怎样连通的,当向烧瓶内挤入少量水后学生立刻看到美丽的红色喷泉,情绪高涨,诱发了学生强烈的愿进一步探究的学习意向.

然后学生立刻亲自动手收集氨,并采用与教师相同的装置开始实验,部分学生获得了成功,烧瓶中几乎充满了水;部分学生实验结束时烧瓶中只有一半的水,还有少数学生的实验没有能够形成喷泉.

[交流讨论]实验结束了,问题却出现了一大堆:为什么水能够从低处向高处流?为什么无色的水进入烧瓶会变成红色?部分学生实验失败的原因在哪里?做好氨的喷泉实验的关键操作要领在哪里?学生之间立即展开了激烈的讨论和交流.

在讨论过程中教师对学生进行适当的点拨、启发和引导,学生得出产生喷泉的原因是因为氨易溶于水,使烧瓶内气体压强减小而与外界大气压产生了压强差;溶液呈红色是因为氨气溶于水破坏了水的电离平衡导致溶液中c(OH-)大于c(H+),故溶液成碱性,遇酚酞试剂变红色.要想较好的完成该实验,一般要求烧瓶和玻璃导管要干燥,装置的气密性好,收集时要让气体充满烧瓶.教师不仅要对能够完成实验的学生进行鼓励,更要对实验失败的学生进行实验分析,找出失败的原因,对认真做完实验的学生予以赞赏,欢迎他们利用课外时间到实验室自主设计实验.

教师追问:

1.如何用CO2代替NH3设计出喷泉实验?

2.既然产生喷泉实验的原因是由于压强差,试设想产生压强差的方式有哪些?

3.如何利用上述装置和酒精、冷水、浓硫酸设计成喷泉装置?

学生经过小组讨论和积极思考,得出氨的喷泉原理是氨溶于水,使上部压强小于下部压强.

1.将氨喷泉实验中的水改用NaOH溶液,也能与CO2形成喷泉.

2p内

3.利用浓硫酸溶于水放热,使易挥发的酒精受热挥发,增大下部压强形成喷泉.

在这种探究的气氛中充分调动学生的积极性,改变学生被动接受的学习方式让学生亲自实验、讨论、分析,通过一个积极的自主的探究过程,相互启发,相互合作,不断将思维引向深入,既获得了丰富的知识,又培养了学生的动手操作能力,还可能激发学生喜欢学习化学的潜能和动机.

案例2:探究过氧化钠的性质

[创设情景]你在前面哪个实验中见过过氧化钠?学生想到是钠的燃烧实验.展示过氧化钠样品,观察颜色状态.

[提出问题]从组成上分析,过氧化钠为金属氧化物,可能发生哪些反应?提示:与氧化钠相比,有什么相同和不同?

[提出假说]学生根据氧化钠能与水、二氧化碳反应,分别生成氢氧化钠和碳酸钠,猜测过氧化钠很可能也与水、二氧化碳反应分别生成氢氧化钠和碳酸钠.

有学生想到:从Na2O2与Na2O比较,过氧化钠中氧多,会不会生成氧气呢?

设计实验: 取一支小试管,向其中加入少量过氧化钠固体,然后加入少量蒸馏水,反应后将带火星的木条伸入试管中,看能否复燃.再向试管中滴加1~2滴酚酞试液.学生分组验证假说.根据实验现象分析获得结论.关于过氧化钠与二氧化碳的反应,学生不知如何设计.

引导点拨:教师演示用脱脂棉包住少量过氧化钠粉末放在石棉网上,让一个学生通过玻璃管向过氧化钠吹气,脱脂棉剧烈燃烧起来,产物为白色固体.学生自己就可以根据现象分析得出:反应放热,使脱脂棉燃烧,生成的氧气助燃,所以能剧烈燃烧.但当即有学生质疑:一定有氧气生成吗?脱脂棉在空气中也会剧烈燃烧,燃烧程度不能充分说明有氧气生成.有没有更好的实验方案?产物白色固体如何检验?笔者对学生提出这样高质量的问题给予了充分的肯定,把它作为课后思考题,让全班学生课下充分讨论,以小组为单位设计实验方案.

这是一个较为完整的探究,符合研究物质性质的基本程序:观察物质的外观性质—预测物质的性质—设计实验—实验验证—解释及结论.学生体验深刻对过氧化钠的性质有了更深刻的了解.这个化学探究实验给学生提供展示自己才华的机会,激发了学生的学习兴趣,满足了学生的独立性和创造性的心理需要,扩大了学生视野,取得很好的教学效果.

实验效果:通过对学生进行个别访谈,并让学生写对探究性实验的真实想法,感受到学生以难以置信的热情投入学习.

氨溶于水的喷泉实验范文第5篇

关键词:高中化学 探究式教学 教学探索

传统教学方式忽视了对学生探究意识的培养,学生的学习是被动的,只是接受教师的主观思想。素质教育也带来了高中化学教学方式的转变,探究式教学凭借其开放性和实践性的特点走进了化学课堂。如何创设探究式的高中化学课堂呢?我从以下三个方面作以分析。

一、探究活动的开端是主动质疑

思考是学习的源头活水,而质疑是在思考的前提下进行的,新的时代需要会质疑的人,故在鲁教版高中化学的教学中,教师要深入挖掘那些质疑的因素,引导、鼓励学生勇敢质疑。立足于教材的表述、概念、定义、课中插图、实验设计等,引导学生反复揣摩、思考,必要时还要与学生一起质疑教学中的疑问。

例如,在学习高二化学氨气的性质时,在氨气的喷泉实验教学环节,有部分学生在观看了我的演示实验(见图1)后,提出了这样的问题:

(1)老师,为什么在挤压完胶头滴管后才开始喷泉?

(2)为什么烧杯里的无色液体喷入烧瓶后变成了红色?

思考源于疑问,学生的提问能激起其主动探究的学习欲望。为此,这个问题可先暂时不让学生讨论,而要让学生认真阅读教材,让学生在分析问题的过程中有所发现、有所启迪、有所收获。教材中有介绍“氨气极易溶于水”这一物理性质的文字材料,学生对氨气溶于水后所呈现的溶液显碱性的化学性质有了更深入的理解。师生带着这些问题一起讨论,有学生会提出:“氨气溶于水后为什么不显酸性呢?我们学习过的氯化氢、氯气、二氧化碳溶于水后不都显酸性吗?”这名学生的提问使课堂教学进入了新一轮的讨论中,学生能不知不觉地再次对照相关学习资料、分析教材,进而获得氨气与水反应的化学方程式以及氨水的电离方程式:

NH3+H2O NH3・H2O , NH3・H2O NH+4+OH-

为此,在平时教学中,教师要让学生在预习教材内容的基础上提出自己不能理解的问题。这些问题都是比较有价值的,对于学生进一步深入理解教材、领会教材有很大的帮助。

二、探究活动的基础是独立思考

探究是思考的筹码,尤其对于高中化学教学而言,离开学生的主观思考,何谈探究性的延伸?又何谈教师的恰当引导?学生只有深入独立地思考,才能在化学学科的实践探索中获得自己的理论认知。立足于高中生的实际,在拓展学生思维能力的基础上去引导学生朝着智慧大门逐步迈进,这是每位化学教师应具备的基本素质。教师就像是一盏指路的明灯,带领学生走进化学那片神圣的天地中去探究、去发现、去思考。“诱思探究”这种新型的教学模式使学生学会了大胆质疑和探究,并能在自我认识中总结出化学中的各种原理和规律。

传统的教学方式都以“教师提问,学生回答”为主。在教学中,教师迫切希望被问的学生能马上回答,如果被问的学生回答不出来,往往有立即更换另一名学生回答问题的想法,直到得出“标准答案”为止。我们不提倡这种教学方法,因为从教育规律来看,这样的教学方法会大大削弱学生探究问题的积极性。在高中化学教学中,很多问题都需要学生在探索活动中经思考而得出答案。在探究思维的开始阶段,有时对某部分知识只是刚刚认知或有点感觉,为了有效寻找到问题思考的切入点,学生往往需要更多的思考时间。例如,下面几个关于氯气的性质问题:

问题(物理性质):氯气有毒吗?为什么会污染大气?为什么人休克了可以闻少量氯气?

问题(化学性质):氯气在水中的反应如何?氯气与水反应后会对实验起什么作用?氯气是酸性气体,与碱反应如何?氯气在纯氧环境中能燃烧吗?

以上是在氯气教学中遇到的问题,教师可以让学生思考后再逐个解答。当学生遇到不会的问题,就要让学生进行探究,并留给学生足够的思考时间。

三、探究活动的目标是创新升华

时展需要创新人才,教育的本质也是要培养具有创新思维的人才,这样的人才才能适应社会发展的需要。探究式学习是迎合时展而迸发出的一种新型教学方式,学生可以在主动探寻知识的路途中欣赏化学学科的最美风景。不仅如此,还可以培养学生的创造力、想象力以及创新实践能力。

例如,在“氨气的性质”这节内容教学中,教师可以激发学生思维,让学生在思考中与教师的思维相碰撞,在教师的演示实验中理解喷泉实验的本质,即喷泉是液体上喷的一种现象,而这种现象的成因便是烧瓶内外的强烈压强差。

为此,我为了达到培养学生创新意识的目的,特意设置了一道开放性的思考题:“通过对‘氨气的性质’的学习,你还能设计出几种简便易行的‘喷泉’实验?”

在第二天的课堂上,我欣喜地发现,学生上交的作业中有很多很好的创意。例如,下面三个是最具有代表性的(见图2):

A.去除胶头滴管,将止水夹打开,用具有温度的物体使烧瓶中的氨气因获得热量而膨胀,导管中的空气便会被驱除,在氨气与水相遇时,喷泉便出现了。

B.将水槽中的水温提升后注入锥形瓶中,由于瓶里的酒精会遇热挥发,且其中的气体又受到压强的影响,喷泉现象便出现了。

C.挤压胶头滴管,依次打开a/c/b活塞,喷泉现象很快就出现在我们眼前。假如我们往烧杯水里滴入紫色石蕊试剂,还能产生双色喷泉。显然,第三种实验比前面两种更具创意。

当看到学生的这三种创意实验时,我认识到学生已理解并掌握了“氨气的性质”的教学内容。通过让学生画简单示意图,有中地培养了学生的思考与创新能力。为此,教师不妨多让学生大胆设想,一定能获取更多让人意想不到的发现,从而推动教育达到“行虽微,而旨甚远”的真正目的。

总之,高中化学课堂凝结着师生共同的智慧,教师要冲破陈旧的教学模式,让学生学会探究和思考,让思维发展伴随化学学习的每一个阶段,鼓励学生大胆质疑,在质疑中去思考并解决问题,但教师也要给予学生必要的指导,把握课堂生成的创新点,不失时机地培养学生的创新意识。

参考文献:

[1]王后雄.高考化学实验试题的创意与设计[J].化学教育,2004(4).

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