高中化学喷泉实验创新设计
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高中化学的喷泉现象教案一、教学目标和要求1. 了解和掌握喷泉现象的形成原理和相关知识;2. 能够描述喷泉现象的过程和相关现象;3. 能够分析和解释喷泉现象所涉及的化学知识;4. 培养学生的动手实验和观察能力,培养学生的创新思维。
二、教学内容1. 喷泉现象的概念及形成原理;2. 喷泉现象的实验观察。
三、教学重点和难点1. 喷泉现象的形成原理和过程;2. 学生动手实验和观察的能力。
四、教学方法1. 实验演示法;2. 课堂讨论和互动;3. 小组合作。
五、教学过程1. 导入:通过引入喷泉现象的图片或视频,引起学生的兴趣和好奇心,激发学生对喷泉现象的探究欲望。
2. 理论学习:简要介绍喷泉现象的形成原理,即通过化学反应产生气体或液体,在一定条件下产生喷射状喷泉的现象。
解释喷泉现象涉及的化学知识,如气体生成反应、溶解度等。
3. 实验演示:老师进行喷泉现象的实验演示,让学生观察实验现象并记录下来,帮助学生理解喷泉现象的过程和特点。
4. 学生操作:学生分组进行实验操作,观察实验现象并记录实验数据,讨论实验结果,并分析喷泉现象的形成原理和过程。
5. 总结与讨论:引导学生总结实验结果,讨论喷泉现象的应用和意义,以及对环境和人类生活的影响。
6. 拓展延伸:介绍一些与喷泉现象相关的实际应用,如喷泉装饰、火箭发射等,引导学生思考和探索更多化学现象。
七、作业布置1. 阅读相关文献或杂志,了解更多关于喷泉现象的知识;2. 思考并讨论喷泉现象存在的原因和影响。
八、教学反思通过本次实验,学生能够亲自操作实验和观察喷泉现象,加深对化学现象的理解和掌握,培养了学生的实验技能和创新能力,激发了学生对化学学科的兴趣和探求欲望。
同时,通过课堂讨论和合作学习,促进了学生思维的开阔和学习能力的提升。
希望学生在今后的学习和生活中能够不断探索和发现化学世界的奥秘,做一个具有创新精神的化学爱好者。
《喷泉实验》创新设计一、实验目的实验室制取氨气是普通高中课程标准实验教科书化学必修1中作出明确要求的气体实验室制备。
氨气的喷泉实验是化学实验中的一个重要的性质实验。
按照常规的做法,参照书中的相关讲述,在较短的时间内完成这两个实验有难度。
特此对该实验进行了改进。
改进后的实验能在5分钟以内完成,实验操作简单,现象明显,不仅体现了实验的真实性、直观性,更能帮助学生理解、记忆氨气的性质。
二、实验仪器及试剂10 mL塑料针筒一个,250mL烧杯一个,25mL锥形瓶一个,100mL集气瓶一个,用完的中性笔芯2-4根,湿润的PH试纸,双孔塞一个,单孔塞一个,铁架台酚酞溶液,氢氧化钠溶液,NH4Cl粉末三、实验仪器装置图及仪器的组装说明湿润的PH试纸附于集气瓶内侧,锥形瓶位于带孔隔板上方,按照图示组装实验装置;四、实验操作打开止水夹A、B,将氢氧化钠溶液注入装有NH4Cl粉末的锥形瓶中,立即可观察到有气泡生成,说明该反应非常剧烈;然后注意观察附于集气瓶内壁的湿润PH试纸,通过试纸不同部位颜色的变化可判断集气瓶中收集到的氨气的量,当试纸下端变色后,关闭止水夹B,待氨气制取装置内反应快要结束时关闭止水夹A。
此时,集气瓶中已收集满氨气。
向烧杯内滴入几滴酚酞。
取下止水夹B,通过挤压止水夹B处的橡胶软管,使集气瓶内的氨气与烧杯内的水接触,从而使集气瓶内和外界形成压力差,便能观察到集气瓶中有红色的喷泉产生。
五、改进的意义首先,这套装置能在较短时间内做完氨气的制取实验和喷泉实验,为老师上课赢得了更多的时间;其次,实验装置所需仪器都为常规仪器,实验操作简单,有利于组织学生开展分组实验;再次,实验中用用完的中性笔芯代替玻璃试管,实现了废物再利用,用针筒滴加代替玻璃漏斗可有效阻止氢氧化钠溶液对玻璃仪器的腐蚀;最后,该装置利用氨气密度比空气小、溶于水显碱性的性质,在集气瓶内附上湿润的PH试纸,能直观的判断集气瓶中收集到的氨气的量。
喷泉实验教案(5篇)喷泉实验教案篇一喷泉实验教案内容:喷泉实验教材分析:本节课选自人教版化学必修一第四章第四节中与氨有关的喷泉实验。
在这一节的相关内容中,绝大多数都不能算是高中化学的重点,而喷泉实验是个例外,它是高中的一个非常经典的实验。
它的实验现象,原理以及由此得出的氨的物理性质历年来在各省高考中出现频率都较高。
学情分析:学生来到高中不久,一般还未经历文理分科,且由于初中化学的趣味性和实验性较强,同学们对化学这一门学科充满了浓厚的兴趣。
但是,同学们进入高中,在考试中遇到一些新的实验题后,很多同学对这些实验不知怎么分析才好。
这是一个急需解决的问题。
教学目标:了解并掌握喷泉实验的基本做法根据实验现象,自己会分析实验的原理,注意事项,并由此得出结论。
引领同学们一起探讨出分析实验题目的三个步骤教学重难点:对喷泉实验的原理的分析注意事项的全面性以及完整性对该实验的升华和提升教学方法:实验探究法提出问题→分析实验装置图→观看实验视频→小组讨论→同学代表发言→教师总结→和学生一起总结实验的探究方法教师采用边看视频边讲解的方法使所有学生能弄清楚整个实验的过程,最大限度的让学生参与进来,真正学会分析实验的方法。
教学过程:投影一张漂亮的喷泉图片提问大家看老师的ppt上是什么啊?(学生答:喷泉)老师的喷泉呀是我们在广场,公园等地可以看到的,但是其实喷泉不仅仅可以在这些地方看见,在我们的化学实验室里也是可以看到的,大家想看吗?(学生答:想看)好!那今天就让我们一起走进我们实验室里面的喷泉!板书:喷泉实验(请同学们翻开书本的97面,自己先预习一下实验的基本内容)俗话说,磨刀不误砍柴工,首先咱们就一起来看看实验的装置吧!投影:该实验的实验装置我们一起来看看这个实验装置,我请一个同学来分析一下装置啊,好,××同学!××:铁架台,装了三分之二水的烧杯,带有胶头滴管和玻璃管的塞子,装满氨气的烧瓶教师:非常好!看来大家预习的还是相当认真的。
二氧化硫的喷泉实验创新设计实验目的:1、利用二氧化硫的水溶性设计喷泉实验2、验证二氧化硫的漂白性实验实验原理:Na2SO3+H2SO4(浓)=== Na2SO4+SO2 +H2O利用二氧化硫具有水溶性、漂白性进行实验设计实验用品(仪器、药品及其规格等):仪器:锥形瓶、分液漏斗、双孔胶塞、圆底烧瓶、胶头滴管、铁架台、大烧杯等;药品:浓硫酸、Na2SO3固体、品红溶液、NaOH溶液、KMnO4溶液实验装置图:实验步骤:1、检验装置的气密性;2、装药品向锥形瓶内加入少量Na2SO3固体,分液漏斗中注入浓硫酸,并在胶头滴管中吸入少量NaOH 溶液;3、打开止水夹K1,同时关闭止水夹K2和K3,轻轻打开分液漏斗的旋塞,使浓硫酸慢慢滴下,反应开始,观察滴有酚酞的NaOH溶液颜色变化。
4、关闭止水夹K1,同时打开K2和K3,将反应气体通入盛有KMnO4溶液的小烧杯观察溶液颜色的变化。
5、反应一段时间后打开止水夹K1,同时关闭K2、K3,将盛有品红溶液的大烧杯放置于玻璃管下端,轻轻挤压胶头滴管,打开K3,引发喷泉,观察现象。
实验现象、数据等记录及结果分析:可以看到盛有NaOH溶液的烧杯中有大量气泡,并且该气体可以使KMnO4溶液褪色,挤压胶头滴管,可以看到烧杯中的品红溶液进入上部的烧瓶中,形成美丽的喷泉,并且进入烧瓶中品红褪色。
问题和讨论:1、本实验改进人教版教材中关于二氧化硫水溶性实验,设计为学生喜爱的喷泉实验,形象直观。
2、该实验成功关键一是气密性必须良好,二是盛SO2烧瓶必须严格干燥,最后注意收集SO2时间控制。
3、作为喷泉实验改进,可以设想用Na2S溶液、BaCl2溶液代替品红,形成黄色喷泉和白色喷泉验证SO2的氧化性和还原性。
高中化学喷泉实验教案设计
实验目的:通过实验观察化学反应产生的气体泡沫,了解气体的性质和化学反应的条件与结果。
实验原理:在酸化反应中,碳酸氢钠和醋酸反应生成气体CO2,该气体在水中形成气泡,从而产生喷泉效果。
实验材料:
1. 碳酸氢钠(小苏打):5g
2. 醋酸:10mL
3. 水:适量
4. 塑料瓶:1个
5. 漏斗:1个
实验步骤:
1. 取一个干净的塑料瓶,将碳酸氢钠倒入瓶中。
2. 在慢慢倒入醋酸至瓶内。
3. 立即将漏斗置于瓶口,并将漏斗底部浸泡在水中。
4. 观察瓶内发生的化学反应,观察气体生成的泡沫。
5. 当瓶内气体充满漏斗,气泡溢出时,即可观察到喷泉效果。
预期结果:
1. 在化学反应进行过程中,瓶内会产生气体CO2,气体在水中形成气泡。
2. 随着气泡的不断产生,气泡会从漏斗中溢出,形成一定高度的气泡喷泉。
安全注意事项:
1. 实验中需戴手套,避免直接接触化学物质。
2. 实验操作时需注意轻放,避免溅出化学物质造成伤害。
3. 实验后,及时清理残留物质,保持实验环境干净整洁。
拓展实验:
1. 可以尝试调整碳酸氢钠和醋酸的比例,观察气泡的产生是否会有所变化。
2. 可以尝试使用其他化学物质替代碳酸氢钠和醋酸,观察不同化学反应产生的气泡效果。
实验结论:
通过喷泉实验,可以观察到化学反应产生的气体在水中形成气泡的过程,了解气体的性质和化学反应的条件与结果。
同时也可以增强学生对化学实验的兴趣和求知欲。
高中化学氨气的喷泉实验创新设计“氨气的喷泉实验”是一个有力证明氨气在常温下极易溶于水且兼有证明其水溶液显碱性的精彩实验。
它新奇、有趣。
每当出现美丽的喷泉现象时,学生总是好奇、惊羡,它极大地调动了学生的学习兴趣,从而唤起探求新知识的欲望。
基于教材的实验效果不理想,笔者在教学实践中尝试性地探索改进方案,终于寻找到一种实验现象明显、可操作性强的氨气喷泉实验新方法。
现表述如下,仅供参考。
实验装置图:实验用品:塑料瓶(矿泉水瓶或可乐瓶)、小试管、橡皮筋、尖嘴玻璃管、短玻璃导管、烧瓶、橡胶管、橡皮塞(双孔两个);浓氨水、氢氧化钠固体、酚酞试液、水。
气体的收集:利用浓氨水的挥发性,在浓氨水中加入氢氧化钠固体(或生石灰),氢氧化钠固体溶于浓氨水中放出热量,加速了浓氨水的挥发,迅速放出氨气。
实验操作及现象:①将小试管用橡皮筋固定在尖嘴玻璃管上,塑料瓶中加入适量水,滴入酚酞,振荡。
②按上图一安装好实验装置,双手紧握烧瓶检验装置的气密性。
③在小试管中加入适量的浓氨水、氢氧化钠固体(或生石灰),迅速伸入烧瓶内,重新安装好装置,观察现象。
可以看到小试管中有气泡放出,烧瓶中空气由D处橡胶管排出,烧瓶中空气排完,D处用夹子夹住,多余的氨气会由尖嘴导管排入塑料瓶中,溶于水后便可观察到瓶中酚酞试液变红色。
④反应完毕,用一只手的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处手指的控制,可调节塑料瓶中进气量,使之产生一定的负压,这样可控制喷泉的大小,延长喷泉持续的时间,突出了实验现象。
实验优点:①把气体的收集和喷泉实验的装置连成一个整体,无需事先收集氨气,操作简单、易于进行,实验成功率高。
②可节约时间和药品,整个实验可在5 min内完成;药品用量少,实验可向微型化方向发展。
③喷泉可随意控制,延长持续时间、突出了实验现象。
Җ㊀甘肃㊀马㊀龙㊀㊀化学是一门以实验为基础的学科,而化学实验的创新设计是中学化学课堂教学研究的努力方向.高中课本中 氨气的喷泉实验 就是一个例证,在教学过程中每次实验出现漂亮的喷泉现象时,学生总是惊叹不已,极大地调动了学生的学习兴趣,从而激发了学生的求知欲望.基于创新理念指导,笔者对教材实验进行了改进,使实验操作更加简单方便,现象也更加明显,便于课堂演示.1㊀问题的提出1)教材中氨气的制取与喷泉实验分开进行,装置如图1,组装复杂㊁操作烦琐.若课前先制取氨气,然后在课堂教学时再演示喷泉实验,往往会因氨气缓慢泄漏㊁潮湿等因素造成实验演示失败.若在课堂教学过程中边制取氨气边演示喷泉实验,耗时多,影响课堂学习效率.图12)课堂上依据教材装置和原理制备氨气,并演示喷泉实验,多余的氨气未进行尾气处理,释放在教室中,污染环境,影响教师和学生的身体健康,不符合绿色化学理念.2㊀喷泉实验课堂演示的创新设计2 1㊀实验创新设计所需器材上边缘打孔的塑料瓶(矿泉水瓶或可乐瓶)㊁小试管㊁注射器㊁输液管㊁尖嘴长玻璃管㊁橡胶管㊁双孔橡皮塞㊁加长3号针头.2 2㊀药品浓氨水㊁氢氧化钠固体㊁酚酞溶液㊁水.2 3㊀创新设计原理1)气体制备原理,利用浓氨水的不稳定性,且存在平衡移动N H +4+O H -⇌N H 3 H 2O ⇌N H 3+H 2O ,加入氢氧化钠固体,溶解放热且氢氧根离子浓度增大,平衡进一步正向移动,促使氨气快速放出.2)引发喷泉实验原理,挤压塑料瓶,使少量水进入圆底烧瓶,快速溶解氨气,使内压瞬间减小,塑料瓶中滴有酚酞的水进入烧瓶,形成喷泉.2 4㊀操作步骤1)按图2组装实验仪器.㊀图22)检验装置的气密性.微热小试管,插入塑料瓶中的导管产生气泡(塑料瓶中盛有水),冷却后形成一段水柱.3)向小试管中加入适量的氢氧化钠固体,塑料瓶的水中滴入少量酚酞,重新安装好装置.用注射器吸取2m L 浓氨水,并通过橡皮塞注入小试管里,这时可看到小试管中快速产生气泡,烧瓶中的空气从输液管排出,用湿润的无色酚酞试纸检验,当试纸变红时,用输液器止水夹关闭出口.4)待小试管不再有气泡产生,用一只手的食指堵住塑料瓶上边缘的进气孔,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.2 5㊀实验创新的优点1)把气体的收集和喷泉实验的装置连成一个整体,无须事先收集氨气,实验仪器组装简捷,操作简单,易于课堂演示,实验成功率高.2)节约时间和药品,整个实验可在5m i n 内完成,药品用量少,提高课堂的学习效率.3)本实验不仅能证明氨气极易溶于水且水溶液显碱性,而且能证明浓氨水不稳定,且存在平衡移动,启发学生应用平衡移动原理解释由于氢氧化钠固体的加入促进了氨气快速放出.4)整个实验过程在封闭环境下进行,无氨气外泄,绿色环保,符合绿色化学理念的要求.2 6㊀实验操作过程注意事项1)所加药品的量需根据烧瓶的大小进行适当调节.2)装置气密性要良好,烧瓶要干燥.(作者单位:甘肃省金昌市第二中学)87。
2020年第10期教育与装备研究实验教学氨的喷泉实验创新设计谭文生㊀袁彦杰摘㊀要:从高效㊁简便㊁节约㊁环保等目的出发,设计制作了将制气㊁集气㊁喷泉集于一体氨喷泉实验演示装置,可在不拆卸装置的前提下,连续实施喷泉实验,解决了教师课前制备氨气所带来的不方便及因氨气易泄露造成课堂演示不成功的烦恼㊂关键词:氨气;喷泉;实验装置;创新设计谭文生,四川省攀枝花市第三高级中学校,高级实验师;袁彦杰,四川省攀枝花市第三高级中学校,一级教师㊂㊀㊀一㊁实验目的美丽的喷泉是深受高中学生青睐和欢迎的实验㊂该实验的原理是利用氨气是一种极易溶于水的气体,在事先集满了氨气的烧瓶中用滴管挤入少量水后,氨气溶解于挤入的水中,致使烧瓶中的压强骤然减小,在外界大气压的作用下,烧杯中的水(滴有酚酞溶液)被压入烧瓶内,从而形成了美丽的红色喷泉㊂按课本装置进行实验需要实验员事先在烧瓶中收集氨气,然后由教师带进课堂演示㊂此流程存在的问题主要有:为了保证收集足够满的氨气,往往要加大药品用量,造成药品和氨气浪费多;提前收集的氨气用于课堂正式演示时,因泄漏原因导致实验现象不明显;当教师在多个班级授课时,因担心失败为慎重起见往往会准备多套装置,费时费力;事先收集的氨气学生也不明氨气的制备过程,实验欠缺完整㊂为克服以上缺陷,笔者从高效㊁简便㊁节约㊁环保等目的出发,设计制作了将制气㊁集气㊁喷泉集于一体氨喷泉实验演示装置㊂㊀㊀二㊁实验用品抽滤瓶㊁125mL 分液漏斗㊁粗玻璃管㊁导管㊁带活塞的导管㊁橡皮塞㊁滴管㊁乳胶管㊁镊子㊁洗耳球㊁酚酞溶液㊁浓氨水㊁氢氧化钠固体㊁蒸馏水等㊂㊀㊀三㊁实验装置图(见图1)图1㊀新设计的实验装置本装置利用分液漏斗的结构特点,通过橡胶塞和导管,以分液漏斗为中心,上连粗玻璃54实验教学教育与装备研究2020年第10期管,下连抽滤瓶㊂安装时需注意各导管伸出橡胶塞的长度要合适,其中位于分液漏斗中的导管B只要略伸出橡胶塞约1mm即可㊂伸入粗玻璃管内的滴管和分液漏斗的出液管要相互错开㊂㊀㊀四㊁实验操作①装置准备㊂在抽滤瓶中装入适量蒸馏水,并滴入几滴酚酞试液;在玻璃管内加入4~ 5g氢氧化钠固体,胶头滴管吸满一滴管浓氨水,按图1所示塞紧橡胶塞连接好仪器并检查装置的气密性完好㊂②制气和集气㊂打开活塞1和活塞2,用手挤压滴管胶头的滴管向粗玻璃管中加入适量的浓氨水㊂这时可以看到浓氨水和氢氧化钠固体接触后立即有气泡放出(产生氨气)㊂氨气通过分液漏斗的出液管进入分液漏斗中,并利用向下排空集气法收集于分液漏斗中,分液漏斗中空气由导管B排出(管口出现气泡)㊂待抽滤瓶溶液表面开始变红,说明分液漏斗中的空气已排完,关闭活塞2㊂③喷泉实验㊂关闭活塞2,用洗耳球经抽滤瓶支管口鼓入适量空气,使抽滤瓶中的溶液经导管A喷入分液漏斗中,从而使分液漏斗内压骤减(原因是有部分氨气溶于喷入的水中)㊂立即取下洗耳球,则抽滤瓶与外界空气相通,溶液在外界大气压的作用下由导管A连续喷出,在分液漏斗内形成红色的喷泉㊂④重复演示㊂待喷泉实验结束后,取下胶头滴管,打开活塞1和活塞2,分液漏斗内的溶液又回流至抽滤瓶㊂重复以上操作,不需干燥分液漏斗,又可再次进行喷泉演示㊂㊀㊀五㊁实验设计的优点①实验集成度高㊂本实验充分利用分液漏斗的结构特点通过上下两端连接相关仪器组装成装置,将氨的制气㊁集气㊁喷泉集于一体完成,达到了实验的完整性,可以使学生整体学习氨气的制备和性质,更加有利于加强学生对实验原理的理解和创新意识的培养㊂②实验操作简便㊂利用本装置做喷泉实验,不需要铁架台等夹持装置,不需要课前收集氨气,也不让担心气体会泄漏㊂课堂正式演示时,只需通过打开或关闭活塞,即可实现各步操作的自动化(自动验满㊁自动喷发),1~2min左右即可完成一次喷泉实验㊂实验一气呵成,既简化了实验操作,也大大节约了实验时间㊂③实验效果好㊂一滴管(1mL~2mL)浓氨水和氢氧化钠固体反应产生的氨足够充满125mL的分液漏斗瓶,喷发效果相当明显,可使分液漏斗内的水接近满瓶,实验成功率高㊂④绿色环保㊂整个实验处于全封闭状态,当分液漏斗内充满氨气后,多余的氨气可被抽滤瓶内的水吸收,可有效避免氨气外泄到空气中污染环境,体现了绿色化学的理念,有利于加强学生环保意识的培养㊂⑤多班共享㊂演示器一经组装好后,可在不拆卸装置的前提下,再次实施集气和实现喷泉实验㊂这样一套装置可以多次重复用于各班教学,省时省力省药品㊂参考文献:[1]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书化学必修1[M].北京:人民教育出版社,2007:97.64。
多组喷泉实验创新设计徐文娟(宁夏六盘山高级中学,银川,750002)二、实验目的氨气的喷泉实验是中学化学教材中既有趣又值得回味的实验,在高中化学教学中具有重要地位。
但在教学中,不易将氨气的实验室制备(加热氯化铵与消石灰固体混合物)、收集以及喷泉实验融为一体。
笔者经长期探索与尝试,设计出本实验装置。
它不仅能够快速制备收集氨气,引发氨气的喷泉实验、喷烟实验(氨气和浓盐酸)、倒吸实验(硫酸铜溶液和碱和NaOH 溶液)(大约2.5分钟),同时还能利用此装置继续完成其他气体的喷泉实验,如CO2浓溶液引发的喷泉(大约3分钟)。
本实验装置,简单便捷,耗时短,能同时完成多组实验,实验现象明显,没有氨气泄露,符合绿色化学理念。
适于教师演示,也适合学生合作完成。
三、实验仪器及试剂1.实验仪器:5mL塑料针筒两个,10mL、20mL塑料针筒各一个;圆底烧瓶三个;锥形瓶一个,分液漏斗一个;双孔塞三个;三叉管一个;铁架台一个;洗耳球一个,橡皮导管和烧杯若干。
2.实验试剂:(1)氢氧化钠固体、浓氨水、浓盐酸、硫酸铜溶液、酚酞试液、红色石蕊试纸;(2)碳酸钙固体、稀盐酸、NaOH浓溶液。
四、实验仪器装置图及仪器的组装说明如图所示连接装置,依次进行如下操作:制备收集氨气,引发氨气的喷泉实验、氨气与浓盐酸的喷烟实验,硫酸铜稀溶液的倒吸实验、制备收集二氧化碳、二氧化碳的喷泉实验。
五、实验操作部分【操作步骤】(注:具体操作过程见仪器组装图和文字说明)步骤一:安装装置,检查装置气密性。
如图所示组装好装置。
用打开K1、K3和K4,关闭K2,用洗耳球向1号圆底烧瓶内注入空气,若小烧杯中有气泡冒出,说明气密性良好,可进行下一步骤的操作。
步骤二:氨气的制备与收集。
在盛有水的小烧杯中放入一两片红色石蕊试纸。
向盛有固体NaOH的1号圆底烧瓶中注入浓氨水,会看到小烧杯中有大量气泡冒出。
若小烧杯中的红色石蕊试纸变蓝色,说明氨气已收集满。
停止向1号瓶中注入浓氨水,关闭K1和K4。
关于“喷泉实验"的设计及浓度计算摘要: 喷泉实验是高中化学实验的一个重要知识点,具有趣味性和综合性,在历年的高考中偶有出现。
本文主要是讲解喷泉的实验原理和相关的考察习题。
关键词:喷泉浓度计算喷泉实验具有趣味性、效果性、探究性和综合性,是中学化学实验中的一个重要的知识点,也是历年高考试题中的热点,题型的设计屡有创新。
本文就喷泉实验的形成原理和试题考查方式进行归纳分析,提升学生的思维能力。
一、探究喷泉实验的形成原理喷泉形成的原因是瓶内外存在压强差。
当烧瓶内气体溶于液体或与之反应时,瓶内气体大量减少,压强降低,外界的大气压将液体压入烧瓶内,形成操作:先挤压胶头滴管,再打开止水夹,可见带有尖嘴的导管喷出红色的喷泉。
原因分析:氨气极易溶于水,烧瓶内压强瞬间变小,外界大气压将烧杯内的水压入烧瓶,形成红色喷泉(氨水呈碱性,遇酚酞变红)。
(必修一实验)二、分析喷泉实验成功的关键①盛气体的烧瓶必须干燥,否则甁中有液体,会使瓶口留下空气,形成的喷泉压力不大(喷泉”无力”);②气体要充满烧瓶;③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性);④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。
三、形成喷泉的组合:①极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉;②酸性气体(HCl、CO2、SO2、NO2、H2S等)与NaOH溶液可形成喷泉;③有机气体与其他物质反应也可形成喷泉.四、阐释形成喷泉的方式1、负压型(减小压强):接纳喷泉的空间低于大气压,而喷起液体容器与大气相通,通常是烧瓶内气体极易溶于水或烧瓶内的气体与溶液反应,使烧瓶内的压强低于大气压。
2、正压型(增大压强):接纳喷泉的空间与大气相通,而喷起液体容器压强大于大气压。
通常是容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应产生大量的气体。
例如:喷泉是一种常见的实验现象,其产生原因是存在压强差。
(1)在图甲的烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。
科研课题:化学模拟喷泉实验设计解读第一篇:科研课题:化学模拟喷泉实验设计解读科研课题:化学模拟喷泉实验设计(一)研究内容1.模拟喷泉的原理。
2.气体溶解度的大小对喷泉实验的影响。
3.吸收液的作用,吸收液的使用有何要求。
4.喷泉的颜色、装置的改进。
(二)研究目的1.培养学生查阅资料、信息处理、实验设计及操作的能力。
2.了解喷泉形成的原理,熟悉一些常见气体的溶解性,能解决喷泉实验装置等方面的一些问题。
3.初步掌握实验研究的一般方法:分析问题→提出假设→设计实验→实验验证→结果处理→得出结论。
〖教学反思〗激发学生的创新思维和创新潜力。
(三)研究建议1.查阅资料,处理信息,明确模拟喷泉实验形成的条件。
2.探讨化学模拟喷泉实验的原理:运用力学知识,分析受力情况,提出假设,设计实验方案验证假说,明确原理。
3.设计实验方案,研究气体溶解性大小对喷泉形成的影响。
建议设计三个方案:(1)易溶于水的气体(NH3)。
〖这些栏目可能对您有帮助: 免费课件下载|[全册教案]|[教学设计]|[试卷下载]|[优质课视频]|[说课稿]|[教学反思]|[教学论文]|[中考复习资源]|[高考复习资源] 〗(2)在水中溶解度不大的气体(CO2)。
(3)难溶于水的气体(H2)。
4.设计实验方案,研究吸收液是否存在对喷泉形成的影响。
像O2、H2S、C12等气体,不用其他吸收液,仍用水可否形成喷泉,研讨装置的改进。
5.设计方案,采用不同的试剂(或药品)研究喷泉的不同颜色。
6.将材料进行汇总,加以讨论,在班级举办化学模拟喷泉实验设计晚会,激发同学们学习化学的兴趣,并对设计的各种装置原理采用竞猜的方式,增加晚会的气氛,巩固所学知识。
各位同学:你们好!我现在公开征集该课题方案,有志者请在论坛BBS栏中发表意见。
第二篇:化学实验设计(学案)化学实验设计(学案)一.学习目标:1.让学生了解化学实验设计的重要性,掌握实验设计的一般方法.3.培养学生逻辑思维能力.4.为学生中考取得好成绩作准备。
高中化学自制喷泉教案
一、实验目的:
1. 了解溶解性与气体生成的关系。
2. 掌握少量气体在水中的溶解实验技术。
3. 观察气泡的产生及喷涌过程,认识气体溶解时的变化。
二、实验材料:
1. 烧杯
2. 碘酒精灯
3. 马口铁钎
4. 玻璃管
5. 软铁丝
6. 饮料瓶
7. 磁力搅拌器
三、实验步骤:
1. 将饮料瓶装满水,将玻璃管插入瓶中并用软铁丝固定。
2. 在瓶中加入适量的盐,并用磁力搅拌器搅拌均匀。
3. 在碘酒精灯上放一点火,然后用马口铁钎从火上取下一团火焰并把它放在烧杯中,使得火焰充满烧杯。
4. 将烧杯倒过来,将玻璃管的一端放在烧杯内,让火焰在瓶中烧燃剩下的一小部分氧气。
5. 观察气泡在水中的产生及喷涌的过程。
四、实验原理:
1. 盐在水中溶解时会产生气体。
五、实验注意事项:
1. 实验中要小心操作,注意用火的安全。
2. 需要配合老师进行实验,确保实验安全。
六、实验结果分析:
1. 实验中观察到水中产生了气泡,并有喷涌现象发生。
七、实验延伸:
1. 可以改变溶质种类和浓度,观察气泡产生的变化。
2. 可以改变其它条件,如温度、压强等,观察气泡产生的变化。
通过这个实验,学生可以深入了解气体在水中溶解的过程,对溶质和溶剂之间的互相作用有更深入的理解。
同时也可以培养学生的实验操作能力和观察能力。
氨气喷泉实验“一体化、连续化”创新设计摘要:利用加热浓氨水来制备氨气,并通过氨气接触水迅速形成负压,巧妙地实现氨气的制备和喷泉实验一体化。
实验时药品用量少,不需要干燥仪器,通过简单的排液和洗涤,就可连续多次形成明显的喷泉现象,绿色环保无污染。
关键词:氨气制备;喷泉实验;一体化;连续化氨气的喷泉实验是高中化学较为重要的演示实验之一,也是同学们比较感兴趣的实验。
该实验是通过在干燥的烧瓶中集满氨气,用胶头滴管向烧瓶中挤入少量水来触发喷泉,用以验证氨气极易溶于水的性质。
但在教学过程中,笔者发现该实验对装置的干燥程度要求很高,一旦烧瓶不够干燥,喷泉就很难引发,导致实验失败;并且在多班连续教学时,提前收集多瓶氨气,往往会有氨气外逸,造成空气污染并且喷泉效果不佳。
因此,有研究者设计了氨气的制备和喷泉实验一体化装置[1-3],笔者也进行了反复研究与实践,同样实现了氨气制备和喷泉实验的一体化。
相对于已有改进方案,笔者的改进方案,更加节约药品,操作更为简易,加一次药品即可进行多次实验,更有利于多班连续教学演示,效果很好,并于2019年荣获深圳市实验创新二等奖。
一、实验原理1 .反应原理:2 .喷泉原理:加热浓氨水制得氨气,使之进入锥形瓶中,待锥形瓶集满氨气后,氨气会逸出到盛水的烧杯中,此时停止收集氨气,由于氨气极易溶于水,使锥形瓶内形成负压,从而引发喷泉实验。
二、实验仪器和药品1.实验仪器:(见图1)2.实验药品:浓氨水、酚酞溶液、蒸馏水。
三、实验过程1.实验准备:①利用乳胶管和输液管瓶塞穿刺器部位自制导液管,利用注射器针头和乳胶管、导气管自制氨气进气管;②按图连接好装置。
2.微热法检查装置气密性:关闭止水夹2,打开止水夹1,微热试管,可观察到烧杯中有气泡产生,停止加热,一段时间后,输液管中液柱上升,最终液面稳定,说明气密性良好。
3.装药品:向试管中倒入大约5mL浓氨水,烧杯中盛2/3体积的蒸馏水,滴加4滴酚酞溶液。
循环往复的“喷泉”实验的创新设计XX:1008-0546(20XX)04-0092-02 Bdoi:10.3969/j.issn.1008-0546.20XX.04.035一、问题的提出“喷泉”实验是中学化学教学中的一个演示实验,高一化学教材在讲到氨的性质时,安排了“喷泉”实验。
由于“喷泉”实验的趣味性和观赏性强,直观效果好,一直受到广大化学教师的青睐。
如今在许多优秀一线教师的改进下,已超越了教材中安排的“喷泉”实验的范围,演变成一系列的适合初中化学教学的“喷泉”实验。
但是纵观这些“喷泉”实验,都没有克服两个方面的问题:(1)发生的化学反应都是一次性的,下次使用前还需添加药品,不能随时发生随时停止;(2)形成的“喷泉”都是一次性的,下次使用前还要把上瓶中的液体倒掉,还需在下瓶(或烧杯)中添加水等液体。
这样就给连续授课的教师带来了不便,或者上课时学生进行演示实验也只能进行一组。
于是,笔者经过反复的实践和思考,对“喷泉”实验进行了创新改进,设计了循环往复的“喷泉”实验,有效克服了这两个弊端。
二、最初的改进笔者在最初的构思设计中,存在了以下几个不足。
1. 没有设计玻璃弯管(如图1所示)只能略微倾斜碳酸饮料瓶,使锌粒和稀盐酸接触,但产生的压强不够,喷出的效果不好。
这样形成的“喷泉”不能算是真正的“喷泉”。
2. 没有使用三通管(如图2所示)结果打开止水夹K2时,因为产生的氢气没有释放出去,因此红墨水并没有流下来。
3. 上方的塑料瓶没有去底,而是在瓶底打了几个小孔(如图3所示)结果,许多的红墨水溢出,桌面上都是红墨水,且红墨水越来越少,达不到循环往复的目的。
三、成功的改进1. 实验装置(如图4所示)2. 制作材料仪器:塑料碳酸饮料瓶2个;锥形瓶1个;止水夹2个;橡皮塞3个(单孔1个、双孔1个、三孔1个);细长玻璃导管1支、弯玻璃导管2支、短导管2支;胶皮管4小段;T形三通管1个;拴着细线的纱XX一个。
药品:锌粒;稀盐酸;红墨水。
实验专题之四喷泉实验
一. 关于喷泉实验
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。
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。
基于喷泉实验汇总的问题主要有以下几个:
(1)这个喷泉实验的原理跟生活中见到的喷泉原理一样吗?不一样的话,能否将生活喷泉的原理搬到化学实验中?
(2)老师在课堂演示时有时会出现实验失败,到底是什么原因导致的?有什么方法可以提高实验的成功率?
(3)除了形成单一的红色喷泉,能不能形成其他颜色的喷泉呢?如果可以要选用什么药品?能不能设计出彩虹般的喷泉?
(4)作为喷泉实验原料气的溶解度应是多少?难溶或不溶性气体能否形成喷泉?
(5)喷泉实验的装置如何进行改进和创新?能不能设计出双喷泉甚至三喷泉?
(6)实验中有哪些因素会对喷泉的效果有影响,如导管的高度,实验时的温度,吸收液的温度等等?
由此拟定研究方向:①化学喷泉与生活喷泉的联系;②喷泉实验的改进研究;③彩色喷泉的探究。
让学生自由选择研究方向,设计实验对相关内容进行探究。
二.生活喷泉与化学喷泉
课堂上演示的喷泉实验,是减小烧瓶内气压并在外界大气压的作用下,形成喷泉。
而广场上多姿多彩的喷泉原理是增大内部气压,在正常大气压下形成喷泉,原理与火山喷发类似。
于是,本课题将生活中形成喷泉的原理在实验室进行模拟。
实验一:利用MnO2加快H2O2分解氧气,加大烧瓶内压强,在空气中形成喷泉
H2O22H20+O2
图1 图2
步骤:
1、先关闭导管上的止水夹,向烧瓶中放入MnO2,分液漏斗中装H2O2,快速塞紧胶塞,打开分液漏斗,使烧瓶中快速聚集氧气,气压增大;
2、在一段时间后,打开止水夹,烧瓶中的水受到高压而喷出,在导管的出口处形成喷泉。
(装置如图1所示)
实验二:加热氨水使烧杯内压强增大从而形成喷泉
NH3·H2O H2O+NH3↑
步骤:
1、先关闭止水夹,向盛有浓氨水的烧瓶进行加热,使浓氨水分解成氨气和水;
2、待瓶内气体大量聚集后,气压增大到一定程度时打开止水夹,让液体顺导管喷出,形成喷泉。
(装置如图2所示)
三.喷泉实验的改进和创新
课本里的喷泉实验形成的喷泉只持续一小会儿,无法让这美丽的瞬间持久,并且只有一个喷泉,形式单一。
于是,本课题根据该实验原理,设计新的装置,达到感官上的突破。
课题由2个小组完成,一个小组负责研究和设计出持久性喷泉;一个小组设计出双喷泉,让喷泉实验更精彩。
图3 图4
1.形成持久性喷泉
步骤:
1)制备一烧瓶的O2、如图3组装装置;
2)用放大镜聚焦使磷燃烧,消耗氧气;
3)烧瓶内压强减小,H2O2溶液进入烧瓶中形成喷泉,H2O2溶液与MnO2反应再生成O2,如此不断进行;
4、当溶液到达一定程度时,打开止水夹,使水流下。
2.喷烟和双喷泉实验
步骤:
1)制取一烧瓶氨气和一烧瓶HCl,如图4连接装置;
2)关闭止水夹C,挤压胶头滴管,烧瓶中氨气部分溶解,压强减小,打开a、b,HCl被压入盛NH3的烧瓶中,形成喷烟现象;
3)打开止水夹C,由于两个烧瓶中压强都小于大气压,因此形成双喷泉。
3.彩色喷泉
课本中利用氨气和滴有酚酞的水形成红色的喷泉,在惊叹其美丽的同时,却也因其颜色单一而感到乏味,于是通过查阅资料,有三种方案可以设计出多种颜色的喷泉。
第一种方案:烧瓶中由装一种气体改装两种或多种气体。
这些气体互不反应,但却能与同一种液体反应生成不同颜色的产物而形成彩色喷泉。
第二种方案:烧杯中由盛一种溶液改盛几种互不反应的溶液,而烧瓶中只盛一种气体,且这种气体能与上述几种溶液反应生成不同颜色的产物而形成彩色喷泉。
第三种方案:用烧瓶装几种互不反应的气体,烧杯也装几种互不反应的液体,且这几种气体能与上述几种溶液反应生成不同颜色的产物而形成彩色喷泉。
课题分为四个小组,选择HCl、NH3、Cl2、CO2做为原料气,再通过选择不同的实验溶液,达到彩色喷泉的效果。
图5
步骤:
1)先用一个干燥的圆底烧瓶收集足够量实验用气体;
2)用带有三根玻璃管(一端成尖嘴状,且尖嘴状一端应插入烧瓶内)的塞子塞紧瓶口,倒置烧瓶,三根玻璃管的末端分别插入盛有实验需用的三种不同试剂溶液的酸奶瓶里;
3)三位学生同时挤压酸奶瓶,由于烧瓶内的气体极易溶于上述三种溶液中,使烧瓶内压强减小,酸奶瓶内溶液由玻璃管进入烧瓶,从而形成多种颜色的彩色喷泉。
4)更换烧瓶内其他与酸奶瓶中溶液,达到更多的颜色喷泉。
实验的气体、溶液、颜色、变色原因如下表(其中颜色和变色原因由学生通过实验和查阅相关资料填写),装置如图5
编号烧瓶
中
气体
烧杯中的液体喷泉的颜色变色的原因
1 HCl
石蕊试液红色
HCl的水溶液呈酸性,遇石蕊试液变
红
硝酸银溶液白色产生了白色的AgNO3沉淀
氢氧化铜悬浮液绿色
2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O,在
CuCl2的水溶液中存在[CuCl4]2-和
[Cu(H2O)4]2+两种绿色离子
2 Cl2KSCN的FeCl2溶液红色
Cl2氧化Fe2+变为Fe3+,使KSCN变
红
KI的淀粉溶液蓝色Cl2置换出KI中的I2,I2与淀粉变蓝KBr的CCl4溶液橙色
Cl2置换出KBr中的Br2,Br2的CCl4
溶液呈橙色
3 NH3酚酞试液红色NH3的水溶液呈碱性,遇酚酞变红石蕊试液蓝色NH3的水溶液呈碱性,遇石蕊变蓝FeCl3溶液红褐色产生了红褐色的Fe(OH)3沉淀
4 CO2酚酞NaOH溶液透明
CO2与NaOH产生Na2CO3,使酚酞
褪色
紫色石蕊试液红色
CO2的水溶液呈酸性,遇石蕊试液变
红
澄清石灰水白色产生了白色碳酸钙沉淀。