化学是一门以实验为基础的自然科学,许多重大发现和成果都是通过化学实验得到的。实验探究活动一般是按照:操作、现象、结论来进行,在实验探究活动中不但要做好化学实验,还应该细心观察每一个化学实验的现象,客观、准确、恰当的把实验现象描述出来。下面就中学化学实验的相关知识简述于后,希望能对你的学习有帮助。
一、对化学实验现象的观察
⒈ 实验观察的三个阶段:
变化前、变化中、变化后。
⒉ 观察内容可以分三类:
⑴ 形态:包括物质的状态(气、液、固)、溶解、沉淀的析出、气泡、气味等;
⑵ 外观:包括物质的颜色、烟、雾、浑浊等;
⑶ 能量:包括物质变化中发生的光、电、热、声、爆(炸)等。
⒊ 化学实验的三种类型:
⑴ 物质燃烧实验;
⑵ 加热固体物质实验;
⑶ 在溶液中进行的化学实验。
这三类实验的现象存在一定的规律:
⑴ 物质燃烧实验的三个明显现象
① 放出大量的热;
② 生成了一种或几种不同于反应物(指物质的色、态、味)的产物;
③ 固体直接燃烧则发出一定颜色和强度的光;气体或固、液体转变成气体再燃烧则发出一定颜色和强度的火焰。
描述物质的燃烧现象,一般:一光、二热、三生成。
如铝条燃烧的现象是:
① 发出耀眼的白光;
② 放出大量的热;
③ 生成一种白色固体。
如硫磺在氧气中燃烧的现象是:
① 发出明亮的蓝紫色的火焰(硫磺受热先熔化再汽化后才燃烧);
② 放出大量的热;
③ 生成一种有刺激性气味的气体。
⑵ 加热固体物质的实验现象
主要包括物质的状态、颜色、质量变化及产物中是否有水和气体产生。
例如,加热碳酸氢铵的现象:
① 有一股刺激性的气味产生;
② 试管壁上有水珠生成;
③ 有使澄清的石灰水变浑浊的气体生成;
④ 试管内的白色固体逐渐消失。
⑶ 在溶液中进行的化学反应
实验现象主要包括反应物的质量和颜色变化及溶液中是否有沉淀(包括沉淀颜色)和气泡产生。例如,在硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液的实验现象是:有蓝色沉淀产生。
⑷ 观察和描述实验现象的注意事项
① 要注重对本质现象的观察:本质现象就是以提示事物本质特征的现象。
如镁带在空气中燃烧时“生成白色固体”是本质现象,因为由此现象可正确理解化学变化这个概念,而发出“耀眼的白光”则是非本质现象。因此,观察实验现象要有明确的观察目的和主要的观察对象。
② 要正确描述实验现象:要明确“光”和“火焰”、“烟”和“雾”等概念的区别,不能相互代替。不能以结论代替现象。
如铁丝在氧气中燃烧的实验现象是“火星四射、放出大量的热,生成黑色固体”,而不能用结论“生成四氧化三铁”代替“生成黑色固体”。
同时,要搞清一些容易混淆的概念和原理,如:加热和点燃;溶解于熔化;组成与构成;吸水与脱水;酸碱性与酸碱度等。
③ 要用科学的化学术语,不能口语化。
许多学生在描述实验现象时,往往用词不当,使人啼笑皆非。如:“点燃酒精灯”说成“酒精灯燃了”;“二氧化碳与澄清的石灰水反应”描述成“石灰水变白了”;“碳酸钠与盐酸反应”描述成“碳酸钠化了,冒泡了”等等。
二、完成一个实验的环节
⒈ 进入实验室前:
⑴ 有一个想法:实验目的;
⑵ 围绕该目的,寻找实现该目的的理论依据:化学原理;
⑶ 围绕目的、依据原理,设计实验方案:实验操作;
⒉ 进入实验室后:
⑴ 依据实验方案,选择实验仪器:仪器的作用、构造、使用要点、注意事项、规格、可匹配性等,特别要小心特殊仪器;
⑵ 洗涤仪器:
根据仪器的洁净程度和污物成分,可以选择:
① 酸洗、碱洗、铬酸洗液洗——自来水冲洗——蒸馏水清洗——必要时:待装液润洗。
② 洗净的标准是:附着在玻璃仪器内壁上的水既不聚成水滴,也不成股流下。
⑶ 仪器使用之前要:检漏;
⑷ 仪器安装:先下后上、先左后右、先主后次。
一般从左至右依次为:气体的发生装置——气体的净化、除杂、干燥装置——气体参与的反应装置——气体的收集装置——(后干燥装置)——尾气处理装置。
⑸ 气密性检验:绝大多数化学实验都与气体气流、气压有关,实验装置必须密闭不漏气。
检验步骤:
① 采取某种措施,密闭一部分空气;
② 根据PV=nRT,采取措施,制造压差;
③ 观察现象,得出结论。
⑹ 药品添加:
① 先检验气密性,后添加药品;
② 添加方式:一次性添加,逐滴添加,边用边添加。添加快慢对实验有影响否?怎样影响?
③ 记录药品用量,要有定量的素养,要有精确度的素养。
⑺ 实验中,务必考虑空气对实验是否有影响?怎样影响?怎样消除?
① 实验前:
空气的排空问题,排净的检验问题;
仪器加热的先后顺序问题:先加热还是先通气的问题。
② 实验中:目标气体量少时的运输问题;
③ 试验后:
定量实验时的残余气体的驱赶问题;
有毒、有害、有污染的残余气体在拆解仪器装置时扩散到大气的问题;
产物不能见大气的问题。
⑻ 开始实验。人不能离开实验台,眼不能离开实验仪器,手不能离开纸和笔(随时记录)观察现象、关注安全瓶、注意药品用量、控制反应的剧烈程度、注意倒吸等。
⑼ 实验结束的关注点:停止实验的先后顺序,注意事项,是否继续实验?
⑽ 仪器拆卸注意事项:拆卸顺序,安全污染,实验后化学废弃物的处理,仪器的洗涤、放回原处。
⒊ 离开实验室后:
⑴ 撰写实验报告、进行数据处理——关于小计算:求什么就假设什么,从定义式计算式入手,找出式中的各项,带入求解即可。
⑵ 进行误差分析,误差分为系统误差和偶然误差。
① 系统误差不可改变,除非改变实验原理,或者提高相关仪器的精确度,或者相关药品的灵敏度。系统误差对实验结果影响不大。
② 偶然误差可以改变:改变样品用量;增加平行实验;提高实验人员的水平。偶然误差对实验结果有影响。
三、化学实验的复习
对实验的复习,要求学生能根据实验的目的,进行实验设计,选择器材和仪器,合理设计实验步骤,正确地操作,在实验中进行正确的观察和认真的记录,并对实验现象和结果进行综合分析,给出正确解释和评价。
⒈ 对化学实验的复习可分步进行
⑴ 对每一个学生实验甚至演示实验最好重做一遍,加深印象。做实验时,不能照方抓药,要带着问题进实验室,对每一个实验不仅要知道怎样做,还要知道为什么这样做?不这样做会导致怎样的后果?
⑵ 掌握实验基本操作、仪器的用途和相关演示实验,明确这些化学实验仪器的作用与实验操作的规范要求。有了坚实的功底,在遇到实验创新题时才不会手忙脚乱。
⑶ 领会教材中的演示实验和学生实验的实验原理、实验装置、实验过程中产生的现象,分析产生现象的原因,并带着相关问题思考,如能否用其他方法、装置,完成同一实验或类似的实验。
⑷ 培养设计化学实验方案的能力。设计化学实验方案的能力,对学生来说属于要求比较高的能力层次,平时的复习中要多训练,通过一些简单的试题,写一写实验方案,训练逻辑思维和书面表达能力。
⒉ 培养综合素质和能力
学科内综合能力的培养可以从以下几方面进行:
⑴ 抓好学科主干知识。无论考试的模式和形式怎么变,而学科的主干知识则是一个永不变化的主题,因此要夯实基础,落实好每一个知识点。
⑵ 抓好学科内多个知识点的综合。在复习中以某物质纵向展开,如甲烷(组成——结构——性质——制备——用途),还要构建知识网络结构图等,以强化学科内知识的综合。
⑶ 多思、多问、多交流。能力不是通过老师讲课和考试培养出来的,是通过平时的学习与训练逐步形成的。在平时的学习中,应勇于质疑问难,展开讨论。
⒊ 注重答题技巧的训练
解答实验题必须以物质为基础,以科学可行、安全和简约性为指导。
首先要认真阅读,弄懂试题中实验目的、要求和相关物质的性质;其次分析所应用的化学原理;对概念、规律的描述要有条理,要科学、严谨、切忌随意;对化学用语、化学专用名词的表述和书写要规范;对于简答题,答案不但要准确,还应层次分明,条理清楚,逻辑严谨,答案宜简洁,要紧扣题中的基本观点和要求,并用规范的化学术语进行答题;对开放性试题可以大胆用多种方法解答,但应使用规范性语言。