西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：网教 专业：化学教育 课程名称【编号】：化学实验教学研究【0094】 A 卷大作业 满分：100 分一、简答题（40 分，共 5 题选做 4 题，每题 10 分）1、演示实验是中学化学教学的重要的方式之一，什么是演示实验？进行演示实验时安装仪器应该注意哪些问题？答：演示实验是教师在教学过程中亲自进行实验的讲解、表演和示范操作，并指导学生进行观察、思考、模仿的课堂实验。它是化学教学中应用广泛的教学形式之一，在教学系统中起着重要的作用。通过演示实验可以给学生以生动、鲜明、直观的印象，帮助学生形成正确的化学概念和理论，加深对化学理论知识的理解；学习正确使用、安装和拆卸仪器，学习正确的取用试剂和实验的操作技能；提高学生对化学学习的积极性和参与程度，体现实验过程的真实性、科学性，让学生信服；培养学生观察能力、思维能力、分析问题和解决问题的能力；也为引出课题、问题， 进行讨论、探索，发现创造条件。 从加强演示实验的直观效果出发除按正确的安装程序进行安装和操作规范化外，还应注意以下几点： 演示实验安装仪器的要求 （1）装置要面对学生并符合学生的观察习惯 演示实验的仪器安装要以学生的观察习惯和观察顺序为主。按照一般的习惯，学生观察实验装置的顺序是以学生自己为准，应按照从左到右的顺序。即教师安装仪器时要以学生的观察习惯和顺序为主，从右到左的进行安装。 （2）装置安装要有利于学生观察 演示实验的装置要面对学生，并有利于学生观察，而不是面对教师自己。仪器摆放位置的高低、夹持固定仪器的部位等，也必须仔细地考究，否则，也会影响演示的效果 （3）仪器安装要突出重点并摆放有序 仪器摆放要注意突出主要的观察部位，暂时不用的仪器或其他用品都不要放在讲台上或放在次要的地方，以免分散学生的注意力。需要用的仪器要陈放有序。使讲台上始终保持干净、整洁，这在科学态度、科学方法和实验习惯上都会对学生起到良好的示范作用。 教师进行演示实验操作时应注意的问题：（1）操作避免操作遮挡学生视线 演示时，教师站立的位置及手臂不能挡住学生的观察视线。演示的台面要高于学生坐立的高度（讲台有边沿的，所有仪器安装都应高于边沿），能够让所有学生都能够看到。 （2）注意仪器大小和药品的用量 演示实验所用的仪器的大小、药品的多少，要使全班学生都能够看清楚。 （3）采取措施增强观察效果 对于某些不易观察的现象，可以采取一些使现象鲜明的措施。如，①加背衬。一般- 1 - 浅色物质（如乳白、淡黄、肉红沉淀等），用黑色背衬；对深色物质和透明溶液可用白色的背衬。②用对照的方式。③若室内光线太暗时，用强的光来照射。④用幻灯机或实物展示台将微弱的现象放大观察。 （4）转换观察对象 对于一些无现象变化或现象变化不明显的反应的实验，可将实验的变化转化成可见或更鲜明的现象。如：一氧化氮的观察，可将其转换成二氧化氮来观察；浓硫酸稀释放热现象，可利用产生的热能够使气体膨胀，利用气体膨胀使压力增大或冷却后气体压力变小的原理来观察。 （5）实验观察“走下去，请上来” 对于实验现象不太明显又无危险的实验，在仪器容易拿动的情况下，要尽可能拿到学生中去走动，让学生观看；对于不易拿动的仪器，可让少数有代表性的学生上台观看然后让学生把观察到的现象告诉其他同学。 （6）注意直观性和规范化规范操作 第一，使实验操作技术和方法具体化，形象化，便于学生进行模仿和正确操作方法的学习。第二，教师规范化的操作对学生起着潜移默化的影响。2、指导学生进行化学实验观察是化学实验教学非常重要的任务，进行实验观察有哪些科学方法？答：（1）全面观察法 根据实验目的，从实验事实出发观察实验对象变化的全过程。在全面观察过程中，要求学生考虑反应条件、反应速度、反应现象、反应装置与实验原理、实验观察内容的关系，注意全面捕捉反应现象和仪器仪表的变化以及实验环境的变化，以形成正确的判断和结论。 （2）重点观察法 根据实验目的的不同，对某一实验条件或实验现象的典型性、代表性进行重点观察，力求排除一些表面实验现象，抓住问题实质的观察方法。在进行重点观察时，要让学生明白，如何在复杂现象中，抓住说明本质问题的实验现象。即在观察时要分清主次，哪些是主要的实验现象，哪些是实验的次要现象，这样在观察时才不会忽略了主要的东西 （3）对比观察法 根据实验内容不同，用相似的化学反应物质或用同一化学反应物质，通过改变不同反应条件，利用类比的方法，使不易分辨或不易观察的细微反应现象在对比中得到明显化的观察方法。在对比观察方法中，注意掌握对比条件的选择和确定，以排除因对比条件掌握不准确而引起的干扰，致使出现错误的观察结果。 （4）重复观察法 对于典型的重点实验或学生在观察实验现象时容易发生错误的实验，教师可以重新操作，让学生重复观察，以获得正确的观察结论。3、进行化学实验创新设计是中学化学教学的重要工作，进行化学实验设计的应该遵循哪些原则？答：进行化学实验设计应遵循以下几条原则：- 2 - （1）科学性原则 科学性是化学实验方案设计的首要原则。科学性是指：实验原理、实验操作程序和方法正确。 （2）安全性原则 实验设计应尽量避免使用有毒药品和进行危险性的实验操作。如果必须使用，应在设计实验方案时详细地写明注意事项并写出可能发生的事故的处理方法，以防造成环境污染和人员伤害。 （3）绿色化原则 从源头上尽可能地消除或减少有毒、有害化学物质对环境的影响是当前绿色化学一个重要的目标，而绿色化学又是当前化学科学的重要发展方向。也是当前化学教学中培养学生环境保护意识的重要目标之一。在进行化学实验设计时，就要在设计中体现绿色化学思想，从原料的选择、实验方法、反应条件的选择、反应产物、操作等方面贯彻绿色化学思想，遵循绿色化学原则。 （4）可行性原则 实验设计所运用的实验原理在实施时切实可行，所用的化学药品、仪器、设备和方法等在现有的实验条件下能够得到满足。 （5）简约性原则 实验设计要尽可能简单易行，应选用简单的实验装置，用较少的实验步骤和药品，并能在短时间完成实验。4、指导学生进行化学实验观察记录，是化学实验教学的重要任务之一，在教学中对实验的观察记录有什么要求？答：（1）实验观察记录应遵循的原则： 实事求是、准确无误原则。即：观察到什么就记录什么，不能凭主观想象，更不能凭空捏造、编造实验现象和数据； 全面、周密性原则。实验记录应当尽量的详细，尽可能将实验全过程记录下来，如实验日期、目的、原理、所用的仪器药品和装置、步骤、现象和数据、实验所用的条件等，不能任意的取舍； 详细记录原则。对每一个实验的现象都应当按照实验过程的顺序依次详细地记录下来，不能只记录主要的和显著的现象，而忽略掉次要的 和不突出的实验现象。（2）做好实验观察记录应注意的要求： 保证记录资料的完整性，要准备专用的本子，绝不允许在零星的纸片上进行记录。 保证实验记录的快捷和明了，要尽可能在实验前预先设计好实验的表格，以便在实验时按顺序依次进行观察记录。表头的设计：表中第一行和第一列设为表头，在表头中应当表明变量的名称和计量单位，用“/”将计量单位与物理量分隔开，例如“浓度/（mol/L）”。为保证资料完好、长期的保存，不能用铅笔做记录。 及时、直接将实验现象和数据记入记录本中，不允许事后再回忆记录或将记录在纸片上的现象或数据再转抄到实验记录本上。数据记录应正确使用有效数字，即记录的数字与测量精度应一致。 对记录的实验数据，要及时核对所记的数值、单位，以保证记录的正确性。且所记录的数据应当是实验的原始数据。 记录时书写应工整，字体、数据要易于辨认，发现书写错误，应在旁边作适当地更正，但不要撕页。5、化学实验室常见的事故有哪些？答：在化学实验及教学中常见的安全事故如下： 火灾事故、爆炸事故、中毒事故及人身伤害事故，例如烧伤、割伤、冻伤、炸伤等事故。引发实验安全事故的原因大致有以下几种： 1、违反操作规定引起事故化学实验都必须要按照一定的规定进行操作，否则就可能出现事故。例如,在点燃氢气前，必须先检验纯度，再点燃，若在实验的中途添加了锌粒，仍然需要先检验纯度，再点燃，否则就可能因气体不纯而发生爆炸。又如,给试管里的液体加热时，如不先预热，试管就可能炸裂；若试管内的液体过多，或加热时让试管口朝着自己或有人的方向，就有可能发生试管里的液体沸腾喷出伤人的事故。 2、实验操作先后顺序颠倒引起事故在化学实验中，操作或滴加试剂的先后顺序不同，对实验的成功有着至关重要的作用，如不注意，也常会发生一些安全事故。如稀释浓硫酸时，一定要先把水倒入容器中再把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌。如颠倒了顺序，将水注入浓硫酸中，放出大量的热会使液体四处飞溅。又如,氢气还原氧化铜实验，要求反应开始时要先通氢气，再点灯；反应结束时，要先拆灯，继续通氢气。若不按照此操作程序，就可能出现因氢气不纯而爆炸的危险。 3、用药过量发生事故一些实验虽然剧烈，但试剂量小并无危险，用药量稍大便会发生危险。如用小苏打和浓硫酸反应做二氧化碳的灭火实验。如果小苏打和浓硫酸用量大，产生气压过大，会冲开胶塞，喷出酸液，有可能喷到教师或学生身上造成事故。 4、药品混入杂质在用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气时，二氧化锰中混有碳粉，未经处理，加入试管与氯酸钾混合，使得药品中混入了杂质，在加热时，就可能造成爆炸事故。又如：做甲烷的燃烧实验时，若没有把空气排净就点燃甲烷气体，就可能产生爆炸事故。 - 3 - 5、使用失落标签未经鉴定的试剂发生事故在实验室，若标签脱落或不清楚，在没有鉴定清楚试剂瓶中的药品为何物时就使用，也可能发生事故。如在配制溶液时错把硫酸当盐酸使用，直接将其导入水中，就造成伤害事故。或将脱落了标签的亚硝酸钠与硝酸铵混合，就会燃烧有可能会引发火灾。 6、实验室空气不流通 在演示氯气、硫化氢、二氧化氮、一氧化碳等有毒气体时，或学生实验可燃性气体。如制氢气、乙烯、乙炔等时，如果实验室空气不流通，有毒、易燃气体逸散到空气中越积越多，达到一定浓度，会引起师生中毒或其他意外事故。二、设计与论述题（60 分，共 3 题选做 2 题，每题 30 分）1、某老师设计了图 1 所示的装置进行实验，以验证二氧化碳与氢氧化钠、氢氧化钙都能发生反应。（1）请写出使用方法和步骤；（2）这个实验还存在什么问题？（3）如何改进这个实验，使实验现象更直观？答：（1）使用方法和步骤如下① 打开 K，通入二氧化碳，可以观察到 B 瓶中氢氧化钙溶液变浑浊。说明二氧化碳与 B 中的氢氧化钙发生反应，产生碳酸钙所以能观察到浑浊现象。此步实验的目的是：验证二氧化碳与氢氧化钙能发生反应；② 关闭 K，通入二氧化碳，A、B 中均无明显变化，说明二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收干净。此步实验的目的是：验证二氧化碳与氢氧化钠能发生反应；（2）实验存在的问题此实验装置存在的最大问题是，实验初期 B 瓶中 CO2+Ca(OH)2===CaCO3+H2O.此时能观察到浑浊现象。但是，如果持续通入过量二氧化碳，则会发生 CaCO3+H2O+CO2===Ca(HCO3)2反应，会导致 B 瓶溶液变澄清。也就是说，只往 B 瓶持续通入二氧化碳，则会观察到溶液先浑浊,后澄清。这就不能说明在打开 K 的情况下，一定是由于二氧化碳与氢氧化钠发生反应被消耗，导致观察不到 B 瓶中的浑浊现象。有可能是因为过量二氧化碳反应产生了碳酸氢钙。（3）改进思考可以考虑做两组同样的实验装置进行对照实验。则现象和结果更加明显。两组同时实验，一组打开 K，一组关闭 K，观察 B 瓶溶液是否变浑浊进行对比。验证二氧化碳与氢氧化钠能发生反应和二氧化碳与氢氧化钙能发生反应。2. 图 2 所示，是高中化学教材中“铜与稀硝酸反应”的实验装置。（1）请你从理论上分析，用该装置进行实验存在什么问题？并对该实验进行改进。（2）写出改进的思路；（3）规范的画出改进后实验的装置图；（4）写出改进后装置的操作步骤；（5）改进后装置的优点。- 4 - 答：（1）图 2 实验装置存在的问题分析 操作不方便、装置不环保、试管中本来就有氧气存在观察不到无色的 NO 气体生成，只能观察到红棕色的 NO2。 （2）改进思路： ① 隔绝和排出反应器中的空气，避免 NO 被立即氧化.② 使反应在密闭体系中进行，避免产生的一氧化氮和二氧化氮对环境的污染。 （3）改进后的装置：图 5图 5（4）实验操作步骤 ① 如图安装装置。 ② 取下胶塞，向 U 形管中加入稀硝酸至离短管口大约 1cm 处。 ③ 塞上装有分液漏斗（活塞关闭）和铜丝的胶塞，反应开始。 ④ 反应产生的无色的 NO 气体将酸压倒 U 形管的长管一端，直至液面低于铜丝，反应停止。 ⑤ 待观察无色气体后，打开分液漏斗的活塞，无色气体进入到漏斗中与漏斗中的空气接触，生成红棕色的 NO2气体。U 形管中的液面下降，反应又开始。 ⑥ 反应结束后将氢氧化钠溶液加到漏斗中中和 NO2。 （5）改进装置的优点① 能够明显地观察到无色的 NO 气体产生以及转化为红棕色的 NO2 气体。 ② 反应在密闭体系中进行，防止有毒气体对环境的污染。③ 装置简单，操作方便。- 5 - 3. 请用生活物品或废弃品设计“氯气的制备及性质实验”一体化的装置（即制备实验与性质实验同时进行）。（1）请写出实验装置设计的方案和思路；（2）画出你设计的装置图（标明所用材料名称）；（3）简述用你设计的装置进行实验的操作步骤；（4）简述设计的装置的优点。（注：用设计的装置进行实验，能够包括高中阶段氯气的所有性质）- 6 -