化学个人研究过程综述

时间:2017-07-23    来源:学生随笔    点击:

化学个人研究过程综述(一):化学教学实验综述

化学教学实验综述

摘要:化学实验是化学教学中学生获取化学经验知识和检验化学知识的重要媒体和手段,是提高学生科学素质的重要内容和途径。近年来,越来越多的一线教师及高校研究者对中学化学实验进行研究和改进,促进了教学研究的发展,同时也有利于学生更好地进行化学理论知识的学习。为改进、探究、验证、设计实验,本文以《化学教学》这一期刊2010年第7期、第8期为基础就行综合论述。 关键字:化学、实验、研究改进

本文通过介绍改进、探究、验证、设计实验对《化学教学》这一期刊2010年第7期、第8期为基础就行综合论述。从而引导老师进一步对中学化学实验进行研究和改进。

改进实验

硫酸亚铁铵制备实验的改进

本实验改进了反应装置进行改进实验

优点和注意点

通过改进, 本实验装置简单, 操作方便, 污染小, 药品用量不到教材的十分之一, 若控制温度小于70 ℃, 溶液pH小于2, 硫酸亚铁铵晶体产率均可

达90 %以上, 经过三价铁离子限度检测, 杂质少,色泽晶形好, 而且完成整个实验仅需20 min, 适合课堂教学及学生实验操作。

甲烷与氯气取代反应实验的改进

(1) 实验装置的改进。改用注射器作反应器。

(2) 原料比例的改进。氯气与甲烷体积比由4︰1改为3︰1, 主要是为了增加甲烷的浓度, 以便增加反应速率。

(3) 原料的改进。若用乙烷代替甲烷, 用同样的方法来做本实验,

效果更好。

氢气的制备和铜相对原子质量的测定实验的改进

本实验改进了实验装置,在反应体系中加入一定量的硫酸铜溶液加快反应,使用120°夹角的玻璃弯管代替试管,反应药品用量少, 可实现微量、半微量实验; 反应速度快; 现象明显; 由于弯管向上的部分较短, 反应生成的水蒸气可全部从上端口挥发, 使实验误差减小; 反应结束后, 弯管集中用稀硝酸处理、回收, 减少了环境污染。

石蜡催化裂化实验的改进

本文进行了3种改进实验,研究发现用氧化铜或二氧化锰粉末固体作催化剂, 使用高温酒精灯加热石蜡或石蜡油, 都能够在较快的时间内(2~3 min)发生催化裂化, 产生的气态混合物,能够使浅红色的酸性高锰酸钾溶液褪色, 或使溴的四氯化碳褪色。改进后的实验材料易得, 操作简便, 现象明显, 实验效果好。

设计实验

贮气装置和爆炸装置的新设计

本文笔者设计了若干贮气装置和爆炸装置的新设计,收集气体的方法要根据气体的密度和溶解性确定, 与空气中的氧气发生反应的气体在收集时还要避免其接触氧气, 故对收集方法有限制,笔者改进注射器用来收集气体。

海带提碘实验中溶剂CCl4回收的创新设计

本文笔者设计了新的实验装置进行实验:①方法简单, 效果明显, 减压操作, 回收速度加快;②节约药品, 降低实验成本, 并可有效减少化学实验后废液对环境的污染, 有利于环保教育;③回收CCl4的整个过程都在密闭体系内完成,

CCl4不会因挥发而外逸;④吸附碘的活性炭通过碱洗过滤后经烘箱烘干, 可循环使用。

以84消毒液为载体的Fe(II)氧化实验问题组设计

本文利用84消毒液进行实验,本文以84消毒液为实验载体的一个重要原因就是NaClO发生了水解而使溶液显碱性, 让学生提前了解无疑是有利于今后的学习的。

探究实验

铜与浓硝酸的反应速度何以先慢后快

本文笔者通过实验探究了为什么铜与浓硝酸的反应速度先慢后快。猜想一:“在0 ℃~10 ℃的较低温度下, Cu跟浓HNO3会出现异常, 反应难以发生”。猜想二:低温时, Cu(NO3)2在浓HNO3中的溶解度较低,在铜的表面生成的Cu(NO3)2不能及时扩散到溶液中去, 而是覆盖在铜片的表面, 发生了一种类

似钝化的现象。通过实验,Cu跟浓HNO3反应, 最初速度慢的原因:一是温度低, 二是没有生成具有更强氧化性的HNO2和具有催化作用的NO2; 尔后的反应快, 恰恰是反应自身生成了氧化性更强的HNO2, 和聚集了越来越多起催化作用的NO2;

再加上反应过程的放热导致温度升高, 更增强了硝酸的氧化性, 所以后来 的反应速度会越来越快。

过氧化钠与水、二氧化碳反应的实验探究

本文进行过氧化钠与水、二氧化碳反应的实验探究,通过做潮湿二氧化碳和干燥二氧化碳分别与过氧化钠的实验, 不难得出干燥的二氧化碳并不能和过氧化钠反应, 而潮湿的二氧化碳之所以能和过氧化钠反应, 首先是潮湿二氧

化碳中的水先于过氧化钠反应, 生成的氢氧化钠再与酸性氧化物二氧化碳反应。 P2O5催化乙醇制乙烯实验反应条件的探究

中学化学实验室常用浓硫酸作乙醇制备乙烯实验的催化剂、脱水剂, 但实验过程中存在耗时长、试剂用量大、乙醇炭化严重、乙烯纯度不高等弊端。本文笔者通过实验探究分析与实验探究结果,认为本实验最佳的反应条件为: 在试管中加入2 g P2O5并注入4 mL无水乙醇或95 %的乙醇, 用150 ℃甘油浴加热, 观察实验现象。

验证实验

“测定空气中的氧气含量” 教学案例

本文笔者首先介绍书本上的验证实验,然后利用新型装置教学实验。通过“空气中氧气含量测定” 的教学研究,教师改变了过去只满足于让学生“了解” 实验过程、“相信” 实验原理的省时省力的教学方式, 而是通过创设情境, 使学生以研究者身份从实验中不断发现问题、分析问题。

结语【化学个人研究过程综述】

从文献整理中可以看出,中学化学实验涉及到的具体实验很多,但是创新实验则是相对集中在某些方面或某些热点实验当中,同时创新角度也主要集中在实

验反应条件的优化、反应装置的创新及方案设计的创新上。对于这两期文献的

整理发现对于实验的研究在于对反应的理解,从而对实验装置进行改进,使其达到更好的实验现象,更加便于观察。

化学个人研究过程综述(二):关于中学化学实验研究文献的综述

关于中学化学实验研究文献的综述

摘要:化学是一门基于实验的学科,实验是科学探究的基础,要学习化学,首先要掌握化学实验,本文对《化学教学》2011年第9期、第10期的化学实验的文献进行综述,这些文献主要是对中学化学有关的实验设计、改进、探究的研究。

关键词:中学化学实验 文献综述

一、改进型实验

在这类文献中关于中学化学实验的改进的实验研究占大多数,在化学教学中,很多实验在理论上可行,但在实际操作过程中还存在许多问题,如实验现象不明显、缺少说服力;实验难度过大不易成功、步骤繁琐;用量过多、造成污染、不利于培养学生的环保意识等。基于以上各种原因,就产生了关于实验改进相关的论文。在《化学教学》2011年第9、第10期中,贾同全,余方喜、殷莉莉、姚立新,王美志,刘永霜等学者对中学化学实验进行了改进。如刘永霜学者对几个初三化学实验进行了改进,在蜡烛燃烧实验中通过在装有CO2的集气瓶中迅速倒入少量澄清石灰水的方式解决了蜡烛燃烧生成的CO2气体鉴定受Ca(OH)2的溶解度和温度的影响的问题,并通过用酒精灯帽盖灭蜡烛的方式聚集白烟解决了点燃“白烟”的问题;在硫燃烧的实验中通过在集气瓶中加入适量NaOH溶液减少二氧化硫对空气的污染,体现“绿色化学”的理念。

还有对中学化学实验中应用微量化设计进行改进,如贾同全在对溴苯制取装置的新设计中采用了了微量化设计,不仅节约了试剂,而且现象明显;另外,刘永霜学者在氨分子的扩散实验中,通过在密闭空间内运用少量的试剂完成了微量化实验。实验都是全封闭式设计,避免有毒物质泄漏,体现“低碳、环保、绿色”的实验设计理念。余方喜、殷莉莉、姚立新等学者在合成氨演示实验的改进中充分考虑了催化剂、H2和N2的比例、以及微量NH3的检验确保实验的成功,为了确保实验安全,点燃H2之前检查H2的纯度;通过调节齐普发生器控制H2和N2的比例;通过干燥防止少量的氨气被溶解等都使反应更易成功,现象更加明显。 另外,王美志对乙醇催化氧化实验反应生成的有机物乙醛的判断实验现象不明显或不直观进行了实验改进,通过空白、大小试管的对比实验的探究方法,并以 K2MnO4碱性溶液检验乙醛褪色和无水 CuSO4白色粉末检验水变蓝的现象充分证明了乙醇在铜做催化剂的条件下反应生成的是乙醛和水,现象明显,说服力更强,并且有助于培养学生形成更严密的思维品质。

二、探究型实验

新课程将科学实验探究作为改革的突破口,贯穿于化学学习的全过程,将科学探究专设为学习主题, 而这样的改革也为相应的实验教学提供了更多可能,不仅可以培养学生的学习兴趣,还能让体会科学探究的一般方法,充分挖掘学生的潜能,培养其创造思维能力。 在《化学教学》2011年第9、第10期中有学者对化学实验进行了探究,如苗伊鸣、杜淑贤,吴孙富,杨海丽等学者。有学者对不同催化剂对过氧化氢的催化速率进行了探究,选取了Fe 粉、MnO2、Fe2O3、CuO、MnSO4、S 粉、ZnSO4、CoCl2、NiSO4、土豆、瓷片、活性炭,生姜,香烟灰等作为催化剂在相同的实验条件下进行研究,最后得出MnO2的确是催化效率最高的催化剂,最适合作为实验室制取氧气的催化剂,但在缺乏催化剂的时候,土豆、生姜与香烟灰也具有一定的催化效果的结论。对钠与二氧化碳的反应进行了深入研究,通过查阅文献推测产物,并通过一系列实验分析验证钠先在空气中燃烧、然后在二氧化碳中燃烧及钠在纯净的二氧化碳中燃烧的产物。有学者从实验和理论方面深入探究了试剂浓度与用量的关系对产物的影响,如吴孙富、李永平学者对铜氨络合物晶体制备实验进行了探究,发现教材中的理论知识与实际不符及表述不完整的地方,通过一系列实验探究分析得出制备铜氨络合物晶体宜用饱和的CuSO4溶液、浓氨水和无乙醇,且制得的蓝色晶体不是纯净的

[Cu(NH3)4]SO4·H2O是 [Cu(NH3)4]SO4·H2O与[Cu(NH3)4](OH)2·nH2O的混合物的结论,并对教材上表述不准确的原因进行了分析。

另外有对高考试卷中的实验试题的真实性进行了探究,如刘怀乐学者在对一道实验试题U 形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有等物质的量浓度的食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间,进行了再思考,提出来一些补充知识,分析了不可以否定 b 管中发生了显著的析氢腐蚀、NH4Cl 溶液的酸性能不能加快生铁发生吸氧腐蚀的速度、实验之初 U 形管内墨水柱何以呈现左低右高的“异常”现象的原因,并根据此实验的明显现象提出建议将这个实验增补成“金属腐蚀”的教学演示实验。

三、创新型实验

在化学实验教学过程中,也要善于创新,注重创新,这不但能够丰富学生的知识,还能培养学生的创新思维能力。在《化学教学》第9、第10期中,董金水学者对化学实验进行了创新,利用DIS色度计传感技术绘制曲线,根据Fe3+与硫氰化钾反应生成红色的 Fe(SCN)3。Fe(SCN)3可以吸收蓝色光,Fe(SCN)3的浓度越高,溶液的颜色越深,对光的吸收程度越大,即透光率越低,故可以通过比较颜色的深浅来测定有色物质的含量从而测定黑木耳中铁元素的含量,这样的方法叫比色分析法。DIS 实验具有操作简单、快速、方便、可靠、准确获得实验数据等特点,减少烦琐的数据处理。从而感受现代传感技术给科学研究带来的方便。

综上所述,化学实验是化学教学中重要手段,对中学化学教材中相关实验的研究是在新课程理念下必须具备的技能,能更好地培养学生的实验探究能力以及对化学知识的学习。

参考文献:

[1]贾同全.溴苯制取装置的新设计.化学教学.2011,(9):39

[2]董金水.利用DIS测定黑木耳中铁元素的含量.化学教学.2011,(9):40-41

[3]余方喜、殷莉莉、姚立新.合成氨演示实验的改进.化学教学.2011,(9):42-43

[4]王美志.乙醇催化氧化实验的改进.化学教学.2011,(9):43-44

[5]苗伊鸣、杜淑贤.不同催化剂对过氧化氢分解的催化速率探究.化学教学.2011,(9):48-49

[6]刘怀乐.对一道实验试题的再思考.化学教学.2011,(9):76-77

[7]刘永霜.几个初三化学实验的改进.化学教学.2011,(10):45-46

[8]吴孙富.制备铜氨配合物晶体实验探讨.化学教学.2011,(10):47-48

[9]杨海丽.钠与二氧化碳反应的实验探究.化学教学.2011,(10):49-50

化学个人研究过程综述(三):分析化学综述

分析化学综述

14级中药三班 尹华 201404010316

关键词 :市场上普通葡萄糖酸钙片;钙含量 ;EDTA一2Na;含量测定

钙是人体的生命之源 ,是人体含量最丰富的无机元素 总量超过 1 kg,有人体“生命元素”的美誉 。人体中的钙 99%沉积 在骨骼和牙齿中,促进其生 长发 育,维持其形态与硬度;l%存在于血液和软组织细胞中,发挥调节生理功能的作用【1,2】。

但我们的身体不能产生钙 ,人体所需要的钙必须 从食物中补充 ,而一旦得不到补充 ,就得消耗身体中的骨骼 ,这将不利于年轻人的骨骼发育并导致上年纪 时易患骨质疏松症 【3】。况且由于血液缺钙引起骨骼钙释出 ,补充后反而使血液中钙充斥,产生诸多症状, 损害机体。另外,由我国的饮食结构特点所至从食物中获得的钙满足不了正常的生理需要 ,必须另外加以补充【4,5,6】。 为了保障人们的身体健康,世界卫生组织 (WHO)和中国营养学会都规定了钙营养 日摄人量推 荐标准 (RDA)。中国营养学会建议 的正常人钙 的摄 人量 ,儿童为 :800~1 200 mg,少年为:1 000—1 200 mg,成人为 800 mg,老年人为 :800 mg,特殊人群孕妇为1 500 mg【7】。

一、目的

测定水中钙离子(Ca2+)含量的原理和方法。

二、基本原理

EDTA(Na2H2Y)标准溶液可用直接法配制,也可先配制粗略浓度,再用金属Zn,ZnO,CaCO3或MgSO4·7H2O等基准物质来标定。当用CaCO3标定时,用铬黑T(H3In)做指示剂,在PH=12~13的缓冲溶液中进行,滴定到溶液呈蓝色而指示终点。

钙制剂一般用酸溶解后调节pH=12-13,减少Mg2+干扰。以钙指示剂为指示剂,指示剂与钙离子生成酒红色络合物,当用EDTA注定终点时,游离出指示剂,溶液呈现蓝色。

若测定时室温过低,可将水样加热至30-40℃,滴定时要注意速度不可太快,并不断摇动,使充分反应。

三、仪器与试剂

仪器:250mL锥形瓶3个,50mL酸式滴定管1支,25、50mL移液管1支, 10mL量筒1个,250ml,烧杯1个。研钵、250mL容量瓶2个、250mL细口瓶

试剂:0.01mol/LEDTA标准溶液、CaCO3标准溶液、6mol/LNaOH溶液、铬黑T指示剂、钙指示剂、6mol/L HCl、糖钙片

四、操作步骤

1.以CaCO3为基准物标定EDTA

(1)配制0.01000mol/L钙标准溶液 准确称取CaCO30.25~0.26g,置于250mL烧杯中,加几滴水,滴加6mol/L HCl 5mL直至CaCO3完全溶解,再过量1~2滴,用水冲洗烧杯内壁,然后将溶液移入250mL容量瓶中,再加水至刻度,摇匀。

(2)EDTA(0.01mol/L)配制:称取2g EDTA二钠盐于250ml的烧杯中,加水溶解后稀释至500ml,储于聚乙烯瓶中备用。

(3)EDTA溶液浓渡的标定 用25mL移液管吸钙标准溶液置于250mL锥形瓶中,再加PH=10的缓冲溶液5mL,加水稀释至100mL,加少许(约0.1g)铬黑T

指示剂,用待标定的EDTA溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色,即为滴定终点。记录EDTA所用体积V(mL)。

(4)钙片中钙含量的测定

将药片放入研钵中研细。准确称取0.2-0.4g研细了的药片,加入10ml蒸馏水,加热,逐滴6mol/L HCl ,边加热边搅拌,至溶解完全。转移到250ml容量瓶中,蒸馏水定容,摇匀。

准确移取上述溶液25.00ml于250ml锥形瓶中,加入6mol/L NaOH溶液5ml,蒸馏水25ml,摇匀,加入钙指示剂少许,用0.01mol/LEDTA标准溶液滴至蓝色。平行滴定三次。计算钙片中CaCO3的百分含量。

五、原始实验数据记录

六、实验数据处理

参考文献

【1】王俊伟。钙 的 功用 和人 体 健 康 [J]中医药指南,2013 11(13):766~766.

【2】张经坤 ,张泽民.人体钙吸收理论探讨[J].科学通报, 2000 45(10):1 114~1120.

【3】周建烈。补钙与骨质疏症 证防治研究 的进展 [J].中国骨质疏松杂志 ,2000 6(1):84~88.

【4】王灿楠 ,刘德成。钙吸收利用与钙摄入量关系的动物 实验研究[J].卫生研究 ,2002 31(6):439—441.

【5】何丽,付萍。不同钙摄人量对青年男性骨密度的影响 [J].中国健康教 育 2007 23(6):413~416.

【6】任蓓麟 ,胡明华 ,刘红 等。钙摄入量对骨密度影响的研究[J].上海预防医学,2000 12(8):365—366.

【7】李元敏.关于人体钙摄入量的最新资料[J].国外医学 :药学分册 ,2002 29(5):266~2

化学个人研究过程综述(四):化学教学实验研究综述

《化学教学》中学化学实验研究综述

化学是一门一实验为基础的学科,我国的化学教学多年来也一直奉行这一原则。但随着科学教育事业的蓬勃发展,原先的一些化学实验存在很多缺点和不足,甚至于我们大部分师生曾一直秉承的观点和解释,在现代科学技术研究面前已经被证实是错误的。本文就这一方面的问题,将一些新的研究成果进行整理,由于篇幅有限,仅从《化学教学》2013年第一第二期共计14篇有关实验的文献进行整合、综述。这些文章分别对中学教学中的有关实验进行分析,类别分为设计性实验、改进性实验、探究性实验。

(一)设计性实验

1、 MnO2催化过氧化氢分解实验装置的新设计

现行人教版普通高中课程标准实验教科书对本实验的设计存在大量问题:(1)装置复杂,实验准备费时繁琐;(2)要使反应产生的氧气充满锥形瓶,需要加大药品的用量;(3)因产生的氧气容易从漏斗口逸出,带余烬的木条在复燃前易熄灭,实验的成功率不高。改进后实验如下图

把二支球形干燥管水

平放置,用滴管吸取质量分数为 5% 的H2O2加入干燥管的球泡内,再用药匙取少量(约 0.2g)MnO2粉末加在其中一只干燥管的进气管的管壁上。成功将实验改进。

化学个人研究过程综述

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