化学实验创新大赛初中化学实验创新设计精选.docx

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化学实验创新大赛初中化学实验创新设计精选

化学实验创新大赛初中化学实验创新设计精选

对“测定空气里氧气含量”实验的改进

一、实验目的

测定空气中氧气的含量是初中化学实验中的重点之一，在课堂教学中教师会感觉实验效果不如意，为解决这个问题，特设计一套简单易行的实验，并且实验现象明显，趣味性更强。

二、实验仪器及试剂

带铁夹的铁架台、500ml烧杯、带铜丝的橡皮塞、硬质玻璃管、药匙、镊子、吸水纸（可用滤纸代替）、酒精灯、火柴、水、红磷、白磷、清洁纸、红墨水。

三、实验仪器装置图及仪器的组装说明

四、实验操作部分

1.依照图一进行实验时，先在烧杯中装入一定量的水，为了便于观察现象，用红墨水染红，下面垫一木块。

再把分成五等分的硬质玻璃管用铁夹固定在铁架台上，硬质玻璃管下端伸入烧杯中的水中，水面与硬质玻璃管下端第一格相平。

粗铜丝加工的小勺里加入一定量的白磷，拧紧橡皮塞，点燃酒精灯。

2.依照图二进行实验时，先在烧杯中装入一定量的水，为了便于观察现象，用红墨水染红，下面垫一木块。

再把分成五等分的硬质玻璃管用铁夹固定在铁架台上，硬质玻璃管下端伸入烧杯中的水中，水面与硬质玻璃管下端第一格相平。

用镊子取一块白磷在吸水纸上吸干水分，然后放在橡皮塞下端的铜网中，拧紧橡皮塞。

点燃酒精灯，加热橡皮塞上端的铜丝。

过一会，看到硬质玻璃管内的白磷开始燃烧，继续观察现象。

五、装置改进的意义

新课标的教材中（人教版教材），所用装置进行空气中氧气含量测定实验时，存在以下一些缺陷：

如：

1.由于红磷的燃烧，集气瓶内压力增大，有时会把塞子冲出；

2.在把点燃的红磷伸进集气瓶时，动作不够迅速，容易使其中的空气少量膨胀外逸，当集气瓶内的氧气完全与红磷反应后，打开止水夹，进入集气瓶的水会大于1/5体积；

3.集气瓶冷却时间较长；

4.点燃红磷时，红磷燃烧产生大量白烟，在伸入集气瓶中时，会逸散到空气中，污染空气。

按图1所示实验装置和方法进行实验，仪器易得，操作简单，克服了上述缺陷1和3，并且节约了药品。

但是所用的去底大试管容积太小，把点燃的红磷伸进时，其中的空气膨胀外逸，即使很少，也会对实验造成很大的误差，水面上升甚至会达到标记1.5处，不能克服缺陷2和4。

因此在进行图2所示装置的改进。

按图2所示实验装置和方法进行实验时，因为是通过加热橡皮塞上端的铜丝引燃硬质玻璃管内的白磷，所以可以克服上述缺陷，不足之处是加热时间稍长。

对蜡烛及其燃烧的探究实验的改进设计

一、实验目的

对蜡烛及其燃烧的探究实验是学生接触的第一个化学探究性实验，教材所设计的实验操作某些方面不太合理，气温比较高，水雾的形成困难，检验生成二氧化碳实验效果也很不理想。

同时在实验过程中，稍微将烧杯靠近火焰，烧杯易被熏黑，更看不清浑浊的现象。

对蜡烛熄灭后点燃白烟的操作，由于吹灭蜡烛的白烟会随着气流散开，点燃效果不明显，若遇到有风的天气，实验效果就更差了。

为了解决这些问题，特设计了一套装置。

二、实验用品

蜡烛燃烧探究器（自制）、盖氏漏斗、微型升降台、蜡烛、澄清石灰水、火柴

三、实验装置图及说明

原装置：

不足：

1、气温比较高，水雾形成困难。

2、烧杯内壁能蘸的石灰水少，现象不明显，且烧杯易被熏黑。

3、白烟会随着气流散开，复燃效果不明显。

改进装置：

装置说明：

1、实验要先检验水的生成，再加入澄清石灰水检验二氧化碳。

2、放置蜡烛的升降台可以随着蜡烛燃烧变短调至适宜的高度。

优点：

1、现象明显、成功率高。

2、操作性强，不受气候影响。

且实验时间短，操作简单。

四、实验操作

1、按照图示安装好装置。

点燃蜡烛，将其放在升降台上，根据蜡烛的长短，调至适宜的高度，观察实验现象。

2、用胶头滴管向倒置的盖氏漏斗中滴加适量的澄清石灰水（1ml左右），观察实验现象。

3、将盖氏漏斗旋转180度或者将盖氏漏斗撤离，熄灭蜡烛，点燃白烟，观察实验现象。

五、改进的意义

1、操作：

实验时间更短，操作更简单、可操作性强，即使有风也可进行实验。

2、现象：

现象更明显、成功率更高。

3、拓展：

适用于酒精等燃烧产物的检验。

二氧化碳性质探究实验的创新

一、实验目的

二氧化碳性质实验探究是九年级化学上册第六单的实验教学重点。

课本实验中探究二氧化碳的性质实验有四个，过程繁杂，所损耗的药品过多，时间上也耗时不少。

为解决这个问题，特设计了这套新装置，它整个装置简单，易于操作，且能验证二氧化碳的全部化学性质及部分物理性质。

让学生在最短的时间，看到最明显的实验现象，从而提高实验的效率！

教材中对二氧化碳性质的讲解都是建立在实验的基础上，所以二氧化碳性质的探究实验对学生掌握二氧化碳的性质是至关重要的。

二、实验用品

广口瓶分液漏斗塑料盖双孔橡皮塞导管三通管烧杯火柴大理石稀盐酸澄清石灰水石蕊试纸空气球

三、实验装置图及说明

四、实验操作

1.检查装置的气密性

2.向广口瓶中加入少量的石灰水，将一个装有大理石的塑料盖放入广口瓶中，连接好装置。

3.打开分液漏斗，观察反应，广口瓶中澄清石灰水的变化

4.用点燃的火柴置于三通的上部，火柴不熄灭；用点燃的火柴置于三通的下部，火柴熄灭。

5.用装有空气球且贴有石蕊试纸的大烧杯置于三通的下部，观察烧杯中纸条的颜色变化，以及气球的位置变化等。

五、创新（改进）的意义

1.这套装置简单，现象明显，成功率高，能有效弥补“二氧化碳倾倒实验中因倾倒的角度而导致实验失败以及纸花实验现象不明显”等不足。

2.该实验能把二氧化碳的多个性质合为一体。

一气呵成，提高了实验的效率，给老师上课赢得了时间。

3.该实验装置所需材料简单易得，轻便，安全。

有利于上课的携带，充分体现了实用性简约性循环性。

能充分体现绿色化学思想。

分子的运动微型化学实验设计

一、实验在教材中的地位和作用

地位：

本实验来自于九年级上册人教版第49页——探究分子运动现象。

在之前学生已经学习了物质是由微粒构成的，其中讲到了分子的特性之一是分子的质量和体积很小。

而分子的另一个特性是分子在不停的运动，本实验将探究这个特性。

作用：

本实验引导学生通过实验探究，从宏观转向微观，构造微观抽象思维。

二、原实验装置图

三、

原实验的不足

1、原实验药品用量偏多，且浓氨水具有很强的刺激性气味，放置于敞口烧杯中，用量过多对空气污染严重

2、原实验装置只能固定某一位置，不能移动，不能让所有人清晰的观察到实验现象。

不方便分小组实验。

3、原实验装置偏大，不利于学生课外探究。

四、改进后的装置图

五、实验用品

仪器：

输液瓶，橡胶塞，棉签

药品：

浓氨水，酚酞试液

六、实验操作

1、取一根棉签，折断。

2、将棉签的木质一头紧紧塞入软胶塞内。

3、向棉花上滴加2滴酚酞试液

4、将软胶塞塞紧在输液瓶口

5、用注射器吸取1ml浓氨水

6、从输液瓶底部注射浓氨水

七、改进后的优点

1、改进后的实验用量少。

避免了浓氨水大量使用，避免了污染空气，绿色环保；

2、改进后的实验适应高效课堂小组合作学习模式，可以分小组，微型化。

3、改进后的实验所用的实验用品体积偏小，在生活中随处可见。

同样，该装置直观演示分子运动动态过程，有利于学生课内外开展实验。

分子运动实验的改进与创新

一、实验目的

1、知识与技能：

学生通过实验，认识分子在不断运动，温度越高，运动得越快。

2、过程与方法：

学生充分发挥想像力，学会用比较、分析、归纳等方法对实验信息进行加工。

3、情感态度与价值观：

学生通过生活实例和实验，认识科学探究的基本过程和一般方法，体验探究活动的乐趣。

二、实验用品

大试管（2个）、2张白纸、硬质白纸片、剪刀、胶头滴管、玻璃片、浓氨水、酚酞试液

三、实验装置图及说明

为了便于观察实验现象及保证实验效果，应选择透明的大试管。

观察试管中白纸片从下往上的点依次变成红色。

（如图3、图4）

四、实验操作

1、取一大试管和一张硬质白纸，根据试管的宽度将白纸剪成条状，以刚好放进试管为准。

2、在白纸条上按一定间隔打上小孔处安放滴有酚酞试液的脱脂棉，塞进大试管。

（白纸条可以多做一些，可以分组实验用）

3、取一洁净的玻璃片，在其中央滴一滴浓氨水。

（如图1）

4、将上面塞好了白纸条的大试管倒扣在玻璃片中央，使浓氨水被罩入大试管内。

（如图2）观察并记录实验现象。

五、改进的意义

（1）、操作简单，可以让学生进行分组实验。

（2）、现象明显有较强的说服力。

（3）、节约药品，体现实验的微型性。

（4）、实验趣味性强。

（5）、改进后的装置适合学生随堂实验或实验室分组实验，为每个学生提供了一次亲自动手的机会，有助于学生将被动的“等待式”学习转变为主动的“探索式”学习，符合新课改要求。

红磷燃烧前后质量的测定实验改进设计

一、实验目的

红磷燃烧前后质量的测定实验是人教版九年级上册第五单元第一节内容。

该实验是学生认知质量守恒定律的重要探究实验之一，是分析物质在化学反应中质量关系的理论依据。

引领学生对化学反应的认识从“质”到“量”的过渡，为之后化学方程式的书写和计算作理论铺垫。

因此，本实验是整个中学化学教学的一个重点。

二、实验用品

锥形瓶、铝丝、演示用托盘天平（砝码）、酒精灯、氢氧化钠溶液、白磷、镊子、滤纸、橡皮塞、注射器、液压升降酒精灯座（自制）

三、实验装置及说明

原实验装置图改进后装置图

四、实验操作

1.在自制的铝质燃烧匙里放入一小块用滤纸吸干水分的白磷。

2.将装有白磷的燃烧匙塞入事先装有氢氧化钠溶液的锥形瓶中，安装上注射器（如图所示）。

然后放在托盘天平上，通过加砝码和调游码使天平平衡。

3.用酒精灯对铝丝加热一段时间后白磷燃烧，待冷却后观察天平是否仍平衡，从而得出结论。

五、实验创新与改进之处的意义

针对原实验存在的不足，通过实践，本人做以下改进：

1.通过加热铝丝使白磷（红磷换成着火点低的白磷）燃烧,白磷燃烧前后，自始至终在密闭容器中进行，从而减少误差2.锥形瓶中的细沙换成氢氧化钠溶液，实验后吸收有毒的五氧化二磷，避免五氧化二磷污染空气和危害师生健康，还可加速装置冷却。

3.用注射器代替气球，使操作更简便。

4.用自制的液压升降酒精灯座,便于酒精灯升降。

空气中氧气含量的测定

一、实验目的

1.学会测定空气中氧气的含量

2.体会定量研究在化学中的应用

3.通过实验误差分析，养成严谨的科学态度

二、实验用品

1000ml烧杯、250ml塑料量筒、9号橡胶塞、红磷、水、导线、金属丝、电点火装置

三、实验装置图及说明

四、实验操作

取一个塑料量筒，将量筒底部打一个小孔，切掉量筒上方尖嘴部分，将量筒置于装有适量水的大烧杯中，塞紧橡胶塞，（橡胶塞上接有一根导线，导线上有弯成螺旋状的金属丝，金属丝上涂有红磷）读出量筒内水的体积为V1,按下电点火装置的开关点燃红磷，待量筒内液面不再上升时读数为V2,再用手指堵住量筒底部的小孔，倒置量筒读出剩余部分气体的体积为V3,则量筒内空气中氧气的含量为:

（V2－V1）/（V2-V1+V3）

五、实验（改进）的意义

1、教材上的实验装置集气瓶上无刻度，无数据支撑，该装置解决了这个问题。

2、教材上的装置冷却后打开弹簧夹，导管内的空气会进入集气瓶且有部分水残留在导管中，导致实际进入集气瓶中水的体积偏小，该装置解决了该问题。

3.教材上的实验，当燃烧匙伸入集气瓶时空气可能外逸，有一定误差，该装置避免了该问题。

4.该装置避免了白烟外泄，更环保。

5.加大了红磷燃烧时与空气的接触面积，更有利于消耗氧气。

6.该装置操作简单，准确度较高。

二氧化碳性质探究的实验设计

一、实验目的

二氧化碳是初中化学一种重要的氧化物，通过实验探究二氧化碳的性质能让学生更深刻的掌握相应的性质，在初中化学第六章课题三课堂中演示实验操作难度大，倾倒二氧化碳角度过大会让蜡烛熄灭次序不明显，二氧化碳溶解时瓶子变瘪后面的学生不容易观察到现象，为了让实验更容易操作，改进了二氧化碳性质的探究实验，装置简单，实用，现象明显，且可以重复使用。

二、实验用品

二氧化碳制取装置，石灰石，稀盐酸，250ml烧杯一个，折叠金属片，带孔硬纸板，漏斗，短蜡烛两支，小木棒，火柴，三个矿泉水瓶，玻璃导管，橡胶管，带孔橡胶塞2个，小气球1个，止水夹。

三、实验装置图及说明

图1图二

在图一中的矿泉水瓶中提前备好二氧化碳，图二中反应前用止水夹夹住，左瓶中备好二氧化碳，右瓶盛适量水。

四、实验操作

1.制取二氧化碳，将两个矿泉水瓶收集满二氧化碳贴上标签备用。

2.将折叠金属片和蜡烛放入250烧杯中，用小木条分别引燃蜡烛，再将用硬纸板固定的漏斗放在烧杯上，打开一瓶二氧化碳，缓缓倒入漏斗中，可观察到下面的蜡烛先熄灭，过一会儿上面的蜡烛再熄灭，证明二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧。

3.将带小气球的双孔橡胶塞放入盛有二氧化碳的矿泉水瓶，塞紧瓶塞，另一端单孔橡胶塞连接装有水的矿泉水瓶，打开止水夹，将水挤压入装二氧化碳的矿泉水瓶中，充分震荡，可观察到瓶中的气球变大，证明二氧化碳溶于水，瓶内压强减小。

五、改进的意义

首先提高了实验的成功率，现象更加明显；其次，通过漏斗让二氧化碳进入烧杯，不仅能证明二氧化碳密度比空气大，而且能体会二氧化碳能像水一样流动，贴近生活容易理解，用两个瓶子连接探究二氧化碳溶于水，避免了二氧化碳逸出的影响，结论更加严谨。

使用学生身边的物质进行实验，轻松愉快的学到化学知识，解决化学问题，激发了学习的兴趣，增强了学生解决问题的信心和能力。

利用这套装置还可以探究二氧化碳和氢氧化钠的反应，二氧化碳与石蕊的显色反应等。

酸碱中和反应实验改进

一、实验目的

《酸碱中和反应》是九年级化学教材中一个十分重要的演示实验，学生通过这个实验第一次接触到中和反应。

但由于该实验在操作过程中，只体现了酸碱指示剂在中和反应前后的颜色变化，从而说明酸碱确实发生了反应，但并没有实验说明该反应伴随能量变化--是个放热反应，而且酸碱中和反应的产物有水生成，这在一定程度上不利于学生对中和反应实质的理解和学习。

二、实验用品

烧杯，玻璃棒、滴管、温度计（或毛细管与红墨水）、酚酞溶液、稀盐酸、稀氢氧化钠溶液、氢氧化钠固体粉末、无水醋酸、无水硫酸铜

三、实验装置说明

（实验装置图1）

该实验在演示过程中会出现：

1．能体现在酸碱混合后能发生反应。

2．反应过程是放热反应并未通过实验进行验证。

3．

反应过程中，生成的产物之一是水却无法通过实验证明。

（实验装置图2）（实验装置图3）

实验创新与改进之处

1、在反应前后用一支温度计，用来测量反应前后的温度变化。

或：

用向注有一段红墨水液柱的毛细管来反馈温度升高。

2、利用另一组实验来验证反应生成了水。

反应原理：

HCl+NaOH===NaCl+H2O

改进后增加

CH₃COOH+NaOH=CH₃COONa+H₂O

CuSO₄+5H₂O═CuSO₄·5H₂O

白色蓝色

四、实验操作

1、将图1操作完，观察指示剂颜色变化，并读出温度计（或毛细管红色液柱的上升）的前后温度变化数据。

2、取少量无水硫酸铜让学生观察颜色（白色），再加少量水观察颜色变化（变蓝）。

3、分别将加了少量无水硫酸铜的氢氧化钠粉末（白色）与加等量无水硫酸铜的无水醋酸（白色）混合，观察颜色变化（变蓝）。

五、改进的意义

1、利用教材原演示实验观察酸碱混合通过指示剂变色，证实酸碱能发生反应；

2、改进实验装置后，还能发现该反应是放热反应。

3、通过无水硫酸铜的颜色变化，证明酸碱中和反应还有水生成。

这就很好的解释了中和反应的概念--生成盐和水，而且知道了用无水硫酸铜检验水的存在。

给化学课堂增添了科学性和严谨性。

为了能通过实验对中和反应有更加全面的认识和理解，因此做了本实验的改进，做到了安全可靠、现象明显、操作简单等特点。

本次比赛历程让我感受到了推陈出新的乐趣，将思维能力进行拓展，把更加全面的知识教给学生。

碳酸钠、碳酸氢钠分别与盐酸反应实验的改进

一、实验目的：

碳酸钠、碳酸氢钠的性质实验是中学化学实验教学的重点之一，在人教版高中化学教材中，曾经有这样一个实验：

在两支试管中分别加入3毫升稀盐酸，将两个装有0.3克碳酸钠和碳酸氢钠粉末的气球套在试管口。

将气球内的碳酸钠和碳酸氢钠同时倒入试管内，比较放出CO2的快慢。

在本人做此实验的过程中,常备以下问题困惑,和大家一起探讨：

一：

用药匙将碳酸钠、碳酸氢钠粉末放入气球比较麻烦；二：

过程中将碳酸钠、碳酸氢钠粉末倒入试管中很难做到“同时”，且有少量的的粉末黏在气球内壁；三：

偶尔气球还会挣脱试管，导致实验失败，学生也观察的不过瘾，直喊老师演示第二遍；四：

用固体粉末和未知浓度的盐酸反应比较放出CO2的快慢，感觉有些不当；五：

不利于挖掘碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的实质，突破这一高考难点。

为了解决这些问题，本人对传统的实验装置进行了一些改进，它不仅适合于教师演示，而且也适合于学生实验，整个装置简单，易于操作，实验效果良好，还能引导学生挖掘挖掘实验的内涵。

二、实验用品:

10mL、150mL塑料针筒各两个，硬质玻璃管两根，铁架台，滴定管夹，气球两个，试管两根，碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、盐酸溶液。

三、实验装置图及说明：

改进点：

（一）：

将气球设计成注射器方便药品的提取及气体的收集；

（二）将碳酸钠、碳酸氢钠粉末换成精准浓度的碳酸钠、碳酸氢钠溶液；未知浓度的稀盐酸换成精准浓度的盐酸，对比较放出CO2的快慢更有说服力。

四、实验操作：

（一）：

将两根上下相通的玻璃管，一端塞上橡胶塞，一根注入10ml0.6mol/L的Na2CO3溶液，另一根注入10ml0.6mol/L的NaHCO3溶液;

（二）：

将两根装好溶液的玻璃管上端塞上橡胶塞，并将150ml的注射器插入玻璃管上端的橡胶塞，将玻璃管夹在滴定管夹上。

（三）：

取两根10ml的注射器吸入2ml6.0mol/L的盐酸，插入玻璃管下端的橡胶塞中；

（四）向两根玻璃管中分两次注入1ml6.0mol/L的盐酸，观察实验现象；

五、改进的意义：

首先：

装置组装简单，操作方便快捷；二：

现象明显，便于学生观察，使学生了解科学探究的方法。

三：

有利于引导学生挖掘碳酸钠与盐酸反应的实质，突破难点。

其四，由教材中的定性实验设计成定量实验，培养了学生定性、定量的观念，形成对比的思想，提升了化学学科素养。

实验教学是化学教学的灵魂，环境保护是实验教学永恒的话题。

通过改进实验，给学生耳目一新的感觉，为学生插上思维创新的翅膀，激发学生自发进行装置改进的意识和兴趣，学生可能会提出更多，更好的设计方案；通过观察和对比，达到多目标的和谐统一，让学生感受化学设计之美。

比较人体吸入空气和呼出气体中水蒸气含量的实验设计

一、实验目的

1.保证科学实验的严谨性，对“对比”实验方法的深度研究。

2.教会学生勇于质疑、敢于创新的科学精神。

二、实验用品

水槽、烧水壶、玻璃注射器、打孔纸板、蜡烛、火柴、吸管、胶头滴管

三、实验装置图及说明

四、实验操作

1.收集。

分别用100ml玻璃注射器收集空气和呼出气体。

用蜡油对注射器口进行蜡封。

2.恒温。

将两个注射器卡入纸板，并放入装有热水的水槽中，水浴加热到同一温度。

3.控量。

将注射器取出，用针头将石蜡层打开，排出多余气体，调节体积都为100ml。

4.冷却。

冷却至室温，通过两个注射器的透光率来判断注射器内水雾的多少，进而比较空气和呼出气体中水蒸气的含量。

五、改进的意义

1.解决了教材对比实验中的不足：

直接向玻璃片上哈气，可是呼出的气体温度一般比周围空气温度高；而且呼气的气流速度较快会使其接触玻璃片会更多。

2.本实验改进适合用作翻转，课堂演示只须注意教学环节的设计，用品简单易得，操作不复杂，实验方法更科学严谨。

3.教会学生勇于质疑书本、教师，敢于创新的科学精神。

科学实验是严谨的。

4.让老师们懂得以教材为依据，又不生搬硬套，做合适的调整和挖掘，才是对教材的最好的利用。