『壹』 初中化學所有實驗
中學化學實驗大全
出版說明 第一章 緒論
第二章 中學化學實驗室
第三章 中學化學實驗儀器與設備
第四章 中學化學常用試劑
第五章 中學化學實驗基本技能
第六章 化學基本概念、基本定律和基礎理論的實驗
第七章 非金屬元素及其化合物的實驗
出版說明
化學是一門以實驗為基礎的學科。化學學說和理論的確立往往是從實驗得到啟發，又通過實驗予以驗證和完善。
在中學階段培養學生的化學實驗技能是整個教學環節中的重要一環。由於各種原因，在一段時期內，比較注重學生筆頭知識的教育，而對化學實驗技能的培養重視不夠。現在，這種情況正在逐漸改變。為了滿足教學的需要，我們組織江蘇省一些學校的教師編寫了這本《中學化學實驗大全》。
本書共十六章，大致可以分為三個部分。第一部分（一至五章）的主題是實驗室建設、管理、設備及基本操作技能。第二部分（六至九章）的主題是教學大綱規定做的以及與教材內容密切有關、根據需要可考慮選做的實驗，除介紹操作步驟外，還介紹注意事項和其它實驗方法。第三部分（十至十六章）的主題是實驗改進、投影實驗以及課外實驗、自製儀器和葯品等。附錄輯錄了一些常用資料。
本書在編寫過程中，參閱了有關資料，恕不一一列出，謹致謝意。
參加本書編寫工作的作者所在單位有蘇州大學、南京師范大學、南京師范大學附中、蘇州中學、常州中學、揚州中學、江蘇教育學院、江蘇教育學院附中、鎮江一中、常州二中、奔牛中學、省教研室等。
全書承諸松淵、陳亦梅同志精心審閱，陳亦梅同志還擔任了統稿工作。錢景淵、錢紅同志繪制了全部插圖。王強新、張桂秋、陳進以及鄒正、李卉鵑等同志也為本書編寫做了不少工作，並提供了一些資料。
由於執筆者眾多、內容涉及面廣以及編寫時間較早等原因，書中可能會存在一些欠缺或差錯，敬請讀者批評指正。
江蘇科學技術出版社
1987年10月
第一章 緒論
一、中學化學實驗在教學中的意義和作用
二、中學化學實驗的內容和形式
三、對各種形式實驗的基本要求
一、中學化學實驗在教學中的意義和作用
化學是以實驗為基礎的科學，它的發生與發展和實驗息息相關，所以化學實驗在化學教學中佔有十分重要的地位。
化學現象的發生和發展是很復雜的，用文字敘述往往不易透徹地講清和理解這些復雜變化的實質。而通過對一些實驗現象的觀察、分析，有助於認識變化的實質，藉以加深對教學內容的理解，達到提高教學質量的目的。
在中學階段，學生剛開始學習化學，在教學過程中必須加強對學生化學實驗的技能和能力的培養，使他們能正確地掌握化學實驗的基本操作方法和技能；必須注意理論與實際的結合，培養學生實事求是的學風、嚴肅認真的科學態度以及探討問題的科學方法。
實驗在化學教學中起著重要的作用：
1.幫助學生形成化學基本概念、理解化學定律和化學原理
例如要學生建立關於氧化-還原的初步概念，可以先從碳、硫、鐵等物質在氧氣里燃燒的實驗來形成氧化概念，通過氫氣和氧化銅反應的實驗來形成還原概念，再從這個實驗里生成物銅和水的分析來形成氧化-還原概念。同樣，通過稱量物質發生化學反應前後各反應物質量總和跟各生成物質量總和相等的實驗來論證質量守恆定律；用溶液的導電性實驗導出電離理論，都是從生動的直觀提高到抽象的思維，使學生牢固地掌握這些知識。
2.有利於學生掌握物質知識和聯系生產實際
中學化學實驗里有許多是關於物質的制備和性質以及各類物質相互轉化的內容。例如氧氣、氫氣的製法；氫氣在氯氣里燃燒；接觸法制硫酸；氨催化氧化法制硝酸；單質、氧化物、酸、鹼和鹽的相互轉化；醇、醛、羧酸等類的轉化等等。
3.培養學生的觀察能力、分析和解決問題的能力以及思維能力
例如，在做金屬鈉跟水反應實驗時，可以要求學生仔細而全面地觀察所發生的一切現象，分析發生這些現象的原因，然後加以綜合，得出鈉是一種密度小、熔點低、呈銀白色、具有美麗光澤、化學性質非常活潑、燃燒時能發出黃色火焰的金屬的結論。還有一些實驗習題，要求學生通過實驗來解答問題。例如，要求用三種不同方法製取硫酸鎂；用化學方法除去熱水瓶內的水垢；用實驗證明氯酸鉀里含有鉀、氧和氯三種元素；不另用其它試劑鑒別硫酸、氯化鋇、硫酸鈉、碳酸鈉的溶液等。這些都要求學生設計實驗的方法、寫出所需用的儀器和葯品、繪出實驗裝置圖、說明操作過程，然後通過實驗，從實驗的結果來解答問題。
4.可以教會學生正確地掌握實驗的基本方法和基本技能
在做化學實驗時要用到許多儀器，有些簡單的裝置要自己裝配；還有許多基本操作，如葯品的稱量和取用，試劑的加熱、蒸發、蒸餾、過濾、萃取等操作，都有一定的規范。只有正確地掌握這些方法和技能，實驗才能取得成功。
5.增強學生化學計算和繪制圖表的能力
有些實驗需要運用化學計算。例如配製一定濃度的溶液，測定硝酸鉀在水裡的溶解度並繪制它的溶解度曲線圖，硫酸銅晶體結晶水含量的測定，阿佛加德羅常數的測定，中和熱的測定，酸鹼中和滴定等。
二、中學化學實驗的內容和形式
中學化學實驗的內容大致分為下列六種類型：
1.化學基本操作練習的實驗 2.闡明化學基本概念和基礎理論的實驗 3.物質的制備和性質的實驗 4.測定物質的含量和物理常數的定量實驗 5.聯系工農業生產的實驗 6.解決一些綜合性的簡單問題的設計實驗
化學基本操作實驗對各個年級有不同要求（見本章末），它貫穿在全部實驗之中，必須在一開始就注意操作的規范化，教會學生正確的操作方法。
闡明化學基本概念和基礎理論的實驗主要是根據實驗現象，逐步引導學生由表及裡、由感性到理性地認識事物的本質。例如通過溶解的熱效應來認識溶解的本質，通過氯化銅在電流作用下發生氧化-還原反應來形成電解概念等。這類實驗要選擇有代表性的，現象要明顯，裝置要簡單，操作要方便，讓學生能看清實驗的主要現象。
物質的制備和性質實驗在中學階段是大量的，也是主要的。關於性質實驗，可以用邊講邊實驗形式進行，在進行這類實驗時要使學生了解反應原理，避免「照方抓葯」。還要使學生了解操作原理，即使用同一種儀器，由於實驗的目的不同，所用的試劑不同，操作的方法就有所不同。例如在溶液中萃取某一種溶質，必要時可以用塞子塞住試管口作上下的劇烈振盪，而不是用一般振盪試管的方法。
測定物質的含量、物理常數等定量實驗要注意從微觀的、定量的、推理的角度來研究物質的結構和變化的規律，發揮理論在教學中的指導作用。這些實驗對操作技能的要求比較高，要求所得的結果與理論數值相接近，但在中學里因受設備條件的限制，採用的實驗方法一般都比較簡單，加上學生操作技能和其它因素的影響，實驗結果可能會有一定的誤差，這就要實事求是地分析產生誤差的原因。
結合工農業生產的實驗在中學階段只要求能闡明生產的基本原理，不涉及生產中的技術細節問題。
讓學生獨立設計實驗，即實驗習題，是綜合運用基礎知識和實驗技能來解決問題的一種實驗方式。它要求學生根據實驗習題的要求獨立設計實驗方案，提出所應用的化學原理，說明操作過程和預期的實驗結果。
以上這些實驗內容是通過不同的實驗形式進行的，如演示實驗，邊講邊實驗和學生實驗等。至於究竟應採取哪一種形式，這要根據實驗的目的、要求、學生的具體情況和學校的設備等來確定。
三、對各種形式實驗的基本要求
（一）演示實驗
（二）邊講邊實驗
（三）學生實驗
（四）實驗習題
一）演示實驗
一般有下列特點的實驗可採用演示實驗形式進行。
1.闡明主要化學概念和化學理論的實驗
例如有關形成分子概念、原子概念、氧化-還原反應概念、電離理論等的實驗。
2.關於物質的製取和性質的實驗
有些實驗雖然是很普通的，如氧氣、氫氣、氯氣、二氧化碳氣體等的製取和性質，在學生初次接觸時，為了使他們能很清楚地看到這些實物及其特徵性質，就必須進行演示實驗。
3.實驗裝置比較復雜，操作要求比較高的實驗
當學生還沒有掌握這些實驗所必要的操作技能時，不能讓學生去做，而要由教師來演示。例如水的電解實驗，氫、氯混和氣體的爆炸實驗等。
4.使用劇毒葯品的實驗
例如白磷和液態溴的取用、一氧化碳還原氧化鐵等實驗由教師演示比較合適。
5.需用大量試劑才能獲得明顯結果的實驗
如鋁熱劑反應、塵炸、二氧化碳熄滅汽油的燃燒等。
6.指導學生掌握基本操作的實驗
如正確取用試劑，用試管夾夾住試管後在酒精燈上加熱，裝置儀器的操作步驟一般應由下而上、從左到右的安裝等。
要保證演示實驗一定能成功，必須注意下列各項基本要求。
1.精密而細致的准備
首先要注意儀器裝置是否符合要求，是否整齊清潔，即使細小的部件也要加以注意。例如彎曲得不好的玻璃管，大小不相稱的儀器，高低不適合的裝置，都會給學生以不良的印象。其次是用品和試劑的准備。有些細小的用品如玻璃棒、火柴、葯匙等是否齊全，試劑是否適用，溶液的濃度是否恰當，都須事前進行檢查。有時市上出售的澱粉要有所選擇，直鏈澱粉遇碘溶液時呈藍色，而支鏈澱粉則呈紅紫色；有時二氧化錳中混有炭粒，在作為分解氯酸鉀的催化劑製取氧氣時就有發生爆炸的危險。用鋅和硫酸反應制備氫氣時，如果硫酸的濃度不適當，反應就會很慢。
教師在准備演示實驗時，預做一次是很重要的，在預試時發現問題，可以及時加以調整和改進。
2.合理布置演示桌
一般以教師自己為准，把需用的儀器放在桌子的左邊，而試劑葯品放在右邊。最大的器皿放在前排，較小的物品依次放在後排。桌子的中央空著留作進行演示實驗用。如果在一節課內要進行好幾個實驗，也可以把所需的儀器葯品都放在桌子的左邊，當做完一個實驗後就把不需要的物品移到後邊去，這樣可以使實驗的進行井然有序。如果所需的儀器和試劑過多，實驗桌子不夠放時，可以接上一隻桌子。如某一實驗裝置較復雜，需要在上課前預先裝配好，也可以把成套裝置放在另一隻桌子上。
3.注意直觀效果
應注意儀器大小的選擇。有時使用普通試管進行實驗，只能使前幾排學生看到有少量沉澱產生，能辨認出是什麼顏色或試管壁上有水滴附著。為了使全班學生都能看到這些現象，就應選用較大的燒杯進行演示。有時為了幫助學生鑒別物質的顏色，可以用白色襯板襯托在器皿後面。要鑒別試管中是否有微量沉澱產生，可以用襯板襯在後面觀察溶液是否渾濁。襯板常用30厘米見方的硬紙板製成，一麵糊上白紙，一麵糊上黑紙。為了使學生看清楚天平上指針的移動或所指的位置，可以在標尺上裝一個標上黑線條的白色紙屏。為了使坐在後排的學生也能看清楚反應現象，可以在演示桌上架一隻小的演示台，把儀器裝置墊高一些。目前幻燈機的使用已很普遍，有些實驗可以把化學反應的現象放大後放映在屏幕上，直觀性就更強了。
4.突出裝置的重點部分
用普通燒瓶和長頸漏斗來裝氣體發生器時，應突出長頸漏斗的下端要插入液面下，因為這是這套裝置的一個關鍵。又如用氫氣還原氧化銅實驗裝置的重點是還原部分，應突出發生還原反應的試管而不是氣體發生器。突出裝置的重點部分就是要求把這部分裝置安排在前排突出的部位，便於觀察。有時還要把重點部分交待清楚，指出觀察的方法。例如要觀察氫氣燃燒後在燒杯壁上有無水珠生成，應指出觀察時要比較燃燒前後燒杯壁上的現象。為了突出這一點，實驗所用的燒杯必須冷而乾燥。再如用等量的木炭粉末與氧化銅反應要觀察還原出來的銅，可以把生成物倒在白紙上觀察。
5.重視示範作用
一切操作都要規范化，有些操作雖簡單，例如打開試劑瓶時瓶塞在桌上的放法，傾倒試劑時瓶簽的方向，點燃酒精燈後火柴梗的處理，熄滅酒精燈時燈帽的蓋法，在天平上稱量物質後取去砝碼和稱量物的先後次序，也必須按操作規程進行。
6.保證實驗安全
在實驗過程中，應嚴格遵守操作規程。對劇毒葯品、強腐蝕和易燃物品的保管和使用，必須遵照安全規則處理。對容易發生事故的實驗，必須採取安全措施加以預防。在實驗過程中，還要結合具體實驗內容向學生進行安全教育。
7.合理安排時間
有些演示實驗需要較長的時間才能獲得結果，可以採取一些措施來彌補。（1）用少量試劑使反應容易完成。例如測定晶體里結晶水的含量、物質的溶解性和化學反應速度等實驗。（2）作某些預處理。如製取甲烷、乙烯時可預先加熱以縮短演示所需的時間。（3）預制產品。在演示某一段操作步驟後，拿出預先製得的中間產物或成品來展示和講解。例如糖類發酵製取乙醇、油脂的皂化反應等都可以這樣做。（4）利用產物的特徵性質，看到一些顏色或聞到一些香味即可。例如乙酸乙酯的制備，聞到它的香味就表示反應已在進行。在不影響學生觀察實驗的前提下教師可以利用等待實驗結果的時間進行適當的講解。
8.發揮教師的指導作用
在實驗一開始就要指出實驗的目的，在實驗過程中要指導學生觀察現象，指出觀察些什麼和怎樣觀察。在實驗結束時，教師要引導學生作出結論。
（二）邊講邊實驗
這種實驗方式一般是在課堂內結合講解新教材時進行的。有些實驗裝置比較簡單，操作容易進行，而用演示實驗方式進行又不容易使學生看清楚現象，例如研究物質的物理性質的實驗，在設備條件和安全條件許可下，可以用邊講邊實驗的方式進行。但不是所有實驗都可以用這種方式進行，它受物質條件和時間的限制，遇到實驗結果不完全符合要求的時候，就得花時間來進行分析和解釋。因此，對邊講邊實驗的要求也就更高。
1.准備和檢查工作要特別細致
由於學生較多，儀器和葯品的品種和數量較多，容易發生差錯或遺漏，實驗就會做不起來。有時試劑失效或濃度不當，就得不到正確的結果。
2.實驗目的和操作方法要交待清楚
在實驗開始時必須把實驗的目的交待清楚，讓學生了解為什麼要做這個實驗，要觀察些什麼現象，要獲得什麼結果。對實驗的操作方法、試劑應用的數量、儀器使用的方法、加熱溫度的高低、葯品的性能等等都要交待清楚，以期獲得較好的實驗結果。
3.要善於組織和指導學生進行實驗
在實驗過程中，教師要留意觀察各個小組的實驗情況，如果發現不符合操作規程，就要糾正錯誤，指導正確的操作方法。如果發現試劑的用量不當，也要及時指出。如果實驗沒有得到正確結果，就要分析導致失敗的原因，指出改進方法。有時還要處理可能發生的事故。
4.要逐步提高實驗操作要求
在低年級最初的實驗課上可以先由教師作示範操作，讓學生學著做。以後要提高一步，在實驗前把目的、操作步驟、使用試劑的數量等解釋清楚，讓學生自己進行操作，教師適當地加以指導。在學生積累了一些實驗知識和經驗後可以再提高一步，教師只需說明實驗的目的和要求，讓學生自己考慮應用試劑、實驗步驟和操作方法。
（三）學生實驗
學生實驗一般是在學完一章或一個單元教材之後進行的，它的目的在於鞏固和加深理解已學過的教材，把知識運用於實際，培養化學實驗基本技能，運用實驗方法解決一些不太復雜的實際問題。中學生實驗技能的培養主要包括這幾個方面：（1）取用試劑和使用基本儀器的技能，如固體葯品和液體試劑的取用，濃酸、濃鹼和指示劑的使用，托盤天平、量筒、試管、燒杯、燒瓶、長頸漏斗、酒精燈、量瓶、滴定管的使用等。（2）儀器的連接和簡單裝置的裝配技能，如玻璃導管和橡皮管的連接，橡皮塞的選配，過濾器、蒸餾裝置、氣體發生器的裝置，氣密性的檢查等。（3）基本實驗技能如振盪、攪拌、加熱、過濾、傾瀉、蒸發、蒸餾等。（4）實驗的記錄和設計技能，包括記錄實驗現象和數據、寫實驗報告、繪裝置圖和設計實驗習題的解答方案等。
學生實驗對學生的要求是要能有準備地自覺地做好實驗，對教師的要求除了實驗所需的儀器葯品必須有充分細致的准備外，還要對學生有適當的預習指導。
1.實驗前的准備和布置
分發儀器前先要檢查儀器是否完好。葯品最好每組有一套，否則也必須多備幾套放在公用桌上，以免學生取用時造成擁擠現象。學生實驗前，教師要將實驗先做一遍，藉以檢查用品是否齊全，試劑是否合適。實驗內容要及早通知學生作好准備，使學生在實驗前明確要做些什麼，怎樣操作以及為什麼要這樣做的道理。
2.實驗開始時的指導和檢查
實驗開始時教師要作精簡扼要的講話，說明實驗的要求、注意事項和成敗關鍵。對於可能有危險發生的操作要著重指出，引起學生注意，以防發生事故。在實驗開始時檢查學生的准備情況也很重要，可以扼要地提問，同時也可以讓學生提出問題作必要的解答。
3.實驗過程中的巡迴指導
教師要全面地觀察學生的操作情況，實施個別指導。如果發現有許多學生的操作不符合要求，可以讓大家暫停實驗，把問題講清楚後再繼續進行。要求學生把實驗中看到的現象或測得的數據及時地、實事求是地記錄下來或直接填寫在實驗報告紙上。
4.實驗的結束工作
實驗結束時教師應作小結，指出學生在實驗過程中的優缺點並分析實驗成敗的原因，最後，布置學生寫好實驗報告，洗滌儀器，整理實驗用品並做好實驗室的清潔工作。
（四）實驗習題
前面所述的三種實驗形式都是在教師精心設計之下進行的。實驗習題也是一種學生實驗，但要求不同，它要求學生通過實驗來解決問題。實驗習題涉及的知識面較寬，要求學生靈活運用已學到的知識，自己設計實驗方案，提出所要使用的儀器、葯品的種類、規格和數量，實驗的操作步驟，估計可能發生的現象，然後通過實驗來作出正確的結論。要做好這項工作，教師和學生都要作好充分准備，對於教師來說，應做好下面幾項工作。
1.精心布置習題
在實驗前幾天，教師應把習題布置給學生。習題的數量不宜過多，類型可以多樣化。全班學生可以做相同的習題，也可以把習題分成幾組讓學生做不同的習題。習題內容應適合學生的知識水平和實驗技能，還要估計這些實驗內容在規定的實驗時間內是否可以完成。要求學生了解習題的目的要求，精密擬訂解題的實驗方案，確定實驗步驟，擬出所需儀器、試劑的品種、規格和數量，考慮實驗的操作方法，估計可能出現的現象，把它們寫成書面設計，在實驗前一、二天交給教師。經過教師審閱批准後進行實驗。然後根據實驗結果，加以分析、判斷，得出正確的結論，最後寫出實驗報告。
2.指導擬訂方案
解題的實驗方案可以由學生各自擬訂，也可以在個人准備的基礎上進行小組討論，相互啟發，集思廣益，選出最佳方案。為了幫助學生思考問題，可以在布置習題時給以適當的指導。例如指出在考慮制備物質時，應根據反應物的劑型和數量來選用儀器的品種和大小以及裝置的方法。在考慮鑒別物質的方法時，首先應注意各種物質的特殊性質，同時要考慮到還有哪些物質可能也有相似的性質。例如二氧化碳不能燃燒又不能助燃，而氮氣也是既不能燃燒、又不能助燃的。這就要進一步採用其它方法予以鑒別。要考慮到操作時還有一個步驟上的先後問題。例如要鑒別氯離子和硫酸根離子，如果先用硝酸銀檢驗，兩種溶液里都有白色沉澱生成。先用氯化鋇檢驗，可以把硫酸根離子鑒別出來，因為它跟氯化鋇反應會產生白色沉澱而氯離子則不能。
有一些比較復雜的問題，學生在擬訂解題方案時會存在一定的困難，教師就要有針對性的啟發或提示。例如有這樣一個問題，「不另用其它試劑，鑒別以下溶液：NaBr、AgNO3、HCl、Na2CO3」。教師可以提示學生將這四種物質列成如前頁表格，分析它們兩兩發生反應的結果，以啟發學生找出解題的思路。
3.准備實驗用品
學生所擬訂的實驗方案很可能不完全相同，應用的儀器試劑就會多種多樣。教師在准備實驗用品時必須做到充分而又細致，以免臨時發生問題，妨礙實驗的進行。當實驗用品准備好後，教師還要預試一遍，掌握實驗情況，屆時就指導有方。有時為了避免實驗用品過多，准備時有困難，可以先根據最佳方案作準備，然後再加以補充。有時學生的方案是錯誤的或存在某些缺點，不可能獲得正確的結論。如果在操作時不會發生危險，教師也可以為他准備所需的實驗用品，讓他試一試，分析失敗的原因，從中獲得教訓後加以改進。
4.注意操作規范
有時方案是可行的，由於操作上的失誤而失敗了，例如，鑒別幾瓶溶液時，用玻棒分別蘸取各溶液後，又在同一容器內洗滌，就可能得出錯誤的結果，所以必須注意操作的規范化。要告訴學生在鑒別物質時不要把所給的試樣在一個實驗里全部用完，如果某一個方法不成功，還可以把餘下的試樣用其它方法來檢驗。用石蕊試紙檢驗溶液的酸鹼性時，不要把試紙浸入溶液里，應該用潔凈的玻璃棒蘸取一些溶液滴塗在試紙上。取用不同的固體葯品要用不同的葯匙。吸取過一種試劑的滴管要洗凈後再吸取另一種試劑等等。
總之，加強實驗教學是提高化學教學質量的重要環節。除教材規定的實驗以外，還要盡可能多開展一些課外活動，讓學生多思考、多動手、多練習，加強培養他們獨立進行實驗的能力。
下面是錄自現行《中學化學教學大綱》中有關化學實驗的三個表格。
表1—1各年級培養使用儀器用品的技能參考表
續表
表1－2各年級培養實驗操作的技能參考表