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第一章 实验创新与化学学科的发展1

第一节　实验是化学发现的源泉1

一、实验是古代化学发现的摇篮1

二、实验促进了近代化学的发展2

三、实验是现代化学研究的工具3

第二节　实验是化学研究的方法4

一、实验探索物质的组成和结构4

二、实验揭示物质的性质和变化6

三、实验验证化学理论的真伪7

第三节　实验是科学创新的武器8

一、实验奠定化学理论的基础9

二、实验指导生产技术的革新11

三、实验创造新的化学物质12

四、实验改善人类生存的环境13

第二章　中学化学创新实验的特点15

第一节　化学创新实验的涵义15

一、实验本身的创新16

二、实验教学的创新28

第二节　化学创新实验的特点32

一、新颖性32

二、探究性33

三、绿色化33

四、启迪性34

五、趣味性35

第三节　化学创新实验的价值36

一、帮助学生更好地获得和全面了解化学学科知识36

二、激发学生的潜能，培养创新意识和创新能力37

三、帮助学生掌握科学的研究方法，培养严谨的科学态度38

四、增强学生学习化学的兴趣，树立科学的世界观38

第三章　化学创新实验的研究思路39

第一节　从文献资料中获得启示39

一、利用网络资源查阅实验文献39

二、利用文献资料获得实验选题41

三、利用文献资料提炼实验研究思路45

第二节　从疑难实验中发现课题48

一、疑难实验反应条件的探究48

二、疑难实验反应机理的探究54

第三节　在教学实践中揭示创新点57

一、从失败的实验情境中寻求创新点57

二、在改进“缺陷”实验中产生创新点59

第四章　化学创新实验教学的理论63

第一节　创新实验与教学创新63

一、实验教学的创新体现64

二、实验教学的创新途径70

第二节　创新实验教学目标的实现77

一、通过实验培养创新思维素质77

二、创新实验教学的有效模式80

第三节　验证性实验与探究性实验的整合84

一、探究性实验与验证性实验的差异84

二、验证性实验与探究性实验的整合87

第四节　化学创新实验的教学策略89

一、实验内容的选择要有新意90

二、实验方案的设计以学生为主90

三、实验教学的方法要多样化91

四、实验教学活动应循序渐进91

第五章　化学创新实验的教学方案设计93

第一节　落实知识目标的实验教学方案设计93

一、化学实验中的基础知识目标93

二、落实知识目标的实验教学方案设计94

第二节　体现科学方法的实验教学方案设计98

一、化学实验中的科学方法98

二、体现科学方法的实验教学方案设计99

第三节　体现创新意识的实验教学方案设计103

第六章　化学创新实验教学的评价112

第一节　化学创新实验教学评价的功能112

一、诊断和调节教学113

二、调动和激励学生主体参与114

三、激发和培养学生的创新意识115

四、记录学生的成长和发展116

第二节　化学创新实验教学评价的指标117

一、实验教学的创新性评价118

二、学生的参与度评价120

三、学生的活动表现评价124

四、学生思维发展的评价133

五、学生的实验作品评价137

第七章　有趣实验现象的本质探究139

第一节　多彩的变色现象139

一、显色“魔术师”140

二、神奇变色瓶143

三、多彩变色能手145

第二节　奇妙的燃烧现象152

一、由气体引起的燃烧实验152

二、由液体引起的燃烧实验154

三、固体的燃烧实验158

第三节　有趣的小制作163

一、电池制作实验163

二、化学工艺品制作166

三、其他小制作171

第八章　生活中的化学实验问题探究175

第一节　饮食中的化学问题探究175

第二节　空气中的化学问题探究181

第三节　生活常识中的化学问题探究186

第四节　生活日用品的简易制作192

第九章　化学“异常”实验探究198

第一节　化学“异常”实验的涵义198

一、何谓化学“异常”实验199

二、化学“异常”实验的教学价值201

第二节　化学“异常”实验成因探究202

一、反应机理的复杂导致的“异常”203

二、反应物的用量及浓度不同导致的“异常”205

三、实验装置的选择造成的“异常”207

四、反应温度的不同导致的“异常”212

第十章　反应条件控制的实验探究219

第一节　实验影响因素的控制和探究219

一、实验影响因素的控制220

二、实验影响因素的探究226

第二节　化学实验研究中的正交试验设计法237

一、正交试验设计法简介238

二、正交试验设计法的应用239

第十一章　实验装置及仪器的研究247

第一节　实验装置及仪器的创新方法247

一、组合法247

二、微缩法252

三、扩充法255

四、变形法257

五、替代法258

六、逆向法261

第二节　多角度、多方位的创新装置设计263

一、“铁与水蒸气的反应”实验装置研究264

二、“氢氧化亚铁的制备”实验装置研究269

三、“确定乙醇结构式”实验装置研究271

第三节　模拟工业生产的实验装置研究274

第十二章　实验中的安全问题探究282

第一节　化学实验中的安全问题概述282

一、与反应物性质相关的安全问题282

二、与实验操作相关的安全问题284

三、与实验装置设计相关的安全问题286

第二节　爆鸣实验的安全问题探究287

一、氢氧爆鸣实验288

二、氢氯爆炸实验289

三、氧气和乙炔爆鸣实验290

第三节　实验环境的安全问题探究291

一、有毒气体的处理方法292

二、尾气吸收专用装置295

三、毒气处理中的其他安全问题297

第四节　微型化学实验探究298

一、井穴板实验298

二、W管实验299

三、滤纸实验301

四、注射器实验303

第五节　从安全角度探索实验创新点306

一、教学实验的选择306

二、实验仪器改进309

三、实验装置优化310

第十三章　化学实验中传感器技术的应用312

第一节　传感器技术概述312

一、传感器技术简介313

二、传感器技术的特点317

第二节　化学实验中传感器技术应用研究318

一、传感器技术在定性实验中的应用318

二、传感器技术在定量实验中的应用329

参考文献343

第二章　中学化学创新实验的特点15

【案例2-1】过氧化氢催化分解制氧气反应条件的探究16

【案例2-2】氯水分解实验装置的改进19

【案例2-3】测定空气中SO2含量的实验方案设计21

【案例2-4】探究氯气性质的微型实验23

【案例2-5】浓硫酸使硫酸铜晶体失水的原理探究26

【案例2-6】以铝为原料制备氢氧化铝实验的教学活动29

第三章　化学创新实验的研究思路39

【案例3-1】镁在空气中燃烧产物的确定40

【案例3-2】蔗糖燃烧实验的催化剂研究42

【案例3-3】铜与浓硝酸实验改进44

【案例3-4】制取乙酸乙酯课堂演示实验的改进46

【案例3-5】氢氯爆鸣实验的光照条件探究48

【案例3-6】氨的催化氧化制硝酸反应条件探究50

【案例3-7】过氧化钠与水反应过程中酚酞褪色的新释疑55

【案例3-8】制备Fe（OH）2演示实验58

【案例3-9】氢气还原氧化铜实验改进59

【案例3-10】注射器在微型实验中的应用61

第四章　化学创新实验教学的理论63

【案例4-1】氯水成分探究性实验教学64

【案例4-2】FeCl3与Na2S反应实验探究66

【案例4-3】二氧化碳的性质和实验室制法的教学67

【案例4-4】白磷燃烧实验教学69

【案例4-5】验证质量守恒定律的学生实验71

【案例4-6】氯气与水反应实验的教学73

【案例4-7】铜与稀硝酸反应微型实验75

【案例4-8】原电池原理及其应用的教学80

【案例4-9】乙二酸化学性质实验教学82

【案例4-10】氨气的还原性教学88

第五章　化学创新实验的教学方案设计93

【案例5-1】固体醋酸钠使醋酸溶液pH增大的原因探究95

【案例5-2】硫酸铵、氯化铵混合物中硫酸铵的质量分数测定实验96

【案例5-3】氢气的性质探究性实验教学99

【案例5-4】实验探究氢气的爆炸极限100

【案例5-5】氨水性质实验教学101

【案例5-6】Na2CO3、NaHCO3固体与盐酸反应温差原因的探究103

【案例5-7】“喷泉”——一堂生动的化学实验探究课106

第六章　化学创新实验教学的评价112

【案例6-1】盐类水解实验从演示实验到学生实验113

【案例6-2】关于面粉爆炸实验的学生自我评价114

【案例6-3】铜与浓硝酸反应实验方案设计的评价116

【案例6-4】S同学的实验反思卡学期总结117

【案例6-5】亚甲基蓝变色实验设计的教师自我评价119

【案例6-6】乙醇性质实验中学生参与度的评价122

【案例6-7】教师在木塞炮弹实验中的观察评价123

【案例6-8】硫酸性质实验评价标准125

【案例6-9】蒸馏实验装置的安装实验操作技能评价126

【案例6-10】Fe（OH）2制备实验127

【案例6-11】质量守恒定律验证实验学生表现评价128

【案例6-12】学生对燃烧条件实验探究的体会130

【案例6-13】水的净化学生实验评价132

【案例6-14】学生设计实验自我评价136

【案例6-15】废旧电池溶液对植物危害记录评价138

第七章　有趣实验现象的本质探究139

【实验7-1】茶水变色140

【实验7-2】喷雾作画141

【实验7-3】“蓝瓶子”实验143

【实验7-4】“红瓶子”实验143

【实验7-5】“三色瓶”实验143

【实验7-6】“多色瓶”实验144

【实验7-7】时钟实验145

【实验7-8】示温涂料148

【实验7-9】碘水多变色149

【实验7-10】指纹检验151

【实验7-11】吹气生火153

【实验7-12】一吹即燃的蜡烛153

【实验7-13】滴水生火154

【实验7-14】水面鞭炮155

【实验7-15】火山爆发157

【实验7-16】点火飞蛇158

【实验7-17】火星写字159

【实验7-18】粉笔炸弹160

【实验7-19】纳米铁粉自燃162

【实验7-20】燃料电池的制作163

【实验7-21】番茄电池165

【实验7-22】铝器表面刻字166

【实验7-23】叶脉书签的制作167

【实验7-24】水中花园169

【实验7-25】自制银葫芦170

【实验7-26】硫化混凝土的制作171

【实验7-27】“汞心脏”实验172

第八章　生活中的化学实验问题探究175

【实验8-1】水果中维生素C的测定176

【实验8-2】水溶液中亚硝酸盐的检测177

【实验8-3】水的硬度及软水剂交换容量的测定179

【实验8-4】大气中氮氧化物浓度测定182

【实验8-5】大气中二氧化硫含量的测定184

【实验8-6】草酸能褪除蓝黑墨水的污迹吗？186

【实验8-7】尿糖的测定187

【实验8-8】鉴别真假白酒189

【实验8-9】碘盐中碘元素的测定190

【实验8-10】霜膏类化妆品的制备192

【实验8-11】活性炭的制备和应用探究193

【实验8-12】聚乙烯醇缩甲醛胶水的制备196

第九章　化学“异常”实验探究198

【案例9-1】高锰酸钾制取氧气时的异常产率分析203

【案例9-2】酚酞在碱性溶液中变色“异常”现象的研究205

【案例9-3】氯水分解实验的“异常”现象探究及其装置的改进207

【案例9-4】水沸点测定“异常”实验的探究209

【案例9-5】自来水遇酚酞变色“异常”现象的探究212

第十章　反应条件控制的实验探究219

【案例10-1】过氧化氢制氧气最佳催化剂的探究227

【案例10-2】0.618法探究炭粉和氧化铜反应的最佳质量比229

【案例10-3】氢氯爆鸣实验条件探讨231

【案例10-4】用NaOH溶液吸收保存氯气实验条件的探究233

【案例10-5】用简单比较法探究碳还原氧化铜最佳反应条件235

【案例10-6】银镜反应正交试验及其分析239

【案例10-7】实验室制氯气的最佳实验条件的探讨242

第十一章　实验装置及仪器的研究247

【案例11-1】钠与水反应系列组合实验248

【案例11-2】乙炔性质系列实验的组合设计250

【案例11-3】比较碳酸钠和碳酸氢钠热稳定性的套管实验251

【案例11-4】二氧化硫的制备和性质微型实验252

【案例11-5】微型气体发生器254

【案例11-6】“木炭具有吸附性”实验的改进256

【案例11-7】用于制备氢气的变形仪器257

【案例11-8】矿泉水瓶的妙用258

【案例11-9】滤纸的多种用途259

【案例11-10】用青霉素瓶做中和热反应实验260

【案例11-11】反接电极电解饱和食盐水262

【案例11-12】用T形管改进铁和水蒸气反应实验265

【案例11-13】用排水集气法改进铁与水蒸气反应实验266

【案例11-14】用具支试管改进铁与水蒸气反应实验267

【案例11-15】用加热固体法改进铁与水蒸气反应实验268

【案例11-16】用针筒和具支试管制备Fe（OH）2269

【案例11-17】复分解反应法制Fe（OH）2270

【案例11-18】对“确定乙醇结构式”实验的改进272

【案例11-19】对“确定乙醇结构式”实验的再改进273

【案例11-20】模拟工业合成氨制氨气274

【案例11-21】“醇的催化氧化”模拟工业装置276

【案例11-22】“二氧化硫的催化氧化”模拟工业装置277

【案例11-23】模拟工业SO2吸收实验装置278

【案例11-24】侯氏制碱法模拟实验280

第十二章　实验中的安全问题探究282

【案例12-1】浓硫酸稀释实验中的安全问题及分析285

【案例12-2】氢氧爆鸣安全实验装置研究288

【案例12-3】氢氯爆炸简易安全装置290

【案例12-4】氧气和乙炔安全爆鸣法291

【案例12-5】蔗糖与浓硫酸的反应292

【案例12-6】SO2气体使品红溶液褪色实验293

【案例12-7】浓硫酸与铜的反应294

【案例12-8】铜和浓硝酸的反应295

【案例12-9】有害气体的简易吸收装置296

【案例12-10】一氧化碳还原氧化铜（或氧化铁）实验297

【案例12-11】铜与硝酸反应的微型实验298

【案例12-12】W管的应用299

【案例12-13】滤纸在钠与水反应实验中的应用301

【案例12-14】以滤纸为载体的白磷自燃实验302

【案例12-15】在滤纸上进行的置换反应302

【案例12-16】自制爆鸣器303

【案例12-17】有毒气体实验304

【案例12-18】镁与氧化铜的反应306

【案例12-19】一氧化碳还原金属氧化物实验改进307

【案例12-20】“香妃竹”实验方案改进308

【案例12-21】丁烷灯309

【案例12-22】H2还原CuO实验改进310

第十三章　化学实验中传感器技术的应用312

【案例13-1】压强对化学平衡的影响319

【案例13-2】硫酸与氢氧化钡溶液反应本质的认识321

【案例13-3】不溶性物质在水中的溶解性研究323

【案例13-4】温度对氯化铁水解平衡的影响327

【案例13-5】胃药疗效的测定及分析330

【案例13-6】影响大气“温室效应”的因素探究（片段）334

【案例13-7】水样中亚硝酸盐含量的测定337