高中化学微型实验

化学是一门以实验为基础的学科，化学实验是学生在学习化学这一学科的过程中必须完成的重要实践活动。为配合化学学科教学，我们以《普通高中化学课程标准（2017年版　2020年修订）》为依据，结合课程改革的实际和微型化学实验的特点编写了《高中化学微型实验》。本书以发展学生的逻辑思维和创造性思维，培养学生化学实验技能、科学探究能力，提高学生的科学素养为目的，重视开发实验教学功能，强调科学探究活动的设计，注重探究过程与结果的关系，用简单的实验体现动手实践的思想，力求能促进学生学习方式的转变。
本书根据普通高中教科书《化学》（必修 第一册）和《化学》（必修 第二册）教材内容进行编排，设计了72个实验探究活动。把教材中的常规实验从原理、装置和方法上按照化学实验的绿色化要求进行重新设计，使化学实验尽可能做到简单化、生活化和微型化，使实验更好地配合和方便学生主动学习。部分实验设计成探究式实验的方案，尽量应用微型仪器、生活废弃物或日用品按创新性新实验的设计与方法来开展相关实验活动，既是绿色化学思想与可持续发展观念在实验中的体现，又能在教学中容易实现人人动手操作，可较好地培养学生的动手能力。
各实验探究活动中，设置了“实验仪器与药品”“实验方法与操作”“实验记录与分析”“思考与讨论”等栏目。在一些难度较大或有一定危险性的实验中，还增设了“经验提示”“信息在线”和“警示灯”等内容，以便及时提供信息的支援和警示。实验中采用的仪器、装置和操作，均以图示的方式来展现，图文互补，使学习多些生动，少些枯燥，以求有助于激发学生的阅读和学习兴趣，帮助学生快速、准确地掌握实验的方法和要领。部分实验探究活动还设计了“实践大课堂”“DIY大制作”“实验综述”“体会与交流”等栏目，以引导学生积极地投入学习活动中，给学生提供更多的思维空间，主动构建新知识。一些栏目中，留有必要的表格或空行，方便学生在实验过程中即时填写、回答，积极参与，主动思考，边学边练。
利用信息技术支持学习的引导，通过手机扫描二维码可以获取实验思考与讨论的提示参考答案和部分实验视频，为学生提供可观察的化学现象和实验操作，供学习参考，能更准确、直观地掌握实验操作要领。本书中的化学实验微型化设计，在有助于开展各种形式的教学活动方面作了有益努力，因此本书既是教师实验教学的备课资料，又是学生进行实验设计和实验操作的学习参考用书。重视化学实验与生活、技术的联系，注重用实验探究的方法解决实际问题。突出学习方法的指导，着重于学生的自主探究，使多数实验既可以在教师规划下的教学进程中进行，也可以在课外活动或家庭中开展，体现了以学生为“主体”的教学新理念。
本书的实验设计是以岭南师范学院研制开发，获得七项国家专利的“中学化学微型实验仪器箱（ML-Ⅱ）”作为主要仪器。该套仪器设计精巧新颖、小巧玲珑、配置合理、通用性强、装拆方便，可根据实验的要求，灵活组装成满足各种实验需求的装置，实验功能较为完备。
学生在使用本书开展微型化学实验之初，可以将书中所述实验作为模仿学习的例子，待熟练掌握微型实验的仪器和操作方法后，即可将书中所述实验作为实验探究的参考，开展多样性的、富有特色的实验设计。我们希望通过本书，能为中学普及微型化学实验、学生得到更多动手操作的机会、可以随时开展实验探究略尽绵薄之力。
本书由沈戮、彭兰贞、谭高亮主编，夏加亮、杨康凤、范秀红、李昆昊参编。编写过程中还得到了黄洁莹、赖万莲、钟芷琦、徐焉然、曾斯敏、刘琳婷、许婉雯等人的大力支持，在此表示衷心的感谢！
由于编者水平所限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

编者  　
2023年5月

沈戮，岭南师范学院化学化工学院，化学教育系主任，副教授，长期从事化学类课程的教学和科研工作。对微型化学实验进行了细致、深入的研究，取得一定成果。主持广东省教育科学“十五”规划项目《开展微型化学实验与实现创新教育模式的研究》，成功研制出中学化学微型实验仪器，仪器设计取得七项国家专利。

《高中化学微型实验》根据普通高中教科书《化学》（必修 第一册）和《化学》（必修 第二册）教材内容进行编排，设计了72个实验探究活动。实验中采用的仪器、装置和操作均以图示的方式来展现，图文互补，可帮助学生快速、准确地掌握实验方法和要领。
《高中化学微型实验》较为系统地介绍实验原理，巧妙地进行各种实验多样性方法的设计，适合在课堂上进行探究性教学，能较好地将制备实验和物质的合成与性质鉴定实验综合起来，可实现常规实验微型化、微型实验系列化，使学生用尽可能少的试剂、在有限的时间内获取更多所需化学信息，符合绿色化学理念。
《高中化学微型实验》可作为高中学生学习化学课程的参考书和实验指导书，也可供高中化学教师备课及家长辅导使用。

上篇 微型化学实验介绍	001
学生实验要求	002
一、什么是微型化学实验	003
二、微型化学实验的仪器	007


下篇 高中化学微型实验活动与探究	017
普通高中教科书《化学》（必修 第一册）	018
第1专题　物质及其变化	018
实验天地1-1　氢氧化铁胶体的制备及性质探究	018
实验天地1-2　胶体的电泳	021
实验天地1-3　物质的导电性	024
DIY大制作　自制简易的导电仪	026
实验天地1-4　离子反应及其发生的条件	027

第2专题　海水中的重要元素——钠和氯	032
实验天地2-1　钠的性质	032
实验天地2-2　氧化钠和过氧化钠的性质	035
实验天地2-3　碳酸钠的性质	038
实验天地2-4　碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较	040
实验天地2-5　焰色反应	044
实践大课堂　家庭小实验—火焰的颜色	047
实验天地2-6　氯气与金属、非金属单质的反应	047
实验天地2-7　氯水的漂白作用	052
实践大课堂　日常生活中常用含氯化合物的性质与用途	057
实验天地2-8　卤素离子的检验	057
实验天地2-9　综合实验：钠及其化合物的性质	060
实验天地2-10　综合实验：氯气的制备与性质及次氯酸钠的性质探究	063
实验天地2-11　综合实验：电解食盐水	068
实验天地2-12　实验活动1：配制一定物质的量浓度的溶液	071

第3专题　铁 金属化合物	076
实验天地3-1　铁与水蒸气反应	076
实验天地3-2　铁的氢氧化物	078
实验天地3-3　不同价态铁元素相互转化的探究	080
实验天地3-4　铝的性质	083
实验天地3-5　综合实验：铝的化合物的性质	085
实验天地3-6　实验活动2：铁及其化合物的氧化性和还原性	087

第4专题　物质结构?元素周期律	091
实验天地4-1　钾与钠金属性的强弱比较	091
实验天地4-2　卤素非金属性的强弱比较	093
实践大课堂　探究市售食盐中是否含有碘元素	095
实验天地4-3　镁与铝金属性的强弱比较	095
实践大课堂　辩论赛—是否应该停止铝制饮料罐的使用	098
实验天地4-4　综合实验：氢氧化铝的制取和性质	099
实验天地4-5　实验活动3：同周期、同主族元素性质的递变	101
实践大课堂　设计不同类型的元素周期表	106

普通高中教科书《化学》（必修 第二册）	107
第5专题　化工生产中的重要非金属元素	107
实验天地5-1　二氧化硫的性质	107
实验天地5-2　浓硫酸的吸水性和脱水性	111
实验天地5-3　浓硫酸的强氧化性	114
实验天地5-4　硫酸根离子的检验	116
实验天地5-5　不同价态的硫元素间的转化的探究	118
实践大课堂　雨水pH的测定	120
实验天地5-6　硝酸和氮氧化合物的性质	121
实验天地5-7　氨的性质	123
实验天地5-8　氨气的实验室制法及其溶于水的性质	127
实验天地5-9　铵盐的性质	130
实验天地5-10　硅酸和硅酸钠	132
实验天地5-11　综合实验：二氧化硫的制取和性质	134
实践大课堂　辩论会—是否应该禁止燃放烟花爆竹	137
实验天地5-12　综合实验：浓硫酸与木炭反应及产物的检验一体化	137
实验天地5-13　综合实验：硝酸与铜反应及NO、NO2的相互转化	139
实践大课堂　小论文—氮氧化物对环境的污染	143
实验天地5-14　综合实验：喷泉实验探究	143
DIY大制作　反复变色喷泉的制作	148
实验天地5-15　实验活动4：用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子	149
实验天地5-16　实验活动5：不同价态含硫物质的转化	152

第6专题　化学反应与能量变化	156
实验天地6-1　化学反应中的热量变化	156
实验天地6-2　化学能转变为电能	158
实验天地6-3　用生活物品制作原电池的探究	161
实验天地6-4　原电池和金属活动性顺序	164
实验天地6-5　影响化学反应速率的因素	166
DIY大制作　橙汁变可乐，可乐变橙汁	169
实验天地6-6　化学反应的限度	169
实验天地6-7　综合实验：氢氧燃料电池	171
DIY大制作　简易氢氧燃料电池的制作	173
实验天地6-8　实验活动6：化学能转变为电能	174
实验天地6-9　实验活动7：化学反应速率的影响因素	176
DIY大制作　“大象牙膏”实验	181

第7专题　有机化合物	182
实验天地7-1　甲烷的制备及性质	182
实验天地7-2　乙烯的制备及性质	186
实践大课堂　家庭小实验—烷烃、烯烃的探究	190
实验天地7-3　乙炔的制备及性质	190
实验天地7-4　苯的性质	192
实验天地7-5　乙醇的性质	194
DIY大制作　自制固体酒精	197
实验天地7-6　乙酸的性质	198
实验天地7-7　乙酸乙酯水解的探究	200
实验天地7-8　糖类物质的性质	202
实验天地7-9　蔗糖的水解	204
实验天地7-10　淀粉的性质	206
实验天地7-11　蛋白质的性质	209
实验天地7-12　综合实验：烷烃的化学性质探究	211
实验天地7-13　综合实验：肥皂的制备及其性质的探究	213
DIY大制作　自制透明皂	216
实验天地7-14　实验活动8：搭建球棒模型认识有机化合物分子结构的特点	217
实验天地7-15　实验活动9：乙醇、乙酸的主要性质	219

第8专题　化学与可持续发展	224
实验天地8-1　铝热反应	224
实验天地8-2　木材/煤的干馏	226
实验天地8-3　综合实验：海带中碘元素的提取	230
DIY大制作　海带中碘的简易检验	232
实验天地8-4　综合实验：石蜡油裂解及其分解产物的性质实验	233
实验天地8-5　综合实验：阿司匹林的合成和水解	235


附录　部分酸、碱和盐的溶解性表（室温）	239

参考文献	240