关于水的科学小实验及原理精选(九篇)

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第1篇：关于水的科学小实验及原理范文

关键词盐类水解原理 考点 应用

中图分类号:G633.8文献标识码:A

盐类水解是高考的热点内容之一,也是教学的重点和难点,所以在教学过程中一定要注意此部分内容的教学,有必要对此部分内容进行系统的整理。

1 考点一:盐类水解的定义和实质

定义:盐电离产生的离子与水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。

实质:盐电离产生的离子与水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质,催进水的电离。

基础练习:常温下,PH=10的CH3COONa溶液中由水电离出的OH-的浓度是多少?

PH=10的NaOH溶液中由水电离出的OH-的浓度是多少?

答案:1. 00-4 mol /L1. 00-10mol /L

考点1的难点在于将盐类水解与水的电离知识融合在一起进行综合考查,理解Kw时要注意以下几点:①Kw只与温度有关,因为水的电离过程是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,Kw也增大。②Kw不仅适用于纯水,还适用于酸或碱的稀溶液。无论哪种溶液均存在:[OH-]水=[H+]水,常温下,CH3COONa溶液显碱性,是因为发生水解反应:CH3COO―+H2OCH3COOH+OH-,由于盐自身不会产生OH-,溶液中的OH-全部是由水电离出的,所以[OH-]=1. 00-4 mol /L;而在NaOH溶液中,OH-的来源有两种:一是碱电离的,二是水电离的,但溶液中的H+全部都是由水电离的,则[OH-]水=[H+]水=1. 00-10mol /L。

2 考点二:水解离子方程式的书写

水解离子方程式的书写需要注意的问题:(1)找准水解离子:阳离子水解带几个电荷,就需要几分子水,水解生成几个氢离子;阴离子水解,不论带几个电荷,都是和一分子水发生水解。(2)单种离子水解程度小,用可逆号,不用沉淀和气体符号。(3)多元弱酸的电离必需分步写。(4)多元弱碱的电离一步写。(5)双水解不彻底的即产物可反应为反应物的,水解方程式用可逆号;双水解彻底的即产物不反应的,水解离子方程式用等号。

基础练习:某盐AmBn溶于水配成溶液后,请用离子方程式解释以下问题:

(1)若溶液的PH

(2)若溶液的PH>7,原因为。

答案:(1)An++nH2OA(OH)n+nH+

(2) Bm-+H2OHB(m-1)-+OH-

盐AmBn溶于水后完全电离成An+和Bm-两种离子。当溶液的PH7,溶液呈碱性是由于阴离子水解引起的,即Bm-+H2OHB(m-1)-+OH-。

3 考点三:影响盐类水解的因素

(1)温度:升高温度,促进盐的水解;

(2)浓度:稀释盐溶液,水解程度增大;加酸抑制弱碱阳离子的水解,加碱抑制弱酸阴离子的水解。

基础练习:AlCl3加热蒸干,灼烧后得到固体是什么?为什么?如果是硫酸铝蒸干灼烧又会得到什么?

答案:Al2O3 硫酸铝加热蒸干灼烧后得到的固体仍然是硫酸铝。

AlCl3是强酸弱碱盐,在水溶液中水解呈酸性,由于盐类水解是吸热过程,升高温度可以促进水解:

AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,又因为盐酸是一种易挥发性的酸,随着温度升高,盐酸的挥发而促进了AlCl3的水解,使之水解趋于完全,最后生成Al(OH)3,再灼烧使不稳定的Al(OH)3又发生了分解,最终生成Al2O3。而硫酸铝水解生成硫酸,而硫酸不是一种挥发性的酸,所以最终生成的还是硫酸铝。

4 考点四:盐类水解的规律及应用

(1)水解规律:有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解,都弱双水解,谁强显谁性。

(2)应用:①PH大小比较;②离子浓度大小比较;离子共存;解释某些化学现象,及在生产和生活中的应用。

关于考点四的考查主要从以下几方面题型:

①判断弱酸或弱碱的相对强弱的方法:该类题目主要依据“越弱越水解”这一规律进行判断。题型主要是根据弱酸或弱碱的相对强弱,判断其盐溶液的PH的大小顺序。

②离子共存问题:判断一组离子能否共存,主要从四个方面判断:a复分解反应(看其是否生成沉淀、气体、难电离物)b氧化还原c双水解彻底的d络合反应 。只要上述四种反应能发生一种,即不共存。另“双水解”彻底的反应有:Al3+(或Fe3+)与HCO3-、CO32-、S2-、HS-、ClO-、SiO42-、C6H5O-等;而且它们在书写水解离子方程式时要用“=”。

③三大守恒:a电荷守恒:依据“任何分散系均呈电中性”,用离子浓度大小表示离子中电荷的等量关系。在书写电荷守恒时,要先把溶液中的离子种类找全,将阳离子用离子浓度表示后放在等式的一端,阴离子也用离子浓度表示后放在等式的另一端,再在离子浓度前乘以离子所带电荷数。只要知道盐溶液的酸碱性,利用电荷守恒判断离子浓度的大小关系十分方便。如:NaAc溶液显碱性,则有[OH-]>[H+];又因为[Na+]+[H+]=[Ac-]+[OH-],所以[Na+]>[Ac-]>[OH-]>[H+]。b物料守恒:依据“原子守恒”,即盐组成中某些元素原子的关系确定等量关系。如NaAc中应该有:[Na+]=[Ac-]+[HAc] ;NaHCO3中存在:[Na+]=[HCO3-]+[H2CO3]+[CO32-] ;而Na2S中存在:[Na+]=2[S2-]+2[HS-]+2[H2S](依据溶液中Na元素是S元素总量的2倍)。c质子守恒:依据盐溶液中水电离出的氢和氢氧根的总量相等。如:NaAc溶于水后,由于Ac-结合了水中的部分H+而使[H+]≠[OH-],但必定存在[OH-]=[HAc]+[H+]。

从高考命题的变化趋势来看,溶液中离子浓度大小比较是主流试题,仍是今后高考的热点。

基础练习:0.1mol/L的NH4Cl溶液和0.01mol/L的NH4Cl溶液的PH值相比:

答案:0.1mol/L的NH4Cl溶液的PH值小

解析:可以认为是向0.01mol/L NH4Cl中加NH4Cl晶体, NH4++H2ONH3・H2O+H+

水解平衡向右移动,H+浓度增大,PH值减小。

由于水解涉及方面很广,除了重要的考点继续考察外,将盐类水解的知识与其他的知识有机地结合在一起来进行考查,将是今后命题的基本方向,所以在盐类水解的教学过程中一定要注意内容的系统化,解题的技巧性。

参考文献

[1] 2009年普通高等学校招生全国统一考试(课程标准实验版)山东卷考试说明[M].山东教育出版社.

第2篇：关于水的科学小实验及原理范文

【关键词】潮流能；水轮机；导流罩

【Abstract】The tidal current energy generation is a way of utilizing tide kinetic energy for power generation. Due to the tidal current power generation does not require the construction of dam， less impact on the environment， so in recent years many countries pay attention to the tidal current energy generation .Technology of tidal current energy generation has rapid development. Based on the analysis of the characteristics of tidal current energy paper introduces the device of tidal current energy generation ，focuses on the design of experiments to test experimental design of horizontal axis turbine for diversion type.

【Key words】Tide current energy； Turbine； Diversion

1 引言

1.1 潮流能特点

在地球、太阳和月亮的相互作用下，引发了海水潮起潮落的周期性变化。伴随这一状态的海水形成了两种各异的运动状态。海水的水平运动和垂直升降，分别叫做潮流和潮汐，从而形成了对应的两种能量。由潮流形成的动能为潮流能，有潮汐形成的势能为潮汐能，为分别利用这两种能量形成了两种发电装置，潮流能发电和潮汐能发电。前者的发电原理与风力发电相似，后者的发电原理与堤坝发电相似[1]。

与常规能源相比，潮流能有以下特点：

1）潮流能是一种可再生的清洁能源；

2）与常规能源相比，其能量密度较低，但其远远大于太阳能和风能等，且其储量较大；

3）与海流能不同，潮流能是一种随空间、时间变化的能源。但其变化有规律可循，并可提前预测预报；

4）潮流能发电不需要拦海造坝，且发电机组通常浸没在海中，对海洋生物影响较小，也不会对环境产生污染。不存在常规水电建设中占用农田等诸多问题。

1.2 潮流能获能系统分类

近几十年来，人们提出了各式各样的潮流能获取系统，大部分为旋转类水轮机，又由于潮流能发电和风力发电都是利用流体的动能发电，故许多潮流能获取装置的灵感来自于各类风机，采用了许多类似于风机的结构[2]。目前，世界上主要潮流能获取装置可以按图1大致分类：

在图1中所示的各类潮流能获取装置中，以水平轴潮流能水轮机应用最为广泛，竖直轴次之。本文将以水平轴中导流罩式潮流能水轮机为例，重点介绍其实验原理。

2 导流罩式水平轴潮流能水轮机

2.1 导流罩的工作原理

导流罩的概念来源于风力机扩散器，是一种安装在风力机叶轮外部的集流装置，使风轮附近产生负压，增加了风轮对周围气流的抽吸作用，提高了风力机结构能量利用率系数。导流罩的原理与扩散器相似，就是利用导流罩壁面线形对周围流场的干扰，让更多的流体流入罩内，提高罩内流速，将轮机置于导流罩内部，就相当于增加了来流速度，从而提高了轮机的功率。导流罩通常有三段组成：收缩段，扩张段、直线段。其中收缩段和扩张段是导流罩的重要条件，它们不仅使来流均匀加速，且可以提高直线段的流体品质，即改善流场的均匀性、稳定性[3]。

2.2 导流罩设计原则

导流罩设计基于5条原则：1）轮机前方水流的平均流速比来流大；2）导流罩阻力小；3）轮机前方流速均匀；4）结构简单，便于制造；5）上述原则冲突时，水动力性能优先，易于制造次之。

关于导流罩的线型设计相关成果比较多，目前被实际采用较多的优秀线型方案为维氏曲线型和双三次曲线型两种。

2.3 水轮机的结构

该水轮机是在水平轴水轮机转子叶轮外面增加一个导流罩。导流装置利用文丘里管的进出口大小的差异形成压力差运行，具有导流、聚能的作用，可以使通过水轮机的水流能量更加集中，获能效果更高能够充分利用不同方向的水流[4-6]。

此水轮机的水动力性能的重要指标为获能系数Cp，而海水来流速度是影响轮机性能表达的关键因素之一。参考国内外较为成熟的竖直轴潮流轮机和风力机理论分析，卧式轮机获能系数Cp、实密度σ 和尖速比TSR 可表达如下：

P为卧式轮机功率；？籽为水流密度；A 为轮机迎流面积；V为水流速度；Q为轮机转矩；？棕为轮机角速度；z为叶片个数；C为叶片弦长；D为轮机直径；R为轮机半径；N 为轮机转速。

该水轮机由叶片、叶轮转子、导流罩及其他支架组成。潮流推动叶轮转动，带动发电机进行发电。

3 水槽方案设计

以海洋环境监测实验水槽为实验装置，实验水槽可以模拟海水流速，水槽上面设有行车，行车以给定的速度行走，这相当于导流罩潮流能水轮机相对静止，水流以给定的速度流过，这样来模拟现场的海洋状况，被测的仪器挂于行车下面来测定参数[7]。现以相同的叶片尺寸和数量，不同的来流速度引起的获能系数C为出发点，设计水槽实验方案。

为保证实验的准确性，需将实验样机安装于水槽行车下方，并保持水轮机的导流罩完全浸没与水平面以下20cm左右。样机通过传动比为i的齿轮副， 将其旋转动力传递给后续转矩转速测量仪和永磁发电机。此水槽实验设计方案通过4 条路线分别实现对计算Cp 必要因子：水流速度V，卧式轮机角速度ω，轮机转矩Q 以及发电功率P 的测量。基于实验条件的限制，卧式轮机安装于水槽行车下方，实验中水流速度并不等于行车控制室调节行车往返速度（范围0.5-3m/s）因而需要加装额外的传感器来获取相对水流速度[8]。其水槽实验的设计安装方案如图4和表1所示。

A.4×16位液晶显示屏 B.流速信号转化装置 C.旋浆转子传感器 D.计算机

E.信号采集仪 F.YE3817C多通道电阻式动态应变仪 G.上位机 H.电子负载机

I.SH―403整流器 J.PW9801功率测试仪 K.YH502A扭矩三显表 L.应变片

M.计算机 N.信号采集仪 O.转子台控制仪 P.电涡流传感器

1.导流罩；2.叶轮叶片；3.转轮支架；4.转子；5.发电机；6.YH502A转矩转速测量仪；

7.传动轴；8.从动齿轮；9.主动齿轮；10.轮机主轴

3.1 轮机角速度测量

在图4 中，K 即为水轮机角速度测量路线。实验水轮机通过一对圆锥直齿轮副将水轮机主轴与转矩转速测量仪6相连接（忽略齿轮副啮合的误差），并通过其可视化三显表K测量出实验水轮机转速N（r/min），齿轮副的传动比为i，因此通过公式（5）即可测量出水平轴水轮机实际角速度。

为了实验计算方便，本实验选择传动比为1的齿轮副，也即是主齿轮和从动齿轮的齿数相等，则实验的角速度的公式为：

YH502A动态扭矩传感器采用了应变片电测技术，结合电子技术，实现非接触电源供电与信号输出，具有精度高、性能稳定可靠、量程范围广等优点。配合三显扭矩表可以同时测量转速， 扭矩，功率等参数。转速的测量原理：转速测量采用磁电码盘的方法进行测量，每一磁电码盘均有60个齿，轴带动磁电码盘每旋转一周可产生60个脉冲，转速传感器精度可达±0.1%～±0.5%（f・s），本传感器的测速方法采用内置测速。

3.2 来流速度的测量

导流罩入口处的水流速度等于水槽行车的速度，由于水轮机叶轮外侧有导流罩的存在，叶轮处的来流速度要大于导流罩入口速度，也即是叶轮处的来流速度大于行车的速度，因此必须测量叶轮处的来流速度[9-11]。在图4中，A、B、C即为水轮机在叶轮处的来流速度测量路线，测速时，由水力推动旋浆转子传感器C旋转，内置信号装置将产生转数信号，通过信号转换装置B将转数信号转化为流速信号，并通过可视化面板A显示出叶轮处的来流速度。由下面公式来计算流速：

其中，V为测流时段内的平均流速（m/s），K为桨叶水力螺距，C为流速仪常数，T为测流历时（s），N为T时段内的信号数，仪器使用时，K、C均为常数，只要测出T和N即可算出流速。

3.3 水轮机转矩测量

轮机转矩为其水动力学性能至关重要的一个参数，其测量值的精确性显著影响卧式轮机获能系数值。其测量原理为采用应变片电测技术，在弹性轴上组成应变桥，向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后，经过压/频转换，变成与扭应变成正比的频率信号。

基于D、E、F、L的精确扭矩测量路线，所需实验设备有电阻应变片L，YE3817C多通道电阻式动态应变仪F，信号采集仪E 以及计算机D。在该路线中，电阻应变片黏贴在水平轴水轮机主轴顶端测量点上，水轮机主轴在外界扭矩的作用下产生扭转变形，使得黏贴在其上的电阻应电片产生变形，而使其电阻阻值发生改变，进而使得信号采集装置采集相应的测量电压信号的变化，信号采集装置将采集到的电压变化值传递给上位机中，经系统软件根据前期输入的电阻-扭矩转换公式得到扭矩Q的值。

3.4 发电机功率测量

实验中发电机功率测量的设备包括PW9801功率测试仪J，SH―403整流器I，电子负载H以及与其配套的上位机G。发电机与功率仪采用Y- Y 三相三线连接，通过整流器后接入由桦达仪器仪表有限公司所设计的直流电子负载系统。此路线实现两个功能，其一是通过J测量并保存发电机功率值；其二是通过电子负载H 来调节系统负载阻值，以改变卧式轮机的转速，保证其在所需速比TSR 工况条件下运行。综合上述实验设计方案，卧式轮机获能系数Cp最终可表达为：

式中，R、b均为实验已知数据，Q、V、N为实验测量数据。

3.5 主轴径向振动测量

由于主轴的质量分布不均或者有安装误差，总会存在一定的不平衡，不平衡在主轴的运行过程中会引起主轴的振动，主轴是水轮机的关键部件，水轮机的许多故障都是由主轴的振动引起的，随着运行时间的加长，会引起水轮机内部的损坏而导致无法正常运行[12-13]。主轴机械振动监测能了解掌握设备在使用过程中的运行状态，确定其局部或者整体是否正常，早期发现故障及其原因。

主轴在转动过程中的运动微分方程为：

上述公式说明：在不平衡量激励下，转子的振动信号与转子系统转动同频，且有一定的相位差的正弦信号。

X轴和Y轴电涡流传感器P（相位相差90°）采集到水轮机转轴的径向振动信号，将信号通过信号电缆送入转子台控制器O，转子台控制器对信号理后，将信号送入DH5920动态数据采集分析仪N，在数据采集仪内实现模拟信号抗混滤波、A/D转换等步骤，最终转换为上层分析软件可处理的数字信号，最后将数字信号上传到计算机的分析软件M，实现用户所需的各种分析功能，如非常直观的显示主轴转子的旋转和振动情况，或者当主轴振动过大时还可以在主轴上增加配重以抵消振动等。

4 总结

本文以一种导流罩式水平轴水轮机的来流速度为基变量，以其获能系数为主要考察点而设计了水槽试验，在考虑不降低实验质基础量上尽可能减少实验成本，从而可以探索水轮机在不同的来流速度下，其获能系数的变化规律，设计该实验有助于解决目前潮流能水轮机发电效率低等问题；并且在该实验的基础上可以方便的研究不同实密度对获能系数的影响等可以达到一个实验多种用途的目的。

【参考文献】

[1]刘羽，陈正寿，赵陈，黄聪汉.潮流能水轮机导流罩的水动力性能研究[J].浙江海洋学院学报：自然科学版，2014.

[2]戴庆忠.潮流能发电及潮流能发电装置[J].东方电机，2010.

[3]刘斌.带导流罩的竖轴潮流水轮机水动力性能研究[D].哈尔滨工程大学，2007.

[4]刘羽，陈正寿，赵陈，黄聪汉.潮流能水轮机导流罩的水动力性能研究[J].浙江海洋学院学报，2014.

[5]张亮，李新仲，耿敬，张学伟.潮流能研究现状2013[J].新能源进展，2013.

第3篇：关于水的科学小实验及原理范文

关键词 化学实验 定量 建构

“量”是化学实验教学中的重要概念，如“少量”、“适量”、“定量”、“过量”、“大量”等。定量研究是一种重要的科学研究方法，也是学生学习化学需要掌握的最基本的方法之一。因此教学中让学生建构“定量”的概念至关重要，教师必须强调“定量”的重要性。通过“定量”概念的建构，学生可以对化学反应原理以及数据的分析有更好的把握，有助于培养学生严谨的科学态度、规范的操作习惯以及良好的实验素养。

然而，笔者在北京市多所中学的化学课堂观察及文献研究过程中，发现往往存在如下问题：教学中更多地重视化学实验的“定性”功能，很少强调化学实验的“定量”功能。部分学生虽然知道要控制量，但不能具体情况具体分析，只是机械地按教材上的实验方案进行，照单抓药，盲目地验证；还有部分学生完全没有“定量”的概念，实验中加入试剂的量很随意，甚至“多多益善”，误认为过量加入试剂就会使现象更明显一些，漏检、错检或鉴定反应现象不明显等情况时有发生。由此可见，学生“定量”概念的建构是当前教学实践中亟需探讨的一个重要问题。

1.对学生“定量”概念的问卷调查

笔者选取北京市110名高二年级学生作为研究对象，调查高中生化学“定量”实验能力的现状。从6个维度设计了一份学生问卷，共发放110份，收到有效问卷107份，有效率为97.3%。笔者还与部分学生和高中化学教师进行了半结构式访谈。其中，学生问卷见表1。

2.现状分析及案例探讨

2.1对“定量”概念的认知

由题1、2、5、9可知：了解“定量”和“定性”差别的学生仅占27%，大部分学生都处于不确定和不了解的状态。其中，同意任何化学现象或事实背后都存在数量关系的学生仅占55%，认为化学实验的“定量”对实验效果有影响的学生占69%，认为在化学实验中并不是加入药品的量越多实验现象越明显的学生占82%。显然，大部分学生对“定量”仅有模糊的认识，没有准确的认知，不了解化学实验的本质规律，不清楚“定量”的重要性。而“定量”的概念在化学学习乃至整个科学研究中的作用都不容忽视，基于此，笔者认为对中学生进行“定量”概念的建构是十分必要的。

例如：把CO2气体通入澄清的石灰水中，澄清的石灰水变浑浊，此实验可以定性地检验CO2气体的存在，但是在实验过程中往往会出现以下现象：（1）溶液变浑浊。（2）溶液变浑浊后，继续通人CO2气体，溶液有浑浊变为澄清。这是由于CO2与Ca（OH）2水溶液反应，生成难溶的白色沉淀CaCO3，若继续通入CO2，则生成的CaCO3继续与过量的CO2反应，生成了易溶于水的Ca（HCO3）2而沉淀消失。由此可以看出在学实验中，定量不仅仅影响实验的现象，更重要的是“量”还决定着不同反应的本质原因。

2.2对“定量”价值的认知

由题3、4、16可知：认为在化学实验中的“定量”有助于节约药品和减少环境污染的学生均占82%，仍有不少学生对此持怀疑或否定态度；在检验试样中是否含有某种物质时，每次应取少量进行检验，只有5%的学生提到了实验安全问题，22%的学生提到为了节约药品，10%的学生认为便于多次实验，竟有52%的学生完全不知道这样做的价值所在。

在化学实验教学中强调“定量”的价值，具有重要的意义。安全方面，有些实验虽然剧烈，但试剂量小并无危险，用药量稍大便会发生危险。如：红磷在氧气里燃烧时，反应很剧烈，但药量少时并无危险。因此在做红磷在氧气里燃烧的实验时，放入的药品一定要适量，否则会发生意外事故；节约药品方面，有些实验只需要很少量的药品就能够观察到明显现象，用量过多不但会造成实验药品的浪费而且会产生过多的污染物，造成严重的环境污染。如：关于SO2的性质实验，要验证SO2的氧化性、还原性和漂白性，教师一般设置SO2分别与氢硫酸、溴水、酸性KMnO4溶液、品红溶液等反应。常规实验药品用量多、实验时间长，同时有关物质多数是有挥发性、毒性较强的物质，在实验过程中往往因为SO2、H2S的强烈刺激性气味影响正常实验进程。如将这个实验改成微型实验，把SO2配制成饱和溶液，利用井穴板作反应容器，这样本来需要10～15min完成的整套实验，在2～3min就足可完成，并且效果明显，药品用量和实验过程中产生的污染物都大为减少。

2.3实验操作习惯中的“定量”意识

由题7、8、10、15可知：尽管91%的学生指出，教师在实验前会对药品的用量进行强调，有85%的学生能够基本按照实验前要求的用量取用药品；而在测谎题10中，49%的学生指出，其他同学在实验过程中有浪费药品的现象；对于没有明确指出具体药品用量的实验，只有3%的学生知道固体应盖满试管底、液体取1～2mL，而80%的学生都不知道应该取用多少。由此可见，大部分学生在实验操作习惯中并没有“定量”的意识，教师对药品用量的强调并没有内化为学生的意识，归根结底，是缺乏对“定量”概念的建构。

由于在中学化学实验教学中，定性实验较多，教师又疏于对定量的强调，导致学生没有形成良好的实验操作习惯。因此，实验教学应注意增加定量仪器的使用频率，如托盘天平、量筒、滴定管、移液管、温度计和容量瓶等，增强学生实验操作中的“定量”意识。例如：滴定管分为酸式滴定管和碱式滴定管，用于量取一定体积的已知浓度的标准试剂，来测定未知溶液的浓度。使用前应至少润洗3次，装入试剂后需排出尖端气泡，在滴定的过程中逐滴放出，不要形成细流，接近滴定终点时，应改为加入半滴，摇动锥形瓶，半分钟后观察颜色变化，以准确判断滴定终点，为保证测定的准确性，要重复上述操作2～3次，取平均值。容量瓶用于配置一定浓度的溶液，使用时需注意不能加热或烘烤，磨口塞必须与瓶口密合，配制溶液的过程应在烧杯中进行，静置冷却后再转移至容量瓶中定容。学生操作习惯中“定量”意识的形成，离不开教师的悉心指导。

2.4对“定量”揭示了化学学科本质的认识

由题6、11、12、13可知：用量筒量取一定体积的液体，若仰视则读数偏低，该题回答正确的学生占58%；酸碱中和滴定前，锥形瓶用水洗涤后未经干燥处理，直接盛装待测溶液，则测得的浓度无影响，该题回答正确的学生仅占24%；酸碱滴定实验中，如果滴定管中滴入锥形瓶中的试剂稍微过量，有70%的学生选择重新实验，16%的学生选择估读过量的体积、修改实验数据，另有12%的学生认为对实验结果不会产生影响。而题6中，仅有25%的学生认为在化学实验中的“定量”揭示了化学实验的本质。由此可见，大部分学生没有认识到“定量”是对化学实验本质的揭示，从而难以形成良好的化学学科意识。

如：向A1C13溶液中滴加NaOH，反应开始时，生成了白色沉淀，继续滴加NaOH至过量，白色沉淀逐渐消失。这是由于生成的AI（OH）3与过量的强碱继续反应，生成了易溶于水的NaAlO-2。又如，乙醛与新制的氢氧化铜反应时，NaOH必须过量，因为生成的Cu2O在碱性环境中才能稳定存在。恰如康德名言所说，“在自然科学的各门分支中，只有那些能以数学表达的分支才是真正的科学。”从这个意义上讲，定量实验是对定性实验的扬弃，化学实验从定性走向定量是化学教育改革与发展的必然。

3.教学策略与建议

3.1由传统的定性实验向定量实验转变

传统的中学化学实验侧重定性，定量的较少，这给学生从量的角度认识化学变化的本质造成了一定的困难。因此，实验教学需由定性向定量转变，增加定量实验的比重。

定量实验是利用专用仪器和化学反应计量关系来认识客观世界的一种化学方法，定量实验的教学应包括对实验的设计、药品用量、化学计量关系及误差分析等内容，实验的设计应围绕“定什么量”、“如何定量”以及“如何精确定量”展开。高中化学定量实验教学设计是将实验原理、操作原理和仪器原理进行整合，使学生形成科学的实验思维。在日常教学中逐渐渗透，让学生能直观地感受“定量”的价值所在，不仅需要教师扎实的专业素养，也需要学校的技术支持。通过在定性实验中渗透定量知识、积极开展定量的探究性实验，为学生搭建“定量”学习的平台，让学生在实践活动中发现“定量”对于实验及学科本质的重要性，主动建构“定量”概念，逐渐形成“定量”的科学思维和习惯。

3.2教师在认知上、操作上和考评上强调“定量”

在认知上进行强调：为了保证教学效果，在开始实验之前，利用专门的时间，专题讲解常规的实验基础知识，使学生对“定量”有最基本的认知，对定量实验有比较系统的理性认识。

在实验操作上进行强调主要包括以下几方面：（1）实验仪器的正确使用。（2）实验试剂的加入。为了引起学生对“定量”操作的把握，可以进行演示实验，如以连续滴加法、逐滴加入法和半滴加入法进行滴定分析实验。（3）实验数据的处理。强调实验记录是初始数据，准确保留有效数字，且无论实验现象是否与教材上的一致，都要尊重实验事实，培养严谨的科学态度。

在考评上进行强调：为了确保“定量”概念的建构积极有效，必须建立一套科学的实验考评体系。实验课成绩考核包除学生的实验报告外，还应该将课前预习情况、课中提问、实验操作技能、实验数据处理等列入考核内容，对实验进行全程考核。

3.3大力推行微型实验，树立绿色化学意识

第4篇：关于水的科学小实验及原理范文

知识目标

使学生了解在实验室中制取气体的方法和设计思路的基础上，研讨二氧化碳的实验室制法；

通过讨论，掌握实验室制取二氧化碳的药品和反应原理；

通过实验探究，学会设计实验室制取二氧化碳的装置；

能力目标

通过实验室制取二氧化碳的药品和装置的探究，逐步提高学生的探究能力；

通过小组合作，培养学生合作能力、表达能力；

通过探究实验室制取二氧化碳的装置，培养学生实验室制取气体装置的设计思路；

通过筛选二氧化碳的实验室制法，发展观察能力并提高学生分析和解决实际问题的能力。

情感目标

在探究中，使学生体验合作、发现的乐趣；

在设计实验装置过程中，培养学生创新精神、实践能力，以及严谨求实的科学态度。

教学建议

课堂引入指导

方法一：引导学生复习到目前为止学生已经掌握的可以得到二氧化碳气的方法，逐一筛选出适合实验室制备二氧化碳的方法，让学生在教师的带领下学会选择，学会判断，从中真正体现学生是学习的主体，实验学生的主动学习。

方法二：从实验室制气的要求入手，讲清楚原则，让学生自己总结，思考到底实验室中用什么方法来制备二氧化碳。

方法三：单刀直入先讲实验室中制二氧化碳的原理，让学生思考，实验室选择这种方法的依据是什么？通过对比突出该方法的优越性，总结出实验室制气的原则。

知识讲解指导

注意讲解时的条理性，使学生明白实验室制二氧化碳的原理、装置；检验方法；让部分学生清楚选择该方法的原因和实验室制气方法选择的依据。

注意理论与实验的结合，避免过于枯燥或过于浅显，缺乏理论高度。

联系实际，讲二氧化碳灭火器的原理，适用范围，必要时也可讲解常用灭火器的使用方法。

关于二氧化碳的实验室制法的教材分析

本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。

本节知识的学习比较容易，学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。本节学习的重点是能力训练。学生在前面学习的氧气、氢气的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考；通过小组合作，设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。

关于二氧化碳的实验室制法的教学建议

为了完成对学生探究能力的培养，设计2课时完成此节教学；

本节是典型的探究学习模式。其中有两个探究：制备药品的探究（快、易）、制取装置的探究（重点、慢）。

讲授过程指导

二氧化碳的实验室制法可结合实验六二氧化碳的制取和性质进行边讲边实验。

注意运用讨论法，充分调动学生积极性。可适当与氧气、氮气的实验室制法进行对比；结合装置讲解制二氧化碳装置与制氢装置的区别与联系（均是固液反应不需加热制气）；结合二氧化碳气的性质，讲解二氧化碳气的检验和验满方法。

课程结束指导

复习实验室制二氧化碳原理、装置及验满方法。

布置学生进行家庭实验，用醋酸和鸡蛋壳或水垢制二氧化碳。

布置作业，注意计算和装置图两方面的内容。

教学设计方案一

教学过程：

【引言】

二氧化碳是一种有广泛用途的气体，实验室中如何制取二氧化碳呢？想一想到目前为止，你知道多少种能够制得二氧化碳的方法。

（学生讨论，并列举学过的可以得到二氧化碳的方法。教师在黑板上逐一记录）

1.碱式碳酸铜热分解

2.蜡烛燃烧

3.木炭燃烧

4.石墨等碳单质在氧气中燃烧

5.木炭还原氧化铜

6.碳在高温下还原氧化铁

7.碳酸受热分解

8.人或动物的呼吸

9.高温煅烧石灰石……

引导学生讨论作为实验室制法的条件是：

1.制取应简便迅速；

2.所制得的气体纯度高，符合演示实验的需要；

3.操作简单、安全，易于实现。

学生评价每一种制得二氧化碳的方法是否可以作为二氧化碳的实验室制法。

【板书】第四节二氧化碳的实验室制法

【小结】以上方法都不能作为二氧化碳的实验室制法。

【讲解】经过不断研究改进，实验室中常用石灰石或大理石与盐酸反应来制备二氧化碳。

【板书】一反应原理

1.试剂石灰石或大理石盐酸

【讲解】碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，分解生成二氧化碳和水，故最终产物为氯化钙、水和二氧化碳。

【板书】2.原理：

CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2

【提问】可不可以用稀硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳？

【演示】在两个表面皿中分别放有大小一样的石灰石各一块，一支试管中加入稀盐酸、一支试管中加入稀硫酸。（让学生观察到开始都有二氧化碳生成，随后加入硫酸的试管，反应速率越来越慢，最后停止。）

【结论】不能用硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳。

【讲解】为了收集到二氧化碳需要什么样的装置来制备二氧化碳呢？反应条件反应物的状态等对实验装置有较大的影响。碳酸钙是块状固体，盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，根据这些特点，我们可以选择什么样的反应装置呢？（必要时教师可以讲解制氧气、氢气的装置特点）

【板书】二、反应装置：

（学生回答、教师归纳）

【讲解】因为实验室制取二氧化碳和实验室制取氢气的反应药品状态，反应条件类似，故可以采用相似的装置来制取。用投影显示制氢气和制二氧化碳的装置图

【讨论】

1.长颈漏斗是否可用普通漏斗代替？

2.锥形瓶可否用其他仪器来代替？

3.根据二氧化碳的性质，可以采用什么方法收集二氧化碳？

4.如何检验二氧化碳是否收集满？

（学生讨论、回答，然后教师实验演示、讲解）

【演示】用普通漏斗代替长颈漏斗，结果没有在集气瓶中收集到二氧化碳。

【讲解】

1．因为普通漏斗颈太短，产生的二氧化碳气会从漏斗处逸出。长颈漏斗下端管口在液面下被液体封住，气体不会从长颈漏斗处逸出。

2．锥形瓶可以用广口瓶、大试管等玻璃仪器代替。

3．气体收集方法主要取决于气体的密度和气体在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空气重，所以常采用集气瓶口向上排气法收集。

4．可以根据二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的性质，可以将燃着的木条放在集气瓶口，如火焰熄灭，则说明二氧化碳已收集满。

【板书】三收集方法：向上排气法

验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，火焰熄灭，已经收集满。

【板书】四、实验室制取二氧化碳

【演示】制取并验证二氧化碳气体。

【提问】怎样证明生成的气体是二氧化碳？

（将气体通入澄清石灰水中变浑浊）

【讲解】上一节学过二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可以用来灭火，如液态二氧化碳灭火器。还有其它一些二氧化碳型灭火器。

【录像】各种二氧化碳型灭火器介绍

【演示】灭火器原理实验。

常用二氧化碳灭火器主要有：

（1）泡沫灭火器（2）干粉灭火器（3）液态二氧化碳灭火器

【小结】通过已学习过的氧气、氢气、二氧化碳的实验室制取，归纳出气体实验室制取的设计思路及方法，必须明确制取气体的顺序是：

1.了解实验室制取气体所需药品及相应的化学反应方程式。

2.根据反应物、生成物的状态及反应条件选择合适的反应装置。

3.根据气体的物理性质（尤其是密度及其在水中的溶解性），选择合适的收集方法及验满方法。

教学设计方案二

教学重点：实验室制取二氧化碳的原理、装置。探究能力的培养。

教学难点：从二氧化碳制取装置的探究过程中，提升实验室气体装置的设计思维水平。

教学过程：

【引入】

节课我们学习了二氧化碳的性质，今天我们将来探究在实验室中如何制得大量的二氧化碳气体。

根据前面学习氧气、氢气的实验室制法的经验分析，在实验室制取一种气体应考虑哪些因素？

学生活动：以小组为单位讨论、代表发言。制取所需药品、化学反应原理、反应条件、制取装置、收集方法、验满或验纯的方法。

【展开】目前已学过哪些反应可生成CO2?

学生活动：

列出很多反应

除大家列出的反应外，还有许多反应可以得到CO2。但并不是所有的反应都适合用于实验室制取CO2。如煅烧石灰石在实验室中很难实现。碳燃烧生成的气体可能不纯等等。

提问：以上反应中最适合实验室制取CO2的药品是？说明原因。

学生活动：通过讨论和实验排除反应1、2、3、4、6、7、8。明确反应5为实验室制取CO2­­的反应。

[板书]：

实验药品：

1．石灰石和稀盐酸

2．反应原理

CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2­+H2O请归纳反应的特点。

3．反应装置：固液不加热装置

4．收集装置

向上排空气集气法

提出探究问题：设计何种实验装置来制取CO2？（至少2种）

教师提供制氧气、制氢气的装置图供学生参考

学生活动：分组讨论。小组活动。

1．首先考虑制氢气的装置。

2．在制氢装置基础上，改进实验装置。

3．提出各种装置的创意。

4．画出草图，有小组代表上台展示并讲解设计思想。

5．其他小组质疑。

（建议：此处应提供可制备CO2的各种仪器及组装好的装置图。最好是动态的。）

在同学们的共同设计中找到满足条件的设计。

1．简易气体发生装置（试管、导气管）

2．将试管改为烧瓶、广口瓶等较大液体容器。

3．类似启普发生器装置（气体出口有控制开关或固液分离机关设计）

提出问题：根据大家的设计，总结满足需要的制取CO2的合理装置。

1．制取少量的气体

2．一次性制取大量的气体

3．随时开始随时停止的实验装置。

【结束】

提问：根据CO2的制取装置的讨论，总结实验室制取气体的装置的一般思路。

（建议：此处应设计动画图。）

学生活动：小组讨论

根据药品的状态、反应条件及待制取气体的气体的溶解性、密度等因素来考虑制取气体的装置。

1．固体加热装置。例如制氧气。

2．固液不加热装置。例如制氢气、二氧化碳。

探究活动

家庭小实验：

第5篇：关于水的科学小实验及原理范文

关键词：普通高中生物；新课程标准；教材；设计思路

根据教育部2003年制定的《普通高中课程方案（实验）》和《普通高中生物《课程标准》（实验）》（以下简称《课程标准》），课程教材研究所生物课程教材研究开发中心组织编写了生物学科六个模块的教材。现将整套教材的总体设计思路分析如下。

《课程标准》是教材编写的重要依据。本套教材总体设计思路是贯彻落实《课程标准》提出的基本理念，根据各模块的具体内容标准，结合学生的年龄特征、认知规律和教学实际，本着便于教和学的原则进行设计。概括地说，教材的编写要体现《课程标准》的基本理念，遵循《课程标准》的设计思路，落实《课程标准》中“具体内容标准”的要求。具体包括以下几个方面。

一、重视基础知识的教学，帮助学生形成良好的知识结构

（一）构建主线突出、结构合理的知识体系

为凸显各模块在知识教育方面的价值，帮助学生形成良好的知识结构，每个模块的知识内容都围绕一定的主线展开。同时，根据学生的认知规律，确定知识内容的呈现顺序，使之形成结构合理的知识体系。例如，在“分子与细胞”模块中，教材内容围绕“细胞是基本的生命系统”这一主线展开（见图1）。

图1

（二）重视基本概念、原理和规律

高中生物课程涵盖的知识内容广泛而丰富。对学生来说，知识性内容与生物学基本概念、原理和规律的相关性越高，实现迁移的可能性就越大；其时效性越长久，对学生终身学习和发展的价值就越高。鉴于此，知识性内容着重围绕生物学基本概念、原理和规律展开，避免过多事实性知识的堆砌和单纯描述，在认识“是什么”的基础上，更多地探讨“如何”和“为什么”。

例如，关于动物和人体的激素调节，重点是让学生通过具体实例理解反馈调节和分级调节的原理，以及激素调节的特点，而不是罗列许多激素的分泌部位和生理作用。

（三）把握基础性，体现先进性

按照《课程标准》的要求，精选符合学生发展需求和认知水平的基础知识。知识内容的深难度总体上维持在现行高中生物教材的水平，避免出现深、难、重。

基础不等同于经典。教材展示给学生的生物学，应当具有时代特色，基础性应是现代意义上的基础性。在体现共同基础的必修教材中，一些基本概念和原理力求与现代生物科学相一致，体现先进性。例如，酶的概念不局限于蛋白质的范畴，中心法则不局限于克里克提出的经典法则，将免疫也视作一种调节方式，等等。此外，还以“科学前沿”“科学·技术·社会”等形式介绍了生物科学的新进展，如通道蛋白、人类蛋白质组计划、DNA指纹技术、基因治疗、恢复生态学等。在满足学生多样化发展需要的选修教材中，内容紧扣时代脉搏，集中反映现代生物科学和生物技术及其应用，同时也注意到把握基础性，避免过深过难。例如，在“现代生物科技专题”中，侧重基本原理和方法及其应用的介绍，技术操作多用“生物技术资料卡”形式介绍，学生一般了解即可。

基础性与先进性之间有时会出现矛盾，矛盾的焦点是学生的认知水平和接受能力。对此，教材从高中阶段教育的性质和任务出发，做了灵活变通的处理。例如，关于水分子的跨膜运输，尽管已发现水通道，教材正文仍沿用目前细胞生物学专著中将其归为自由扩散的说法，而将通道蛋白的内容放在课外阅读材料“科学前沿”中介绍；关于细胞的衰老和癌变的原因，则采用在正文中排小号楷体字的办法，供感兴趣的学生选读。此外，教材不可能也无必要在反映新进展上面面俱到，为此，在正文和作业中常常提示学生搜集有关资料。

（四）突出重点，点面结合，使知识内容层次分明

教材中重要概念和原理的表述，以黑体字排印；其余需要学生认真阅读和理解的内容以宋体字排印；供学生一般了解或选学的内容以楷体字排印，或以“相关信息”“资料卡”“科学·技术·社会”等形式出现，有的内容明确标注“选学”。“生物技术实践”中帮助学生设计实验的资料也以楷体字排印。

（五）纵横衔接，促进知识网络的形成

为体现生物学与数学、物理、化学等学科的横向联系，教材旁栏设有“学科交叉”栏目；为体现各个模块间、同一模块各章节间的联系，教材旁栏设有“知识链接”栏目。在必修模块各章后的自我检测中，大多安排了画概念图的习题。

二、突出生物科学的过程与方法，培养学生的科学探究能力

有关科学过程与方法的内容，在教材中占有较大的比重。“过程”包括科学家的研究过程和学生亲自参加的探究过程。“方法”侧重在科学探究的一般方法，也包括学科内的方法，如分离细胞器的方法、放射性同位素标记法、标志重捕法等。

（一）关于科学方法的内容

教材中涉及的科学探究的一般方法如下图。

这些科学方法的内容贯穿在各个模块中，同时，不同模块在科学方法教育上又有不同的侧重点。例如，“分子与细胞”模块侧重观察和实证的方法，“遗传与进化”模块侧重假说演绎的方法，“稳态与环境”模块侧重系统分析的方法。

鉴于思维能力是科学探究能力的核心，教材注重思维方法的训练：1.注重训练抽象思维和发展形象思维相结合；2.注重形式逻辑思维与辩证逻辑思维相结合；3.注重引导发散思维、求异思维和批判性思维；4.重视数学方法、模型方法和系统方法的介绍和运用。

关于科学方法的内容，教材主要通过研究过程的介绍和探究活动的设计，让学生逐步领悟。此外，在必修模块中还辟有专门的栏目予以提炼和概括，其中属于科学探究一般方法的内容见下表。

这里有两点需要说明：1.教材中科学方法内容是建立在义务教育生物课程标准实验教科书基础上的，初中阶段已经讲述的方法不再作为重点介绍，如观察法、实验法、调查法、比较法、搜集资料的方法等；2.系统分析的方法对高中学生来说过于深奥，教材通过研究群落、生态系统的结构和能量流动等内容来渗透其大致思路，而未做正式表述。

（二）强化科学方法教育、培养科学探究能力的途径

1.安排丰富多样的科学探究活动，让学生通过活动体验过程，领悟和运用方法（见下表）。

2.较多地介绍生物科学史的内容，特别是生物科学史上的经典案例。有的部分将科学发现的先后顺序作为构建框架的重要线索，如遗传部分，让学生分析科学家是怎样进行科学研究的，从中获得科学方法等方面的启示。

3.鼓励学生积极思考和讨论。在资料分析、旁栏思考题、技能训练、练习、思考与探究、自我检测等栏目中有许多关于科学过程和方法的思考题，可以帮助学生领悟方法，活跃思维，提高科学探究能力。

三、关注科学、技术和社会的关系，深化情感态度与价值观教育

通过教材展示给学生的生物学，是在先进的技术手段支持下不断成长的生物学，是通过技术而不断转化为现实生产力的生物学，是在广阔的社会背景中，对人类文明有着巨大推动作用，同时又可能产生一些负面影响和冲击的生物学。为此，教材一方面介绍有关生物科学、技术和社会关系的资料，另一方面还引导学生深入探讨生物科学、技术和社会三者之间复杂的互动关系，理解科学的价值和局限性，养成热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和意识，树立人与自然和谐发展的观念，形成科学的价值观。

教材通过多种方式突出了这方面的教育。

1.通过资料搜集和分析、思考和讨论、调查、评价等多种活动，落实科学、技术和社会关系的教育。

2.在必修模块中设置“科学·技术·社会”和“与生物学有关的职业”等栏目；正文辟“与社会的联系”小栏目。

3.在选修模块中分别设置相应栏目。如“生物技术实践”中的“课题背景”，“生物科学与社会”模块中的“从社会中来”“到社会中去”及“现实中的问题”“现代生物科技专题”中的“实践活动”“进展追踪”“论坛”“热点问题讨论”等。例如，设置“论坛”引导学生深入讨论生物技术的安全性和伦理问题。

4.在教材的作业系统中设计相关的练习题。

教材通过介绍科学家从事科学研究的实例、安排学生探究活动和讲述有关知识等多种途径，试图构建具有生物学科特点和时代特色的情感态度与价值观体系（见图2）。

四、重视知识内容与生活经验的联系，激发求知欲，驱动知识的建构

借鉴有意义学习和建构主义学习理论，教材内容的表述不是从概念到概念，而是尽量从生活经验入手，创设较好的问题情境或悬念，激发学生的学习兴趣，促使学生头脑中发生新知识与原有经验之间的联系，完成知识的建构，同时也理解所学知识的价值。

1.必修模块的每节都从“问题探讨”入手，该栏问题除了出自科学史，主要是从学生的生活经验中提炼。

2.教材重要概念和过程的阐释，尽可能结合学生的经验和生活体验，使之亲切而生动。

3.不少章节采用问题串的形式，引导学生步步深入地分析问题，解决问题，建构知识，发展能力。在“分子与细胞”模块，还设有“与生活的联系”栏目。

4.作业系统中注意习题与生活、健康、环境等方面的联系和实际应用。

五、加强内容的引导性和开放性，促进探究性学习

为促进学生形成主动、探究、合作的学习方式，教材改变了传统的注入式写法，也未停留在经典的启发式写法上，而是引导学生提出问题，分析问题，通过各种途径寻求答案，在解决问题的思路和科学方法上加强点拨和引导。

教材内容的开放性表现在以下几个方面。

1.有些问题，不是直接给出答案，而是让学生自己探究。

2.有些问题，并未叙述得面面俱到，而是提出要求，让学生自己搜集信息，特别是联系当地和当前实际的信息。

3.探究活动的写法重在引导，探究的课题、材料用具和方法步骤不做过死的规定；对于难度较大的探究活动，教材提供了参考案例。

4.介绍生物科学上目前尚未解决的疑难问题或存在的争议，体现科学体系的开放性。

5.有些练习题的答案不唯一。

六、改进作业系统，促进评价的改革

评价方式的改革是课程改革的关键环节之一。教材改变了作业系统主要为巩固知识而设计的传统做法，以期促进生物课程的评价改革。

1.作业系统围绕知识、能力和情感三方面的目标来设计，特别重视知识的迁移、方法的运用和发散思维的培养。例如，必修模块每章后都有“自我检测”题（见图3），帮助学生从知识的掌握和能力的发展等方面进行自我评价。

2.作业系统的内容既包括章节后的作业题，也包括某些探究活动中的讨论题；既有随堂练习和技能训练，又有阶段性的自我检测；既有书面作业，又有课外实践、撰写综述报告等实作评价的内容。

第6篇：关于水的科学小实验及原理范文

关键词：饮水水质 饮水安全 饮水健康

一、研究内容

1.宏观研究

(1)关于饮水中所含微量无机离子的研究

目前饮用水水质标准中一些元素，只规定了最高限值却没有最低限值，那么理想的饮水中是否应含有一定量的离子呢？医学界的专家们认为水中的微量元素，如钙、镁、铁、碘等是人们不可缺少的营养元素，不主张喝纯水、蒸馏水。而商界的某些公司则宣传水中的这些微量元是微不足道的，营养可以从食物中获得。

人们获取的营养的确大多数是从食物中来的，即使对于人体必须的微量元素，人们通过饮水所摄取的营养也只占人体摄取的营养总量的很少的一部分（见表1）。问题在于我们的食物结构能否保证取得应有的有益元素与营养？食物中的这些有益元素与营养人体是否容易吸收？而水中的微量元素除了起到补充人体所需的盐分的作用以外，是否还有其它的作用？

人们自饮水中摄入的部分人体必须的微量元素在总摄入量中所占的比例

表1 元素 在饮水中的浓度(/L) 自饮水摄入占总摄入量(%) 典型 较高 日饮11-1.5L 日饮3L 高浓度 Fe 0.1 1

过去的地方病往往发生在交通不发达地区。这些地区的人们常年喝当地的水，吃当地的粮由于同一地区的水和粮食中有可能同时缺乏某种或某些有益元素，或同时含有某种或某些有害元素，因此容易致病。现在交通发达，商品得到流通，食物、饮料的产地不一，含无素各异。如果我们的食物结构单调，不能保证获得应有的元素与营养，那么喝吨水、蒸馏水就会使缺乏的有益元素得不到补充，从而引起不良反应（尤其对正在发育成长的儿童）。

同时我们还必须注意到，水中的微量元素除了补充人体必须的营养元素以外，可能还有别的作用。也就是说，即使我们的食物结构能够保证我们获得应有的元素与营养，饮用含有一定含量的矿物质的水也有可能对我们的健康更加有益。

国外研究表明，水的硬度与心脏病死亡率有确定的关系：软水地区心血管病死亡率比硬水地区高。这种关系也被我国学者所证实。

Sorenson J博士（医药化学家、矿物质新陈代谢理论权威）认为，饮用水中的矿物质能很好地被吸收。他发现新陈代谢的主要金属元素与非主要元素的比例极受水中主要元素数量的影响，如果所需主要元素得到满足，非主要元素就很少或不会被吸收，而是被排泄掉。也就是说，如果水中钙、镁含量也低，细胞就可能选择铅，从而造成伤害。

美国马丁·福克思博士1996年在《健康的水》一书中，综合了近年国外研究成果认为：对于饮水，硬度的理想指标是170mg/l左右；总溶解固体理想指标是300mg/L。

由于以上的理论和统计数据不受地域的限制，因此我们有理由认为，水中的微量元素除了对人体进行必要的补充以外，还可能具有其它的功能。研究水中微量元素所具有的对人体的营养补充功能和更深层次的功能，就成为一个重要的课题。

(2)关于水中有机物及毒理学方面的研究

水中有机物对人体的影响是积累的。一旦发现问题，往往已经影响一代人的健康。新的有机物不断合成，给环境带来污染。　国外有学者反映，现在的研究都是单个有机物对人体的影响，如果考虑几个有机物的综合影响，可能是单个有机物的几十倍危害，而这方面的研究很少。现在国外又提出环境雌激素的问题，它主要包括环境有机污染物、工业化学药品、人体合成雌激素和植物雌激素等，是能干扰体内雌激素的合成、分泌、传递、键合和减弱作用的一种类激素。它的影响深远，怎样防止与去除还有待研究。

在水质标准中，为了限定饮水中有毒有害的有机化合物对人体健康的影响，采取了逐项限定各种有机化合物浓度的方法，但却没有给出综合性的指标。这样做，一方面由于水质标准发展的速度总是滞后于化学品合成的速度，因而不可能将每种现时可能的有毒有害物质都包括在水质标准中，另一方面，由于各物质间的协同作用，因此不能排除所有有毒有害物质的综合作用具有对人体健康构成威胁的可能性。

因此我们认为，应研究以综合性指标来衡量饮水中所含的微量有机污染物对饮水安全影响的可能性。可能的综合性指标有：代表饮水中有机污染物总量的TOC（或DOC），代表饮水中可生物降解的有机污染物总量的BDOC（或生物可同化的有机污染物总量AOC），以及评价饮水中微量有机物毒性的毒性学指标Ames实验等。

(3)关于水中微生物的研究

水中微生物的污染，也是不断发现，不断研究出来的。如O-157大肠杆菌、军团菌、小隐孢子虫、贾弟虫等，并且由于环境污染加剧，还会新产生一些变异的细菌、病毒，危害人的健康。对于水中微生物及其防治方法，也应不断进行研究。

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2.关于水的微观结构的研究

对水质的研究发现，有些传统观念受到了冲击。如超滤器用于烧开水锅炉的水处理有防垢的功能。按理只要Ca2+离子和HCO-3离子的浓度高达CaCO3的浓度积，就应该产生CaCO3垢，可是用超滤出水烧开水，水壶上只积松散的白色垢，用手就可以擦取。根据我们的分析，将自来水经过超滤在反渗透膜上结的垢与自来水在反渗透膜上结的垢作X射线能谱分析(EDX)，发现经超滤处理的水垢中的Al、Si、Ca、Fe元素含量显著降低，分析认为，可能是去除了绝大多数胶体，使结垢状况改变。

目前日本提出“兀水”，奥地利出了一本《追踪水的奥秘》的书，也提出活化水与健康。兀水资料中提到将金鱼放在兀水中予以密封，而金鱼仍能生存5个月之久，这是因为金鱼利用了宇宙能量得以生存，水能将宇宙能量转变为生命体的能源。资源还例举了活化水对植物生长有利，鸡饮用活化水多下收，人饮用了活化水某些疾病得到控制甚至痊愈。

而对这些资料，我们只能半信半疑。出现这些问题的原因，是由于已往水处理领域的研究都集中在水中的化学组分方面，如水中的微量污染物、无机离子等，对水本身的物理特性，即水的团簇结构的研究则接近空白。

近年来，在物理学的理论研究中发现了在物质结构的原子分子和凝聚态两层次之间存在原水团簇这一重要的现象，并由此发展成为一门新的学科——团簇物理学。另一方面，有关饮水健康的研究表明，水的团簇结构很可能与人体健康有着直接的关系。水的微观结构开始引起人们浓厚的兴趣。

原水分子团簇，简称团簇(cluster)或微团簇(microcluster)，是由几个仍至上千个原子、分子或离子通过物理和化学结合力组成的相对稳定的聚集体，其物理和化学性质随所含的原子或分子数目的变化而变化。团簇的空间尺度是一个纳米到几十个纳米的范围，用无机分子来描述显得太大，用小固体描述又显得太小。因此，人们把团簇看成介于原子分子与宏观固体或液体之间的物质结构的新层次。

水的团簇结构与人体健康的关系是在对水质以及水在食品、饮料等工业中的利用的不断认识过程中逐步得到重视的。在日本清酒的研究过程中发现，陈年酒的风味比未经酿成的酒要醇美而不会宿醉。经过化学分析发现，二者之间在酒精度、粮度以及其它组分方面都没有什么差异，只是陈年酒的水的族群变小，也就是小的物理性质有所不同。不久，在日本普遍地传出族群小的水对于健康有益的说法。至于是否真的有益于健康，还有待于科学上进一步的验证。

由于水的团簇结构可能与体健康有着密切的关系，而对于水的微观结构的认识，又有可能使我们获得对于水的性质和功能的更深层次的认识，因此，水的微观结构的研究，必将成为今后水质科学研究的热点。

3.建立水质指标体系，正确反映水的特性

为了保证饮水安全，现有各种水质指标必须不断地进行修订。我们认为，现有水质指标中亟待研究和修订的内容，一是饮水中对人体有益的无机离子，必须有一个最低限值；二是对综合性有机物指标和TOC，DOC，AOC，BDOC等，必须有一个最高限值；三是必须建立评价饮水中有机物毒理学性质的综合性指标。

同时，照顾到不同的需求层次，我们认为，还应当建立各种水质指标体系，综合反映水的各种特性，如健康水的水质指标，美味可口的水质指标等。

目前得到各方公认的健康水的水质指标大体有以下几点：

(1)不含有害物质；

(2)硬度适中（大部分人认为硬度应高于50mgCaCO3/L而低于150mgCaCO3/L，美国的马丁·福克思博士则认为硬度的理想指标是170mg/L左右）；

(3)含有适量的矿物质，马丁·福克思认为理想的指标是300mg/L左右；

(4)pH值偏弱碱性；

(5)含有碳酸离子（或说含有二氧化碳）。

除以上已获得公认的几点以外，尚有一些未能达成共识或有待于进一步研究的观点，其中我们认为争议最大的就是水分子团的大小，因为它缺乏理论上的支持，同时各家在说法上分歧很大。现在有不少人认为水分子团越小越好，但是，我们在研究水的族群的过程中发现，淋浴污水经过膜一生物反应器处理后，其水分子团比某些水质很好的山泉水的分子团还要小。因此我们认为，对于水分子团的大小，有可能有一个合适的范围，而不是越小越好。关于这一点还有待于进一步更深入地研究。

除此以外，照顾到人们对水的口感的需求，建立美味可口的水的指标体系也是一个值得研究的领域。

对于水质指标的具体形式，我们认为，能否考虑建立一个关系值，载明各主要有益元素的含量与有害元素含量之比，还可以将TOC与毒理学指标等列入其中。从这个关系值我们可以看出饮水中有益指标与有害指标各有多少，以取得一个对饮水的综合性的评价。并以此为基础，寻求建立一个衡量健康水的综合性的指标。 　　二、研究方法

随着科学的不断发展，随着各学科之间的相互渗透和融洽，随着我们对饮水研究的不断深入，单纯依靠水处理领域研究人员的力量，已经难以使水的研究跟上人们对饮水水质需求的发展。因此，将物理、化学、生物、医学等领域的相关知识渗透到水处理领域中来，已成为历史的必然。

对水的研究需要多学科的研究互相渗透，取长补短，发挥各自优势，共同作出贡献。水处理工作者应向化学、医学、营养学、生物学专家学习，去认识水的微观世界，才能跟上形势。

第7篇：关于水的科学小实验及原理范文

目前国内系统的化学教育始于初三化学，①在小学科学教育中，部分科学教材（如教科版）仅在六年级下册涉及少量化学知识，感知化学，围绕物质是否发生化学变化、化学变化的本质，以及化学变化对生活产生的影响等问题进行化学启蒙教育，而学前教育阶段几乎没有介绍过化学知识。通过走访达州市机关幼儿园、小红帽幼儿园、铁路幼儿园、商业幼儿园等我们了解到，多数幼儿园管理者认为幼儿园更需要幼儿教师具有专业提供论文写作和写作服务,欢迎您的光临lunwen.   1KEJI AN.  C OM弹、唱、跳等素质和技能，对于科学教育活动（或自然常识）这种具有隐性、远期效应的课程缺乏热情，重视程度明显不足，且忽视自身科学素质的培养，使得幼儿完整的素质教育受到影响。加之化学一直被认为内容难，幼儿可能接受不了，化学药品有腐蚀性，危险性大，化学实验操作复杂，化学仪器多， 使用规范性要求高，②幼儿心理惧怕，无法胜任，种种因素造成化学教育一直未在幼儿园正式开展。在具体的实施教学中，由于受幼儿园办学条件的影响及幼儿教师科学知识结构的限制，多数幼儿园在组织科学教育活动时，偏向于知识的传授或讲解，在教学中从生活常识和健康饮食等角度介绍化学小知识，同时在幼儿园科学角，家园联系栏、幼儿园环境创设等方面加入化学元素，更多以科普知识栏的形式向幼儿和家长宣传化学知识，如以图片的形式告诫小朋友不要乱动农药、家庭药物不能乱用，一些食品如爆米花其中含有金属铅，所以不要经常食用，除此之外，有的幼儿园也会结合传统节日如九月初九插茱萸的风俗，向幼儿介绍茱萸的药用价值等。

2 趣味化学实验在幼儿科学教育中的应用策略

开展趣味化学实验的目的在于激发幼儿的好奇心和探究意识，为了让幼儿在轻松愉快的氛围下进行化学探究，要善于利用我们身边的生活物品，合理利用和开发生活中的教育资源，使孩子感觉自己不是在做什么实验，而是觉得自己在玩。如在药品选择上，可以选择厨房中的食盐、白醋、小苏打、食用油等调味品，充当化学试剂中的酸碱盐溶液，洗衣粉、洗涤剂、肥皂水、泡菜坛水等在相应的小实验中也可作为实验药品；实验材料选择上，可以用玻璃杯代替烧杯、筷子代替玻璃棒搅拌、用眼药水瓶代替滴管、用空饮料瓶代替试管、用吸管代替导管来进行实验操作，很多材料可由幼儿独自从家里获取，部分材料是由生活废旧物品回收利用，极大的调动了幼儿的积极性，使幼儿感觉到化学随处可见，化学就在我们身边，从而使幼儿深深感受到化学的亲和力。如“自制果汁碳酸饮料”，原理是利用食用柠檬酸和小苏打（NaHCO3）溶于水后，能发生化学反应，产生二氧化碳气体。二氧化碳气体溶解在含糖、果汁等成分的水中，便专业提供论文写作和写作服务,欢迎您的光临lunwen.   1KEJI AN.  C OM可制成汽水。在实验活动中，教师可以帮助幼儿将日常食用的水果如柠檬、橙子等榨汁，再依次加入适量的白糖（或食盐）、小苏打、冷开水（不要将瓶子装得太满），同时可以准备一些果味香精供幼儿选择添加，将瓶盖旋上放置15分钟之后，一瓶果汁碳酸饮料可以喝了，教师可以引导孩子们互相分享自己的饮料，并鼓励孩子回家之后做给父母们喝，启发幼儿要学会分享。除此之外，我们还可以设计自制酸奶、腌制酸甜小黄瓜等趣味小实验，在激发幼儿动手操作的同时，也培养孩子的成就感和劳动使命感

幼儿对颜色的变化天生敏感，许多化学变化都伴随着明显而美丽的颜色变化，而且变化多端，非常有趣。化学中的变色反应有酸碱指示剂与酸碱盐发生的变色反应、碘与淀粉的变色反应，但这些原理对于幼儿来说是没有必要知道的，但通过活动可以让孩子明白，物质与物质之间不是永恒不变的，有时两种物质放在一起是会发生变化的，从而显示出颜色的变化。③因此设计一些伴随明显颜色变化的趣味化学小实验，开展化学游戏教学，一方面可以抓住孩子的眼球，培养孩子的好奇心和求知欲，另一方面引导幼儿通过直接感知、亲身体验和实际操作进行科学学习，使孩子在生活和游戏中感受化学的乐趣。如开展“葱汁密信”游戏活动，仍然从我们身边选取材料——洋葱汁，原理是葱汁能使纸发生化学变化，形成一种类似透明薄膜一样的物质，这种物质的燃点比纸低，往火上一烘烤，它就烧焦了，所以会显现出棕色的字迹来。活动前，教师事先用葱汁在纸上画一幅图或写上孩子们认识的字并晾干，活动开始时让小朋友们猜猜老师刚刚在纸上画了什么图画（或写了什么字），当在蜡烛上稍微烘烤一下时，这张白纸上却立刻显现出图画或字迹来，这一现象引起了孩子们探究的欲望，再试试柠檬汁、蒜汁及醋是否也有能产生相同的现象。

《3-6岁儿童学习与发展指南》指出：不应为追求知识和技能的掌握，对幼儿进行灌输和强化训练， 支持幼儿在接触自然、生活事物和现象中积累有益的直接经验和感性认识，引导幼儿在探究中思考，尝试进行简单的推理和分析，发现事物之间明显的关联。作为幼儿教育五大领域之一的健康教育常常渗透着化学常识，大专业提供论文写作和写作服务,欢迎您的光临lunwen.   1KEJI AN.  C OM多数幼儿园采用科学角或主题活动等方式向幼儿介绍饮食和保健科学中蕴含的化学知识，但由于幼儿识字不多，大篇幅的文字内容显然不适合幼儿的理解，故往往以图片的形式直观的向幼儿展示，便于幼儿直接感知。在幼儿科学教育中，将化学常识融入到一些充满魔幻和富有趣味性的游戏或活动中，让孩子在玩中体会化学赋予的魔力，同时也了解一些生活小常识。如“沸腾可乐”，不是将可乐加热至沸腾，而是当将薄荷糖扔进一瓶可乐中时，几秒钟之后，可乐像着了魔似的冒出大量气泡，并且速度越来越快，最后气泡汇聚成水柱从瓶出，大约有15厘米高，通过这个实验告诉幼儿千万不要将薄荷糖或口香糖与碳酸饮料一起食用；另外，民间有清明节或立夏节气玩“碰蛋蛋”的民俗游戏，鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，遇酸蛋壳表面会冒气泡，同时蛋壳变得脆弱易碎，若在蛋壳表面涂上一层牙膏，则蛋壳表面被保护起来，不会被继续腐蚀。将涂过牙膏的鸡蛋和没涂过牙膏的鸡蛋分别放入两杯可乐中，放置10分钟，让幼儿用经过处理的这两只鸡蛋玩碰蛋蛋游戏，结果涂过牙膏的蛋壳仍然较硬，不容易破碎。通过这个实验告诉幼儿，我们的牙齿表面和蛋壳一样， 其主要成分是有机钙，常喝碳酸饮料有害牙齿健康，坚持用牙膏刷牙可以帮助我们保护牙齿，使牙齿更坚固。④

开展趣味化学实验是组织开展幼儿科学教育活动的一种重要手段，开发符合幼儿思维发展发展水平和认知专业提供论文写作和写作服务,欢迎您的光临lunwen.   1KEJI AN.  C OM能力的实验内容，且实验现象明显便于观察，实验材料安全易操作，让幼儿在充满乐趣而又安全的环境中体验化学世界的无穷魅力，激发幼儿的好奇心和探究欲望。在化学实验中充分利用幼儿感官，培养幼儿观察能力，鼓励幼儿参与科学探究，锻炼动手操作能力，同时教师通过提问的方式引导幼儿积极动手动脑寻找答案或解决问题，并尝试运用清楚、连贯、完整的语言描述实验现象，表达在活动中的观察与收获，加深他们对事物的理解，锻炼幼儿的表达交流能力和逻辑思维能力，便于幼儿形成受益终身的学习态度和能力，从而为孩子们其它领域的深入学习奠定基础。

1.四川革命老区发展研究中心重点课题：《四川革命老区学前教育发展现状、问题及对策研究——以达州市为例》，项目编号：SLQ2012A-05

第8篇：关于水的科学小实验及原理范文

一．选择题

1.炭雕是一种集观赏、空气净化于一体的工艺品，其主要成分是木炭。下列说法中错误的是()

A．炭雕作为艺术品可以长久保存

B．炭雕能吸附室内微量的有害气体

C．摆放炭雕时必须远离火种

D．将制炭雕的下脚料研成粉末，与氧化铜粉末共热，不能发生反应

2、区别CO、CO2、O2三种气体，应采用的方法是()

A、将气体分别通入水中B、将气体分别通入澄清石灰水中

C、将气体分别通入紫色石蕊试液D、将燃着的木条分别伸入到三个盛气体的集气瓶中

3.列物质的用途利用其化学性质的是()

A．石墨作铅笔芯B.金刚石作钻头C．干冰作制冷剂D．天然气作燃料

4、用二氧化碳的水溶液浇灌盐碱地的植物，其主要作用除改良碱性土壤外，还能()

A、促进植物的呼吸作用B、加速植物的光合作用

C、增加植物生长所需的微量元素D、代替碳酸氢铵等作氮肥施用

5.下列关于金刚石、石墨、C60的说法不正确的是()

A．它们都是电的良导体B．石墨质软，可作铅笔芯

C．C60是一种新型的单质D．金刚石硬度大，可切割大理石

6、某同学用塑料瓶设计了制取并检验CO2性质的简易装置（如右图），拉动铜丝，把布袋浸入醋酸后有气泡产生。则下面叙述错误的是()

A、蓝色石蕊试纸变红色B、可以控制反应的发生和停止

C、可验证醋酸比碳酸的酸性弱D、所用材料体现了资源利用意识

7.下列关于二氧化碳的叙述中，错误的是()

A．自然界中二氧化碳处于循环状态B．二氧化碳可用于生产碳酸饮料

C．干冰可用于储藏食物和人工降雨D．可用氢氧化钠溶液检验二氧化碳

8、2008年“世界环境日”的主题是“促进低碳经济”，警示温室效应对人类的危害。现已证实引起温室效应的主要气体是()

A.O2B.N2C.H2D.CO2

9.下列措施安全的是()

A．进入煤矿的矿井时用火把照明B．到溶洞里探险时用火把照明

C．启用闲置的沼气池前先进行火把试验D．用点燃木条的方法检查液化石油气罐是否漏气

10、CO2和O2是自然界中生命活动不可缺少的两种气体，下列对它们的认识中，正确的（）

A．都含有氧分子B．都能供动物呼吸C．都不溶于水D．密度都比空气大

11.“吸烟有害健康”。我国政府规定：从2010年5月1日起，公共室内禁止吸烟。烟草燃烧释放的有害物质中，能与血红蛋白结合引起中毒的是()

A．尼古丁B．一氧化碳C．焦油D．甲醛

12.、下列二氧化碳的用途中，不正确的是（）

A、供给呼吸B、用作气体肥料C、用于灭火D、生成碳酸饮料

13.“转变传统观念，推行低碳生活”的主题旨在倡导节约能源和利用清洁能源，减少温室气体二氧化碳的排放。下列措施①少用煤作燃料；②减少使用私家车次数、多乘公交车或骑自行车；③废旧电池回收再利用；④开发新能源，如太阳能；⑤焚烧废旧塑料可解决“白色污染”中符合该主题的有效措施是()

A．①②④B．①②③⑤C．①③④D．①②③④

14、科学实验室的铅蓄电池中装有硫酸。如果不慎将硫酸洒到大理石地面上，会发出嘶嘶声并有气体产生。这种气体是（）

A．CO2B．N2C．H2D．O2

15.航天探测发现：金星是一个被浓密大气层包围的固体球，大气层的成分之一是三氧化二碳(C2O3)，实验证明它的化学性质与一氧化碳相似。下列关于三氧化二碳(C2O3)的说法中，不正确的是()

A．C2O3中碳的化合价为＋3B．C2O3充分燃烧的产物是CO2

C．在一定条件下C2O3能还原氧化铁D．C2O3能使澄清石灰水变浑浊

16、学了化学后，请给煤炭工人一个建议，在煤矿矿井里，为了防止发生爆炸事故，常采用的安全措施是（）

A．进矿井前，先做灯火实验B．准备足够的灭火器材

C．通风并严禁烟火D．戴呼吸面具

17.利用下图所示装置，能完成实验室制取气体的是()

A．用①③制取氧气B．用②③制取二氧化碳C．用②④制取氧气D．用①⑤制取二氧化碳

18、二氧化碳占空气总体积的0.03%，正常情况下能维护这个含量基本不变是因为自然界存在如下图所示的循环过程，图中A处不包括下列哪项（）

A、人和动物的呼吸B、植物的呼吸作用C、用H2作燃料驱动火箭D、含碳燃料的燃烧

19．向澄清石灰水中通入过量的CO2，发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3＋H2O，CO2＋CaCO3＋H2O===Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2易溶于水，下列图示正确的是()

20、有关的CO2实验如下，只能证明CO2物理性质的是（）

21.实验室制取CO2和O2的实验相比较，一定相同的是()

A．发生装置B．收集装置

C．干燥装置D．收集气体后集气瓶的放置方法

22在新刷石灰浆的房间里往往放一个燃烧的炭盆，这样做的主要目的是()

A．烘干墙壁B．使房间保温

C．消耗房间内的O2，防止墙皮氧化脱落D．提供CO2，促进墙壁变白变硬

23.下列对一些事实的解释错误的是()

事实解释

A书写档案规定必须使用碳素墨水碳的化学性质稳定

B石墨能够做电池的电极材料石墨能够导电

C焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来焦炭具有氧化性

D制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖活性炭具有吸附性

24.下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是(C)

A．这四种物质都很软，可作剂

B．这四种物质碳原子的排列方式相同

C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2

D．这四种物质的结构中，每个碳原子都连接3个碳原子

25.下列说法中，正确的是()

A．煤炉上放一壶水可以防止CO中毒B．金刚石、石墨都是由碳原子构成的，所以都很坚硬

C．用活性炭可以除去水中的氯化钠杂质D．用澄清石灰水可区分CO、CO2

二．非选择题

26在①金刚石②石墨③炭黑④木炭⑤焦炭⑥活性炭⑦干冰⑧酒精中，可用来冶炼生铁的是以下用序号回答；可用于防毒面具中吸附毒气的是；可用于制造黑火药的是；可用于装在钻探机的钻头上或刻划玻璃的是；可用作电极的是；可用作致冷剂的是；可用来制油墨的是；可用于未来的绿色能源之一，用于内燃机燃料的是。

27.世界都是一分为二的，研究化学也是如此。

(1)二氧化碳具有________________________________、______________________________、______________________________等性质，决定其可以灭火。

(2)当大气中二氧化碳含量过多可能产生的后果是_______________、________________。

28.环境问题是人类可持续发展必须解决的一个重要问题，温室效应被列为21世纪人类面临的威胁之一，已引起人们的广泛关注。旨在限制发达国家温室气体排放量、抑制全球范围内气候持续变暖的《京都议定书》，已于2005年2月16日正式生效。

（1）二氧化碳是大气中的主要温室气体，我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，我们可以采取的措施有（只填2种）：

___________________________；_________________________________。

（2）为减缓二氧化碳使全球变暖的趋势，有科学家提出大胆设想：将排放到空气中的二氧化碳压缩使其液化，然后将其压入到冰冷的深海中。但也有科学家担心海水中富含二氧化碳后酸度会增加，可能会杀死一些海洋生物，甚至会溶解掉部分海床，同时气候变化也可能改变海洋环流，把海底的二氧化碳又带回海面，另外把二氧化碳压入海底所消耗的能源可能会再增加二氧化碳的排放。

①二氧化碳气体转变为液体时将会_________能量（填“释放”或“消耗”）；

②二氧化碳使海水酸度增加的原理用化学方程式表示为：________。

29.铅笔为什么有软和硬的差别呢？这是由于石墨太软，光用石墨做笔芯，既易断又易磨损，因此，生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土粉末以增加硬度。下表为部分普通铅笔的标号及笔芯原料的配比：

2HHHB2B

石墨（质量分数）74.0%75.2%81.3%85.5%

粘土（质量分数）26.0%24.8%18.7%14.5%

试回答下列问题：

（1）上表中硬度的铅笔是（填序号）；

（2）请列举石墨的另外两种用途、。

30今有CO、CO2、O2、H2、CH4等气体。能用排水法收集的是，能用向下排空气法收集的是，与空气混合后，能形成爆鸣气的是，属于有机物的是。（全对才得分）

31.A、B、C、D是在中学化学中常见的四种化合物，它们各由两种元素组成，甲、乙是两种单质，A能使澄清石灰水变浑浊，D常温下是液体，这些化合物和单质之间存在下图关系：

1化合物C中一定含填“甲元素”或“乙元素”。

2单质甲的化学式是，化合物B的化学式为。

3写出一条单质甲和化合物C反应的化学方程式：

32(1)设计试验，请你进入实验室中用四种方法区分一氧化碳和二氧化碳(只写实验方法)

①________________________________。②________________________________。

③________________________________。④______________________。

(2)市场上有一些充气包装的食品(如右图)。装食品的塑料袋内充满了

气体，气体充得鼓鼓的，看上去好像一个小“枕头”。袋内充的是什么

气体呢？

①初三（1）班的同学有两种猜想：(A)二氧化碳，(B)氧气。请判断哪种猜想更合理并说明理由__________________________________________________________________________。

②初三（2）班的同学也有两种猜想：(A)氮气，(B)二氧化碳。请设计一个实验，来判断猜想(B)是否正确。__________________________________________________________。

33.下图是实验室制取和验证CO2化学性质的装置图图中产生CO2是足量的，请回答：

1仪器名称：a，b，c

2装置A是制取CO2的装置，内装药品是或和，反应现象是①，②。

3装置B中盛有澄清石灰水，反应现象是。

4装置C中盛有紫色石蕊试液，反应现象是。

5装置D内放有两支高低不同的蜡烛，现象是，这种现象说明CO2①，②。

6写出A中反应的化学方程式：

34．.2010年4—5月间，我省多名患者因注射某制药公司生产的假药“亮菌甲素注射液”而死亡。造成该事件的原因是该制药公司在购买药用辅料丙二醇时，购入了二甘醇假冒丙二醇以至酿成悲剧。根据下图标签作答。

(1)写出二甘醇的两点化学性质_________________________、_________________________。

(2)二甘醇中C、H、O的原子个数比为______________，相对分子质量是_______________。

35.我市某校初三(1)班学生去湖光岩春游，带回了几小块石灰石样品。为了检测样品中碳酸钙的含量，甲、乙、丙、丁四位同学用质量分数相同的盐酸与样品充分反应来讲行实验测定，(样品中的杂质不溶于水，且不与盐酸反应)，测得数据如下表：试问答：

甲同学乙同学丙同学丁同学

所取石灰石样品质量(g)10.010.010.010.0

加入盐酸的质量(g)20.030.045.050.0

剩余固体的质量(g)6.04.01.01.0

(1)10.0g样品与45g盐酸充分反应后，盐酸是否还剩余__________(填“是”或“否”)，样品中碳酸钙的质量分数是_______________。

(2)10.0g样品与足量稀盐酸反应后可产生二氧化碳多少克?(写出计算过程，计算结果精确到小数点后两位)

36.下图是某同学对二氧化碳部分知识构建的网络图(部分反应条件和部分生成物省略)。

请按下列要求填空：

(1)物质a主要成分的化学式是；

(2)物质b主要成分中阳离子是；

(3)物质c(C6H12O6)所属类别是，该物质中C、H、O三种元素的质量比是；

(4)写出由CO2生成物质d的化学反应方程式________________________________；

(5)在物质e化学式中标出带点元素的化合价________。

37.已知A、B、C、D、E五种物质均为初中化学中常见的物质，它们相互转化的关系如图所示。

(1)如果A、B均为黑色固体，C是造成温室效应的主要气体。则E的化学式是，A与B反应的化学方程式可能是_____________________________________________________________________________

(2)如果C是一种常见的建筑材料，A溶液与B溶液反应的现象是，D与E反应的化学方程式可能为_____________________________________________________。

38.2009年世界气候大会在丹麦首都哥本哈根举行。中国承诺：到2020年单位国内生产总值所排放的二氧化碳比2005年下降40%～45%。充分展示了中国谋发展，促合作，负责任的大国形象。

近年来科学家正致力于减少大气中二氧化碳含量的研究：

(1)将空气中的CO2压缩后贮藏于冰冷的深海。但有科学家担心这样做会增加海水的酸度，导致海洋生物死亡。CO2使海水酸度增加的原因是_______________________________________(用化学方程式表示)。

(2)将过多的CO2和氢气在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷。这个反应的化学方程式是_____________________________________________。

(3)将工业上产生的CO2进行收集、处理，作工业原料，如用作氨碱法制纯碱的原料。CO2与饱和氨盐水制取碳酸氢钠的化学方程式是________________________________________________________

39.下图是利用CO、CO2混合气体中的CO还原CuO的实验示意图。

(1)仪器a的名称是铁架台。乙装置中应该用酒精灯的焰加热。

(2)写出甲中反应的化学方程式：_____________________________；乙装置的仪器b中黑色粉末变红时发生反应的化学方程式为_____________________________________。

(3)反应过程中，丙中可观察到的实验现象是。

(4)该装置存在的主要问题是。

40.(1)老师为同学们提供了如下实验装置：

①写出带有标号的仪器名称：a______；b。

②实验室制取CO2应选用的发生装置是(填选项字母，下同)，收集装置是。

(2)小伟设计了如下图所示的装置进行实验(固定装置已略去，且石灰石中杂质不反应)。

①写出甲试管中发生反应的化学方程式：____________________________________；

②小伟观察到乙试管中紫色石蕊溶液变红，请写出所有可能使其变红的原因。___________________________________________________________________________________。

41.2009年世界气候大会在丹麦首都哥本哈根举行，旨在控制大气中“温室效应”气体的排放量。“低碳”正成为人们的共识。

(1)近几十年来大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因是____________________________________。

(2)自然界消耗二氧化碳气体的主要途径是：①植物的光合作用。植物在光的作用下吸收二氧化碳和水生成葡萄糖(C6H12O6)和氧气；②海水的吸收。请用化学方程式表示出上述两条消耗CO2的途径：①_________________________________________________________________________________________②________________________________________________________________________________________。

(3)科学家正在研究将空气中过多的CO2和H2在催化剂和加热条件下转化成甲烷和水，这个反应的化学方程式是________________________________________________________________________________。

(4)请举一例你在日常生活中符合“节能减排”的做法：______________________________________。

42.下图是自然界碳循环简图，请回答：

(1)含碳单质的矿物燃烧的化学方程式为___________________________________；

(2)海水吸收二氧化碳时，发生反应的化学方程式为_________________________________________；

(3)植物光合作用时，二氧化碳和水在光的作用下生成葡萄糖(C6H12O6)和氧气，其化学方程式为________________________________

(4)人类降低空气中二氧化碳含量的措施有两个方向：一是减少二氧化碳的排放，另一个是_________。

43.实验小组的同学设计了三套实验室制取二氧化碳的装置。

回答下列问题：

(1)你认为合理的是________，实验室制取二氧化碳的化学方程式为_____________________________；

(2)请说明不能采用B装置的原因________________________________________。

44.请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。

(1)选择药品：小明对三组药品进行了研究，实验记录如下。

组别药品实验现象

①块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中

②块状石灰石和稀硫酸产生气泡的速率缓慢并逐渐停止

③碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡的速率很快

从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，该组药品发生反应的化学方程式为_______________________________________

不选择第③组药品的原因_______________________________________________________________

第9篇：关于水的科学小实验及原理范文

中图分类号：G632.479

文献标识码：B

从2001年至今的10年上海化学试题在题型和题量上都几乎不变，内容上虽稳中求变，但基本上注重基础知识的考查，对能力的要求有所提高。更加关注化学学习的过程。所以。不少学生虽反复操练，历经各类试题，“减负”不成反“厌学”，面对似曾相识的试题有诸多的不确定。故今年上海高考化学的考生均分有所下降。以下对今年的上海试题作分析，以便更有效开展今后的化学课堂教学。

1围绕基础。渗透学科思想

连续多年在选择题中出现的“五同”、“电化学”和“能量”等，今年没有在试卷中专题出现，但不少选择题的四个选项就包含四个知识点，考查范围更广。对化学用语、化学概念和元素化合物的实验考核也并未减弱，如第2题的化学用语；第3题的有机物命名；第5题的化学概念和微观结构的考查等。在平时的教学中，教师一定要设法引导学生对新接触的每一个概念的内涵和外延进行不同角度的理解。其中“咬文嚼字”是有效教学的方法之一，如对“酸酐”的理解，完全可由“酸失水”即“晒干”，对有机物也可能“晒不干”。尚有氢原子剩余而并不属于相对应的“氧化物”；再如对“化学键”的理解，可理解为原子为达稳定结构而相互作用时的原子间连接“钮带”。有的原子本身就是稳定结构，当然就不再需要“钮带”。

每年的第四大题23＼24＼25是化学学科思想的最具体的反映：结构决定性质思想、守恒和平衡思想。除此之外的其他试题中也有充分的体现，如第17题还是对平衡的专题考查。在实验和有机题中也有结构决定性质思想的体现，而在计算中多要运用守恒的技巧。在整个中学化学的教学中学科思想也是贯穿始终的，其中电解质溶液的内容就是最集中的体现，也是历年高考常考不衰的经典题型，如今年的第6题中，B选项“强酸制弱酸”苯酚体现出弱酸性是由其本身结构决定的、C选项“防倒吸”是因氯化氢的强极性易溶于水，这些都是结构决定性质思想，D“除去氯气中的氯化氢”用饱和食盐水是利用平衡移动原理。第9题的“离子大量共存”主要考核在指示剂显色的条件下、双水解促进水解等实质也还是平衡的思想。第16题要比较“溶液中微粒浓度大小关系”。其间要由结构看其“电离”或“水解”的辩证影响。还需要溶液中“电荷守恒”和“物料守恒”思想，方能以不变应万变地迅速解题。第19题要正确书写离子方程式。C和D项有反应电子守恒的考查。A、B项和第21题是由离子间量的不同而导致反应方程式不同，其间很多道理可用学科思想加以解释。

今年第七大题中第30题，相对以前的难度明显下降：单纯是质量分数和溶解度概念换算，这方面是初中教学的难度。但不少学校的教学可能在这方面反而因不重视而显得薄弱。第31题就不同了，考了教材中淡化的磷元素及其化合物，题给五氯化磷的分子结构，第(1)问考的是最简单的反应关系量的计算和运用守恒思想进行物质的量浓度换算。第(3)问是对化合价和混合卤化磷分子空间异构体的考查，静心梳理后正确解出不是难事，但此题涉及立体空间结构，多少年来“上海卷”都没有考到这个难度，有点出人意料。第(2)和(4)问都是通过反应式运用质量守恒推出物质的化学组成。只是第(4)问中设计了思维梯度，必须由限定条件范围进行组成的推断。要正确解出确有难度。我们的学生在平时繁琐的计算练习中，特别是普通中学的学生对大的计算题都有畏惧心理，常望而却步。加上较为陌生的知识和在高考中心里压力更大。导致此题得分率不会高。

学生的时间和精力实在有限，只有以点带面，将思考问题的角度和方法分析精透才是最重要的。摒弃题海战术，精选精练，才会增加学生的学习信心，进而触类旁通，提高解题的能力。

2关注生活。重视实验探究的过程

这在近几年的上海卷中体现得尤为突出，去年和今年试卷的第1题是“节能减排”、“低碳生活”的，给学生第一印象就是化学与社会生活密不可分，是一门为使生活更美好、解决现实问题的学科。第4题是考生活中的化学常识：A选项“有机物不导电”。难道有机物都不电离?B选项“金刚石是自然界最硬的物质”一般认为：没错；C选项“二氧化硫可用作食品防腐剂”只要严格按规定，还是可以的：D选项“N0可用于某些疾病的治疗”教材上虽没有出现相关内容，但可用“排除法”选出正确答案。在“评说硫、氮的功与过”时，教师可向学生介绍“一氧化氮(N01――抗心脑血管疾病的明星”的新闻，激发学生学习化学的兴趣。此题也是在提醒：教学要关注生活。所以，我们平时的课堂教学中要尽可能地将白常生活现象或社会热点新闻引入，学以致用，提高学生的学习积极性。

本卷第23题从“胃舒平”成分“可以制耐火材料”的原因分析，就不仅仅是“都有很高的熔点”。作耐火材料，在受热情况下，也可能与水接触，如溶液的加热、用水灭火等。若能这样思考，则a“都不溶于水”就也是正确的答案了。不过，因为在平时的课堂教学中，真正给足够时间让学生充分讨论、让学生体验探究和发展的过程实在是太少。所以，此题两个选项都选的学生是很少的!这也提醒我们，在平时的教学中，要真正的将课堂交给学生，让学生有所思考，就不要抢着赶进度。

第12题“下列实验操作或实验事故处理正确的是”的B是实验室制硝基苯时三种原料加液的顺序、c选项是不小心苯酚沾到手上的处理、D选项是水浴的使用范围，这些若不在平时的实验中设身处地的思考和实践，就会左右为难而很难确定正确的答案。第26题是“实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体”、“CO2气体的提纯和干燥”，此题可以说是科学研究方法、过程的具体体现：第(1)问“配制1：1稀盐酸应选用的仪器是”，体积比浓度溶液的配制，只是一种粗略的、非精准的溶液配制法，不需要用高精度的“容量瓶”；第(2)问是“提纯和干燥”装置内溶液及其作用。“提纯”一般应先提纯后干燥，先弄清楚CO：气体中有哪几种杂质，再弄清每种气体不同于二氧化碳的性质才可一一选择除杂剂；第(3)和(6)问是定量实验的最基　‘本的误差分析，没有繁杂的数据处理。最后一问的“恒重”操作考的就是教材中的原话。有点出其不意。其实教学应与生活一样：不要想得过于复杂，简单才是真!第(4)和(5)问是关于“一次性饭盒中石蜡和CaCO2在食物中的溶出量”科学探究内容。对这一内容作者的感觉是：太切合生活而具现实意义了。现在的社会对“低碳”和“绿色环保”的呼声越来越大，2010年4月8日在湖南卫视《百科全说》“董金狮老师为你解密塑料生活用品对健康的危害”中，就看到这位老师对一次性饭盒在使用前后的质量测定，对比发现，使用后的一次性饭盒重量会减少一半，那这些物质哪里去了?“被人吃了!”当时，所有的观众为之震惊。他作了精要的

科学分析。我想只要看到此节目的人，在以后的生活中就会自觉地抵制一次性饭盒的使用。当时我就想这是多好的高中化学课堂素材呵!学生可能知道“相似相溶”原理、酸和碳酸钙的反应原理，但将理论运用于实践就是能力，也是我们学习化学最根本目的所在。其实只要做个有心人，生活中有很多这样可以使化学课堂变活的题例，用活这些资源会创造出事半功倍的高效课堂。

3精选精练，培养学生大胆质疑的科学精神

在今年试卷第2题中“次氯酸的电子式”较难，但因次氯酸具有强氧化性和弱酸性，其电子式书写可加以拓展：从化合价的角度分析，当化合物的组成元素都是非金属时，非金属性强的得电子能力更强，化合时显负价。而“0”和“CI”在周期表中是处于对角线的位置。相对来说层数的增多导致半径递增比同层质子数减少而半径递增得更多一点，故次氯酸的三种元素中还是应“0”显－2价，“Cl”显+1价，这样就很好的理解了次氯酸的电子式书写。对中学一些特殊的难点展开讨论，培养学生质疑问难的科学态度也是必要的。

第6题C“氯化氢气体的吸收”装置原理当然没问题，但实验中哪里有此必要?若烧瓶口向上时只要进出管位置稍作调整，原理上完全没问题，而口向下会加大了装置的固定难度。没想到此装置在第18题“模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄露的装置”中再次出现。但氯气泄露怎么就一定会从导管中进入烧瓶?这些装置有现实操作的可能性吗?为什么要反复出现?第8题C“浓硫酸与溴化钠共热制取溴化氢”，若要制少量气体还是可以的，只不过含杂质Br2，不纯罢了。若没有生活和实验事实验证，还是少凭空设计出理论上的试题，防止出现一些漏洞，　“纸上谈兵”会加大教学无谓的负担。其实，经实践验证、有现实生活和科学价值的好题已经不少，减负增效是如今课堂的最大追求，更应是上级相关部门的职责。

第11题的向碳酸钠和NaOH的混合溶液中滴加盐酸的图像反映，也只是理论上量的关系，其实是很难控制在碳酸钠全部变为碳酸氢钠后才继续反应放出二氧化碳气体的，要实事求是。最好这一类理论和实际有出人的试题不要出现或果断删除。我们的专家在编选练习类资料时，是否可将这一类习题全部抛弃，让我们的教学过程更加理性化，更加符合实际情况!第22题中“若纯铁完全反应”和Fe2CO2反应的产物到底应是什么?若生成FeO，答案就是c；若生成Fe304，答案就是B；那若两种产物都有，D也是正确答案呢?第26题的(2)“A是CuS04溶液”，CuS04溶液在除去H2S气体的同时，极易溶于水的HCl气体当然也会被吸收，那还有必要再用“NaHC03溶液”“吸收HCI'’吗?能有那么多的杂质吗?此题也待斟酌!