研究实践
高中化学电解系列实验集成化装置
----第三十届江苏省青少年科技创新大赛-科技辅导员创新成果
项目编号 | 学科分类 | 竞赛组别 | 项目类型 | 代表队 | 关键词 |
CH19004 | 化学教学类 | 小学组 | 个人项目 | 江苏省 | 高中化学 集成化实验 电解食盐水 电解氯化铜 电解 |
项目简介:
1.项目摘要:高中化学中,化学反应原理中的电解系列实验一般以教师演示实验为主,通过对实验装置的改进,使电解系列实验可以让学生去做,并且达到实验操作简单,效果明显,过程安全的目的。
2.项目背景:高中阶段,电解原理是电化学的重要基础理论。人教版和苏教版,都用电解氯化铜溶液的实验来分析电解原理。教材都在U型管中进行电解实验,主要为教师演示实验。本实验装置可用于电解氯化铜溶液和电解饱和氯化钠溶液等电解系列实验,实现学生分组实验观察。
3.项目应用原理:依据电化学中电解原理,利用3D打印技术,结合电路原理,组合成可用于高中化学电解系列实验的实验装置。
4.项目设计和制作:经过文献、专利和网络的查阅,对电解系列实验进行实验并观察,利用电解原理,结合现有3D打印技术,设计了高中化学电解系列实验集成化装置。该装置通过创新改进,在满足安全性和实验现象明显的前提下,完成以学生实验为实验主体的实验教学。通过多次实验,根据实验效果,获取数据,最终确定设计尺寸,打印实体后,安装电源、电极、点触式开关、导线和透明亚克力面板。
5.项目创新点:
①.电解系列实验由教师演示实验,转化为学生分组实验。
②.实验装置集成化,可同时完成电解实验中的,部分产物的观察和检验,以及部分有污染的尾气吸收。
③.本实验装置节能环保、方便携带。
6.项目设想:电极材料的多样化和装置材质的升级。
安全型平板式气体微反应器
----第三十一届江苏省青少年科技创新大赛-科技辅导员创新成果
项目编号 | 学科分类 | 竞赛组别 | 项目类型 | 代表队 | 关键词 |
CH20005 | 化学教学类 | 小学组 | 个人项目 | 江苏省 | 气体实验 微量气体 微反应器 |
项目简介:
1、项目摘要:高中化学实验教学中,由于需要完成气体制取、除杂、性质实验和尾气处理等过程,一般以教师演示为主。本装置通过创新改进,利用分子的不规则运动的特性,结合微反应器在化学化工领域的应用特点,通过计算和改变反应物,制取微量气体完成气体实验。用3D打印技术和玻璃、亚克力、硅胶等材料,通过加工设计并制作成微反应器。在满足安全性和实验现象明显的前提下,完成以学生为实验主体的实验教学。
2、背景和思路:实验教学中,气体实验过程较为复杂,一般以教师演示为主。设计装置能满足气体实验的安全性、一体化、微量化和实验现象明显,并适合学生实验。
3、设计原理:利用分子的不规则运动的特性,结合微反应器在化学化工领域的应用特点,通过计算和改变反应物,制取微量气体完成实验。用3D打印技术和玻璃、亚克力、硅胶等材料,通过加工设计并制作成微反应器。
4、创新点:①可精确控制和减少反应的时间。②实验集成化程度高。③易操作、观察和实验现象明显。④药品使用量小,安全性高。
5、使用和设想:该装置在已多次使用,实验安全,效果优异。期待在材料加工精度上进一步提升,并申请专利推广应用。
钠的性质实验三件套
----第二十八届江苏省青少年科技创新大赛 科技辅导员创新成果
项目编号 | 学科分类 | 竞赛组别 | 项目类型 | 代表队 | 关键词 |
CH17002 | 化学教学类 | 高中组 | 个人项目 | 江苏省 | 钠的性质实验 钠的性质 |
项目简介:
1.项目摘要:本项目旨在改进高中化学中钠的性质的相关实验,实验过程中能够学生全程参与,并拥有较高的安全性和展现明显的实验现象,最终取得较好的实验教学效果。项目内容涵盖四个实验内容,针对四个实验内容的一个操作方式的改进和三套实验装置的改进。
2.项目的背景:高中阶段研究钠的性质,主要包含其物理性质及化学性质,即钠的取用及观察、钠的燃烧、钠与水的反应,但教材的实验方法均存在实验现象欠佳等缺点,影响了实验教学效果,有待改进。改进依据的基本思路是:实验过程适合学生操作;实验过程无安全隐患;实验现象明显易观察。
3.项目过程中所采用的方法,主要是结合生活中和实验室常见的材料对实验进行改进,并依据钠的物理和化学性质进行改进。
4.项目创新点如下:①.钠的物理性质观察。操作方式的创新:改为学生将刀片上沾取煤油后再切去钠的表层进行观察,钠的银白色可清晰呈现给学生5秒左右。②.钠的燃烧实验。装置的创新,改为在不锈钢小碟加盖玻片上加热钠块,由于不锈钢的导热性和盖玻片比较薄,因此加热迅速。盖玻片的放置,隔开了钠和不锈钢小碟,减少了反应的干扰物,因此燃烧火焰纯,产物过氧化钠淡黄色观察明显。③钠与水的反应。实验装置的创新,有机玻璃板切割成直径为10cm,中心空为直径6mm的圆板,作为烧杯的盖板,防止飞溅和利于观察,同时通过中心孔放入钠块以控制学生切割钠块的大小。④检验钠与水反应所生成的气体。实验装置的创新改为用实验室常用的器材组合而成,在U形管内部注满水并滴加酚酞溶液(反应后易观察液面差,直观感知气体的产生),橡胶管关闭,大头针插上钠块迅速插入U形管中,反应结束后,缓缓打开弹簧夹,即可点燃氢气,并伴有轻微的“噗”声,现象明显。
5.项目的使用和进一步的设想。本项目已在本校通过教师和学生实验,并取得较好的评价。未来个人打算进一步改进,使钠的实验向集成化、微型化发展。
平板式微型气体实验一体装置
----第二十九届江苏省青少年科技创新大赛 科技辅导员创新成果
项目编号 | 学科分类 | 竞赛组别 | 项目类型 | 代表队 | 关键词 |
CH18003 | 化学教学类 | 其他组 | 个人项目 | 江苏省 | 一体装置 平板式 气体性质实验 化学实验 |
项目简介:
1、项目摘要:高中化学实验教学中,有部分气体性质实验教学。实验教学中,由于需要完成气体制取、性质实验、尾气处理等过程,较为复杂,一般以教师演示为主。本装置通过创新改进,在满足安全性和实验现象明显的前提下,完成以学生实验为实验主体的实验教学。
2、背景和思路:实验教学中,部分气体性质实验,由于需要完成气体制取、性质实验、尾气处理等过程,较为复杂,一般以教师演示为主。本装置通过透明材料亚克力的引入,进行创新改进,在满足安全性和实验现象明显的前提下,完成以学生实验为实验主体的部分气体性质实验教学。
3、设计原理:部分气体的制取,不需要一定按照教材要求的方法制取,可以通过计算反应物量的多少和改变反应物,完成在不加热的情况下,制取少量气体完成气体性质实验。
气体的性质实验中,可以利用气体分子的不规则运动的特性,不通入反应物溶液中,仅通过反应物溶液的表面也可以完成反应并完成尾气吸收处理。如(二氧化硫的制取、性质实验、尾气处理)。
利用透明的亚克力材料,通过软件设计进行雕刻和粘合,设计并制作成微型气体实验一体化装置。
4、创新点:集气体的制取,性质实验、尾气处理于一体;微型方便与学生操作;材料透明,便于学生观察;可操作性强,实验效果好。
5、使用和设想:该装置在我校校本课程已投入使用了几次,整体效果不错,但由于受到加工和胶粘材料限制,耐腐蚀性和密封性稍有欠缺,期待进一步利用玻璃和硅胶材料完成改进。