Zoan
范文一：扩散的分子运动
扩散前驱膜中的分子运动
总共有十滴滴剂被研究用于确认再现性和精确数据平均图像2a显示了三幅快照捕捉的正在增长的膜的边缘实验的重要结果是膜边缘的位移和膜内单体分子的移动的同时观察 膜长度的时间依赖性遵循diffusionlike定律
另外对于膜的位移 AFM图像提供了关于前驱膜的分子结构的信息
每个分子刷都被可视化为一个平坦厚度为0.7~2.2nm直径宽为40+-3nm的蠕虫般的物体（图像C）
0.7+-0.1nm的厚度符合支柱之间被吸附了侧链覆盖了的区域 而2.2+-0.2nm的厚度测量于释放的侧链的脊
通过分析300个分子的总效果我们确定许多平均平均轮廓长度为105+-5nm 多分散性指标为
1.17
从支柱曲率我们确定持续长度为112+-10nm 持续长度恒等于平均轮廓长度
通过AFM还可以检测单一分子的位置方向构造的暂时变化我们检测了100个分子去记录群体的质量的中心的坐标以及单一分子的坐标以及（两者的差）其相对基质以及对于质量中心 图像3b描述质量中心的轨道以及来自群里三个分子的轨道在基质的框架里轨道证明了沿着扩散方向的对流然而在前驱膜的框架里分子以一种随机地样式移动这种方式不久将鉴定为流动感应扩散
图像3C描述了唯一的平方的平均值的时间依赖性随着一个扩散系数比膜边缘的扩散率低三个数量级
换句话说在一个小时内单一分子分开100纳米的位移而膜移动3微米的位移如此质量转移被认作活塞流而与扩散运动并没有什么关系
分子刷同样证明回转运动首尾相连的矢量的时间相关函数随回转的弛豫时间成指数式衰减 因此前驱膜的框架中的分子刷的转化和旋转比活塞流慢很多
扩散运动与前驱膜的流动的本质一致
然而他们不能归因于热感应自扩散热扩散对于扩散过程的微弱贡献已经被单一分子由于稀溶液的吸附作用的布朗运动所证实
为了最小化AFM尖端带来的扰动样品在中断的样式中进行扫描超过几天的过程也就是说在捕捉图像后扫描过程停止直到到时间捕获下一张图像
所有随后的框架都被调整以适应清楚表面的损坏比如阶梯和维修区去剔除100纳米/小时的样品的热漂移
分子扩散由AFM的完整研究将在别处列出
图像3D证明了两个平均位移平方的时间依赖性测量于10分钟和2小时的两个不同的时间间隔并且导致得出两个扩散系数
间断扫描不完全包括尖端影响因此比较低的值被当做扩散系数的上限换句话说没有扩散系数的扰动分子移动更慢
扩散系数的上限对扩散动力学意义重大因为它给出了单一PBA刷对于HOGM基质的摩擦系数的下限该值可用于核实那些以摩擦力为显著损耗机理的活塞流
对于线扩散能量平衡为其左边代表由于摩擦力造成的能量流失右边为由于扩散获得的能量系数为围观扩散系数为每分子平均面积对于单层系数取决于膜厚度和其他分子阻碍其精确
求值的障碍为了求值目的只考虑显著条款即宏观扩散系数并且令
因为主要驱散力涉及碳氢化合物的相互作用与非极性基质
综上自扩散系数的上限显著低于测定于移动中的前驱膜的系数这表示前驱膜内的扩散运动和表面受限分子的热扩散相比具有不同的本质并且它更可能被流动诱导这已经被证实 图像4显示分子扩散率随膜速率直线增长
我们相信随机运动在相邻分子当稠密单层被拖过固体基质的随机碰撞中具有其来源这可以回想到颗粒流体的流动行为其有效温度可以通过粒子的物理感应扩散计算
另一个解释可在基质的多相结构中找到摩擦系数的必然变更扰乱速度场并导致扩散粒子的碰撞并进一步导致他们的扩散为了找出表面多相性的影响我们研究了在两种由于单晶颗粒的镶嵌导致的不同的轻微的两者之间的方向的混淆的无序度的HOPG上的扩散：A镶嵌扩散为0.4+-0.1度 B为0.8+-0.2度扩散系数在更均衡的A上比具有更大的瑕疵密度的B上低得多
这说明基质的多相性通过单层滑动影响分子的扩散运动
综述本研究显示前驱膜中的质量转移是因为聚合物链在固体基质表面的活塞流次要贡献是分子扩散
缓慢的扩散不与研究的聚合物的液体状态相矛盾
扩散过程甚至比分子刷热扩散更快滑动单层的流动本质由前驱膜内的分子的平移与转动扩散所证实
然而此扩散非自发它由多相基质上的浓密单层的滑动诱导
范文二：气体分子运动实验在理化教学中的设计与改进
气体分子运动实验在理化教学中的设计与改进
分子是初中物理与化学科教学的难点与重点。对如何利用实验形象
地展示分子的运动，物理教师和化学教师都作了不同的设计和改进。分别对部分物理教师、化学教师的设计与改进作综合性简介，并介绍最新研究成果。
分子是微观粒子，看不见摸不着，比较抽象，学生难于接受和理解。如何利用实验形象地展示分子的运动情况，是物理、化学教科书及教师、教研员等一直关注的问题。有关“分子运动”的实验，无论是物理教师还是化学教师，都进行了积极的设计和改进，取得了良好的教学效果。下面分别对部分物理教师、化学教师的一些设计与改进作综合性简介，并介绍最新研究成果。
1 物理科的设计与改进
首先，高中物理课本是用空气与二氧化碳(CO2)进行实验，后来吴振远老师[1]用氨气代替二氧化碳进行了改进。
二是采用机械运动模拟演示。高中物理为了加强分子运动论的基本知识教学，1982年四川省教学仪器公司[2]组织试制了实验仪器“气体分子运动演示器”，该仪器通以低压直流电后，小电动机就高速旋转，通过传动机构带动活塞作上下往复运动，塑料小球受激动作无规则跳动，以说明分子的无规则运动等。
三是借助化学反应方法说明。陈志清[3]老师在1989年用烧杯、玻璃
缸、浓氨水、酚酞试液进行了与现行初中化学教材相类似的实验改进。
四是装置实行封闭化改进。初中物理教材改用红棕色的二氧化氮(NO2)气体在上下两个口对口的集气瓶之间的扩散来说明气体分子运动。针对实验操作过程中二氧化氮气体容易外逸，造成污染的问题，王宗斌[4]老师在2002年用玻璃导管、乳胶管、止水夹、橡胶塞等把两个集气瓶连接起来，让两个集气瓶并排放在一起，进行了封闭化改进。
五是借助化学原理进行仪器化设计与改进。针对大型学校中二氧化氮气体课前准备繁琐、演示效果不明显(后排观察不到)、逸散有害健康、课后处理不便等问题，张合晓[5]老师在2007年进行了“分子运动演示仪”的改进:将两个透明的有机玻璃杯用连接圈连接在一起，在一只杯子上加一个控制阀，另一只杯子上配两支与杯子相通的一次性注射器，就组成了一个分子运动演示仪。它采用铜与浓硝酸反应现场产生二氧化氮，用浓氢氧化钠溶液吸收二氧化氮，使整个二氧化氮分子的产生?二氧化氮的分子运动?二氧化氮分子的回收在一个密闭的容器里进行。演示仪体现了绿色环保的理念。
2 化学科的设计与改进
在初中化学课程标准[6]实施以前的化学教材中并没有分子运动的演示实验。查到的资料是，杨彦华与郑增仪[7]老师在1987年设计制作了气体分子运动的实验。
氨的分子运动 在一长条滤纸上，每1 cm滴一小滴无色酚酞试液;将滤纸装入大试管中，将滴有酚酞滤纸的正面向着学生，竖放。用一小团滴有数滴氨水的脱脂棉塞住试管口，就可观察到试管中离脱脂棉最近的第一
个试液斑点最先改变颜色，由无色变为红色。随后按脱脂棉由近到远的方向，依次呈现出红色斑点。
取一长条滤纸，每间隔1 cm滴一小 氨和氯化氢气体扩散速度的比较
滴混合指示剂，放入硬质玻璃管内，水平地固定在铁架台上。用两小团脱脂棉分别蘸上等量的浓氨水和浓盐酸，放入玻璃管的两端，用橡皮塞将管口塞紧，观察滤纸条的变色情况:滤纸条的一端由黄绿色斑点依次变为蓝色，另一端则依次变成红色;但变色的速度并不相等，蓝色斑点比红色斑点变色要快，数量也多，并且在红蓝斑点的交界面形成一个个白色烟圈。
李桂先[8]老师在1994年用滤纸、水槽、大玻璃板、小烧杯、酚酞试剂、浓氨水、胶水、泡沫块和树枝(或酸奶塑料瓶)等物品，是把它设计为分子运动趣味性实验提出来的。方法:滤纸剪成花瓣贴在树枝上，花瓣滴上酚酞试液;把树枝、盛浓氨水的小烧杯放入水槽中，用玻璃板或另一水槽封盖;一会儿，花瓣逐渐由浅入深变成红色。果美祥[9]老师用铝合金架、约50 cm硬质玻璃管(可用废日光灯管)等制作了分子运动演示管的教具。
初中化学课程标准设计的有关科学探究学习的案例 “例1 烧杯中的溶液为什么变红,”设计采用大烧杯罩住A装入20 mL蒸馏水并滴入2,3滴酚酞试剂的小烧杯，与B装入10 mL浓氨水的小烧杯一起，观察A中的溶液变成红色。此后依据初中化学课程标准编写的各种版本义务教育化学教材，基本采用这个模式进行演示实验或探究实验。
标准与教材所设计的实验，最大的问题是药品用量偏多、浪费大，浓氨水挥发性强、刺激性气味大，既污染环境，又影响师生的身心健康等。
对此问题，教师纷纷作了新的设计和改进。
一是仪器与药品替代。钟琛与何艳[10]老师于2007年用250 mL集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、无水硫酸铜、大约70 ?热水等用品，设计了一个无环境污染的实验方案。
二是装置封闭化。钟琛与何艳[10]老师还同时用125 mL集气瓶、70 mm×12 mm小试管、橡胶塞、线、浓氨水、酚酞试液等，进行了封闭化改进。
三是自制教具演示实验。魏彦昆[11]老师在2008年用玻璃罐头瓶、浓氨水、酚酞试液、滤纸、铜丝、胶水、沙子等，制作了一个分子运动演示器。
四是装置微型化。陈年安[12]老师在2010用20 mL一次性注射器2支、带盖青霉素小瓶1个、废圆珠笔芯4支、四号胶塞1个、哥俩好胶1盒、150 mm×300 mm木板一块、废圆珠笔杆1支、粘得牢胶1盒、气球、线等，制作了一个微型实验装置。
五是环保型改进。刘霞与刘京利[13]老师在2010年用干燥试管(15 mm×150 mm)1支、带孔胶塞1个、废弃输液管上带针座的细软管1段(15 cm)、滴液壶上的胶帽1个、注射器2支(2.5 mL)、医用小药瓶、细铜丝(2 cm)、滤纸条、无色酚酞试液、浓氨水、稀硫酸等，进行环保型设计改进。
六是封闭化微型冷热对比实验。石琼与谢铁山[14]老师在2012年用浓氨水、蒸馏水、酚酞试液、试管、U形管、注射器(无针头)、橡皮塞、棉纱布、滴管等，设计封闭化微型冷热对比实验装置。 七是氨水可重复利用的封闭装置。代道强[15]老师在2012年用废旧矿泉水(纯净水)瓶2个、宽透明胶1圈、橡皮塞2个、小铁夹1个、小药瓶1个(根据所
选塑料瓶口径的大小选择注射用头孢美唑钠、参麦注射液等废药瓶)、浓氨水、无色酚酞溶液、滤纸条等，设计制作了氨水可重复利用并能进行冷热对比实验的封闭装置。
化学方面的设计与改进较多，各具特色，不再列举。
3 设计的微型封闭简单化改进
25或50 mL量筒、橡胶塞、白色棉布条、玻璃导管、浓氨 实验用品
水、无色酚酞试液、胶头滴管、脱脂棉。
两种改进方案
方案一:在橡胶塞中间打孔，插入玻璃导管，控制距离量筒底大约0.5 cm，与橡胶塞面平或略低;取一小条白色棉布，一头放进量筒后能贴在量筒内壁上，一头拉下量筒外壁使量筒立起不滑落，让白色棉布条的下端距离量筒底大约1 cm，如图1所示。实验时，取出白色棉布条，滴加无色酚酞试液润湿，把白布条放进量筒后固定贴靠在量筒内壁上;安好装置，用胶头滴管对准橡胶塞上的导管口滴加2,3滴浓氨水后，用透明胶封住导管口位置。观察量筒里白色棉布条颜色的变化。
方案二:在橡胶塞小的一头打一个小孔，塞入一个小棉花团;取一小条白色棉布，一头放进量筒后能贴在量筒内壁上，一头拉下量筒外壁使量筒立起不滑落，让白色棉布条的下端距离量筒底大约1 cm，如图2所示。实验时，取出白色棉布条，滴加无色酚酞试液润湿，把白色棉布条放进量筒后固定贴靠在量筒内壁上;用胶头滴管对准橡胶塞上的棉花团滴加2,3滴浓氨水后塞入量筒口。观察量筒里白色棉布条颜色的变化。
改进装置的优点
1)实验用仪器最少，实验室里有现成的，不需要另外添加和特殊加工;
2)量筒能够自立，不需要另外固定;布条放、取都很方便;
3)装置简单明了，学生能够组装，没有干扰因素，便于观察;
4)药品用量很少，白色棉布条可以重复使用，节约;
代绿色环保理念; 5)实验微型化与封闭化，没有污染，符合现
6)装置容器内空间小，实验需要时间短，现象明显，提高效率;
7)按图1装置实验可以通过玻璃导管滴加稀硫酸来消除量筒中氨的气味;按图2装置实验，直接在棉花团上滴加稀硫酸来消除量筒中氨的气味;
8)本改进非常适合用作学生的探究实验，增加学生动手动脑机会;
9)按两种改进方案同时做，让氨气分别同时从上向下与从下向上运动，进行对比观察，增加了实验的探究性和趣味性;
10)按图1装置，可以放在不同温度的冷、热水中进行实验，对比温度对分子运动速度的影响，增进学生对分子运动的认识。
参考资料
[1]吴振远.气体扩散实验[J].物理通报，
1956(11):696-697.
[2]刘成林.气体分子运动演示器[J].物理实验，1982，2(3):119-120.
[3]陈志清.谈谈分子运动实验的改进[J].物理教学，1989(6):43.
[4]王宗斌.气体的分子运动实验装置改进[J].湖北中小学实验室，2002，12(6):30.
[5]张合晓.气体扩散实验的设计[J].中国现代教育装备，2007(8):119-120.
[6]教育部.全日制义务教育化学课程标准[S].北京:北京师范大学出版社，2001.
[7]杨彦华，郑增仪.气体分子运动的实验[J].化学教育，1987(4):19.
[8]李桂先.有趣的分子运动的演示实验[J].化学教学，1994(6):15.
[9]果美祥.分子运动演示管[J].教学仪器与实验，2003(3):36.
[10]钟琛，何艳.分子运动实验的几种改进方案[J].实验教学与仪器，2007(4):21.
[11]魏彦昆.制作一个分子运动演示器[J].农村青少年科学探究，2008(12):13.
[12]陈年安.氨分子快速运动实验装置[J].农村青少年科学探究，2010(10):28.
[13]刘霞，刘京利.环保型分子运动实验[J].实验教学与仪器，2010(3):36.
[14]石琼，谢铁山.分子运动实验的改进[J].实验教学与仪器，2012(5):24-25.
[15]代道强.对“分子在不断运动”实验的改进[J].中国现代教育装备，2012(6):51-52.
范文三：气体分子运动实验在理化教学中的设计与改进
10.3969/j.issn.1671-489X.2013.31.111
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气体分子运动实验在理化教学中的设计与改进
?潘国荣 白显圣
分子是初中物理与化学科教学的难点与重点。对如何利
用实验形象地展示分子的运动，物理教师和化学教师都作了
不同的设计和改进。分别对部分物理教师、化学教师的设计
与改进作综合性简介，并介绍最新研究成果。
分子是微观粒子，看不见摸不着，比较抽象， 果不明显(后排观察不到)、逸散有害健康、课后处 [5] 学生难于接受和理解。如何利用实验形象地展示分 理不便等问题，张合晓 老师在 2007 年进行了“分 子的运动情况，是物理、化学教科书及教师、教研 子运动演示仪”的改进:将两个透明的有机玻璃杯用 员等一直关注的问题。有关“分子运动”的实验， 连接圈连接在一起，在一只杯子上加一个控制阀，另 无论是物理教师还是化学教师，都进行了积极的设 一只杯子上配两支与杯子相通的一次性注射器，就组
成了一个分子运动演示仪。它采用铜与浓硝酸反应现 计和改进，取得了良好的教学效果。下面分别对部 场产生二氧化氮，用浓氢氧化钠溶液吸收二氧化氮， 分物理教师、化学教师的一些设计与改进作综合性 使整个二氧化氮分子的产生?二氧化氮的分子运动? 简介，并介绍最新研究成果。 二氧化氮分子的回收在一个密闭的容器里进行。演示 1 物理科的设计与改进 仪体现了绿色环保的理念。
首先，高中物理课本是用空气与二氧化碳(CO) 22 化学科的设计与改进 [1] [6] 进行实验，后来吴振远老师 用氨气代替二氧化碳 在初中化学课程标准 实施以前的化学教材中
并没有分子运动的演示实验。查到的资料是，杨彦华 进行了改进。 [7] 与郑增仪 老师在 1987 年设计制作了气体分子运动 二是采用机械运动模拟演示。高中物理为了加 的实验。 强分子运动论的基本知识教学，1982 年四川省教学 [2] 氨的分子运动 在一长条滤纸上，每 1 cm 滴一小 仪器公司 组织试制了实验仪器“气体分子运动演 滴无色酚酞试液;将滤纸装入大试管中，将滴有酚酞 示器”，该仪器通以低压直流电后，小电动机就高 滤纸的正面向着学生，竖放。用一小团滴有数滴氨水 速旋转，通过传动机构带动活塞作上下往复运动， 的脱脂棉塞住试管口，就可观察到试管中离脱脂棉最 塑料小球受激动作无规则跳动，以说明分子的无规 近的第一个试液斑点最先改变颜色，由无色变为红色。
随后按脱脂棉由近到远的方向，依次呈现出红色斑点。 则运动等。 [3] 氨和氯化氢气体扩散速度的比较 取一长条滤 三是借助化学反应方法说明。陈志清 老师在纸，每间隔 1 cm 滴一小滴混合指示剂，放入硬质玻璃 1989 年用烧杯、玻璃缸、浓氨水、酚酞试液进行了 管内，水平地固定在铁架台上。用两小团脱脂棉分别 与现行初中化学教材相类似的实验改进。 蘸上等量的浓氨水和浓盐酸，放入玻璃管的两端，用 四是装置实行封闭化改进。初中物理教材改用 橡皮塞将管口塞紧，观察滤纸条的变色情况:滤纸条 红棕色的二氧化氮(NO)气体在上下两个口对口的 2的一端由黄绿色斑点依次变为蓝色，另一端则依次变 集气瓶之间的扩散来说明气体分子运动。针对实验 成红色;但变色的速度并不相等，蓝色斑点比红色斑 操作过程中二氧化氮气体容易外逸，造成污染的问 点变色要快，数量也多，并且在红蓝斑点的交界面形 [4] 题，王宗斌 老师在 2002 年用玻璃导管、乳胶管、 成一个个白色烟圈。 止水夹、橡胶塞等把两个集气瓶连接起来，让两个 [8] 李桂先 老师在 1994 年用滤纸、水槽、大玻璃板、 集气瓶并排放在一起，进行了封闭化改进。
五是借助化学原理进行仪器化设计与改进。针
对大型学校中二氧化氮气体课前准备繁琐、演示效
本文是雷山县第三中学开展的，中国化学会化学教育委员会基础教育“十二五”规划 2012 年规划课题《初中化学 * 新课程实验设计与创新研究》(课题批准号:HJ2012-0034)的系列成果之一。
作者:潘国荣、白显圣，雷山县第三中学(557199)。
2013年11月上 第31期(总第325期)
?实验教学
小烧杯、酚酞试剂、浓氨水、胶水、泡沫块和树枝(或
酸奶塑料瓶)等物品，是把它设计为分子运动趣味性
实验提出来的。方法:滤纸剪成花瓣贴在树枝上，花
瓣滴上酚酞试液;把树枝、盛浓氨水的小烧杯放入水
槽中，用玻璃板或另一水槽封盖;一会儿，花瓣逐渐 [9] 由浅入深变成红色。果美祥 老师用铝合金架、约 50
cm 硬质玻璃管(可用废日光灯管)等制作了分子运动
演示管的教具。
初中化学课程标准设计的有关科学探究学习的案
例 “例 1 烧杯中的溶液为什么变红,”设计采用大
烧杯罩住 A 装入 20 mL 蒸馏水并滴入 2 , 3 滴酚酞试剂
的小烧杯，与 B 装入 10 mL 浓氨水的小烧杯一起，观察 射液等废药瓶)、浓氨水、无色酚酞溶液、滤纸条等， A 中的溶液变成红色。此后依据初中化学课程标准编写 设计制作了氨水可重复利用并能进行冷热对比实验 的各种版本义务教育化学教材，基本采用这个模式进 的封闭装置。 行演示实验或探究实验。 化学方面的设计与改进较多，各具特色，不再 标准与教材所设计的实验，最大的问题是药品用 列举。 量偏多、浪费大，浓氨水挥发性强、刺激性气味大， 3 设计的微型封闭简单化改进 既污染环境，又影响师生的身心健康等。对此问题， 实验用品 25 或 50 mL 量筒、橡胶塞、白色棉布条、教师纷纷作了新的设计和改进。 [10] 玻璃导管、浓氨水、无色酚酞试液、胶头滴管、脱脂棉。 一是仪器与药品替代。钟琛与何艳 老师于 2007 年用 250 mL 集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、无水硫酸铜、大 两种改进方案 约 70 ?热水等用品，设计了一个无环境污染的实验方案。 方案一:在橡胶塞中间打孔，插入玻璃导管， [10] 二是装置封闭化。钟琛与何艳 老师还同时用 控制距离量筒底大约 0.5 cm，与橡胶塞面平或略低; 125 mL 集气瓶、70 mm×12 mm 小试管、橡胶塞、线、浓 取一小条白色棉布，一头放进量筒后能贴在量筒内 氨水、酚酞试液等，进行了封闭化改进。 壁上，一头拉下量筒外壁使量筒立起不滑落，让白 [11] 三是自制教具演示实验。魏彦昆 老师在 2008 色棉布条的下端距离量筒底大约 1 cm，如图 1 所示。 年用玻璃罐头瓶、浓氨水、酚酞试液、滤纸、铜丝、胶水、 实验时，取出白色棉布条，滴加无色酚酞试液润湿， 沙子等，制作了一个分子运动演示器。 把白布条放进量筒后固定贴靠在量筒内壁上;安好 [12] 四是装置微型化。陈年安 老师在 2010 用 20 mL 装置，用胶头滴管对准橡胶塞上的导管口滴加 2 , 3 一次性注射器 2 支、带盖青霉素小瓶 1 个、废圆珠笔 滴浓氨水后，用透明胶封住导管口位置。观察量筒 芯 4 支、四号胶塞 1 个、哥俩好胶 1 盒、150 mm×300 mm 木板一块、废圆珠笔杆 1 支、粘得牢胶 1 盒、气球、 里白色棉布条颜色的变化。 线等，制作了一个微型实验装置。 [13] 方案二:在橡胶塞小的一头打一个小孔，塞入 五是环保型改进。刘霞与刘京利 老师在 2010 一个小棉花团;取一小条白色棉布，一头放进量筒 年用干燥试管(15 mm×150 mm)1 支、带孔胶塞 1 个、 后能贴在量筒内壁上，一头拉下量筒外壁使量筒立 废弃输液管上带针座的细软管 1 段(15 cm)、滴液壶 起不滑落，让白色棉布条的下端距离量筒底大约 1 上的胶帽 1 个、注射器 2 支(2.5 mL)、医用小药瓶、 cm，如图 2 所示。实验时，取出白色棉布条，滴加 细铜丝(2 cm)、滤纸条、无色酚酞试液、浓氨水、稀 无色酚酞试液润湿，把白色棉布条放进量筒后固定 硫酸等，进行环保型设计改进。 [14]六是封闭化微型冷热对比实验。石琼与谢铁山 贴靠在量筒内壁上;用胶头滴管对准橡胶塞上的棉 老师在 2012 年用浓氨水、蒸馏水、酚酞试液、试管、 花团滴加 2 , 3 滴浓氨水后塞入量筒口。观察量筒 U 形管、注射器(无针头)、橡皮塞、棉纱布、滴管等， 里白色棉布条颜色的变化。 设计封闭化微型冷热对比实验装置。 改进装置的优点 [15] 七是氨水可重复利用的封闭装置。代道强 老师 1)实验用仪器最少，实验室里有现成的，不 在 2012 年用废旧矿泉水(纯净水)瓶 2 个、宽透明胶 需要另外添加和特殊加工; 1 圈、橡皮塞 2 个、小铁夹 1 个、小药瓶 1 个(根据所 2)量筒能够自立，不需要另外固定;布条放、 选塑料瓶口径的大小选择注射用头孢美唑钠、参麦注 取都很方便;
3)装置简单明了，学生能够组装，没有干扰
因素，便于观察;
4)药品用量很少，白色棉布条可以重复使用，
节约;
2013年11月上 第31期(总第325期)
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实验教学?
10.3969/j.issn.1671-489X.2013.31.113 5)实验微型化与封闭化，没有污染，符
合现代绿色环保理念;
6)装置容器内空间小，实验需要时间短， 现代信息技术 支
现象明显，提高效率;
7)按图 1 装置实验可以通过玻璃导管滴 撑了太空授课 加稀硫酸来消除量筒中氨的气味;按图 2 装置
实验，直接在棉花团上滴加稀硫酸来消除量筒 ——使物理课堂显得异常精彩中氨的气味; 8)本改进非常适合用作学生的探究实验， ?侯怀幸 增加学生动手动脑机会;
9)按两种改进方案同时做，让氨气分别
同时从上向下与从下向上运动，进行对比观察，
增加了实验的探究性和趣味性;
10)按图 1 装置，可以放在不同温度的冷、 神舟十号担负了一项新任务——太空授课，而女航天员王亚平成为 热水中进行实验，对比温度对分子运动速度的 中国首位太空老师。美丽的肥皂泡到了太空，会不会破灭,物体在太空 影响，增进学生对分子运动的认识。 中如何飘浮,??这些在地面难以实现的实验，从太空老师那里找到了 参考资料 答案。 [1] 吴振远 . 气体扩散实验 [J]. 物理通报 , 1 太空授课强力后盾——现代信息技术
中继卫星实现数据中转，2 兆网速保障视频顺畅。为天地对话牵线搭
桥的，是被称为太空数据“中转站”的中继卫星。一位多年从事卫星导 1956(11):696-697. 航的专家称，中继卫星就是中国太空数据的“中转站”。
神舟十号测控通信系统仍采用陆、海、天基测控网。与神舟九号任 [2] 刘成林 . 气体分子运动演示器 [J]. 物理实
验 ,1982,2(3):119-120. 务相比，新增加了 2012 年 7 月发射入轨的天链一号 03 中继卫星。03 星
与 01、02 星共同构成中国太空数据“中转站”，进一步提升了神舟十号 [3] 陈志清 . 谈谈分子运动实验的改进 [J]. 物
任务测控通信覆盖率。 理教学 ,1989(6):43. 中继卫星享有“卫星的卫星”之誉，可为卫星、飞船等航天器提供 [4] 王宗斌 . 气体的分子运动实验装置改进 数据中继和测控服务，极大地提高了各类卫星的使用效率和应急能力， [J]. 湖北中小学实验室 ,2002,12(6):30. 能使资源卫星、环境卫星等数据实时下传。中国以往的载人航天任务受 [5] 张合晓 . 气体扩散实验的设计 [J]. 中国现 带宽限制，航天员在太空中只能听到声音却无法看到地面高清画面。中 代教育装备 ,2007(8):119-120. 继卫星建立“空空地”传输链路后，电子邮件、视频通话等天地之间沟 [6] 教育部 . 全日制义务教育化学课程标准 通交流的方式也更加多样化。 [S]. 北京 : 北京师范大学出版社 ,2001. 为确保太空授课活动顺利实施，航天员们进行了认真的备课。航天 [7] 杨彦华 , 郑增仪 . 气体分子运动的实验 [J]. 员也在神舟十号内进行在轨讲解和实验演示，并与地面师生开展双向互 化学教育 ,1987(4):19. 动交流，实验项目也让学生增长了不少知识，更深入地了解了太空。 [8] 李桂先 . 有趣的分子运动的演示实验 [J].
2 现代信息技术呈现了难以实现的太空实验 化学教学 ,1994(6):15.
[9] 果美祥 . 分子运动演示管 [J]. 教学仪器与 实验 1:打开“箱子”测质量 悬空打坐、大力神功，这两招专属武
林高手的功夫，经过 3 名航天员在太空的演绎，引来了学生的阵阵喝彩。 实验 ,2003(3):36. 航天员表演之后给学生提出问题:“在地面上，人们一般用天平、台秤
等测量物体受到的重力，从而计算物体的质量。那么，失重环境下该如 [10] 钟琛 , 何艳 . 分子运动实验的几种改进方 何测量质量呢,” 案 [J]. 实验教学与仪器 ,2007(4):21. 天宫一号上配备有质量测量仪，就是设置在天宫一号舱壁的一个支 [11] 魏彦昆 . 制作一个分子运动演示器 [J]. 架形状的装置，看上去像飞船舱壁上的一个箱子。拉开“箱子”后，聂 农村青少年科学探究 ,2008(12):13. 海胜把自己固定在支架一端，王亚平轻轻拉开支架，一放手，支架便在 [12] 陈年安 . 氨分子快速运动实验装置 [J]. 弹簧的作用下回复原位。装置上的 LED 屏上显示出数字:74.0。这表示 农村青少年科学探究 ,2010(10):28. 聂海胜的实测质量是 74 千克。 [13] 刘霞 , 刘京利 . 环保型分子运动实验 [J]. 在给学生解释了应用原理之后，王亚平还给学生布置了一道课后思 实验教学与仪器 ,2010(3):36. 考题:除了运用牛顿第二定律，还有什么办法可以在失重环境下测量物 [14] 石琼 , 谢铁山 . 分子运动实验的改进 [J].
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[15] 代道强 . 对“分子在不断运动”实验的改
进 [J]. 中国现代教育装备 ,2012(6):51-52.
作者:侯怀幸，内丘县第二中学(054200)。
2013年11月上 第31期(总第325期)
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范文四：分子运动论的发展
分子运动论的发展
分子运动论是热学的一种微观理论，它是以分子的运动来解释物质的宏观热性质。它理论的依据是有两点：一个是物质是由大量分子和原子组成的；另一个是热现象是这些分子无规则运动的一种表现形式。1658年伽桑狄提出物质是由分子构成的假设；1738年，D．伯努利发表了《流体动力学》一书，并用专门的篇幅讨论了分子运动问题，得到了比玻意耳定律更普遍的公式。1850年，克劳修斯发表了热力学方面的首篇论文，他从热和功的等当性认识到热是分子运动形式的体现。范德瓦耳斯发展了玻意耳、伯努利、克劳修斯等人的研究成果，这些实验结果为他的工作提供了实践基础。
1、分子运动论的早期研究
分子运动论的兴起，与原子论的复活有密切联系。1658年伽桑狄（Gassendi）提出物质是由分子构成的，他假设分子能向各个方向运动，并由此出发解释气、液、固三种物质状态。玻意耳（Boyle Rober，1627～1691）在1662年从实验得到了气体定律，并从分子的角度提出压强的概念。他把气体粒子比作固定在弹簧上的小球，用空气的弹性解释气体的压缩和膨胀，从而定性地说明了气体的性质。牛顿对玻意耳定律也作过类似的说明，他认为：气体压强与体积成反比的原因是由于气体粒子对周围的粒子有斥力，而斥力的大小与距离成反比。胡克（Hooke Robert，1635～1703）则把气体压力归因于气体分子与器壁的碰撞。到18世纪和19世纪初，由于热质说的兴盛，从而决分子运动论受到了压抑。
早在 1716年，瑞士人赫曼（J．Hermann，1678—1733）对热是一种运动的确定数量关系提出一个理论认为：“成分相同的物体中的热是热体的密度和它所含粒子的乱运动的平方以复杂的比例关系组成。”这里的“乱运动”就是分子的平均速率，这里的“热”就是指的压强；他的观念可以表述为一个公式：p=Kρ，其中p为压强，υ为分子平均速率，ρ为密度，K为一常数，仅仅取决于物体的特性。
1729年，瑞士著名数学家欧拉（Euler Leonhard，1707～1783）第一次真正接近提出了气体分子运动论。他发展了笛卡儿的学说，把空气想象成是由聚集在一起的旋转球形分子构成。他假设在任一给定温度下，所有空气和水的粒子旋转运动的线速率都相同，由此推出状态方程：p≈21ρυ2；他得到p与ρ的正比关系，从而解释了玻意耳定律，并粗略计算出分3
子速率υ＝477米／秒。尽管欧拉的分子运动图象并不符合现代气体性质的观点，但他为以后气体分子运动论的研究开拓了一个新的思路。
2、D．伯努利对分子运动论的贡献
对分子运动论作了重要贡献的首推瑞士数学家D．伯努利（Daniel Bernoulli，1700～1782）。1738年，他发表了《流体动力学》一书，并用专门的篇幅讨论了分子运动问题，他从分子运动论推导出压强公式，得到了比玻意耳定律更普遍的公式。D．伯努利首先考虑在圆柱体容器中密封有无数的微小粒子（如图4－1），这些粒子在运动中碰撞到活塞，对活塞产生一个力。他假设粒子碰撞前和碰撞后都具有相同的速度。他分析道：“当活塞EF移到ef时，由于两方面原因它受到流体的力将会更大：一方面是由于空间缩小，粒子密度按比例变得更大；另一方面，因为每个给定的粒子碰撞得更为频繁，所以，碰撞次数反比于粒子表面间的平均距离。”
为了计算第一种原因带来的影响，伯努利考虑粒子似乎都是静止的。若取EC=I，eC=L。活塞从EF移到ef时，其高度由I减至L。考虑到粒子均匀分布，三个垂直方向粒子数，因此各增1/（L1/3）倍，那么接近活塞处的粒子数应由n增至n／L2/3。他认为粒子是直径为d的球体，初始平均距离为D，则粒子表面之间的平均距离为D—d。活塞落下后，粒子间的平均距离为DL1/3，所以表面之间的平均距离为DL1/3一d。假定压强与接触到活塞表面的粒p0DL3-d子数成正比，与平衡距离成反比，伯努利求得压缩前后压强之比为：；=L?pD-d
接着，伯努利又作了一个假设：如果活塞上荷重P无限加大，则活塞必降到使所有粒子都互相接触，这个位置为m、n，设此时的体积缩减为原来的α倍，则D=α-3。于是压缩d
pI-α1=后与压缩前压强比：；这是一个普遍结论。如果α=0，即粒子不占体积，p0L-α3L2则：pI=；这正是玻意耳定律。 p0L
3、分子运动论的复活
由于热质说的衰落，热的动力论对分子运动论的复活起到了推波助澜的作用。人们自然地就会想到，既然热和机械功有当量关系，可以相互转变，热与物体各组成部分的运动有确定关系。为此，实验物理学家焦耳和理论物理学家克劳修斯都分别提出了分子运动有关的理论。分子运动论的真正复活应归功于德国化学家克里尼希（A．K．Kr?nig，1822～1879），他激发了克劳修斯和麦克斯韦进一步发展这个理论。1856年，柏林高等工业大学的教授《物理学进展》的主编克里尼希，在《物理学年鉴》上发表了一篇题为《气体理论的特征》短文，这篇论文虽然没有什么新的观点，但由于他在柏林物理学会很有声望因而影响巨大。从而引起了科学界的普遍关注。
克里尼希从最简单的完全弹性球假设出发，假设这些弹性球沿三个相互垂直方向均等地以同一速率运动，他写道：“假想有一个匣子，取自绝对弹性的材料，里面有许多绝对弹性球，如果静止下来，这些小球只占匣子容量的极小一部分。令匣子猛烈摇晃，于是小球都运动起来了。如果匣子重归静止，小球将维持运动。在小球之间以及小球与器壁间的每次撞击之后，小球的运动方向和速率都要改变。容器中气体的原子就像这些小球一样地行动。??气体的原子并不是围绕平衡位置振动，而是以恒速沿直线运动，直到碰上气体的另一个原子或固态（液态）的边界。特别是两个互相不接触的气体原子，它们之间不会产生相互排斥力。??与气体的原子相反，即使最平的器壁也要看成是很粗糙的。结果，每个气体原子的路程必定极不规则，以至于无法计算。”克里尼希首次把概率的概念引入到这一问题的研究，他说：“靠概率理论的定律，我们就可以用完全规则性代替完全不规则性。”
2 克里尼希根据分子动量的改变推出公式p=nmυ/V，其中V为体积，n为分子数，m与
υ为分子的质量和速度。然后，他假设绝对温度相当于mυ2，这样就把自己的公式等同于玻意耳和盖·吕萨克（Gay-Lussac Joseph Louis，1778～1850）定律，他研究了重力对气体的作用，证明在容器上下不同的高度应有压强差，这个压强差与温度无关。克里尼希还粗略地讨论了气体分子速度和比热问题，他指出：氢气要比更重的氧气扩散得更快。他还对气体向真空膨胀温度不变，膨胀时气体推动活塞后会变冷，受压缩则气体会变热等等现象做出解释。克里尼希的工作对早期分子运动论的贡献是功不可灭的，他推证了理想气体状态方程，
定性解释了扩散和比热的现象。但对分子运动论真正做出奠基性工作，并从分子速度的统计分布和分子间的作用力的角度作为研究气体行为出发点的是克劳修斯和麦克斯韦。
4、克劳修斯对分子运动论的贡献
1850年，克劳修斯发表了热力学方面的首篇论文，他从热和功的等当性思考问题，并认为热是分子运动形式的体现。他写道：“热不是物质，而是包含在物体最小成份的运动之中。”
1855年，作为瑞士苏尼克市爱根诺西塞（Eidgen?ssiche）工业大学物理学教授的克劳修斯读到了克里尼希的文章后，促使他在1857年对分子运动论作了全面的论述，明确地用统计概念解释分子运动的行为。 克劳修斯对分子运动论主要有以下几方面的贡献：（1）明确引进了统计思想；（2）引进平均自由路程概念；（3）提出“维里理论”，这个理论后来对推导真实气体的状态方程很有用。（4）更严格地推导了理想气体状态方程：31pV=nmυ2，此式右端表示分子平动动能的总和。克劳修斯由此推算出气体分子的平22
均速度为：υ=485T（米/秒），其中T为绝对温度，ρ为气体密度。（5）根据上述273?ρ
方程确定气体中平动动能和总动能的比值。
1858年，德国物理学家布斯-巴罗特（C．H．D．Buys-Ballot）在《物理学年鉴》2号上发表题为《论我们称之为热和电的那种运动的性质》的文章，文中指出：既然分子运动速率很大，每秒达几百米，为什么实际观察到的气体扩散和气体混合的速率比这个速率小得多？他写道：“为什么烟尘在室内停留于不动的空气中这样长的时间？”“如果硫化氢或氯气在房子的一角生成，需好几分钟后在另一角才能嗅到，可是分子在1秒钟内早该沿房子飞行好几个来回了。”为此，克劳修斯于当年发表《气体分子的平均自由路程》一文，回答了布斯-巴罗特对分子运动论的责难；克劳修斯针对布斯-巴罗特的质疑进行了研究，他试图根据真实气体中分子之间作用力不能略去不计这一假设做出说明，在推算过程中引出了平均自由路程的概念。他的思路是，设分子间相距较远时有吸力，相距较近时有斥力，于是就可以规定某一距离，在这个距离上吸力与斥力平衡；也就是说，在碰撞中两个分子的重心相距不会少于ρ，ρ就叫“作用球半径”。克劳修斯提出这样一个问题：“分子在进入另一分子的作用球前平均走多远？”他断言，如果所有其他分子相对于某一个分子都处于静止的话，则分子的平均路程将会比其他分子以同一速率向所有方向运动时大。
克劳修斯先假定所有其他分子均处于静止而作如下推导：他将气体可能达到的整个空间沿垂直于该分子运动方向平行地分隔为许多层，若分子自由通过厚度为1的一层空间的几率是e-α，则未遇其它分子作用的分子自由通过厚度为x这一层空间的几率应是：W＝e
23-αx；其中α是与作用的分子面积有关的正数，α=πρ/λ，λ为分子平均中心距。
接着，克劳修斯推导分子的平均自由程。他考虑N个分子从一个方向穿过空间，自由穿过x厚度的分子数为Ne-πρ2/λ3x()，那么，穿过厚度为（x+dx）层的分子数为：
?πρ2?-πρ2/λ3x 1-3dx? ?λ?? Ne ≈Ne
于是，在x与（x+dx）之间遇上的分子数，即停留在这一层上的分子数就是以上两者的差值，即 -(πρ2/λ3)(x+dx)()
Nedx
如果忽略无穷小的差别，这些分子经过的路程可以看作是x，所以这些分子与其经过路程的乘积是：
Nexdx
求出所有dx层的上述乘积的总和，即从x=0到x→∞积分得：
?πρ2?-πρ2/λ3x 3dx? λ????πρ2?-πρ2/λ3x 3dx? λ???()()?∞
0Ne?πρ2?-πρ2/λ3x 3dx? λ???()λ3xdx=N2 πρ
2上述结果再除以分子数N，即得平均自由程：λ；
此式只是一个分子运动而其它所有分子静止的情况。若其它分子以同样速率运动，这时3
3λ3
平均路程应将上式乘以系数3／4，得：l= ；这就是克劳修斯在1857年用独特的24πρ
3λ方法推出的平均自由路程公式。他将此式变换形式，得：=。于是得到一个简单3ρ3πρl
的规律：“分子的平均自由路程与作用球半径之比，等于气体所占整个空间与分子作用球实际充满空间之比。”这一规律曾被范德瓦耳斯用来推导真实气体状态方程中的体积改正项。 克劳修斯虽然提出了分子速率的无规分布的概念，但是实际上并没有考虑分子速率的分布，而是按平均速率计算。在分子运动论研究方面做进一步的发展的是麦克斯韦和玻尔兹曼。
5、范德瓦耳斯方程的建立
分子运动论的进一步研究与实验密切相关；人们发现，绝大多数气体的行为与理想气体的性质不符。1847年，勒尼奥（Henri Victor Regnault，1810—1878）的实验证明，除氢以外没有一种气体严格遵守玻意耳定律，这些气体的膨胀系数都会随压强增大而变大。1852年焦耳和开尔文勋爵合作做了多孔塞实验。发现实际气体在膨胀过程中内能会发生变化，证明分子之间有作用力存在。荷兰物理学家范德瓦耳斯（Johannes Diderik Van der Waals，1837—1923）1873年在博士论文《论气态和液态的连续性》中考虑了分子体积和分子间吸力的影响，推出了著名的物态方程：
p+?
?a??(V-b)=RT V2?
后来人们称之为范德瓦耳斯方程。他还导出了b是分子体积的4倍。这篇论文是用荷兰文发表的，起初影响不大，后由于麦克斯韦注意到了他的论文，并于次年（1874年）在有国际影响的《自然》杂志上对该文作了热情的述评，于是迅速为世人注意。1910年，范德瓦耳斯由于气体和液体状态方程的工作而获诺贝尔物理奖。
范德瓦耳斯是如何推导出此方程的呢?早在18世纪伯努利就曾提出过应在理想气体状态方程的体积因子中引进改正项b，即：P(V-b)=RT；b代表分子自身所占的体积。1863年黑恩（Hirn）用（p+Φ）（V－b）=RT表示状态方程，他已经意识到Φ是体积的函数，并且认为，对于液体Φ远大于p。他们的工作对范德瓦耳斯很有启示。范德瓦耳斯在他的博士
论文中首先讨论了压强的修正，他写道：“我们在研究任一粒子受力时，只需考虑以它为中心的一极小半径的球内的其它粒子，这个球称为‘作用球’，距离大于球半径的作用力即不可察觉。”“??（如果密度处处均匀），取作用球时如不包括边界，所有各点均应处于平衡，??只有边界上厚度是作用球半径的一层内的粒子会受到指向内侧的作用力??”。“考虑在边界层内有一无限薄（壁）的圆柱，并假想在这一层下物体内部的一块空间，这个空间里包含对薄圆柱有吸力的每个分子。如果在此空间内有一个分子处于静止，那么我们需要知道力的规律以便估计它对圆柱的吸力；但如分子处于运动之中，并且能同样占领空间的任何部分，则上述（估计吸力的）困难就大体上不存在了，我们可以把分子施加的吸力看成是它在空间各个不同位置的平均值。对这一空间内同时存在的第二个分子也可作类似处理。简言之，上述空间的物质所施加的吸力正比于物质之量，或正比于其密度。这同样适用于圆柱内被吸引的分子，所以吸力与密度平方成正比，或与体积的平方成反比。”于是范德瓦耳斯把状态方程写成：
p+?
?a??(V-b)=RT V2?
范德瓦耳斯进一步研究b与分子体积的关系。在那篇博士论文中他写道：“起初我认为外部体积和分子所占体积之差就是分子运动的空间，但进一步考虑我相信能够证明，当物质聚集到一定程度以后，外部体积必须减去分子体积的4倍，越是聚集，必须减去的值是分子体积越小的倍数。”4倍因子是在平均自由路程的基础上推出来的，范德瓦耳斯继续写道：“??正如一个球投向墙壁，它的自由路程会被看成是运动开始时球中心到墙的距离，其实自由路程是这段距离减去球的半径。所以考虑到分子的直径，自由路程变小了，碰撞次数变大了，于是反抗的压强也就按比例地变大。”
范德瓦耳斯假设分子排成正方体，每个分子可看成是直径为σ的球，分子间的平均距离为λ，根据克劳修斯的推算，如果其余分子均处于静止，则一个单独运动的分子的平均自由λ3
路程为：l=。 2πσ
3λ3
如果其余分子均以同样速度运动，则平均自由程应为：l1=；利用这一关系范德24πσ
瓦耳斯继续推算分子直径对平均自由程的影响。他写道：“??如果所有的碰撞都发生在沿分子中心联线的运动中，则l1应减去碰撞发生时的中心间距，因为自由程的始端和末端都必须减去分子直径的一半，故：l2=l1-σ，
l2λ3-4πσ3/3λ3-4πσ3/3=或 l2= ； 32l1λ4πσ
3
考虑到σ/2是被看成球的分子的半径，nλ
本身体积的8倍，得：
3等于单位体积，以υ表示；4πnσ2/3等于分子l2υ-8b1=， l1υ
这里bl是分子的体积。”
范德瓦耳斯进一步考虑到上面的碰撞仅限于对心的，若是对心碰撞，运动分子的中心到此平面的距离最大，在中间的那些情况，运动分子中心处于半球面的其它各点上，路程所减去的值应是运动分子的中心距该平面的距离，所以平均路程所减去的平均值应是半球面的平均坐标。所以式中的8bl应改为4b1，从而我们可以得到：l2υ-4b1=。范德瓦耳斯由于l1υ
对分子运动比前人有更明确的概念，并发展了玻意耳、伯努利、克劳修斯等人的研究成果，这些实验结果为他的工作提供了实践基础。
范文五：分子运动的探究(董超)
课题 ： 探究分子运动
知识与技能：
1、知道分子运动实验的探究方法与实验步骤。
2、初步学会用分子运动的规律解释生活和实验中的现象。
3、通过对分子运动实验的研究，提高和锻炼学生收集、加工简单信息的能力。
过程与方法：
在本课题中，教师指导学生实验、从而引导学生通过探究式学习、讨论等方式自主得出实验结果，这样有利于学生初步认识科学探究的基本过程。在教学过程中，教师还应鼓励学生主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点，使学生逐步形成良好的学习习惯。
情感、态度与价值观：
1、增强学生对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲，培养和发展学生学习化学的兴趣。
2、通过开展探究活动，在探究中培养学生的集体协作精神。
教学重、难点：
重点：
1、实验装置的设计与选择。
2、分子运动实验的探究。
难点：
1、学生对实验现象的描述。
2、用分子运动的规律解释生活和实验中的现象。 课时安排：一课时。
教学准备：
1、实验仪器：烧杯（1000ml）、烧杯（50ml）、酚酞溶液、玻璃棒、浓氨水、滴管
教学方法：对比、讨论、探究相结合。
教学过程：
一、 导入
同学们，为什么盛放在敞口容器中的水，在常温下会逐渐减少？如果受热水的变化有什么不同呢？（学生回答：略）今天我们就一起来探究分子的运动。（板书：分子的运动）
二、指导学生默读教材第50页分子运动实验的相关内容。
1、认识实验所需的仪器及药品。
2、熟悉实验的原理及操作步骤。
三、实验探究。
1、向盛有40ml蒸馏水的烧杯中加入几滴酚酞溶液；
2、用玻璃棒搅拌均匀；
3、向烧杯中滴加浓氨水；
板书设计：
二氧化碳制取的研究
一、化学反应原理：
药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸
CaCO3+2HCl2=CaCl2+H2O+CO2 ↑
2、实验装置
3、验证方法
用点燃的火柴放在集气瓶口，若火焰熄灭，证明瓶里已充满二氧化碳。
4、操作步骤
检、加、倒、收、验
《二氧化碳制取的研究》说课讲稿
一、说教材
1、教材分析：本节课是人教版初中化学第六单元第二课题的知识，是本单元的核心知识。学生通过对制取二氧化碳装置的探究，归纳延
伸出实验室制取气体的思路和方法，为今后研究其它气体的制法提供了科学依据。
2、教学重、难点：
教学重点：根据新课改“改变学科本位，注重科学探究”的基本理念和学生认知特点，将本节重点确定为：实验室制取二氧化碳装置的探究。
教学难点：预计难点会出现在自主选择仪器、设计装置这一环节。这节课仪器多，设计的装置也多，如不做引导，让学生随意猜想，会出现许多不合理的设计。但不让学生设计，直接给出装置，又会限制学会思维，不符合科学探究的规律。因而如何引导学生设计成为本节难点。
二、说教学目标
根据本节知识、课标要求和学生实际，确定目标如下：
1、知识与技能
l 认识实验室制取二氧化碳的原理和装置；
l 利用设计的装置制取二氧化碳；
l 通过探究实验室制取二氧化碳，认识实验室制取气体的思路和方法。
2、过程与方法
l 经过整个探究过程，领会科学探究的方法和意义。
l 通过参与科学探究活动，会拟定简单的探究计划和实验方案。 l 会灵活运用现有仪器自主设计实验装置。
3、情感态度、价值观
l 保护学生的好奇心、求知欲，鼓励学生创新探究。
l 培养学生实事求是的科学研究态度、小组协作精神、创新精神等科学探究品质。
三、说教法、学法
新课程强调教学要“重体验轻讲授，重过程轻结果”，倡导学生在活动中体验，在讨论中发展。因此，这节课我采用在教师指导下学生全员参与、自主探究、互动学习的方法进行教学，并适时使用多媒体课件激发学生兴趣，提高课堂质量。
为激发学生自主学习的热情，使学生真正成为课堂的主人，我引导学生使用的学法有：实验探究法、分组讨论法、对比观察法等多种科学探究方法。
四、说教学环节
本节课我采用以下四个教学环节：㈠迷团大派送、㈡知识大比拼、㈢体验无极限、㈣探究无止境。
㈠迷团大派送
“良好的开端是成功的一半”。这节课我先表演“能灭火的茶壶”这个魔术，利用学生对魔术的特殊兴趣，在课堂伊始，就抓住了学生。然后提问：“谁知道其中的奥妙呢？”学生经过交流得出结论：“噢，原来是二氧化碳搞的鬼呀！”教师乘胜追击，继续提问：“大家想不想自己动手来制取这种神秘的气体呢？”从而自然过渡引出课题。 ㈡知识大比拼
这个环节，我用课件展示一组信息，并引导学生根据生活经验和已有事实，推测获取二氧化碳的有关信息，进而为探究实验室制取二氧化碳做好知识准备。
㈢体验无极限
活动一：探究制取二氧化碳的理想原料。
我首先给出稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠、碳酸钙这些常用药品和若干试管，让学生以小组为单位，自己动手操作、探究，选出自己认为理想的原料。这样设计，既让学生认识到对比观察的科学探究方法，又注重了学生获取新知的体验学习，可谓一举两得。
活动二：探究制取二氧化碳的实验装置、并验证。
这一知识的解决，我采用如下设计流程：
1、给定仪器设计实验装置：因本节课仪器较多，一下子全给学生，学生会毫无目标，无从选择。于是，我将实验仪器分成十套，每个实验台上放置一套不同的装置，让学生先按指定的仪器进行设计，并验证收集的气体。然后，小组间再进行交流讨论，互动学习，总结评价各自装置的优缺点。这样设计，使学生对仪器的选择有了进一步认识，为下一步成功自选仪器奠定了基础。
2、自选仪器、设计多种方案：在以上探究的基础上，我再让每个小组到我们班的“仪器超市”中自选仪器，并鼓励他们设计多种方案。这样的设计可充分发挥学生的主观能动性，使学生真正成为课堂的主人。
3、展示交流
展示每个小组设计的方案，并让小组间交流各自的实验状况，分析实验成败的原因，反思自己设计装置的不足，进而选出最佳方案。展示中重点将方案三、四、七、八进行展示，让成功的学生体验创新发现的乐趣，让思维受限制的同学豁然开朗，并激起思维共鸣，提高学生思维的发散性。
活动三：由个别到一般
此时，在学生讨论交流的基础上，再提出问题：“实验室制取二氧化碳在选择仪器时需要考虑哪些方面的问题呢？”学生经过回顾刚才实验，归纳总结出实验室制取气体的思路和方法。
㈣探究无止境
为了使学生能学以致用，我特别设计了一些实践活动：要求学生用生活用品代替实验室用品，来设计制取二氧化碳的装置，并按装置进行家庭小实验。
五、说板书设计
简明扼要的板书设计，能加深学生对知识体系的认识，强化重、难点。
