设计微型实验
教学内容
用六孔井穴板或W型管或V型管设计一组（至少2个）微型学生实验
其他仪器药品自选（在实验室可能范围内）
基本概念
微型化学实验（microscopic chemical experiment or microscopic laboratory，缩写为ML）是用小型的仪器、装置和极少量的试剂进行的一类化学实验。微型实验与微量实验的概念不同。在分析化学中把试样用量小于0.01g，被测组分含量低于1%的测定称为微量分析。而微型实验目前没有这种定量的界限，且也不一定是定量化的实验，它的含义是相对于常规实验来说，其实验规模更为小型化、微型化而已，从目前来看，微型实验的仪器装置一般为常规实验的几十分之一到千分之一。
微型实验作为一个新的概念，作为一种专门类别的实验手段和方法，作为一个新的研究课题，首先是在美国提出并被引起注意。20世纪80年代初，美国就有人从事这方面的工作，当时主要是局限于高校有机化学实验微型化。经过几年的努力，到1986年出版了第一本进出有机微型实验的指导书，同时有关厂家也相应设计研制了微型有机实验的系列玻璃或塑料的一切。到1989年，美国已有400多所学校的有机化学实验采用了微型实验的教材，到1993年美国已有80%的基础有机实验室采用微型实验。微型有机实验的迅速发展，也带动了普通化学、基础无机化学对微型实验的研究和应用。在1989、1990年已陆续有与上述课程相配套的微型实验指导书及部分仪器和装置问世。90年代起，微型实验在美国中学也得到大力推行，至今已发展成为美国中学化学实验的主要方式之一。
微型化学实验之所以会发源于经济、文化、科技都发达的美国，主要是出于环境保护和实验室安全的需要。现在发达国家对环保工作很重视，对高校和其他部门的三废处理及排放有十分严格的规定，各学校、企业也都设有处理实验室三废的专门机构，投入了可观的财力和人力，其用于三废处理的费用有时竟会比购买药品的开支还要大。所以微型实验在减少污染、节约开支等方面具有十分现实的意义。
我国化学教学界早在上世纪50年代起，就陆续地对微型实验作过设计和研究，只是未提出微型实验的概念，没有把有关的实验按微型的要求系列化而已。例如：利用青霉素或十滴水的小空瓶来做制取氢气、氢氯爆鸣、泡沫灭火器、喷泉实验，同时这些小瓶子也可制作或替代酒精灯、集气瓶、试管等，同时也可用安剖瓶来做银镜反应、煤油的催化裂化、钠在氯气中的燃烧等实验，而安剖瓶来替代加热用的试管、锥形瓶、烧杯等仪器。
在化学教学实验研究中开展微型实验的研究和推广，主要有以下几个优点：
（1）省钱、省时、省力
微型实验其仪器及装置由于体积大大缩小，所以价格一般较便宜，而且仪器微型化后在使用过程中也能大大减少破损率，因而可达到降低仪器方面的开支。微型实验所用的药品、试剂仅为常规实验的几十分之一，往往一个演示实验的药品足以满足一至二个班级的学生同时进行内容相同的微型实验。所以在实验教学中引进微型实验，既可以培养学生的各种能力、提高教学效果、又可节约开支，做到少花钱多办事。
由于微型实验药品用量减少，实验反应的时间也相对缩短，再者微型实验仪器在设计时一般力求简单，其清洗也较常规仪器省时，所以微型实验耗时相对要少。从目前各种资料统计，一般的微型实验可节约时间1/4～1/2。因此，微型实验有利于帮助教师在获得同样教学效果的前提下，进一步调高教学效率。
微型实验装置仪器较小，所耗能源及试剂甚微，给教师及实验员的实验准备及携带也带来了诸多的方便。有的常规实验要求配有直流变压器，而微型化之后，1、2节电池甚至1、2节纽扣电池就能解决问题；有的常规实验装置要用2或3个铁架台安置，上课前常要请同学协助搬运，改为微型实验后，一个小塑料盘即可包揽所有仪器药品。另外，采用了微型实验后，实验室储存试剂、仪器的箱、柜、桌、架也可大大的缩小简化，可使教师和实验员从繁杂的药品仪器管理工作中节省较多的精力，同时也为仪器、装置的制作及采购提高了方便。
（2）减少污染、保护环境
实验的微型化、药品的微量化使化学实验的排污量大大减少，同时其尾气吸收、尾料及废气物的回收处理也极易完成，因此减少了对环境的污染。跟重要的是微型实验本身就是对学生环保意识最生动、最现实的教育，经常开展微型实验，可以强化这方面的教育。
（3）具有良好的教学功能
若在实验教学中引入一部分微型实验，由于微型实验具有省时、省力、省钱的优点，可以在相同的时间、相同的经费、化相同的精力的条件下，可以增加实验的数量，从而可以更好地调动学生的学习积极性，更好的发挥学生在学习中的主体作用。同时，还可把部分演示实验转换为并进实验，让学生在课上首脑并用，学生通过动手实验不仅增强了感性认识，有利于新知识的理解、记忆、并且激发了学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛，使上课更为生动活泼。另外，微型实验也有利于培养学生的思维、操作等能力。
在教学中安排微型实验实验除了能增加实验的数量外，还能培养学生严谨的工作作风和操作技能。微型实验由于仪器装置都比较小，实验所消耗药品试剂量也极微，所以与常规实验相比，微型实验在操作上要求更小心谨慎，在观察现象时也要求学生更加全神贯注。微型实验除了能使学生逐渐养成专心致志的操作、认真入微的观察等好习惯外，在提倡勤俭节约艰苦奋斗方面对学生也有一定的教育意义。
（4）为第二课堂、化学兴趣小组的活动开辟了新的渠道
在中学开展化学实验的课外活动往往要收到学校经费、药品、仪器等条件的限制。为此，展开一些微型实验，则可大大缓和这一矛盾。另外课外活动实验的首要条件是安全的，尤其是家庭小实验，安全因素则更为突出。由于微型实验所用的药品量很少，从而可大大避免实验引起的燃烧、中毒等微型，如设计时采取防范措施，基本上可确保学生的安全。微型实验仪器小巧、药品微量也便于学生自己保管和携带，由于微型实验的推广工作在我国还刚刚起步，目前要开展这方面活动，就要求提倡艰苦奋斗、勤俭办学的精神，积极动脑、集思广益，在现有的条件下因地制宜利用周围的一些物品（包括一些废旧物资）自行设计装置，动手制作仪器。这既有利于学生各种能力的培养，也是对学生进行思想教育较好的形式和内容。
微型实验除上述的优点和长处之外，也不可避免地存在一些不足和缺点，微型实验的不足主要有：可见度小，有时操作难度较大，产率偏低等。
微型实验由于仪器装置及实验的规模都很小，其可见度颇受影响，所以它作为一般的演示实验显然是不妥的。目前微型实验在中学化学演示实验中的推广收到了一定的限制。
其次，由于微型实验反应物及产物的量都小，在实验进行中沾附于容器的药物占整个反应物或生成物的比例就偏大，从而在制备实验、定量实验中其产率就会因过低而使实验无法得到准确的结果。如果制备实验的步骤较多，还会产生反应物越来越少，甚至使实验无法进行下去的情况，微型实验在量上的失真，一定程度上也影响了实验的质量。
另外，微型实验在搅拌、抽滤、分液、萃取、控温加热等实验的操作上也相应提高了难度，使学生在练习时难以适应，有些实验的操作技巧还会直接影响实验的成败，这又给微型实验带来了很难补救的缺陷。同时，采用微型实验装置后，某些常规装置中固有的基本操作方法就无法进行训练，这种正规的实验操作技能的训练，显然需要另行弥补。
综上，微型实验具有明显而独特的优点，但它也有不足之处，微型实验在引进中学化学教学实验时，是无法取代中学现有的各种实验手段和方法。微型实验应该在中学化学实验教学中占有一席之地，不应过高、片面地夸大其作用，而应实事求是的分析，客观稳妥地引入，充分发挥其应有的作用。
标准操作
井穴板
井穴板是一个塑料碟子，含有圆柱形井穴，它由透明度好的聚苯乙烯或有机玻璃通过压膜制成。井穴的使用方法和功能与试管、烧杯以及试剂储瓶一样，既可作反应器，可也用来盛装试剂。根据不同的实验需要，微型化学实验使用的井穴板也有不同的规格。井穴板除了具有烧杯、试管、点滴板、试剂储瓶等仪器的功能外，有时候起到比色管的作用，可进行目视比色的实验。而且，使用井穴板还可以做对比实验和平行实验，尤其是研究一组溶液液滴颜色递变系列的对比实验和平行实验。此外，井穴板还是透明的，可以做投影实验。
多用滴管
塑料滴管有两种：细颈滴管和尖头滴管。塑料滴管可用来转移化学品和收集产物，包括气体，因此又称为多用滴管。滴管是由聚乙烯制成的，质地柔软，易弯曲，可以改变形状为各种实验目的服务。塑料滴管的主要用途有：滴管，用于滴加液体试剂；试剂储瓶，一般浓度的无机酸、碱、盐溶液可长期储于吸泡中；浓硝酸等强氧化剂的溶液和浓盐酸等与聚乙烯有不同程度反映的试剂不宜长期储于吸泡中；甲醛、松节油、石油醚等对聚乙烯有溶解作用，不要储于滴管中；少量液体的计量器，通过计量滴加液滴的滴数，可得出滴加试剂的体积，因此，以标定体积的多用滴管（或带刻度的多用滴管）就是一支简易滴定管；反应容器，用于温度低于80℃的反应，比如氢气、二氧化碳、二氧化硫等气体的发生器，以及合成乙酸乙酯、阿司匹林等有机物的反应器；集气瓶，少量气体可用多用滴管收集和储存；分液装置，分离两种互不相溶的液体或将固体分离。
这些塑料型仪器由于不能加热，塑料本身能与某些化学试剂起作用，其使用范围受到一定影响，小型的玻璃仪器以及专门设计的玻璃微型仪器可以有效的解决上述问题，这些仪器设计巧妙、做功精致，一个部件常常可以发挥多种功能。
W型管和V型管
我们常用玻璃管来进行微型实验，玻璃管具有内径小、盛装药品量少、受热快等特点，我们可以将玻璃管加工成W型、V型管道反应器可以用于一些产生少量气体的反应和一些气—液、气—固反应的实验，具有试剂用量少、反应现象明显、系列反应管道化、有害气体不易泄漏、污染少等优点。
注射针筒
注射器作为一种医疗器械，物美价廉。注射器具有下列优点和特点：封闭性较好，利用注射器可以创造无氧、无空气干扰的实验环境；透明性好，又有刻度，便于计量和观察；价格便宜，容易得到；操作方便，易控制气、液体流速；可以略加压或略减压。所以中学化学在实验教学中引入了不少以注射器为主的实验装置。实验中注射器常可以替代用作集气瓶、量筒、滴管分液漏斗、烧杯等常用仪器，用作体积量取的代用品；也可作为气体压强改变的检查仪器；同时也可作化学反应的容器；排送气体。
滤纸
化学实验中常用的有定量分析滤纸和定性分析滤纸两种。按过滤速度和分离性能的不同又可分为快速、中速和慢速三类。我国国家标准（GB/T1914-93）对定量滤纸和定性滤纸产品规定的主要技术指标包括质量（单位 g·m-2）、分离性能（过滤沉淀物示例）、过滤速度、湿耐程度（对于定量滤纸）、灰分、标志（盒外纸条）、圆形纸直径等。
定量滤纸又称为无灰滤纸，即其灰分很低。例如每张直径为125mm的定量滤纸的质量约1g，但灼烧后其灰分的质量不超过0.1mg，在重量分析实验中，可以忽略不计。定性滤纸的质量不及定量滤纸，其他杂质的含量也比定量滤纸高，但价格比定量滤纸低。在分析化学实验中应根据实际需要，合理地选用滤纸。
滤纸除了用于过滤之外，还常被用于其他实验，例如用滤纸吸除钾、钠表面的煤油，用滤纸作载体进行颜色反应，用滤纸做原电池实验，用滤纸进行各种显色反应等。
培养皿
培养皿是一种用于微生物或细胞培养的实验室器皿，由一个平面圆盘状的底和一个盖组成，一般用玻璃或塑料制成。培养皿材质基本上分为两类，主要为塑料盒玻璃的，玻璃的可以用于植物材料、微生物培养和动物细胞的贴壁培养也可能用到。塑料的可能是聚乙烯材料的，有一次性的和多次使用的，适合实验室接种、划线、分离细菌的操作，可以用于植物材料的培养。
实验步骤
1、按图制作w型管，并完成微型卤素性质的实验
浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气
2KMnO4+16HCl→2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
氯气可以跟碘化钾、溴化钠发生置换反应
2KI+Cl2→2KCl+I2
2NaBr+Cl2→2NaCl+Br2
2、按图装置，完成原电池实验
活泼性不同的金属跟电解质溶液可以组成原电池，将化学能转化为电能。
3、按图装置，完成蓄电池反应
铅蓄电池在充电时可以储存电能，放电时提供电能。
内容拓展
微型化学实验制备物质的产率偏低，这是因为仪器粘附等损耗相对于原料用量的比例较大，因此必须要注意实验技巧，以保证实验成功。
由于微型化学实验与一般实验仪器差别很大，所以许多实验仪器需实验者自己动手制作。
