◆ 张迎春 山东省寿光市第二中学 262700
在众多媒体“低碳环保，从我做起”的引领作用下，中学化学实验教学中的”以教师演示实验为主及学生分组实验的化学实验教学”，已经不能适应新课程的要求。崛起于20世纪80年代的微型化学实验是国际公认的一种在微型化的条件下对化学实验进行创新性变革的新技术和新方法。它的核心就是使“实验药品微量化，实验仪器微型化”，其特点是：在降低药品用量、减少环境污染、节约实验经费的同时，还可以使我们在较短的时间内，完成规定的实验内容，克服常规实验的不足，获得更准确、更可靠的知识信息。微型化学实验因其具备以上诸多优点，并以其良好的教学功能和教学效果，在化学实验教学改革等领域扮演着重要的角色，引起了世界各国化学界的高度重视。根据微型实验的诸多优点，我从中学化学教材中选取了几个实验，进行微型实验设计，进而通过实例来验证微型化学实验在中学化学教学中所起的积极作用。
氯气的制取与性质微型实验设计：
一、实验用品
仪器：青霉素小瓶5个（带胶塞）；一次性输液器1套；一次性注射器1个（1ml）；胶头滴管；小水槽（也可以用大烧杯代替）；酒精灯1个；三角架；坩埚钳；镊子；小刀；石棉网；滤纸；火柴；砂纸。
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药品：固体高锰酸钾；粗盐；浓盐酸；10%氢氧化钠溶液；稀硫酸溶液（1：4）；金属钠；锌粒；镁带；细铁丝；砂纸。
二、氯气的制取
在干净的青霉素小瓶中装入0.5g固体高锰酸钾（需先压碎），塞紧胶塞，用胶头滴管吸取浓盐酸约1ml，插到青霉素小瓶中，制成微型气体发生装置，用输液器较细处的塑料管在两头连上毛细吸管做导管，一端插入装有高锰酸钾的青霉素小瓶中，另一端连接收集装置（如图1所示）。
反应方程式：2KMnO4（固）+16HCl（浓）=2MnCl2+
2KCl+8H2O+5Cl2↑
用排饱和食盐水的方法收集氯气于青霉素小瓶中，收集4瓶备用。可观察到氯气呈黄绿色，尾气用10%的氢氧化钠溶液吸收。用胶头滴管控制浓盐酸的滴入，从而控制氯气的产生速度，可减少不必要的气体外溢。
三、钠在氯气中的燃烧
1.取少量金属钠，用小刀刮除淡黄色外皮，用滤纸吸去煤油（否则钠就燃烧不起来），放在石棉网上，加热，钠熔化后撤火。
2.将充满氯气的青霉素小瓶去掉胶塞，迅速倒扣在有熔钠的石棉网上，钠在氯气中燃烧，火焰呈黄色，产生大量白烟，燃尽后可看到石棉网上附着白色氯化钠固体（如图2所示）。
反应方程式：2Na+Cl2=2NaCl
四、铁在氯气中的燃烧
1.用砂纸将铁丝打磨光亮，弯成螺旋状，用酒精灯加热到红热状态，迅速打开盛有Cl2的青霉素小瓶的胶塞，立即将铁丝插入，盖上胶塞，可观察到红热的铁丝在氯气中燃烧，瓶内充满红棕色的烟。
2.燃烧完毕后，用注射器向青霉素小瓶中注入少量的蒸馏水，振荡，可观察到瓶中红棕色烟消失，生成黄色溶液（如图3所示）。
反应方程式：2Fe+3Cl2=2FeCl3
五、氢气在氯气中的燃烧
1.用青霉素小瓶制成微型简易启普发生器，制取氢气，验纯度后，装一支微型燃氢的尖嘴弯管（用注射器针头），点燃。
2.调节氢焰，慢慢放入盛有氯气的青霉素小瓶中，可看到纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，反应生成的气体是氯化氢气体，它与空气中的水蒸气结合，呈现雾状（如图4所示）。
反应方程式：H2+Cl2=2HCl
六、氢气——氯气混合气体见光爆炸实验
1.在同一青霉素小瓶内用排饱和食盐水法先、后收集纯净的氯气和氢气，体积比大致为1：1，集满后，用比青霉素瓶口略大的润湿滤纸盖住，移出水面。
2.将镁带用砂纸打磨光亮后，用酒精灯点燃，在距离小瓶2cm处进行照射，可看到氢气和氯气的混合气体迅速爆炸，将滤纸片向上弹起或炸破（如图5所示）。
总之，中学微型化学实验不是常规实验的简单微缩，也不是对常规实验的补充，更不是与常规实验的对立，而是在整个实验过程中贯穿了绿色化学的思想，有效实现“尽可能小剂量实验、省资源、少污染、减成本”，增强了学生的环境保护意识，是对中学化学常规实验进行的改革和发展。微型化学实验也存在一定的局限性：如不可能取代所有的实验；实验仪器不能完善成套；实验条件控制的精确程度降低；实验现象的可见范围小，不适宜于作为演示实验；定量实验中难度和误差都较大等。因此，微型实验虽然具有许多优越性，但也并不是所有实验都可用之代替的。在教学中，应根据实验的内容、目的、现象和定量要求等进行选择，使常规实验和微型实验相结合，两者取长补短，这样可以发挥更好的教学效果。
论文作者:张迎春
论文发表刊物:《教育学文摘》2014年2月总第111期供稿
论文发表时间:2014-3-26
标签：氯气论文; 青霉素论文; 氢气论文; 化学实验论文; 滤纸论文; 瓶中论文; 如图论文; 《教育学文摘》2014年2月总第111期供稿论文;