省级中学化学实验实训活动的思考_分液漏斗论文

由一次省中学化学实验调演活动引发的思考,本文主要内容关键词为:化学实验论文,省中论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

2004年11月上旬江苏省举办了第四届中学化学实验调演活动,其目的是为了促进中学化学演示实验的不断发展,更好地满足课程改革的要求。这次活动,给中学化学教师提供了能够相互交流的平台,开阔了大家的视野。这次活动,也引发我做了下列一些思考。

一、化学演示实验体现的特点

中学化学课堂演示实验的发展方向在哪里?我认为关键要体现一个“新”字。与时俱进,不断创新,才能高质量地发挥演示实验的功能。下面我就列举这次活动中的几个精彩实验,希望能起到抛砖引玉的作用。

1.凸显新理念,体现演示实验的前沿性

20世纪90年代以来,国际上化学研究提出新的理念——绿色化学。“绿色化学”是预防污染的基本手段之一,它包涵两个方面的含义:其一,原料的充分利用;其二,化学过程中没有或只有尽可能少的污染。环保意识在工业发展迅猛的今天显得尤为重要,能否保护环境?这关系到一个国家、一个民族、甚至整个人类能否持续发展的大问题,因此环保意识是中学化学课堂教学的重要内容。这次参加调演的部分实验就凸显了“绿色化学”这一理念。

例1 铜与浓硝酸的反应。

(1)实验背景

硝酸的性质是高中化学教学的重要内容。全日制普通高级中学教科书(实验修订本·必修加选修)《化学》第二册在编排NO、时,只介绍了它们的一些物理性质和某些化学性质,而没有编排配套的验证实验。同时对硝酸的性质,教材又安排了浓硝酸、稀硝酸分别与铜片反应的实验,实验现象并不是太理想,且产生的N0、没有综合利用。

(2)实验仪器

分液漏斗、铜丝(铜丝绕成螺旋状)、一个带铜丝的橡胶塞(大小与分液漏斗相配,胶塞上裹上铝箔,如图1所示)、烧杯、铝箔、铁架台等。

附图

图1 带铜丝的橡胶塞

(3)实验过程

将少量浓硝酸注入分液漏斗,用橡胶塞塞上(如图2所示),反应时将分液漏斗倒转(如图3所示),同时打开活塞,等红棕色气体充满分液漏斗后,又倒转成图2所示的位置。在分液漏斗的下端接一个装有水的烧杯,如图4所示,打开活塞,同时取下橡胶塞,从分液漏斗的下端放出浓硝酸,观察溶液颜色。关闭活塞,再将分液漏斗放置在铁架台上,下端接盛滴有蓝墨水的水的烧杯(如图5所示),打开活塞,观察现象。

附图

(4)实验分析

①铜与浓硝酸反应可随时停止。

的颜色鲜明而且装有的分液漏斗可取下方便学生观察。同时很好地演示了与水反应的现象,而且与水反应后分液漏斗内压强降低,打开活塞时,烧杯中蓝色溶液倒吸入分液漏斗,验证了与反应水后容器中压强减小的事实。

③实验过程中,的泄露可降低到最少,体现了环保意识。

2.凸显创新性,体现演示实验的探究性

牛顿说过:“如果我所看到的、我所发现的要比笛卡儿和培根远大一点的话,那是因为我站在巨人肩上的缘故。”在前人的基础上进行超越创新,这是科学研究中的一条规律,也是创新思维的一个基本规律。学习的目的不是重复前人所做的,而是为了不断地探究、创新。化学是一门实验科学,我们要求学生对所学的知识进行质疑,并通过演示实验对自己的推测进行验证,培养学生实事求是的科学态度。

例2 验证氢气燃烧是否有过氧化氢生成。

(1)实验背景

众所周知,氢气燃烧生成水,然而,从元素组成的角度来看,氢气燃烧时会不会生成过氧化氢呢?文献表明:氢气和氧气在Pb的催化作用下,能生成过氧化氢;而一个在热力学上不能进行的化学反应,即使使用催化剂,也不能使之成为可能。所以,氢气和氧气在燃烧时,完全有可能生成过氧化氢。

(2)实验用品

冰块、用硫酸酸化的KI淀粉溶液、用硫酸酸化的溶液、蒸馏水、锌粒、稀硫酸、启普发生器、酒精灯、铁架台(附铁圈)、小烧杯、干燥管。

(3)实验装置,如图6所示

(4)实验步骤及现象

验纯,将火焰对着冰块(如图6所示)。

附图

图6 实验装置

①在小烧杯内加入较稀的用硫酸酸化的KI淀粉溶液,将小烧杯放在冰块下方,1min~2min后就会观察到烧杯中溶液由无色变成了蓝色。

②在另一个小烧杯内加入较稀的用硫酸酸化的溶液,将小烧杯放在冰块下方,2min~3min后就会观察到烧杯中溶液变成了无色。

(5)实验原理及结论

上述实验可说明氢气的燃烧产物中确实含有过氧化氢,同时也体现了过氧化氢的三个重要性质:氧化性、还原性和不稳定性。

附图

3.凸显新形式,体现演示实验的多样性

提起化学仪器,我们总会想起烧瓶、烧杯、试管等这些常见仪器,对于用生活中的小家电来做化学实验却很少尝试。事实上,用一些日常生活中的小家电做实验既显得不拘一格,体现实验形式的多样性和实验者的创新精神,又能给学生带来新鲜感,同时操作简单,现象明显。

例3 用微波炉来验证分子的极性。

(1)实验背景

中学里,为了验证一种分子是否具有极性,通常采用的方法是用酸式滴定管盛装某种溶液,打开滴定管的旋塞,让这种液体成线状流下,然后用摩擦带电的玻璃棒或塑料棒靠近成线状流下的液体,看这种液体的流向是否发生改变,如果发生改变,则是极性分子,如果不发生改变,则是非极性分子。这种方法操作麻烦,而且现象有时不明显。用微波炉的工作原理来验证分子的极性,操作简单,现象明显。

(2)实验用品

、水、微波炉。

(3)实验装置,如图7所示。

附图

图7 实验装置

(4)实验步骤及现象

①将单质碘放入烧杯中,再将烧杯放入微波炉,开启微波炉1min左右,关闭微波炉,取出烧杯,可观察到碘无升华现象。

②将一定量的(约占烧杯体积的1/5)放入烧杯中,再将烧杯放入微波炉,开启微波炉1min左右,关闭微波炉,取出烧杯,用手触摸烧杯底部外壁,无发热现象。

③将一定量的水(约占烧杯体积的1/5)放入烧杯中,再将烧杯放入微波炉,开启微波炉1min左右,关闭微波炉,取出烧杯,用手触摸烧杯底部外壁,有发热现象。

(5)实验原理及结论

微波炉的工作原理。微波是一种电磁波,它有三个特点:遇金属反射;能穿过玻璃、纸张、塑料和类似材料;能被食物吸收。微波炉内的电磁管发出微波,在微波炉内来回反射,被食物吸收后,它使食物中的极性分子随微波周期以每秒几十亿次的速度来回振动、摩擦,从而产生高热,达到加热食物的目的。这也是含水量大的食物热得较快的原因,而非极性分子却不能产生振动,从而不能升温。

结论:碘和非极性分子,水是极性分子。

二、化学演示实验存在的不足

这次活动同时也暴露了中学化学演示实验中存在的一些问题。如,①创新不够,仍然采用传统的方法。②探究的力度不够,实验缺乏应有的探究功能。③有一些通过组合而改进的实验有往“高、大、长”发展的趋势,组合实验很复杂,特别是其中还使用了一些非常规的自制仪器,这些仪器容易分散学生的注意力,有时甚至使实验失败。

化学是一门实验科学,演示实验是中学化学教学中传授知识的一种重要的教学手段。它对于学生形成化学概念,理解和巩固化学基础知识,培养学生观察现象、提出问题、分析问题、解决问题的能力,获得比较熟练的实验技能,培养实事求是、严肃认真的科学态度等有着十分重要的意义。所以应该充分发挥其“价值”和功能,培养出能适应未来社会挑战的高素质人才。

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