高中新课程中经典化学实验的改进探索_化学实验论文

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新课程改革已经进行了好几年,笔者在使用新教材进行教学时发现,新课改非常重视实验教学,并在教材中增加了大量的探究性实验,这些探究性实验大大提高了学生的学习兴趣,开拓了学生的科学视野,培养了他们自主学习的能力,但有一些化学实验往往由于药品或者实验操作等原因使实验现象不尽如人意。下面笔者谈谈自己在几个经典化学实验中的改进方法和成功关键。

一、实验改进

1.焰色反应

(1)分析。必修1课本中叙述的焰色反应是用铂丝或铁丝蘸取待测溶液后进行灼烧,但实验时观察到的火焰比较小,后排的学生基本看不清楚。当然,条件好的学校可以安排学生分组实验,若作为演示实验则可在讲解和演示完课本的规范操作后,适当对焰色反应进行改进。

(2)改进方案。方案一:用洗耳球吸取适量的待测溶液直接喷洒到燃着的酒精灯上方,可看到清晰的待测元素焰色。这是因为用洗耳球喷洒溶液时形成了喷雾状且范围较广,因此看到的现象是一团火焰,相对用铂丝做实验时看到的焰色颜色较清晰些。方案二:取1个500mL的烧杯(或培养皿、蒸发皿),往里面倒入适量的酒精,点燃,然后用胶头滴管吸取待测溶液逐滴滴入到烧杯中,也能看见清晰的待测元素火焰颜色。如果不用胶头滴管滴溶液,也可直接用洗耳球吸取溶液喷洒在火焰的上方,从而观察焰色。

(3)改进后的优点。现象清晰,能见度较高,并能减少在焰色反应过程中清洗铂丝的程序,从而节约资源。

2.氨气喷泉实验

(1)分析。该实验成功的关键是要求仪器和装置干燥、密封,课本也作了较详细的要求。但有时还是会失败而不能形成喷泉,分析其原因可能是天气潮湿或者收集好的氨气长时间放置泄露而导致不能形成压强差,现将喷泉实验改为直接在课堂上快速制取氨气做实验。

(2)改进方案。取干燥的烧瓶,用胶头滴管往烧瓶中滴加少量浓氨水(约10滴),手拿着烧瓶瓶颈处转动(转动时瓶口斜向下),使浓氨水均匀分布在瓶内,然后将其放在酒精灯的外焰上方稍微加热,边加热边转动烧瓶(转动时瓶口保持斜向下)。待瓶内液体挥发完时,马上塞好带胶头滴管的瓶塞,即可进行有趣的喷泉实验。

(3)改进后的优点。将做喷泉实验前氨气制取的操作简单化,减少氨气泄露导致实验失败的机会。

3.银镜反应

(1)分析。要在该实验中制得均匀美观的“银镜”,首先要确保试管干净,能让生成的游离态银依附在试管壁上形成“银镜”。另外,还要注意滴加药品的顺序和用量。课本要求滴加药品的顺序是先滴加溶液,然后边振荡边滴加稀氨水至最初的沉淀恰好溶解制得银氨溶液,但这个度的把握是较为困难的,若不适当则导致实验失败,无法制得均匀、光亮的“银镜”。只会见到残缺不全的“银镜”或者黑黑的、浑浊的一试管液体,实验时可将滴加药品的顺序进行改进。

(2)改进方案。取1mL的溶液(按照课本的体积分数)于试管中,往里面滴加稀氨水(按照课本的体积分数),滴稀氨水时一定要逐滴滴加,边滴边振荡。一般滴几滴就会产生沉淀,再滴几滴沉淀就会完全溶解,溶液又会变澄清。此时,再返滴1~2滴溶液(“返滴”步骤非常重要,这是实验成功的关键所在),产生溶胶状的银氨溶液,再加入乙醛溶液。振荡后进行水浴加热,一段时间后即可观察到试管壁上生成均匀、光亮的“银镜”。

(3)改进后的优点。制银氨溶液的度较易把握,实验的成功率很高。

二、实验成功关键探究

1.钠的燃烧

实验要求观察钠块燃烧后产物的颜色,有些教师为求方便,随便在瓶中夹一小块钠并吸干煤油后(即没有去除表面氧化物)就直接去加热燃烧,结果看到的是黑黑一层,没能让学生观察到淡黄色的固体。这是因为钠块长期保存在煤油中,导致一定量的煤油作为杂质渗透在钠块的表面并参与其燃烧反应,由于该反应速度快、温度高,使得杂质煤油来不及完全燃烧就被转化成黑色的碳单质而覆盖在生成的表面,从而影响观察。要成功观察到淡黄色固体的关键是:首先,必须将吸满煤油的钠块表面氧化物去除(处理得越彻底就越容易观察生成产物的颜色);然后,用小刀切取体积约为黄豆大小的钠块,并用滤纸将钠块在切割过程中可能沽有的煤油吸干后再进行燃烧实验,这样即可观察到淡黄色的过氧化钠。

2.铁与水蒸气的反应

该实验探究铁粉能否与水蒸气反应,其中,温度是一个重要的因素。很多教师觉得很难做成功该实验,其关键在于棉花吸水的量。棉花吸水不能太多,也不能太少,以刚吸满放在试管底部、当试管倾斜时不会有水流下为最佳,然后将干燥的还原性铁粉小心放置在湿棉花的旁边,一定不能让棉花中的水与铁粉接触而使其变潮湿,否则实验较难成功。这是因为铁粉一旦变潮湿,则用酒精灯加热的初期只是使铁粉中的水分蒸发,从而导致铁粉达到炽热状态的时间较长。等到铁粉达到炽热状态时,棉花中的水分几乎完全蒸发掉,2种反应物没有机会接触而导致实验失败。另外,在装好药品及安装好装置后,要用2盏酒精灯进行加热,一盏加热湿棉花产生的水蒸气,一盏加热铁粉(最好用酒精喷灯,因为其能在短时间内使铁粉达到炽热状态),片刻就可看到蒸发皿中产生大量的肥皂泡,积聚较多时点燃就能听到较清脆的爆鸣声及看到火焰,由此可以确定是氢气,从而证明铁粉能与水蒸气发生反应。

3.乙烯化学性质探究

在做探究乙烯的还原性实验时,有时会发现将乙烯通入高锰酸钾溶液后不能使其完全褪色或者褪色时伴有黑色絮状的物质沉积在试管底部。做该实验的关键是高锰酸钾的体积分数不能过高,以确保通进去的乙烯足够与其反应完全,使其褪色。另一种有黑色沉淀生成的情况是因为在中性或碱性条件下被还原为,所以实验时要注意先往高锰酸钾稀溶液中滴入稀硫酸,使溶液呈酸性,让在酸性条件下与乙烯充分反应被还原为而呈现无色。

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