中學化學實驗存在問題與改進方法

摘要: 現(xiàn)行中學化學教材中的實驗或多或少存在一些問題，歸納起來主要有以下幾方面的問題:污染較嚴重，說服力不強，浪費試劑嚴重。針對這些問題，本文提出了改進方法。

關(guān)鍵詞: 中學化學教材實驗問題改進方法

中學化學教學大綱中指出:“化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科。實驗教學可以幫助學生形成化學概念，理解和鞏固化學知識，培養(yǎng)學生能觀察現(xiàn)象、分析和解決問題，初步掌握一些常用的化學實驗技能，培養(yǎng)學生實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度和科學方法。因此，加強實驗教學是提高化學教學質(zhì)量的重要一環(huán)?！?/p>

可是在教學過程中，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行教材中的很多實驗或多或少存在一些問題。本文對這些問題進行了分析，并提出了改進方法。

一、污染較嚴重，環(huán)保方面關(guān)注得不夠

綠色化學——環(huán)境無害化學，是二十一世紀化學發(fā)展的方向之一。綠色化學要求從源頭上阻止污染，實現(xiàn)污染零排放。如尾氣吸收裝置的改進。

在現(xiàn)行中學化學教材中，要吸收實驗過程中產(chǎn)生的有害尾氣(如現(xiàn)行人教版第一冊第四章中的實驗室制備氯氣)，通常是將尾氣直接通入盛有NaOH溶液的燒杯中。由于尾氣與吸收液接觸面小，吸收時間短，因此吸收效果較差。為此，可以把尾氣吸收裝置作如下改進(見圖1)。在該裝置中，廣口瓶內(nèi)盛放尾氣吸收液，雙箭頭指示范圍內(nèi)的吸收液的體積約為漏斗容積的2/3。尾氣從導管進入廣口瓶，并被吸收。當液面下降到露出漏斗頸下口，在重力作用下，吸收液會流回廣口瓶中，多余尾氣從漏斗排出，吸收液與尾氣形成逆流，它們充分接觸，吸收效率很高，使尾氣中還未被完全吸收的有害成分全部吸收。用該裝置吸收尾氣，可變一次吸收為三次吸收，吸收率很高，效果很好。

二、說服力不強

在現(xiàn)行人教版高二化學(必修加選修)教材中，證明苯酚顯弱酸性的演示實驗在實際教學中存在以下兩個問題:一是當向苯酚鈉溶液中通入二氧化碳時，溶液往往難以出現(xiàn)變渾濁的現(xiàn)象;二是學生不明白為什么向苯酚鈉溶液中通入二氧化碳生成的是碳酸氫鈉而不是碳酸鈉。為了解決上述問題，可以將該實驗作如下改進。

(一)改進方法

向盛有少量苯酚晶體(約0.5g)的試管中加入1mL蒸餾水，振蕩，溶液變渾濁，然后滴加0.1mol/L的碳酸鈉溶液，至渾濁溶液恰好變?yōu)槌吻?，此過程無氣體產(chǎn)生。在圖2所示的具支試管中加入3mol/L醋酸溶液6mL，在氣球中裝入4g碳酸氫鈉固體，將導管放入上述澄清溶液中，再將氣球中的少量碳酸氫鈉固體加入到具支試管中，二氧化碳隨即產(chǎn)生，約1分鐘后試管中就會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。

(二)實驗改進后的優(yōu)點

1.二氧化碳的發(fā)生裝置簡便易行，而且利用醋酸制取二氧化碳反應速率容易控制。

2.利用碳酸鈉溶解苯酚，通入二氧化碳容易出現(xiàn)變渾濁現(xiàn)象，而且能為二氧化碳與苯酚鈉反應生成碳酸氫鈉作好鋪墊。

3.根據(jù)強酸制弱酸原理，學生容易分析出酸性的強弱。

三、浪費試劑嚴重

做復合型實驗或微型實驗既可以節(jié)約實驗開支，又可有效地減少污染物的排放。

(一)氯氣性質(zhì)實驗的改進

1.實驗步驟(見圖3)

(1)把濾紙剪成適當大小的四個長方形，然后將濾紙片用凡士林粘在集氣瓶的內(nèi)部。

(2)將飽和的NaI、NaBr、Na2S、品紅溶液(1—2滴)分別滴在濾紙上(如圖所示)。

(3)向集氣瓶內(nèi)加1.5克KClO3，在滴管中吸入約2毫升濃鹽酸，然后將滴管裝在雙孔塞上，最后把該雙孔塞塞在集氣瓶上。

(4)用滴管向漏斗中加NaOH溶液，注意所加NaOH溶液剛好裝滿漏斗下端的彎管處為宜(NaOH溶液在此起液封作用，同時又有減壓功能)。

(5)擠膠頭滴管，向集氣瓶中加濃鹽酸，此時，可以看到有黃綠色的氣體產(chǎn)生，很快滴品紅的濾紙紅色褪去，滴NaBr的濾紙變?yōu)樽丶t色，滴Na2S的濾紙有黃色出現(xiàn)，滴NaI的濾紙出現(xiàn)了紫黑色。同時漏斗中的NaOH溶液先慢慢上升，后慢慢下降。

(6)整個實驗完成后，用滴管從漏斗中加NaOH溶液吸收尾氣。

2.該實驗的優(yōu)點

(1)該實驗裝置易移動，所有的學生都能清楚地看見實驗現(xiàn)象。

(2)不排放有毒氣體，非常環(huán)保。

(3)藥品消耗量少，操作簡單，非常適宜學生實驗。

(二)氫氧爆鳴微型實驗

1.反應器的制作

(1)取一支廢輸液管，從壺腹(中間膨大處)一端剪去小塑管并在酒精燈火焰上燒熔密封，另一端留有15cm長的小塑管，即做成一支塑料滴管，用手擠壓塑料滴管的膠囊，吸入10%的氫氧化鈉溶液，并將其正放于小燒杯內(nèi)(溶液量以近乎充滿膠囊為宜)。

(2)取兩根大頭針，末端拴上導線，插入膠囊內(nèi)，通過導線將裝置與6—9V直流電源連接(電源可用干電池)(如圖4所示)。

2.實驗步驟

(1)合上電鍵接通電源，我們可觀察到塑料滴管內(nèi)的水發(fā)生電解，產(chǎn)生的氣體通過小塑料管排出。

(2)點燃一支蠟燭，捏住小塑管口片刻(5—10秒)，再將小塑管口接近燭焰，松開手，會有清脆的爆鳴聲，小塑管內(nèi)會產(chǎn)生火花，現(xiàn)象很明顯。

3.原理

水在直流電的作用下，電解產(chǎn)生了氫氣和氧氣的混合氣體。

4.優(yōu)點

(1)該實驗裝置簡單，電解產(chǎn)生了氫氣和氧氣混合氣體。

(2)如此做氫氧爆鳴實驗，不需另有制氫氣裝置。

(3)操作安全、無危險，成功率達百分之百，效果很好，適于教師在課堂上反復多次的演示實驗，更適于學生實驗。

(4)藥品用量少，10%氫氧化鈉溶液只需4—5毫升。