中學化學實驗微型設計案例及分析

　　摘 要： 微型化學實驗體現了綠色化學的理念，是化學實驗改革的一種必然趨勢和要求。本文根據微型化學實驗的設計原則，通過對二氧化硫化學性質實驗和銅與稀硝酸反應進行微型化的研究和設計，體現微型化學實驗具有試劑用量少、效果明顯、實驗安全，能激發學生學習興趣，從而凸顯微型化學實驗在中學化學實驗教學中的顯著作用。
　　關鍵詞： 中學微型化學實驗 設計案例 分析
　　
　　微型化學實驗（Microscale Chemical Experiment簡稱M.L）是美籍華裔學者馬祖圣［１］在其編著的《化學中的微型操作》首次提出的。它是化學實驗方法中的創新性的變革，近年來在國內外的發展很快［２］。微型化學實驗，是指微小量的化學試劑在微型化學儀器裝置中進行的一系列化學實驗［３］。它的化學試劑用量一般只有常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一。實驗效果顯著，且節能、環保、安全、方便［４］。在中學化學教學中引入微型化學實驗，不僅有利于學生樹立良好的環保意識、安全意識、創新意識，而且能激發學生的學習興趣，培養學生的動手、觀察、思維、自學等能力，勢在必行［５］。
　　1.微型化學實驗設計原則［６］－［７］
　　微型化學實驗設計應該遵循：1）科學性原則，要求實驗原理、實驗裝置、實驗操作要科學規范。2）可行性原則，要求實驗方案可行，現有實驗儀器、試劑、設備和方法可滿足實驗要求。3）簡約性原則，要求實驗方案簡單，用試劑少，時間短，效果好。4）安全性原則，要求實驗安全可靠、無污染、可循環。5）創新性原則，要求根據實驗目的、原理和要求，創新設計實驗，達到預期效果。6）實踐性原則，要求實驗設計可廣泛地應用于化學實驗教學。
　　2.微型化學實驗的設計案例
　　2.1二氧化硫的化學性質實驗
　　2.1.1實驗原理
　　二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體，是酸性氧化物，具有還原性、氧化性、漂白性。相關化學性質可通過與紫色石蕊試液、高錳酸鉀溶液、硫化鈉溶液及品紅溶液的反應來驗證。
　　相關化學方程式為：
　　(2mol/L)、品紅溶液(1g/L)、NaOH溶液(6mol/L)、廣口瓶（150mL）3個、注射器1個、橡皮塞3個、醫用輸液管若干、橡皮筋若干、無色試紙等。
　　2.1.3裝置圖
　　2.1.4.1如圖連接好裝置，檢驗該裝置的氣密性后待用。
　　的紫色石蕊試紙、紫色的高錳酸鉀試紙、無色的硫化鈉試紙、紅色的品紅試紙，3號玻璃瓶中加入適量NaOH溶液。
　　2.1.4.4慢慢推動注射器的活塞，將硫酸擠入瓶中，觀察2號瓶內各試紙顏色的變化，有明顯現象發生時立即停止加入硫酸。
　　2.1.4.5記錄實驗現象，得出實驗結論。
　　稀硫酸與亞硫酸鈉的反應激烈，不斷產生大量小氣泡，過一會兒2號瓶中紫色石蕊試紙變紅，紫色高錳酸鉀試紙褪色，硫化鈉試紙上有許多黃色的小顆粒，紅色品紅試紙褪色。該裝置簡單，現象明顯，節約藥品，無污染。
　　2.2銅與稀硝酸的反應
　　2.2.1實驗原理
　　2.2.2實驗藥品和儀器
　　稀硝酸（3mol/L），銅片，NaOH（6mol