改進型實驗裝備在化學教學中的重要性

◆周龍娣

化學是一門以實驗為基礎的自然學科，化學實驗是激發學生學習興趣，培養學生觀察力、創造力的最有效的方法之一，足以見得化學實驗在化學教學中的重要性。而要保證實驗的順利開展，無疑離不開實驗裝備的支持。筆者結合自己的教學實踐，就化學實驗裝備改進在化學教學中的重要性談談自己的認識。

【案例一】Fe(OH)2的制備實驗

Fe(OH)2的制備實驗是高中階段必做的一個演示實驗，此實驗是由FeCl2溶液與FeSO4溶液反應生成Fe(OH)2，再由于空氣中的氧氣使其變質生成Fe(OH)3，沉淀顏色也由白色迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色。通過此實驗，學生可以切身體會到Fe(OH)2易被氧化的性質；顏色的變化過程，也增加了學生學習化學的興趣。但由于Fe(OH)2被氧化很迅速，白色停留時間過短，甚至還沒看清楚Fe(OH)2的白色，顏色就已經變為灰綠色，實驗需要有所改進。

實驗改進的關鍵，是排除反應體系中的空氣（或氧氣）。

通常的改進方法：1）加熱FeCl2溶液，降低溶液中氧氣的溶解度；2）向排除氧氣的溶液中加入苯液封住FeCl2溶液，防止氧氣再次進入；3）將盛有NaOH溶液的滴管插入FeCl2溶液液面底下，再滴加NaOH溶液。這樣就可以使制得Fe(OH)2較長時間不被氧化。

為了既使白色保持較長時間，同時又變色明顯，也可采用圖1所示裝置，按以下步驟進行操作，可得較好的效果。

第一步，先打開彈簧夾K一會兒，讓試管A中產生的氫氣把試管A、B中的空氣排除掉。

圖1

第二步，關閉彈簧夾K，試管A中繼續產生的氫氣把試管A中液體壓入試管B中，即可觀察到有白色絮狀的沉淀產生（可以保持較長一段時間，足以說明得到白色絮狀的沉淀物即為氫氧化亞鐵）。

第三步，再打開彈簧夾K，一會兒后，可以發現試管B中白色絮狀的沉淀物馬上轉變為灰綠色，甚至在離試管口近處看到紅褐色的氫氧化鐵。

改進后的實驗可以幫助學生對于Fe(OH)2性質有深刻的理解，同時對于實驗的改進需要考慮的問題也有了深刻的理解，這是光靠教師嘴巴講解無法達到的效果。由此可見改進后的實驗裝備在化學教學中的重要性。

【案例二】噴泉實驗的改進

氨氣的噴泉實驗是一個典型的能夠說明氨氣極易溶于水的實驗。推而廣之，任何能夠溶解于水或者容易和某種溶液反應的氣體均可設計成類似的實驗。其實驗原理就是容器內外產生壓強差，從而把液體從低處壓向高處而產生噴泉。因其實驗效果好，因而被廣大教師在化學教學中應用。如何引發壓強差，產生噴泉呢？

方法一：膠頭滴管引發法

這是教材中普遍采用的一個方法。如圖2所示，實驗時，通過擠壓膠頭滴管，將膠頭滴管中的水擠入燒瓶中，燒瓶中的氨氣有一部分溶解于水，從而使得燒瓶中的壓強減小而小于大氣壓，當打開橡皮管上的彈簧夾時，就會因為燒瓶中的壓強低于大氣壓而使得燒杯中的水迅速進入燒瓶，產生噴泉。

圖2

方法二：熱脹法

如圖3所示，這套裝置與教材相比少了一個膠頭滴管，因此其引發方法有了一點兒不同，但其原理依然。實驗時，可以用熱的毛巾捂住燒瓶，這樣燒瓶內的壓強增大，氣體膨脹而把導管中原來的空氣趕出，從而使得燒瓶中的氨氣與燒杯中的水接觸，氨氣迅速溶解于水，引起燒瓶中的氣壓迅速減小，從而引發噴泉。

圖3

以上方法，都是通過操作，使得燒瓶中的壓強低于外界大氣壓，從而把水壓入燒瓶，引發噴泉。通過討論和探究，使學生的思維能力得到了鍛煉、培養和提高，激發了學生的思維潛能，鍛煉了思維的各種品質。同時，也滿足了學生動手參與實驗的熱情，激發了興趣。

總之，實驗改進裝備在化學教學中起著舉足輕重的作用。新課標引領著實驗教學，同時教師的觀念、態度和改革力度都將直接影響整個新教材的教學質量和育人效果。教師要認真對待每一個實驗及可能改進的實驗，啟發引導學生關注實驗過程，突出學生在實驗教學中的主體地位，努力激發學生的學習興趣和探究熱情，加強實驗教學中學生學習效果的反饋與評價等。