高中化學實驗的改進與補充探討

摘 要：高中化學課本中的一些演示實驗存在很多不足，教師在教學中有必要優化實驗的教學方式和教學流程，改進實驗裝置和實驗設計。本文以金屬鈉為例，嘗試對一些實驗進行了改進、補充和轉型。

關鍵詞：高中化學 實驗教學 實驗改進

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）05（c）-0100-01

1 實驗改進

1.1 鈉的燃燒實驗

鈉的燃燒實驗是在坩堝或蒸發皿中進行的。由于所用儀器的局限性，后排的學生不能觀察到鈉塊的熔化過程，觀察鈉的燃燒現象和產物也不太容易。而為了彌補這一缺陷一般是用石棉網做該實驗，這樣儀器和學生的視線在同一平面上，學生能觀察到整個實驗現象及產物顏色，但用后的石棉網會被燒破或污染，不能再次使用，損耗率較大。

因此在做該實驗時，可以用一塊硬鐵片代替石棉網，將鐵片用鐵夾固定在鐵架臺上，將吸干煤油的鈉放在鐵片上，用酒精燈在鐵片底下加熱，很快學生就可以看到鈉塊熔化，劇烈燃燒起來，火焰為黃色，淡黃色的產物也較明顯。改進后，由于鐵片良好的導熱性，反應時間短，用后的鐵片容易清洗，洗時也不損耗，就是有燒黑的地方，用砂紙打磨后，又是光亮如新，可以反復使用。這樣改進，節約了實驗成本，縮短了實驗時間，還增強了實驗的直觀性。

1.2 “鈉與水反應產物氫氣的檢驗”的實驗

《納》一節中“鈉與水反應產物氫氣的檢驗”的實驗，實踐證明存在安全隱患：（1）因鈉與水反應劇烈放熱，鈉的密度比水小，大頭針上的鈉一旦與水接觸，就會馬上熔化成小球竄到水面不停地游動，在無序快速運動中的鈉球接觸到塑料瓶壁時，會將瓶壁熔穿。（2）鈉的用量不易控制，若加入的鈉太多，反應產生的氫氣已經可以“使擠癟的瓶子復原”，而鈉與水反應還未停止，就會使膠塞被沖開；若加入的鈉太少，塑料瓶不能復原，取下膠塞時，瓶子復原的彈力會吸入一定量的空氣，點燃時可能會發生爆炸。

為了避免事故的發生，必須對實驗裝置進行創新改進。具體操作是：先取下瓶塞，向廣口瓶中注水，使水面緊鄰著瓶塞（瓶內不要留有空氣），實驗時先用止水夾把膠管夾緊，然后向廣口瓶中投入一塊黃豆粒大小的金屬鈉，迅速將瓶塞塞緊。此時鈉與水劇烈反應，產生的氫氣將瓶中的水擠壓到漏斗中，等鈉與水反應完畢，打開止水夾，在尖嘴玻璃管處點燃氣體，可看到氫氣燃燒的火焰。

2 實驗補充

2.1 鈉與水反應補充實驗

在高中階段，鈉與水的反應是比較重要的，所以實驗變形也就比較多了。在教學中，學生已經學習了很多與鈉有關的知識，比如：鈉的物理性質、化學性質和保存方法，下面這個實驗就可以將這些知識聯系在一起。

（1）儀器和藥品：

大試管、金屬鈉、煤油、蒸餾水。

（2）裝置圖（如圖1）。

（3）操作：

①在大試管中加入蒸餾水和煤油。

②取一小塊金屬鈉處理好后放入大試管中，靜止片刻，觀察現象。

（4）現象：

①大試管中的液體分層。

②金屬鈉在兩層液體中上下跳動。

該實驗很好的把鈉的物理性質和化學性質結合在了一起。蒸餾水的密度比煤油大且二者不相溶。而鈉的密度比水小，比煤油大。這就使鈉正好處于分界面上。金屬鈉的下部接觸到水發生反應，生成氫氣后推動鈉上浮。一旦鈉進入煤油層，反應結束，金屬鈉又回落至交界面處再次引發反應。如此往復，直到鈉反應完全。學生在做該實驗時可以通過已經學過的知識推演未知的現象，從而訓練學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。

2.2 鈉與鹽溶液的補充實驗

金屬鈉與鹽溶液的反應并不是置換反應，不會置換出金屬。就是這種與眾不同的性質使該反應成為考試重點。因為學生極易在這個知識點上犯錯誤，所以老師們更應該將其補充進課本之中。

（1）儀器和藥品：

小燒杯、金屬鈉、鹽溶液（CuSO4溶液或FeCl3溶液）、濾紙、鑷子、玻璃片。

（2）操作：

①在小燒杯中加入適量鹽溶液。取一小塊金屬鈉處理好。

②將金屬鈉小心投入溶液中，觀察現象。

（3）現象：

①鈉融成小球，漂浮在液面上，做無規則運動并發出滋滋的響聲。

②有藍色沉淀生成（或有紅褐色沉淀生成）。

該實驗可以讓學生很直觀的觀察到明顯的實驗現象。這樣就可以讓學生認識到不同之處，加以區別和強化記憶。當然，該實驗也可以作為《鈉》這一節的引入實驗，效果不錯。

3 實驗轉型

驗證性實驗往往是先知道了結論，再通過實驗驗證這一結論的正確性，而探索性實驗是實驗結論未知，得通過自己的實驗探索得出結論，它能激發學生的求知欲，活躍思維，有利于學生主體意識和創新品質的培養。例如，在做《鈉的性質》的驗證實驗時，可將其改為學生親自動手的探索實驗?？梢圆捎谩皢栴}—操作—觀察—歸納—結論”的學習方法。將該實驗按照以下五個過程進行：（1）學生提出問題，如鈉為什么要保存在煤油中？鈉的真面目究竟如何？等等。（2）學生動手操作，如切開鈉、把鈉塊投入水中、檢驗鈉與水反應放出的氣體等。（3）觀察實驗現象，如觀察鈉的“外貌”和“真面目”、鈉與水應的“浮、熔、游、響、紅”等。（4）歸納實驗事實，如鈉的硬度、密度、熔點、反應劇烈程度等。（5）學生自己總結出鈉的性質。整個學習過程是在教師的引導下，學生自己動手動腦去探索實驗而獲取化學知識的過程。這不但培養了學生的觀察能力、實驗能力和創新的精神，而且還使學生領略到科學的學習方法和研究方法的真諦。

4 結語

我們在教學中只要做一個有心人，注意實驗原理，充分利用實驗資源和條件進行實驗改革創新，選擇一些適合學生探究的課題，引導學生自主探究，在設計實驗裝置的過程中，培養自身的實驗設計能力和創新思維能力。鼓勵學生通過動手動腦創新實驗的裝置，打消了學生對實驗創新的神秘感，不僅增強了他們的創新意識，優化了創新品質，而且培養了他們的創新思維能力和不斷探索、勇于創新的精神。

參考文獻

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