氣球在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用案例探析

【摘 要】隨著初中教學(xué)體系的不斷改革，學(xué)校和老師對(duì)初中化學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作越來(lái)越重視，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，簡(jiǎn)化化學(xué)理論中難以理解的知識(shí)，提升教學(xué)質(zhì)量和效果。氣球是初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的一類輔助工具，在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用能拉近化學(xué)和生活的距離，提高學(xué)生對(duì)生活中物質(zhì)有用性的認(rèn)識(shí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，為化學(xué)成績(jī)的提高奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué) 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 氣球

【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2014）25-0142-02

將生活中的物質(zhì)運(yùn)用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，拉近學(xué)生學(xué)習(xí)與生活的距離，提高對(duì)生活物質(zhì)有用性的認(rèn)識(shí)，體現(xiàn)以人為本的學(xué)習(xí)理念。將學(xué)生身邊的氣球應(yīng)用到初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，可以將抽象、復(fù)雜、難于理解的化學(xué)知識(shí)化為簡(jiǎn)單、直觀的知識(shí)，從而提升教學(xué)效果。本文就氣球在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用案例分析如下：

一 收集尾氣

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，常常會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，如一氧化碳、二氧化硫等，如果不及時(shí)收集可能對(duì)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)操作者造成不利影響。采用氣球?qū)@些有害尾氣進(jìn)行收集，不僅可以避免其對(duì)空氣的污染，還可以變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源的再利用。在初中化學(xué)學(xué)習(xí)煉鐵一課中，用一氧化碳還原氧化鐵，首先通入一氧化碳將玻璃管中的空氣排凈，然后再繼續(xù)通入一氧化碳到試管冷卻。對(duì)于沒有參加反應(yīng)的一氧化碳，在試驗(yàn)裝置中設(shè)置一盞酒精燈，使一氧化碳燃燒，避免其對(duì)空氣造成污染，但一氧化碳燃燒產(chǎn)生的熱能散失，沒有得到有效的利用，造成能源浪費(fèi)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，在導(dǎo)管后面加一個(gè)氣球，將沒有參加反應(yīng)的一氧化碳進(jìn)行收集，不僅能避免一氧化碳亂排放對(duì)空氣產(chǎn)生污染，還能將一氧化碳重新用于實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)資源的再利用。

二 驗(yàn)證性質(zhì)

二氧化碳?xì)怏w與氫氧化鈉反應(yīng)沒有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，給學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)帶來(lái)了困擾。若選擇氣球作為實(shí)驗(yàn)器材，通過(guò)氣球在氣體下膨脹的性質(zhì)，靈活設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路與方案，可以將抽象的知識(shí)變得直觀、具體，提高學(xué)生驗(yàn)證物質(zhì)性質(zhì)的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)。在體積相同的集氣瓶中通入相同的二氧化碳，分別加入等體積的氫氧化鈉溶液和水，把注射器中的水和氫氧化鈉溶液壓入集氣瓶中，然后觀察氣球大小的變化，可以說(shuō)明二氧化碳和氫氧化鈉在水的作用下確實(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

三 探究二氧化碳的密度

二氧化碳密度是二氧化碳?xì)怏w的物理性質(zhì)，是運(yùn)用排空氣收集氣體的重要依據(jù)。在化學(xué)教學(xué)中，往往通過(guò)天平稱量法和杠桿平衡法進(jìn)行二氧化碳和空氣密度的比較，如果利用氣球的沉浮作用比較氣體的大小，能化繁為簡(jiǎn)，活躍課堂氣氛，且會(huì)生動(dòng)有趣。在燒杯底部放入紅色與藍(lán)色兩個(gè)氣球，紅色充滿空氣，藍(lán)色是二氧化碳，將集氣瓶中的二氧化碳傾入燒杯中，會(huì)發(fā)現(xiàn)裝有空氣的紅色氣球浮起來(lái)了，用手輕輕按壓該氣球，手松開氣球又上浮，這就說(shuō)明二氧化碳密度比空氣大。

四 測(cè)定氧氣含量

對(duì)空氣中氧氣含量的測(cè)定，初中化學(xué)課本中典型的實(shí)驗(yàn)就是通過(guò)紅磷燃燒進(jìn)行測(cè)定。在紅磷燃燒實(shí)驗(yàn)中，在其中設(shè)置密閉體系，觀察其液面升高的數(shù)值進(jìn)行氧氣含量的粗略測(cè)定，測(cè)定結(jié)果的誤差較大，紅磷燃燒生成的五氧化二磷容易對(duì)空氣造成污染，不符合綠色化學(xué)的規(guī)定。如果在該實(shí)驗(yàn)中使用氣球，不但現(xiàn)象明顯、操作簡(jiǎn)單，還大大減小了實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差，有利于保護(hù)環(huán)境。通過(guò)注射器讀數(shù)變化計(jì)算空氣中氧氣的含量，從量的角度引導(dǎo)學(xué)生，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)從定性分析到定量計(jì)算的過(guò)渡。

五 改善實(shí)驗(yàn)

初中化學(xué)課本中探求質(zhì)量守恒定律，利用加熱的玻璃棒點(diǎn)燃錐形瓶?jī)?nèi)的白磷，通過(guò)燃燒白磷消耗氧氣，對(duì)前后物質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律。由于該實(shí)驗(yàn)燃燒白磷時(shí)放出的熱量會(huì)增大密閉體系中的氣壓，容易將膠塞沖開，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作者的安全帶來(lái)隱患。將玻璃棒換成玻璃管，并在其上端系一個(gè)氣球，利用氣球的緩沖作用，錐形瓶的膠塞不易被沖開，確保了實(shí)驗(yàn)的安全性和精確性。

六 提高裝置多用性

在密閉裝置體系中，由化學(xué)或物理變化引起的溫度變化、氣體吸收或放出，都會(huì)導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)變化，改變氣球形狀大小。如在集氣瓶中設(shè)置甲乙兩個(gè)滴管、①②兩個(gè)小燒杯、一個(gè)氣球。（1）甲滴管中液體為過(guò)氧化氫，燒杯①中是固體二氧化錳，將兩者進(jìn)行混合反應(yīng)，可以看到氣球明顯變大，且不會(huì)恢復(fù)原樣，這就說(shuō)明過(guò)氧化氫和二氧化錳兩者反應(yīng)生成了氣體。（2）如果甲滴管中液體是水，燒杯①中放有生石灰，將兩者進(jìn)行混合反應(yīng)，可以看見氣球鼓起，但是一段時(shí)間后氣球恢復(fù)原狀，這就說(shuō)明水與生石灰反應(yīng)放出了熱量。（3）當(dāng)甲滴管擠出的液體與燒杯①中的物質(zhì)反應(yīng)，使氣球鼓起且一段時(shí)間后恢復(fù)原狀；再將乙滴管液體擠出與燒杯②中物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，氣球鼓起且不恢復(fù)原狀，那么說(shuō)明前者反應(yīng)放出熱量，后者反應(yīng)生成氣體。

七 結(jié)束語(yǔ)

我們生活中小小的氣球在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中竟然有如此作用，吸收尾氣、凈化環(huán)境；驗(yàn)證物質(zhì)性質(zhì)、凸顯直觀；研究密度、提升課堂趣味性；測(cè)定含量，彰顯科學(xué)性；改善實(shí)驗(yàn)、注重安全化；利用變形，呈現(xiàn)綜合化。氣球在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)學(xué)習(xí)的快樂(lè)，從而提升化學(xué)學(xué)習(xí)的質(zhì)量與效果。

參考文獻(xiàn)

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〔責(zé)任編輯：林勁〕