初中化學部分“問題”實驗的探究與改進

【摘要】初中化學實驗是培養學生學習興趣的利器。各種液體顏色的變化、突兀的爆炸聲、奇怪的實驗裝置總是像充滿無盡魔力一般緊緊地抓住學生的眼球。所以，開展初中化學演示實驗和學生實驗至關重要。筆者在多年的實驗教學中遇到問題時總是積極尋求解決辦法，以期達到更好的實驗效果。

【關鍵詞】初中化學 實驗

一、氫氣爆炸實驗

首先，教材中這樣寫到：研究氫氣的燃燒實驗是人們認識水組成的開始。了解水的組成，氫氣和氧氣的性質是必然的知識儲備。其二，氫氣爆炸實驗是初中化學對學生感官刺激最強烈的實驗之一，無論對學生的學習興趣還是安全意識都有較好的教育意義。

實驗改進：用一塑料瓶蓋盛裝鋅粒少許，倒入2-3mL稀鹽酸后立即用一紙杯（底部有一小孔）罩住，用小木條點燃，可聽到響亮的爆炸聲。

改進的優點：

1.實驗安全性能更佳。

2.產生的氫氣在紙杯里爆炸，聲音響亮，現象明顯。

3.器材易得，操作簡便而且安全。

4.所耗藥品較少。

二、鋁片與硫酸銅溶液反應

實驗方法：將打磨光亮的鋁片放入盛有硫酸銅溶液的試管中，觀察現象。課本中現象描述為：鋁片表面有紅色物質析出，溶液由藍色變為無色。

問題所在：實驗的實際現象是幾分鐘后鋁片表面有少量紅色物質，40分鐘后紅色物質略多一點，1天以后有大量紅色物質覆蓋，溶液明顯由藍色變為無色。可是，課堂演示實驗不允許這么長的時間，跟鋁的金屬活動性也不相符。這是為什么？如何解決呢？

原因分析：由于氧化鋁的保護，該反應不易發生。將鋁片打磨光亮就是為了除去表面的氧化鋁，但是鋁的金屬活動性很強，在打磨的過程中，鋁也迅速產生了新的氧化鋁，所以該實驗現象不明顯、時間長的特點尤為突出。放置1天后有大量紅色物質生成，是由于反應生成的硫酸鋁在溶液中發生水解，使溶液顯酸性。酸與鋁片表面的氧化鋁持續發生反應，使氧化鋁被除去，否則1天后也不會有大量的紅色物質生成。

解決辦法：酸化。加幾滴鹽酸將硫酸銅溶液酸化，打磨后鋁片能迅速產生大量紅色蓬松的銅。但是用硫酸酸化效果不佳。

三、Cu絲和AgNO3溶液的反應

實驗方法：將打磨光亮的銅絲放入盛有硝酸銀溶液的試管，觀察現象。實驗現象描述為：銅絲表面有銀白色物質析出，溶液由無色變為藍色。

問題所在：實驗中現象為，銅絲表面有黑色物質析出，有時為灰白色，溶液由無色變為藍色。

原因分析：主要有兩個原因：1.生成的銀粉，顆粒小，對可見光的反射小，呈黑色（如同鐵粉呈黑色）。2.生成的銀顆粒小，迅速與溶液中的氧氣反應生成氧化銀，呈黑色。為了解決這個問題，筆者曾經到多所中學進行該實驗，絕大多數學校實驗室中銅絲和硝酸銀溶液反應都是出現黑色物質，但于其中一所中學，屢次實驗都出現了亮晶晶的海綿狀的銀白色物質。看來問題出在，硝酸銀溶液上。通過對比分析發現，有黑色物質析出的學校，硝酸銀固體一般呈現灰色或黑色（兩個原因：1.購買時塑料瓶是白色的，而非棕色。2.沒有避光保存，硝酸銀見光分解。），而硝酸銀固體本身為白色晶體。

解決辦法：檢查配制硝酸銀的藥品是否變質，是否全部為白色晶體，并用較純凈的蒸餾水配制試劑。

四、對蠟燭燃燒產物的探究

實驗方法：將一干冷的燒杯罩在火焰上方，觀察燒杯壁有水珠產生，證明蠟燭燃燒生成水；將一內壁蘸有石灰水的燒杯罩在火焰上方，觀察燒杯壁上石灰水變渾濁，證明蠟燭燃燒生成二氧化碳。

問題所在：對蠟燭燃燒的探究，是初中學生第一次從化學探究的角度認識物質，對學生了解以及逐漸掌握科學探究的方法非常重要。但是，學生在實驗過程中由于燒杯放置的高度、時間長短等的不適，使燒杯壁變燙，水蒸氣不能液化，而且容易燙手。同時，由于溫度過高，燒杯壁上的石灰水水珠被蒸干，不易觀察石灰水變渾濁的現象。

改進方法：將燒杯換成一支大試管，用試管夾夾持，用同樣的操作方法。

優點：燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣溫度高、密度小，正好進入試管，由于試管很長，試管底部三分之二的體積不會被加熱，水蒸氣遇到試管底部的冷壁液化成水珠，再用膠頭滴管滴入石灰水，現象更加明顯，成功率百分之百。

五、對蠟燭火焰溫度的探究

實驗方法：取一根白色的火柴梗，拿住一端迅速水平放入火焰中，約1～2秒后取出，觀察并比較火柴梗在火焰的不同部位被燒黑的情況。

問題所在：此操作時間不容易把握，有的整根火柴全變黑了，有的火柴燃燒起來，不利于學生對實驗現象的觀察。

解決辦法：將火柴梗換成細鐵絲（可從石棉網中抽?。湃牖鹧嬷袔酌牒?，觀察鐵絲在外焰的部分發紅，內焰及焰心部分較暗，從而可以推斷出蠟燭火焰各層溫度的高低。