一次失敗化學實驗的浴火重生

摘 要：實驗是初中生學習化學知識的根本，是激發學生學習科學興趣的有效途徑，更是培養和發展學生思維能力和創新能力的重要過程。通過化學實驗教學可以讓學生觀察實驗現象，了解操作過程，從而更好地理解、鞏固所學化學知識。

關鍵詞：化學 實驗 氧化還原

有一次區里組織老師來我校交流“導學稿”上課模式。學校推薦我上一節課，來展示如何使用導學稿進行課堂改革。我們備課組根據教學進度，建議上物質的轉化中金屬的氧化和金屬氧化物的還原這部分內容。這部分內容里有一個氫氣還原氧化銅的實驗。化學實驗在這節課中有著舉足輕重的地位，這個實驗的成敗關系著這堂課的命脈。

在接到任務后，我馬上到實驗室準備做氫氣還原氧化銅實驗。實驗器材如下：一個錐形瓶、一個大試管、一個鐵架臺、一個雙孔橡皮塞、一個長頸漏斗、兩根玻璃管（其中一根是彎曲的玻璃管）、一根橡膠管、一個試管（用來檢驗氣體的純度）、一個酒精燈。藥品：少量黑色氧化銅粉末、鋅粒、稀硫酸。在藥品選擇的時候，有老師建議用稀鹽酸，反應快，實驗明顯。我認為鹽酸具有揮發性，如果在不改變裝置的前提下，會影響產生的氫氣的純度，且鹽酸本身可以與氧化銅發生反應，這樣完成實驗，對學生來說，不會有說服力。

在實驗室里，同備課組的老師和我一起來做了一次這個實驗。當時我們認為實驗的時間過長且現象還不太明顯，被還原的銅僅局限于氫氣出氣口附近，而且范圍沒有繼續擴大的趨勢，還原與氧化幾乎處于平衡狀態。出現這樣的問題，我們首先想到是提高稀硫酸的質量分數（稀硫酸的質量分數不能太高，因濃硫酸具有氧化性，鋅與濃硫酸反應不產生氫氣），從而加快產生氫氣的速率排盡大試管中的空氣，防止被還原的銅重新被氧化。

改進實驗后（增加稀硫酸的質量分數），重復上述實驗，從水槽中觀察到產生氫氣的速率明顯加快，實驗時間也縮短了。實驗做成功后，開始準備設計本堂課教學流程，達成教學目標。

做化學實驗會涉及到實驗儀器的使用、檢驗裝置的氣密性和一些過程處理的原因。心想如果在做這個實驗中加快這些要素，不是更妙。在這種想法的趨使下，我在實驗中回顧固體藥品的取放、裝置氣密性檢查的幾種方法等知識，設計了大試管為什么要向下傾斜放置、為什么先通一會兒氫氣點燃酒精燈、黑色物質變紅后先熄滅酒精燈還是先關閉止水夾、為什么實驗結束后還要繼續通一會兒氫氣等幾個問題，使氫氣還原氧化銅實驗兼顧了化學知識的復習作用。

第二天按照原先的教學設計上課時，在做氫氣還原氧化銅實驗時，先檢驗產生的氫氣的純度，觀察到水槽中的氣泡連續均勻時，在小試管中灌滿水，利用排水法收集了氫氣進行驗純，順利地聽到了爆鳴聲。這時我關閉了止水夾，提出了一個問題“先通一會兒氫氣，還是馬上點燃酒精燈進行反應”（現在回想起來，覺得這個問題對初學者的學生有點難）。當時有學生回答的很好，教學順利開展。但當我把導管伸入到大試管底部繼續實驗時，發現黑色粉末很難再變紅。當時的第一反應就是添加藥品再進行實驗，但想到還要進行驗純等步驟，課堂時間會來不及，就放棄了再進行實驗，只能用視頻來進行補救，這堂課只能遺憾收場。

對失敗實驗的幾點思考：這次失敗的實驗給我留下了深刻的影響。事后我對這次失敗實驗進行了分析，得出了以下幾點改進意見：

1、化學實驗過程中避免停頓。我在這次實驗中有一次明顯的停頓，在檢驗完氫氣的純度后，關閉止水夾。有部分液體返回到長頸漏斗中，而這部分液體中有可能正在產生的氫氣會通過長頸漏斗逃逸到空氣中，從而導致后面實驗中氫氣的量不足。化學實驗當中會涉及到許多相關知識，我們應在不影響實驗的前提條件下，穿插化學知識的介紹，不然實驗沒有成功，得不償失。

2、實驗要精細化。在這次實驗過后，查閱資料。在“氫氣還原氧化銅”實驗中，要使實驗現象明顯，在硬質試管中加入的氧化銅的量要少，并且要鋪平以增加與氫氣的接觸面積。要先通入氫氣把試管中的空氣都趕出來后，再加熱試管。因為如果加熱空氣和氫氣混合氣體，就有可能會發生爆炸。在反應結束后，要繼續通入氫氣到試管冷卻，這是因為在溫度較高的情況下，已經還原的銅又會被空氣中的氧氣氧化成氧化銅。[1]在本次實驗中氧化銅粉末的量及鋪平，成為影響實驗效果的因素之一。

3、改進科學書中的實驗裝置。九下科學書中的用氫氣還原氧化的實驗裝置如下：

此圖描述了氫氣還原氧化銅實驗的主要部分。按照此圖可以完成教學任務，但存在以下一些問題：①試管口敞開，升溫較慢，反應時間較長。②反應有水產生的現象，遠距離觀察不清。③如果沒有吸水裝置，稀硫酸會產生水蒸氣，影響實驗現象。

如果采用下圖進行實驗這些問題可以得到改善，便于教師在課堂演示。

這個實驗裝置比華師大版書中介紹的要復雜地多，需要老師耐心講解，循循善誘，因為化學實驗的每一步設計都有內在原因，需要學生去細致體味其中的樂趣。

化學的知識的傳授要由簡單到復雜，由“低級”到“高級”，在教學中耐心引導，適時指導，逐步培養具體、全面、深入認識物質及其變化的本質和內在規律性，使學生的思維從表象到本質，從感性認識到理性認識產生質的飛躍。失敗是成功之母，失敗的實驗并不可怕，可怕的是我們從陰影里一時走不出來，產生對自己的不良評價。我們要利用好“失敗”資源，讓自己飛得更高、更遠。