淺談幾個高中化學實驗的創新性設

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淺談幾個高中化學實驗的創新性設

◇山東于淑東房孝夫

現行教材中的化學實驗使用多年,其可行性和安全性有很好的保障,但是有些實驗操作比較麻煩,現象也不太明顯,缺乏創意．通過對實驗進行改造和設計,要在遵循實驗原理的情況下,使實驗更簡潔,更容易操作,讓學生樹立綠色化學、創新實驗的意識,也能適應新的教學理念和教學要求．

1氣體制取實驗微型化改進

1.1銅和濃、稀硝酸傳統實驗存在的缺陷

1) 由于不能排盡試管內的空氣,會產生銅與濃硝酸反應先生成NO,NO又被氧化成NO2的誤解．

2) 實驗后,缺少NO2、NO氣體的處理,可能造成多余的NO2、NO有毒氣體外漏,不利于環保．

1.2改進后的實驗

筆者對該實驗作了適當改進,改進后的實驗原理簡單,操作方便,且可重復操作,現象明顯，安全、省時,可隨時控制反應的進行,便于課堂上邊實驗邊討論,更符合教學要求．

1) 實驗用品.

儀器: ① 一次性注射器(2支); ② 輸液管(2條); ③ 輸液管夾(2個); ④ 小燒杯(2個).

藥品: 銅絲、 濃硝酸(15mol·L-1)、 稀硝酸(1mol·L-1)、NaOH溶液.

圖1

2) 實驗裝置(如圖1).

3) 實驗步驟.

① 連接好裝置．

② 拔開注射器活塞,將2段大小、粗細相同的銅絲擰成螺旋狀分別放入2支注射器底部．

③ 將活塞推到注射器底部排盡空氣,將塑料導管末端分別伸入濃硝酸和稀硝酸的溶液中,緩緩拉動活塞各吸取3mL溶液．

④ 將其固定在支架上,并將導管末端伸入NaOH溶液中,對比觀察反應的現象有何異同．

⑤ 待溶液全部排出后,迅速取下注入稀硝酸的那支注射器,將導管末端從溶液中取出,拉動活塞吸進少量空氣,觀察氣體顏色的變化．

⑥ 實驗結束后,將氣體緩緩推進NaOH溶液中,使有毒氣體得以吸收．

4) 實驗設計評價.

① 該實驗裝置所用的儀器均為常規儀器,制作簡單，操作方便,實驗現象明顯．

② 反應可以隨時控制,減少藥品的浪費,同時避免環境污染．

圖2

③ 本裝置涉及反應原理較多,既有銅與濃、稀HNO3反應現象的觀察及其產物的驗證和探究,又有關于NO、NO2的部分性質實驗驗證．整套裝置處于密閉系統,符合綠色化學的要求.

2速率測定實驗的直觀化改進

2.1雙氧水分解速率實驗

實驗裝置如圖2所示.

實驗1: 催化劑對雙氧水分解速率的影響實驗,如表1所示.

表1

實驗2:濃度對雙氧水分解速率影響實驗如表2.

表2

2.2實驗設計評價

1) 密封性好,可以省去檢查裝置氣密性的操作. 2) 廢物利用、節省藥品. 3) 節省了實驗時間,留下更多的時間供師生反思、交流,利于學生思維的開闊和發展． 4) 醫用廢棄注射器完成定量量取溶液和收集20mL氣體的雙重任務. 5) 由課本的定性化實驗向定量轉變，保證了對比實驗中控制變量的原則．

(作者單位：山東省淄博市淄川第一中學)