利用手持技術的化學能與熱能轉化實驗設計

關沙妹　衷明華

【摘 要】 手持技術是實驗改革和發展的有效手段，將手持技術與理科教材中的實驗結合起來，將手持技術與學生實驗結合起來，是發揮手持技術在教學中運用的重點。本文通過手持技術對化學能與熱能的三個教材實驗進行了改進，改進后的實驗彌補了傳統實驗的不足，數據豐富，圖表直觀明晰，可見度大，對比性強，可觸動學生的探究欲望。符合中學化學實驗的要求，為化學能與熱能實驗的教學提供一種新的方法，提高教學質量。

【關鍵詞】 手持技術；化學能與熱能；鹽酸與鋁；氫氧化鋇與氯化銨；鹽酸與氫氧化鈉

【中圖分類號】G643.2 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）18-0-01

本文選取人教版高中化學《必修2》第二章第一節“化學能與熱能”三個教材實驗為對象，通過實驗發現，若教學中這三個實驗僅教師做演示，學生對其熱能變化感受性不大。而將手持技術這種新興技術融入到教學中，在一定程度上可以彌補這個缺陷。

1 常規實驗的缺陷

實驗2-1鹽酸與鋁條反應、實驗2-3鹽酸與氫氧化鈉反應，用溫度計測量反應溫度，由于溫度計的紅線比較細，即使坐在前排的學生也難以觀察清楚溫度的變化，實驗的可見度不大，且溫度計靈敏度不高，不能及時顯示反應溫度。

實驗2-2氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應實驗演示時，通過燒杯底部玻璃片上的水凍結，水凍結這一現象在班上演示可見性較差，且并非所有同學都有機會觸摸燒杯，學生對該反應吸收大量熱感受不強；同時，藥品用量過大，混合及攪拌時氨味很濃，污染大，不利于安排學生做分組實驗。

2 實驗過程

2.1實驗用品

儀器：多功能手持分析儀、溫度傳感器、帶配套軟件的電腦、試管、試管架、燒杯、玻璃棒、研缽、玻璃片、100ml燒杯、50ml燒杯、量筒。

藥品：6mol/L鹽酸、打磨光滑的鋁條、氫氧化鋇晶體、氯化銨晶體、2mol/L鹽酸、2mol/L氫氧化鈉。

2.2實驗步驟

（1）實驗2-1鹽酸與鋁條反應

組裝實驗裝置，將多功能手持分析儀、溫度傳感器和帶配套軟件的電腦連接好（如圖1）。在一支試管中加入2～3mL6mol/L的鹽酸。將溫度傳感器探頭插入試管液面以下，點開實驗收集數據。再插入事先用砂紙打磨光滑的鋁條，將試管插在試管架上。

（2）實驗2-2氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應

如圖1組裝好手持分析儀，將約20gBa（OH）2·8H2O晶體在研缽中研細后與約10gNH4Cl晶體一起放入燒杯中，并將燒杯放在滴有幾滴水的玻璃片上，將溫度傳感器探頭插入晶體以下，點開分析儀，采集實驗數據，用玻璃棒快速攪拌。

（3）實驗2-3鹽酸與氫氧化鈉反應

如圖1組裝好手持分析儀，將50ml燒杯置于放有碎泡沫的100ml燒杯中，往小燒杯中加入20ml2mol/L鹽酸，將溫度傳感器探頭插入液面以下，點開分析儀，采集實驗數據，向燒杯加入20ml2mol/L氫氧化鈉，邊加邊攪拌。

2.3實驗現象及解釋

3 改進后實驗的優點

手持技術是一種高科技的、現代化的方法，將其運用于化學能與熱能課堂教學，具有直觀、實時、準確等特點，能使實驗更加現代化。通過新高科技儀器的使用，還能增加實驗的新穎性、趣味性，激發學生的興趣，活躍學生的思維。改進后的實驗將實驗過程中每個時刻的溫度變化直觀地呈現在學生面前，數據豐富，圖表直觀明晰，便于學生觀察分析，體驗感強，可觸動學生的探究欲望。手持技術測溫較溫度計靈敏、準確，能定量反應產生的熱量，讓學生對能量守恒有進一步的了解。

參考文獻：

[1]朱鵬飛，馬宏佳，杜靜.一種有效的實驗研究模式——利用傳感技術對吸熱反應熱效應的實驗研究[J].化學教育.2009，30（12）：62-64.