淺析化學反應中能量變化和碘升華的實驗改進

田曉麗

摘 要：化學實驗是化學教育教學的一種最有效的形式。針對現在的教學教材內容中的能量變化的吸熱實驗部分進行了一些改進，力求實驗操作簡單，現象直觀，更具說服力。

關鍵詞：化學教科書；能量變化；實驗改進

一、能量變化的實驗

1.教材實驗設計現狀及問題

普通高中課程標準實驗教科書2009年6月湖北第一次印刷化學必修（2）第34頁吸熱反應實驗的目的，是通過觀察玻璃片上的水是否結冰使玻璃片與小燒杯粘在一起來判斷氫氧化鋇晶體與氯化氨晶體的反應是吸熱反應，通過這個實驗來認識和感受化學能與熱能在互相轉化中能量的變化，加深對吸熱反應的理解。但在實際操作中卻存在一些問題：該實驗受環境影響較大，在南方講授該內容時教室溫度還很高，實驗時玻璃片上的水基本不能結冰，在有風的環境下實驗也很難成功。另外，在玻璃片與小燒杯之間加入水滴后在表面張力和大氣壓強的作用下玻璃片與燒杯也能粘在一起，也會影響實驗的嚴謹性。

2.實驗改進

（1）配制濃度為0.01%的蔗糖溶液（加入少量蔗糖目的是獲得晶核），為了便于學生觀看，可向其中加入1～2滴品紅溶液，使溶液呈淡紅色。

（2）取一支15×10小試管滴加上述溶液1～2ml。

稱取20 g氫氧化鋇固體和10 g氯化銨晶體（如室溫較高，可把用量各增加一倍）放入50 ml小燒杯中用玻棒迅速攪拌，并將上述加入蔗糖溶液的小試管插到混合物中間，再在混合物中插入一支溫度計，可以看到混合物迅速降溫至-10℃左右（如降溫稍慢可向混合物中滴加少量蒸餾水再進行攪拌），過5～6分鐘拿出小試管可以看到小試管中的水已凝結成冰，效果非常明顯。

3.改進優點

改進后實驗設計科學合理，不僅適用于演示實驗，也適合學生的分組實驗，現象明顯，學生真切地看到了試管中的水變成了冰，印象深刻，操作簡單，極大地提高了實驗的成功率。

二、碘升華的實驗

1.實驗中存在的問題

升華是指物質由于溫差太大，從固態不經液態直接變為氣態的相變過程。教科書上的實驗是在小燒杯里加入少量的碘，用一個表面皿蓋在小燒杯上，將小燒杯放在石棉網上加熱。問題是在加熱的過程中會有大量紫色的碘蒸氣從小燒杯口逸出，碘蒸氣有刺激性氣味，具有一定的腐蝕性和毒性。實驗過程中還會出現熔融的碘單質，結束后燒杯底部有黑色固體殘留，不利于學生對這一知識點的理解。

2.實驗改進

（1）準備15×15，10×10兩個大小試管，將小試管裝滿涼水后在試管口套上一個滴頭。

（2）在大試管中放入極少量的細碎碘固體，把小試管裝入大試管中，膠頭會卡在大試管口上，起到密封作用，用鐵架臺或試管夾固定好。

（3）用酒精燈給大試管持續加熱，可看到很快有紫色的氣體出現并很快有紫黑色的閃亮晶體凝固在小試管底部。

3.改進優點

本實驗由于碘用量少，酒精燈火焰溫度高，碘在溫度達到熔點前全部升華為碘蒸氣，小試管中的涼水可以使碘蒸氣快速凝結。實驗結束后大試管底部無任何黑色殘留，碘晶體全都凝固在小試管底部。學生比較容易理解這個內容。整個實驗用時短，效果明顯，產物便于再利用，密閉性強，大大減少了傳統實驗方法對環境和學生造成的危害。endprint