巧用鋁箔做碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)

向剛

摘要：碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)，前期準(zhǔn)備較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)效果不明顯，一線教師對(duì)該實(shí)驗(yàn)棄做的比例非常高。巧用生活材料鋁箔，可以讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，操作更加簡(jiǎn)單，利于該實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，也更利于初中化學(xué)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：木炭;氧化銅：鋁箔

文章編號(hào)：1008-0546（ 2022 ）09x-0096-02 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.026

一、問(wèn)題的提出

碳還原氧化銅的反應(yīng)是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，在教學(xué)中，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)突破。[1]確定實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的兩個(gè)現(xiàn)象，使澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象特別明顯，而有紅色物質(zhì)生成，則觀察不到明顯現(xiàn)象。為了讓生成紅色物質(zhì)的現(xiàn)象明顯，教材對(duì)該實(shí)驗(yàn)的條件要求是十分苛刻和消耗時(shí)間的：（1）剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末，（2）要充分碾細(xì)和混合均勻，（3）酒精燈加網(wǎng)罩，最好使用酒精噴燈，（4）加熱混合物幾分鐘，實(shí)際時(shí)間一般都超過(guò)了5分鐘，（5）冷卻后再把粉末倒在紙上觀察。[2]在這樣的條件下，不說(shuō)實(shí)驗(yàn)條件能否達(dá)到，光是準(zhǔn)備就需要較長(zhǎng)時(shí)間，很多初中化學(xué)老師往往直接放棄做該實(shí)驗(yàn)，改為講實(shí)驗(yàn)或者播放有關(guān)視頻。為改變這一現(xiàn)狀，不少老師從反應(yīng)物比例、反應(yīng)的溫度和反應(yīng)物來(lái)源三個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)，取得了一定的實(shí)驗(yàn)效果，但離老師們的心理預(yù)期還有不少距離。[3-7]從實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單化和實(shí)驗(yàn)時(shí)間有效性的角度，該實(shí)驗(yàn)仍然有改進(jìn)的余地。

二、巧用鋁箔做碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)儀器及藥品

木炭粉（活性炭粉）、氧化銅、酒精燈、小燒杯（100 mL）、坩堝鉗、鑷子、藥匙、火柴、鋁箔、電子天平等。

2.實(shí)驗(yàn)原理

鋁箔具有良好的延展性和導(dǎo)熱性，用鋁箔將反應(yīng)物包裹起來(lái)，對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行直接加熱，而不用考慮加熱玻璃儀器的熱量損失問(wèn)題，反應(yīng)放熱使鋁箔熔化，可以判斷反應(yīng)進(jìn)行是否完全。

3.實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1。

4.實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

（1）將超市買回的加厚型鋁箔，裁為約8x8 cm的小正方形備用。

（2）將碳粉和氧化銅粉末按照1：13的質(zhì)量比在小燒杯中混合（不用充分研磨，不用烘干）。

（3）用天平稱取約0.5 g混合藥品（或半藥匙藥品），放在鋁箔上，按包抄手的方式收口，無(wú)藥品部分的鋁箔完全緊貼在一起。

（4）用燒杯準(zhǔn)備約80 mL水，備用。點(diǎn)燃酒精燈，用坩堝鉗夾持鋁箔加熱。加熱約20 s后，藥品部位明顯紅熱。等藥品部位完全紅熱后2s，立刻將鋁箔包插入冷水中。在燒杯中直接觀察，用鑷子打開(kāi)鋁箔包可以看到有很多紅色物質(zhì)。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

燒杯中看到紅色固體，在初中階段，根據(jù)剛學(xué)習(xí)不久的質(zhì)量守恒定律和學(xué)生的生活實(shí)際，可以快速判斷出該反應(yīng)中有銅生成。

6.該實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)討論

（1）取用混合藥品的質(zhì)量

實(shí)驗(yàn)中炭粉和氧化銅粉末按照1：13的質(zhì)量比混合，在不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下，根據(jù)藥品的干燥程度，炭粉和氧化銅的比例應(yīng)可1：15-1： 10間調(diào)整。該實(shí)驗(yàn)混合物的用量為0.5 g，筆者在實(shí)驗(yàn)時(shí)，0.3 g-1.0 g都有明顯的現(xiàn)象。因?yàn)榉磻?yīng)放熱，藥品取用越多，易導(dǎo)致藥品部位的鋁箔熔化，使混合物形成高溫小球，燒壞桌面造成安全事故。

（2）用活性炭粉代替木炭粉

在實(shí)驗(yàn)中，用活性炭粉代替木炭粉，因?yàn)榛钚蕴糠鄹?xì)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，實(shí)驗(yàn)效果更好。

三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備簡(jiǎn)單。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，藥品不需要烘干，不需要反復(fù)研磨到很細(xì)，藥品混合，可在燒杯中進(jìn)行。

（2）實(shí)驗(yàn)儀器和操作都更加簡(jiǎn)單。該實(shí)驗(yàn)，只需要用鋁箔包裹住混合藥品，并用坩堝鉗夾持在酒精燈上加熱即可。

（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，便于觀察。注意控制好鋁箔包的入水時(shí)間，使得到的產(chǎn)物全是紅色物質(zhì)。可以和教材實(shí)驗(yàn)一起來(lái)驗(yàn)證碳還原氧化銅反應(yīng)的產(chǎn)物。

（4）實(shí)驗(yàn)耗時(shí)短。整個(gè)實(shí)驗(yàn)不到1分鐘，和教材實(shí)驗(yàn)相比較，大大節(jié)約了時(shí)間，增強(qiáng)了課堂實(shí)驗(yàn)的有效性。

（5）該實(shí)驗(yàn)使用的是生活中的鋁箔，材料易尋易得，同時(shí)加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)化學(xué)與生活聯(lián)系的認(rèn)識(shí)。

（6）該改進(jìn)實(shí)驗(yàn)還可以證明碳還原氧化銅是放熱反應(yīng)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳海建，李俊主編，義務(wù)教育教科書(shū)教師教學(xué)用書(shū)（化學(xué)九年級(jí)·上冊(cè)）[M].北京：人民教育出版社，2016.6（2019.6重印）.

[2]人民教育出版社，課程教材研究所，化學(xué)課程教材研究開(kāi)發(fā)中心，義務(wù)教育教科書(shū)（化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)）[M].北京：人民教育出版社.

[3]蔡貞，陳莉，演示實(shí)驗(yàn)“木炭還原氧化銅”的研究與改進(jìn)[J].化學(xué)教與學(xué)，2021（03）：84-87.

[4]葉蘭，木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2020（07）：49.

[5] 劉車，木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的分析與改進(jìn)[J].化學(xué)教與學(xué)，2020（05）：96-97.

[6]馬酈玨，丁偉.巧用濾紙創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2019（11）：58-60.

[7]吳著章，也談?dòng)瞄L(zhǎng)柄V型管做碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)[J].化學(xué)教與學(xué)，2017（10）：91.