對部分高中化學實驗問題的反思

我們對現行高中化學教科書(人教社化學室全日制普通高中教科書《化學》第1-3冊，人民教育出版社2003年版)中的部分實驗進行了梳理。現將其中的一些觀點整理出來，請同仁賜教。

第一冊演示實驗2-2 “金屬鈉燃燒”的改進

教科書中金屬鈉燃燒是放在石棉網上進行的，燃燒過程中容易發生飛濺，導致過氧化鈉過少而淺黃色不明顯。如將實驗改成在蒸發皿中進行，不易發生飛濺，淺黃色現象明顯，實驗效果非常好。

第一冊演示實驗3-1配制一定物質的量濃度的溶液

2000年版的教科書上只是歸納為計算、稱量、溶解(稀釋)、轉移、洗滌、定容和搖勻等幾步。2003年版的教科書上，在洗滌液轉移入容量瓶后加上了“振蕩”一步。我們認為是必要的，因為此時容量瓶內的溶液，其下半部分比上半部分的濃度要高，如果不經過輕輕振蕩均勻就進行定容操作，則會造成溶液的實際體積偏小，使得溶液的實際濃度比理論值要高，帶來了測定誤差。

第一冊演示實驗3-8 配制一定物質的量濃度溶液

學生實驗六 同周期、同主族元素性質的遞變

這兩個實驗都用到了量筒。實驗3-8的意思是用量筒準確量取一定體積的水用于溶解。實際上沒有必要用量筒，因為用于溶解的水量在適可范圍內即可，多些少點對實驗并無影響，燒杯本身固有的刻度即能滿足要求。學生實驗六中沒有必要按教科書中所講的先用量筒量得50ml的水，只要讓學生在錐形瓶中注入約2cm高的水即可。所以定量實驗時選用的儀器只要符合有效數字的要求就行，如果過分追求準(精)確值，必然會阻礙思維的變通和流暢，顯得呆板機械。

第一冊演示實驗4-4次氯酸的漂白作用

教科書采用圖1裝置進行實驗，而圖2的裝置也能達到同樣的效果。我們并不認為所有的實驗都得微型化，但對于操作復雜化或儀器容量過大的實驗，最好采用合理的微型裝置，可能會縮短實驗時間或節約藥品用量。教科書選用的實驗，應突出可持續發展的思想，過程簡約有效。

第一冊學生實驗一 化學實驗基本操作(一)

本實驗安排是一課時。實驗內容雖不多，但大部分學生的時間化在氫氧化銅的過濾、蒸發和分解上，使得未能制得氧化銅就到下課時間了，下面的氯酸鉀催化分解的實驗就無法完成。若按教師用書建議開兩課時，對每星期才三課時的高一化學，做一個并無多少實質性內容的實驗似乎效率太低。課前提示和實驗整理已占去一些時間，實驗課如缺乏有意義的內容或課堂容量過于飽和緊張，學生勢必會忽略仔細觀察與認真思考的過程，或為趕進度而影響實驗教學的質量。故學生實驗課的內容應是有意義的且容量要適度，這樣學生就有興趣、有時空去認真觀察與思考。

學生在做用氧化銅為催化劑加熱氯酸鉀分解實驗時，發現其中的現象有:當加熱一段時間后混合物會變成液體，沿試管內壁緩緩流下。我們以為可能是氯酸鉀中含有結晶水，氯酸鉀的溶解性隨著溫度的升高很快增大，在較高溫度時形成了氯酸鉀過飽和溶液。

第一冊學生實驗三(一)4.燃燒鈉制取過氧化鈉

如圖3操作。此實驗的設想是，當鈉開始燃燒后，熱氣體從玻璃管上方排出，新鮮的空氣從下口進入，形成對流以期給反應提供充足的氧氣。我們經反復試驗后發現存在如下問題:當鈉開始燃燒后，鈉熔化而粘在玻璃內壁上。如傾斜玻璃管并加熱金屬鈉，玻璃管確實可起到一定的“煙囪”作用，形成一定的空氣對流，鈉表面完全燃燒。但貼著玻璃管內壁的那部分鈉的產物往往是灰色的，如將其取出置于水中有鈉和水反應的明顯跡象，說明燃燒產物中還含有一定量的金屬鈉，不全是過氧化鈉，實驗效果并不理想。

上述現象可用流體力學原理來解釋。當空氣進入管道時由于氣體分子間的摩擦而產生粘滯現象，管內中心部分的氣體分子運動得較快，可使鈉獲得充足的氧氣而生成過氧化鈉;貼近管壁的氣體分子運動速度幾乎為零。因難以獲得充足的氧氣，粘在管壁的鈉只有部分被氧化。在狹長的玻璃管內形成的對流效果遠不如在敞開環境中好。實際上，制取過氧化鈉最好的方法就是把鈉放在蒸發皿中燃燒，操作簡便，效果明顯，且取用過氧化鈉也方便，可避免鈉球在玻璃管內未燃燒前滾落、玻璃管在燃燒及冷卻時易破裂等毛病。教科書中的化學實驗應是更嚴謹，實驗原理、實驗操作必須與科學的思想與方法相一致。

第二冊演示實驗 41鋁與氧氣反應

教科書使用的反應物是鋁箔與氧氣，但我們發現實驗中很難看到反應所放出的耀眼白光，實驗的成功率不高。該實驗成敗的關鍵是控制好火柴的長短。火柴太長，會耗盡集氣瓶內有限的氧氣，只能看到火柴在氧氣中燃燒的現象;火柴過短，燃燒程度不夠，無法提供足夠的熱量使鋁箔的溫度達到著火點。對該實驗，我們只要改一下鋁的狀態用鋁粉，而不是用鋁箔作為反應物，就可以達到很好的實驗效果。用鋁箔包上少量的鋁粉，一端裹上兩根火柴，點燃火柴后將鋁箔包伸入氧氣瓶內，輕輕地抖動鋁箔包使鋁粉落下，就可以看到強烈的耀眼白光。像這種實驗有必要提醒學生，在觀察時怎樣保護好自己的眼睛。對于教科書中的一些危險性實驗，若能添加相關的溫馨提示，就更能強化學生的安全意識。

第二冊演示實驗 48鐵與水反應

按教科書上的裝置進行實驗容易失敗，究其原因是在于硬質玻璃管和干燥管之間缺乏一個冷凝裝置，未反應完的高溫水蒸氣持續快速通過干燥管，溶解了干燥劑并將其吹出，試管里收集的只是含有一定量氫氣的高溫水蒸氣，點燃很難聽到爆鳴聲。我們可在硬質玻璃管和干燥管之間接一個冷凝裝置(如洗氣瓶，內裝較多量的水)，用于冷卻高溫水蒸氣就能解決上述問題。

其實，我們認為沒有必要設置該實驗。理由是⑴在學習《物質結構 元素周期律》時，學生已經掌握了金屬的金屬性強弱與水之間反應的難易程度，并且已經做過鈉與冷水劇烈反應、鎂與熱水可以反應、鋁與沸水較難反應的對比實驗，他們很容易推得鐵如能與水反應，則需要更高的溫度，這樣，水應是高溫的水蒸氣;⑵該實驗裝備過于復雜，且加熱使水沸騰及解釋石棉絨的作用等要15分鐘以上，耗時太長。設置演示實驗，應以有利于提高教學效率為準則，并盡量避免簡單重復。

第二冊 演示實驗6-8 乙醛的費林反應(乙醛溶液與新制的氫氧化銅反應)

按課本的用量加入0.5ml乙醛溶液往往使新制的氫氧化銅溶解而得不到紅色沉淀，事實上只需加1-2滴乙醛溶液就有明顯現象。教科書中許多實驗雖然強化了“量”的概念，但仍有許多試劑用量不甚合理，其結果可能會導致實驗失敗或反應現象不一致。教科書如能給出實驗最佳效果時實際用量的下限合理值，可以減少實驗的盲目性，又能節約藥品，體現了化學實驗的嚴謹性和人的環保意識。

(責任編輯 付一靜)