實現化學實驗的“四化”

化學是一門以實驗為主的學科，重要的化學知識往往與實驗相伴而生#65377;但現行化學教材中的一些實驗雖然沿用多年，但缺乏創意，在實驗過程中有的現象不很明顯，有的存在污染和浪費現象，不利于學生樹立綠色化學思想，形成環境保護的意識#65377;現對一些化學實驗作如下改進#65377;

一#65380;將化學實驗“綠色”化

1.對“黑面包”實驗的改進#65377;蔗糖炭化是驗證濃硫酸脫水性的重要實驗，從《全日制普通高級中學教科書(必修)第一冊》到人教版《普通高中課程標準實驗教科書?化學1》，教材中該實驗都在敞口的燒杯中進行，如下圖:

該實驗現象明顯，學生對濃硫酸的脫水性的性質印象深刻#65377;但在觀察到蔗糖變黑的同時也聞到了特殊的氣味，其中就有碳和濃硫酸反應產生的SO₂#65377;SO₂是一種有毒的氣體，從環境保護和健康的角度考慮，直接排到大氣中是不合理的#65377;因次，筆者對該實驗作了如下改進:

將550ml的礦泉水瓶的下半部剪去，保留上半部待用，如圖1#65377;實驗時，在蔗糖中加幾滴水和濃硫酸用玻璃棒攪拌后，迅速把有細口的上半部分扣于燒杯上，并在礦泉水瓶口用鑷子放一團浸有堿液的棉花，以吸收放出的SO₂，還可以在靠近瓶口的棉花上滴一滴品紅，通過品紅顏色的變化也可檢驗SO₂的生成#65377;操作如圖2:

該實驗的優點:①操作簡單方便，無污染，還可以檢驗生成的SO₂;

②待氣體被吸收完全時，撤去燒杯上部的瓶子同樣可以觀察疏松多孔的海綿狀的炭#65377;

2.對銅和硝酸實驗的改進#65377;教材中此實驗是單純在試管中進行的，產生的有毒氣體二氧化氮(NO₂)逸散到空氣中，讓學生和教師難以忍受#65377;為了防止以上弊端，加強環境保護，對本實驗的演示操作進行如下改進:

①在一只20毫升注射器的活塞上用細線拴一小塊銅片，將膠皮活塞推緊使空氣排出;

②用注射器緩慢吸取5毫升濃硝酸，迅速將針頭插入一橡膠塞中，倒置#65377;如圖3;

③銅和濃硝酸產生的NO₂向下推動活塞，可很明顯的觀察到紅棕色氣體;

④只需要將注射器再倒置過來，銅片和硝酸溶液分離，就可以使該反應停止#65377;如圖4;

⑤將反應后的混合物推到燒堿溶液中以吸收尾氣#65377;

改進后的優點:①改進后，實驗現象明顯#65380;效果良好，也達到了環保要求;

②若將濃硝酸改成稀硝酸，可以觀察到無色的NO，再抽入空氣還可以實現NO與NO₂的轉化，繼續抽進點水，NO₂和水反應后又會發現紅棕色褪去#65377;

二#65380;將化學實驗“微型化”

SO₂的性質及檢驗是一個重要的知識點，各類考試經常設計各種問題考察學生對SO₂的制備及其氧化性#65380;還原性#65380;漂白性#65380;酸性氧化物的性質的掌握，學生對此類問不知如何下手，能否拿出一套操作方便#65380;藥品用量少，現象明顯的實驗裝置?筆者在學生問題的觸動下對SO₂的制備及性質驗證實驗進行了以下改進:

用青霉素小藥瓶和2.5毫升注射器及塑料吸管或廢塑料油筆芯連接裝置#65377;如圖所示，在2.5毫升注射器中加1∶1的硫酸，各青霉素小瓶依次裝有Na₂SO₃ 品紅溶液 #65380;石蕊試液#65380; KMnO₄溶液，可分別驗證SO₂的漂白性#65380;水溶液的酸性#65380;還原性，在最后的氣球中裝有飽蘸氫氧化鈉濃溶液的棉花以吸收尾氣#65377;

若將亞硫酸鈉換為高錳酸鉀，硫酸換為濃鹽酸，其他試劑按照需要配置#65377;此套裝置也可用于Cl2的制備和性質驗證的實驗#65377;

此裝置優點:①藥品用量少，現象明顯，操作簡單，無污染;

②在操作過程中，學生對洗氣時長管進，短管出留有印象#65377;

三#65380;將化學實驗現象“明顯化”

1.氫氧化亞鐵的制備#65377;高二化學教材中提到的氫氧化亞鐵的制備方法是用新制的硫酸亞鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應制得#65377;雖然硫酸亞鐵是新制的，而且反常規操作將膠頭滴管伸入液面下，但是由于反應體系是一個開放的，白色的氫氧化亞鐵沉淀很快就會消失，只能稍微長時間看到灰綠色物質，對白色的氫氧化亞鐵的觀察僅僅是“曇花一現”#65377;試對該實驗作以下改進:

①選用20毫升注射器吸入5毫升按教材方法配制的氫氧化鈉溶液;

②再緩慢吸入新制備的硫酸亞鐵溶液;

③將針頭插入膠塞后觀察#65377;

改進后的優點:器具易得，操作簡單，現象明顯，學生的興致很高#65377;

2.酯類水解實驗改進#65377;現行的高中新教材中，在處理乙酸乙酯水解演示實驗時，用氣味變化來說明酯的水解程度，這種方法不很科學，說服力不很強，可作如下改進:

取三支試管分別加入1ml溶有碘單質的乙酸乙酯(溶液呈棕黃色)，再向三支試管中分別加入6ml的蒸餾水#65380;稀NaOH溶液#65380;稀硫酸(試管中分層，上層為棕黃色)，將三支試管同時放入70℃～80℃的水浴中，可以觀察到第一支試管中酯層始終沒有變化;第二支試管中酯層很快消失;第三支試管中酯層緩慢消失#65377;

改進后的優點:容易觀察現象，分析實質，學生都可以參與其中#65377;

四#65380;將化學實驗過程“緩慢化”

在實驗室用電石與水的反應實驗制取乙炔，因該反應過于劇烈，故常用飽和食鹽水來代替水#65377;實際上這種方法得到的乙炔氣流很快，不平穩，試作如下改進:

①將吸足飽和食鹽水的脫脂棉放于試管底部，將幾塊電石放在試管中;

②迅速將帶導管的橡膠塞塞好，依次連接重鉻酸鉀和堿液的洗氣瓶;

③驗純后，就可進行有關的性質實驗了#65377;

改進后的優點:反應平穩，能較好地驗證乙炔的性質#65377;

以上的實驗只是在原實驗的基礎上作簡單改進，卻獲得了極佳的實驗效果，并且簡化了裝置與操作，減少了對環境的污染，增強了實驗的安全性能，適應新課改的要求，對培養學生的創造性思維有一定幫助，更體現了化學離不開生活，生活中處處有化學的思想#65377;

(責任編輯付淑霞)