高中新課標化學實驗改進探索

　　摘要：實驗教學是讓學生探究學習、獲取知識的重要手段。教師在教學中要優化實驗的教學方式和教學流程，改進實驗裝置，優化實驗設計，使實驗具有更強的可行性和簡捷性，以提高實驗的實用性，提高教學效率，提高學生的創造能力。
　　關鍵詞：新課標；實驗教學；改進創新
　　
　　化學是一門以實驗為基礎的自然科學。然而，現行的中學課本中的某些實驗，由于裝置材料的搭配欠佳等原因而導致實驗現象不明顯、實驗安全性不高或成功率不高等，影響了實驗的效果。下面，筆者就一些實驗的改進談一些看法。
　　一、實驗改進的基本思路和原則
　　（1）科學性原則。做到實驗原理準確無誤，實驗方案設計科學。
　　（2）直觀性原則。實驗現象明顯，可見度高，實驗結論的得出要呈直接性。
　　（3）簡易性原則。取材容易，裝置簡單，實驗時間短。
　　（4）安全性原則。實驗過程確保師生的身心安全，不允許有事故發生。
　　二、中學化學幾則實驗的改進
　　1. 乙醇的催化氧化的實驗改進
　　2CH3CH2OH + O22CH3CHO + 2H2O
　　教材上把銅絲一端彎成螺旋狀在酒精燈火焰上加熱，使銅絲表面生成一層黑色的氧化銅，立刻插入盛有2mL乙醇的試管里，反復幾次，聞生成物的氣味，且注意觀察銅絲的表面變化。該實驗中，大量酒精氣味對生成的乙醛蒸氣干擾，氣味不明顯。
　　改進的方法是：將少量氧化銅粉置于干燥的小試管底部，在酒精燈火焰上集中加熱30秒以后，向試管中滴加3～4滴無水乙醇，黑色的氧化銅粉末立即變成了紅色的銅粉，銅粉可回收重復使用，試管中產生了乙醛氣味，清晰可辨。這樣，實驗效果明顯，節省了藥品，使學生掌握了乙醇的這一重要化學性質。
　　2. 銅與硝酸反應演示實驗的改進
　　Cu＋4HNO3(濃)=Cu（NO3）2＋2H2O＋2NO2↑
　　3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu（NO3）2＋4H2O＋2NO↑
　　課本的實驗裝置如下圖，銅片和稀硝酸反應時，由于試管內有空氣的存在，幾乎是反應開始就看到紅棕色的氣體產生，不能說明紅棕色的NO2 氣體是由無色的NO 被氧化而成的，且該實驗產生的氮的氧化物、NaOH 溶液吸收效率不高，易產生污染。
　　改進方法是：做NO2與NO的制取實驗。取一個50mL玻璃注射器，拔出活塞，放進2小片銅片，重新插入活塞，推到底部將里面的空氣排出，然后吸入約10mL濃硝酸（如還有少量的空氣，可倒轉再次迅速排凈筒內空氣）并立即在注射孔處上橡膠塞。這時，銅與濃硝酸立即劇烈反應，生成紅棕色的二氧化氮氣體，將針筒活塞慢慢頂出，到體積達到40mL左右時拔掉橡膠塞，排出未反應完的酸液顯藍色，此液體為濃硝酸與硝酸銅的混合物。由于剛進行反應而溫度較高，液面有黃色酸霧，有刺激性氣味，故需排在空瓶中且立即塞上瓶塞，再重新塞上橡膠塞。這樣，可得到30mL左右紅棕色的二氧化氮氣體。
　　用稀硝酸代替濃硝酸，依此法重做又可制得30mL左右無色的一氧化氮氣體。
　　改進后的優點：
　　（1）操作簡便，效果明顯，污染減少。
　　（2）可繼續做NO2轉變為N2O4的實驗。做此實驗，需準備2個注射器，且都是制取NO2氣體，其中一個作對比，將a針筒拿起，一手頂住針頭的橡膠塞，另一手推動活塞，壓縮約三分之一的氣體體積，靜置片刻，即可與b針筒作顏色深淺對比。
　　（3）可繼續做NO2轉變為HNO3的實驗，并驗證NO2轉變為NO的物質的量之比（也就是體積比）為3∶1。拔去NO2針筒上的橡膠塞，吸入約5mL水，塞上橡膠塞，振蕩。可發現針筒活塞自動向里推進，筒內氣體體積縮小。最終氣體變為無色，且體積變為10mL左右，初步驗證了反應3NO2+H2O=2HNO3+
　　NO中的與的物質的量之比（也75ea9f9013ec19fb9eb656d7b81668b3就是體積比）為3∶1。
　　（4）可繼續做NO轉變為NO2的實驗。將貯有NO無色氣體的針筒的橡膠塞拿掉，吸入少量空氣，可發現無色氣體變為紅棕色（2NO+O2=2NO2）。若吸入少量水，反復振蕩，則又變成無色（3NO2+H2O=2HNO3+NO）。若重復本實驗多次，最后可使NO、NO2氣體極少，從而減少有毒氣體的排放。
　　（5）可做氮的氧化物的尾氣吸收。拔去NO2針筒上的橡膠塞，吸入約5mLNaOH溶液 ，塞上橡膠塞，振蕩，可發現針筒活塞自動向里推進，筒內氣體體積縮小，最終氣體全部消失。
　　 3. 高二化學（必修，2003年6月人教版）63頁圖3－19原電池示意圖
　　 按【實驗3－9】的要求實驗室很容易做成原電池，示意圖顯示鋅片上沒有任何氣泡而銅片上出現大量的氣泡，但實際上鋅片上也有氣泡產生。難道該圖畫錯了？不是的，該圖表示在理想條件下Cu－Zn原電池的反應情況。那么能不能改進實驗得到最佳效果呢？分析了鋅片上之所以也產生H2的原因，主要有三點：（1）實驗所用的鋅片不純，整片鋅浸入稀硫酸中時其表面已形成許許多多的原電池；（2）Zn片和Cu片之間電阻較大，Zn上的電子難以轉移到Cu片上；（3）所用的硫酸溶液濃度可能過高。針對這三個原因，我選用了剛買的鋅片（也可以用銼刀磨掉表面發黑的鋅片），濃度為0.1mol·L－1的稀硫酸，再用砂紙打磨光亮的銅片上粘上一小塊金屬鋅，這一小塊的鋅位置要掩蔽，目的是“欺騙”學生。按圖搭好裝置，結果電流計的指針發生偏轉，鋅片上幾乎觀察不到有氣泡產生，而銅片上卻產生大量的氣泡，實驗效果非常明顯。
　　 4. Na2O2與CO2的反應實驗
　　實驗時，取一干凈的干燥管，兩端放入少量疏松的玻璃棉，中間放置干燥劑（CaCl2），把干燥管的細口對準蘸有Na2O2的脫脂棉，用嘴吹干燥管的另一端，脫脂棉很快就會燃燒。本實驗操作簡單，現象明顯，沒有任何污染，還可以省略制取CO2氣體的操作，并節約了藥品。
　　 （通渭縣第一中學）