優(yōu)化高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的三條建議

筆者在近幾年的教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)某些化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在瑕疵，如有些實(shí)驗(yàn)的儀器不太常規(guī)，中學(xué)實(shí)驗(yàn)室未配備；有些實(shí)驗(yàn)的方案不嚴(yán)謹(jǐn)，等等。這些問(wèn)題實(shí)驗(yàn)，值得廣大教師深入思考與研究，下面提出我個(gè)人的三條建議。

一、用普通儀器代替某些不太常規(guī)的儀器

教師要自己動(dòng)手，創(chuàng)造條件，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，用普通儀器代替某些不太常規(guī)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。以下是筆者用試管和燒杯代替特大號(hào)針筒進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。

1.原實(shí)驗(yàn)

江蘇教育出版社《化學(xué)1》（第5版）有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是在針筒中進(jìn)行的：

第43頁(yè)［實(shí)驗(yàn)4］：用一支針筒抽取80mL氯氣，然后抽取20mL5%氫氧化鈉溶液，振蕩，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

第88頁(yè)［實(shí)驗(yàn)1］：用充有80mL二氧化硫的針筒吸入10mL蒸餾水，用橡皮塞堵住針筒的前端，振蕩，觀察針筒內(nèi)氣體體積的變化，然后用pH試紙測(cè)定二氧化硫水溶液的pH。

2.原實(shí)驗(yàn)存在的缺點(diǎn)

第一，目前實(shí)驗(yàn)室中很難找到可以裝入80mL氣體的特大號(hào)針筒，這種針筒價(jià)格很貴，而且不容易買(mǎi)到。

第二，編者的設(shè)計(jì)意圖不能實(shí)現(xiàn)。編者的意圖是通過(guò)針筒內(nèi)氣體體積變化說(shuō)明“氯氣能被氫氧化鈉溶液完全吸收”和“二氧化硫易溶于水，溶解度約是1∶40”。但由于實(shí)驗(yàn)室制得的氯氣和二氧化硫氣體不純，混有不確定量的空氣，完成上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)針筒內(nèi)氣體明顯減少，但仍留有部分氣體，只能定性說(shuō)明氯氣能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)和二氧化硫能溶于水，而不可能定量說(shuō)明“氯氣能被氫氧化鈉溶液完全吸收”和“二氧化硫的溶解度約是1∶40”。

3.實(shí)驗(yàn)改良方案

筆者用試管、燒杯和試管夾等常規(guī)儀器代替針筒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案介紹如下：

第一步，分別用兩支小試管收集滿Cl2和SO2，并用橡皮塞塞住試管口。

第二步，取兩只小燒杯（50mL），一只燒杯盛氫氧化鈉溶液，另一只燒杯盛水。

第三步，取下橡膠塞，迅速將兩支試管（試管口朝下）分別插入兩個(gè)燒杯中，讓試管口浸入液面3cm以上，用試管夾夾持試管并固定在燒杯上。見(jiàn)圖1和圖2。

第四步，觀察兩支試管中液面變化。

二、精選合適的化學(xué)藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

根據(jù)同一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，可以設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)方案，不同種實(shí)驗(yàn)方案中涉及的化學(xué)藥品、操作步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不一定相同。究竟哪一種實(shí)驗(yàn)方案最適合高中化學(xué)教學(xué)呢？當(dāng)然，這要從多個(gè)角度分析后再作決定。例如，選用的實(shí)驗(yàn)藥品是否合適？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否明顯？實(shí)驗(yàn)操作是否簡(jiǎn)潔方便？實(shí)驗(yàn)安全能否保障？實(shí)驗(yàn)耗時(shí)是否過(guò)長(zhǎng)？等等。盡管需要考慮的因素很多，但筆者認(rèn)為選擇合適的化學(xué)藥品是最關(guān)鍵的。

例如，高中教材中有個(gè)經(jīng)典的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，即二氧化硫氣體使品紅溶液褪色實(shí)驗(yàn)。可能很多人覺(jué)得這個(gè)實(shí)驗(yàn)很簡(jiǎn)單，未曾注意到這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的品紅溶液，其實(shí)品紅有兩種類(lèi)型，一種是酸性品紅，一種是堿性品紅。若用酸性品紅溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不明顯，不太適合課堂演示實(shí)驗(yàn)；若用堿性品紅溶液，則反之。因此，堿性品紅溶液是完成該實(shí)驗(yàn)的首選。

三、用新的實(shí)驗(yàn)方案改良原實(shí)驗(yàn)方案

教科書(shū)選用的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，都是經(jīng)過(guò)編者們認(rèn)真推敲的精品案例，是智慧與經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶。但筆者在研究和實(shí)踐中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，仍發(fā)現(xiàn)有極個(gè)別實(shí)驗(yàn)存在不足，不適應(yīng)當(dāng)前的教育教學(xué)發(fā)展需要，明顯違背學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

1.原實(shí)驗(yàn)

江蘇教育出版社《化學(xué)1》（第5版）第88頁(yè)［實(shí)驗(yàn)3］：向另一支試管中加入5mL二氧化硫水溶液，滴加氯化鋇溶液，再滴加0.5mL3%的過(guò)氧化氫溶液，振蕩，放置片刻后滴加稀鹽酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2.原實(shí)驗(yàn)存在的不足

做這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證二氧化硫的還原性，理想的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：有不溶于稀鹽酸白色沉淀生成。但在實(shí)際操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)很難達(dá)到上述效果，而是在“滴加氯化鋇溶液”后，試管中就先出現(xiàn)渾濁了；再加過(guò)氧化氫溶液后，試管中才出現(xiàn)大量的白色沉淀。

當(dāng)試管中開(kāi)始出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象時(shí)，許多學(xué)生認(rèn)為是二氧化硫與氯化鋇溶液反應(yīng)生成了亞硫酸鋇沉淀，其實(shí)這是錯(cuò)誤的看法。真正的原因是二氧化硫水溶液被空氣中氧氣氧化，生成了少量硫酸，硫酸遇到氯化鋇溶液生成了硫酸鋇沉淀，只是沉淀的量比較少，故只看到渾濁。再加入過(guò)氧化氫后，由于二氧化硫水溶液被氧化生成了較多的硫酸，故產(chǎn)生大量的白色沉淀。

3.實(shí)驗(yàn)改良方案

向另一支試管中加入5mL二氧化硫水溶液，滴加氯化鋇溶液，并滴加稀鹽酸，再滴加0.5mL3%的過(guò)氧化氫溶液，振蕩，放置片刻后滴加稀鹽酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

說(shuō)明：第一次滴加稀鹽酸后，試管中渾濁不消失，證明渾濁并非亞硫酸鋇沉淀，而是硫酸鋇沉淀。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)前后兩種現(xiàn)象，充分證明二氧化硫具有還原性。

(責(zé)任編輯 廖銀燕）

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文