初中化學(xué)幾個(gè)常見實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化

施建軍

（常熟市古里中學(xué) 江蘇 常熟 215533）

2010年5月筆者和吳江橫扇中學(xué)徐萍老師、吳中區(qū)胥口中學(xué)黃月文老師有幸代表蘇州市參加了江蘇省農(nóng)村初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能大賽，經(jīng)過緊張激烈的比賽，最終我們獲得了團(tuán)體第三名的好成績，筆者以大賽個(gè)人第二名的成績榮獲一等獎(jiǎng)，同時(shí)還獲得了展演賽的第三名。賽前為了準(zhǔn)備此次大賽，我們?cè)谔K州市裝備中心和教科院聯(lián)合組織下對(duì)初中每一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)都做了充分的訓(xùn)練或優(yōu)化，現(xiàn)挑選幾個(gè)初中常見實(shí)驗(yàn)優(yōu)化方案和大家分享。

一、氨氣和氯化氫氣體混合實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化

1．問題提出

滬教版九年級(jí)化學(xué)教科書第一章第二節(jié)《化學(xué)研究些什么》中，為了讓學(xué)生觀察化學(xué)變化常伴隨的一些現(xiàn)象設(shè)計(jì)了將裝有氯化氫氣體和氨氣的兩瓶氣體混合，產(chǎn)生白煙現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，操作簡單。但是課前卻需要老師去花較長的時(shí)間去分別制取這兩種氣體，一般初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)室沒有條件將這兩種氣體長時(shí)間保存，所以只能現(xiàn)制現(xiàn)用，如果教師連著兩節(jié)課上兩個(gè)班的話則幾乎沒有時(shí)間再去重新準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)。

2．優(yōu)化方案

（1）實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

集氣瓶、玻璃片、膠頭滴管、濃氨水、濃鹽酸

（2）實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象

用膠頭滴管分別在兩個(gè)集氣瓶底部各滴入2滴濃鹽酸和濃氨水，用玻璃片蓋住瓶口，將滴有濃鹽酸的集氣瓶倒置后疊放在滴有濃氨水的集氣瓶上，抽去玻璃片，可以觀察到瓶內(nèi)同樣會(huì)有大量白煙產(chǎn)生。

（3）實(shí)驗(yàn)原理

由于濃鹽酸和濃氨水都具有強(qiáng)烈的揮發(fā)性，會(huì)使瓶內(nèi)產(chǎn)生較多的氯化氫氣體或氨氣，另外由于瓶底僅滴入了2滴液體，不會(huì)流淌灑出而影響實(shí)驗(yàn)效果。

（4）優(yōu)化后實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

①當(dāng)堂演示、當(dāng)堂準(zhǔn)備，可以節(jié)省大量的課前準(zhǔn)備時(shí)間。

②微型化實(shí)驗(yàn)，可以節(jié)省制取兩種氣體所需的藥品。

二、微粒間有間隔實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化

1．問題提出

滬教版九年級(jí)化學(xué)教科書第三章第一節(jié)《用微粒的觀點(diǎn)看物質(zhì)》中，為了證明微粒之間有空隙，設(shè)計(jì)了這樣的實(shí)驗(yàn)：取一根約30cm長一端封口的細(xì)玻璃管，先往玻璃管中加入滴有紅墨水的水，使其充滿玻璃管容積的1／2，再滴入無水酒精，使其充滿玻璃管。用手指堵緊開口的一端，顛倒數(shù)次。但在實(shí)際操作中教師會(huì)發(fā)現(xiàn)，由于細(xì)玻璃管管徑較小使用膠頭滴管添加液體所需時(shí)間較長；另外液體添加滿玻璃管之后將玻璃管顛倒數(shù)次，由于管徑小很難在較短的時(shí)間內(nèi)使兩種液體充分混合均勻。

2．優(yōu)化方案

（1）實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

50mL容量瓶、燒杯、橡皮筋、玻璃棒、無水酒精、滴有紅墨水的水。

（2）實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象

先向容量瓶中注入約25mL的水，再用玻璃棒引流向容量瓶中注入無水酒精至瓶頸接近瓶口部位，將橡皮筋固定在液面處。蓋上瓶塞，用手抵住瓶塞上下顛倒容量瓶2～3次，靜置觀察，可觀察到此時(shí)液面明顯低于原液面。

（3）優(yōu)化后實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

①操作方便、節(jié)省時(shí)間，液體容易添加和混合均勻。

②現(xiàn)象明顯。容量瓶下部容量大，混合后體積變化大，在瓶頸部位液面下降更為明顯。

三、二氧化碳溶解性實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化

1．問題提出

滬教版九年級(jí)化學(xué)教科書第二章第三節(jié)《奇妙的二氧化碳》中，關(guān)于二氧化碳在水中的溶解性僅記錄著“二氧化碳能溶于水。在通常狀況下，1L水中大約能溶解1L二氧化碳?xì)怏w，增大壓強(qiáng)會(huì)溶解得更多”，但并未設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)。而人教版九年級(jí)化學(xué)教科書第六單元課題三《二氧化碳和一氧化碳》中，則設(shè)計(jì)了右圖的實(shí)驗(yàn)：向一個(gè)收集滿二氧化碳的質(zhì)地較軟的塑料瓶中加入約1／2體積的水，立即旋緊瓶蓋，振蕩。觀察現(xiàn)象并分析。

但是在實(shí)際操作中卻發(fā)現(xiàn)，即使經(jīng)過振蕩由于二氧化碳在水中溶解速度較慢，溶解的量較少，因此實(shí)驗(yàn)效果并不明顯，個(gè)別教師在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，甚至故意用力握緊瓶身來達(dá)到瓶子變癟的效果。

2．優(yōu)化方案

（1）實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

平底燒瓶、帶導(dǎo)管的單孔橡膠塞、彈簧夾、燒杯、滴加紅墨水的水。

（2）實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象

向集滿干燥二氧化碳?xì)怏w的燒瓶中注少量水，立即用帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞塞上并旋緊，充分振蕩后，將玻璃導(dǎo)管伸入盛紅墨水的燒杯中，打開彈簧夾，可看到導(dǎo)管中紅墨水迅速上升。證明二氧化碳?xì)怏w能溶于水，使瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小了。

（3）優(yōu)化后實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

①現(xiàn)象明顯、操作簡單。

②如果將紅墨水盛在量筒中還可計(jì)算出被溶解的氣體的大致體積。

四、氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化

1．問題提出

傳統(tǒng)的用氫氣還原氧化銅的當(dāng)堂演示實(shí)驗(yàn)所需實(shí)驗(yàn)裝置和儀器較多，需要有氫氣發(fā)生裝置、驗(yàn)純所需儀器、氫氣還原氧化銅的裝置；實(shí)驗(yàn)過程也較繁煩，既要檢查氫氣發(fā)生裝置的氣密性又要驗(yàn)純氫氣，因此這個(gè)實(shí)驗(yàn)操作所需時(shí)間也較長。

2．優(yōu)化方案

（1）實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

預(yù)先用排水法收集的一集氣瓶氫氣、酒精燈、一端繞成螺旋狀的銅絲。

（2）實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象

將銅絲螺旋狀的一端在酒精燈外焰部位充分加熱至變黑（如放在內(nèi)焰或焰心部位氧化銅又會(huì)被酒精蒸氣還原成紅色的銅），趁熱伸入倒置的集氣瓶中，可觀察到黑色的銅絲迅速變紅，將銅絲移出集氣瓶又變成黑色，再次伸入集氣瓶則可再次觀察到銅絲又變成紅色。

（3）優(yōu)化后實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

①操作安全，無危險(xiǎn)。由于在敞口的集氣瓶中做該實(shí)驗(yàn)，因此最大程度的避免了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)有爆炸危險(xiǎn)的幾個(gè)操作步驟。

②大大縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，簡化了實(shí)驗(yàn)操作，更能集中學(xué)生的注意力。

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)其實(shí)還有許多可挖掘、優(yōu)化的方面，這是一項(xiàng)長期、艱巨但是又具有深遠(yuǎn)意義的工作，它可以提高教師自身的實(shí)驗(yàn)技能和素質(zhì)，同時(shí)也是提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣及能力的一個(gè)重要方面，值得廣大的教育工作者在平時(shí)的工作中加以注意并作進(jìn)一步的思考。