初中化學木炭還原氧化銅實驗探究

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】B【文章編號】2095-3089（2012）13-0274-01

2012年11月5日到6日，建三江教育局舉辦第四屆 “綠色米都杯”同課異構(gòu)活動，這次活動中要求教師講的是《單質(zhì)碳的化學性質(zhì)》一課。提前接到這個通知，準備這節(jié)課，在講解碳的還原性時，遇到了問題。

實驗要等到試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上觀察，實驗時間長又不利于學生觀察現(xiàn)象，并且看到的是暗紅色無光澤的氧化亞銅。木炭和氧化銅量的控制不好掌握，木炭的量多了，銅看不清楚；木炭的量少了，石灰水變渾濁的現(xiàn)象不明顯。如果用酒精噴燈，那是不可能做分組實驗的，因為我們是農(nóng)村地區(qū)，作為教師的我酒精噴燈都沒有用過，再說根本也沒有那么多的酒精噴燈用于分組實驗。如果實驗按照課本上的操作方法做演示實驗，用酒精噴燈加熱時間短了，現(xiàn)象不明顯，觀察不到，對知識的理解印象不深。加熱時間長了試管質(zhì)量問題，試管不是燒漏了，就是燒變形了。如果不分組實驗，那樣這節(jié)大賽課太沒有創(chuàng)新了，怎么辦？

如何對課本原有的方法進行改進呢？日思夜想，腦袋中突然想到了剛剛講完質(zhì)量守恒定律中的一道題。

在密閉的容器中加熱蔗糖產(chǎn)生黑色物質(zhì)炭和水，這一實驗說明了（）

A、蔗糖是由碳元素和氫元素組成的純凈物

B、蔗糖是炭黑和水組成的混合物

C、蔗糖分子是由碳原子和水分子構(gòu)成的

D、蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的化合物

化學實驗中有許多用新生成的，如澄清的石灰水需要新配置。如果用新生成的炭，做實驗能不能成功，反復實驗多次，最終成功了。

現(xiàn)將實驗過程呈現(xiàn)如下：

一、實驗名稱：探究木炭與氧化銅反應

二、實驗素材：人教版九年級化學上冊課本第110頁，實驗6—2

把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進試管，并將試管固定在鐵架臺上，試管口裝有通入澄清石灰水的導管。用酒精燈（可加網(wǎng)罩以使火焰集中并提高溫度，最好使用酒精噴燈）加熱混合物幾分鐘。然后先撤出導氣管，待試管冷卻后在把試管里的粉末倒在紙上。觀察現(xiàn)象并分析。

二、實驗目的及實驗原理

新課程標準指出學習和運用化學實驗技能和科學探究方法，離不開實驗活動。教師應結(jié)合具體的教學內(nèi)容和學校實際，積極創(chuàng)造條件，通過多種途徑，安排和組織學生完成化學實驗。

使用蔗糖溶解在水中后被吸附于炭粉中，并把氧化銅包在里面，受熱時蔗糖迅速分解成表面積很大的炭粒。這些活性很強的炭粒，與氧化銅充分接觸并在酒精燈加熱的溫度下就能發(fā)生反應，有效的降低了發(fā)生反應的溫度。

三、實驗儀器及試劑

儀器： 燒杯 玻璃棒 藥匙 大試管 小試管 鐵架臺 膠塞帶導管

試劑：木炭 氧化銅 蔗糖

四、實驗裝置圖

五、實驗操作步驟

1、 在燒杯中放入少半藥匙蔗糖，并加少許水（大約1毫升）溶解蔗糖，蔗糖溶解后，在燒杯中加入少半藥匙炭，再加入2藥匙的氧化銅，用玻璃棒攪拌均勻，糊狀有粘稠感。涂于試管底部內(nèi)壁上。注意涂抹時一定要薄，這樣現(xiàn)象才明顯。

2、連接好實驗儀器（氣密性良好），導管一端進入小試管，小試管中裝有澄清的石灰水（澄清的石灰水大約1毫升）。注意藥品很少，產(chǎn)生的二氧化碳也很少。

3、開始加熱，先預熱后集中在有藥品的部位加熱，加熱大約3分鐘，看到黑色物質(zhì)變成亮紫紅色物質(zhì)時，就可以停止加熱了。

4、實驗結(jié)束的時候，不用把導管從石灰水中取出，碳和氧化銅反應是一個劇烈的放熱反應，當實驗完畢后，試管里面有大量的熱氣體存在，可導致試管內(nèi)的壓強比較大（大于外界大氣壓），在移開酒精燈之后的一定時間內(nèi)澄清石灰水是不會立即倒吸到熱的試管中的（即使會出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，也會是比較少的，將會出現(xiàn)在導氣管內(nèi)，因為石灰水的用量是比較小的）。

六、實驗現(xiàn)象

試管內(nèi)壁出現(xiàn)了亮紫紅色的物質(zhì) （形成了一層銅鏡）

澄清的石灰水變渾濁

七、實驗驗證

在新生成亮紫紅色的物質(zhì)中，我加入了鹽酸，洗不掉。

我加入了硝酸銀溶液，一會之后，亮紫紅色物質(zhì)消失了，溶液變成了藍色，試管底部有銀白色物質(zhì)析出。

八、注意事項

1、裝置氣密性必須良好

2、一定要先溶解蔗糖，后加入木炭和氧化銅。蔗糖不溶解，三種固體混合，加熱時間較長。

3、藥品的量要嚴格控制。

九、改進后的優(yōu)點

1.實驗現(xiàn)象明顯，利于學生觀察。

2.操作簡單，只要用酒精燈加熱。

3.不要自然冷卻，縮短了實驗時間。

十、裝置改進的意義

1、利用日常生活中的用品蔗糖改進實驗，達到實驗目的，又遵循了實驗改進的科學性、實用性，簡約性，安全性。

2、處理好理論與實踐之間的關系，理論知識固然重要，沒有錯，無可厚非，但在實踐過程中要具體問題具體分析，在防止銅被氧化的過程中，理論上是先將導管從水槽中取出，在把酒精燈熄滅。實踐中根本就不需要將澄清石灰水中與之相連接的導氣管撤掉，就讓生成的銅在密閉容器內(nèi)逐漸冷卻，在這種條件下，澄清石灰水會倒吸入在導氣管中，可以起著防止外界空氣進入使生成的銅被氧化。

3、化學實驗過程中，對實驗的操作程序及步驟進行改進，使實驗過程更加簡捷，實驗步驟更加合理。