高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與補(bǔ)充探討

摘 要：高中化學(xué)課本中的一些演示實(shí)驗(yàn)存在很多不足，教師在教學(xué)中有必要優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式和教學(xué)流程，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。本文以金屬鈉為例，嘗試對(duì)一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)、補(bǔ)充和轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）05（c）-0100-01

1 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1.1 鈉的燃燒實(shí)驗(yàn)

鈉的燃燒實(shí)驗(yàn)是在坩堝或蒸發(fā)皿中進(jìn)行的。由于所用儀器的局限性，后排的學(xué)生不能觀察到鈉塊的熔化過程，觀察鈉的燃燒現(xiàn)象和產(chǎn)物也不太容易。而為了彌補(bǔ)這一缺陷一般是用石棉網(wǎng)做該實(shí)驗(yàn)，這樣儀器和學(xué)生的視線在同一平面上，學(xué)生能觀察到整個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及產(chǎn)物顏色，但用后的石棉網(wǎng)會(huì)被燒破或污染，不能再次使用，損耗率較大。

因此在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以用一塊硬鐵片代替石棉網(wǎng)，將鐵片用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，將吸干煤油的鈉放在鐵片上，用酒精燈在鐵片底下加熱，很快學(xué)生就可以看到鈉塊熔化，劇烈燃燒起來(lái)，火焰為黃色，淡黃色的產(chǎn)物也較明顯。改進(jìn)后，由于鐵片良好的導(dǎo)熱性，反應(yīng)時(shí)間短，用后的鐵片容易清洗，洗時(shí)也不損耗，就是有燒黑的地方，用砂紙打磨后，又是光亮如新，可以反復(fù)使用。這樣改進(jìn)，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本，縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，還增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的直觀性。

1.2 “鈉與水反應(yīng)產(chǎn)物氫氣的檢驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)

《納》一節(jié)中“鈉與水反應(yīng)產(chǎn)物氫氣的檢驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐證明存在安全隱患：（1）因鈉與水反應(yīng)劇烈放熱，鈉的密度比水小，大頭針上的鈉一旦與水接觸，就會(huì)馬上熔化成小球竄到水面不停地游動(dòng)，在無(wú)序快速運(yùn)動(dòng)中的鈉球接觸到塑料瓶壁時(shí)，會(huì)將瓶壁熔穿。（2）鈉的用量不易控制，若加入的鈉太多，反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣已經(jīng)可以“使擠癟的瓶子復(fù)原”，而鈉與水反應(yīng)還未停止，就會(huì)使膠塞被沖開；若加入的鈉太少，塑料瓶不能復(fù)原，取下膠塞時(shí)，瓶子復(fù)原的彈力會(huì)吸入一定量的空氣，點(diǎn)燃時(shí)可能會(huì)發(fā)生爆炸。

為了避免事故的發(fā)生，必須對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)。具體操作是：先取下瓶塞，向廣口瓶中注水，使水面緊鄰著瓶塞（瓶?jī)?nèi)不要留有空氣），實(shí)驗(yàn)時(shí)先用止水夾把膠管夾緊，然后向廣口瓶中投入一塊黃豆粒大小的金屬鈉，迅速將瓶塞塞緊。此時(shí)鈉與水劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣將瓶中的水?dāng)D壓到漏斗中，等鈉與水反應(yīng)完畢，打開止水夾，在尖嘴玻璃管處點(diǎn)燃?xì)怏w，可看到氫氣燃燒的火焰。

2 實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充

2.1 鈉與水反應(yīng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)

在高中階段，鈉與水的反應(yīng)是比較重要的，所以實(shí)驗(yàn)變形也就比較多了。在教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了很多與鈉有關(guān)的知識(shí)，比如：鈉的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和保存方法，下面這個(gè)實(shí)驗(yàn)就可以將這些知識(shí)聯(lián)系在一起。

（1）儀器和藥品：

大試管、金屬鈉、煤油、蒸餾水。

（2）裝置圖（如圖1）。

（3）操作：

①在大試管中加入蒸餾水和煤油。

②取一小塊金屬鈉處理好后放入大試管中，靜止片刻，觀察現(xiàn)象。

（4）現(xiàn)象：

①大試管中的液體分層。

②金屬鈉在兩層液體中上下跳動(dòng)。

該實(shí)驗(yàn)很好的把鈉的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)結(jié)合在了一起。蒸餾水的密度比煤油大且二者不相溶。而鈉的密度比水小，比煤油大。這就使鈉正好處于分界面上。金屬鈉的下部接觸到水發(fā)生反應(yīng)，生成氫氣后推動(dòng)鈉上浮。一旦鈉進(jìn)入煤油層，反應(yīng)結(jié)束，金屬鈉又回落至交界面處再次引發(fā)反應(yīng)。如此往復(fù)，直到鈉反應(yīng)完全。學(xué)生在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)可以通過已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)推演未知的現(xiàn)象，從而訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

2.2 鈉與鹽溶液的補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)

金屬鈉與鹽溶液的反應(yīng)并不是置換反應(yīng)，不會(huì)置換出金屬。就是這種與眾不同的性質(zhì)使該反應(yīng)成為考試重點(diǎn)。因?yàn)閷W(xué)生極易在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)上犯錯(cuò)誤，所以老師們更應(yīng)該將其補(bǔ)充進(jìn)課本之中。

（1）儀器和藥品：

小燒杯、金屬鈉、鹽溶液（CuSO4溶液或FeCl3溶液）、濾紙、鑷子、玻璃片。

（2）操作：

①在小燒杯中加入適量鹽溶液。取一小塊金屬鈉處理好。

②將金屬鈉小心投入溶液中，觀察現(xiàn)象。

（3）現(xiàn)象：

①鈉融成小球，漂浮在液面上，做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)并發(fā)出滋滋的響聲。

②有藍(lán)色沉淀生成（或有紅褐色沉淀生成）。

該實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生很直觀的觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這樣就可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到不同之處，加以區(qū)別和強(qiáng)化記憶。當(dāng)然，該實(shí)驗(yàn)也可以作為《鈉》這一節(jié)的引入實(shí)驗(yàn)，效果不錯(cuò)。

3 實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)型

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)往往是先知道了結(jié)論，再通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一結(jié)論的正確性，而探索性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)結(jié)論未知，得通過自己的實(shí)驗(yàn)探索得出結(jié)論，它能激發(fā)學(xué)生的求知欲，活躍思維，有利于學(xué)生主體意識(shí)和創(chuàng)新品質(zhì)的培養(yǎng)。例如，在做《鈉的性質(zhì)》的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將其改為學(xué)生親自動(dòng)手的探索實(shí)驗(yàn)。可以采用“問題—操作—觀察—?dú)w納—結(jié)論”的學(xué)習(xí)方法。將該實(shí)驗(yàn)按照以下五個(gè)過程進(jìn)行：（1）學(xué)生提出問題，如鈉為什么要保存在煤油中？鈉的真面目究竟如何？等等。（2）學(xué)生動(dòng)手操作，如切開鈉、把鈉塊投入水中、檢驗(yàn)鈉與水反應(yīng)放出的氣體等。（3）觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如觀察鈉的“外貌”和“真面目”、鈉與水應(yīng)的“浮、熔、游、響、紅”等。（4）歸納實(shí)驗(yàn)事實(shí)，如鈉的硬度、密度、熔點(diǎn)、反應(yīng)劇烈程度等。（5）學(xué)生自己總結(jié)出鈉的性質(zhì)。整個(gè)學(xué)習(xí)過程是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自己動(dòng)手動(dòng)腦去探索實(shí)驗(yàn)而獲取化學(xué)知識(shí)的過程。這不但培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新的精神，而且還使學(xué)生領(lǐng)略到科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和研究方法的真諦。

4 結(jié)語(yǔ)

我們?cè)诮虒W(xué)中只要做一個(gè)有心人，注意實(shí)驗(yàn)原理，充分利用實(shí)驗(yàn)資源和條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改革創(chuàng)新，選擇一些適合學(xué)生探究的課題，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置的過程中，培養(yǎng)自身的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新思維能力。鼓勵(lì)學(xué)生通過動(dòng)手動(dòng)腦創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的裝置，打消了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的神秘感，不僅增強(qiáng)了他們的創(chuàng)新意識(shí)，優(yōu)化了創(chuàng)新品質(zhì)，而且培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新思維能力和不斷探索、勇于創(chuàng)新的精神。

參考文獻(xiàn)

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