氣球在初中化學實驗中的應用案例探析

【摘 要】隨著初中教學體系的不斷改革，學校和老師對初中化學的實驗操作越來越重視，通過化學實驗操作能有效激發學生的學習積極性和創造性，簡化化學理論中難以理解的知識，提升教學質量和效果。氣球是初中化學實驗中常見的一類輔助工具，在初中化學實驗中使用能拉近化學和生活的距離，提高學生對生活中物質有用性的認識，充分調動學生學習化學的興趣，為化學成績的提高奠定堅實的基礎。

【關鍵詞】初中化學 化學實驗 氣球

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）25-0142-02

將生活中的物質運用到化學實驗教學中，能激發學生學習的熱情，拉近學生學習與生活的距離，提高對生活物質有用性的認識，體現以人為本的學習理念。將學生身邊的氣球應用到初中化學實驗中，可以將抽象、復雜、難于理解的化學知識化為簡單、直觀的知識，從而提升教學效果。本文就氣球在初中化學實驗中的應用案例分析如下：

一 收集尾氣

在初中化學實驗中，常常會產生有毒氣體，如一氧化碳、二氧化硫等，如果不及時收集可能對環境和實驗操作者造成不利影響。采用氣球對這些有害尾氣進行收集，不僅可以避免其對空氣的污染，還可以變廢為寶，實現資源的再利用。在初中化學學習煉鐵一課中，用一氧化碳還原氧化鐵，首先通入一氧化碳將玻璃管中的空氣排凈，然后再繼續通入一氧化碳到試管冷卻。對于沒有參加反應的一氧化碳，在試驗裝置中設置一盞酒精燈，使一氧化碳燃燒，避免其對空氣造成污染，但一氧化碳燃燒產生的熱能散失，沒有得到有效的利用，造成能源浪費。通過對試驗進行改進，在導管后面加一個氣球，將沒有參加反應的一氧化碳進行收集，不僅能避免一氧化碳亂排放對空氣產生污染，還能將一氧化碳重新用于實驗，實現資源的再利用。

二 驗證性質

二氧化碳氣體與氫氧化鈉反應沒有明顯的實驗現象，給學生學習和掌握相關物質的性質帶來了困擾。若選擇氣球作為實驗器材，通過氣球在氣體下膨脹的性質，靈活設計實驗思路與方案，可以將抽象的知識變得直觀、具體，提高學生驗證物質性質的創新能力，培養學生的實證意識。在體積相同的集氣瓶中通入相同的二氧化碳，分別加入等體積的氫氧化鈉溶液和水，把注射器中的水和氫氧化鈉溶液壓入集氣瓶中，然后觀察氣球大小的變化，可以說明二氧化碳和氫氧化鈉在水的作用下確實發生了化學反應。

三 探究二氧化碳的密度

二氧化碳密度是二氧化碳氣體的物理性質，是運用排空氣收集氣體的重要依據。在化學教學中，往往通過天平稱量法和杠桿平衡法進行二氧化碳和空氣密度的比較，如果利用氣球的沉浮作用比較氣體的大小，能化繁為簡，活躍課堂氣氛，且會生動有趣。在燒杯底部放入紅色與藍色兩個氣球，紅色充滿空氣，藍色是二氧化碳，將集氣瓶中的二氧化碳傾入燒杯中，會發現裝有空氣的紅色氣球浮起來了，用手輕輕按壓該氣球，手松開氣球又上浮，這就說明二氧化碳密度比空氣大。

四 測定氧氣含量

對空氣中氧氣含量的測定，初中化學課本中典型的實驗就是通過紅磷燃燒進行測定。在紅磷燃燒實驗中，在其中設置密閉體系，觀察其液面升高的數值進行氧氣含量的粗略測定，測定結果的誤差較大，紅磷燃燒生成的五氧化二磷容易對空氣造成污染，不符合綠色化學的規定。如果在該實驗中使用氣球，不但現象明顯、操作簡單，還大大減小了實驗結果誤差，有利于保護環境。通過注射器讀數變化計算空氣中氧氣的含量，從量的角度引導學生，實現化學實驗從定性分析到定量計算的過渡。

五 改善實驗

初中化學課本中探求質量守恒定律，利用加熱的玻璃棒點燃錐形瓶內的白磷，通過燃燒白磷消耗氧氣，對前后物質質量進行對比，從而驗證質量守恒定律。由于該實驗燃燒白磷時放出的熱量會增大密閉體系中的氣壓，容易將膠塞沖開，導致實驗失敗，同時對實驗操作者的安全帶來隱患。將玻璃棒換成玻璃管，并在其上端系一個氣球，利用氣球的緩沖作用，錐形瓶的膠塞不易被沖開，確保了實驗的安全性和精確性。

六 提高裝置多用性

在密閉裝置體系中，由化學或物理變化引起的溫度變化、氣體吸收或放出，都會導致氣體壓強變化，改變氣球形狀大小。如在集氣瓶中設置甲乙兩個滴管、①②兩個小燒杯、一個氣球。（1）甲滴管中液體為過氧化氫，燒杯①中是固體二氧化錳，將兩者進行混合反應，可以看到氣球明顯變大，且不會恢復原樣，這就說明過氧化氫和二氧化錳兩者反應生成了氣體。（2）如果甲滴管中液體是水，燒杯①中放有生石灰，將兩者進行混合反應，可以看見氣球鼓起，但是一段時間后氣球恢復原狀，這就說明水與生石灰反應放出了熱量。（3）當甲滴管擠出的液體與燒杯①中的物質反應，使氣球鼓起且一段時間后恢復原狀；再將乙滴管液體擠出與燒杯②中物質進行反應，氣球鼓起且不恢復原狀，那么說明前者反應放出熱量，后者反應生成氣體。

七 結束語

我們生活中小小的氣球在初中化學實驗中竟然有如此作用，吸收尾氣、凈化環境；驗證物質性質、凸顯直觀；研究密度、提升課堂趣味性；測定含量，彰顯科學性；改善實驗、注重安全化；利用變形，呈現綜合化。氣球在初中化學實驗中的應用，激發了學生學習的興趣和積極性，培養了學生的思維能力和創新能力，使學生體驗化學學習的快樂，從而提升化學學習的質量與效果。

參考文獻

[1]鮑青.初中化學虛擬實驗的設計及應用研究[D].安徽師范大學，2013

[2]農金紅.氣球在初中物理實驗中的應用[J].新課程學習（中），2013（10）：124～125

〔責任編輯：林勁〕