氧氣制取實驗素材的挖掘與創新

劉振中

（平涼市第七中學 甘肅 平涼 744000）

化學是以一門以實驗為基礎的學科。挖掘和創新實驗情景素材是優化實驗教學的有效“催化劑”。初中化學教科書中的化學實驗素材即教材中重要的實驗情景要素。本文以教材中“氧氣制取實驗”為例，進行對實驗素材的合理挖掘和科學創新，優化實驗教學探究，達到實驗情景素材與化學教學有效結合，提高教學質量。

一、高錳酸鉀制取氧氣實驗素材的挖掘與創新

1．素材挖掘

高錳酸鉀制取氧氣的實驗是人教版九年級化學新教材化學實驗素材中教師課堂要演示的實驗（教材第37 頁）， 也是學生8 個分組實驗探究活動之一 （教材第45 頁，如圖1）。但在學生分組實驗時存在很多問題：第一，實驗準備工作量較大，需要教師提前準備大試管、拉制玻璃彎管，對配制橡膠塞進行打孔。第二，實驗操作中儀器連接的接口較多，特別是玻璃管與橡膠塞封口處有時還需蠟封，操作麻煩，占用時間較長。第三，學生在實驗操作中往往不注重棉花的具體位置，要么堵塞導管、要么太靠中間，甚至遺忘放棉花。

2．素材創新

用具支試管代替大試管；用現成的“V”型玻璃彎管代替自制的圓角玻璃彎管；直接用橡膠管連接具支試管的支管和“V”型玻璃彎管；棉花放在具支試管的支管的前面（如圖2 所示）。

3．創新優勢

圖1

圖2

（1） 膠塞不需打孔，減輕了老師在準備學生實驗時大量的對塞子打孔和玻璃導管切割及對玻璃彎管的拉制的實驗工作量。

（2） 簡化了學生用乳膠管連接兩個玻璃彎管、玻璃管與橡膠塞連接的繁雜操作，同時安全，避免了玻璃儀器的損壞。

（3）實驗中將三處連接改為兩處連接，降低了裝置可能漏氣的環節，提高了裝置的氣密性，節省了實驗操作時間。

（4）強調棉花的放置位置，體現了棉花的作用，突出了本實驗中學生最容易出錯或遺忘的知識難點。

二、氯酸鉀制取氧氣實驗素材的挖掘與創新

1．素材挖掘

人教版九年級化學新教材上冊第39 頁提到：實驗室還可以通過加熱混有二氧化錳的氯酸鉀固體制取氧氣，二氧化錳在反應中也是催化劑，卻淡化了實驗裝置及其操作。大多數教師在教學中往往是將二氧化錳與氯酸鉀按一定比例混合加熱進行演示實驗，以突破實驗原理，激發學生的興趣。但存在的問題是不能有效地突破二氧化錳的催化作用和加熱溫度高低對實驗效果的影響。如果開展獨立對比實驗，操作比較麻煩，且受實驗時間的影響，拉開了實驗的可比性。

2．素材創新

實驗室里用氯酸鉀制取氧氣和探究二氧化錳催化作用的實驗中，反應的速率往往與加熱的溫度有關。因此， 只要控制加熱的溫度，就能控制反應的快慢。我們可采用“管中套管”的裝置模式（如圖3 所示），進行同時加熱。由于大小試管受熱溫度不同，就會產生不同的實驗效果。

圖3

在具支試管內裝入氯酸鉀，在小試管中裝入等量的氯酸鉀和二氧化錳混合物。經加熱，將a、b 處產生的氣體分別通過橡膠管通入水槽中，觀察水槽中氣泡冒出的快慢。本應a 處產生的氣體要比b 處產生的速度要快，但由于小試管中加入了催化劑，反而b 處產生氣體的速度快。就可以得出間接受熱的氯酸鉀和二氧化錳的混合物反應速率比直接受熱的氯酸鉀分解速率反而會更快，從而得出二氧化錳具有催化作用。

3．創新優勢

（1）縮短了課堂演示實驗時間，增大了課堂容量，提升了課堂教學效果。

（2）實驗結論更具有說服力，突破該反應中二氧化錳催化作用的知識難點。

（3）實驗現象明顯，易于比較，教學效果更直觀，提高了學生的探究興趣。

（4）在教學設計上將同一物質的不同性質簡化在一個裝置中完成，避免重復，既簡化了實驗操作，又使實驗對比性更強。

實踐證明，在化學實驗教學中，教師要善于利用和完善教材中的實驗素材， 合理挖掘教材隱藏素材，重視創新實驗情景教學，使課本知識鮮活生動，讓知識在更好的情景中被學生重新建構并獲得意義。這樣既突出化學學科教學的明顯特征，又營造了化學思維和化學創新的良好氛圍。對于激發學生學習興趣，降低知識建構難度，培養學生的探究能力大有裨益。

［1］姜遠桓，梁新民，李細華．具支試管的妙用［J］．實驗教學與儀器，2010，（09）

［2］景澤強．初中化學實驗教學指導書［M］．北京：教育科學出版社，2010