對高中課本元素化合物實驗的改進

章明

中學化學學習離不開化學實驗，特別是對元素化合物知識的學習，物質的性質需要在實驗中總結獲取。學生對化學實驗有濃厚的興趣，實驗能夠培養學生的科學探究能力、創新能力、動手能力，通過做實驗滿足學生的好奇心，增強學生的求知欲，豐富學生的學習生活，促進學生全面發展。然而在中學課本上有些實驗的實驗效果并不太理想，主要體現在實驗現象不明顯或者得不到預期的實驗現象，這對學生的學生產生了一定程度的干擾，因此怎樣對實驗進行改進，怎樣使實驗操作簡單，實驗現象又明顯成為每個中學老師都在思考的問題。筆者對課本上的幾個實驗進行了改進，并且取得了一定的實驗效果。

一、鈉在空氣中燃燒實驗的改進

鈉在空氣中燃燒的實驗重難點是讓學生觀察到整個實驗過程中的實驗現象，人教版高中化學必修一第三章第一節“鈉”的化學性質實驗3-2，是將一小塊鈉放在坩堝里加熱觀察現象的。但用坩堝進行實驗有以下缺點：（1）實驗現象能見度小，學生要從坩堝口往坩堝內部看，才能看到鈉燃燒的火焰，作為演示實驗不利于學生觀察；（2）燃燒后有黑色固體殘留在坩堝底部，影響學生觀察產物的顏色；（3）實驗結束后附在坩堝底部的黑色物質較多，難于清洗，并且坩堝易破裂，重復利用率低，損耗大。鑒于以上缺點，筆者通過反復試驗，不斷探究，利用硬質玻璃管作為實驗儀器，將已用濾紙吸干煤油的一小塊金屬鈉放到硬質玻璃管的一端加熱，整個過程中依次看到的現象為：金屬鈉先熔化成小球，隨即開始燃燒，并發出黃色火焰，最后得到淡黃色固體。實驗過程中現象明顯，能見度大，便于學生觀察整個實驗過程，效果較好。但實驗結束后，發現由于溫度過高，硬質玻璃管會有裂痕，為了不損壞硬質玻璃管，實驗需要繼續改進，為了隔熱，我想到了熔點比較高的氧化鋁，利用鋁箔表面的氧化鋁，在硬質玻璃管的一端放一小塊鋁箔，再將一小塊鈉放在鋁箔上加熱，這樣就保護了硬質玻璃管，而且實驗現象非常明顯，有利于學生觀察和學習。本實驗還有一個優點，本實驗中鈉燃燒后可清楚看到淡黃色的產物過氧化鈉，由于生成的過氧化鈉較純凈，可以在本實驗的基礎上補充過氧化鈉與水的反應，操作為：取出鋁箔，在鋁箔上的過氧化鈉上直接覆蓋少許脫脂棉，再用膠頭滴管滴一兩滴水，可以看到脫脂棉著火，這助于學生對“鈉的化合物”知識的學習。

二、氧化鋁性質實驗的改進

人教版高中化學必修一第三章第二節“鋁的重要化合物”中在講“氧化鋁”的性質時在課本上并沒有給出實驗，而是直接給出氧化鋁能溶于強酸或強堿溶液中，這樣不利于學生對氧化鋁性質的理解和學習，因此許多教師在上這節課時都增加了演示實驗或學生分組實驗，查閱資料得知教師給出的演示實驗基本都為：先用毛刷實驗制氧化鋁，然后讓學生取毛刷實驗中的氧化鋁分別加入到稀鹽酸和氫氧化鈉中，觀察實驗現象，這樣實驗現象明顯，但課前要制備氧化鋁比較麻煩，并且毛刷實驗制得的氧化鋁量較少，不利于學生分組實驗。其實對于氧化鋁性質的學習，可以引導學生自己設計實驗，讓學生通過鋁的化學性質猜測氧化鋁可能的性質，然后利用鋁箔表面的氧化鋁做實驗，方案為：在2支試管里分別加入5mL鹽酸和5mLNaOH溶液，再分別放入一小段鋁片，現象為鋁片表面開始無氣泡產生后有氣泡產生，引導學生思考原因從而得出氧化鋁的性質。這樣讓學生根據已有知識推測性質，再親手實驗驗證，能增強學生的成就感，并且此實驗操作簡單，現象明顯。

三、噴泉實驗的改進

人教版高中化學必修一第四章第四節“氨的性質實驗”4-8采用傳統裝置：圓底燒瓶、雙孔膠塞、膠頭滴管和橡膠導管。在圓底燒瓶中收集滿氨氣氣體倒置，膠頭滴管中蓄滿水，橡膠導管插入盛滿水的燒杯中。演示時，擠壓膠頭滴管，噴出水柱，氣體大量溶解，導致燒瓶中壓強迅速減小，燒杯中的水被大氣壓壓入燒瓶中，形成噴泉。

該裝置有一缺陷，膠頭滴管雖已蓄滿水，但倒置后一部分水進入了膠頭中，滴管中沒有充滿水，擠壓時經常出現擠不出水的現象，導致整個實驗的失敗，大大降低了實驗的成功率。因此查閱資料查找對這個實驗的改進：用一個5ml的注射器來代替膠頭滴管，實驗前將注射器注滿水，實驗時推動注射器柱塞，百分百能噴出水柱。5ml的注射器與膠頭滴管粗細大小相似，不影響原實驗裝置的效果，提高了實驗的成功率。但改進后的裝置操作仍然較繁，首先要收集氨氣，還要打雙孔膠塞，而且實驗室也不一定有5ml的注射器，因此還要進一步對實驗操作進行改進，我從實驗室快速制氨氣的實驗中受到啟發，直接在圓底燒瓶中加少量濃氨水，加熱圓底燒瓶，收集滿后立即用單孔橡膠塞堵住瓶口，關閉橡膠導管上止水夾，再將圓底燒瓶倒置，橡膠導管插入盛滿水的燒杯中，然后打開止水夾，利用熱脹冷縮原理，形成噴泉。這樣改進后操作簡單，成功率高。

通過對課本“鈉在空氣中燃燒實驗、氧化鋁性質實驗和噴泉實驗的改進”，讓學生更清楚地觀察到了整個實驗過程中的實驗現象，也培養了學生探究創新的意識，讓學生知道課本上的知識特別是實驗也有一定的缺陷，需要我們積極思考和改進，而不是一味盲目地相信課本。