淺析化學(xué)反應(yīng)中能量變化和碘升華的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

田曉麗

摘 要：化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教育教學(xué)的一種最有效的形式。針對(duì)現(xiàn)在的教學(xué)教材內(nèi)容中的能量變化的吸熱實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行了一些改進(jìn)，力求實(shí)驗(yàn)操作簡單，現(xiàn)象直觀，更具說服力。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教科書；能量變化；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

一、能量變化的實(shí)驗(yàn)

1.教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及問題

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書2009年6月湖北第一次印刷化學(xué)必修（2）第34頁吸熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的目的，是通過觀察玻璃片上的水是否結(jié)冰使玻璃片與小燒杯粘在一起來判斷氫氧化鋇晶體與氯化氨晶體的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識(shí)和感受化學(xué)能與熱能在互相轉(zhuǎn)化中能量的變化，加深對(duì)吸熱反應(yīng)的理解。但在實(shí)際操作中卻存在一些問題：該實(shí)驗(yàn)受環(huán)境影響較大，在南方講授該內(nèi)容時(shí)教室溫度還很高，實(shí)驗(yàn)時(shí)玻璃片上的水基本不能結(jié)冰，在有風(fēng)的環(huán)境下實(shí)驗(yàn)也很難成功。另外，在玻璃片與小燒杯之間加入水滴后在表面張力和大氣壓強(qiáng)的作用下玻璃片與燒杯也能粘在一起，也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

2.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

（1）配制濃度為0.01%的蔗糖溶液（加入少量蔗糖目的是獲得晶核），為了便于學(xué)生觀看，可向其中加入1～2滴品紅溶液，使溶液呈淡紅色。

（2）取一支15×10小試管滴加上述溶液1～2ml。

稱取20 g氫氧化鋇固體和10 g氯化銨晶體（如室溫較高，可把用量各增加一倍）放入50 ml小燒杯中用玻棒迅速攪拌，并將上述加入蔗糖溶液的小試管插到混合物中間，再在混合物中插入一支溫度計(jì)，可以看到混合物迅速降溫至-10℃左右（如降溫稍慢可向混合物中滴加少量蒸餾水再進(jìn)行攪拌），過5～6分鐘拿出小試管可以看到小試管中的水已凝結(jié)成冰，效果非常明顯。

3.改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)

改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，不僅適用于演示實(shí)驗(yàn)，也適合學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象明顯，學(xué)生真切地看到了試管中的水變成了冰，印象深刻，操作簡單，極大地提高了實(shí)驗(yàn)的成功率。

二、碘升華的實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)中存在的問題

升華是指物質(zhì)由于溫差太大，從固態(tài)不經(jīng)液態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的相變過程。教科書上的實(shí)驗(yàn)是在小燒杯里加入少量的碘，用一個(gè)表面皿蓋在小燒杯上，將小燒杯放在石棉網(wǎng)上加熱。問題是在加熱的過程中會(huì)有大量紫色的碘蒸氣從小燒杯口逸出，碘蒸氣有刺激性氣味，具有一定的腐蝕性和毒性。實(shí)驗(yàn)過程中還會(huì)出現(xiàn)熔融的碘單質(zhì)，結(jié)束后燒杯底部有黑色固體殘留，不利于學(xué)生對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的理解。

2.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

（1）準(zhǔn)備15×15，10×10兩個(gè)大小試管，將小試管裝滿涼水后在試管口套上一個(gè)滴頭。

（2）在大試管中放入極少量的細(xì)碎碘固體，把小試管裝入大試管中，膠頭會(huì)卡在大試管口上，起到密封作用，用鐵架臺(tái)或試管夾固定好。

（3）用酒精燈給大試管持續(xù)加熱，可看到很快有紫色的氣體出現(xiàn)并很快有紫黑色的閃亮晶體凝固在小試管底部。

3.改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)

本實(shí)驗(yàn)由于碘用量少，酒精燈火焰溫度高，碘在溫度達(dá)到熔點(diǎn)前全部升華為碘蒸氣，小試管中的涼水可以使碘蒸氣快速凝結(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后大試管底部無任何黑色殘留，碘晶體全都凝固在小試管底部。學(xué)生比較容易理解這個(gè)內(nèi)容。整個(gè)實(shí)驗(yàn)用時(shí)短，效果明顯，產(chǎn)物便于再利用，密閉性強(qiáng)，大大減少了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)環(huán)境和學(xué)生造成的危害。endprint