改進實驗裝置提升課堂效率

趙彥青

摘 要：有幸觀摩了2016年山東省化學德育優質課評選，對青島選手崔琳老師的一節課印象頗深，整節課設計如同一部史記電影，以水分子為主角，闡述了水分子的一生，從序言、前世、今生到后記，貫穿《水分子的變化》一節內容，充分展示了元素守恒、物質不滅的主題。設計新穎，形式多樣，令與會老師耳目一新。但美中不足的是，在水電解的學生實驗中，由于學生操作不熟練，實驗時間過長，實驗結果不理想，致使課堂略顯拖沓。

關鍵詞：創新；電解；實驗

水的電解實驗是現行中學化學課本中一個重要的啟蒙實驗。通過水的電解實驗及對實驗現象的觀察、分析和討論，說明水是由氫、氧兩種元素組成的。做好該實驗，有利于培養學生學習化學的興趣，有利于學生認識構成物質的微粒（原子、分子）之間的關系，有利于學生理解化學反應的實質和質量守恒定律，因此，做好此實驗就顯得十分重要了。而實驗室電解水的常用裝置是“霍夫曼電解器”，用它電解水所得的氫氣和氧氣的體積比為2∶1，用以證明水的組成是較理想的。筆者調查得知，各地區的實驗器材配備不盡相同，但氣體的收集及驗證操作方式幾乎相同。如下圖的三種水電解器，電解時間長，產生的氣體少，而且都需要用手指將玻璃球水平向一側擠壓，氣體排出的同時進行檢驗。對于剛剛接觸化學、剛剛學會幾個基本實驗操作的學生來說，這一操作很難完美配合，往往還沒來得及檢驗，氣體已經逸出，實驗失敗。由于時間關系，教師不可能讓學生重復實驗，致使很多實驗失敗的學生懊惱不已。

基于以上裝置的缺點，筆者結合自身教學經驗，在學校化學組老師們的幫助下，將原有實驗器材進行改進，以保證學生簡便收集氣體，安全簡便地進行檢驗，以充分體現新課標的要求。現介紹其裝配及使用的改進方法。

改進方法：

1.配制電解液：配制10%的氫氧化鈉溶液或1∶4的稀硫酸。

2.選擇合適電源：經測定，用12 V至24 V電壓，20至30秒即可產生20 mL氫氣，且體積比剛好為2∶1。利用廢舊電車的一節鋰電池，電解速度比學生電源快得多。

3.取下玻璃管兩端的橡膠導管及玻璃尖嘴，分別安裝上乳膠頭。

使用方法：

閉合電路，當產生氣體較快的試管液面到達10 mL時即斷開電路，用注射器針頭插入膠頭內吸取氣體進行檢驗，盡可能多地抽取氣體，盡量不要把水吸入針筒。

負極氣體的檢驗：將抽取氣體后的針頭直接放在酒精燈火焰上，緩慢推動注射器活塞，當針頭出現火焰時立即離開酒精燈繼續推動注射器活塞觀察現象。這時，淡藍色的火焰清晰可見，在火焰的上方罩上干燥冷的燒杯，燒杯內壁出現水霧。

正極產生氣體檢驗：將抽取氣體后的針頭朝上，把帶火星的木條放在針頭正上方，緩慢推動注射器活塞，觀察到帶火星的木條復燃。

實驗效果：改進后實驗效果明顯，氣體收集、檢驗都很方便，結果都非常準確，實驗很安全，實驗成功率極大。這樣既提高了學生的學習興趣，又培養了學生的實驗技能和創新能力。

化學實驗是化學的基礎。初中化學老師帶領學生進行化學實驗課程教育，既可以提高學生深刻領會化學知識的能力，又可以強化學生的邏輯思考能力。為了達到這個目的，初中化學老師不能局限于化學課堂，要努力改進化學實驗，力爭做到實驗時間短，操作簡便，現象明顯，讓化學課堂錦上添花。

參考文獻：

任有良，張國春，陳助國.一種簡易水電解器[J].化學教學，2014（6）.