通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

摘 要：鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)之一。利用J形管玻璃管組裝實(shí)驗(yàn)裝置演示鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，并用繞成螺旋狀的銅絲添加金屬鈉，方便收集較純凈的氣體。既可以在尖嘴部分點(diǎn)燃?xì)錃猓挚梢源捣试砼菰邳c(diǎn)燃驗(yàn)證氫氣。實(shí)踐證明該使用該裝置操作方便，安全環(huán)保；原理簡(jiǎn)單易懂，學(xué)生容易接受；能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。

關(guān)鍵詞：鈉與水反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì) J形管玻璃管

【中圖分類號(hào)】G 633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1005-8877（2019）08-0181-02

1.問(wèn)題的提出

化學(xué)知識(shí)的積累與創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)離不開(kāi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不但能夠有效提升學(xué)生的動(dòng)手意識(shí)與能力，同時(shí)還可以幫助學(xué)生建立不斷完善的探究精神和創(chuàng)新意識(shí)。鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)之一。蘇教版教材化學(xué)1中的鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)描述為：“向一只盛有水的小燒杯中滴加幾滴酚酞溶液，然后投入一小塊（約綠豆粒般大小）金屬鈉，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。”在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)是：裝置簡(jiǎn)單，操作方便，能很清楚觀察到鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。不足之處是：不能收集產(chǎn)生的氣體，不能檢驗(yàn)產(chǎn)生氣體的成分。經(jīng)過(guò)查閱資料，反復(fù)試驗(yàn)，多次改進(jìn)，最后設(shè)計(jì)了一套新的實(shí)驗(yàn)裝置，使得該實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯、安全環(huán)保，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。

2.實(shí)驗(yàn)器材和藥品

實(shí)驗(yàn)器材和藥品：U形玻璃管（20mm×200mm）、單孔膠塞、尖嘴玻璃導(dǎo)管（長(zhǎng)約5cm）、橡膠帽（可以用水筆替芯筆頭膠帽），帶鐵夾的鐵架臺(tái)、小燒杯、膠管（長(zhǎng)約5cm）、膠頭滴管、鑷子、小刀、玻璃片、濾紙、銅絲（直徑約1 mm）、金屬鈉等。

3.實(shí)驗(yàn)裝置

用玻璃管切割器將U形玻璃管的一側(cè)截掉大約50%（10cm左右），制成J型玻璃管，在酒精噴燈上把斷口燒圓以去除鋒利的棱角。

將一根銅絲在玻璃棒上繞10圈左右，然后將最后兩圈處理的更細(xì)些，再留約30cm作為手柄，制成一個(gè)添加金屬鈉工具，如圖1。

圖1 繞成螺旋狀的銅絲添加金屬鈉工具

實(shí)驗(yàn)裝置如圖2、圖3、圖4。

圖2 鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置 圖3 鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置 圖4 鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置

4.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）將尖嘴玻璃導(dǎo)管用水潤(rùn)濕插入單孔塞中，尖嘴朝外，膠塞細(xì)端玻璃管沒(méi)入膠塞約2 mm，避免收集氣體時(shí)殘留空氣。

（2）在J型玻璃管短端塞好帶尖嘴玻璃導(dǎo)管的膠塞。從J型玻璃管長(zhǎng)端加水至尖嘴玻璃導(dǎo)管剛有少量水流出，此時(shí)J型玻璃管長(zhǎng)端液面和尖嘴在同一水平線上或稍微高過(guò)一點(diǎn)。塞好尖嘴玻璃導(dǎo)管的小膠帽。

（3）用小刀切一塊約綠豆粒大的金屬鈉，用鑷子夾住塞入繞成螺旋狀的銅絲添加金屬鈉工具的螺旋中，傾斜J型玻璃管，從長(zhǎng)端加入金屬鈉，注意使金屬鈉位于J型玻璃管短端。

（4）手持該裝置走到學(xué)生身邊展示給學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這樣就能夠使全體學(xué)生都能近距離觀察到該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（5）反應(yīng)完畢后向J型玻璃管長(zhǎng)端滴入酚酞溶液，稍微晃動(dòng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證有堿性物質(zhì)生成。

（6）打開(kāi)小膠帽，迅速用火柴點(diǎn)燃尖嘴玻璃導(dǎo)管處氣體，能觀察到氫氣安靜燃燒。

（7）或者在尖嘴玻璃管處連接一小節(jié)膠管，橡膠管中滴加兩滴肥皂水，吹出泡后再點(diǎn)燃檢驗(yàn)氫氣。

5.新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

（1）儀器簡(jiǎn)單，操作方便

實(shí)驗(yàn)裝置所用器材簡(jiǎn)單易得，易于加工，容易被學(xué)生理解。操作方便，實(shí)驗(yàn)成功率高。

（2）安全性高

新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中，鈉與水反應(yīng)在J型玻璃管中進(jìn)行，收集到的氫氣是純凈的。J型玻璃管一端封閉，另一端是開(kāi)口的，隨著產(chǎn)生氣體的增多，J型玻璃管短端液面下降，長(zhǎng)端液面上升，點(diǎn)燃?xì)錃鈺r(shí)，由于J型玻璃管兩端有液面差，空氣不會(huì)進(jìn)入J型玻璃管短端和氫氣混合，所以沒(méi)有危險(xiǎn)，安全性高。

（3）改進(jìn)方案通過(guò)一次實(shí)驗(yàn)既可以看到鈉浮在水面，四處游動(dòng)的現(xiàn)象，推出鈉的密度比水小的結(jié)論，又能通過(guò)點(diǎn)燃法驗(yàn)證生成的氣體是氫氣。

（4）該裝置做好后可反復(fù)使用，可以點(diǎn)燃?xì)錃夂螅俅翁砑咏饘兮c再做吹肥皂泡旳實(shí)驗(yàn)。

（5）能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。

參考文獻(xiàn)

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