“滴水生火”微型實(shí)驗(yàn)

摘 要：新課標(biāo)提出了五大化學(xué)核心素養(yǎng)，在此基礎(chǔ)上，改進(jìn)過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的“滴水生火”實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出微型、安全、易操作的微型改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)核心素養(yǎng);過(guò)氧化鈉;微型實(shí)驗(yàn)

一、研究背景

新課標(biāo)提出的化學(xué)核心素養(yǎng)有五大方面，包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”、“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”[1]。化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)學(xué)習(xí)化學(xué)、分析實(shí)驗(yàn)原理，遠(yuǎn)比直接由教師告訴學(xué)生知識(shí)點(diǎn)要更加符合新課標(biāo)要求的“變化觀念與平衡思想”和“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的化學(xué)核心素養(yǎng)。因此，中學(xué)化學(xué)的教學(xué)還是應(yīng)該以實(shí)驗(yàn)為主，讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)。

學(xué)生在學(xué)習(xí)鈉的重要化合物，講到過(guò)氧化鈉的性質(zhì)時(shí)多數(shù)老師會(huì)采用講解或者演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行“滴水生火”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)知過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)做供氧劑的用途，采取課堂學(xué)生實(shí)驗(yàn)的比較少，幾乎是教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)調(diào)查得知，教師之所以采取演示實(shí)驗(yàn)而非學(xué)生實(shí)驗(yàn)的原因有如下①過(guò)氧化鈉極易變質(zhì)，課堂學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)討論時(shí)間久，無(wú)法做出預(yù)期的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象。②過(guò)氧化鈉“滴水生火”這一著火實(shí)驗(yàn)在課堂上每位學(xué)生都做比較危險(xiǎn)。這樣的思路就不符合新課標(biāo)倡導(dǎo)的化學(xué)核心素養(yǎng)教學(xué)方法，為了改變這樣一種情況，作為化學(xué)人有責(zé)任將實(shí)驗(yàn)該改進(jìn)為安全的方法。

二、研究意義

金屬鈉在高一學(xué)生的眼中是一種比較神秘的物質(zhì)，在空氣中可以變成氧化鈉，加熱可以變成過(guò)氧化鈉，過(guò)氧化鈉在空氣中極易變質(zhì)。過(guò)氧化鈉是中學(xué)化學(xué)中的一個(gè)重要化合物，深受歷年高考的青睞，成為氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算考察的熱點(diǎn)物質(zhì)[2]。考察的主要是過(guò)氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)，與水、二氧化碳的反應(yīng)。高一新授課階段，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)相關(guān)知識(shí)，但元素化合物知識(shí)才開(kāi)始了解，沒(méi)有多少知識(shí)積累。課本上的過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)是選取的脫脂棉，包裹0.2克過(guò)氧化鈉，用水浸濕脫脂棉時(shí)很容易把水放多，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出不來(lái)[3]。因此改進(jìn)過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，與新課標(biāo)倡導(dǎo)的素養(yǎng)教育相契合。

三、實(shí)驗(yàn)研究

1.實(shí)驗(yàn)原理

過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)放出大量的熱量，并且會(huì)生成氧氣，可以滿足燃燒的條件，所以過(guò)氧化鈉滴水生火的實(shí)驗(yàn)是可以發(fā)生的。

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

但實(shí)際上，過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng)是分步進(jìn)行的，第一步是先生成過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫再受熱產(chǎn)生氧氣。這就是為什么在反應(yīng)中氧化劑是水，且在反應(yīng)中加入酚酞先變紅后顏色又會(huì)褪去的原因[4]。

2.實(shí)驗(yàn)用品

過(guò)氧化鈉，水，火柴，石棉網(wǎng)，藥匙，塑料滴管，燒杯，鑷子，衛(wèi)生紙（如圖1所示）

3.實(shí)驗(yàn)步驟

用塑料滴管滴一滴水在火柴頭上（水滴附在火柴頭上不會(huì)滲入，排除了書(shū)本上脫脂棉被水浸濕太嚴(yán)重，無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的顧慮），用藥匙取綠豆粒大小的過(guò)氧化鈉粉末放置于石棉網(wǎng)上，用鑷子捏住火柴蘸取石棉網(wǎng)上的過(guò)氧化鈉粉末，發(fā)現(xiàn)火柴迅速被點(diǎn)燃。且火勢(shì)較小，不會(huì)造成安全隱患（如圖2所示）。

四、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

①藥品用量少，節(jié)約藥品，符合目前倡導(dǎo)的微型實(shí)驗(yàn)。

②安全性高，火柴頭燃燒是一個(gè)小火苗。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)是用脫脂棉或者衛(wèi)生紙代替改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中的火柴（如圖3所示），火勢(shì)較大，若每位同學(xué)都做這一實(shí)驗(yàn)，存在有安全隱患，而且藥品用量比改進(jìn)實(shí)驗(yàn)多。

③裝置簡(jiǎn)單，便于攜帶，是實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的安全儀器。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的這一優(yōu)點(diǎn)讓每位學(xué)生都做這一個(gè)實(shí)驗(yàn)成為了可能。

④趣味性強(qiáng)，教師采用變魔術(shù)的方法點(diǎn)燃火柴，顛覆學(xué)生火柴只能夠使用火柴紙摩擦點(diǎn)燃的原有經(jīng)驗(yàn)，讓課堂變得生動(dòng)有趣。

五、結(jié)論

實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能是多樣的，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行教學(xué)不僅可以激發(fā)學(xué)生的興趣，更重要的是學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，這是課堂口頭教授不可達(dá)到的效果。新課標(biāo)提倡素養(yǎng)教育，我們要響應(yīng)號(hào)召，在學(xué)習(xí)教學(xué)的過(guò)程中不斷創(chuàng)新，研究出更適合學(xué)生進(jìn)行的化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，提高化學(xué)的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017：3-4.

[2]于小俊.過(guò)氧化鈉——高考實(shí)驗(yàn)題中永恒的亮點(diǎn)[J].化學(xué)教學(xué)，2008（04）：65-67.

[3]陳獻(xiàn)忠.滅火與點(diǎn)火——過(guò)氧化鈉教學(xué)案例[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2006（03）：26-27.

[4]顧曄.“過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)后滴加酚酞”實(shí)驗(yàn)在高中不同階段的教學(xué)功能挖掘[J].化學(xué)教學(xué)，2014（08）：42-45.

作者簡(jiǎn)介：董義婷（1993-08）女，漢族，河南鶴壁，應(yīng)屆教育碩士，碩士研究生，研究方向：化學(xué)教育