探究《火柴梗組成元素》的實驗改進創新

摘 要：初中化學教材中的實驗，大多數是專家經過千錘百煉，反復論證后編入課本中的，相當具有權威性，但也難免會有一些實驗，從觀察性、操作性、安全性等還有必要改進和創新。我們還是更多地應該關注如何用一些替代品來完成本來無條件完成的實驗，使得操作簡便安全省時，現象明顯，讓學生輕易正確得出結論，更容易激發學生的學習興趣。

關鍵詞：探究實驗;火柴梗;組成元素

1 原文背景

黔東南九年級化學教材使用的是（北京仁愛版）。在教材中有一個請你嘗試的實驗：《火柴梗的加熱 》通過觀察試管中物質的變化讓學生得出組成火柴梗的元素。實驗現象有液體和黑色物質，學生就提出問題這個液體就是“水”嗎？黑色固體就是“碳”嗎？針對這些疑問，我們對實驗及實驗裝置進行改進研究。通過查閱資料，初中證明水的存在可以用（無水硫酸銅），碳和氧氣反應生成二氧化碳可以用（澄清石灰水）。

通過改進，可以通過具體的實驗現象知道產生了哪些物質，學生通過分析這些物質可以推斷出火柴梗中究竟有哪些元素，提高了探究實驗的科學性和嚴謹的探究態度。科學探究一般過程包括提出問題，提出假設，設計探究實驗，進行實驗，解釋結論，交流與應用。

提出問題：小木條、枯樹葉、紙片這些常見的物質中含有哪些元素？老師說這些物質燃燒后有水和二氧化碳生成，怎么證明啊？

提出假設：小木條、枯樹葉、紙片這些常見的物質中含有碳、氫、氧元素。

設計探究實驗：

查資料，水是由氫和氧組成的。二氧化碳是由碳和氧組成的。水是液體，但是液體是水就不一定對，怎么證明這些物質隔絕空氣加熱生成的液體中有水（查資料：白色無水硫酸銅遇水生成藍色五水硫酸銅，可以證明水的存在）。證明二氧化碳只需要澄清石灰水就可以了。

設計實驗：把探究物質（小木條、枯樹葉、紙片分別）放入隔絕空氣的硬質試管中加熱，用無水硫酸銅來檢驗是否有水生成。用澄清石灰水來檢驗是否有二氧化碳生成，探究實驗裝置如圖1。

進行實驗：

1）組裝儀器，放入探究材料，隔絕空氣用酒精燈給小木條等加熱，讓產生的液體與無水硫酸銅接觸：（現象：白色粉末變藍色）。

2）然后用氧氣發生裝置供氧氣，把產生的氣體通入澄清石灰水（現象：澄清石灰水變渾濁）

解釋結論：

隔絕空氣加熱產生的液體能夠使白色的無水硫酸銅變成藍色，證明這些物質“干餾”有水生成，當提供氧氣，黑色物質與氧氣反應生成二氧化碳，使澄清石灰水變渾濁。

交流與應用：小木條、枯樹葉、紙片分別隔絕空氣“干餾”有水生成（水由氫、氧元素組成）根據質量守恒定律，證明它們組成中有氫、氧元素，當提供氧氣，黑色物質燃燒產生的氣體能夠使澄清石灰水變渾濁證明氣體為二氧化碳（因為提供的是氧氣，產物是二氧化碳）根據質量守恒定律，證明黑色物質為碳元素組成。

2 探究實驗裝置圖

3 探究實驗儀器或特點及用途

特點：本教具利用學生已有的化學知識（二氧化碳氣體與石灰水變渾濁、白色無水硫酸銅遇水變藍）來探究火柴梗、枯樹葉、紙片中組成元素的問題。通過改進，可以通過具體的實驗現象知道產生了哪些物質，學生通過分析這些物質可以推斷出火柴梗中究竟有哪些元素，提高了探究實驗的科學性和嚴謹的探究態度。

3.1 制作材料

1）教具制作：鐵架臺、硬質試管、橡膠塞、玻璃導管、乳膠管、塑料瓶（礦泉水瓶）、用完的圓珠筆芯、醫用點滴管、酒精燈、石棉網燈罩。

2）探究用藥品及材料：過氧化氫溶液5%、二氧化錳、無水硫酸銅、澄清石灰水、小木條、枯樹葉、紙張等

3.2 制作方法

1）彎制玻璃管，并配好橡膠塞。如圖2

2）取用完油墨的圓珠筆芯兩只、兩個大小一樣的塑料瓶、兩個合適的橡膠塞;制作氧氣發生裝置。

3）組裝探究實驗裝置。

3.3 使用方法

在學習到物質組成的奧秘的專題時，學生對水（H2O）二氧化碳（CO2）氧氣（O2）的組成元素已經知曉。黔東南九年級化學使用的是（北京仁愛版）化學：單元2 組成物質的元素，教材中安排了火柴梗的加熱，但是通過實驗不能夠說明究竟產生哪些物質。通過自制教具的改進，可以通過（①二氧化碳遇澄清石灰水變渾濁②無水硫酸銅遇水變藍等）具體的實驗現象知道產生了哪些物質，學生通過分析這些物質可以推斷出火柴梗中究竟有哪些元素，可能含有哪些元素。提高了探究實驗的科學性和嚴謹的探究態度。

1）將本教具組裝好，放上藥品。

2）點燃酒精燈給小木條等探究材料加熱，觀察實驗現象，很快產生的水會使無水硫酸銅變藍。

3）然后緩慢的通入氧氣，讓探究材料遇氧氣發生反應，利用澄清石灰水檢驗二氧化碳，石灰水變渾濁。

開展探究性的學習，提高學生的科學素養，激發學生學習化學的興趣，幫助學生了解科學探究的基本過程和方法，培養學生科學的創新意識、創新精神和創新能力，使他們想創新、敢創新、會創新，是我們每個化學教師的責任。本實驗在開展過程中得到了我州化學高級教師田忠忠老師的細心指導，在此一并表示由衷感謝。

參考文獻

[1]甘一.“燃燒的條件”實驗裝置改進[J].中學化學教學參考，2015年23期.

[2]邵貝貝.單片機嵌入式應用的在線開發方法[M].北京：清華大學出版社，2005.

作者簡介

潘家賢（1987-），男，苗族，貴州黃平，中學中級，大學本科，凱里市旁海中學，研究方向：初中化學教育。