中學化學趣味實驗設計

張小玲

[摘? ? ? ? ? ?要]? 內容闡述了對化學趣味實驗設計的基本思想和設計，并敘述了趣味實驗的原理、操作步驟及裝置圖等，通過對過氧化鈉的性質演示實驗和氨水系列實驗兩個實驗的設計體現趣味實驗的優點，創設趣味實驗會使學生對課堂知識產生濃厚的興趣，從而激發學生的主動性和創新意識，使他們能發揮主觀能動性。因此在以后的教學中必須注重對舊有演示實驗進行趣味性改進，不依賴課本知識，要超越課本尋其趣味所在，達到拓展知識并激發學生興趣的目的。

[關? ? 鍵? ?詞]? 改進演示;超越教材;過氧化鈉性質;氨水實驗

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）16-0226-02

面對新世紀知識的飛速發展，課程改革也將進入一個新的階段。對化學而言，它是一門以實驗為基礎的自然科學。波義耳曾經說“只有實驗觀察才是形成科學思維的基礎”。我國著名化學家戴安邦也認為：實驗室是培養全面化學人才的最好場所。由此可知，化學實驗在化學教學中發揮著非常重要的作用，化學趣味實驗則是在教學實驗中不斷創新出來的，它在知識上超越了一般演示實驗，緊密融合于教學過程中，以教材中涉及的實驗為依托。

化學趣味實驗以其簡單的操作、有趣的現象、鮮明的特點，對充滿好奇心的職中學生有著極大的誘惑力。它也適宜這個年齡段學生的心理發展趨勢和認知能力，在化學興趣社團中得到了廣泛的應用。我們認為，趣味實驗的價值如果僅僅在興趣小組及課外活動中展現是遠遠不夠的。就其教學功能來說，把趣味實驗與教學過程聯系起來成為我們探究的目標。就此我也提出兩點對趣味實驗設計的認識。我認為在創設趣味實驗時可以有兩方面的思想：（1）依舊改新，即對原有演示實驗進行趣味性改進，以此來激發學生的實驗欲望，并充分發揮學生的邏輯思維能力、想象能力和創造性能力，達到更好的實驗效果。（2）超舊創新，也就是說在原有知識點的基礎上，超越課本尋其趣味所在。這樣既能激發學生的學習興趣，又能對知識有所拓新，這樣才可以使趣味實驗在教學中的應用變得更為有效。下面就是基于這兩種思想上對兩個實驗的設計。

一、實驗部分

（一）過氧化鈉性質反應的演示實驗設計

1.過氧化鈉與水的反應

（1）實驗用品：藥勺、棉花、Na2O2，粉末、熱水、一段鐵絲

（2）實驗原理：過氧化鈉與水的反應2Na2O2+2H2O？襒4NaOH+O2↑

（3）實驗裝置

（4）實驗步驟

①用疏松干凈的棉花將約0.2g的Na2O2粉末包住，把準備好的鐵絲折成小鉤，并把棉花掛在鐵絲上。

②在廣口瓶中倒入約占其體積的五分之一的熱水。

③將鐵絲另一端折成大鉤放入廣口瓶中，并將剛用鐵絲折好的大鉤掛在廣口瓶上。（注意：棉花接近水面即可）

（5）實驗現象：棉花所包的Na2O2粉末與H2O反應，并迅速達到棉花的著火點，同時棉花在氧氣的助燃下劇烈燃燒。

（6）實驗優點：所用實驗裝置簡單，所需藥品量少，反應可迅速進行。實驗簡單方便易于演示。

2.二氧化碳生成反應和過氧化鈉與二氧化碳反應的聯合

（1）實驗用品：鑷子、膠頭滴管（30ml分液漏斗）、蒸餾燒瓶、干燥管、U型管、鐵架臺、單孔橡皮塞、棉花、稀鹽酸（體積比約為1∶2）、大理石（碳酸氫鈉粉末）、過氧化鈉粉末。

（2）實驗原理：稀鹽酸與大理石反應生成二氧化碳（Ca2CO3-2HCl？襒CaCl+H2O+CO2↑）。

二氧化碳與過氧化鈉接觸反應，會散出大量的熱，同時會有高純度的氧氣產生。當干凈疏松的棉花達到著火點時，棉花在氧氣的助燃下劇烈燃燒起來。反應方程式為：CO2+Na2O2？襒Na2CO3+O2

（3）實驗裝置

（4）實驗步驟與現象

①按圖2所示將實驗裝置連接好，并檢查裝置的氣密性。

②在蒸餾燒瓶內先裝入大理石（或碳酸氫鈉粉末），再塞上帶分液漏斗的單孔橡皮塞，固定在鐵架臺上，在分液漏斗中裝入稀鹽酸，再用干凈棉花包住約0.2g的Na2O2粉末，最后將棉花團裝入圖2所示位置。

③將稀鹽酸慢慢滴下，即可觀察到蒸餾燒瓶的底部出現大量氣泡，隨后會看到棉花團開始并劇烈燃燒。

（5）注意事項

①要確保實驗裝置氣密性良好。

②用干凈棉花包的過氧化鈉粉末要適量，不宜過多，否則反應所放出的熱可能會使蒸餾燒瓶炸裂。

（6）實驗優點

①這樣的實驗可以使學生知識更加連貫，并且節省原料、藥品和實驗時間。

②過氧化鈉與二氧化碳在通常情況下就能劇烈反應，放熱的同時產生氧氣。操作簡單安全，反應耗時短。

③增強了實驗的趣味性，鞏固了知識點，并積極影響學生創新意識的產生。

（7）實驗啟示

在化學課堂教學過程中，化學實驗的地位非常重要，其作用是其他任何內容所無法取代的。實驗的直觀性，符合中學生的認知能力，實驗的效果更容易吸引學生。實驗是件嚴肅的事情，這樣更容易培養學生嚴謹的科學態度。還可以引導、激發學生去設計類似的連續實驗，來培養學生的思維能力、綜合分析實驗能力和解決實際問題的能力。老師要對學生加以適當的引導，使他們的思維步入正軌，并通過實驗得到正確的結論。例如：實驗室制取氯氣及氯氣性質實驗，鈉與水反應連續實驗設計，等等。總之，加強演示實驗的改進是一種很好教學方法。

（二）氨水系列實驗設計

我們通過課本學習，了解了氨氣的一般物理性質和化學性質。其中只是粗略地介紹了氮氣與氮化氫的反應和氨氣與氧氣的反應，為了使學生更加深刻地理解氨的性質，我們在學習課本的基礎上引進了兩個趣味性實驗。

1.煙花飛舞

（1）實驗原理

利用了復氨與氧氣的反應。氨與氧氣在加熱和三氧化二鉻粉末催化的情況下會發生反應，在反應時發出熱量并生成一氧化氮氣體，反應進行得比較劇烈并迸出火花。反應方程式為：4NH3+5O2？襒6H2O+4NO↑+熱量

（2）實驗步驟

①將氨水倒進玻璃瓶中，攪動玻璃瓶使氨水濕潤全部內壁，然后把多余的氨水倒出，迅速把瓶子蓋好。

②在燃燒匙中放入Cr2O3，在酒精燈上灼燒，趁熱把燃燒匙伸入充滿氨和空氣的大瓶中，將Cr2O3從燃燒匙上撤出。

③在發生反應過程中，始終保持瓶子蓋好。

（3）實驗現象

當灼熱的Cr2O3粉末與瓶壁接觸到，即會發生比較劇烈的反應，瓶子里火花四濺，旋轉飛舞。

（4）實驗說明

此實驗反應現象鮮明、操作易行簡單。便于在課堂教學中進行演示，使學生直觀認識氨與氧氣的反應過程，可以加深對知識的認識。實驗同時有缺點，為了操作簡單，顯然沒有處理好環境污染問題，所以反應后要立即將玻璃杯倒置于水槽中，以免反應生成NO2并污染空氣。

2.空杯生煙

（1）實驗原理

氨水揮發出的NH3與鹽酸揮發出的HCl化合生成了微小的NH4Cl晶體，以煙霧的形式存在。反應方程式為：NH3+HC？襒NH4Cl。

（2）實驗步驟及現象

取兩只干燥潔凈的玻璃杯，在其中一只中滴入幾滴濃鹽酸，在另一只中滴入幾滴濃氨水，輕輕轉動杯子，使液滴把杯壁沾濕，隨即用玻璃片蓋上，把濃氨水的杯子倒置在濃鹽酸的杯子上，抽去玻璃片，逐漸就能看到杯子中出現白煙。

（3）實驗優點

實驗演示起來，操作簡單易行，實驗現象比較明顯，能夠吸引學生的注意，使學生對化學產生濃厚興趣，如教學中讓學生親自動手，會使他們對知識的理解更加深刻。

（4）實驗的研究與討論

通過以上的NH3系列實驗，我們可以全面認識到氨的有關性質。這些實驗的創設貴在引導學生發現問題、解決問題，培養學生面對問題的思維方式。啟發學生在學習過程中，超越課本知識，探究某個知識點的全面認識。這樣可以激發學生通過不同的途徑收集與課本知識相關的科學資料，并做些趣味性發明創造。

二、結語

實踐證明，趣味化學實驗的設計一定要遵循趣味性、注重原理性、保證安全性的原則，使學生在牢牢掌握實驗原理的前提下，被豐富多彩的化學世界所吸引，從而樹立他們熱愛化學學科的專業思想。在化學教學改革中，既要遵循“教師為主導，學生為和體”的教學規律，又要不斷加強化學實驗教學的改革，由過去的演示實驗驗證，逐漸引向學生自行進行實驗設計，對實驗進行獨立探究，來激發學生對學習、實驗的興趣，培養學生面對問題解決問題的能力。

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編輯 曾彥慧