鐘素琴
摘? ?要:初中化學實驗操作是初中化學重要組成部分,每年教育局組織的初中化學實驗操作考試是衡量學生和檢驗教師的實驗教學質量的重要依據。本文從九年級化學學科人教版中常見實驗入手,分析其中的4類實驗,總結學生分組實驗和參加實驗考試過程中主要問題并提出相應改進策略。
關鍵詞:化學實驗;實驗操作;錯誤剖析
化學是一門以實驗為基礎的科學,初中是學生第一次接觸化學實驗。化學實驗操作的規范化在初中階段顯得至關重要,在九年級化學學科人教版中共有24個演示實驗,8個分組實驗。筆者將從中選取4種類型的基礎實驗進行實驗操作的常見錯誤剖析。
1? “固固加熱”法收集氣體——以“氧氣的高錳酸鉀實驗室制取與性質”為例
“固固加熱”法收集氣體在初中階段所應用的氣體有:高錳酸鉀制取氧氣、氧化銅和碳實驗室制取一氧化碳等。氧氣的高錳酸鉀實驗室制取與性質是初中階段最重要也是最常考查的實驗之一,主要培養學生學會氧氣氣體的實驗室制法裝置的安裝、制取方法、排水法收集氣體、氣密性檢驗及部分氧氣的性質。在學生分組實驗與實驗考查中,筆者發現了五類常見的操作問題,并對這些問題進行了詳細分析如下。
1.1? 儀器組裝問題
(1)直接連接玻璃管和膠皮管導致連接導管不牢固,費時費力,應先把玻璃管口用水潤濕,然后稍稍用力即可把玻璃管插入膠皮管。(2)直接將帶導管的橡膠管用力塞入容器導致試管破裂或手受傷或漏氣,應先左手拿著試管(靠近試管口部位),右手拿著橡皮管慢慢轉動著塞進試管口。(3)固定儀器時,先固定試管,再放酒精燈導致試管太高或太低,酒精燈試管底部接觸不到;應先放酒精燈,再固定試管,調節好試管位置。(4)固定試管時位置不對或操作不對,如從試管口直接伸入試管夾,試管口向上傾斜,試管夾夾在離試管口2/3左右的位置,導致加熱過程中水倒吸至試管底部,氣體收集不通暢;加熱時容易加熱試管夾,試管容易破裂等。應將試管底部慢慢伸入,試管夾夾住離試管口1/3的位置,且試管口向上傾斜。(5)試管清洗后直接用濕的手拿藥匙取高錳酸鉀,導致高錳酸鉀粘在試管璧上,高錳酸鉀容易散落,粘在手上以及后續加熱過程中受熱不均導致試管破裂。正確做法是:不能用剛清洗的試管,應取用潔凈干燥的試管,在平時教學中養成習慣,實驗結束后要將玻璃器皿清洗并倒置晾干,盡量不要使用沒有干燥的試管做高錳酸鉀制取氧氣的實驗。(6)固定鐵夾的固定器開口向下,導致鐵夾在固定器下方,無法保證鐵夾完全固定,容易脫落,而且固定器開關也朝下不好旋轉固定,應將固定器開口朝上。(7)試管口棉花太多(或太少)或棉花塞至試管里面超1/3,導致棉花太多或塞至太里面易堵住導管口,太少易使高錳酸鉀粉末飛濺至水槽,棉花應適量并塞在試管口。(8)發生裝置在右,收集裝置在左,導致操作不便,應將發生裝置放在左,收集裝置在右。
1.2? 氣體制取問題
(1)點燃火柴時慢慢滑動火柴,導致火柴點不著,應左手拿著火柴盒向并外傾斜45°,右手將火柴頭從上往下快速摩擦火柴盒側面。(2)加熱高錳酸鉀時,直接加熱或預熱方法不對,如畫圈預熱,用內焰預熱等導致試管預熱不均,應先用酒精燈左右來回預熱試管,再用外焰加熱試管。
1.3? 氣體收集問題
(1)收集氣體時,直接收集導致氣體收集不純,應等氣泡連續并均勻放出時再收集。(2)未集滿就將集氣瓶取出,或直接將集氣瓶取出后蓋住玻璃片,導致氣體沒有收集滿,氣體不純或氣體已經逸散。正確做法是:待觀察到集氣瓶口有大顆氣泡冒出時,將導管撤離,用玻璃片蓋住集氣瓶并連同玻璃片一起將集氣瓶取出,正放至桌面上。
1.4? 氣體檢驗問題
(1)檢驗木炭與氧氣燃燒時,選取大顆粒木炭,木炭加熱一會兒就塞進集氣瓶,或塞進集氣瓶前就將玻璃片完全打開,導致木炭無法燃燒。應將選取小顆粒木炭灼燒至紅熱,靠近集氣瓶時才將玻璃片打開小口(能將木炭放進去即可),然后快速伸入集氣瓶。(2)木炭燃燒后直接將玻璃片完全打開,再滴入石灰水,導致石灰水無明顯現象。正確做法是:燃燒后仍需用玻璃片蓋緊集氣瓶,滴入石灰水時玻璃片打開小口(能將石灰水滴進去即可),滴后蓋緊玻璃片,再用右手食指按在玻璃片上,其余手指握住瓶身振蕩。
1.5? 實驗臺整理問題
(1)收集完氣體先撤離酒精燈,再撤離導管口,或撤離完導管口后酒精燈持續加熱,導致水倒吸入試管且浪費酒精,應先撤離導管口,再撤離酒精燈。(2)實驗結束后,直接用手接觸試管底部,或直接用水沖洗試管導致被燙傷或試管破裂,水流急的情況下容易使高錳酸鉀飛濺出來。正確做法是:用手握住試管口,再將其取下,先將高錳酸鉀粉末倒至廢液缸,再清洗試管。
2? “固液不加熱”法收集氣體——以“二氧化碳的制取與性質”為例
“固液不加熱”法收集氣體在初中階段應用的氣體有CO2、O2、H2等。“二氧化碳的制取與性質”實驗是初中階段必做和必考的實驗之一,主要培養學生用大理石和鹽酸在不加熱的條件下,用排空氣法收集和檢驗氣體。根據學生分組實驗和會考實驗操作情況,筆者總結了兩類常見的操作問題,并對這些問題進行了詳細分析。
2.1? 儀器組裝問題
導管口較短處塞進導管,導致鹽酸和二氧化碳一起排出,氣體不純,無法進行后續石灰水的檢驗,應將導管口較短處塞進橡膠管略露出一點即可。
2.2? 氣體檢驗問題
(1)驗滿時,將小木條伸入集氣瓶內導致無法驗證是否收集滿氣體,應將燃著的小木條放在集氣瓶口。(2)將氣體通入紫色石蕊溶液時,紫色石蕊溶液過少,導管口在液面上方,導致紫色石蕊溶液不變色,應先倒入適量的紫色石蕊溶液(約2-4 mL),并將導管口插至液面下。(3)試管夾使用方法不對,如從試管口部套入或從試管側面套入,試管夾夾在試管中部等導致操作不便,試管容易破裂,不好加熱等,應從試管底部往上套至離試管口1/3處。(4)加熱時試管口對著人或豎直加熱上下,導致液體濺出傷人,所以試管口不能對著人,應傾斜60°角,左右晃動預熱,再用酒精燈的外焰固定加熱。
3? 溶液的配置——以“配置0.1%氯化鈉溶液”為例
溶液的配置主要是培養學生學會托盤天平和量筒的使用。以“配置0.1%氯化鈉溶液”為例,筆者總結了三類常見的操作問題,并對這些問題進行了詳細分析如下。
3.1? 天平使用問題
(1)沒有檢查天平是否平衡直接稱量或調節平衡操作不當,如沒有將游碼調至0刻度線就調節平衡螺母,直接用手使天平達到平衡就著急稱量,導致稱量不準確。應先將游碼調節至零刻度線,再調節平衡螺母,視線保持正對刻度線,刻度線至正中時天平達到平衡。(2)稱量藥品時,直接放在托盤上,導致藥品和托盤都遭到污染,應在托盤左右兩邊各放一張稱量紙(左邊的可以四邊對折,和中間對折),左邊放藥品。(3)稱量藥品時移動游碼,藥品一大勺一大勺的添加或在稱量過程中調節平衡螺母,導致稱量不準確或藥品過多,很難達到平衡。應先調節平衡螺母至零刻度線(稱量過程中不動),游碼至所需刻度線,再用藥匙緩慢添加藥品至天平保持平衡。
3.2? 量筒使用問題
(1)量取液體時,視線不在刻度線上,或直接倒液體至刻度線,或一開始就用滴管一點點添加液體,導致量取液體偏多或偏少或量取太慢。正確做法是:先傾倒液體至接近刻度線1-2 cm處,量筒放平,改用滴管滴至所需刻度線(視線與量筒內液體凹液面的最低處保持水平)。(2)不能直接將藥品倒至量筒中溶解,應將藥品和液體倒入小燒杯溶解。
3.3? 配置溶液問題
(1)攪拌時,玻璃棒與燒杯壁相碰發出較大聲響。應將玻璃棒貼著燒杯底部并沿順時針方向緩緩攪動,玻璃棒在攪拌過程中動作不要太大,盡量不要發出聲音。(2)沒有將配好的溶液先倒至試劑瓶,再將填寫相應的標簽貼上。
4? 物質的分離——以“粗鹽提純”為例
物質的分離主要培養學生利用過濾的操作將固液分離。以“粗鹽提純”為例,筆者總結了過濾操作的常見問題,具體分析如下。
(1)濾紙與漏斗之間有較多氣泡,導致過濾速度較慢,正確做法是:濾紙對折兩次以后(可在三層濾紙處將最底層撕掉一小部分),將濾紙和漏斗緊貼,可以用少量水潤濕。(2)沒有做到“二低三靠”:濾液沒有低于濾紙邊緣,濾紙沒有低于漏斗邊緣;玻璃棒沒有緊靠三層濾紙處,燒杯嘴未靠玻璃棒,漏斗下端未靠燒杯內壁,導致溶液渾濁,液滴倒灑或飛濺。正確做法是:濾液應低于濾紙邊緣,濾紙應低于漏斗邊緣;玻璃棒緊靠三層濾紙處,燒杯嘴緊靠玻璃棒,漏斗下端緊靠燒杯內壁。
總之,希望通過以上剖析,對教師的實驗教學有所借鑒,能讓學生在平時的實驗過程中,嚴謹對待每個實驗,養成注重細節,有耐心、講科學的好品質[ 2 ]。
參考文獻:
[1] 中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準(2011版)[S].北京:北京師范大學出版社,2012.
[2] 李在杰,張然功.中招理化生實驗操作考試化學題常見錯誤剖析[J].實驗教學與儀器,2018(12):78-80.