微型化實驗

王秀珍

摘要：針對初中化學溶液導電性實驗存在的不足，經過平時的多次實驗，利用身邊的物質對該實驗進行微型化改進。改進后的裝置實驗效果明顯，操作簡便，還可以作為安全的課外實驗探究活動裝置。

關鍵詞：物質導電性;微型化實驗

問題提出

新課標人教版九年級化學下冊第十單元課題1《常見的酸和堿》中的溶液導電性實驗，可以讓學生知道常見酸、堿溶液導電的原因，從而推導出酸、堿化學性質相似的根本原因。該實驗融合了物理、化學兩門學科的知識，有利于培養學生的實驗操作能力以及理科學習思維，但是由于裝置復雜、操作麻煩、藥品用量大、花費時間多等問題使得多數教師不愿意在課堂上演示，從而讓學生錯失一次很好的學習機會。針對此現象，筆者利用生活中的物質對書本上的實驗進行了微型化改進，下面做具體介紹。

二、書本實驗簡單介紹

人教版義務教育教科書化學九年級下冊第 57 頁（實驗 10-7）如圖 l 所示，分別試驗鹽酸、硫酸、氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液、蒸餾水和乙醇的導電性。

實驗器材有學生電源，導線、電極、燒杯、小燈泡等，實驗原理是物理學的電學知識，少數學校可能沒有該套設備，使得這一實驗無法演示。

三、我的實驗改進

1.實驗器材

LED燈（如圖2），銅絲，牙簽，裝奶片的塑料片（如圖3），膠頭滴管，燒杯等。

LED燈是由三顆紐扣電池、塑料底座、小燈泡、小金屬片組成的，現將小金屬片換成兩根銅絲，分別連接著紐扣電池和小燈泡，然后取牙簽中段粘貼在兩根銅絲的塑料外皮上，以防銅絲末端相互接觸。

裝奶片的塑料片可以替代實驗室中的點滴板，將塑料片中的每一孔洞下方貼上相應溶液的名稱或者溶質的化學式。

2.實驗操作

（1）用膠頭滴管分別向塑料孔洞中滴加少量的鹽酸、硫酸、氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液、蒸餾水、乙醇;

（2）將LED燈上的兩根銅絲分別插入鹽酸、硫酸、氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液、蒸餾水、乙醇中，銅絲末端需要浸沒于上述溶液中，并且在測定不同溶液導電性時，需要將銅絲末端用蒸餾水清洗，然后用衛生紙擦拭干凈;

（3）觀察LED燈的亮度變化。

3.實驗效果

通過上述實驗操作，根據燈泡是否變亮就可以判斷溶液是否導電。在蒸餾水、乙醇中LED燈不亮，在鹽酸、硫酸、氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液中LED燈明顯變亮，則可以證明鹽酸、硫酸、氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液是導電的，蒸餾水、乙醇是不導電的。

4.拓展實驗（一）

（1）實驗目的：比較LED燈在同一濃度的不同溶液中的亮度

（2）實驗操作：

①分別配制5%的NaCO、NaCl、CuSO、（NH）SO溶液，然后用膠頭滴管滴加等量上述溶液于塑料孔洞中;

②將LED燈上的兩根銅絲分別插入上述溶液中，銅絲末端需要浸入溶液中，并且在測定不同溶液導電性時，需要將銅絲末端用蒸餾水清洗，然后用衛生紙擦拭干凈。注意觀察LED燈的亮度變化。

③再用膠頭滴管滴加等量的自來水于塑料孔洞中，用LED燈測試自來水的導電性，并注意觀察LED燈的亮度。

LED燈在同一濃度不同溶液中亮度有所區別，但是區別不是特別明顯。用自來水作對照實驗，可以發現LED燈亮度較弱，則也可以讓學生知道自來水是導電的，而且也可以證明自來水是混合物。

5.拓展實驗（二）

（1）實驗操作：

①用膠頭滴管取等量的2%NaOH溶液和飽和澄清石灰水于塑料孔洞中;

②用兩個相同LED燈裝置分別插入到2%NaOH溶液和飽和澄清石灰水中，注意觀察兩個LED燈亮度變化情況;

（2）實驗效果

LED燈在2%NaOH溶液中亮度明顯大于在飽和澄清石灰水中，這一實驗現象就可以作為學生課外實驗探究活動，即：為什么LED燈的亮度在2%NaOH溶液中更加明顯一些呢？哪些因素會導致LED燈亮度的差別呢？

四、實驗改進后的優點

改進后的實驗有諸多優點，解決了課本實驗中的不足。比如：1、裝置變得小巧輕便，可以隨時進行課堂實驗;2、實驗裝置取材來源于生活，學生可以自己動手制作，增加學習興趣;3、書本實驗用到了學生電源，導線等器材，具有一定的安全隱患，改進后的實驗很安全;4、實驗裝置微型化改進后，減少了藥品的使用量，符合綠色化學的標準;5、學生自己可以演示實驗，并在實驗過程中發現問題，增加了學生動手動腦的學習機會;用改進后的實驗裝置進行拓展實驗，可以增加學生進行科學探究的機會。

五、改進后實驗存在的不足

在實驗過程中發現，改進后的實驗裝置還存在一些問題。比如：1、裝置能夠測定溶液的導電性，但是無法從LED燈的亮度變化來判斷不同濃度的溶液導電性強弱，比如：用改進后的裝置測試2%稀鹽酸和0.5%稀鹽酸的導電性，LED燈的亮度差別不明顯;2、影響LED燈亮度的因素很多，比如電池的容量、銅絲的粗細與長短、溶液的濃度，這些因素使得該裝置的用途受到一定的限制。

參考文獻：

[1]趙紅，傅玫：《初中化學溶液導電性實驗教學反思》，《化學教與學》2016年第11期，第92頁。