淺談初中化學(xué)教學(xué)中裝置氣密性的檢查

朱愛(ài)華

（南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校 江蘇 南京 210008）

一、問(wèn)題的提出

筆者在對(duì)初三學(xué)生進(jìn)行《第六單元 碳和碳的氧化物》的單元測(cè)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生描述錐形瓶帶長(zhǎng)頸漏斗裝置氣密性檢查的方法，批改試卷時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的答案差強(qiáng)人意，得分率很低。其實(shí)，筆者在課堂上講解氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法和二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法時(shí)都詳細(xì)地講解過(guò)，還著重強(qiáng)調(diào)了描述的注意事項(xiàng)。筆者反思，簡(jiǎn)答題本來(lái)就是學(xué)生的弱項(xiàng)，再加上這套錐形瓶帶長(zhǎng)頸漏斗裝置氣密性檢查的方法有較多注意事項(xiàng)，學(xué)生確實(shí)不容易記住，確實(shí)不容易回答得全面到位。筆者不禁問(wèn)自己，該實(shí)施怎樣的教學(xué)策略，才能達(dá)到有效教學(xué)呢？

二、裝置氣密性檢查的方法和原理

初中化學(xué)教學(xué)中需要檢查裝置氣密性的主要有以下一些裝置。

1．常見(jiàn)裝置

（1）最簡(jiǎn)單的裝置

通常采用熱漲冷縮法。即先將導(dǎo)管一端放入水中，再用手捂住試管外壁（若反應(yīng)器體積較大且裝置復(fù)雜，可用酒精燈微熱儀器），若導(dǎo)管口有氣泡冒出，停止加熱后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則裝置的氣密性良好。

該方法的原理是：利用試管中的橡皮塞和水中的導(dǎo)管，密封住一定量的空氣。該空氣受熱膨脹，若試管上的橡皮塞處不漏氣 （即裝置氣密性好），則氣體會(huì)逸出導(dǎo)管；若裝置漏氣，氣體就會(huì)從試管口逸出，水中導(dǎo)管口就看不到氣泡。

（2）帶長(zhǎng)頸漏斗的裝置

通常采用液差法。即關(guān)閉止水夾，向長(zhǎng)頸漏斗中加水至浸沒(méi)末端，繼續(xù)加水至長(zhǎng)頸漏斗中形成一段水柱，靜置一段時(shí)間后，若長(zhǎng)頸漏斗中的液面不下降，則裝置的氣密性良好。

該方法的原理是：利用止水夾和浸沒(méi)在水中的長(zhǎng)頸漏斗，密封住一定量的空氣。當(dāng)長(zhǎng)頸漏斗中的水柱高度一定時(shí)，被密封的空氣的壓強(qiáng)就一定了，體積也就一定了。若裝置不漏氣，過(guò)一段時(shí)間，長(zhǎng)頸漏斗中的液面就不會(huì)下降；若裝置漏氣，則液面會(huì)下降。

2．特殊裝置

（1）帶注射器的裝置

方法：關(guān)閉K，將注射器活塞向外拉出（或推進(jìn)）一小段，松手后看其是否回到原位。或：用酒精燈微熱錐形瓶，若注射器活塞外移，冷卻后又回到原位，說(shuō)明氣密性良好。

原理：利用分液漏斗、橡皮塞和注射器密封住一段空氣。將注射器活塞向外拉出一小段，氣體的體積增大，壓強(qiáng)減??；撤去外力后，壓強(qiáng)和最初狀態(tài)時(shí)相同。若裝置不漏氣，注射器會(huì)恢復(fù)原狀；若裝置漏氣，氣體體積比最初狀態(tài)時(shí)要小，注射器將會(huì)向里運(yùn)動(dòng)。

（2）帶連通器的裝置

方法：提高D管，C、D液面之間存在一定的高度差，靜止片刻后，若高度差不變，則裝置的氣密性良好。

原理：利用分液漏斗、橡皮塞和C管中的水，密封住一段空氣。提高D管后，C、D管液面存在高度差，被密封的空氣壓強(qiáng)一定了，體積也就一定了。若裝置不漏氣，則C、D液面之間的高度差保持恒定；若裝置漏氣，則C、D液面會(huì)相平，即不存在高度差。

（3） 其他裝置

方法：關(guān)閉彈簧夾，將干燥管放入帶有水的燒杯中，若觀察到干燥管內(nèi)的水面比燒杯內(nèi)的水面低，且過(guò)一段時(shí)間后干燥管內(nèi)的水面保持不變，則表明該裝置的氣密性良好。

原理：利用彈簧夾、橡皮塞和燒杯中的水，密封住一段空氣，將干燥管放入帶有水的燒杯中，空氣被壓縮，體積減小，壓強(qiáng)增大，所以干燥管內(nèi)的水面比燒杯內(nèi)的水面低。此時(shí)，被密封的空氣壓強(qiáng)一定，體積一定。若裝置不漏氣，則干燥管內(nèi)的水面保持不變。

總之，由上述可以看出：檢查裝置的氣密性的一般方法是：先想辦法（一般采用液封法）密封住一段空氣。如果裝置不漏氣，那么：

①若微微加熱該段空氣，則氣體受熱膨脹，就會(huì)逸出水面。

②若該空氣的壓強(qiáng)一定，則體積一定，則注射器的活塞會(huì)歸位或液面之間的高度差保持恒定（見(jiàn)其他）。

三、教學(xué)建議

常見(jiàn)氣體的制取、收集和性質(zhì)檢驗(yàn)等是初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的基本操作。其中，裝置氣密性的檢查是展開(kāi)這些實(shí)驗(yàn)的第一步，也是重要的一步。裝置氣密性的檢查是實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)，也是各省市的中考試卷甚至是高考試卷中的考查熱點(diǎn)。

由于制取氣體的裝置有多種，檢查方法有多樣，操作上的注意事項(xiàng)有很多，因而裝置氣密性的檢查是學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的薄弱環(huán)節(jié)，也是教學(xué)中的難點(diǎn)。那么，如何讓學(xué)生掌握這類(lèi)題型的解題關(guān)鍵呢？

檢查裝置的氣密性既然是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，那么就應(yīng)該讓學(xué)生走出題海，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行實(shí)際操作，不能只是紙上談兵。

筆者讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室檢查帶長(zhǎng)頸漏斗的裝置的氣密性，發(fā)現(xiàn)學(xué)生動(dòng)手操作前不做任何思考，操作時(shí)手忙腳亂。

大部分學(xué)生檢查該裝置的氣密性時(shí)，都沒(méi)有先關(guān)閉止水夾，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這樣無(wú)論加入多少水，水都全部進(jìn)入廣口瓶，長(zhǎng)頸漏斗中不會(huì)形成水柱。他們中的有部分學(xué)生很快就找出問(wèn)題所在，知道了必須先關(guān)閉止水夾。

操作時(shí)，還有的學(xué)生說(shuō)，看不出長(zhǎng)頸漏斗中的液面是否下降，可見(jiàn)他們?cè)诓僮鲿r(shí)并沒(méi)有在長(zhǎng)頸漏斗上做記號(hào)，因而無(wú)法看出液面的變化情況。而這一點(diǎn)在試卷上作簡(jiǎn)答題時(shí)通常是不需要寫(xiě)出來(lái)的。可見(jiàn)，在實(shí)驗(yàn)室里操作和在試卷上答題還是有差別的，高分學(xué)生不等于高能學(xué)生。

為了讓學(xué)生更好地掌握裝置氣密性的檢查，進(jìn)一步加深學(xué)生做實(shí)驗(yàn)和答試卷的印象，筆者做了如下嘗試：

第一步，讓學(xué)生兩人一組（本校的學(xué)生實(shí)驗(yàn)都是兩人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)），先討論裝置氣密性檢查的實(shí)驗(yàn)步驟，記下方案；

第二步，按照記錄的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，結(jié)合實(shí)際的操作，改善方案；

第三步，整理歸納，總結(jié)反思，得出檢查裝置氣密性的實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)；

第四步，引導(dǎo)學(xué)生思考，該方法的原理是什么，即為什么靜置一段時(shí)間后長(zhǎng)頸漏斗中的液面不下降就表明裝置不漏氣。

筆者發(fā)現(xiàn)，這樣進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生對(duì)于該裝置的氣密性檢查掌握得還是比較透徹的，不再煩惱考試時(shí)如何敘述，也不再煩惱記不住實(shí)驗(yàn)步驟了。

筆者在課堂上講解帶連通器的裝置氣密性的檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)如果只是簡(jiǎn)單地告訴學(xué)生裝置氣密性檢查方法的結(jié)論，有部分學(xué)生是不理解“其所以然”的。因而教師要帶著這套裝置進(jìn)入課堂，演示給學(xué)生看，讓學(xué)生思考原理，幫助學(xué)生理解該裝置氣密性檢查的方法，從而解決這一難點(diǎn)。

總之，化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在進(jìn)行裝置氣密性檢查的初中化學(xué)教學(xué)中，當(dāng)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，才能進(jìn)行有效教學(xué)！