中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的研究進(jìn)展

高長禹

（重慶市涪陵第五中學(xué)校，重慶涪陵 408000）

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科.化學(xué)學(xué)說和理論的確立往往是從實(shí)驗(yàn)得到啟發(fā)，又通過實(shí)驗(yàn)予以驗(yàn)證和完善.[1]化學(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，在中學(xué)階段培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能是整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中的最重要一環(huán).然而，在短短的課堂教學(xué)過程中，既要做到將演示實(shí)驗(yàn)成功展示給學(xué)生，更重要的是要讓“演示實(shí)驗(yàn)”發(fā)揮其在教學(xué)過程中的積極作用，這無疑對(duì)演示實(shí)驗(yàn)有很高的要求.但是現(xiàn)行的教材大都使用比較經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)作為演示實(shí)驗(yàn)，許多都比較陳舊.隨著社會(huì)的高速發(fā)展，許多先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器也不斷產(chǎn)生，所以對(duì)比較陳舊的演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)是有必要的.

1 裝置改進(jìn)

現(xiàn)行的中學(xué)課本中的某些實(shí)驗(yàn)，由于裝置材料的搭配欠佳等原因而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯或成功率不高，影響了實(shí)驗(yàn)的效果，對(duì)課堂教學(xué)起負(fù)作用.因此，實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)能使得實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，這是認(rèn)識(shí)深化的必然，也是表現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)造能力的過程.

褚人希對(duì)銅與稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，[2]通過通入與NO不反應(yīng)的氣體（如CO2）趕盡裝置中的空氣，使得可以清楚的看到無色NO氣體變成紅棕色的NO2氣體.唐美春對(duì)二氧化碳比空氣密度大的試驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，[3]將集氣瓶中的二氧化碳沿著紙卷喇叭筒大口倒入置有著火蠟燭的集氣瓶中，不是將二氧化碳直接倒入燒杯中；二支蠟燭不是放在呈梯形狀曲折的鐵片上，而是一支長一支短.宋濟(jì)凡對(duì)氫氣性質(zhì)（比空氣輕）的演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，[4]使演示實(shí)驗(yàn)做起來輕松，現(xiàn)象明顯、效果好.張?jiān)旅返葘?duì) SO2催化氧化實(shí)驗(yàn)、H2SO4電離實(shí)驗(yàn)、電解食鹽水、膠體的電泳、H2S和SO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、Fe（OH）2制備新方法以及硅酸膠體制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的裝置進(jìn)行了改進(jìn).[5]王鵬飛對(duì)鈉與水的反應(yīng)試驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn).[6]吳慧對(duì)電解水實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，[7]利用廢棄的飲料瓶做電解池，用鐵釘做電極，用10%的磷酸二氫鉀溶液代替稀硫酸或稀氫氧化鈉溶液，這樣所用裝置極易得到，又不需用稀硫酸或稀氫氧化鈉.楊玉萍對(duì)二氧化硫氣體的性質(zhì)演示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，[8]增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的鮮明性和趣味性.羅宿星等對(duì)銅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，[9]他們認(rèn)為現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)教材中該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不完善，原實(shí)驗(yàn)裝置反應(yīng)易產(chǎn)生 SO2等有毒氣體，對(duì)環(huán)境造成污染，他們就此提出改進(jìn)意見，使反應(yīng)過程密閉，減少了有毒氣體對(duì)環(huán)境的污染.

2 藥品改進(jìn)

隨著社會(huì)的高速發(fā)展，生活越來越追求綠色化，所以我們的實(shí)驗(yàn)藥品除了操作更安全、快捷、方便，更要求污染小.這樣在實(shí)驗(yàn)過程中，不僅僅讓學(xué)生學(xué)到了課本知識(shí)，也能培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，但現(xiàn)在的課本中有些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)有不足之處，如實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，產(chǎn)生有毒氣體，或者產(chǎn)生的氣體會(huì)污染環(huán)境等，這樣的實(shí)驗(yàn)就需要改進(jìn).

龍漢斌等在電解水的實(shí)驗(yàn)中對(duì)藥品做了一些改進(jìn)，[10]把H2SO4溶液和NaOH溶液的濃度降低了，這樣既環(huán)保，又能得到較好的效果.龍漢斌等還對(duì)木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)和氫氣還原氧化銅的藥品做了改進(jìn)，黑色氧化銅粉末改為氧化銅片.增大氧化銅與氫氣的反應(yīng)接觸面，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，反應(yīng)迅速，溫度要求不高.褚人希對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取乙炔用電石與水反應(yīng)進(jìn)行了改進(jìn)，[2]改為用酒精代替水，嘗試用75%的醫(yī)用酒精來代替水與電石反應(yīng)，反應(yīng)速率顯著減小，得到的乙炔氣流比較平穩(wěn)，做其它相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)效果較好.徐春秀探究了不同催化劑對(duì)甲烷制備實(shí)驗(yàn)的催化效果，[11]氧化鈣或二氧化錳為催化劑的方案較佳.以氧化鈣為催化劑時(shí)雖然產(chǎn)氣較慢，但在一定范圍產(chǎn)氣較穩(wěn)定，且實(shí)驗(yàn)對(duì)試管的腐蝕程度最小.而以二氧化錳為催化劑時(shí)產(chǎn)氣“穩(wěn)”和“快”，催化效果較好.制備甲烷時(shí)，醋酸鈉、氫氧化鈉和催化劑（氧化鈣或二氧化錳）的最佳質(zhì)量比為6﹕3﹕2.

3 反應(yīng)條件的改進(jìn)

現(xiàn)行中學(xué)課本中的某些實(shí)驗(yàn)由于反應(yīng)條件的原因，使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，實(shí)驗(yàn)條件也需要在教學(xué)過程中不斷改進(jìn).

雷功乾認(rèn)為，教科書上在較高氣溫下檢查裝置的氣密性效果不好，他們對(duì)條件進(jìn)行了改進(jìn)，把導(dǎo)管的一端浸在盛有兩滴紅墨水的清水燒杯中，然后再把試管浸入冰水中冷卻，觀察現(xiàn)象，如果裝置不漏氣，導(dǎo)管在水中的一端會(huì)上升一段紅色的水柱.如果裝置漏氣，則沒有這種現(xiàn)象發(fā)生.[12]他們還對(duì)氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，將盛CuSO4白色粉末的支管與之反應(yīng)生成藍(lán)色 CuSO4.5H2O，證明生成物的液體是水而不是其它物質(zhì).[12]蔣紹旺對(duì)紅磷—白磷轉(zhuǎn)化演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，[13]通入二氧化碳隔絕氧氣使得效果明顯.

4 其他改進(jìn)

在近幾年的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)中，除了實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)條件的改進(jìn)之外，還有其他一些改進(jìn).

李振華對(duì)分子擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn).[14]宋濟(jì)凡對(duì)證明金屬活動(dòng)順序?qū)嶒?yàn)進(jìn)行改進(jìn)，他采用磁鐵不能吸引鋅片而能吸引鐵片的原理，將薄鋅片浸入硫酸亞鐵溶液中，一會(huì)兒取出后干燥，再用磁鐵吸引，則能看到鋅片被磁鐵吸住，可證明鋅片上附有鐵物質(zhì)，即鋅可以置換鐵；同樣的原理證明鐵可以置換銅，所以鋅比鐵活潑，鐵比銅活潑，進(jìn)一步可推斷出金屬活動(dòng)順序.[15]王鵬飛對(duì)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了原理上創(chuàng)新，[16]通常使用硫酸鉀與二氧化錳作催化劑或者是直接加熱高錳酸鉀固體.過氧化鈉（Na2O2）與水反應(yīng)也可得到氧氣，在有氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法中，可以使用銨鹽（氯化銨）與堿（堿石灰）按照一定的比例（質(zhì)量比5﹕8）來制.吳慧對(duì)混合氣體產(chǎn)生爆鳴實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，[7]用電解水（10%NaOH）溶液的方法得到氫氧混合氣體，點(diǎn)燃浮在發(fā)沫劑中的混合氣體產(chǎn)生爆鳴.孫旭等[17]以11個(gè)實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行了改進(jìn)，分別是H2、CO2、O2等氣體的制取；炭粉吸附色素實(shí)驗(yàn)；炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)；自制和改造儀器，他們用牛皮紙信封做成漏斗，再經(jīng)過處理使其實(shí)用且不易摔碎，他們還用膠卷暗盒制作的酒精燈增溫護(hù)焰罩，能使酒精充分燃燒等等.[18]電解水實(shí)驗(yàn)、配制較濃的石灰水、培植銅樹、注射器實(shí)驗(yàn)、濾紙實(shí)驗(yàn)、證明分子間有間隔、檢驗(yàn)中和反應(yīng)生成的水.趙立國采用三種改進(jìn)方法對(duì)中學(xué)化學(xué)教材中鐵與硫反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn).[19]

綜上所述，是對(duì)近幾年中學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的總結(jié).當(dāng)然，隨著新課程改革的不斷推進(jìn)，課堂教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)也還需要更多的與時(shí)俱進(jìn)，在教學(xué)過程中利用實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)和科學(xué)方法的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，是中學(xué)教師義不容辭的責(zé)任.參考文獻(xiàn)：

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