淺談幾個(gè)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性設(shè)

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淺談幾個(gè)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性設(shè)

◇山東于淑東房孝夫

現(xiàn)行教材中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)使用多年,其可行性和安全性有很好的保障,但是有些實(shí)驗(yàn)操作比較麻煩,現(xiàn)象也不太明顯,缺乏創(chuàng)意．通過對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改造和設(shè)計(jì),要在遵循實(shí)驗(yàn)原理的情況下,使實(shí)驗(yàn)更簡潔,更容易操作,讓學(xué)生樹立綠色化學(xué)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的意識,也能適應(yīng)新的教學(xué)理念和教學(xué)要求．

1氣體制取實(shí)驗(yàn)微型化改進(jìn)

1.1銅和濃、稀硝酸傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)存在的缺陷

1) 由于不能排盡試管內(nèi)的空氣,會(huì)產(chǎn)生銅與濃硝酸反應(yīng)先生成NO,NO又被氧化成NO2的誤解．

2) 實(shí)驗(yàn)后,缺少NO2、NO氣體的處理,可能造成多余的NO2、NO有毒氣體外漏,不利于環(huán)保．

1.2改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)

筆者對該實(shí)驗(yàn)作了適當(dāng)改進(jìn),改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)原理簡單,操作方便,且可重復(fù)操作,現(xiàn)象明顯，安全、省時(shí),可隨時(shí)控制反應(yīng)的進(jìn)行,便于課堂上邊實(shí)驗(yàn)邊討論,更符合教學(xué)要求．

1) 實(shí)驗(yàn)用品.

儀器: ① 一次性注射器(2支); ② 輸液管(2條); ③ 輸液管夾(2個(gè)); ④ 小燒杯(2個(gè)).

藥品: 銅絲、 濃硝酸(15mol·L-1)、 稀硝酸(1mol·L-1)、NaOH溶液.

圖1

2) 實(shí)驗(yàn)裝置(如圖1).

3) 實(shí)驗(yàn)步驟.

① 連接好裝置．

② 拔開注射器活塞,將2段大小、粗細(xì)相同的銅絲擰成螺旋狀分別放入2支注射器底部．

③ 將活塞推到注射器底部排盡空氣,將塑料導(dǎo)管末端分別伸入濃硝酸和稀硝酸的溶液中,緩緩拉動(dòng)活塞各吸取3mL溶液．

④ 將其固定在支架上,并將導(dǎo)管末端伸入NaOH溶液中,對比觀察反應(yīng)的現(xiàn)象有何異同．

⑤ 待溶液全部排出后,迅速取下注入稀硝酸的那支注射器,將導(dǎo)管末端從溶液中取出,拉動(dòng)活塞吸進(jìn)少量空氣,觀察氣體顏色的變化．

⑥ 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將氣體緩緩?fù)七M(jìn)NaOH溶液中,使有毒氣體得以吸收．

4) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)評價(jià).

① 該實(shí)驗(yàn)裝置所用的儀器均為常規(guī)儀器,制作簡單，操作方便,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯．

② 反應(yīng)可以隨時(shí)控制,減少藥品的浪費(fèi),同時(shí)避免環(huán)境污染．

圖2

③ 本裝置涉及反應(yīng)原理較多,既有銅與濃、稀HNO3反應(yīng)現(xiàn)象的觀察及其產(chǎn)物的驗(yàn)證和探究,又有關(guān)于NO、NO2的部分性質(zhì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證．整套裝置處于密閉系統(tǒng),符合綠色化學(xué)的要求.

2速率測定實(shí)驗(yàn)的直觀化改進(jìn)

2.1雙氧水分解速率實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示.

實(shí)驗(yàn)1: 催化劑對雙氧水分解速率的影響實(shí)驗(yàn),如表1所示.

表1

實(shí)驗(yàn)2:濃度對雙氧水分解速率影響實(shí)驗(yàn)如表2.

表2

2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)評價(jià)

1) 密封性好,可以省去檢查裝置氣密性的操作. 2) 廢物利用、節(jié)省藥品. 3) 節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間,留下更多的時(shí)間供師生反思、交流,利于學(xué)生思維的開闊和發(fā)展． 4) 醫(yī)用廢棄注射器完成定量量取溶液和收集20mL氣體的雙重任務(wù). 5) 由課本的定性化實(shí)驗(yàn)向定量轉(zhuǎn)變，保證了對比實(shí)驗(yàn)中控制變量的原則．

(作者單位：山東省淄博市淄川第一中學(xué))