科研實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成綜合化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索

宋佳隆 李喜蘭 王亮

(吉林大學(xué)珠海學(xué)院 廣東珠海 519041)

1 簡析綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)

化學(xué)在我國所有的課程當(dāng)中,是一個(gè)比較基礎(chǔ),同時(shí)也比較重要的課程,它的核心組成部分除了理論知識外,還有化學(xué)實(shí)驗(yàn),且化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)課程中所占的比例也是非常大的。其次,教學(xué)者通過對學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué),不僅可以提高學(xué)生對化學(xué)知識的掌握度,還可以讓學(xué)生培養(yǎng)起良好的化學(xué)思維能力以及化學(xué)技能的運(yùn)用能力。然而,“綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)”卻是一個(gè)更優(yōu)于化學(xué)基礎(chǔ)知識以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)課程,它的內(nèi)容所涉及到的范圍更寬、更廣,其知識點(diǎn)也是從所有化學(xué)知識中精心挑選出來的核心。它不僅可以提高學(xué)生對化學(xué)知識以及技能的掌握能力,還更有利于學(xué)生化學(xué)思維能力的培養(yǎng)。因此,“綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué),不論是對我國來說,還是對萬千莘莘學(xué)子來說,都是尤為重要的。

近年來,許多高校都陸陸續(xù)續(xù)的開設(shè)了綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,并依據(jù)國家的相關(guān)要求,采取一系列有效的措施,對其進(jìn)行了合理的改進(jìn)和完善,比如:采用最先進(jìn)的技術(shù)或者是材料,對本課程的教學(xué)內(nèi)容和方式進(jìn)行優(yōu)化等。其中,高校對綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)的目的有三個(gè),它們分別是:一,拓寬學(xué)生化學(xué)知識的學(xué)習(xí)范圍;二,培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合能力;三,讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫捏w現(xiàn)出當(dāng)代社會對科研實(shí)驗(yàn)成果的應(yīng)用效果。然而,在目前,教學(xué)者在對學(xué)生進(jìn)行綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程當(dāng)中,卻還是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)內(nèi)容的陳舊,使得教學(xué)出現(xiàn)了綜合性不強(qiáng)的這一現(xiàn)象。因此,為了提高綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合性,教學(xué)者就應(yīng)當(dāng)對已有的科研實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面的分析和探究,然后再將其合理的轉(zhuǎn)化成化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn),并結(jié)合國家對化學(xué)課程的教學(xué)要求,為學(xué)生研發(fā)出一個(gè)更具有效力的綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

2 探究科研實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成綜合化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)

為了更為直觀的體現(xiàn)出科研實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成綜合化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的這一過程,本文將以“羧酸氧釩化合物”這一科研實(shí)驗(yàn)為例,對其進(jìn)行詳細(xì)的說明。

(1)研究“羧酸氧釩化合物”的意義。釩是一種銀白色的金屬,它的熔點(diǎn)很高,常與鈮、鎢、鉬并稱為難容金屬,有延展性,質(zhì)堅(jiān)硬,無磁性,具有耐鹽酸和硫酸的本領(lǐng),且其在耐氣-鹽-水腐蝕的性能要比大多數(shù)不銹鋼好,它在空氣中不會被氧化,可溶于氫氟酸、硝酸和王水。其次,它還被作為人類的營養(yǎng)劑或者是藥劑,可治療糖尿病、風(fēng)濕病、結(jié)核病以及貧血癥等。與此同時(shí),在經(jīng)過各國科學(xué)家對其進(jìn)行的多年研究之后,表明:因釩類化合物具有對人體內(nèi)部器官有著比較大的刺激性等特點(diǎn),所以釩類化合物成為了阻礙人們對釩進(jìn)行深入研究的一個(gè)障礙。因此,為了有效解決這一障礙,科學(xué)家在經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)與探討之后,研發(fā)出了“羧酸氧釩化合物”,且該化合物也成為了當(dāng)今社會中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。(2)探析“羧酸氧釩化合物”實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)借助釩化合物和芳香羧酸的化學(xué)反應(yīng),來窺探它們的反應(yīng)時(shí)間以及反應(yīng)過程,并從中找出它們能夠達(dá)到最好反應(yīng)效果時(shí)所必備的條件,以滿足教學(xué)者對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合性要求。(3)簡析實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。該?shí)驗(yàn)的目的有如下幾個(gè):①讓學(xué)生熟練掌握紅外光譜的實(shí)現(xiàn)原理;②讓學(xué)生認(rèn)識并了解到蒸發(fā)儀等實(shí)驗(yàn)儀器的具體操作步驟;③讓學(xué)生回顧已經(jīng)學(xué)習(xí)過的理論知識,比如:過濾等;④讓學(xué)生了解并掌握“羧酸氧釩化合物”的制作原理;⑤培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)的能力。(4)探究實(shí)驗(yàn)原理:①對V2O5和H2C2O4進(jìn)行催化處理,使它們生成VOC2O4;②讓PhCOOH和Ca(OH)2酸堿中和,得到(PhCOO)2Ca;③讓新生成的VOC2O4和(PhCOO)2Ca進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng),獲取生成物VO(PhCOO)2和CaC2O4;④對VO(PhCOO)2和CaC2O4進(jìn)行過濾和結(jié)晶等操作,獲取最終產(chǎn)物。(5)分析實(shí)驗(yàn)所必備的試劑和儀器:①試劑:草酸、氫氧化鈣、無水乙醇、氫氧化鋇、苯甲酸、硫酸氫釩和水楊酸。②儀器:旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、玻璃棒、圓底燒瓶、錐形瓶、攪拌器和橡膠導(dǎo)管等。(6)探析實(shí)驗(yàn)的具體步驟:①取適量V2O5置于錐形瓶中,并向錐形瓶中加入50毫升水以及22.5mmol的H2C2O4,利用玻璃棒將其攪拌均勻。待攪拌均勻之后,將錐形瓶放入微波爐,用中火對其加熱十分鐘。取出待涼,進(jìn)行過濾,得到VOC2O4溶液。②取30mmol水楊酸以及15mmolCa(OH)2,將其裝入盛有170毫升水溶液的玻璃瓶中,然后對玻璃瓶進(jìn)行一小時(shí)的水浴加熱,注:水浴的溫度要控制在75攝氏度左右。待反應(yīng)完全之后,所得溶液從原來的粉色變?yōu)闊o色。③把無色溶液倒入VOC2O4溶液中,攪拌時(shí),可觀察到有大量顆粒狀物體析出,待涼,過濾,觀察剩下的溶液,可見溶液的量比原來的減少了三分之二。④將100毫升無水乙醇加入母液中,有少量深藍(lán)色沉淀物析出,對溶液進(jìn)行過濾后,用無水乙醇對沉淀物進(jìn)行清洗,然后再對沉淀物進(jìn)行干燥處理。⑤把30mmol苯甲酸以及15mmol氫氧化鈣融合在一起,使其在80攝氏度的水溫下進(jìn)行水浴回流處理,待其反應(yīng)完全之后,所得溶液為無色。⑥向5中所得的無色溶液中加入VOC2O4溶液,保溫?cái)嚢杷姆昼?待其充分反應(yīng)之后,冷卻,過濾。把100毫升無水乙醇加入過濾之后的溶液當(dāng)中,靜置五分鐘,過濾,對濾得的沉淀物用無水乙醇清洗,最后再對沉淀物進(jìn)行干燥處理。(7)簡析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:V=O能夠在整個(gè)反應(yīng)的過程當(dāng)中,被完整的保存下來,且它在發(fā)生配位反應(yīng)的同時(shí),也生成了氧和釩的配位鍵。其次,在對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后,可以得出羧酸氧釩化合物的化學(xué)式為:VO(PhCOO)2,且該化合物的結(jié)構(gòu)是五配位的四角錐形。

3 結(jié)語

綜上所述,科研實(shí)驗(yàn)作為一種具有較高實(shí)用價(jià)值的化學(xué)實(shí)驗(yàn),它對綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說,是百利而無一害的。因此,面對綜合化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀,教學(xué)者就應(yīng)當(dāng)更為合理的把科研實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成綜合化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。唯有這樣,才能夠提高綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)水平,并讓學(xué)生培養(yǎng)起良好的科研能力以及思維能力。

[1]牛煥雙,李宇,杜林,于志昊,鄧玉恒.科研實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成綜合化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2014,02:150-154.

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