初中化學(xué)“酸堿鹽”微型實(shí)驗(yàn)箱研制初步探索

盧再生

【摘 要】 酸堿鹽之間反應(yīng)實(shí)驗(yàn)箱具有小巧便攜、不易破碎、液體試劑在多用滴管中不易流出，反應(yīng)現(xiàn)象明顯的特點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)，使每個(gè)學(xué)生裝備自己的化學(xué)實(shí)驗(yàn)箱成為可能。這就為改革化學(xué)課堂教學(xué)提供了方便與可能，常規(guī)實(shí)驗(yàn)和微型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，兩者取長補(bǔ)短，更好的發(fā)揮教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)；復(fù)分解反應(yīng)；酸堿鹽之間反應(yīng)實(shí)驗(yàn)箱

【中圖分類號(hào)】G63.22 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）13-0-02

復(fù)分解反應(yīng)是重要的四種基本化學(xué)反應(yīng)類型之一，是酸、堿、鹽相互反應(yīng)的核心內(nèi)容，是教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)，是初中化學(xué)的核心和靈魂，同時(shí)也是初中化學(xué)教師最難教，學(xué)生最難學(xué)的章節(jié)。復(fù)分解反應(yīng)之所以難教難學(xué)的原因主要有：1、酸、堿、鹽相互反應(yīng)的規(guī)律多；2、生成同一種物質(zhì)的規(guī)律靈活多變；3、復(fù)分解反應(yīng)是否能夠發(fā)生對反應(yīng)物和生成物都有要求；4、學(xué)習(xí)復(fù)分解反應(yīng)必須首先掌握酸、堿、鹽的溶解性規(guī)律。5、復(fù)分解反應(yīng)的是否掌握直接影響學(xué)生對鑒別物質(zhì)、物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化、除雜問題、推斷物質(zhì)的組成等的學(xué)習(xí)。因此如何突破對復(fù)分解反應(yīng)的教學(xué)成為擺在每一個(gè)教育工作者面前的亟需解決的問題，在長期的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)、認(rèn)識(shí)理解復(fù)分解反應(yīng)的的定義、特點(diǎn)、條件、本質(zhì)非常有幫助，可促使學(xué)生形成對復(fù)分解反應(yīng)的系統(tǒng)完整的認(rèn)識(shí)，能夠順利的判斷復(fù)分解反應(yīng)的發(fā)生，為學(xué)生學(xué)習(xí)鑒別物質(zhì)、物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化、除雜問題、推斷物質(zhì)的組成等打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

面對以上的諸多矛盾和困惑，我們嘗試用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)突破對復(fù)分解反應(yīng)的教學(xué)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的主要優(yōu)點(diǎn)：

（1）可使絕大多數(shù)學(xué)生都有動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，改變過去那種"一人做、大家看"的局面；使學(xué)生由過去被動(dòng)"等待"和"接受式"的學(xué)習(xí)方式，變?yōu)?主動(dòng)"和"探索式"的學(xué)習(xí)方式；使多年來提倡的"啟發(fā)式"、"學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)"的教學(xué)方法得以實(shí)驗(yàn)。

（2）極大地培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。由于微型實(shí)驗(yàn)既安全又節(jié)約，教師可以放心地讓學(xué)生一人一組做實(shí)驗(yàn)。通過親手做實(shí)驗(yàn)，以可幫助學(xué)生理解和形成化學(xué)概念，可以培養(yǎng)觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，同時(shí)，有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。學(xué)生盼著上微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，做作業(yè)、復(fù)習(xí)或預(yù)習(xí)等，根本不用教師督促。

（3）使隨堂實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室分組實(shí)驗(yàn)、家庭小實(shí)驗(yàn)和課外活動(dòng)實(shí)驗(yàn)等都得以開展。

（4）有利于培養(yǎng)學(xué)生既動(dòng)腦又動(dòng)手、理論聯(lián)系實(shí)際和解決實(shí)際問題的能力。

（5）有利于培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心自然、關(guān)心社會(huì)的情感和創(chuàng)新精神。

（6）對辦學(xué)條件較差，缺少儀器藥品和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的農(nóng)村中學(xué)，可促進(jìn)了其對化學(xué)實(shí)驗(yàn)代用儀器藥品的開發(fā)和推廣。

（7）能改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境?？纱蠓鹊販p少實(shí)驗(yàn)室空氣和水體排放污染，有益于師生的健康。由此可見微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)可為我們突破對復(fù)分解反應(yīng)的教學(xué)提供了可能性和必備的實(shí)驗(yàn)條件，成為我們突破對復(fù)分解反應(yīng)教學(xué)的首選。

經(jīng)過我們的多年努力，我們成功的研制酸堿鹽之間反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)箱，經(jīng)過使用證明具有試劑用量很少，每個(gè)學(xué)生都可以動(dòng)手做，尤其是實(shí)驗(yàn)效果極佳?，F(xiàn)將研制的過程總結(jié)如下：

一、藥品盛裝容器、反應(yīng)容器和實(shí)驗(yàn)箱的選擇

我們研制酸堿鹽之間反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)箱，選用50mlPET材質(zhì)塑料瓶和12mm*150mmPET材質(zhì)塑料試管，PET材質(zhì)塑料整理箱。PET材質(zhì)塑料硬度大具有抗擠壓、抗撞擊、質(zhì)輕的特點(diǎn)，可方便實(shí)驗(yàn)箱的運(yùn)輸和攜帶。PET材質(zhì)塑料瓶設(shè)有旋轉(zhuǎn)螺紋瓶口密閉性強(qiáng)，防滲漏；瓶內(nèi)置高品質(zhì)滴管精準(zhǔn)、便捷；瓶外設(shè)有全密閉蓋子可防滴管乳膠頭被擠壓、防藥品揮發(fā)。

50mlPET材質(zhì)塑料瓶

12mm*150mmPET材質(zhì)塑料試管

PET材質(zhì)塑料整理箱

酸堿鹽之間反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)箱

二、藥品的選擇和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

復(fù)分解反應(yīng)：由兩種化合物互相交換成分，生成另外兩種化合物的反應(yīng)。復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)：溶液中的離子結(jié)合成水或難溶的物質(zhì)或揮發(fā)性氣體，而使復(fù)分解反應(yīng)趨于完成。復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件：復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件分反應(yīng)物和生成物兩方面.一方面是對反應(yīng)物的要求：酸鹽、酸堿一般行，鹽鹽、鹽堿都需溶；另一方面是對生成物的要求：生成物中有沉淀析出或有氣體放出或有水生成。

1、本實(shí)驗(yàn)盒可做實(shí)驗(yàn)共52個(gè)。

2、本實(shí)驗(yàn)盒配備藥品20種，固體藥品2種。液體藥品：氫氧化鈉溶液、氫氧化鋇溶液、稀硝酸、稀硫酸、稀鹽酸、酚酞試液、硝酸銀溶液、氯化鈉溶液、氯化鉀溶液、氯化鋇溶液、氯化鈣溶液、氯化鎂溶液、氯化銅溶液、氯化鐵溶液、硫酸鈉溶液、硫酸鎂溶液、硫酸銅溶液、碳酸鉀溶液、碳酸鈉溶液、變質(zhì)的氫氧化鈉溶液。固體藥品：碳酸鈣、變質(zhì)的氫氧化鈣粉末樣品。

酸+堿—→鹽+水（本實(shí)驗(yàn)盒可做實(shí)驗(yàn)18個(gè)）

酸和堿中和反應(yīng)如果無明顯現(xiàn)象，需借助指示劑酚酞試液

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)1：氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)

NaOH+HCl=NaCl+H2O

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)2：新制氫氧化銅與稀硫酸反應(yīng)

酸和堿中和反應(yīng)如果有明顯現(xiàn)象，不需借助指示劑

H2SO4+Cu（OH）2=CuSO4+2H2O，現(xiàn)象：藍(lán)色沉淀溶解，溶液呈藍(lán)色；

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)3：新制氫氧化鐵銅與稀鹽酸反應(yīng)

酸和堿中和反應(yīng)如果有明顯現(xiàn)象，不需借助指示劑

Fe（OH）3+3HCl=FeCl3+3H2O現(xiàn)象：紅褐色沉淀溶解，溶液變呈黃色；

酸+鹽—→新酸+新鹽（本實(shí)驗(yàn)盒可做實(shí)驗(yàn)8個(gè)）

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)4：稀鹽酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)

2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O現(xiàn)象：有氣泡產(chǎn)生

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)5：稀鹽酸與碳酸鈣鈉溶液反應(yīng)

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑現(xiàn)象：有氣泡產(chǎn)生

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)6：稀鹽酸與硝酸銀溶液反應(yīng)

AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3現(xiàn)象：有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)7：稀硫酸與氯化鋇溶液反應(yīng)

H2SO4+BaCl2=2HCl+BaSO4↓現(xiàn)象：有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成

鹽+鹽—→兩種新鹽（本實(shí)驗(yàn)盒可做實(shí)驗(yàn)13個(gè)）

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)8：氯化鈉溶液與硝酸銀溶液反應(yīng)

AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3現(xiàn)象：有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)9：硫酸鈉溶液與氯化鋇溶液反應(yīng)

Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓現(xiàn)象：有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)10：碳酸鈉溶液與氯化鋇溶液反應(yīng)

Na2CO3+BaCl2=2NaCl+BaCO3↓現(xiàn)象：有白色沉淀生成

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)11：碳硫酸鈉溶液與氯化鈣溶液反應(yīng)

Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓現(xiàn)象：有白色沉淀生成

鹽+堿—→新鹽+新堿（本實(shí)驗(yàn)盒可做實(shí)驗(yàn)13個(gè)）

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)12：氫氧化鈉溶液與氯化鎂溶液反應(yīng)

2NaOH+MgCl2=Mg（OH）2↓+2NaCl現(xiàn)象：白色沉淀生成

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)13：氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應(yīng)

2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu（OH）2↓現(xiàn)象：藍(lán)色沉淀生成

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)14：氫氧化鈉溶液與氯化鐵鋇溶液反應(yīng)

FeCl3+2NaOH=Fe（OH）3↓+3NaCl現(xiàn)象：紅褐沉淀生成

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)15：氫氧化鋇溶液與硫酸鈉溶液反應(yīng)

Ba（OH）2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaOH現(xiàn)象：白色沉淀生成

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)16：氫氧化鋇溶液與碳硫酸鈉溶液反應(yīng)

Ba（OH）2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH現(xiàn)象：白色沉淀生成

本實(shí)驗(yàn)盒可做綜合實(shí)驗(yàn)2個(gè)

探究綜合實(shí)驗(yàn)17：氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)

探究綜合實(shí)驗(yàn)18：氫氧化鈣粉末樣品是否變質(zhì)程度

三、酸堿鹽之間反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)箱具有以下一些特點(diǎn)：

1.選用50mlPET材質(zhì)塑料瓶和12mm*150mmPET材質(zhì)塑料試管，PET材質(zhì)塑料整理箱。PET材質(zhì)塑料硬度大具有抗擠壓、抗撞擊、質(zhì)輕的特點(diǎn)，可方便實(shí)驗(yàn)箱的運(yùn)輸和攜帶。PET材質(zhì)塑料瓶設(shè)有旋轉(zhuǎn)螺紋瓶口密閉性強(qiáng)，防滲漏；瓶內(nèi)置高品質(zhì)滴管精準(zhǔn)、便捷；瓶外設(shè)有全密閉蓋子可防滴管乳膠頭被擠壓、防藥品揮發(fā)。

2.該實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)效果極佳，對學(xué)生認(rèn)識(shí)理解復(fù)分解反應(yīng)的的定義、特點(diǎn)、條件、本質(zhì)非常有幫助，可促使學(xué)生形成對復(fù)分解反應(yīng)的系統(tǒng)完整的認(rèn)識(shí)，能夠順利的判斷復(fù)分解反應(yīng)的發(fā)生，為學(xué)生學(xué)習(xí)鑒別物質(zhì)、物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化、除雜問題、推斷物質(zhì)的組成等打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3..該實(shí)驗(yàn)箱的試劑用量比常規(guī)實(shí)驗(yàn)節(jié)省90%，且采用代用品作實(shí)驗(yàn)，在儀器上花費(fèi)也很少，故可大大節(jié)省了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。

4.該實(shí)驗(yàn)箱，具有儀器簡單、用劑量少、反應(yīng)速率快、現(xiàn)象明顯的特點(diǎn)。所以，該實(shí)驗(yàn)箱能節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。

5.該實(shí)驗(yàn)箱可以做到人手一套。教學(xué)中，教師只要積極引導(dǎo)，就能實(shí)現(xiàn)人人動(dòng)手的目標(biāo)。學(xué)生通過自制儀器和動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，既訓(xùn)練了動(dòng)手能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維，大大地激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。

6.該實(shí)驗(yàn)箱對辦學(xué)條件較差，缺少儀器藥品和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的農(nóng)村中學(xué)開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)有重大的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

主要參考文獻(xiàn)：

[1]基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）.中國教育報(bào)，2001年7月27日第2版

[2]賀梅.中學(xué)化學(xué)微型化實(shí)驗(yàn)研究[D].長春：長春師范學(xué)院，2011

[3]臧春濤.基礎(chǔ)教育課程改革背景下的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究[D].南京：南京師范大學(xué)，2004