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    關(guān)于磷燃燒實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)之我見(jiàn)

    2017-08-07 19:25:17江黎荔
    新課程·中旬 2017年6期
    關(guān)鍵詞:嚴(yán)謹(jǐn)改進(jìn)探究

    江黎荔

    摘 要:改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué),能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,幫助學(xué)生形成化學(xué)概念,獲得化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰陀^察能力,還有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法。

    關(guān)鍵詞:改進(jìn);實(shí)驗(yàn);嚴(yán)謹(jǐn);探究;設(shè)計(jì)

    化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)該與教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的發(fā)展相匹配,達(dá)到實(shí)驗(yàn)原理科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),使用常見(jiàn)的儀器和藥品,且藥品的用量較少、無(wú)毒、無(wú)害,操作過(guò)程安全可行,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯清晰等基本要求。在達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的前提下,有效地保護(hù)環(huán)境,保護(hù)師生的身心健康。但在現(xiàn)行化學(xué)教材中有不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)原理、不易于進(jìn)行的操作、危害師生健康的藥品和實(shí)驗(yàn),教師必須進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn),避免不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)原理、不易于進(jìn)行的操作、危害師生健康的藥品的使用對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的困擾。

    在現(xiàn)行人教版初中化學(xué)教材中有三個(gè)實(shí)驗(yàn)用到磷,它們分別是:第二單元課題1《空氣》中的[實(shí)驗(yàn)2-1]“測(cè)定空氣中氧氣的含量”;第五單元課題1《質(zhì)量守恒定律》中的[探究]“紅磷燃燒前后質(zhì)量的測(cè)定”;第七單元課題1《燃燒和滅火》中的[實(shí)驗(yàn)7-1]“燃燒條件的實(shí)驗(yàn)”。我發(fā)現(xiàn)這三個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中存在不足之處:白磷屬有毒物質(zhì),燃燒的生成物中有P4O6,有毒的P4O6在空氣中會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化,生成有劇毒的PH3等物質(zhì),同時(shí)生成的P2O5(白煙)也讓人相當(dāng)難受。磷燃燒時(shí)在開(kāi)放體系或半開(kāi)放體系中進(jìn)行,生成的白煙彌漫講臺(tái),進(jìn)而使整個(gè)教室的空氣受到嚴(yán)重污染,結(jié)果會(huì)出現(xiàn)老師為完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)而堅(jiān)持“吸毒”(現(xiàn)在很多義務(wù)教育階段的學(xué)校演示實(shí)驗(yàn)在教室進(jìn)行,沒(méi)有通風(fēng)櫥這樣的昂貴設(shè)備),學(xué)生難以忍受而離席“避毒”的局面。課堂教學(xué)秩序受到嚴(yán)重影響,師生身體健康受到很大傷害。

    鑒于此,在目前沒(méi)有找到一種合適的無(wú)毒物質(zhì)代替磷的情況下,可以從實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)上做一些改進(jìn),讓磷在密閉體系中燃燒,不讓生成物排入空氣,這樣可以有效地保護(hù)師生的身體健康。

    以下是我設(shè)計(jì)并反復(fù)實(shí)踐、效果比較好的改進(jìn)方案。

    1.“測(cè)定空氣中氧氣的含量”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

    原方案要點(diǎn):用酒精燈點(diǎn)燃紅磷后迅速伸入集氣瓶中。

    不足之處:(1)紅磷用量較多,會(huì)產(chǎn)生較多影響環(huán)境的污染物;(2)操作無(wú)論多么快,都有生成物P2O5擴(kuò)散在空氣中,嚴(yán)重危害教師和學(xué)生的健康;(3)空氣受熱會(huì)逸出集氣瓶,誤差較大,這從原理上看是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>

    改進(jìn)方案:

    操作要點(diǎn):(1)向一支大試管(25 mm×200 mm)內(nèi)加入2粒綠豆大小的白磷后按圖裝好,夾好止水夾;(2)用手指稍用力按緊橡皮塞,用電吹風(fēng)熱風(fēng)吹試管底部,使白磷燃燒;(3)燃燒結(jié)束后,用電吹風(fēng)冷風(fēng)吹試管,待試管冷卻至室溫后,打開(kāi)止水夾,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

    優(yōu)點(diǎn):(1)實(shí)驗(yàn)原理嚴(yán)謹(jǐn),空氣恒量,誤差較小;(2)磷未在空氣中燃燒,不傷害師生;(3)節(jié)約藥品(試管容積小于集氣瓶),未燃燒完的白磷可以回收(白磷冷卻后呈塊狀);(4)增加了加熱方法,拓寬了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

    2.“白磷燃燒前后質(zhì)量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

    原方案要點(diǎn):用酒精燈加熱玻璃棒,再用灼熱的玻璃棒接觸紅磷,使紅磷燃燒。

    不足之處:(1)空氣受熱時(shí)膨脹,少部分空氣逸出錐形瓶,從原理上看是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?;?)用玻璃棒接觸紅磷,不便于操作。

    改進(jìn)方案:

    (1)向一支大試管(25 mm×200 mm)中加入2粒綠豆大小的白磷,用橡皮塞塞緊并用托盤(pán)天平稱出其質(zhì)量;(2)用拇指壓住橡皮塞,用電吹風(fēng)熱風(fēng)吹試管底部,使白磷燃燒;(3)試管冷卻后稱其質(zhì)量。

    優(yōu)點(diǎn):(1)空氣未逸出試管;(2)便于加熱;(3)拓寬了學(xué)生對(duì)加熱工具的認(rèn)識(shí)。

    3.“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

    原方案要點(diǎn):(1)將紅磷、白磷置于銅片上,用沸水加熱;(2)用玻璃管向水中的白磷表面吹氧氣,使其在水中燃燒。

    不足:(1)生成物大量彌漫在教室中,讓人無(wú)法忍受;(2)白磷、紅磷間距控制不好,燃著的白磷會(huì)引燃紅磷;(3)用玻璃管向水中的白磷表面吹氧氣時(shí),白磷會(huì)“游動(dòng)”,不能持續(xù)燃燒。改進(jìn)方案:

    操作要點(diǎn):(1)向兩支大試管(25 mm×200 mm)中各加入綠豆大小的白磷和少許紅磷,都塞緊橡皮塞;(2)向一只大燒杯(500 ml)中注入約80℃熱水350~400 mL,投入一粒綠豆大的白磷于水中;(3)兩手各握一支大試管,將試管底部浸入熱水中加熱,觀察現(xiàn)象;(4)把一支集滿氧氣的大試管(25 mm×200 mm)倒扣在水中的白磷上,觀察現(xiàn)象。

    優(yōu)點(diǎn):(1)操作簡(jiǎn)單,用時(shí)短;(2)不會(huì)對(duì)教室空氣造成污染;(3)水中白磷燃燒現(xiàn)象相當(dāng)明顯。

    以上改進(jìn)只是我個(gè)人在教學(xué)中的嘗試,其中不足還請(qǐng)同仁指正。

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