改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置提升課堂效率

趙彥青

摘 要：有幸觀摩了2016年山東省化學(xué)德育優(yōu)質(zhì)課評(píng)選，對(duì)青島選手崔琳老師的一節(jié)課印象頗深，整節(jié)課設(shè)計(jì)如同一部史記電影，以水分子為主角，闡述了水分子的一生，從序言、前世、今生到后記，貫穿《水分子的變化》一節(jié)內(nèi)容，充分展示了元素守恒、物質(zhì)不滅的主題。設(shè)計(jì)新穎，形式多樣，令與會(huì)老師耳目一新。但美中不足的是，在水電解的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，由于學(xué)生操作不熟練，實(shí)驗(yàn)時(shí)間過長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，致使課堂略顯拖沓。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新；電解；實(shí)驗(yàn)

水的電解實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)課本中一個(gè)重要的啟蒙實(shí)驗(yàn)。通過水的電解實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和討論，說明水是由氫、氧兩種元素組成的。做好該實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)構(gòu)成物質(zhì)的微粒（原子、分子）之間的關(guān)系，有利于學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和質(zhì)量守恒定律，因此，做好此實(shí)驗(yàn)就顯得十分重要了。而實(shí)驗(yàn)室電解水的常用裝置是“霍夫曼電解器”，用它電解水所得的氫氣和氧氣的體積比為2∶1，用以證明水的組成是較理想的。筆者調(diào)查得知，各地區(qū)的實(shí)驗(yàn)器材配備不盡相同，但氣體的收集及驗(yàn)證操作方式幾乎相同。如下圖的三種水電解器，電解時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的氣體少，而且都需要用手指將玻璃球水平向一側(cè)擠壓，氣體排出的同時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)于剛剛接觸化學(xué)、剛剛學(xué)會(huì)幾個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生來說，這一操作很難完美配合，往往還沒來得及檢驗(yàn)，氣體已經(jīng)逸出，實(shí)驗(yàn)失敗。由于時(shí)間關(guān)系，教師不可能讓學(xué)生重復(fù)實(shí)驗(yàn)，致使很多實(shí)驗(yàn)失敗的學(xué)生懊惱不已。

基于以上裝置的缺點(diǎn)，筆者結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)?；瘜W(xué)組老師們的幫助下，將原有實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行改進(jìn)，以保證學(xué)生簡(jiǎn)便收集氣體，安全簡(jiǎn)便地進(jìn)行檢驗(yàn)，以充分體現(xiàn)新課標(biāo)的要求?，F(xiàn)介紹其裝配及使用的改進(jìn)方法。

改進(jìn)方法：

1.配制電解液：配制10%的氫氧化鈉溶液或1∶4的稀硫酸。

2.選擇合適電源：經(jīng)測(cè)定，用12 V至24 V電壓，20至30秒即可產(chǎn)生20 mL氫氣，且體積比剛好為2∶1。利用廢舊電車的一節(jié)鋰電池，電解速度比學(xué)生電源快得多。

3.取下玻璃管兩端的橡膠導(dǎo)管及玻璃尖嘴，分別安裝上乳膠頭。

使用方法：

閉合電路，當(dāng)產(chǎn)生氣體較快的試管液面到達(dá)10 mL時(shí)即斷開電路，用注射器針頭插入膠頭內(nèi)吸取氣體進(jìn)行檢驗(yàn)，盡可能多地抽取氣體，盡量不要把水吸入針筒。

負(fù)極氣體的檢驗(yàn)：將抽取氣體后的針頭直接放在酒精燈火焰上，緩慢推動(dòng)注射器活塞，當(dāng)針頭出現(xiàn)火焰時(shí)立即離開酒精燈繼續(xù)推動(dòng)注射器活塞觀察現(xiàn)象。這時(shí)，淡藍(lán)色的火焰清晰可見，在火焰的上方罩上干燥冷的燒杯，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧。

正極產(chǎn)生氣體檢驗(yàn)：將抽取氣體后的針頭朝上，把帶火星的木條放在針頭正上方，緩慢推動(dòng)注射器活塞，觀察到帶火星的木條復(fù)燃。

實(shí)驗(yàn)效果：改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)效果明顯，氣體收集、檢驗(yàn)都很方便，結(jié)果都非常準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)很安全，實(shí)驗(yàn)成功率極大。這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的基礎(chǔ)。初中化學(xué)老師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教育，既可以提高學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)化學(xué)知識(shí)的能力，又可以強(qiáng)化學(xué)生的邏輯思考能力。為了達(dá)到這個(gè)目的，初中化學(xué)老師不能局限于化學(xué)課堂，要努力改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，力爭(zhēng)做到實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，操作簡(jiǎn)便，現(xiàn)象明顯，讓化學(xué)課堂錦上添花。

參考文獻(xiàn)：

任有良，張國(guó)春，陳助國(guó).一種簡(jiǎn)易水電解器[J].化學(xué)教學(xué)，2014（6）.