“濃硫酸稀釋”的示錯(cuò)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

陳麗霞

一、創(chuàng)新意圖

浙教版科學(xué)九年級(jí)上冊(cè)針對(duì)濃硫酸的稀釋的要求不是簡(jiǎn)單地了解層次，而是九年級(jí)學(xué)生必須掌握的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作技能。

濃硫酸具有腐蝕性、脫水性、吸水性，因此在稀釋濃硫酸試驗(yàn)中要特別注意以下三點(diǎn)：

1.稀釋時(shí)將濃硫酸注入水中，而不是將水注入濃硫酸中。因?yàn)闈饬蛩嵋娝畷?huì)產(chǎn)生大量的熱，并且水的密度比濃硫酸小，因此就會(huì)浮在上面，當(dāng)它們接觸時(shí)又會(huì)產(chǎn)生大量的熱，熱量沒有辦法散發(fā)，因此就會(huì)使水劇烈沸騰并帶著酸四處飛濺傷人。

2.因?yàn)槭敲芊馊萜?，?dāng)把水加入濃硫酸時(shí)，瓶內(nèi)溫度升高，錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng)會(huì)急劇增大，從而引起爆炸。

3.將濃硫酸沿杯壁慢慢注入水中時(shí)，要用玻璃棒不斷攪拌。攪拌的目的是散發(fā)熱量。

結(jié)論：稀釋過程是將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌。

掌握該技能不僅對(duì)學(xué)生今后的化學(xué)學(xué)習(xí)有幫助，更對(duì)步入社會(huì)后的安全生產(chǎn)意識(shí)有著積極的影響。但是在課堂教學(xué)中，書本對(duì)濃硫酸的稀釋直接介紹了正確的稀釋方法，由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)存在一定的危險(xiǎn)性，因此很少有教師在課堂上做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，只是單純地講解、強(qiáng)調(diào)正確的操作步驟及重要性，有的老師則下載了一些視頻讓學(xué)生看，很難使難使學(xué)生有更直觀的感性的認(rèn)識(shí)，從而不能充分認(rèn)識(shí)到正確稀釋操作的重要性。

作為實(shí)驗(yàn)老師的我，為了解決這個(gè)問題，我特別設(shè)計(jì)制作了一套“把水加入濃硫酸”的示錯(cuò)實(shí)驗(yàn)裝置，其可以用于教師的教學(xué)演示，并且正確操作和錯(cuò)誤操作都可以用這個(gè)實(shí)驗(yàn)來完成。整套裝置的器材取用方便，制作方法簡(jiǎn)單、安全，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，效果突出，并且整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程時(shí)間也短，僅需要三分鐘就可以完成實(shí)驗(yàn)的演示，不會(huì)占用太多的教學(xué)時(shí)間。

二、實(shí)驗(yàn)原理

把水直接加入到濃硫酸中，稀釋放出的熱量會(huì)使表面的水沸騰，夾帶著硫酸液滴會(huì)四處飛濺。通過懸掛在塑料瓶內(nèi)的藍(lán)色石蕊試紙（或pH試紙）的顏色變化，讓學(xué)生深刻感知錯(cuò)誤地稀釋濃硫酸的操作所造成的后果，并強(qiáng)化學(xué)生的安全意識(shí)。

三、實(shí)驗(yàn)器材

1000 mL抽濾瓶、氣球、分液漏斗、酒精溫度計(jì)、銅絲、藍(lán)色石蕊試紙（或pH試紙）、濃硫酸、水、皮筋、燒杯、水、14號(hào)雙孔橡皮塞、酒精燈、火柴、雙面膠、鑷子、毛細(xì)玻璃管。

四、實(shí)驗(yàn)裝置

1.將抽濾瓶的嘴用氣球扎緊；

2.雙孔橡皮塞一個(gè)塞入分液漏斗，一個(gè)孔塞入溫度計(jì)，使溫度計(jì)的玻璃泡位于抽濾瓶示數(shù)150 mL至200 mL之間；

3.取一根長度大約為能伸入瓶子的三分之一深度為宜的銅絲，將這根銅絲一端繞成一個(gè)圈，大小為能夠插入抽濾瓶口為宜，銅絲的外面套上一根毛細(xì)玻璃管，銅絲的另一端在酒精燈上燒熱約一分鐘，將此端對(duì)準(zhǔn)雙孔橡皮塞的中央，烙出一個(gè)孔并將其固定在橡皮塞的下邊中央位置；

4.取下三四張藍(lán)色石蕊試紙，用雙面膠將其一端膠于鐵絲下端卷曲處；

5.塞緊雙口橡皮塞。

五、實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象

1.在抽濾瓶中倒入約200 mL的濃硫酸，塞緊橡皮塞，使溫度計(jì)玻璃泡位于濃硫酸中央位置；

2.打開分液漏斗的瓶塞，往分液漏斗中加入水，打開分液漏斗的開關(guān)；

3.觀察到抽濾瓶內(nèi)冒出大量霧氣，溫度計(jì)的紅色液柱快速往上升，抽濾瓶的氣球也有膨脹，等溫度有所下降以后，大約三至死分鐘，霧氣有所減退，此時(shí)可觀察到懸掛在鐵絲上的試紙條上出現(xiàn)許多的紅色的斑點(diǎn)（用60 ℃至70 ℃的熱水演示該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯）。

六、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)

1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，可視性強(qiáng)，能有效增強(qiáng)學(xué)生對(duì)這樣錯(cuò)誤操作的感性認(rèn)識(shí)，并可以增強(qiáng)其正確操作的安全意識(shí)；

2.試紙用銅絲固定于上方，取放方便，利于觀察；且銅絲的外面用毛細(xì)玻璃管套上，能夠盡可能地將銅絲與濃硫酸反應(yīng)的程度降低。

【注意】

1.銅絲不能用鐵絲代替，因?yàn)殍F絲能和濺起的硫酸溶液發(fā)生反應(yīng)，使得抽濾瓶中的硫酸溶液不純；

2.銅絲能和加熱的濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，但是反應(yīng)的溫度條件為170 ℃以上，而這個(gè)稀釋實(shí)驗(yàn)中，水倒入到濃硫酸中時(shí)能放出大量的熱。在稀釋時(shí)，水越少溫度越高，當(dāng)濃硫酸和水的比例為1∶1時(shí)，溫度是70 ℃左右，還不足以和銅絲發(fā)生反應(yīng)。但為了保險(xiǎn)起見，為避免稀釋后的硫酸溶液不純，還是在銅絲的外面套上一截毛細(xì)玻璃管；

3.抽濾瓶有壁厚、不易碎、耐高壓的特點(diǎn)，能確保這個(gè)實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行，更因?yàn)槌闉V瓶質(zhì)量大、底面積也大，實(shí)驗(yàn)完成后，被稀釋的硫酸溶液存放于抽濾瓶內(nèi)安全，不會(huì)倒了或被當(dāng)成別的液體誤用了，而且還可以拿回實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)存，用于以后的實(shí)驗(yàn)，減少藥品的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境造成的污染；

4.實(shí)驗(yàn)器材都為常見的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室器材，取用方便、制作簡(jiǎn)單，而且容易清洗，操作安全可靠，易于推廣。

七、注意事項(xiàng)

硫酸的傾倒和實(shí)驗(yàn)后裝置的清洗盡量避開氣球，防止對(duì)氣球的污染，而且每學(xué)年要做這個(gè)實(shí)驗(yàn)前后務(wù)必做到對(duì)氣球的更換，確保實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。

編輯 段麗君