高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見氣體的制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究

施惠仙

摘要：常見氣體的制取在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中占的比例很大。高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要掌握的知識(shí)點(diǎn)較多，并且知識(shí)點(diǎn)組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何牢固地掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中形成良好的技能操作，發(fā)掘?qū)W生的自我探究和創(chuàng)新能力，是當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)亟待解決的問題。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)；常見氣體；制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)化學(xué)主要是創(chuàng)新，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)目的不是重復(fù)前人的實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)前人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而是在自我實(shí)踐的過程中養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)方法，具有質(zhì)疑精神、想象力和洞察力，培養(yǎng)學(xué)生良好的創(chuàng)造力，勇于開拓新的沒有人嘗試過的方法和實(shí)驗(yàn)，提高綜合素質(zhì)。只有按照科學(xué)的規(guī)程進(jìn)行熟練的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)才能提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。為貫徹化學(xué)新課程理念，必須開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)課才可以，化學(xué)教師要重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生正確的引導(dǎo)，爭(zhēng)取做到改進(jìn)和創(chuàng)新，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生自主探究，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和意識(shí)。

一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見氣體的制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法知識(shí)被列為高考考察的重點(diǎn)，也是化學(xué)學(xué)科的難點(diǎn)，中學(xué)階段常見制備的氣體有氧氣、氫氣、二氧化碳、氯氣和氨氣。鑒于學(xué)校辦學(xué)條件的限制和趕課時(shí)進(jìn)度等原因，當(dāng)前的氣體實(shí)驗(yàn)授課方式是“教師講，學(xué)生記”的模式，幾乎不給學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會(huì)，這就與教育理念相違背。據(jù)調(diào)查顯示，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有濃厚興趣的學(xué)生的比例占到62%，但親自動(dòng)手做過實(shí)驗(yàn)的僅不到10%，甚至有些學(xué)生連演示實(shí)驗(yàn)都沒看過。實(shí)驗(yàn)次數(shù)過少，不利于掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，化學(xué)教師要對(duì)教學(xué)策略做一些調(diào)整。

二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)常見氣體的制備與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

（一）確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)室中常見的氣體有 H2、O2、Cl2、HCl、H2S、CH4、C2H4、C2H2、NH3、SO2、NO、NO2、CO、CO2 共14種，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍W(xué)生能夠熟練掌握這些氣體的實(shí)驗(yàn)室制法，把握氣體制備實(shí)驗(yàn)的規(guī)律和方法以解決實(shí)際問題。

（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

不同的物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)可以產(chǎn)生同一種氣體，比如氯氣的產(chǎn)生有三種方法，一般采用濃鹽酸在二氧化錳的作用下產(chǎn)生。所以，應(yīng)該按照化學(xué)方程式，根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，選擇合適的物質(zhì)，才能設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案。

（三）實(shí)驗(yàn)實(shí)施和條件控制

進(jìn)行發(fā)生裝置選擇的時(shí)候，考慮到氣體的密度和水中溶解度等因素，選擇合適的裝置集氣，通常裝置的連接順序?yàn)榘l(fā)生裝置、凈化裝置、干燥裝置、收集裝置和吸收裝置。由于氯氣溶于水，所以采用排飽和食鹽水收集，使用加熱法制備氯氣所采用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備有酒精燈、燒瓶、分液漏斗、廣口瓶和水槽，安裝設(shè)備要以先下后上、先左后右的原則來進(jìn)行，試管夾夾在燒瓶的頸部，膠塞上的導(dǎo)管伸入到瓶?jī)?nèi)的位置要適中，不能插入到濃鹽酸溶液中，實(shí)驗(yàn)開始之前一定要確保裝置完全密閉，連接完儀器后要進(jìn)行氣密性檢查。

氣密性檢查通常是將裝置連接好，把導(dǎo)管伸入水槽中，然后用雙手或酒精燈微熱燒瓶底部，如果導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，則停止微熱，這時(shí)如果導(dǎo)管中有一段水柱升起，則證明氣密性合格，不然要重新組裝和調(diào)試；如果密閉性好，就可以將反應(yīng)物均勻分布在燒瓶底部，用外焰進(jìn)行預(yù)熱。

堅(jiān)決不能用稀鹽酸代替濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，因?yàn)橄←}酸還原性較弱，不會(huì)產(chǎn)生氯氣。吸收氯氣應(yīng)該用飽和食鹽水，而不用水，用飽和食鹽水吸收帶入到廣口瓶?jī)?nèi)的氯化氫可以降低氯氣在水中的溶解度，減少兩次除雜質(zhì)對(duì)于產(chǎn)生氯氣的損失。生成的水分由濃硫酸吸收，而最終廢氣用氫氧化鈉溶液收集。而收集方法還可以采用向上排空氣法。這是實(shí)驗(yàn)室制取氯氣最常用的方法。

（四）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與記錄

實(shí)驗(yàn)之前的預(yù)習(xí)工作一定要做好，它是保證實(shí)驗(yàn)良好完成的前提。在實(shí)驗(yàn)之前，找出實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)，牢記于心中，并在實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真記錄，做好筆記。實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察反應(yīng)物的反應(yīng)情況，有沒有氣體生成；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后比較一下二氧化錳與高錳酸鉀制取氯氣的區(qū)別。感覺氯氣在集氣瓶中已經(jīng)充滿以后，可以用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙放到集氣瓶瓶口，如果試紙變藍(lán)，則證明氯氣已集滿；還可以用蘸了濃氨水的玻璃棒放到集氣瓶口處，如果有白色煙霧產(chǎn)生，則證明氯氣已集滿。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，拆卸裝置采取從右到左、從上到下的順序進(jìn)行，先拆主要部分，再拆部件；首先要將導(dǎo)管移出各個(gè)溶液，然后再停止加熱，不然液體會(huì)沿導(dǎo)管倒流進(jìn)燒瓶?jī)?nèi)部。

（五）結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期的是否一致，如果不一致，學(xué)生要分析是哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問題。比如，從二氧化錳和高錳酸鉀兩種制備氯氣的方法可以發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀制備氯氣無需加熱，更加環(huán)保，操作簡(jiǎn)單，但反應(yīng)較劇烈，部分氯氣生成二氧化氯混合在氯氣中，導(dǎo)致氯氣不純，再者，得到的七氧化二氯和二氧化氯受熱時(shí)容易發(fā)生爆炸，所以通常不采用這種制取方法。為了有效掌握制取氯氣的各種方法，學(xué)生可以做出多種嘗試，制作出更加簡(jiǎn)易、優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)裝置，這對(duì)學(xué)生遇到問題、解決問題的能力是一個(gè)提高的過程。

應(yīng)該明確的是，要想完成好常見氣體的制備實(shí)驗(yàn)，首先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，然后了解基本的?shí)驗(yàn)操作和儀器的使用方法，熟練掌握實(shí)驗(yàn)的流程。如果不了解這些，不掌握基本技能，就缺乏對(duì)步驟和細(xì)節(jié)的認(rèn)識(shí)，以至于真正實(shí)驗(yàn)的過程中手忙腳亂，不知道選用哪些儀器，不知道這一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟完成以后該如何完成下一步。對(duì)氣體制備基礎(chǔ)知識(shí)有一定的了解之后，要靈活運(yùn)用，細(xì)心觀察與思考，把握問題的實(shí)質(zhì)，仔細(xì)地研究與分析問題，那么針對(duì)氣體制備及應(yīng)用的綜合實(shí)驗(yàn)操作就不成問題了。

三、結(jié)語

社會(huì)發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新，隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的開展，要求高素質(zhì)人才必須具備創(chuàng)新能力，并把這種能力作為生存的關(guān)鍵。學(xué)生要在實(shí)際的理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作中不斷思考和總結(jié)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)創(chuàng)新作為，形成探究能力，從而構(gòu)建自己的知識(shí)體系，養(yǎng)成善于發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的習(xí)慣。

參考文獻(xiàn)：

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