高中化学实验的改进与微型实验的设计

1、    高中化学实验的改进与微型实验的设计    史怡鸿摘要：现行高中化学课本中一些传统实验存在着实验装置复杂、操作繁琐、实验现象不明显等弊端，有些实验反应剧烈且条件不易控制，实验过程还会造成环境污染，甚至损害师生的身心健康，这就需要实验教师不断改进和设计实验，让实验更好地服务于教学。关键词：化学实验；改进；微型实验；设计化学是以实验为基础的科学，教师在教学中应高度重视并加强实验教学，重视提高学生动手参与实验的能力，在实验教学中，我们通过分组实验和边讲边做的演示实验相结合的方式，让学生在边做边学中发挥创造性和主体性，同时也能够培养学生的团队精神。课本中一

2、些传统实验装置复杂，操作繁琐，实验现象不明显，而有些实验在进行时反应剧烈且条件不宜控制，实验过程还会造成环境污染，甚至损害师生的身心健康。这就需要实验教师积极主动地发现并分析开展实验过程中出現的问题，不断改进和设计实验。下面以具体的例子来说明对传统实验的改进。一、 钠与水反应的性质实验传统实验的做法是将钠投入到装有蒸馏水的烧杯中，然后请学生观察实验现象。通过分析得出结论，并引导学生写出方程式。但是在实验的过程中只能通过观察得出有气体产生，并且由于产生的气体难以收集，所以基本无法验证生成气体的性质，实验的过程中，由于反应剧烈，常常会发生飞溅现象，这将对实验者产生危害，所以我们将传统实验进行改进。

3、（一） 实验设计研究钠与水反应的性质并验证反应后的产物。（二） 实验用品软塑料瓶（约150ml）一个、大头针2枚、钠块、酚酞试剂、酒精灯、火柴。（三） 实验步骤1. 准备工作：用大头针在塑料瓶盖上扎孔，然后将事先切好的黄豆大小的钠块扎在大头针上，并贴紧瓶盖置于瓶盖内部。2. 实验过程：塑料瓶中装满蒸馏水，并滴加23滴酚酞试剂，挤捏塑料瓶身，使其排出约20ml的水，并保持水面在瓶口位置，迅速盖好瓶盖，反转瓶身使钠与水充分接触并反应，此时引导学生观察实验现象并进行准确的记录。实验现象：溶液变红。被捏瘪的瓶身逐渐恢复了原形。这一现象有力地说明了在反应的过程中有气体产生。接下来验证生成气体的性质。我们

4、将瓶身正立，然后拔出瓶盖上的大头针，让产生的气体从针眼中排出，并用燃烧的火柴靠近排出的气体，观察实验现象，然后通过讨论分析得出结论，并写出方程式。3. 传统实验与微型实验的比较：降低实验的危险性：在钠与水的反应实验中，由于反应剧烈，残余的钠块和生成的氢氧化钠液滴常常会伴随着反应飞溅出来，对实验者造成伤害。改进后将整个反应置于密闭容器中，不会发生飞溅现象。提高实验的严密性：通过瓶身恢复原形，能够有力地说明反应有气体产生，并能够简单便捷地将气体收集在瓶中。通过燃烧实验验证气体的性质。提升学生的实验兴趣：实验用品取材简单方便，贴近生活，让实验走进生活。二、 氯气的性质实验氯气的性质在高中化学中既是重

5、点又是难点，所以教材中设计了一系列的实验来展示它的性质，通过实验让抽象的难点知识直观化，同时也有助于学生的理解与掌握。但课本中设计的实验装置复杂繁琐，且尾气处理不方便。但如果在试管或者集气瓶中进行实验，会将有毒的氯气暴露在空气中，直接危害师生的身心健康，同时环境的污染也不容忽视。经过反复实验总结设计出了关于氯气性质的微型实验。（一） 实验设计通过简易装置随时制备实验所需氯气，利用新制备的氯气进行一系列的性质实验：氯气与碱溶液（氢氧化钠溶液）的反应；氯气与溴化钠、碘化钠溶液的反应（卤素间的置换）；氯气的漂白性：氯气分别与干燥的、湿润的有色布条反应，氯气与红墨水的反应；氯气的酸性：氯气与石蕊试剂作

6、用。（二） 实验用品塑料瓶（约200ml）、注射器2支、镊子、钥匙、滤纸或棉花团、有色布条2块、高锰酸钾粉末、浓盐酸、氢氧化钠溶液、酚酞试剂、溴化钠溶液、淀粉碘化钾试纸、紫色石蕊试纸、红墨水等。（三） 实验步骤1. 准备工作：事先准备好所有性质实验中用到的试纸或试剂，编号后整齐摆放于实验台前，用注射器针头在瓶盖上扎孔。1#：湿润的氢氧化钠酚酞试纸；2#：湿润的紫色石蕊试纸；3#：干燥的有色棉布条；4#：湿润的有色棉布条、湿润的红墨水试纸条；5#：湿润的淀粉碘化钾试纸；6#：湿润的溴化钠试纸条或棉花团。2. 实验过程：将少量的高锰酸钾粉末（约2g）加入到塑料瓶中，然后用力将瓶身捏瘪，排出大量空气

7、后盖紧瓶盖，用注射器吸取浓盐酸并向瓶中滴加，一边滴加一边振荡，此时引导学生注意观察实验现象并记录：捏瘪的瓶身逐渐鼓起来，瓶中充满黄绿色的气体，此时实验所需的氯气就制备完成。接下来进行设计好的一系列性质实验。将注射器拔出，气体通过注射器留下的针孔慢慢排出，用镊子夹取事先编号的试纸依次通过该装置的出气口。此时再次引导学生注意观察每个实验现象并按照编号逐一记录（若实验过程中气体的流出量不足，可以轻轻挤捏瓶身）。当设计的整个实验结束后，用注射器吸取6mol/l的氢氧化钠溶液向瓶中滴加，直到黄绿色气体消失后，打开瓶盖处理废液。要想顺利地完成这个微型实验，首先必须做出全面准确的实验设计方案，对于实验的整个过程做到有计划有准备。实验前按照实验设计做好充分的准备工作。实验过程中，必须严格控制反应物的用量，以免性质实验完成后反应物剩余过多，造成不必要的浪费，同时给尾气和废