中学化学实验存在问题与改进方法

精品文档-下载后可编辑中学化学实验存在问题与改进方法摘要:现行中学化学教材中的实验或多或少存在一些问题,归纳起来主要有以下几方面的问题:污染较严重,说服力不强,浪费试剂严重。针对这些问题,本文提出了改进方法。

关键词:中学化学教材实验问题改进方法

中学化学教学大纲中指出:“化学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,培养学生能观察现象、分析和解决问题,初步掌握一些常用的化学实验技能,培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法。因此,加强实验教学是提高化学教学质量的重要一环。”

可是在教学过程中,我们发现现行教材中的很多实验或多或少存在一些问题。本文对这些问题进行了分析,并提出了改进方法。

一、污染较严重,环保方面关注得不够

绿色化学――环境无害化学,是二十一世纪化学发展的方向之一。绿色化学要求从源头上阻止污染,实现污染零排放。如尾气吸收装置的改进。

在现行中学化学教材中,要吸收实验过程中产生的有害尾气(如现行人教版第一册第四章中的实验室制备氯气),通常是将尾气直接通入盛有NaOH溶液的烧杯中。由于尾气与吸收液接触面小,吸收时间短,因此吸收效果较差。为此,可以把尾气吸收装置作如下改进(见图1)。在该装置中,广口瓶内盛放尾气吸收液,双箭头指示范围内的吸收液的体积约为漏斗容积的2/3。尾气从导管进入广口瓶,并被吸收。当液面下降到露出漏斗颈下口,在重力作用下,吸收液会流回广口瓶中,多余尾气从漏斗排出,吸收液与尾气形成逆流,它们充分接触,吸收效率很高,使尾气中还未被完全吸收的有害成分全部吸收。用该装置吸收尾气,可变一次吸收为三次吸收,吸收率很高,效果很好。

二、说服力不强

在现行人教版高二化学(必修加选修)教材中,证明苯酚显弱酸性的演示实验在实际教学中存在以下两个问题:一是当向苯酚钠溶液中通入二氧化碳时,溶液往往难以出现变浑浊的现象;二是学生不明白为什么向苯酚钠溶液中通入二氧化碳生成的是碳酸氢钠而不是碳酸钠。为了解决上述问题,可以将该实验作如下改进。

(一)改进方法

向盛有少量苯酚晶体(约0.5g)的试管中加入1mL蒸馏水,振荡,溶液变浑浊,然后滴加0.1mol/L的碳酸钠溶液,至浑浊溶液恰好变为澄清,此过程无气体产生。在图2所示的具支试管中加入3mol/L醋酸溶液6mL,在气球中装入4g碳酸氢钠固体,将导管放入上述澄清溶液中,再将气球中的少量碳酸氢钠固体加入到具支试管中,二氧化碳随即产生,约1分钟后试管中就会出现浑浊现象。

(二)实验改进后的优点

1.二氧化碳的发生装置简便易行,而且利用醋酸制取二氧化碳反应速率容易控制。

2.利用碳酸钠溶解苯酚,通入二氧化碳容易出现变浑浊现象,而且能为二氧化碳与苯酚钠反应生成碳酸氢钠作好铺垫。

3.根据强酸制弱酸原理,学生容易分析出酸性的强弱。

三、浪费试剂严重

做复合型实验或微型实验既可以节约实验开支,又可有效地减少污染物的排放。

(一)氯气性质实验的改进

1.实验步骤(见图3)

(1)把滤纸剪成适当大小的四个长方形,然后将滤纸片用凡士林粘在集气瓶的内部。

(2)将饱和的NaI、NaBr、Na2S、品红溶液(1―2滴)分别滴在滤纸上(如图所示)。

(3)向集气瓶内加1.5克KClO3,在滴管中吸入约2毫升浓盐酸,然后将滴管装在双孔塞上,最后把该双孔塞塞在集气瓶上。

(4)用滴管向漏斗中加NaOH溶液,注意所加NaOH溶液刚好装满漏斗下端的弯管处为宜(NaOH溶液在此起液封作用,同时又有减压功能)。

(5)挤胶头滴管,向集气瓶中加浓盐酸,此时,可以看到有黄绿色的气体产生,很快滴品红的滤纸红色褪去,滴NaBr的滤纸变为棕红色,滴Na2S的滤纸有黄色出现,滴NaI的滤纸出现了紫黑色。同时漏斗中的NaOH溶液先慢慢上升,后慢慢下降。

(6)整个实验完成后,用滴管从漏斗中加NaOH溶液吸收尾气。

2.该实验的优点

(1)该实验装置易移动,所有的学生都能清楚地看见实验现象。

(2)不排放有毒气体,非常环保。

(3)药品消耗量少,操作简单,非常适宜学生实验。

(二)氢氧爆鸣微型实验

1.反应器的制作

(1)取一支废输液管,从壶腹(中间膨大处)一端剪去小塑管并在酒精灯火焰上烧熔密封,另一端留有15cm长的小塑管,即做成一支塑料滴管,用手挤压塑料滴管的胶囊,吸入10%的氢氧化钠溶液,并将其正放于小烧杯内(溶液量以近乎充满胶囊为宜)。

(2)取两根大头针,末端拴上导线,插入胶囊内,通过导线将装置与6―9V直流电源连接(电源可用干电池)(如图4所示)。

2.实验步骤

(1)合上电键接通电源,我们可观察到塑料滴管内的水发生电解,产生的气体通过小塑料管排出。

(2)点燃一支蜡烛,捏住小塑管口片刻(5―10秒),再将小塑管口接近烛焰,松开手,会有清脆的爆鸣声,小塑管内会产生火花,现象很明显。

3.原理

水在直流电的作用下,电解产生了氢气和氧气的混合气体。

4.优点

(1)该实验装置简单,电解产生了氢气和氧气混合气体。