高海峰 邱蘇霞
(江蘇省盱眙中學(xué) 江蘇 盱眙 211700)
培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力是新教材、新課改的基本要求。書本實驗,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實踐能力的主陣地,所以利用好書本實驗尤為重要,努力使之成為學(xué)生能力培養(yǎng)的平臺。
書本實驗 鈉和水反應(yīng),實驗現(xiàn)象:浮(鈉浮在水面上);游(鈉小球在水面上游動);熔(鈉融化成亮的小球);嘶(鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生嘶嘶聲音);紅(滴入酚酞試液變紅)。為了加深對鈉與水反應(yīng)的理解,筆者和同學(xué)們一起探究創(chuàng)新了幾個實驗:
創(chuàng)新實驗一:鈉與CuSO4溶液反應(yīng)
將一塊鈉放入CuSO4溶液中,結(jié)果出人意料,同學(xué)們得到實驗現(xiàn)象各不相同,總結(jié)一下大致可以分為三類。一類:反應(yīng)相對溫和,只產(chǎn)生藍色沉淀(只列出與水反應(yīng)不同的實驗現(xiàn)象,下同);二類:反應(yīng)相對劇烈,鈉塊燃燒,除藍色沉淀外還有黑色物質(zhì)生成;三類:劇烈反應(yīng),輕微爆炸,除藍色沉淀,黑色物質(zhì)外還有紅色物質(zhì)生成。仔細分析,通過實驗比較得出結(jié)論:鈉與CuSO4溶液反應(yīng)現(xiàn)象不同主要是由鈉塊的大小引起的。
理論基礎(chǔ) 鈉與CuSO4溶液反應(yīng),可以理解成鈉先與水反應(yīng),產(chǎn)物與CuSO4,所以產(chǎn)生藍色沉淀就不難理解了,由于鈉塊的大小不同反應(yīng)的劇烈程度不同,鈉塊燃燒,使Cu(OH)2受熱分解生成了黑色的CuO。發(fā)生輕微爆炸時,生成的CuO在H2的氛圍中被還原成紅色的Cu。
原本進行到此已基本結(jié)束,但聰明的同學(xué)們提出一個問題:CuSO4溶液的濃度不同對反應(yīng)有沒有影響?
對呀,用大小基本相同的塊與不同濃度的CuSO4溶液反應(yīng)現(xiàn)象是否相同呢?于是鼓勵同學(xué)自己動手加以驗證。結(jié)果是顯而易見的,硫酸銅濃度越大反應(yīng)越劇烈。
創(chuàng)新實驗二:鈉與飽和澄清石灰水反應(yīng)
將一塊鈉放入飽和石灰水中,同學(xué)們很快找出了鈉與飽和石灰水反應(yīng)和鈉與水反應(yīng)現(xiàn)象的不同之處:鈉與飽和石灰水反應(yīng)有白色沉淀生成,但還有很多同學(xué)沒有觀察到這一現(xiàn)象。仔細分析其原因,我們加大了鈉的量結(jié)果實驗現(xiàn)象很明顯,通過實驗發(fā)現(xiàn)鈉塊控制在黃豆粒大小時實驗現(xiàn)象比較明顯而且相對比較安全。
筆者在做乙醛的銀鏡反應(yīng)時同時在五支潔凈的試管中做了五組(怕實驗不成功)銀鏡反應(yīng)實驗,結(jié)果都不太令人滿意,便查閱了大量的資料,對實驗做了微妙的改進,現(xiàn)比較如下:
書本實驗 在潔凈的試管里加入1mL 2%的AgNO3溶液,然后一邊振蕩試管,一邊逐滴滴入2%的稀氨水,至最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止(這時得到的溶液叫做銀氨溶液),再滴入3滴乙醛,振蕩后把試管放在熱水中溫?zé)?。實驗如圖:
創(chuàng)新實驗 在潔凈的試管里加入1mL 2%的AgNO3溶液,然后一邊振蕩試管,一邊逐滴滴入2%的稀氨水,至最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止(這時得到的溶液叫做銀氨溶液),再滴2滴5%的NaOH溶液,最后滴3滴乙醛,振蕩后把試管放在熱水中溫?zé)?。實驗如圖:
筆者發(fā)現(xiàn)用新做法做成功率非常高,現(xiàn)象很明顯。
GMDSS終極現(xiàn)代化階段將是與現(xiàn)代化通信技術(shù)完全吻合的階段,充分融合數(shù)字技術(shù)、寬帶技術(shù)、可移動終端等現(xiàn)代化通信技術(shù)。達到準(zhǔn)現(xiàn)代化的目標(biāo)之后并不代表GMDSS停滯不前,通信技術(shù)在發(fā)展,GMDSS也應(yīng)該一直向前跟進。GMDSS停滯的30 a已造成自身極大的損失,隨著GMDSS準(zhǔn)現(xiàn)代化的發(fā)展,GMDSS應(yīng)保持對最先進通信技術(shù)的接納狀態(tài),也就是達到與現(xiàn)代通信技術(shù)相吻合,并可持續(xù)發(fā)展時才是GMDSS現(xiàn)代化的終極目標(biāo)。
理論基礎(chǔ) 銀鏡反應(yīng)的原理:
CH3CHO +2Ag(NH3)2OH →CH3COONH4+2Ag ↓ +3NH3+H2O
離子反應(yīng)方程式:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]+ +2OH-→CH3COO-+ NH4++2Ag↓+3NH3+H2O
研究銀鏡反應(yīng)的原理得出結(jié)論如下:
1.乙醛在堿性條件下還原性增強,Ag(NH3)2OH 是強堿。
2.按教材中的做法能制得 Ag(NH3)2OH 嗎?我們分析一下銀氨溶液中離子的主要成分:
[Ag(NH3)2]+、OH-、NO3-、NH4+,所以銀氨溶液配制的方程式應(yīng)寫成:
AgNO3+NH3·H2O=AgOH↓+ NH4NO32NH3·H2O+AgOH=Ag(NH3)2OH+2H2O
Ag(NH3)2OH+NH4NO3=Ag(NH3)2NO3+NH3·H2O
所以溶液的主要成份應(yīng)為:Ag(NH3)2NO3、NH3·H2O,從而導(dǎo)致溶液的堿性不夠,導(dǎo)致實驗的頻頻失敗。所以再加2滴5%的NaOH溶液 (不能加氨水,氨水不能過量,過量會生成易爆物質(zhì))提高溶液的堿性,更有利于實驗成功,即使加入氫氧化鈉溶液后溶液不再保持澄清也沒有關(guān)系,現(xiàn)象同樣很好。
書本實驗 把卷成螺旋狀的銅絲放在酒精燈上加熱,待銅絲表面被氧化成黑色的CuO時,保持銅絲紅熱,迅速插入乙醇中,黑色的CuO立刻又恢復(fù)成紅色的銅。圍繞黑色的CuO變成紅色的銅,我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生共同拓寬、深究設(shè)計了以下幾個探究性的創(chuàng)新實驗:
創(chuàng)新實驗一:把紅熱的銅絲插入氨氣中,CuO會不會被還原成Cu呢?
通過實驗,黑色的CuO立刻恢復(fù)成紫紅色的銅,但有一部分同學(xué)沒有成功,我們分析了原因,他們增加了銅絲的螺旋密度,結(jié)果也出現(xiàn)了紫紅色的銅,其原理為:2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O。
創(chuàng)新實驗二:把紅熱的銅絲插入疏松的NH4Cl固體中,CuO會不會被還原成Cu呢?
我們將紅熱的銅絲插入到疏松的NH4Cl固體中去,結(jié)果現(xiàn)象不明顯,后來我們仔細地分析可能的原因,加大了NH4Cl固體的量,把銅絲較深地插入到疏松的NH4Cl固體中,約2min,黑色的CuO被部分地還原成紫紅色的銅。
理論基礎(chǔ) NH3在加熱的條件下能還原CuO,其原理為:2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O
NH4Cl受熱分解產(chǎn)生 NH3和 HCl,NH3和黑色的CuO發(fā)生上述反應(yīng)。
拓展實驗 把紅熱的銅絲插入疏松的NH4Cl固體中,CuO除了和NH3反應(yīng)有沒有和HCl反應(yīng)?
把做完實驗的銅絲放入盛有少量蒸餾水的燒杯中,發(fā)現(xiàn)溶液變成了淺藍色,這說明在CuO與NH4Cl反應(yīng)的過程中,CuO不但與NH3,CuO還與HCl反應(yīng)了。
利用好書本實驗這個平臺,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、發(fā)散思維等方面有著重要作用,本人只做了一些簡單的嘗試,和各位同仁一起探討。