雷成偉
摘 要: 化學(xué)學(xué)科是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)規(guī)律、理論都源于實踐并在實踐中接受檢驗。對于農(nóng)村中學(xué)來說,由于學(xué)校實驗條件簡陋、實驗經(jīng)費緊張,要開足開齊實驗,必須對教材中現(xiàn)有的某些實驗進行改進,在改進中注重科學(xué)性、簡易性、趣味性、安全性和探索性的原則,進一步開發(fā)和完善化學(xué)實驗的教育功能。
關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 測定實驗 改進方案
一、溶液導(dǎo)電性測定實驗的改進方案
科教版九年級化學(xué)第八章第三節(jié)“實驗8-13”是一組測定不同溶液導(dǎo)電性的實驗(裝置如A圖)。筆者在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn),該實驗存在以下不足:(1)操作繁瑣:因電極需重復(fù)插入待測溶液,為避免試劑污染而影響實驗現(xiàn)象,每次插入前均需洗凈電極,十分不便。(2)浪費時間:多次更換藥品,重復(fù)測定不同溶液的導(dǎo)電性,需花費大量課堂教學(xué)時間,降低課堂教學(xué)效率。(3)浪費藥品:因待測溶液需盛入燒杯測定導(dǎo)電性,為觀察清楚,需要的藥品量較大,且用后均做廢液處理,增加了實驗的成本。
因此,筆者利用廢舊材料對該實驗做了改進,只需很低的成本就可以制作出溶液導(dǎo)電性實驗演示器(裝置如B圖),將多次反復(fù)實驗變?yōu)橐淮涡詫嶒炌瓿?,大大提高課堂教學(xué)效率。下面簡單介紹實驗的改進和注意事項。
(一)用品
醫(yī)用青霉素試劑瓶8只、一次性注射器針頭16只、一次性塑料注射器1只(可以重復(fù)使用)、開關(guān)8只、燈泡1只、導(dǎo)線若干。
(二)準(zhǔn)備
1.自制演示器:將8只干凈的青霉素試劑瓶固定在木板上,每只試劑瓶上連接兩根電極(針頭),各有一只開關(guān)控制,并聯(lián)8組電極,連接燈泡,形成回路。
2.裝入待測溶液:用注射器將待測溶液分別注入醫(yī)用青霉素試劑瓶中。
(三)使用
閉合第一組開關(guān),斷開其他各組開關(guān),接通電源,觀察燈泡是否發(fā)光,測定溶液導(dǎo)電性,依此類推,測定其他溶液的導(dǎo)電性。
(四)優(yōu)點
1.變廢為寶。利用廢棄的醫(yī)用青霉素試劑瓶做實驗容器,既方便又實用。
2.節(jié)省時間。通過自制溶液導(dǎo)電性演示器,有效提高課堂教學(xué)效率。
3.操作簡單。只需要接通電源,切換開關(guān),即可觀察到不同溶液的導(dǎo)電性。
4.節(jié)約藥品。該裝置可以多次使用,節(jié)約藥品,降低實驗成本。
(五)不足
該裝置雖然可以多次使用,但藥品更換不太方便。
(六)注意事項
1.因通電條件下,水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣,故試劑瓶蓋上需留排氣孔,以防液體外溢。
2.因金屬與酸或鹽溶液反應(yīng),故用后需立即拔出針頭,并擦洗干凈,以防針頭被銹蝕。
3.該演示器不僅可以用于初中階段溶液導(dǎo)電性的測定,而且可以用于高中階段電解質(zhì)強弱的測定。
二、空氣中氧氣含量測定實驗的改進方案
科教版九年級化學(xué)第二章第一節(jié)“實驗2-1”是一組測定空氣中氧氣含量的實驗(裝置如C圖)。筆者在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn),該實驗存在以下不足:(1)紅磷的著火點較高,紅磷燃燒熄滅并不是容器里的氧氣耗盡,而是氧氣的濃度降低到不能再支持紅磷燃燒,即紅磷燃燒僅消耗80%左右的氧氣,尚剩余20%左右還在容器中,所以水面不可能達到1/5的理想高度。(2)當(dāng)把燃燒的紅磷插入容器中無意或故意不立即塞緊橡膠塞,使容器里一部分受熱膨脹的空氣外逸,在容器溫度還沒降到室溫的情況下就產(chǎn)生負壓,水面高度也達到甚至超過1/5,學(xué)生看到的是一個實驗成功的假象,但是失去了實驗的真實性和科學(xué)性。
為次,筆者根據(jù)測定原理對該實驗做了改進,只需要用簡單的實驗儀器就可以完成空氣中氧氣含量的測定實驗(裝置如D圖),體現(xiàn)了實驗教學(xué)的科學(xué)性、簡易性、直觀性與真實性。下面簡單介紹實驗的改進和注意事項。
(一)用品
大試管1支、單孔橡皮塞1個、止水夾1只、乳膠管、燒杯1只、酒精燈一盞,白磷5克,藍墨水少許。
(二)準(zhǔn)備
1.取一支大試管,加單孔橡膠塞,孔中插一根3cm長的短玻璃導(dǎo)管,玻璃導(dǎo)管上加一段4cm長的乳膠管,把乳膠管折回,用彈簧夾夾住,試管密閉。
2.在裝有水的燒杯中滴加幾滴紅墨水備用。
(三)使用
1.取黃豆粒大小的一塊白磷(實際用量根據(jù)試管容積確定),用濾紙吸干水,立即放入準(zhǔn)備的試管里,塞上帶乳膠管和彈簧夾的橡膠塞密封。
2.將試管放在在酒精燈上稍作烘烤,白磷就燃燒起來,振蕩試管,防止白磷粘在試管壁上。
3.1分鐘后試管內(nèi)不再產(chǎn)生白煙,擦洗試管4至5次,試管溫度迅速降到室溫。
4.把試管倒插入滴有藍墨水的燒杯中,打開彈簧夾,藍墨水立即沿乳膠管進入試管,捏住乳膠管,把試管從藍墨水中取出,正立試管觀察,液面高度大約是試管空間高度的1/5。
(四)優(yōu)點
1.白磷在燃燒時一直在密閉的試管內(nèi)進行,絕無熱空氣外逸,保證了實驗的真實性。
2.白磷的著火點很低(40℃),即使在燃燒熄滅后仍在發(fā)生氧化反應(yīng),幾乎把試管內(nèi)的氧氣消耗盡,保證了實驗結(jié)果的精確性。。
3.藍墨水可以提高實驗的能見度,增強演示實驗的直觀性。
4.裝置是試管、燒杯等,簡單、輕巧,每次實驗僅需2分鐘左右,體現(xiàn)了實驗的簡易性。
(五)注意事項
1.由于白磷的著火點很低(40℃),剩余藥品處理不當(dāng)可能會引發(fā)火災(zāi),故取用藥品時要根據(jù)選用試管的容積嚴(yán)格控制藥品用量,既要保證完全消耗試管內(nèi)空氣中的氧氣,又要防止剩余藥品處理不當(dāng)發(fā)生安全事故。
2.當(dāng)試管內(nèi)不再產(chǎn)生白煙時,不宜立即擦洗試管,避免試管炸裂??勺匀焕鋮s1至2分鐘后再擦洗,以保證實驗的安全性。