探究《火柴梗組成元素》的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)創(chuàng)新

摘 要：初中化學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)，大多數(shù)是專家經(jīng)過(guò)千錘百煉，反復(fù)論證后編入課本中的，相當(dāng)具有權(quán)威性，但也難免會(huì)有一些實(shí)驗(yàn)，從觀察性、操作性、安全性等還有必要改進(jìn)和創(chuàng)新。我們還是更多地應(yīng)該關(guān)注如何用一些替代品來(lái)完成本來(lái)無(wú)條件完成的實(shí)驗(yàn)，使得操作簡(jiǎn)便安全省時(shí)，現(xiàn)象明顯，讓學(xué)生輕易正確得出結(jié)論，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：探究實(shí)驗(yàn);火柴梗;組成元素

1 原文背景

黔東南九年級(jí)化學(xué)教材使用的是（北京仁愛(ài)版）。在教材中有一個(gè)請(qǐng)你嘗試的實(shí)驗(yàn)：《火柴梗的加熱 》通過(guò)觀察試管中物質(zhì)的變化讓學(xué)生得出組成火柴梗的元素。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有液體和黑色物質(zhì)，學(xué)生就提出問(wèn)題這個(gè)液體就是“水”嗎？黑色固體就是“碳”嗎？針對(duì)這些疑問(wèn)，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)研究。通過(guò)查閱資料，初中證明水的存在可以用（無(wú)水硫酸銅），碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳可以用（澄清石灰水）。

通過(guò)改進(jìn)，可以通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知道產(chǎn)生了哪些物質(zhì)，學(xué)生通過(guò)分析這些物質(zhì)可以推斷出火柴梗中究竟有哪些元素，提高了探究實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄繎B(tài)度?？茖W(xué)探究一般過(guò)程包括提出問(wèn)題，提出假設(shè)，設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，解釋結(jié)論，交流與應(yīng)用。

提出問(wèn)題：小木條、枯樹葉、紙片這些常見(jiàn)的物質(zhì)中含有哪些元素？老師說(shuō)這些物質(zhì)燃燒后有水和二氧化碳生成，怎么證明??？

提出假設(shè)：小木條、枯樹葉、紙片這些常見(jiàn)的物質(zhì)中含有碳、氫、氧元素。

設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)：

查資料，水是由氫和氧組成的。二氧化碳是由碳和氧組成的。水是液體，但是液體是水就不一定對(duì)，怎么證明這些物質(zhì)隔絕空氣加熱生成的液體中有水（查資料：白色無(wú)水硫酸銅遇水生成藍(lán)色五水硫酸銅，可以證明水的存在）。證明二氧化碳只需要澄清石灰水就可以了。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：把探究物質(zhì)（小木條、枯樹葉、紙片分別）放入隔絕空氣的硬質(zhì)試管中加熱，用無(wú)水硫酸銅來(lái)檢驗(yàn)是否有水生成。用澄清石灰水來(lái)檢驗(yàn)是否有二氧化碳生成，探究實(shí)驗(yàn)裝置如圖1。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

1）組裝儀器，放入探究材料，隔絕空氣用酒精燈給小木條等加熱，讓產(chǎn)生的液體與無(wú)水硫酸銅接觸：（現(xiàn)象：白色粉末變藍(lán)色）。

2）然后用氧氣發(fā)生裝置供氧氣，把產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水（現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁）

解釋結(jié)論：

隔絕空氣加熱產(chǎn)生的液體能夠使白色的無(wú)水硫酸銅變成藍(lán)色，證明這些物質(zhì)“干餾”有水生成，當(dāng)提供氧氣，黑色物質(zhì)與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，使澄清石灰水變渾濁。

交流與應(yīng)用：小木條、枯樹葉、紙片分別隔絕空氣“干餾”有水生成（水由氫、氧元素組成）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，證明它們組成中有氫、氧元素，當(dāng)提供氧氣，黑色物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的氣體能夠使澄清石灰水變渾濁證明氣體為二氧化碳（因?yàn)樘峁┑氖茄鯕?，產(chǎn)物是二氧化碳）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，證明黑色物質(zhì)為碳元素組成。

2 探究實(shí)驗(yàn)裝置圖

3 探究實(shí)驗(yàn)儀器或特點(diǎn)及用途

特點(diǎn)：本教具利用學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí)（二氧化碳?xì)怏w與石灰水變渾濁、白色無(wú)水硫酸銅遇水變藍(lán)）來(lái)探究火柴梗、枯樹葉、紙片中組成元素的問(wèn)題。通過(guò)改進(jìn)，可以通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知道產(chǎn)生了哪些物質(zhì)，學(xué)生通過(guò)分析這些物質(zhì)可以推斷出火柴梗中究竟有哪些元素，提高了探究實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄繎B(tài)度。

3.1 制作材料

1）教具制作：鐵架臺(tái)、硬質(zhì)試管、橡膠塞、玻璃導(dǎo)管、乳膠管、塑料瓶（礦泉水瓶）、用完的圓珠筆芯、醫(yī)用點(diǎn)滴管、酒精燈、石棉網(wǎng)燈罩。

2）探究用藥品及材料：過(guò)氧化氫溶液5%、二氧化錳、無(wú)水硫酸銅、澄清石灰水、小木條、枯樹葉、紙張等

3.2 制作方法

1）彎制玻璃管，并配好橡膠塞。如圖2

2）取用完油墨的圓珠筆芯兩只、兩個(gè)大小一樣的塑料瓶、兩個(gè)合適的橡膠塞;制作氧氣發(fā)生裝置。

3）組裝探究實(shí)驗(yàn)裝置。

3.3 使用方法

在學(xué)習(xí)到物質(zhì)組成的奧秘的專題時(shí)，學(xué)生對(duì)水（H2O）二氧化碳（CO2）氧氣（O2）的組成元素已經(jīng)知曉。黔東南九年級(jí)化學(xué)使用的是（北京仁愛(ài)版）化學(xué)：?jiǎn)卧? 組成物質(zhì)的元素，教材中安排了火柴梗的加熱，但是通過(guò)實(shí)驗(yàn)不能夠說(shuō)明究竟產(chǎn)生哪些物質(zhì)。通過(guò)自制教具的改進(jìn)，可以通過(guò)（①二氧化碳遇澄清石灰水變渾濁②無(wú)水硫酸銅遇水變藍(lán)等）具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知道產(chǎn)生了哪些物質(zhì)，學(xué)生通過(guò)分析這些物質(zhì)可以推斷出火柴梗中究竟有哪些元素，可能含有哪些元素。提高了探究實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄繎B(tài)度。

1）將本教具組裝好，放上藥品。

2）點(diǎn)燃酒精燈給小木條等探究材料加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，很快產(chǎn)生的水會(huì)使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)。

3）然后緩慢的通入氧氣，讓探究材料遇氧氣發(fā)生反應(yīng)，利用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，石灰水變渾濁。

開展探究性的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，幫助學(xué)生了解科學(xué)探究的基本過(guò)程和方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，使他們想創(chuàng)新、敢創(chuàng)新、會(huì)創(chuàng)新，是我們每個(gè)化學(xué)教師的責(zé)任。本實(shí)驗(yàn)在開展過(guò)程中得到了我州化學(xué)高級(jí)教師田忠忠老師的細(xì)心指導(dǎo)，在此一并表示由衷感謝。

參考文獻(xiàn)

[1]甘一.“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2015年23期.

[2]邵貝貝.單片機(jī)嵌入式應(yīng)用的在線開發(fā)方法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

作者簡(jiǎn)介

潘家賢（1987-），男，苗族，貴州黃平，中學(xué)中級(jí)，大學(xué)本科，凱里市旁海中學(xué)，研究方向：初中化學(xué)教育。