湖南省长沙市麓山国际实验学校(410006) 肖利辉。
摘要:化学是一门以实验为基础的学科,实验教学直接影响教学效果和学生的学习兴趣,笔者经过多年教学实践,本着实验应该易操作、更直观、更安全的宗旨,对九年级化学上册教材中测定空气中氧气含量、质量守恒定律活动与**、倾倒co2、co的性质、燃烧条件**、面粉**等几个实验进行了改进。
关键词:化学实验改进**装置
化学是一门以实验为基础的学科,而实验是化学教学中科学**的重要手段,实验教学的成功与否,直接影响学生学习化学的兴趣和持续**的动力。因此实验的设置应遵循易操作、更直观、更安全的宗旨,以促进**活动中有关目标的达成。笔者通过多年教学实践,深入地分析和认真地研究人教版九年级化学教材,对其中的几个**实验作出了如下改进,在教学中效果很好。
1、测定空气中氧气含量实验的改进。
人教版《义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册》中实验2-1(如下图改进前),利用红磷燃烧消耗集气瓶里的氧气,使集气瓶内气压减少,引起烧杯中的水沿着导管进入集气瓶,并约占集气瓶容积的1/5。但在实际操作中,常常由于装置的气密性、燃烧匙伸入集气瓶中的速率、导管内原来没有水而冷却后有残留水等问题导致实验误差甚至实验失败。白烟扩散到空气中还会引起大气污染。
对此,我在教学中发挥集体智慧,与学生共同讨论并改进了该实验装置,形成了如下图(改进后)所示的实验装置:
仪器药品:水槽、试管、橡胶塞、烧杯、试管夹、白磷、热水。
实验操作及现象:在水槽中加入适量水,试管上做好刻度后往试管中放入一团白磷,用橡皮塞塞紧,在烧杯中加入热水。将装有白磷的试管放入盛有热水的烧杯中,白磷燃烧,看到试管中充满大量的白烟,燃烧完全并稍微冷却后,将试管如图倒立于水槽中,并在水下取下橡皮塞,试管迅速冷却,但由于气压差,试管内液面上升,约占原空间的1/5。
实验改进评价:改进后的实验装置和操作都较原来实验简便,而且去掉了装置连接而引起气密性不好的影响因素,误差较小,现象明显更易于观察,反应停止后冷却时间也较为短暂,无大气污染。
2、质量守恒定律活动与**的改进。
人教版《义务教育课程标准实验教科书》化学九年级上册第90页的“活动与**”之一:白磷燃烧验证质量守恒定律。课本中的操作方法如图,在底部铺有细沙的锥形瓶中,放入一粒火柴头大的白磷,在锥形瓶口的橡皮塞上安装一根玻璃管,在其上端系牢一个小气球,并使玻璃管下端能与白磷接触,将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡,然后,取下锥形瓶,将橡皮塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上燃烧至红热后,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧,并将白磷引燃,待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上,观察天平是否平衡。
按照课本中所提供的操作方法,可能出现外界空气与锥形瓶中空气对流,甚至污染大气,同时一套装置在几个班连续使用,加热玻璃管时有可能炸裂,掉下的碎片使总质量减轻,玻璃管的导热能力下降等情况。对此我的改进方法如下:
仪器和药品:三角架、石棉网、锥形瓶、镊子、烧杯、热水、酒精灯、白磷、天平。
实验操作和现象:将一杯热水放在三角架上加热,取一小颗白磷放入锥形瓶中,并立取塞上胶塞,称量其重量,取下锥形瓶放入热水中,观察到锥形瓶中的白磷燃烧,产生大量白烟,待装置冷却后,再称量,观察到天平依然平衡。
实验改进评价:笔者验证多次,效果非常好。既验证质量守恒定律,还让学生明白加热的另一方法——水浴,加深对加热烧杯需垫石棉网的认识。
人教版《义务教育课程标准实验教科书》化学九年级上册第90页的“活动与**”之二:碳酸钠粉末与稀盐酸验证质量守恒定律。课本中的操作方法如图,把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中,将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡,取下小烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸与小烧杯中的碳酸钠粉末反应,一段时间后,再把小烧杯放在托盘天平上,观察天平是否平衡。
按教材上的操作方法,我们观察到天平不再平衡,只能从理论分析是因为二氧化碳逸至空气,但没有用实验证明。对此我的改进方法如下:
仪器和药品:矿泉水瓶、碳酸钠、稀盐酸、天平、小试管。
实验操作和现象:往矿泉水瓶中加入适量碳酸钠粉末,小试管中加入少量稀盐酸,用一细线使试管固定在瓶盖上不与碳酸钠粉末接触,将矿泉水瓶一起放在托盘天平上用砝码平衡,将其倾斜,使小试管中的盐酸与矿泉水瓶中的碳酸钠粉末反应,一段时间后,再把矿泉水瓶放在托盘天平上,观察天平是否平衡。取下瓶盖放在托盘天平上,再观察天平是否平衡。
由此分析同一实验差异的原因所在。
实验改进评价:这样操作简单方便,同时用实验证明密闭容器中,反应前后天平平衡,打开瓶塞,部分二氧化碳逸至空气中,使天平向右倾斜,从而得出如果用有气体生成的实验验证质量守恒定律,要在密闭容器中进行。
3、倾倒co2的实验改进。
人教版《义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册》中使实验6-5(如左下图)所示,将收集有二氧化碳的集气瓶沿烧杯边沿慢慢往烧杯中倾倒,下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭,说明二氧化碳密度比空气大,二氧化碳不支持燃烧,也不燃烧。有时把握不好,倾倒时速度过快或集气瓶拿不稳,二氧化碳刚倒出就散开了,结果造成上面的蜡烛先熄灭,下面的后熄灭,对二氧化碳的密度作出了错误的结论。对此我对这个实验做了如下改进。
仪器:烧杯、铜片梯上放两根蜡烛、集气瓶、长玻璃片、火柴。
实验操作和现象:收集一瓶二氧化碳,如右上图点燃蜡烛放入烧杯中,在烧杯中放一块玻璃片,稍移开集气瓶上玻璃片倾倒二氧化碳时,观察到下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭。
实验改进评价:改进后的实验操作简单,不会使二氧化碳因蜡烛燃烧产生的热量而往上升,现象明显,成功率高。
4、co的性质实验改进。
人教版《义务教育课程标准实验教科书化学》九年级上册118页,关于co性质教学,教材没有安排实验,教学时常采用纯理论推理或动画模拟,学生记忆不深。对此我增加了co的可燃性和还原性两个实验。
仪器和药品:两瓶一氧化碳,蜡烛1支,澄清石灰水,一个插有铜丝(铜丝下端绕成螺旋状)和胶头滴管的胶塞,酒精灯,火柴。
实验操作和现象:收集两瓶co气体,取下一瓶的瓶塞,迅速用燃着的蜡烛放在瓶口引燃co,观察到明亮的蓝色火焰,燃烧完后,迅速倒入适量澄清石灰水,振荡,澄清石灰水变混浊,说明co燃烧生成co2。将铜丝在酒精灯上加热至红热,此时表面是黑色,迅速将它插入co的集气瓶,两分钟后观察,铜丝表面由黑色变为红色,用胶头滴管挤入澄清石灰水振荡,观察到澄清石灰水变混浊,取出胶塞,迅速用蜡烛点燃剩余气体,防止co污染大气。
实验改进评价:改进后的实验操作简单安全,说服力强,现象明显,学生兴趣浓,成功率很高。
5、燃烧条件**实验改进。
人教版《义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册》中使实验7-1(如图)所示的装置来**通常燃烧的条件。
教材的实验装置(改进前)要求在通风橱内进行,但普通教室里并没有此装置,金属片上即使放很少量的白磷,燃烧产生的白烟也会迅速弥漫教室,造成严重污染,并且实验时间较长,实验完毕后,热水中没有燃烧的白磷呈液态,水里到处“乱跑”不便**,处理它既浪费原料,又污染环境。用导气管向水中的白磷吹氧气,实验不易控制,有时部分白磷会浮于水面而发生燃烧甚至飞溅,白磷易燃且有剧毒,存在安全隐患。为此我对该实验进行了如下改进。
仪器:试管、气球、烧杯、镊子、酒精灯、三角架、石棉网。
实验操作及现象:在烧杯中加入热水。用镊子取一小团白磷放入烧杯的热水中,另取一小团白磷放入一试管,立即套上一个气球,再取适量红磷放入另一试管,立即套上一个气球,分别将两支放有白磷和红磷的试管放入热水中,观察到试管中的白磷燃烧,红磷和水中的白磷不燃烧。
再用一支空试管罩在热水中的白磷上,发现水中的白磷燃烧。
实验改进评价:改进后的实验装置取材方便,节约药品,操作简便安全,现象明显,产生的污染被充分吸收,实验时间短,增强了实验的可信性。
6、面粉**实验改进。
人教版《义务教育课程标准实验教科书化学》九年级上册128页实验7-2的“面粉**实验”,其操作过程是:剪去空金属罐和小塑料瓶的上部,并在金属罐和小塑料瓶的底侧各打一个比橡皮管外径略小的小孔。连接好装置,在小塑料瓶中放入面粉,点燃蜡烛,用塑料盖盖住罐(如图所示)。
从橡皮管一端鼓入大量的空气(人距离该装置远一些),使面粉充满罐,观察现象。该实验操作采用鼓入大量空气的方法扬起粉尘。在密闭体系中鼓入大量气体,即使没有面粉的急速燃烧,鼓入的大量空气也会使罐内气压增大,只要罐内气压远远高于外界大气压,就有可能使罐盖高高掀起。
对此我对该实验进行了如下改进。
实验仪器和药品:大烧杯1只、3cm蜡烛1根、火柴、奶粉罐盖(盖上放入一些面粉,用纱布包好)、面粉。如图所示。
实验操作和现象:先把蜡烛点燃固定在烧杯底部,把3~4药匙面粉装入罐盖,用纱布包好,待烛火燃得较旺时,手握缺罐盖往烧杯口一罩,听到“砰”地一响,火苗冲出烧杯几寸高。
实验改进评价:改进后的实验不仅成功率很高,而且除了听到“嘣”的爆破声,还可以看到火光冲出罐体,直接感受面粉粉尘的燃烧。
我国著名化学家戴安邦先生曾经说过:“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式。”化学实验的改革有助于学生观察能力、思维能力、创新能力和综合分析能力的培养。
学生通过这样的**活动,不但可增强环保意识,还可利用所学知识解决实际问题,增强学习兴趣,因此,加强化学实验教学及其改革是提高教学水平和质量必不可少的环节,同时也是我们每个化学教师在教育教学中都应该不断思考的问题。
2)人教版《义务教育课程标准实验教科书》化学九年级上册教师教学用书。
3)《九年级化学新课程标准》
人教版九年级化学上册教材中的基础实验练习
教材中的基础实验练习。1.红磷燃烧确定氧气含量的实验 药品的要求 装置的要求。实验操作 右图装置可用于测定空气中氧气的含量,下列有关该实验的说法中,正确的是 2.燃烧与灭火 物质燃烧的条件 巩固练习 下图所示的实验可用于研究可燃物燃烧的条件。1 实验中观察到的现象是涉及到的化学反应方程式是。2 烧杯...
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