陳海燕
[內(nèi)容摘要]:現(xiàn)行的高中化學(xué)新教材(人教版)中,某些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不太合理,有的現(xiàn)象不容易觀察,有的時(shí)間太長(zhǎng),有的反應(yīng)速率過(guò)快,有的使用的儀器、藥品太多,過(guò)于繁瑣,還有些不符合“綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的要求。實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)儀器是實(shí)驗(yàn)的零件,本文從變、換實(shí)驗(yàn)零件入手改進(jìn)、優(yōu)化教材中的某些實(shí)驗(yàn)。所謂“變”是變大為小,“換”則是換成更優(yōu)的零件(藥品或儀器)。
[關(guān)鍵詞]:變換 零件 優(yōu)化
中圖分類(lèi)號(hào):G633.8
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)形象、直觀、有趣,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。因此,化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中有著很重要的地位。然而,現(xiàn)行的高中化學(xué)新教材(人教版)中,某些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不太合理,有的現(xiàn)象不容易觀察,有的時(shí)間太長(zhǎng),有的反應(yīng)速率過(guò)快,有的使用的儀器、藥品太多,過(guò)于繁瑣,還有些不符合“綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的要求。用較少的藥品、簡(jiǎn)單的裝置、較短的時(shí)間實(shí)驗(yàn),并且達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)效果,而且產(chǎn)生的污染最小,這是我們化學(xué)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)努力的方向。
一輛汽車(chē)由很多的零件組成,實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)儀器便是實(shí)驗(yàn)的零件,這兩者的合理、正確的選擇是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。改進(jìn)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)我從下列幾方面考慮:
變換零件一:實(shí)驗(yàn)藥品。
1、變。在保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那闆r下,我們將盡量使用少的藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成節(jié)約藥品的良好習(xí)慣,更有利于環(huán)保。
在化學(xué)第一冊(cè)第三章學(xué)生實(shí)驗(yàn)四中配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,第一是配制100 mL 2.0mol/L NaCl溶液,第二是用100 mL 2.0 mol/L NaCl溶液配制100 mL 0.5mol/L NaCl溶液,這樣的實(shí)驗(yàn)安排具有一定的合理性:先用固體配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,再用濃溶液配制稀溶液,讓學(xué)生對(duì)一定物質(zhì)的量濃度的溶液的配制有個(gè)全面的理解。但是也有一些不合理的地方:配制100 mL 0.5mol/L NaCl溶液只需要25 mL 2.0mol/L NaCl溶液,其余的70多mL 2.0mol/L NaCl溶液是很大的浪費(fèi)。象我們學(xué)校有16個(gè)班級(jí),一個(gè)班級(jí)就算50個(gè)人,兩人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所用鹽的質(zhì)量m=400×0.1L×2mol/L×58.5g/mol=4680g,浪費(fèi)掉的鹽的質(zhì)量將會(huì)達(dá)到4680g×0.75=3510g。僅僅一個(gè)學(xué)校就浪費(fèi)了這么多,全國(guó)有多少高一學(xué)生用鹽來(lái)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液呢?那么此時(shí)我們將采取“變大為小”的措施,把配制100 mL 2.0mol/L NaCl溶液改成配制100 mL 1.0mol/L NaCl溶液。這樣可以節(jié)約很多藥品且節(jié)省開(kāi)支,同時(shí)也不會(huì)改變其實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?,一箭雙雕,何樂(lè)而不為呢!
2、換。教材上的實(shí)驗(yàn)藥品不一定是最佳的,我們可以根據(jù)實(shí)際情況替換成能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡摹⑦€有可能收到意想不到效果的藥品。
化學(xué)第二冊(cè)第五章第四節(jié)制乙炔的實(shí)驗(yàn)是用水和電石進(jìn)行的。電石中因含有少量鈣的硫化物和磷化物,致使生成的乙炔中因混有硫化氫、磷化氫等而呈難聞的氣味。采取怎樣的措施既能減少H2S的逸出,又能控制反應(yīng)速率。基于這兩點(diǎn)目的:檢查裝置的氣密性良好后,我們將用CuSO4溶液代替水進(jìn)行實(shí)驗(yàn),產(chǎn)生的H2S、PH3氣體就可以與CuSO4溶液反應(yīng)而被吸收,從而減少了污染,保護(hù)了環(huán)境,同時(shí)生成的硫化銅覆蓋在電石表面,使反應(yīng)比較緩和,從而獲得平穩(wěn)的乙炔氣流。這種做法可謂一箭多雕:既達(dá)到了實(shí)驗(yàn)要求,又鍛煉了學(xué)生的思維,而且還提高了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。
變換零件二:實(shí)驗(yàn)儀器。
1、在不影響實(shí)驗(yàn)效果的基礎(chǔ)上,把大零件(如大試管)“變”成小零件(小量?jī)x器)。
化學(xué)第一冊(cè)第一章第二節(jié)中有個(gè)演示實(shí)驗(yàn):在一支試管中加入5 mL CuSO4溶液,再加入5 mL BaCl2溶液,過(guò)濾,觀察沉淀和濾液顏色。我們初中就已經(jīng)知道CuSO4溶液和BaCl2溶液反應(yīng)的現(xiàn)象是很明顯的,但這個(gè)實(shí)驗(yàn)中卻需要5 mL CuSO4溶液和5 mL BaCl2溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此時(shí)我們可以乘機(jī)向?qū)W生亮牌:我們?nèi)羰褂? mL CuSO4溶液和5 mL BaCl2溶液進(jìn)行這樣現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的Cu2+還有可能過(guò)量的Ba2+屬于重金屬離子,都是有毒的,便會(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生一定的污染(積少成多),為了減少對(duì)水的污染,我們可以在保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的前提下,可以在小試管加入2 mL CuSO4溶液和2 mL BaCl2溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)即可。采用常規(guī)的小量實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備,用較少的藥品達(dá)到同樣的實(shí)驗(yàn)效果。這樣可以節(jié)省試劑和時(shí)間,操作簡(jiǎn)單,污染少、安全性高。
2、“換”上更加合理的、耐用的、能使現(xiàn)象更明顯的實(shí)驗(yàn)儀器。
化學(xué)第一冊(cè)第二章堿金屬中鈉與氧氣的燃燒反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn),教材上的方法:將一小塊鈉放在石棉網(wǎng)上加熱,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。當(dāng)鈉熔成小球后不久開(kāi)始燃燒,發(fā)出黃色火焰,現(xiàn)象很明顯,但是產(chǎn)物的情況卻很難觀察,實(shí)際情況則是在石棉網(wǎng)上加熱看不到明顯的淡黃色固體,這是因?yàn)榈玫降倪^(guò)氧化鈉固體往往被未擦凈的煤油燃燒所產(chǎn)生的產(chǎn)物所覆蓋。但是若將石棉網(wǎng)這個(gè)零件換成蒸發(fā)皿進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可以很明顯地看到淡黃色固體,而且使用后的蒸發(fā)皿容易清理,可以重復(fù)使用,而石棉網(wǎng)卻很難清理,不能重復(fù)使用。
變換零件三:實(shí)驗(yàn)藥品與儀器。
制NH3:教材的方法是將銨鹽跟消石灰混合,用酒精燈加熱使之反應(yīng)制取氨氣。如此,試管很容易破裂(在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)每個(gè)班至少有8支大試管破裂),且反應(yīng)速率慢,收集到的氣體不多,如要通過(guò)此方法收集氨氣做噴泉實(shí)驗(yàn),則效果更差。改進(jìn)、優(yōu)化此實(shí)驗(yàn):采用圓底燒瓶和分液漏斗組合;圓底燒瓶?jī)?nèi)裝NaOH固體,分液漏斗內(nèi)裝濃氨水;原理:通過(guò)NaOH固體吸收濃氨水中少量的水,同時(shí)放出熱量,使大量的氨氣揮發(fā)出來(lái)。優(yōu)點(diǎn):不要加熱,操作簡(jiǎn)單,反應(yīng)速率快,產(chǎn)生氨氣多,噴泉實(shí)驗(yàn)極易成功。
我經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn),對(duì)不合理之處進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化,在課堂教學(xué)中取得了一定的效果。這些實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)、優(yōu)化可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,端正嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,提高?jié)約能源、藥品原料的意識(shí),還能增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保觀念。為此,我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中積極改進(jìn)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué),使其達(dá)到事半功倍的效果。
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