馬敏超

摘 要 在實(shí)際的教學(xué)中，不少教師發(fā)現(xiàn)海波的熔化與凝固實(shí)驗(yàn)成功率不高，很容易失敗，要么進(jìn)行了改進(jìn)，要么干脆不做實(shí)驗(yàn)，事實(shí)上，按照教材中的實(shí)驗(yàn)過程，完全不需要改進(jìn)就能成功，關(guān)鍵在于一些細(xì)節(jié)的把握。

關(guān)鍵詞 海波 熔化與凝固 實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1問題的提出

浙教版七年級(jí)上冊(cè)科學(xué)第四章第五節(jié)《熔化與凝固》中為研究晶體熔化時(shí)的特點(diǎn)，安排了一個(gè)關(guān)于海波的熔化與凝固的實(shí)驗(yàn)。教材上的實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)裝置究竟存在什么問題？筆者通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)研究后發(fā)現(xiàn)教材實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的可行性，并不需要改進(jìn)。這里將實(shí)驗(yàn)中可能遇到的問題及建議整理如下：

實(shí)驗(yàn)名稱：海波的熔化與凝固

實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、試管、溫度計(jì)、酒精燈、石棉網(wǎng)、天平。

藥品：海波（五水硫代硫酸鈉）。

2問題分析與建議

2.1熔化過程持續(xù)時(shí)間短

學(xué)生在利用教材所示的裝置進(jìn)行海波熔化實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)海波從固態(tài)到固液共存再到液態(tài)溫度幾乎一直在上升，熔化時(shí)間只有短短幾十秒，而教材中要求當(dāng)海波溫度達(dá)到40℃以上之后每隔半分鐘就記錄一次溫度，無法得出真正的海拔熔化特點(diǎn)。

原因1：海波變質(zhì)

海波的化學(xué)式為Na2S2O3·5H2O，常溫常壓下為白色晶體，易潮解，易吸收空氣中的二氧化碳而分解生成二氧化硫與硫單質(zhì)。而學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中的海波很有可能是上年沒用完，第二年繼續(xù)用，或?qū)⒑２ǚ旁诓Ａг噭┢恐?，造成海波變質(zhì)，影響實(shí)驗(yàn)效果。建議：使用新鮮海波。

原因2：海波量太少

由于缺乏該實(shí)驗(yàn)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生（包括部分老師）無法估測所加海波的量多少比較合適。若所加海波量偏少，會(huì)導(dǎo)致海波吸熱后在較短時(shí)間內(nèi)熔化，則觀察熔化時(shí)間自然變短。

建議：所加海波的量大約為試管總長度的1/4左右比較合適。

原因3：燒杯內(nèi)水太少

若進(jìn)行水浴加熱的燒杯中水量太少，在加熱的過程中水溫升高過快，從而海波較快吸熱，加速熔化過程，導(dǎo)致海波熔化時(shí)間縮短。

建議：使用250ml規(guī)格的燒杯并加入200ml左右的水。

原因4：酒精燈火焰太大

若加熱所用的酒精燈火焰太旺，同樣會(huì)加速水溫的快速上升，導(dǎo)致海波快速吸熱而縮短熔化時(shí)間。建議控制好酒精燈火焰的大小，不能太旺盛。

原因5：溫度計(jì)玻璃泡位置不當(dāng)

溫度計(jì)的使用規(guī)則中很強(qiáng)調(diào)溫度計(jì)的玻璃泡要與被測物質(zhì)充分接觸，在該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，固態(tài)海波會(huì)沉淀在試管下部，而液態(tài)海波主要分布在上部，隨著海波的不斷熔化固體越來越少，液體越來越多，此時(shí)玻璃泡的位置若不注意，很有可能處在液態(tài)海波中，而液態(tài)海波會(huì)不斷吸收水中的熱量，使自身溫度快速升高，導(dǎo)致海波還未完全熔化就觀察到溫度計(jì)示數(shù)不斷升高。建議：應(yīng)將溫度計(jì)的玻璃泡一直處在固液共存處。

2.2熔點(diǎn)不穩(wěn)定

部分學(xué)生在做海波熔化實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)溫度不到48℃海波就開始熔化了，而熔點(diǎn)穩(wěn)定在48℃以下。

原因1：加熱后易失去結(jié)晶水

海波在溫度33℃以上時(shí)會(huì)風(fēng)化，失去部分或全部結(jié)晶水。當(dāng)把海波放入試管，其風(fēng)化現(xiàn)象不太明顯，隨著溫度不斷升高，風(fēng)化現(xiàn)象逐漸加劇，隨著溫度的不斷升高，海波繼續(xù)失去結(jié)晶水。在測海波的熔點(diǎn)時(shí)，實(shí)際上是在測海波、二水合硫代硫酸鈉以及硫代硫酸鈉三種物質(zhì)混合物的熔點(diǎn)。風(fēng)化的時(shí)間不一樣，程度不一樣，三種物質(zhì)的比例不一樣，導(dǎo)致海波熔化時(shí)的熔點(diǎn)不穩(wěn)定。五水硫代硫酸鈉的熔點(diǎn)可能在40℃-48℃之間。

原因2：海波導(dǎo)熱性差

由于海波導(dǎo)熱性比較差，在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)較為明顯地觀察到試管壁周圍的海波先熔化，而試管內(nèi)部海波晶體未熔化，未熔化的海波晶體溫度會(huì)相對(duì)較低一些，而此時(shí)，溫度計(jì)的玻璃泡往往又插在未熔化的海波晶體中，故溫度計(jì)讀數(shù)還沒有到熔點(diǎn)，海波即開始熔化。建議：利用合適的工具進(jìn)行適當(dāng)攪拌。

2.3無法完全熔化

通常，教師會(huì)讓上個(gè)班級(jí)實(shí)驗(yàn)做好后將海波留在試管中，下個(gè)班級(jí)進(jìn)來繼續(xù)做，反復(fù)利用海波。此時(shí)會(huì)出現(xiàn)上個(gè)班級(jí)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)做得挺成功，但是下個(gè)班級(jí)就出現(xiàn)了即使溫度加熱到48℃以上，而海波仍然呈塊狀板結(jié)在試管中，沒有溶解，直到加熱到較高的溫度才慢慢溶解。

原因：海波反復(fù)使用

當(dāng)溫度達(dá)到48℃時(shí)，硫代硫酸鈉溶于其結(jié)晶水中，在熔化過程中吸收熱量而溫度不變。海而波在加熱溶解的過程中會(huì)失去結(jié)晶水，當(dāng)海波被反復(fù)利用后，結(jié)晶水會(huì)大量流失，使得部分硫代硫酸鈉不能溶解于水中，出現(xiàn)不溶現(xiàn)象。建議：使用新鮮海波。

2.4整個(gè)過程用時(shí)太多

實(shí)驗(yàn)用時(shí)不能太短，也不能用時(shí)太長，實(shí)驗(yàn)最好能控制在20分鐘左右。

原因1：燒杯內(nèi)水的起始溫度太低

燒杯內(nèi)的水溫度太低，則要花較長時(shí)間才能達(dá)到海波熔點(diǎn)。建議：直接往燒杯內(nèi)加入35℃到40℃左右的溫水，節(jié)約時(shí)間。

原因2：燒杯內(nèi)水太多

若選用的燒杯規(guī)格太大，里面的水太多，同樣需要花較長的時(shí)間對(duì)其進(jìn)行加熱升溫。建議：使用250ml規(guī)格的燒杯，加入約200ml的水較為合適。

原因3：海波量太多

海波的量太少不易觀察其熔化溫度，而量太多，會(huì)導(dǎo)致海波會(huì)長時(shí)間處于固液共存狀態(tài)，熔化時(shí)間大大增加。建議：所加海波的量大約為試管總長度的1/4左右比較合適。

原因4：酒精燈火焰太小

實(shí)驗(yàn)室的酒精燈有的火焰大，有的火焰小，若火焰太小，顯然會(huì)延長加熱時(shí)間，甚至由于散熱較快，長時(shí)間都無法使水和海波升溫。

3總結(jié)反思

科學(xué)的本質(zhì)就是探究，而通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究是最好的途徑。當(dāng)我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中遇到失敗時(shí)，更要不斷專研，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以最小的代價(jià)，爭取獲得最佳的實(shí)驗(yàn)效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 邵生貴.關(guān)于用海波做熔化凝固實(shí)驗(yàn)的困惑與探討[J].物理教師，2007，28（10）.