趙彥青
(山東省濱州市濱城區(qū)濱北街道辦事處北城英才學(xué)校,山東 濱州)
水的電解實驗是現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)課本中一個重要的啟蒙實驗。通過水的電解實驗及對實驗現(xiàn)象的觀察、分析和討論,說明水是由氫、氧兩種元素組成的。做好該實驗,有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,有利于學(xué)生認(rèn)識構(gòu)成物質(zhì)的微粒(原子、分子)之間的關(guān)系,有利于學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)和質(zhì)量守恒定律,因此,做好此實驗就顯得十分重要了。而實驗室電解水的常用裝置是“霍夫曼電解器”,用它電解水所得的氫氣和氧氣的體積比為2∶1,用以證明水的組成是較理想的。筆者調(diào)查得知,各地區(qū)的實驗器材配備不盡相同,但氣體的收集及驗證操作方式幾乎相同。如下圖的三種水電解器,電解時間長,產(chǎn)生的氣體少,而且都需要用手指將玻璃球水平向一側(cè)擠壓,氣體排出的同時進(jìn)行檢驗。對于剛剛接觸化學(xué)、剛剛學(xué)會幾個基本實驗操作的學(xué)生來說,這一操作很難完美配合,往往還沒來得及檢驗,氣體已經(jīng)逸出,實驗失敗。由于時間關(guān)系,教師不可能讓學(xué)生重復(fù)實驗,致使很多實驗失敗的學(xué)生懊惱不已。
基于以上裝置的缺點,筆者結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗,在學(xué)?;瘜W(xué)組老師們的幫助下,將原有實驗器材進(jìn)行改進(jìn),以保證學(xué)生簡便收集氣體,安全簡便地進(jìn)行檢驗,以充分體現(xiàn)新課標(biāo)的要求。現(xiàn)介紹其裝配及使用的改進(jìn)方法。
改進(jìn)方法:
1.配制電解液:配制10%的氫氧化鈉溶液或1∶4的稀硫酸。
2.選擇合適電源:經(jīng)測定,用12 V至24 V電壓,20至30秒即可產(chǎn)生20 mL氫氣,且體積比剛好為2∶1。利用廢舊電車的一節(jié)鋰電池,電解速度比學(xué)生電源快得多。
3.取下玻璃管兩端的橡膠導(dǎo)管及玻璃尖嘴,分別安裝上乳膠頭。
使用方法:
閉合電路,當(dāng)產(chǎn)生氣體較快的試管液面到達(dá)10 mL時即斷開電路,用注射器針頭插入膠頭內(nèi)吸取氣體進(jìn)行檢驗,盡可能多地抽取氣體,盡量不要把水吸入針筒。
負(fù)極氣體的檢驗:將抽取氣體后的針頭直接放在酒精燈火焰上,緩慢推動注射器活塞,當(dāng)針頭出現(xiàn)火焰時立即離開酒精燈繼續(xù)推動注射器活塞觀察現(xiàn)象。這時,淡藍(lán)色的火焰清晰可見,在火焰的上方罩上干燥冷的燒杯,燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧。
正極產(chǎn)生氣體檢驗:將抽取氣體后的針頭朝上,把帶火星的木條放在針頭正上方,緩慢推動注射器活塞,觀察到帶火星的木條復(fù)燃。
實驗效果:改進(jìn)后實驗效果明顯,氣體收集、檢驗都很方便,結(jié)果都非常準(zhǔn)確,實驗很安全,實驗成功率極大。這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又培養(yǎng)了學(xué)生的實驗技能和創(chuàng)新能力。
化學(xué)實驗是化學(xué)的基礎(chǔ)。初中化學(xué)老師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實驗課程教育,既可以提高學(xué)生深刻領(lǐng)會化學(xué)知識的能力,又可以強(qiáng)化學(xué)生的邏輯思考能力。為了達(dá)到這個目的,初中化學(xué)老師不能局限于化學(xué)課堂,要努力改進(jìn)化學(xué)實驗,力爭做到實驗時間短,操作簡便,現(xiàn)象明顯,讓化學(xué)課堂錦上添花。