| 类型：转载 | 来源：化学教学 | 作者/推荐人：林晓霞 | 点击量：778940 | 时间：2012年9月18日 0:26:20 |
化学新教材 (人教版)中两个演示实验在教学中的困惑及对策
参考自：吴国权，化学新教材 (人教版)中三个演示实验在教学中的困惑及对策[J]，化学教学，2009（12）：10-13
问题的提出： (1)无水乙醇与金属钠反应的演示实验，若按教材所提供的方案操作，有如下缺陷：钠的用量不易掌握。若钠用量过少，产生气体速率低、量少，使上课时收集和验纯太费时，且不利于纯氢气的点燃；若钠用量过多，则产生氢气的速率过快而导致试管上口的橡胶塞 ,因压强过大而从试管口上蹦出（针头导气不畅），危险。因而教科书中的实验方案需要改进。 (2)笔者与从教几十年的同事在进行二氧化硫溶于水的演示实验中，经常发现实验的效果不好、成功率不高，究竟是何因？ (3)怎样将以上两个演示实验改成效果稳定、现象明显、操作方便和安全的微型演示实验呢？ 笔者发现，在我们的教课书中的有些试验装置的设计存在着一些影响实验效果的问题。对此，笔者选出了三个具有代表性的实验和改进方案来阐述自己的观点和做法： 1．实验一：人教版化学教材必修2[实验 3-2]无水乙醇与金属钠的反应 在盛有少量无水乙醇的试管中，加入一小块新切的、用滤纸擦干表面煤油的金属钠，在试管口迅速塞上配有医用注射针头的单孔塞，用小试管倒扣在针头之上，收集并验纯气体；然后点燃，并把一干燥的小烧杯罩在火焰上，片刻，在烧杯壁上出现液滴后，迅速倒转烧杯，向烧杯中加入少量澄清的石灰水，观察实验现象，比较前面做过的水与钠反应的实验，并完成下表。 1.1个人观点及对策 按照教材提供的方案，在实际操作中钠的用量不易掌握；不利于课堂演示。笔者对该装置进行了如下改进（改为微型演示实验），使实验效果和安全性得到了提高。 1.2实验步骤 取带针头的五十毫升的一次性注射器一只，拔出活塞后，加入新切的用滤纸擦干表面煤油的约三倍于绿豆大小的一块金属钠（有利于控制反应速度，便于操作，约0.1克即可）。塞好活塞，针头朝上，并用活塞尽量将针筒内空气赶走，再吸入约2毫升的无水乙醇（稍过量，以防反应过热和便于操作），将针头插在橡皮塞上（堵漏），针头朝下并将针连橡皮塞竖直放好（置于约 400毫升的大烧杯中）。反应完成后，可产生氢气约 50毫升。拔掉橡皮塞，头朝下将反应后的乙醇挤出，再将所得气体打入装在烧杯或蒸发皿内的洗涤液（发泡液）中，点燃即可。或确认氢气纯净后，针头朝上，出口处点燃同时挤压注射器活塞。 注意问题：实验前要检查注射器活塞不能太涩，防止妨碍气体的收集。反应时，要观察金属钠的位置，防止金属钠贴在注射器壁上及堵塞针头（震荡及将针头朝下即可解决）。吸入乙醇的过程中，要注意注射器的倾角和针头位置，尽量使乙醇与金属钠暂不接触。因为当氢气中含空气的体积分数达 95.9 %～25 %时（含氢气的体积分数为 4.1%-75%的空气）点火时会爆炸，所以，若直接点燃针筒内氢气时，要注意安全操作。 2．实验二：人教版化学教材必修1[实验 4-7]二氧化硫溶于水使水倒吸的相关实验 把盖有胶塞、盛有二氧化硫气体的试管倒立在水中，在水面下打开胶塞，观察试管内水面的上升。待水面高度不再变化时，在水下用胶塞塞紧试管口，取出试管，用pH试纸测定溶液的酸碱度。在试管里保留 1/3的溶液，滴入 1～2滴品红溶液，振荡，观察颜色变化。加热试管，再观察。在实验过程中，你是否能闻到什么气味？ 2.1 个人观点 笔者与同事在教学过程中发现，二氧化硫溶于水的演示实验的效果不好、成功率不高，究竟是何因？大家都认为只要试管干燥，用浓硫酸与亚硫酸钠反应可制得较干燥的二氧化硫；且在向上排气收集过程中，只要操作正确（导管口插入试管底部，收满后慢慢拿出导管并迅速盖好橡胶塞），就可得到较好的实验效果。 但实际情况却与我们所认为的大相径庭，除了现场制取的二氧化硫实验效果尚可外，制取的二氧化硫放置一段时间后再用，往往实验的效果就会很差。（在实际教学中，为了不污染教室，二氧化硫通常是在实验室中制取后装在试管内带入教室的，一般实验的效果不好。） 笔者推测，除了上述所提过的因素外，效果不佳的原因可能是 a.气体出现泄露； b.气体与橡胶塞发生反应或被橡胶塞吸收消耗。 针对我的实际操作，我认为问题主要可能出现在推测 b上。为了证实推测 b的推论，我在尽量保证反应的其他影响因素不变的情况下，用食品塑料袋包裹橡胶塞后封盖试管，且进行了多次实验。结果发现：用塑料袋包裹橡胶塞后实验的倒吸效果很好，各种相关的实验现象明显。因而，笔者认为：二氧化硫溶于水的实验常常效果不好的原因，可能存在着一个大家都忽视了的橡胶塞与二氧化硫（亚硫酸）反应（相互作用）而被消耗的因素。笔者查阅了大学有机化学教材、中学化学教师教学参考书、以及互联网后发现，并无相关反应原理的论述。根据一些实验现象我推测，橡胶或橡胶中的添加剂与二氧化硫发生了反应,且产物不稳定，受热后会释放出部分二氧化硫。 2.2对策 笔者对二氧化硫溶于水的实验的改进办法是：对储存二氧化硫的干燥试管所用的橡胶塞用塑料膜包裹；或将其改为下述的微型演示实验： 2.3关于二氧化硫溶于水使水倒吸等的相关 2.3.1 实验步骤 取带针头的五十毫升的一次性注射器一只，拔出活塞后加入稍过量的约1.4克～1.5克亚硫酸钠固体。塞好活塞，针头朝上，并用活塞尽量将针筒内空气赶走，之后再迅速吸入约由1毫升质量分数为98 %的浓硫酸溶于 2毫升水形成的溶液后，（用滴管测出 2毫升的滴数，进而求算并取出1毫升浓硫酸）将针头插在橡皮塞上（堵漏），针头朝下并将注射器斜靠在约 400毫升的大烧杯中，反应接近完成时（反应完成后，在约 10 ℃和常压下，针筒内可得二氧化硫约 60毫升），拔掉橡皮塞，针头朝下将针筒内的液体挤出，然后换个针头，将二氧化硫气体少许喷射到湿润的pH试纸上测酸度，再将少许二氧化硫注入稀的品红溶液至品红溶液褪色，最后将针筒头朝下插入含水烧杯中，取下针头即可发现水倒吸入针筒。在等待倒吸的同时，可以将褪色的品红溶液加热观察颜色变化。 2.3.2注意问题 操作时要注意药品对手及针头的腐蚀，可戴塑料的一次性手套，用针筒快速吸入硫酸溶液。由于二氧化硫的溶解，反应物亚硫酸钠及硫酸比计算用量大了许多，（计算用量是：标准状况下产生60毫升二氧化硫需亚硫酸钠约0.28克，质量分数为 98 %的浓硫酸约 0.15毫升）。为防止所取用的亚硫酸钠粉末以及反应产生的硫酸钠结晶堵塞针头，操作过程中以及反应开始后，将针头插在橡皮塞上（堵漏）针头朝下时，注射器要斜放，并斜靠在约 400毫升的大烧杯中，最好不要让粉末以及溶液接触针眼。
| ||||