初中化学创新性微型实验设计四则

摘要:创新性微型化学实验具有现象明显、效果良好、节省经费和时间、减少污染、安全、方便等优点,能激发学生的兴趣,增强学生的节约意识,培养学生的创新意识。本文旨在与同行进行交流,以提高初中化学实验教学水平,培养学生的实验创新能力。

关键词:创新性;微型化;实验设计;创新意识

创新性微型化学实验是近年来发展较快的一种新的用微型化的仪器和装置以及少量的试剂做化学实验的一种化学实验方法。创新性微型化学实验能激发学生的兴趣,增强学生的节约意识,培养他们的创新意识。创新性微型化学实验仪器体积小,价格较便宜,也可就地取材,降低使用成本。另外,微型化学实验所用药品、试剂仅为常规实验的10%左右。创新性微型化学实验由于药品用量减少,反应时间相应缩短,实验微型化、药品微量化使化学实验的排污量大大减少,尾气吸收、废弃物回收处理也比较容易,因此能减少对环境的污染,是对学生环保意识最生动、最现实的教育。

一、分子的性质实验——分子间有间隙(教师演示实验)

1.取一根长25cm的细玻璃管(直径5~6mm),用蜡封严一端,从封严一端起,量出10cm长的一段,用蓝线缠绕一至二周作标记,再量出10cm的一段,用红线缠绕一至二周作标记,上面留出5cm的一段。

2.实验时,用塑料移液管吸取5ml水,缓慢加入玻璃管内,至蓝线标记处,再用细竹签蘸少许油酸放到水面上,形成一层油酸膜,之后用移液管吸取5ml酒精,加入玻璃管内,至红线标记处即可。

3.用食指或中指指腹堵严玻璃管上口,迅速将玻璃管颠倒、振荡几次,再把玻璃管竖直起来,放开堵玻璃管口的手指观察,可以看到原来不溶于水的油酸溶解在水和酒精的混合溶液中,并且混合后的液面很明显地低于原来红线标记处,这说明了一体积的水和一体积的酒精混合后,总体积小于两体积。这说明分子间存在一定的间隙,相互挤占了空间,所以总体积减小。

教材上的实验是将100ml水和100ml酒精混合、观察总体积小于200ml。实验耗用酒精量比较大,100ml酒精至少够10个小组做一次加热的分组实验。而且容器较大,现象并不明显。创新改进后的实验只需要4ml酒精,且现象比原实验更加明显。

二、分子的性质实验——分子在不断运动(学生分组实验)

该实验的创新改进来源于“普实”验收时期,要求分组实验“生生会”。原实验是用两个20ml的小烧杯分别装5ml的浓氨水和5ml的酚酞试液,再用一个1000ml的大烧杯罩住,看到酚酞试液慢慢变红。可是我们农村中学化学仪器配置数量有限,1000ml的烧杯只有5个,要开24组的分组实验显然不行。情急之下我就想到用一块玻璃片,在玻璃片上分别滴一滴酚酞、一滴石蕊、一滴浓氨水(隔一定的距离,越大越好),迅速用一个100ml的烧杯罩住,过一会儿就看到酚酞的那滴变红,石蕊的那滴变蓝,颜色也逐渐加深,说明了分子在不断地运动。这个实验药品用量极少,现象也明显,达到了实验的目的,且增加了石蕊的变色情况,拓展了实验教学内容。

三、灭火器原理实验(学生分组实验)

1.取一个橡皮塞,中间打一个稍大的孔,用一个5ml的医用废弃注射器(去针头)塞入其中,并移至注射器活塞的出口处,橡皮塞要能够塞严20ml的注射器口。

2.取一个20ml的医用废弃大注射器(去针头)待用。

3.实验时,用20ml大注射器抽取约10ml浓碳酸钠溶液(加入少许发泡剂,如洗涤剂等),慢慢取出活塞,并用左手中指指腹堵住注射器下端防止溶液漏出。再用塞好橡皮塞的5ml注射器抽取约4ml的浓盐酸,并塞紧在20ml的注射器口,迅速推下5ml注射器的活塞,使浓盐酸和浓碳酸钠溶液混合,大量混有气泡的溶液便从大注射器口喷出。

该实验是教材上的一个分组实验,是用吸滤瓶和小试管、橡皮塞来做的。所耗的药品量比较多,而且吸滤瓶的喷出口口径较大,现象不够明显。

四、一氧化碳还原氧化铜实验(学生分组实验)

1.取一个废弃的电烙铁,去掉套在加热芯上的焊头,在加热芯上缠绕满一圈一圈的细铜丝(尽可能地多绕),并把靠近加热芯处的隔热手柄削细,套上一个橡皮塞。通电加热,使细铜丝的温度升高,和空气中的氧气充分反应生成黑色的氧化铜,再让它自然冷却。

2.收集一试管验纯的一氧化碳气体,用套在加热芯上的橡皮塞塞紧,之后通电加热,使电烙铁芯上的铜丝受热,表面黑色的氧化铜就和一氧化碳反应,黑色的氧化铜就逐渐变成光亮的红色的铜。

这个实验操作简洁,也不用清洗仪器,并可反复使用。有毒的一氧化碳气体和过量的氧化铜反应,免去了繁琐的尾气处理,不会污染空气。该实验装置还可以用于氢气还原氧化铜实验。

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