王榮橋

近年來隨著化學(xué)教學(xué)的不斷改革，化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革也在不斷發(fā)生變化，其中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的一大亮點(diǎn)，針對教材中的典型實(shí)驗(yàn)我們進(jìn)行了“微型化”設(shè)計(jì)，并作了有益探索和嘗試，現(xiàn)將有關(guān)實(shí)驗(yàn)案例的微型化設(shè)計(jì)展示如下，與大家共享，望大家指正。

一、探究微觀粒子的特性

世界萬物都是由極其微小的粒子構(gòu)成的，構(gòu)成物質(zhì)的這些微觀粒子不是靜止不動的，總在不斷運(yùn)動。為了探究分子具有不斷運(yùn)動的特性，初中化學(xué)教材[1]利用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究氨分子具有不斷運(yùn)動的特性，但由于濃氨水具有揮發(fā)性，該裝置密封性差，氨氣逸出到空氣中，大家聞到了刺激性的氨味，造成了對環(huán)境的污染。為此，我們對教材實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，利用圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：固體氫氧化鈉吸收濃氨水中的水分，放出熱量，加快氨分子的運(yùn)動速率，支管口連接氣球，整個體系處于密封狀態(tài)，不僅再聞不到刺激性的氨味，而且很快觀察到濕潤的酚酞濾紙條變紅等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，由此得出分子不斷運(yùn)動的結(jié)論。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置濃氨水用量大大減少且在密封體系中進(jìn)行，既做到了現(xiàn)象明顯、可視性強(qiáng)，又避免了對環(huán)境的污染，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過程的綠色化、實(shí)驗(yàn)裝置的微型化、實(shí)驗(yàn)藥品的節(jié)約化、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀化、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的高效化。如果沒有現(xiàn)成的管壁有口的試管，我們也可以用U型管對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的裝置如圖3所示，能夠得到與圖2相同的實(shí)驗(yàn)效果。

二、改進(jìn)氣體發(fā)生裝置

初中化學(xué)教材中分別介紹了氧氣、氫氣、二氧化碳三種氣體的實(shí)驗(yàn)室制法，三種氣體的制備都是固體與液體反應(yīng)，在常溫下進(jìn)行，因此可用相同的實(shí)驗(yàn)發(fā)生裝置制取氣體，然后，依據(jù)需要選擇氣體收集裝置。（說明：氧氣的制備選用二氧化錳和過氧化氫）。教材中氣體的制備及收集，如圖4所示。

上述實(shí)驗(yàn)中的氣體發(fā)生裝置，不能控制反應(yīng)的發(fā)生或停止，當(dāng)收集到所需氣體之后，反應(yīng)仍在進(jìn)行，容易造成藥品的不必要浪費(fèi)。為此我們用注射器代替長頸漏斗，通過注射器向廣口瓶內(nèi)添加液體藥品，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化，改進(jìn)后的裝置如圖5所示。

在注射器內(nèi)盛有液體反應(yīng)物（如稀鹽酸、稀硫酸、過氧化氫溶液等），廣口瓶底部放有固體反應(yīng)物（如石灰石、鋅粒、二氧化錳等），通過注射器向瓶內(nèi)注射液體，隨著液體與固體的接觸，它們之間的化學(xué)反應(yīng)不斷進(jìn)行，我們就會得到需要的氣體。

使用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)發(fā)生裝置，通過推拉注射器，能隨時(shí)控制反應(yīng)的進(jìn)行，根據(jù)需要收集氣體，減少實(shí)驗(yàn)藥品的用量，避免了藥品的不必要浪費(fèi)，培養(yǎng)了學(xué)生的“節(jié)約”意識。

三、探究物質(zhì)的性質(zhì)

酸堿鹽是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重要化合物，探究酸堿鹽的化學(xué)性質(zhì)，我們一般是利用試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)生對液體實(shí)驗(yàn)藥品的體積估算不夠準(zhǔn)確，加上所用實(shí)驗(yàn)藥量越多，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象越明顯的錯誤認(rèn)識，結(jié)果過多地加入實(shí)驗(yàn)藥品，有的甚至超過試管容積的一半，造成了不必要的浪費(fèi)，加大了實(shí)驗(yàn)廢液的處理成本，人為地加大了實(shí)驗(yàn)管理人員的工作量。若用點(diǎn)滴板代替試管進(jìn)行該類實(shí)驗(yàn)，則會避免出現(xiàn)上述問題，而得到同樣的實(shí)驗(yàn)效果。

如，鹽酸溶液中含有H2O分子、H+和Cl-離子，要探究是哪一種粒子能使紫色石蕊試液變成紅色，我們可以在白色點(diǎn)滴板上進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論。

第1孔利用蒸餾水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，溶液顏色不變，說明水分子不能使紫色石蕊試液變紅，第2孔用NaCl溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，孔中溶液仍為紫色，說明Cl-離子不能使紫色石蕊試液變紅，第3孔、第4孔分別用鹽酸和硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，二者均有相同的H+，孔中溶液均由紫色變?yōu)榧t色，證明了是H+使紫色石蕊變紅色。

顯然，運(yùn)用點(diǎn)滴板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化，既便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、節(jié)約實(shí)驗(yàn)用品（只需1～2小滴）、減少實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的污染，又增大了實(shí)驗(yàn)的數(shù)量、收到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，可謂省時(shí)省力高效。

四、進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)

初中化學(xué)教材氣體的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)一般是分開的，即先制備氣體，再利用制備的氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣的設(shè)計(jì)方案缺乏連貫性和綜合性，實(shí)驗(yàn)操作不方便、氣體的利用率較低，在環(huán)保、節(jié)能等方面也同樣會產(chǎn)生一些弊端。若將氣體的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)融為一體同時(shí)進(jìn)行，既節(jié)約藥品，又方便操作，還避免對環(huán)境的污染。

二氧化碳?xì)怏w的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)我們可用圖7所示的微型化實(shí)驗(yàn)裝置對教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)前確保該裝置的氣密性良好，通過擠壓膠頭，滴入稀鹽酸。石灰石便與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，1處的紫色石蕊試液變紅色、2處的澄清石灰水變渾濁，驗(yàn)證了二氧化碳能與水反應(yīng)、二氧化碳能與石灰水反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)，用燃著的木條放在微型集氣瓶口，木條火焰熄滅，說明二氧化碳已收集滿。

該裝置集二氧化碳的制備、收集、驗(yàn)滿、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)于一體，實(shí)驗(yàn)裝置簡單、便于操作，實(shí)驗(yàn)藥品用量少、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，能控制反應(yīng)的發(fā)生或停止。

利用同樣的思路，我們可以設(shè)計(jì)圖8所示的“微型”實(shí)驗(yàn)裝置，集氫氣的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)于一起。在G處裝稀鹽酸，H處放少量鐵屑，排盡裝置內(nèi)的空氣，加熱氧化鐵，則會觀察到暗紅色粉末變?yōu)楹谏?，該?shí)驗(yàn)裝置同樣具有節(jié)約實(shí)驗(yàn)用品、減少廢物產(chǎn)生（減少污染）、反應(yīng)時(shí)間短、便于操作和觀察現(xiàn)象等特點(diǎn)。

五、增補(bǔ)教材實(shí)驗(yàn)

初中化學(xué)課本在介紹一些理論知識時(shí)，并沒有安排具體的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對此缺乏感性認(rèn)識，教師缺乏說服力，此時(shí)我們可以抓住問題的關(guān)鍵鼓勵學(xué)生積極思維，精心思考，大膽探索實(shí)驗(yàn)方案。如學(xué)習(xí)二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)時(shí)，教材只是進(jìn)行了簡單的事實(shí)陳述，并沒有設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案。此時(shí)教師可以設(shè)計(jì)圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置[2]，彌補(bǔ)教材的不足。

將注射器1中的溶液推入充有CO2的瓶中，可以看到瓶內(nèi)氣球變大，這是因?yàn)槠績?nèi)氣體減少，壓強(qiáng)變小，在大氣壓的作用下，瓶內(nèi)氣球鼓起來；此時(shí)向外拉注射器3，注射器中的澄清石灰水不變渾濁，說明瓶內(nèi)的CO2氣體已被氫氧化鈉溶液吸收完全，將注射器2中的溶液推入瓶內(nèi)，看到瓶內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，氣球變癟，向外拉注射器3，注射器內(nèi)的澄清石灰水變渾濁，說明產(chǎn)生了二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)有新物質(zhì)產(chǎn)生。

該實(shí)驗(yàn)通過驗(yàn)證反應(yīng)物是否減少（或是否存在）和從是否有新物質(zhì)產(chǎn)生來探究CO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)。

利用驗(yàn)證有新物質(zhì)生成來探究物質(zhì)之間能夠發(fā)生反應(yīng)的思路，也可以驗(yàn)證二氧化碳的其他性質(zhì)。

二氧化碳密度比空氣大，且與水反應(yīng)產(chǎn)生碳酸，二氧化碳與水反應(yīng)沒有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為此，我們設(shè)計(jì)如圖10、圖11所示的實(shí)驗(yàn)裝置[3]，驗(yàn)證二氧化碳的密度比空氣大、二氧化碳能與水反應(yīng)等性質(zhì)。

將Y形導(dǎo)管平放于桌面，濕潤的紫色石蕊試紙變紅色，干燥的紫色石蕊試紙無明顯變化，說明二氧化碳與水能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；把Y形導(dǎo)管固定在鐵架臺上，a管位于上方，b管位于下方，緩緩?fù)ㄈ攵趸細(xì)怏w，觀察到兩濕潤的石蕊試紙均變紅色，但b管中試紙變色比a管明顯變快，從而證實(shí)二氧化碳的密度比空氣大，主要從b管中通過。

上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將二氧化碳的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)融為一體，對教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，化抽象為直觀，增進(jìn)了學(xué)生對知識的理解，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)證意識。

微型實(shí)驗(yàn)具有簡化裝置、節(jié)約試劑、減少污染、節(jié)省空間、降低成本、縮短時(shí)間等特點(diǎn)，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮著極其重要的作用，已經(jīng)成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的一道亮麗風(fēng)景。

參考文獻(xiàn)

[1] 盧巍.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)（八年級全一冊）教師教學(xué)用書.濟(jì)南.山東教育出版社，2007.

[2] 薛金星.2013年全國各省市中考試題全解（化學(xué)）.北京：北京教育出版社.

【責(zé)任編輯付一靜】

近年來隨著化學(xué)教學(xué)的不斷改革，化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革也在不斷發(fā)生變化，其中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的一大亮點(diǎn)，針對教材中的典型實(shí)驗(yàn)我們進(jìn)行了“微型化”設(shè)計(jì)，并作了有益探索和嘗試，現(xiàn)將有關(guān)實(shí)驗(yàn)案例的微型化設(shè)計(jì)展示如下，與大家共享，望大家指正。

一、探究微觀粒子的特性

世界萬物都是由極其微小的粒子構(gòu)成的，構(gòu)成物質(zhì)的這些微觀粒子不是靜止不動的，總在不斷運(yùn)動。為了探究分子具有不斷運(yùn)動的特性，初中化學(xué)教材[1]利用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究氨分子具有不斷運(yùn)動的特性，但由于濃氨水具有揮發(fā)性，該裝置密封性差，氨氣逸出到空氣中，大家聞到了刺激性的氨味，造成了對環(huán)境的污染。為此，我們對教材實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，利用圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：固體氫氧化鈉吸收濃氨水中的水分，放出熱量，加快氨分子的運(yùn)動速率，支管口連接氣球，整個體系處于密封狀態(tài)，不僅再聞不到刺激性的氨味，而且很快觀察到濕潤的酚酞濾紙條變紅等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，由此得出分子不斷運(yùn)動的結(jié)論。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置濃氨水用量大大減少且在密封體系中進(jìn)行，既做到了現(xiàn)象明顯、可視性強(qiáng)，又避免了對環(huán)境的污染，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過程的綠色化、實(shí)驗(yàn)裝置的微型化、實(shí)驗(yàn)藥品的節(jié)約化、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀化、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的高效化。如果沒有現(xiàn)成的管壁有口的試管，我們也可以用U型管對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的裝置如圖3所示，能夠得到與圖2相同的實(shí)驗(yàn)效果。

二、改進(jìn)氣體發(fā)生裝置

初中化學(xué)教材中分別介紹了氧氣、氫氣、二氧化碳三種氣體的實(shí)驗(yàn)室制法，三種氣體的制備都是固體與液體反應(yīng)，在常溫下進(jìn)行，因此可用相同的實(shí)驗(yàn)發(fā)生裝置制取氣體，然后，依據(jù)需要選擇氣體收集裝置。（說明：氧氣的制備選用二氧化錳和過氧化氫）。教材中氣體的制備及收集，如圖4所示。

上述實(shí)驗(yàn)中的氣體發(fā)生裝置，不能控制反應(yīng)的發(fā)生或停止，當(dāng)收集到所需氣體之后，反應(yīng)仍在進(jìn)行，容易造成藥品的不必要浪費(fèi)。為此我們用注射器代替長頸漏斗，通過注射器向廣口瓶內(nèi)添加液體藥品，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化，改進(jìn)后的裝置如圖5所示。

在注射器內(nèi)盛有液體反應(yīng)物（如稀鹽酸、稀硫酸、過氧化氫溶液等），廣口瓶底部放有固體反應(yīng)物（如石灰石、鋅粒、二氧化錳等），通過注射器向瓶內(nèi)注射液體，隨著液體與固體的接觸，它們之間的化學(xué)反應(yīng)不斷進(jìn)行，我們就會得到需要的氣體。

使用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)發(fā)生裝置，通過推拉注射器，能隨時(shí)控制反應(yīng)的進(jìn)行，根據(jù)需要收集氣體，減少實(shí)驗(yàn)藥品的用量，避免了藥品的不必要浪費(fèi)，培養(yǎng)了學(xué)生的“節(jié)約”意識。

三、探究物質(zhì)的性質(zhì)

酸堿鹽是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重要化合物，探究酸堿鹽的化學(xué)性質(zhì)，我們一般是利用試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)生對液體實(shí)驗(yàn)藥品的體積估算不夠準(zhǔn)確，加上所用實(shí)驗(yàn)藥量越多，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象越明顯的錯誤認(rèn)識，結(jié)果過多地加入實(shí)驗(yàn)藥品，有的甚至超過試管容積的一半，造成了不必要的浪費(fèi)，加大了實(shí)驗(yàn)廢液的處理成本，人為地加大了實(shí)驗(yàn)管理人員的工作量。若用點(diǎn)滴板代替試管進(jìn)行該類實(shí)驗(yàn)，則會避免出現(xiàn)上述問題，而得到同樣的實(shí)驗(yàn)效果。

如，鹽酸溶液中含有H2O分子、H+和Cl-離子，要探究是哪一種粒子能使紫色石蕊試液變成紅色，我們可以在白色點(diǎn)滴板上進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論。

第1孔利用蒸餾水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，溶液顏色不變，說明水分子不能使紫色石蕊試液變紅，第2孔用NaCl溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，孔中溶液仍為紫色，說明Cl-離子不能使紫色石蕊試液變紅，第3孔、第4孔分別用鹽酸和硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，二者均有相同的H+，孔中溶液均由紫色變?yōu)榧t色，證明了是H+使紫色石蕊變紅色。

顯然，運(yùn)用點(diǎn)滴板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化，既便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、節(jié)約實(shí)驗(yàn)用品（只需1～2小滴）、減少實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的污染，又增大了實(shí)驗(yàn)的數(shù)量、收到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，可謂省時(shí)省力高效。

四、進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)

初中化學(xué)教材氣體的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)一般是分開的，即先制備氣體，再利用制備的氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣的設(shè)計(jì)方案缺乏連貫性和綜合性，實(shí)驗(yàn)操作不方便、氣體的利用率較低，在環(huán)保、節(jié)能等方面也同樣會產(chǎn)生一些弊端。若將氣體的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)融為一體同時(shí)進(jìn)行，既節(jié)約藥品，又方便操作，還避免對環(huán)境的污染。

二氧化碳?xì)怏w的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)我們可用圖7所示的微型化實(shí)驗(yàn)裝置對教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)前確保該裝置的氣密性良好，通過擠壓膠頭，滴入稀鹽酸。石灰石便與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，1處的紫色石蕊試液變紅色、2處的澄清石灰水變渾濁，驗(yàn)證了二氧化碳能與水反應(yīng)、二氧化碳能與石灰水反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)，用燃著的木條放在微型集氣瓶口，木條火焰熄滅，說明二氧化碳已收集滿。

該裝置集二氧化碳的制備、收集、驗(yàn)滿、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)于一體，實(shí)驗(yàn)裝置簡單、便于操作，實(shí)驗(yàn)藥品用量少、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，能控制反應(yīng)的發(fā)生或停止。

利用同樣的思路，我們可以設(shè)計(jì)圖8所示的“微型”實(shí)驗(yàn)裝置，集氫氣的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)于一起。在G處裝稀鹽酸，H處放少量鐵屑，排盡裝置內(nèi)的空氣，加熱氧化鐵，則會觀察到暗紅色粉末變?yōu)楹谏?，該?shí)驗(yàn)裝置同樣具有節(jié)約實(shí)驗(yàn)用品、減少廢物產(chǎn)生（減少污染）、反應(yīng)時(shí)間短、便于操作和觀察現(xiàn)象等特點(diǎn)。

五、增補(bǔ)教材實(shí)驗(yàn)

初中化學(xué)課本在介紹一些理論知識時(shí)，并沒有安排具體的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對此缺乏感性認(rèn)識，教師缺乏說服力，此時(shí)我們可以抓住問題的關(guān)鍵鼓勵學(xué)生積極思維，精心思考，大膽探索實(shí)驗(yàn)方案。如學(xué)習(xí)二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)時(shí)，教材只是進(jìn)行了簡單的事實(shí)陳述，并沒有設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案。此時(shí)教師可以設(shè)計(jì)圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置[2]，彌補(bǔ)教材的不足。

將注射器1中的溶液推入充有CO2的瓶中，可以看到瓶內(nèi)氣球變大，這是因?yàn)槠績?nèi)氣體減少，壓強(qiáng)變小，在大氣壓的作用下，瓶內(nèi)氣球鼓起來；此時(shí)向外拉注射器3，注射器中的澄清石灰水不變渾濁，說明瓶內(nèi)的CO2氣體已被氫氧化鈉溶液吸收完全，將注射器2中的溶液推入瓶內(nèi)，看到瓶內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，氣球變癟，向外拉注射器3，注射器內(nèi)的澄清石灰水變渾濁，說明產(chǎn)生了二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)有新物質(zhì)產(chǎn)生。

該實(shí)驗(yàn)通過驗(yàn)證反應(yīng)物是否減少（或是否存在）和從是否有新物質(zhì)產(chǎn)生來探究CO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)。

利用驗(yàn)證有新物質(zhì)生成來探究物質(zhì)之間能夠發(fā)生反應(yīng)的思路，也可以驗(yàn)證二氧化碳的其他性質(zhì)。

二氧化碳密度比空氣大，且與水反應(yīng)產(chǎn)生碳酸，二氧化碳與水反應(yīng)沒有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為此，我們設(shè)計(jì)如圖10、圖11所示的實(shí)驗(yàn)裝置[3]，驗(yàn)證二氧化碳的密度比空氣大、二氧化碳能與水反應(yīng)等性質(zhì)。

將Y形導(dǎo)管平放于桌面，濕潤的紫色石蕊試紙變紅色，干燥的紫色石蕊試紙無明顯變化，說明二氧化碳與水能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；把Y形導(dǎo)管固定在鐵架臺上，a管位于上方，b管位于下方，緩緩?fù)ㄈ攵趸細(xì)怏w，觀察到兩濕潤的石蕊試紙均變紅色，但b管中試紙變色比a管明顯變快，從而證實(shí)二氧化碳的密度比空氣大，主要從b管中通過。

上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將二氧化碳的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)融為一體，對教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，化抽象為直觀，增進(jìn)了學(xué)生對知識的理解，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)證意識。

微型實(shí)驗(yàn)具有簡化裝置、節(jié)約試劑、減少污染、節(jié)省空間、降低成本、縮短時(shí)間等特點(diǎn)，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮著極其重要的作用，已經(jīng)成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的一道亮麗風(fēng)景。

參考文獻(xiàn)

[1] 盧巍.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)（八年級全一冊）教師教學(xué)用書.濟(jì)南.山東教育出版社，2007.

[2] 薛金星.2013年全國各省市中考試題全解（化學(xué)）.北京：北京教育出版社.

【責(zé)任編輯付一靜】

近年來隨著化學(xué)教學(xué)的不斷改革，化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革也在不斷發(fā)生變化，其中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的一大亮點(diǎn)，針對教材中的典型實(shí)驗(yàn)我們進(jìn)行了“微型化”設(shè)計(jì)，并作了有益探索和嘗試，現(xiàn)將有關(guān)實(shí)驗(yàn)案例的微型化設(shè)計(jì)展示如下，與大家共享，望大家指正。

一、探究微觀粒子的特性

世界萬物都是由極其微小的粒子構(gòu)成的，構(gòu)成物質(zhì)的這些微觀粒子不是靜止不動的，總在不斷運(yùn)動。為了探究分子具有不斷運(yùn)動的特性，初中化學(xué)教材[1]利用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究氨分子具有不斷運(yùn)動的特性，但由于濃氨水具有揮發(fā)性，該裝置密封性差，氨氣逸出到空氣中，大家聞到了刺激性的氨味，造成了對環(huán)境的污染。為此，我們對教材實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，利用圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：固體氫氧化鈉吸收濃氨水中的水分，放出熱量，加快氨分子的運(yùn)動速率，支管口連接氣球，整個體系處于密封狀態(tài)，不僅再聞不到刺激性的氨味，而且很快觀察到濕潤的酚酞濾紙條變紅等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，由此得出分子不斷運(yùn)動的結(jié)論。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置濃氨水用量大大減少且在密封體系中進(jìn)行，既做到了現(xiàn)象明顯、可視性強(qiáng)，又避免了對環(huán)境的污染，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過程的綠色化、實(shí)驗(yàn)裝置的微型化、實(shí)驗(yàn)藥品的節(jié)約化、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀化、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的高效化。如果沒有現(xiàn)成的管壁有口的試管，我們也可以用U型管對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的裝置如圖3所示，能夠得到與圖2相同的實(shí)驗(yàn)效果。

二、改進(jìn)氣體發(fā)生裝置

初中化學(xué)教材中分別介紹了氧氣、氫氣、二氧化碳三種氣體的實(shí)驗(yàn)室制法，三種氣體的制備都是固體與液體反應(yīng)，在常溫下進(jìn)行，因此可用相同的實(shí)驗(yàn)發(fā)生裝置制取氣體，然后，依據(jù)需要選擇氣體收集裝置。（說明：氧氣的制備選用二氧化錳和過氧化氫）。教材中氣體的制備及收集，如圖4所示。

上述實(shí)驗(yàn)中的氣體發(fā)生裝置，不能控制反應(yīng)的發(fā)生或停止，當(dāng)收集到所需氣體之后，反應(yīng)仍在進(jìn)行，容易造成藥品的不必要浪費(fèi)。為此我們用注射器代替長頸漏斗，通過注射器向廣口瓶內(nèi)添加液體藥品，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化，改進(jìn)后的裝置如圖5所示。

在注射器內(nèi)盛有液體反應(yīng)物（如稀鹽酸、稀硫酸、過氧化氫溶液等），廣口瓶底部放有固體反應(yīng)物（如石灰石、鋅粒、二氧化錳等），通過注射器向瓶內(nèi)注射液體，隨著液體與固體的接觸，它們之間的化學(xué)反應(yīng)不斷進(jìn)行，我們就會得到需要的氣體。

使用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)發(fā)生裝置，通過推拉注射器，能隨時(shí)控制反應(yīng)的進(jìn)行，根據(jù)需要收集氣體，減少實(shí)驗(yàn)藥品的用量，避免了藥品的不必要浪費(fèi)，培養(yǎng)了學(xué)生的“節(jié)約”意識。

三、探究物質(zhì)的性質(zhì)

酸堿鹽是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重要化合物，探究酸堿鹽的化學(xué)性質(zhì)，我們一般是利用試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)生對液體實(shí)驗(yàn)藥品的體積估算不夠準(zhǔn)確，加上所用實(shí)驗(yàn)藥量越多，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象越明顯的錯誤認(rèn)識，結(jié)果過多地加入實(shí)驗(yàn)藥品，有的甚至超過試管容積的一半，造成了不必要的浪費(fèi)，加大了實(shí)驗(yàn)廢液的處理成本，人為地加大了實(shí)驗(yàn)管理人員的工作量。若用點(diǎn)滴板代替試管進(jìn)行該類實(shí)驗(yàn)，則會避免出現(xiàn)上述問題，而得到同樣的實(shí)驗(yàn)效果。

如，鹽酸溶液中含有H2O分子、H+和Cl-離子，要探究是哪一種粒子能使紫色石蕊試液變成紅色，我們可以在白色點(diǎn)滴板上進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論。

第1孔利用蒸餾水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，溶液顏色不變，說明水分子不能使紫色石蕊試液變紅，第2孔用NaCl溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，孔中溶液仍為紫色，說明Cl-離子不能使紫色石蕊試液變紅，第3孔、第4孔分別用鹽酸和硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，二者均有相同的H+，孔中溶液均由紫色變?yōu)榧t色，證明了是H+使紫色石蕊變紅色。

顯然，運(yùn)用點(diǎn)滴板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化，既便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、節(jié)約實(shí)驗(yàn)用品（只需1～2小滴）、減少實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的污染，又增大了實(shí)驗(yàn)的數(shù)量、收到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，可謂省時(shí)省力高效。

四、進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)

初中化學(xué)教材氣體的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)一般是分開的，即先制備氣體，再利用制備的氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣的設(shè)計(jì)方案缺乏連貫性和綜合性，實(shí)驗(yàn)操作不方便、氣體的利用率較低，在環(huán)保、節(jié)能等方面也同樣會產(chǎn)生一些弊端。若將氣體的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)融為一體同時(shí)進(jìn)行，既節(jié)約藥品，又方便操作，還避免對環(huán)境的污染。

二氧化碳?xì)怏w的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)我們可用圖7所示的微型化實(shí)驗(yàn)裝置對教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)前確保該裝置的氣密性良好，通過擠壓膠頭，滴入稀鹽酸。石灰石便與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，1處的紫色石蕊試液變紅色、2處的澄清石灰水變渾濁，驗(yàn)證了二氧化碳能與水反應(yīng)、二氧化碳能與石灰水反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)，用燃著的木條放在微型集氣瓶口，木條火焰熄滅，說明二氧化碳已收集滿。

該裝置集二氧化碳的制備、收集、驗(yàn)滿、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)于一體，實(shí)驗(yàn)裝置簡單、便于操作，實(shí)驗(yàn)藥品用量少、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，能控制反應(yīng)的發(fā)生或停止。

利用同樣的思路，我們可以設(shè)計(jì)圖8所示的“微型”實(shí)驗(yàn)裝置，集氫氣的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)于一起。在G處裝稀鹽酸，H處放少量鐵屑，排盡裝置內(nèi)的空氣，加熱氧化鐵，則會觀察到暗紅色粉末變?yōu)楹谏?，該?shí)驗(yàn)裝置同樣具有節(jié)約實(shí)驗(yàn)用品、減少廢物產(chǎn)生（減少污染）、反應(yīng)時(shí)間短、便于操作和觀察現(xiàn)象等特點(diǎn)。

五、增補(bǔ)教材實(shí)驗(yàn)

初中化學(xué)課本在介紹一些理論知識時(shí)，并沒有安排具體的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對此缺乏感性認(rèn)識，教師缺乏說服力，此時(shí)我們可以抓住問題的關(guān)鍵鼓勵學(xué)生積極思維，精心思考，大膽探索實(shí)驗(yàn)方案。如學(xué)習(xí)二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)時(shí)，教材只是進(jìn)行了簡單的事實(shí)陳述，并沒有設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案。此時(shí)教師可以設(shè)計(jì)圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置[2]，彌補(bǔ)教材的不足。

將注射器1中的溶液推入充有CO2的瓶中，可以看到瓶內(nèi)氣球變大，這是因?yàn)槠績?nèi)氣體減少，壓強(qiáng)變小，在大氣壓的作用下，瓶內(nèi)氣球鼓起來；此時(shí)向外拉注射器3，注射器中的澄清石灰水不變渾濁，說明瓶內(nèi)的CO2氣體已被氫氧化鈉溶液吸收完全，將注射器2中的溶液推入瓶內(nèi)，看到瓶內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，氣球變癟，向外拉注射器3，注射器內(nèi)的澄清石灰水變渾濁，說明產(chǎn)生了二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)有新物質(zhì)產(chǎn)生。

該實(shí)驗(yàn)通過驗(yàn)證反應(yīng)物是否減少（或是否存在）和從是否有新物質(zhì)產(chǎn)生來探究CO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)。

利用驗(yàn)證有新物質(zhì)生成來探究物質(zhì)之間能夠發(fā)生反應(yīng)的思路，也可以驗(yàn)證二氧化碳的其他性質(zhì)。

二氧化碳密度比空氣大，且與水反應(yīng)產(chǎn)生碳酸，二氧化碳與水反應(yīng)沒有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為此，我們設(shè)計(jì)如圖10、圖11所示的實(shí)驗(yàn)裝置[3]，驗(yàn)證二氧化碳的密度比空氣大、二氧化碳能與水反應(yīng)等性質(zhì)。

將Y形導(dǎo)管平放于桌面，濕潤的紫色石蕊試紙變紅色，干燥的紫色石蕊試紙無明顯變化，說明二氧化碳與水能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；把Y形導(dǎo)管固定在鐵架臺上，a管位于上方，b管位于下方，緩緩?fù)ㄈ攵趸細(xì)怏w，觀察到兩濕潤的石蕊試紙均變紅色，但b管中試紙變色比a管明顯變快，從而證實(shí)二氧化碳的密度比空氣大，主要從b管中通過。

上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將二氧化碳的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)融為一體，對教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，化抽象為直觀，增進(jìn)了學(xué)生對知識的理解，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)證意識。

微型實(shí)驗(yàn)具有簡化裝置、節(jié)約試劑、減少污染、節(jié)省空間、降低成本、縮短時(shí)間等特點(diǎn)，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮著極其重要的作用，已經(jīng)成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的一道亮麗風(fēng)景。

參考文獻(xiàn)

[1] 盧巍.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)（八年級全一冊）教師教學(xué)用書.濟(jì)南.山東教育出版社，2007.

[2] 薛金星.2013年全國各省市中考試題全解（化學(xué)）.北京：北京教育出版社.

【責(zé)任編輯付一靜】