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        改進(jìn)“木炭還原氧化銅”實(shí)驗(yàn)

        2015-02-12 19:40:24嚴(yán)昌帝
        中學(xué)生數(shù)理化·教與學(xué) 2015年2期
        關(guān)鍵詞:氧化銅木炭試管

        嚴(yán)昌帝

        人教版義務(wù)教育教科書《化學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)第六單元課題1中“木炭還原氧化銅”演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生是從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中初次接觸還原反應(yīng)的,該實(shí)驗(yàn)在整個(gè)化學(xué)學(xué)習(xí)中是一個(gè)很重要的實(shí)驗(yàn),也是初中階段一個(gè)疑難問題實(shí)驗(yàn).如果教師只是一味地照本宣科,即按照教材所提供的實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)方案及操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),一般得不到教材所描述的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象不明顯,達(dá)不到驗(yàn)證碳的還原性和有效教學(xué)的目的.此實(shí)驗(yàn)的成功涉及很多因素,包括氧化銅與木炭粉的純度、兩者質(zhì)量比、干燥程度、是否混合均勻、分布厚薄、加熱溫度等.如何使實(shí)際操作既簡單,又快速觀察到明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?現(xiàn)就該實(shí)驗(yàn)結(jié)合近年的教學(xué)實(shí)踐談?wù)勛约旱淖龇?

        一、剖析教材實(shí)驗(yàn)

        教材中該實(shí)驗(yàn)是將剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻,鋪放進(jìn)試管加熱來進(jìn)行的.比較多的教師,在實(shí)際操作該實(shí)驗(yàn)的過程中,對(duì)藥品規(guī)格、比例、用量及如何裝藥把握不好,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯,或難成功,甚至失敗.具體原因分析:

        對(duì)藥品的規(guī)格、用量及比例不作出具體指導(dǎo).教材上沒有指出該實(shí)驗(yàn)是使用工業(yè)純、化學(xué)純還是分析純的氧化銅粉末,而實(shí)驗(yàn)室工業(yè)純、化學(xué)純的藥品較普遍,自然而然就會(huì)使用這些藥品.在藥品用量上及參考比例也沒有明確數(shù)量.

        用酒精燈(可加網(wǎng)罩以使火焰集中并提高溫度,最好使用酒精噴燈)加熱.顯得有些煩瑣且難以把握.

        實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯.木炭和氧化銅的顏色都是黑色,還原后銅的顏色是紅色,本來是很容易分辨的,但黑色氧化銅粉末還原成紅色的金屬銅,由于還原產(chǎn)生的量少,難以觀察.特別是當(dāng)木炭粉或氧化銅粉末過量時(shí),實(shí)驗(yàn)生成銅粉的紅色都會(huì)被黑色所覆蓋,很難觀察到銅粉的真正顏色,可能造成學(xué)生對(duì)教材的質(zhì)疑.

        反應(yīng)結(jié)束后,必須等試管完全冷卻后才能把混合物從試管中倒出觀察,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象延后且耗時(shí),影響學(xué)生參與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的熱情.

        二、闡述改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

        1.實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

        改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后成功率高,現(xiàn)象非常明顯,有銅鏡效果,能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主探究能力.

        2.實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)

        (1)藥品純度要高.從反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)中得知:如果用工業(yè)純或化學(xué)純的藥品,效果不夠理想,最好是用分析純氧化銅,藥品純度高.

        (2)藥品用量及比例要恰當(dāng).木炭與氧化銅的質(zhì)量比應(yīng)控制在1∶9,從理論上計(jì)算,其質(zhì)量比應(yīng)為1∶13,考慮到有部分木炭與試管中氧氣反應(yīng),會(huì)有一些一氧化碳產(chǎn)生,提高了木炭粉用量.混合總量以2g左右為宜.

        (3)藥品干燥、研細(xì),混合要均勻.將兩種粉末分別烘干,混合,研磨(越細(xì)越好).將氧化銅粉和炭粉兩種物質(zhì)研磨得很細(xì)且均勻.

        (4)藥品分布得薄且均勻.將混合均勻的混合物裝入試管底部后,用膠頭滴管滴加少量高濃度乙醇剛好浸潤.持平試管輕輕旋轉(zhuǎn),使混合物薄薄地、均勻地敷在試管下部的內(nèi)表面.隨著乙醇的揮發(fā),混合物固定在試管內(nèi)表面.

        (5)加熱.將試管固定在鐵架臺(tái)上,先預(yù)熱,然后用酒精燈(也可用酒精噴燈)穩(wěn)定的外焰垂直加熱 ,注意防止風(fēng)力影響火焰跳動(dòng),到試管內(nèi)有明顯的現(xiàn)象——大片暗紅色物出現(xiàn)時(shí),繼續(xù)加熱,一般會(huì)出現(xiàn)銅鏡效果.然后撤出導(dǎo)氣管,便可觀察.

        3.實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

        (1)操作簡便.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)注重藥品純度、混合均勻等方面細(xì)節(jié),并沒有增加該實(shí)驗(yàn)的難度,容易操作.

        (2)節(jié)約藥品.由于明確了藥品使用量,避免了藥品越多效果越好的貪多心理,明顯節(jié)約藥品.

        (3)現(xiàn)象明顯.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)基本能達(dá)到兩種反應(yīng)物剛剛反應(yīng)完,沒有黑色反應(yīng)物剩余,不會(huì)影響生成物金屬銅的顏色,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯.

        (4)成功率高.按照教材演示實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯,基本不成功,或失敗.2011年上年我?;瘜W(xué)教師唐老師利用該實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的技術(shù)參加縣化學(xué)教師現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)技能賽,以銅鏡效果斬獲第一.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)隨時(shí)隨地成功,成功率顯著提高.

        4.實(shí)驗(yàn)意義

        (1)用改進(jìn)的思路,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).有些實(shí)驗(yàn)經(jīng)過簡單改進(jìn)后,效果可能很明顯,這有利于促進(jìn)學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手,解決學(xué)習(xí)、生活中的實(shí)際問題.同時(shí),如果在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置,這樣對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)也是有深遠(yuǎn)影響的.

        (2)用有效的實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯與否,對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度至關(guān)重要.

        三、反思

        改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn),不僅可以幫助教師順利完成教學(xué)任務(wù),取得更好的效果,還可明顯提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn),不僅僅要考慮實(shí)驗(yàn)的成功與否,更重要的是教學(xué)的成功與否,即能否達(dá)到預(yù)期效果:培養(yǎng)學(xué)生在探究活動(dòng)中的科學(xué)素質(zhì),特別是創(chuàng)新素養(yǎng),讓學(xué)生領(lǐng)悟創(chuàng)新來源于生活,來源于實(shí)踐.

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