劉振生

摘 要： 化學(xué)課外活動(dòng)形式很多，有一類課外化學(xué)實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合中學(xué)化學(xué)教材內(nèi)容，將課本中的一些實(shí)驗(yàn)展開、深化。這類化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在教師的精心指導(dǎo)下，學(xué)生圍繞課題的中心，研究課本及課外讀物自行設(shè)計(jì)解決課題的實(shí)驗(yàn)方案，再動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，提出創(chuàng)造性、規(guī)律性的見解。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)教學(xué) 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 課外活動(dòng)

開展化學(xué)課外活動(dòng)，教師的指導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用充分發(fā)揮，學(xué)生手腦并用，既有分析、比較、綜合、提高，又能進(jìn)一步熟練化學(xué)實(shí)驗(yàn)技巧。這對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力及創(chuàng)造性精神，養(yǎng)成積極探索問題勇于解決問題的良好品質(zhì)都有好處。這類實(shí)驗(yàn)的研究為教師的演示提供改進(jìn)的參考。下面舉出這類實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)例子。

一、催化劑的研究

催化劑，又叫觸媒，在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化的物質(zhì)，催化劑在化學(xué)反應(yīng)中起催化作用。催化劑的運(yùn)用在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中占有極其重要的地位，在化學(xué)反應(yīng)里有很多采用催化劑，我們結(jié)合中學(xué)化學(xué)知識(shí)實(shí)驗(yàn)探究催化劑。

（一）課題：為了研究下列問題。試以氯酸鉀受熱產(chǎn)生氧氣為例，擬出實(shí)驗(yàn)方案，加以論述。

a.有的化學(xué)反應(yīng)在一般條件下很難進(jìn)行，但加入少量其他物質(zhì)（催化劑）時(shí)，反應(yīng)大大加快（復(fù)習(xí)性實(shí)驗(yàn)）；b.催化劑在反應(yīng)中沒有消耗；c.催化劑在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)沒有改變。

（二）實(shí)驗(yàn)方案舉例：a.取少量氯酸鉀，在試管里加熱幾分鐘，觀察晶體熔化，并緩慢放出氣泡，再用帶火星的木條檢查氧氣（說明什么？）；b.另取少量二氧化錳粉末，放在試管里加熱，并用帶火星的木條檢驗(yàn)是否有氧氣產(chǎn)生；c.將上述實(shí)驗(yàn)的試管（盛有熱的二氧化錳）易凱火焰立即撒少量氯酸鉀晶體，檢驗(yàn)是有有氧氣產(chǎn)生；d.稱取2克氯酸鉀晶體和2克二氧化錳混勻后，按實(shí)驗(yàn)室制氧氣的裝置，使反應(yīng)充分進(jìn)行后，待試管冷至室溫，在混合物中加入適量的水稍加振蕩，過濾，仔細(xì)用水洗滌濾紙上的二氧化錳，小心剝下，在蒸發(fā)皿上烘干，稱其重量是否發(fā)生變化；e.另將上述實(shí)驗(yàn)收集到的二氧化錳，取少量放在試管里，滴入幾滴濃硫酸微熱之，觀察是否有氯氣產(chǎn)生（說明二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)不變）。

二、催化劑研究之二

催化劑一般具有選擇性，它僅能使某一反應(yīng)或某一類型的反應(yīng)加速進(jìn)行。生物體的化學(xué)反應(yīng)幾乎都在酶的催化作用下進(jìn)行，酶的催化作用具有專業(yè)性，例如，唾液淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蛋白質(zhì)水解。我們就針對(duì)這一特點(diǎn)進(jìn)行探究。

課題：一個(gè)催化劑能否“催化”其他反應(yīng)，一個(gè)反應(yīng)是否有幾種催化劑。

實(shí)驗(yàn)方案舉例：

1.用二氧化錳做催化劑制取甲烷。

（1）取2克無水醋酸鈉，1.2克氫氧化鈉，混合加熱，反應(yīng)幾乎不進(jìn)行。

（2）取2克無水醋酸鈉，0.2—0.3克二氧化錳，充分混合，再按實(shí)驗(yàn)室制甲烷的裝置裝好混合物，先均勻加熱1分鐘左右，再集中管底處加熱混合物，用排水法收集產(chǎn)生的甲烷。

2.用黏土做催化劑制取乙烯。

（1）取少量紅色黏土在蒸發(fā)皿烘干，放冷至室溫，用鐵絲網(wǎng)篩去粉末，撿去過大的顆粒，留下約綠豆大的黏土顆粒。

（2）另取一潔凈試管，塞入一大小團(tuán)棉花，填塞試管底部，倒入少量酒精（至棉花團(tuán)能將其吸收為止），再小心放入干燥的黏土顆粒（填滿約3公分），裝上鐵架臺(tái)（按實(shí)驗(yàn)室制氧氣的裝置），加上帶直角導(dǎo)管的橡皮塞。

（3）用酒精燈在黏土粒處加熱片刻，再小心稍加熱酒精棉花團(tuán)，可見導(dǎo)管口有連續(xù)氣泡產(chǎn)生，片刻溴水褪色（想一想：連接氣泡放出是否酒精蒸氣）。

3.不同催化劑催化能力的比較。

各取0.1克HCLO3晶體，放在試管里，分別各加入等量氧化鐵、粗食鹽、氧化銅、氧化鎂、褐色細(xì)砂、黏土（烘干），用實(shí)驗(yàn)制取氧氣的裝置，以大致相同的加熱條件加熱混合物，測(cè)定開始產(chǎn)出氣泡至停止產(chǎn)生的時(shí)間，比較催化作用的強(qiáng)弱，也可選擇其中幾項(xiàng)進(jìn)行比較。

三、實(shí)驗(yàn)最優(yōu)方案

在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑫?huì)設(shè)計(jì)幾種不同的方案，接著從所有可能的實(shí)驗(yàn)方案中選擇最合理的一種以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的目標(biāo)，然后根據(jù)所選方案進(jìn)行試驗(yàn)，順利地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在課外活動(dòng)中，我們可以在這方面加于探究。例如：

1.提出課題。

實(shí)驗(yàn)室制氫氣時(shí)酸的濃度選擇。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

（1）選擇實(shí)驗(yàn)裝置：按初中課本第252頁(yè)圖20注意檢查氣密性。

（2）測(cè)定產(chǎn)氣速度：用天平準(zhǔn)確稱取鋅粒4克，其稱5份，放在試管里，注入3.0-6.0毫升不同濃度的硫酸，迅速裝上有導(dǎo)管的橡皮塞并迅速用排水法收集—試管氫氣，用秒表測(cè)定裝滿一試管氫氣的時(shí)間。

（3）另取同樣方法，但鋅粒倒入3毫升硫酸銅溶液侵沉片刻，再倒入硫酸銅溶液，將鋅粒用水沖洗三次，瀝干，再用上述實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)速度最快的同濃度的酸進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，測(cè)定其速度，作對(duì)照用。

（4）記錄：酸用量：3.0-6.0毫升，鋅用量4克，反應(yīng)溫度：

（5）注意事項(xiàng)：收集產(chǎn)氣的時(shí)間段應(yīng)一致，一般可選開始反應(yīng)的一段；導(dǎo)管口離水面的距離應(yīng)力求相等。防止太深太淺時(shí)管口水柱壓力影響產(chǎn)氣速度。

3.繪制產(chǎn)氣曲線圖。

4.圍繞以下中心討論，寫成小論文。

用電離理論說明產(chǎn)氣速度與溶度中氫離子濃度的關(guān)系，用原電池原理討論侵過硫酸銅溶液的鋅粒，產(chǎn)氫速度大大加快的原理。