田永祥

在實(shí)驗(yàn)室里，日常使用的儀器除了本身的“功能”作用外，還可以讓學(xué)生利用其特有的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，進(jìn)行儀器的再利用.比如，可以擴(kuò)展儀器的功能，開發(fā)、創(chuàng)新教材實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和操作能力.

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，針管在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有許多作用.原因是針管的各種規(guī)格都有、封閉性好，操作簡(jiǎn)便、節(jié)省試劑、污染少，針筒本身透明、有刻度，便于觀察.它和U型管結(jié)合，可以探究很多產(chǎn)生壓強(qiáng)差的實(shí)驗(yàn).在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生主要以小組合作的方式成為實(shí)驗(yàn)探究的提出者、設(shè)計(jì)者、實(shí)施者，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)、探究實(shí)驗(yàn)的興趣.

例如，在探究“氫氧化鈉、氯化鈉、硝酸銨、氧化鈣溶于水放熱、吸熱現(xiàn)象”時(shí)，取四個(gè)相同的如圖裝置，在三角燒瓶中分別放入等量的氫氧化鈉、氯化鈉、硝酸銨、氧化鈣，在U型管中放入等量的紅墨水，用針管吸入等量的水，并將水注入三角燒瓶中，振蕩溶解后，打開止水夾，發(fā)現(xiàn)第一個(gè)和第四個(gè)裝置中，U型管右側(cè)紅墨水上升，溢出管外，說明氫氧化鈉、氧化鈣在與水接觸后放熱，使裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大；第二個(gè)U型管無變化，說明氯化鈉溶于水時(shí)不放熱，也不吸熱；第三個(gè)裝置中，U型管左側(cè)紅墨水上升，說明硝酸銨溶于水后放熱，使裝置內(nèi)壓強(qiáng)變小.

又如，如圖，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)讓右側(cè)紅墨水上升的實(shí)驗(yàn)，并寫出四種不同的反應(yīng)類型的化學(xué)方程式.學(xué)生設(shè)計(jì)出利用此裝置，用固體和液體作用制取氧氣、二氧化碳和氫氣，以及氧化鈣與水放熱的反應(yīng).

2H2O2MnO22H2O+O2↑分解反應(yīng)

Zn+2HClZnCl2+H2↑置換反應(yīng)

CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑復(fù)分解反應(yīng)

CaO+H2OCa（OH）2化合反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，學(xué)生又設(shè)計(jì)出可以用針管抽取三角燒瓶?jī)?nèi)的氣體，吹出肥皂泡，讓泡泡飄在空氣中，看氫氣氣泡上升，氧氣氣泡和二氧化碳?xì)馀菹陆档默F(xiàn)象，比較出三種氣體的密度大??；還可以抽取氣體，靠近酒精燈火焰推動(dòng)活塞，發(fā)現(xiàn)氧氣能讓酒精燈燃燒更旺，氫氣能被點(diǎn)燃，二氧化碳能讓酒精燈熄滅.體驗(yàn)氧氣的助燃性、氫氣的可燃性、二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒的性質(zhì).同時(shí)，可以感知?dú)錃馇蚰苌盏荒茏鎏娇諝馇虻脑?，?shí)現(xiàn)了一次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多方位探究的目的.

該裝置還可以檢驗(yàn)氯化氫氣體和氨氣極易溶于水的性質(zhì)，并可以檢驗(yàn)溶于水后溶液的酸堿性.方法是：取兩個(gè)相同的如圖裝置，三角燒瓶分別裝滿氯化氫氣體和氨氣，U型管內(nèi)裝的是滴有紫色石蕊溶液的水，先在U型管與三角燒瓶相連的膠皮管上夾上止水夾，用針管吸取等量的少量的水，推水入三角燒瓶，振蕩后打開止水夾，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)裝置U型管內(nèi)的液體都倒流入三角燒瓶中，但是裝氯化氫氣體的三角燒瓶中溶液呈紅色，說明氣體溶于水后呈酸性；裝氨氣的三角燒瓶中溶液呈藍(lán)色，說明氣體溶于水后呈堿性.

再如，在研究“氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)”時(shí)，氫氧化鈣溶液和二氧化碳反應(yīng)有沉淀產(chǎn)生，而氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，使學(xué)生在學(xué)習(xí)這一反應(yīng)時(shí)沒有感性的認(rèn)識(shí)，較難掌握.教師可以引導(dǎo)學(xué)生從檢驗(yàn)生成物和生成物狀態(tài)變化引起壓強(qiáng)變化兩方面思考，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，一部分學(xué)生設(shè)計(jì)的方案是將二氧化碳?xì)怏w通入氫氧化鈉溶液中，然后在溶液里滴加鹽酸，如果有氣泡產(chǎn)生，證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng).另一部分學(xué)生利用此裝置設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)：取兩個(gè)相同的如圖裝置，三角燒瓶中都充滿二氧化碳，U型管中裝水，在針管中分別吸等量的水和濃氫氧化鈉溶液10mL，充分振蕩后打開止水夾，針管中吸氫氧化鈉溶液的裝置中U型管內(nèi)的水倒流入三角燒瓶中，而針管中吸水裝置中U型管內(nèi)左側(cè)的液面上升，但并未倒吸入三角燒瓶中，明顯的現(xiàn)象對(duì)比，學(xué)生認(rèn)識(shí)到二氧化碳和氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng).

利用如圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，在老師的引導(dǎo)下，以小組為單位，積極思考、探究設(shè)計(jì)出來的精彩方案，培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)探索、積極創(chuàng)新的能力.通過親身實(shí)踐獲取直接經(jīng)驗(yàn)，養(yǎng)成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，掌握科學(xué)的基本方法，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，學(xué)生的個(gè)性和特長(zhǎng)得到開發(fā).在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中，學(xué)生明確了科學(xué)探究的方法和一般過程，培養(yǎng)了勇于探究的科學(xué)態(tài)度，提高了應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力.因此，教師要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，提高每個(gè)實(shí)驗(yàn)的智力價(jià)值，使實(shí)驗(yàn)過程充滿啟發(fā)性、思考性.