【摘要】中和熱測定實驗是中學(xué)生需要掌握重要實驗之一，由于這個實驗需要定量測量數(shù)據(jù)，對實驗裝置和儀器的要求很高，并且在中學(xué)課堂中實際的教學(xué)效果不佳，因而開發(fā)一套高效的、精確的實驗方法顯得尤為重要，近幾年模擬軟件在化學(xué)中應(yīng)用逐漸得到一線教師的認同，并在實踐取得一定的成效。本文中Corcodile Chemistry模擬中和熱測定可為一線教師提供可行的實踐方案。

【關(guān)鍵詞】中和熱測定；模擬軟件Corcodile Chemistry

【中圖分類號】G633.8 【文獻標(biāo)識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）07-0179-01

化學(xué)作為自然科學(xué)的一個分支，對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)具有不可替代的地位和作用。實驗教學(xué)作為中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的一個重要組成部分，對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高有著其他教學(xué)方式不可替代的價值。中和反應(yīng)中和熱測定是高中生繼配置一定濃度的溶液所面臨的第二個定量實驗，課堂實驗教學(xué)效果直接決定學(xué)生的總體學(xué)習(xí)效果?；瘜W(xué)實驗?zāi)M軟件中一個極其出色的軟件就是Corcodile Chemistry（簡稱“CC”），筆者就CC軟件模擬中和反應(yīng)中和熱測定的可行性與課堂效果如何達到最佳，做出了一些探索性的研究和收獲。

一、CC模擬中和反應(yīng)中和熱測定的可行性實驗

1.打開軟件，點擊左上角File，選擇New。依次點擊Parts Library→chemicals→Acids，選擇Hydrochloric，拖至空白平臺，點擊Acids下面Alkalis，選擇Sodium hyroxide。得到50mL1M HCl和50mL1.05M NaOH。（注：氫氧化鈉溶液濃度增加了額0.05mol/L，保證堿稍稍過量，使鹽酸被完全反應(yīng)）接著，依次點擊Parts Library→Glassware→Standard→Beaker（100mL），拖至平臺空白處。

2.點擊Parts Library→Presentation，選擇Graph拖至操作處。拖動Graph左上圓心標(biāo)記至燒杯，點擊Property，選擇temperature。在平臺中選中Graph，軟件左下角會顯示其屬性（Properties）。通過Properties，可以調(diào)整X-xais和Y-xais的數(shù)據(jù)的長度和精度，以便較精確地讀出數(shù)值大小。

3.分別將HCl和NaOH加入燒杯中反應(yīng)，通過控制軟件上面菜單欄中暫停/開始鍵，可以隨時開始或結(jié)束實驗。然后直接清空燒杯，還原Graph為初始狀態(tài)，可接著做另外一個濃度的實驗。（注：容器顯示的濃度可點擊直接鍵入數(shù)字修改）。

二、中和熱測定中待解決的問題與解決設(shè)想

1.教材中設(shè)定的鹽酸和氫氧化鈉溶液的濃度分別是0.5M和0.55M，如果在CC中模擬，這樣的濃度設(shè)定合理嗎？通過模擬計算得到的數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)中和熱最優(yōu)嗎？基于這樣，通過控制鹽酸和氫氧化鈉溶液的體積為50ml，改變鹽酸的濃度，依次設(shè)定鹽酸的濃度為2M；1M；0.5M；0.1M，氫氧化鈉溶液的濃度依次增加0.05M，分別為第一到四組。

2.中和熱測定的關(guān)鍵在于溫度的測量，因而在實際實驗中，如何減少熱量的損耗，至關(guān)重要。

3.教材中，為了方便計算，近似認為酸和堿溶液的密度與純水的密度一樣，從而利用溶液的體積計算出質(zhì)量。由于鹽酸和氫氧化鈉溶液的中和反應(yīng)不產(chǎn)生氣體，反應(yīng)前后反應(yīng)體系的混合物質(zhì)量不發(fā)生改變，在CC中用Balance（天平）可以先測出100ml燒杯的質(zhì)量，這里需要注意地是燒杯的質(zhì)量包含燒杯內(nèi)的空氣的質(zhì)量，可以選中燒杯，選擇清空燒杯的標(biāo)簽，得到真實燒杯的質(zhì)量m1=19.86g。然后向燒杯中加入依次加入鹽酸和氫氧化鈉溶液，得到混合溶液與燒杯的總質(zhì)量m2，扣掉空燒杯的質(zhì)量，就是混合液體的質(zhì)量m。

三、執(zhí)行實驗，實驗數(shù)據(jù)匯總

四、結(jié)果與反思

1.通過與CC模擬實驗中得到混合液體的質(zhì)量比較來看，當(dāng)溶液的濃度比較大時，其質(zhì)量偏差就越大。因而，若進行實際的中和熱實驗時，最好將酸堿溶液的濃度控制在較小范圍之內(nèi)。然而在cc模擬實驗中，可以通過軟件中的天平進行準(zhǔn)確測量。不僅如此，通過觀察表格，ΔH*都小于ΔH，且都小于標(biāo)準(zhǔn)值，這顯然是不校正質(zhì)量所來的后果，這便體現(xiàn)出了CC模擬中和熱測定的絕對優(yōu)勢，為教學(xué)實踐的可能提供堅實的數(shù)據(jù)實證。

2.ΔH值隨著濃度的減小而減小，這里可能的原因是：當(dāng)溶液較稀時，中和反應(yīng)所提供的熱量很小，很難使混合溶液上升足夠的溫度，測量時會有不小的誤差，因而偏??；當(dāng)溶液濃度較大時，混合液的比熱容不能用純水的比熱容替代，因而使得計算值偏大。通過上述一組實驗可以得出鹽酸濃度為1M或在附近濃度時，計算值與標(biāo)準(zhǔn)值非常接近，處于能夠容忍的誤差限以內(nèi)。

3.綜上，CC模擬中和熱實驗有著無與倫比的優(yōu)勢，一則不用直接接觸實驗藥品和裝置，就可以完全使用軟件模擬，因而其所帶來的成本必然會低，可操作性很強，師生的人身安全也能夠有效地得到保障；二則，從實驗效果來看，只要控制好酸堿溶液的濃度，就能夠模擬出非常好的數(shù)據(jù)，很接近標(biāo)準(zhǔn)值，而且可重復(fù)，保持一致性，課堂效果極佳。

參考文獻

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作者簡介：徐偉（1992年-）男，，本科學(xué)歷，化學(xué)老師，研究方向：中學(xué)化學(xué)。endprint